广东石油化工项目码头工程钻孔灌注桩施工方案.doc

钻孔灌注桩施工方案一、 工程概况1-1工程简介工程名称：某某化工有限公司高栏港石化码头工程地点：某某港经济区南迳湾作业区工程规模：本工程拟建设5000DWT化工品泊位一个（码头结构按10000DWT船舶考虑）。水工建筑物包括码头平台和引桥两部分，均为排架式高桩梁板式结构。水工建筑物的安全等级为级。1-2 主要工程内容：码头平台长170m，宽20m，平台基础采用800mm PHC管桩，排架间距为7.6m，共23榀排架，每榀排架设2根直桩和4根斜桩。码头上部结构由横梁、靠船构件、前边梁、输油臂梁、纵梁、后边梁、迭合面板及面层组成。码头平台前方设置750KN系船柱，可满足本工程设计及兼顾船型系缆要求。并设二层系缆平台，其上设350KN系船柱，供5000DWT以下船舶系缆用。平台前沿每榀排架竖向设置了DA-A600H型橡胶护舷，每跨前边梁及系船梁横向设置DA-A300H标准反力型橡胶护舷进行防护。引桥共1座，为高桩梁板结构，排架间距为10m。根据引桥处地形和施工时水位情况、综合考虑抛石堤影响，排架基础分别采用800PHC桩和1000钻孔灌注桩。引桥上部结构由现浇钢筋砼横梁、预安空心板及现浇钢筋砼面层组成。本工程采用抛石护桩的护岸措施，以确保码头结构安全。二、 地理位置及地形、地貌2-1地理位置本工程位于某某市高栏港经济区南迳湾化工仓储区，东侧隔路为某某仓储区，以西为海域，南距中化格力码头约250m。2-2气象某某市属亚热带海洋性季风气候，年平均气温21.822.4度，多年平均降雨量17882272mm，洪水期主要集中在440月份，占全年降雨量的91%，日降雨强度达11.720.2m，本区夏季盛吹东南风，冬季盛吹东北风，710月份为台风季节，平均每年影响本区的台风次数为4.0次，其中从本区登陆的台风，年平均1.4次，台风风力达8级以上，阵风可达12级，50年一遇基本风压值为0.85kPa。伴随有暴雨、暴潮和巨浪，基中大暴雨0.9次，二十年间特大暴雨2次。2-3水文、潮汐性质该区的潮汐性质为不正规半日周潮。邻近珠江口，潮差很小。2、设计水位设计高水位2.76m（高潮累积频率10%的潮位）设计低水位0.33m（低潮累积频率90%的潮位）极端高水位3.90m（重现期50年的年极值高水位）极端低水位-0.39m（重现期50年的年极值低水位）码头面设计高程：7.00m设计海底高程： -8.20m2-4地质采用广东省某某工程勘察院2010年08月编制的某某市高栏港经济区南迳湾化工仓储区某某某某化工有限公司石化码头工程地质详细勘察报告。2-5 地震基本烈度码头区地震基本烈度为度，场地特征周期为0.40s，场地类别为类。三、 钻孔桩基工程数量灌注桩基砼强度为C25，钢筋为、级钢筋，桩基主要工程数量如下表（按设计图纸数量）材料名称桩号C25砼钢筋钢筋 A11171611.4m323247.7kg.6kg B11171611.4m323247.7kg.6kg C11171611.4m323247.7kg.6kg注：(表中数量包括接桩工程量)四、 编制依据1、依照招标书文件某某某某化工有限公司高栏港5000吨石化码头工程。2、港口工程灌注桩设计与施工规范（JTJ248-2001）3、港口工程质量检验评定标准（JTJ221-98）4、中交水运规划设计院施工图设计说明报告。五、 桩基施工工艺1、本码头工程灌注桩施工采用旋转钻机配合成孔，自拌商品砼、垂直导管法灌注水下砼。2、桩基施工工艺流程施工准备 桩位测量 插打钢管桩搭建施工平台（水上） 安装钢护筒 桩机就位 复测桩位 冲进、取样 成孔验收 测量孔深斜度 第一次清孔 安装钢筋笼 桩机移位、下导管 第二次清孔 监理工程师检查合格 灌注水下混凝土 成桩检测。 测量定位场地平整测定桩位埋设（施打）钢护筒桩机就位向护筒内投放粘土造浆泥浆循环排渣钻 进 孔底深度验收 成 孔验 孔钢筋笼制作 安放钢筋笼 安放导管灌注水下砼 3、桩基施工准备（1）桩基钢护筒的施工工序 施工准备 搭设施工平台 安装导向架 吊车吊钢护筒入导向架 测量定位 安装振动锤 精确就位 通电振动沉钢护筒 沉插完毕 起锤 测量护筒顶标高 （2）插打钢护筒的施工方法a、利用搭设好的平台骨架作导向架，由岸上吊机配合钢护筒的插打b、钢护筒在工厂的钢结构车间加工制作成型（钢护筒的加工质量应符合设计及施工规范的要求）。