桩基施工试桩专项方案-旋挖钻机

1杭州地铁1号线工程乔司南站/乔司站/九堡东站～乔司南站～乔司站区间高架桥段桩基旋挖机施工（试桩）专项方案一、编制依据1、《杭州地铁一号线工程乔司南站/乔司站/九堡东站～乔司南站～乔司站区间高架桥工程施工图纸》中国水电顾问集团华东勘测设计研究院所提供2、《杭州地铁一号线工程III标段岩土工程勘察报告》上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供。3、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415—2003、J286--20044、《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308-19995、《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-19996、《杭州地铁1号线工程乔司南站/乔司站/九堡东站～乔司南站～乔司站区间高架桥实施性施工组织设计》我公司编制7、我公司施工技术、机械设备能力及多年来工程实践中积累的施工及管理经验。二、工程概况地铁一号线是贯穿杭州一主城、三副城的轨道交通，本次施工范围为乔司南站/乔司站/九堡东站～乔司南站～乔司站区间高架桥段，共计2座侧式车站、2段区间高架。本次车站施工范围仅为车站主体结构，由桩、承台、桥墩、盖梁、轨道梁及站台梁组成。标段总长：3044.052m，其中：1、乔司南站（ZN1～ZN11）：为高架侧式车站，长127m，里程桩号K30+846.461～K30+972.461。2、乔司站（ZQ01～ZQ11）：为高架侧式车站，长127m，里程桩号K33+194.072～K33+320.072（含K33+320.072处的桥墩）。3、九堡东站～乔司南站区间高架桥段（A-10～A00～A14）：里程桩号K30+278.020～K30+846.461，全长568.441m。4、乔司南站～乔司站区间高架桥段（B00～B70）：桩号K30+972.461～K33+194.072，全长2221.611m。2本标段桥梁桩基础采用6（或4根）根Φ1000（或Φ1200）钻孔灌注桩群桩基础。共计636根桩，桩最长为65.32米，最短为54.36米，总长37300延米。三、工程地质概况根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供《杭州地铁一号线工程III标段岩土工程勘察报告》显示，拟建工程现以农田、民居、厂房、道路和路侧商业用房为主，以桩号K32+397.889至乔司站主要位于乔莫西路（杭海路）上，地势较高，自然地面标高约6.46～6.88m。（一）、地基土的构成与特征拟建工程位于杭州东北部冲面积平原区，第四纪覆盖层厚度达64.0m以上，上部主要为钱塘江近代冲积沉积的粉、砂性土，下部为陆海相沉积地层，根据土的沉积年代，成因类型及其物理力学等性质的差异，并参照初勘报告成果等进行统一划层，可划分12个主要层次，及若干亚层，拟建场地地层分布如下：1、（1）第①1层杂填土含碎石、塘渣、建筑垃圾等，主要在拟建场地杭海路及道路范围分布。（2）第①2层素填土，以粘性土为主，含少量碎石，植物根茎等杂物，主要在拟建场地沿线农田、民居范围分布。2、第②2层灰黄色砂质粉土，含云母、有机质，夹粘质粉土及薄层粘性土，拟建场地沿线部分区域该层缺失。3、第③2、③6、③7、③9、层灰色粉、砂性土层，含云母，少量有机质，夹薄层粘性土。其中第③2、③6层在拟建场地沿线均有分布，层面起伏平缓，第③7层仅在桩号K31+450.961以北区域分布，局部缺失，第③9层仅在桩号K31+450.961以南分布。4、第⑥1层⑥2层灰色淤泥质粉质粘土、流塑、含云母、有机质，属高压缩性土。其中第⑥1层在拟建场地沿线场地均有分布，层厚度变化较大，第⑥2层的在桩号K31+625.961以南分布。5、第⑦3层灰黄一灰色粉质粘土夹粘质粉土、可塑、中等压缩性，含云母，少量。贝壳碎屑，夹砂质粉土及薄层粉砂，土质不均匀。该层在拟建场地沿线局部分布。36、第⑧1层灰色淤泥质粘土、第⑧2层灰色质粘土，流塑～软塑，中等～高等压缩性；在拟建场地内普遍分布，层面埋深起伏平缓。其中第⑧1层仅在桩号K31+420.961以南分布。第⑧2层在拟建场地沿线大部分区域均有分布，层厚及层面埋深变化较大。