加工成型后用汽车运至现场，用吊机吊入导向架内，用2台经纬仪交会对位。c、再吊装振动锤和桩帽（机座）与钢护筒顶法兰盘连接牢固，测量复核，调整定位后，开动振动锤使钢护筒下降到位。d、由于本施工区域的粘土层较厚，根据设计要求和规范规定，钢护筒应穿透淤泥层进入粘土层1m以上，若振动沉桩有困难时，有必要辅以射水帮助下沉。e、每根钢护筒的下沉应一气呵成，不可中途停顿或较长的间歇，以免桩周围土恢复，摩阻力增大，使继续下沉困难。f、振动锤与法兰盘的连接必须夹紧，不得有间歇或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢护筒下沉，使继续下沉困难。g、振动的连接时间长短应根据不同的机械和不同土质通过试验决定，一般不宜10mm15mm。每次振动时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。（3）插打钢护筒的技术保证措施a、施工前应按有关规定及说明书对锤本身进行检查，维修和保养。 b、吊钢护筒时应用钢丝绳绑紧规定的吊点，绑扎时必须夹塞木或胶皮麻袋,以防滑脱。c、下大雨、暴雨或遇六级以上大风时，应停止沉钢护筒工作。d、按吊机所规定的最大吊重负荷，不许作超负荷起垮作业，应按起重曲线规定操作，吊物时应垂直起吊,禁止斜吊，当吊重件或较大物体时速度应放慢，物体不宜起吊太高，起重时做到：吊不正者不吊、起负荷者不吊。e、钢护筒的偏差将直接影响到桩基的施工质量，插打钢护筒的允许偏差应满足设计图纸及施工规范的规定。4、水上灌注桩施工，应在灌注桩侧布置桩基施工泥浆处理设备。5、泥浆制配：选择优质粘性土造浆，储浆池和沉淀池的大小应满足施工的需要。泥浆循环通过孔口排入泥浆池内，泥浆及沉渣及时用泥浆车运往指定地点排放，以免污染环境，钻孔过程中保证满足护筒内的泥浆顶始终高于地面下水位不少于1m，使泥浆的压力超过土及地下水的压力，避免造成塌孔。6、泥浆性能指标宜满足下列要求：a、比重：1.101.30b、粘度:18s28sc、含砂率新制泥浆4%d、胶体率95%e、PH值810f、失水量20mL/307、桩机安装（1）桩机就位前对主要机具进行检查，维修与安装、全套设施的就位情况及水电是否接通，并进行检查，检查完毕后，桩机就位，就位后桩机底架应垫层枕木，保持平稳，使其不产生偏移和沉陷。（2）桩机的钻头及机架中心应对准桩位（或护筒顶）中心，其偏位不得大于2cm，并应符合技术规范的要求。8、成孔 （1）开钻时，在桩孔内投入一定数量的粘土及相应的水，钻机不进尺空转，利用钻头搅拌泥浆，搅拌后抽至循环池泥浆的相对密度为1.101.30，待循环池及桩孔全部储够泥浆后，先起动泥浆泵和转盘，后进行进尺钻进，慢速钻进，待导向部分全部进入土层后，方可匀速钻进。（2）在钻进过程中，进尺的快慢根据土质的情况来控制，并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等检查观察。在粘性土及含砂率较高的地层中，宜用低转慢速、大泵量，稠泥浆（相对密度为 1.21.45）钻进。（3） 钻进成孔过程中，经常捞取钻渣，观察土层的变化，在岩层，土层变化处均捞取渣样，判断土层，并记入记录中，以便与地质剖面图核对。发现钻处岩样与地质资料不符时，及时通知甲方代表、监理、地质工程师及设计人员到现场处理。（4） 相邻的钻孔，在桩中桩距2.5D以内的其它任何桩的砼灌注完成后24小时才能开始，以免扰动正在凝固的邻桩的砼。（5） 施工作业分班连续进行，施工一气呵成，不在途中停顿，如确因故需停止钻进时，将钻头提升放至孔口处，以免被泥浆埋住钻头。（6） 及时详细填写钻孔施工记录，交接班时交代钻进情况及下一班应注意的事项。（7） 质量要求a、钻孔的孔径不小于设计规定；(其检查方法：用钢筋笼探孔器进行对孔径的检查)。b、护筒要求耐用、内部无突出物，孔径大于桩设计直径10cm左右。c、桩孔位置应符合设计及施工规范的要求。d、桩孔垂直倾斜度1%；(其检查方法：采用测量仪测量钻杆进行检查)。9、终孔及清孔（1）当钻孔达到设计终孔标高后，每孔均进行超前钻，钻进孔底以钻锥高1/3确定达到设计标高要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，然后填写终孔检查表，并及时通知甲方代表，监理及设计人员到现场验收。（2） 成孔工序验收合格后，进行第一次清孔工序的施工，清孔采用换浆法施工。即钻孔完成后，提起钻锥至距离底约20cm，继续旋转，然后以相对密度较低的泥浆（1.2）压入,逐步把钻孔内悬浮的钻渣和相对密度较大的泥浆换出,换至孔内泥浆的相应密度低于1.2以下为止。在清孔排渣时，保持孔内水头（即水压），防止塌孔。（3） 质量要求、桩孔深度符合设计要求。、清孔满足设计及施工规范要求。、岩样符合设计要求，入岩深度满足设计及施工技术规范要求。、孔内沉淀物厚度不大于设计要求（30cm）。 、清孔后泥浆指标：相对密度1.031.20 ，粘度17s20s，含砂率4%，胶体率98%。(检测仪器采用NB-1型泥浆比重计、NA-1型泥浆含砂率计、1006型泥浆粘度计进行各项指标检测)。10、钢筋笼的制作与安装（1）采用、级钢筋，现场进行加工，钢筋的加工遵照JTJ248-2001港口工程灌注桩设计与施工规范及设计要求进行。（2）按施工的实际桩长来决定钢筋的下料，依桩的长短来确定分段制作的长度，钢筋笼在桩孔附近制作。(本工程钢筋笼长度分A轴桩为22.4m、B轴桩为23.4m、C轴桩为23.5m)。（3）依设计图纸的规定，先制定相应的加劲筋，然后按规定的根数布置主筋，设立每隔2m一道的加劲筋，排列好后将主筋按规定间距焊死在加劲筋上，再依设计规定的间距焊接箍筋。（4） 成孔验收第一次清孔后，利用吊车将钢筋笼吊入桩孔，钢筋笼分段制作，每下完一节后用钢管或方木固定，再用吊机吊住另一节钢筋笼进行驳接，段间驳接采用电焊焊接，焊接长度单面焊不小于10d，在钢筋笼外侧焊定位筋以保证保护层的厚度，吊放钢筋骨架入桩孔时，均匀下落，保证钢筋笼居中，钢筋笼顶部与护筒固定，以防灌注砼时钢筋骨架上升。（5） 骨架落到设计标高后，将其校正在桩中心位置并固定，待砼灌注完毕并初凝才解除固定措施。（6） 质量要求、钢筋的品种和质量，焊条的牌号和性能应符合设计及施工有关标准的规定。、钢筋的加工，骨架的制作应符合设计要求及有关规范的规定，要求如下。、 单面搭接焊长度为10d，焊缝高度为0.7d，焊缝厚度为0.3d，主筋与箍筋采用点焊固定，级钢焊条为T422，级钢焊条为T502，级钢与级钢相焊用T502；钢筋笼制作允许偏差见下表：项 号项 目允 许 偏 差(mm)1主筋间距土102箍筋间距土203钢筋笼直径土104钢筋笼整体长度土100、 钢筋托架应在同一个平面上，加强筋用固定环型模制作，以保证其外形圆整和直径正确，本次钢筋笼分三段制作。箍筋采用梅花型点焊；、 成形的钢筋笼应平卧堆放在平净的地面上，堆放层数不得超过三层。、安装钢筋时，配置的钢筋级别、直径、根数和间距符合设计要求，焊接的钢筋骨架，没有变形、松脱和开焊。清除钢筋表面的浮皮及铁钙。、向驻地监理工程师报告钢筋质量自检结果，并办理验收手续。、 钢筋笼在完成验收后方能下入孔内，上、下两节笼焊接时要保证主筋位置对准，同一平面内的接头应50%主筋根数；、 钢筋笼下入孔内受沮，禁止强行下入，应查明原因并处理后方可下入，必要时应重新扫孔后再下笼，确保下放钢筋笼和钻孔同心度；、 钢筋笼保护层厚度按设计要求施工；、 按钢筋笼顶标高要求的吊筋长度制作吊筋，使钢筋笼正确就位。11、 水下砼灌注、导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。同时检查拼装后的垂直情况，根据孔径的总长，确定导管的拼装长度。使用前进行过球，水密及承压试验，试验时的水压，大于井孔内水深至1.5倍的压力。吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。、导管吊放完毕，在导管口加封带管的铁板，往导管内灌注泥浆，使沉淀在孔底的沉渣漂流，即灌注砼前换浆工作。、复测孔底标高，检查沉渣厚度，判断是否达到设计要求及满足灌注要求，满足要求后，方可灌注砼。、在导管上端连接砼漏斗，其溶量必须满足储存首批砼数量的要求(本工程漏斗容量配有1m³1.2m³)。开始时，在漏斗下口设置干水泥球，当漏斗箱内储足首批灌注的砼数量时，剪断吊往水泥球的钢丝，使砼猝然落下，迅速落至孔底并把导管褒住。灌注砼时确保有足够的砼储备量，以保证桩基砼浇注的连续性及桩基的施工质量。