7、第⑨1层灰绿～草黄色粉质粘土、第⑨2层草黄～灰色粉砂，主要在拟建场地桩号K31+275.961以北分布，局部区域缺失。8、第⑩1层草黄～灰色粘土、第⑩2层草黄～灰色粉质粘土，可塑～硬塑，中等压缩性，含氧化铁，夹薄层粉性土；其中第⑩1层仅在桩号K31+915.961～K32+307.889之间分布，层厚较薄；第⑩2层在拟建场地沿线大部分区域均有分布。9、第○122层灰黄色含砾粉砂，中密，中等压缩性，夹中粗砂及薄层粘性土，该层仅在桩号K31+097.961以南分布。10、第○131层灰色粉质粘土夹粉砂、第○133层浅灰色粉砂夹粉质粘土，中等压缩性。其中第○131层在拟建场地沿线均有分布；第○133层在拟建场地沿线大部分区域均有分布，层厚变化较大。11、第○141层灰色圆砾，中密～密实，砾石含量约50%，粒径一般为1～2cm，成分以石英岩、凝灰岩为主，圆磨度差，以中粗砂填充，夹少量粘性土，土质较佳；该层在拟建场地沿线均有分布，层面埋深略有起伏。12、第○20层浅红色强风化～中风化泥质粉砂岩，主要在K32+762.889以北揭露，基岩面起伏较为平缓（层面埋深约64.0～68.0m）。（二）、水文地质条件拟建场地浅部及中部地下水类型主要为第四纪松散岩类孔隙承压水，深部为基础裂隙水。1、潜水拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表迳流补给。勘察期间所测得的地下水静止水位埋深一般在0.30m～3.20m之间，其相应高程一般在5.75m～3.44m之间，平均潜水位高程4.60m。根据区域水文地质资料，浅层地下水水位年变幅为1.0～2.0m，多年最高地下水水位4埋深约0.5～1.0m。另根据类似工程经验及场地环境，拟建场地地下水流速较小。2、承压水拟建场地深部承压水主要赋存于深部第⑨2、○122、○133层粉（砂）性土及第○141层圆砾中。拟建区间为高架区间，深部承压水对本工程无影响。四、拟定试桩根据施工进度和现场情况，试桩选于乔司南站6根Φ1000钻孔灌注桩，桩长为56.1米，桩底标高至-53.0米，持力层位于第○141层灰色圆砾层。五、施工方案（一）、施工工艺及流程本工程钻孔桩施工选用宇通旋挖机（型号YTR230）。灌注桩砼采用C30商品砼。施工工艺流程如下图所示。5各项准备工作钢材检验砼运至现场测量定位挖泥浆池埋设护筒钻机就位制钢筋笼架设泥浆泵钻进成孔泥浆循环测量孔深排弃泥浆下置钢筋笼钢筋笼检验检查导管下灌浆导管测量沉渣砼灌注试块制作检验砼性能成桩桩检测拔出护筒移至下桩换浆清孔6（二）、设备选型本工程钻孔桩施工选用宇通旋挖机（型号YTR230），适用于砂性、含圆砾土层，震动小、钻进速度快，供浆泵选用3PN泥浆泵，吊放钢筋笼采用16T或25T汽吊，导管采用φ250cm丝扣接头型导管，节长为2-2.5米，底节长为4米。（三）、施工方法和步骤1、施工准备在钻孔桩施工前，必须先进行施工围档立设，施工围档结束后再进行施工用水、施工用电的架设工作。施工便道要畅通，在墩台的桩基施工范围内，采用路基板垫铺。2、测量放线根据设计各墩位的座标，由测量组采用全站仪、水平仪对各个桩位进行定位放线，桩位标志应准确牢固。各桩位自检合格后报监理工程师复检，合格后方可埋设护筒。3、钢护筒制作埋设（l）、短护筒埋设（﹤4.0m）护筒采用钢护筒，其内径比桩径大40cm。埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，护筒与桩位中心线偏差不得大于2cm，倾斜度不大于1%，高度宜高出地面0.30-0.50m或高出地下水位2.00m，护筒固定在正确位置后用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。如果护筒底土层不是粘性土应挖深或换土，在坑底回填夯实﹥0.50m厚度的粘土后再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。（2）、长护筒埋设（10m）用旋挖钻机将地表硬层挖掉，将护筒吊入孔内，用震动锤砸到标高位置，再将上部孔口捣实4、钻机就位（1）、钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好，确定钻机工作正常后驶入工作区域内，将钻头中心直接对准桩位中心点，保证就位准确，允许误差为：以线路中心线为准，纵向：±100mm；横向+50mm、0mm。