、浇注砼期间，配备水泵，吸泥机及高压射水管等设备，以保持井孔内水头和及时处理灌注故障。灌注首批砼时导管下口至孔底的距离为2535cm，导管埋入砼中的深度不小于1m，储料槽和漏斗中砼冲出活门全部下落后，将导管下降1020cm，以增加导管埋深。、砼的浇注连续进行，有短时间间歇时，经常动动导管，使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注砼边提升导管和拆除一节导管，使砼经常处于流动状态，尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管底埋至于混凝土的深度达3m左右或导管中混凝土落不下去时，开始将导管提升。提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于2m且不大于6.0m,根据砼的灌注情况和埋管深度逐节拆除导管。提升导管要保持导管垂直及居中，不能倾斜，以免牵动钢筋骨架。、井孔内砼面的检测，采用锤重不小于4kg的锥形探测锤探测。砼灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至设计标高一次拔出导管。拔管采用慢提及反插，灌注的桩顶标高预加0.5m1m。、灌注时取较有代表性的砼做抗压试件，灌注完成后及时清洗灌注工具及清除部分表面泥浆层，待终凝后再凿除桩头到砼新鲜面（不小于1d）。、桩基砼质量的检测，按有关规范的规定方法进行检测。、保持施工场地的清洁，灌注水下砼时,孔内排出的多余泥浆应及时清运，不得任其四处流淌。12、 钻孔灌注桩施工技术保证措施（1）钻孔前熟悉图纸，弄清地质情况，根据地质情况确定钻孔的方案方法。（2） 桩轴线的控制：钻机就位施钻时，将钻机底盘调成水平状态，开第一钻时，小心使钻头对准设计桩位中心，试钻上数次，用经纬仪监控钻机钢丝绳垂直度，满足要求后，正式开钻，钻进过程中，随时用经纬仪监控，保证倾斜度1%。碰到卵石无法钻进时，采用冲孔的方法配合施工。（3） 在终孔和清孔后，应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度、泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检验，要求满足设计规定。（4） 对砼的强度、级配、坍落度及砼的流动性进行检查。水下混凝土的灌注过程严格按施工工艺的要求进行施工。(本工程配有一套坍落筒及标尺)（5） 施工现场必须坚持“三检”制度，即操作人员自检，班与班之间互检，质量员和监理专检，并必须对每根桩做好一切记录，并按规定留取混凝土试验件，做出试验结果，将上述结果整理好，提交有关部门检查及验收。（6） 对施工完毕的桩由业主及质检部门会同设计部门按有关规定的要求数量采用有效的方法进行鉴定。 七、钻孔灌注桩遇到的质量问题的预防及处理措施 钻孔灌注桩工程由于施工工艺复杂，施工中有可能因各种可见或不见因素的干扰而影响最终的成桩质量。因此，施工中务必不可掉以轻心。为确保整体桩基工程质量达到设计要求，对钻孔灌注桩常见质量问题的预防及处理如下：1、成孔质量问题、塌孔预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流沙层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的块体处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1-2m处，捣实后重新钻进。、缩径预防措施：选用带保径装置超前导正翼笼式钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。在易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。、桩孔偏斜预防措施：保证施工场地平整。钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中控制钻进速度。用低速度进尺。对地下障碍物应预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速。慢速提升，下降往复扫孔纠偏，钻进参数：土层钻进压力0.8-1.0T，岩层钻进压力1.2-1.6T，转速13-42转/分。