桅杆的垂直度3‰，再将钻头中心点精确7对准桩位中心点。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应经常校核钻杆的垂直度。（2）、定位后，将适合本桩位地层的各种钻头有序地排列在主机回转半径上（约占1/3—1/2圆周），以利于快速更换钻头。同时排碴区（约占1/3—2/5圆周）要考虑运碴设备驶入场地，并进行排碴对位试验，以有效配合，减少干扰，提高钻进效率，加快施工速度。（四）、泥浆制作与外运泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成稳定层，隔断孔内外渗流，防止缩径和坍孔的作用。1、泥浆制备泥浆应选用高塑性粘土或膨润土制备。泥浆制备在泥浆池内进行，每立方米泥浆需膨润土450-500kg，加入适量纯碱（及少量CMC和PHP）等可提高泥浆的粘度，实践证明，这样的泥浆粘土颗粒悬浮均匀，沉淀少，性能稳定，能够满足该地层成孔的需要。泥浆性能指标参考表地层条件泥浆比重泥浆粘度含砂率胶体率粘土、粉质粘土层1.1～1.2017～22S＜2%95%卵砾石混中粗砂层1.20～1.3020～30S＜4%泥浆储备量要根据单孔成孔体积来确定制备数量，对于透水性强的漏水地层还要增大储备量，并要在施工现场储备一定的粘土，以应对裂隙发育的风化岩石地层可能出现的突发性漏水。2、泥浆循环和净化设置制浆池、沉淀池并用循环槽连接。施工时采用3PNL（或2PNL）型泥浆泵，将制浆池的泥浆送到桩孔内。灌桩时，桩孔内的泥浆经溢流池泵到沉淀池，沉淀池的泥浆经净化后流到制浆池，而净化后的钻渣和砂粒用车拉到指定地点。（五）、成孔施工1、在成孔施工时随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况，严格按照该地层条件下的8钻进参数指导施工。在钻进过程中不能进尺太快以保证有充足的护壁时间。整个成孔过程中分班连续作业，专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况，钻进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应对钻碴定时做取样分析，核对地质资料；同时应控制好泥浆比重和粘度。在钻进过程中，护筒内泥浆面应高出地下水位2m以上。因为在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象，桩孔内若能保持比地下水位高的水头，可以增加孔内静水压力，防止坍孔。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证孔壁的稳定性。在钻进过程中要经常检查钻斗尺寸，以防过大磨损减小孔径。施工中根据钻头提土情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。如果发现地质情况与原钻探资料不相符时立即通知有关部门解决处理，并及时调整钻进参数。2、旋挖钻机操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力，加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。成孔钻进时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，每回次进尺用仪表的显示方式确定当前钻头的运动位置即钻孔深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使钻机转到卸土位置完成卸土工作，再通过操作显示器上的自动回位对正装置，钻机自动回到钻孔作业位置。在重复钻进提土作业前先检查调整钻具的垂直度，以保证成孔质量。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。当钻进到设计高程，达到设计深度时，经监理工程师同意即可终止钻进。根据已确定的泥浆稳定时间，最后用钻斗进行掏碴清孔。施工过程中每次提出的钻碴由其他施工机械随时运到指定位置。由于投入施工的旋挖钻机的钻头具有较高的垂直度控制系统和刚性较大的钻杆及导向系统，其孔径、垂直度、孔底残碴等均可满足规范及验收标准要求。3、根据施工场地的地层情况和投入施工的旋挖钻机性能等因素综合确定施工钻头的类型，以保证施工效率和成孔质量。粉质粘土类：选用双层底板钻挖