2、钢筋笼安装质量问题、钢筋笼标高与设计标高不符预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。、钢筋笼的上浮钢筋笼上浮的防护措施：严格控制砼质量，坍塌度控制在18±2cm，砼和易性要好，砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大，严格控制在10m以下，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。3、水下砼灌注问题、堵管预防措施：砼材料的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计及规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内，灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。、桩顶部位疏松预防措施：首先保证一定高度的桩预留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个钢管取样盒的检测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。、桩身砼夹泥或断桩预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及生底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拨导管时，必须进行精确计算控制拨导管后导管在砼的埋深，严禁凭经验拨管。八、施工组织及进度计划1、施工场地布置本工程桩基砼由混凝土搅拌站运至桩基施工现场，利用桩机自吊料斗直接灌入导管漏斗浇注水下砼。施工便道。本工程直接利用原护岸堤及施工平地作施工便道。施工用电。在加工区利用甲方提供的接线供电到钢材加工场，桩机用电准备用业主提供1组200千瓦电网变压器直接供电给桩机使用。 本工程施工用水考虑用旧船厂内水井水。 2、材料机械设备的准备材料准备本桩基施工所用的材料，钢筋、商品混凝土已检验合格，并根据进度安排陆续进场。砼施工配合比亦经严格选定。 机械设备准备序号机械设备名称型号功率、吨位、容量数量1钻孔桩机8002237KW4台2电焊机PN-50010KW2台3抽水机 3台4钢筋加工机械2套5汽车吊16吨1台6砼运输车2m32台7泥浆泵22KW4台8水泵3KW2台9振动锤60KW1台10砼泵HBT60C75KW1台本工程桩基施工采用的主要机械设备见下表： 3、施工进度计划 根据总体施工进度安排，结合本工程的实际情况，准备投入4台钻孔机，桩基施工总工期为175个日历天。九、桩基施工安全措施1、钻机操作人员进入施工现场前，必须进行一次系统全面的安全教育。2、钻机就位后，对钻机及设备进行全面检查，钻机安装须稳固牢靠。3、施工设备用的电缆要定期检查，接头必须牢固，确保不透水，不漏电；对正常处于水、泥浆浸泡处应架空搭设，挪动钻机时，不得挤压电缆线。4、每天工作前，须对钻机进行全面检查。修理故障，要关掉电源。5、钻机停机时，不得将钻头埋于孔内。6、电焊机应设置在干燥，通风的地方，周围严禁存放易燃易爆物品。7、电焊机应设置单独的开关，作业时，穿戴安全防护用品，施工完毕后拉闸上锁。8、潮湿地点工作，电焊机应放在木板上，操作人员应站在绝缘体上作业。9、严禁在带压力的管道上施焊，焊接带电设备时，必须先切断电源。10、接电线不得与钢丝绳、各种管道接触，不得用这些物件代替接地线。11、高空作业必须拴安全绳，系安全带。12、起重机和吊机工作的地面坚实平整，支脚牢固可靠。回转半径内不得有障碍物。机械施工时，要按照有关规程执行。13、近高压线作业，起重臂、吊具、钢丝绳等与高压线的水平竖向距离不小于4m。14、刮台风时，江面上的施工必须停止。十、施工注意事项1、护筒应插入天然地层，防止漏水。2、相邻桩的冲孔，在5m范围内的其它任何桩的混凝土灌注完成24小时后，才能开始，以免扰动正在凝固的邻桩的混凝土。3、冲孔应连续作业，不得中途停止。4、冲孔完成后，冲孔直径必须经监理工程师批准的仪器进行检测，未经检查并未经监理工程师批准的冲孔不得灌注混凝土。5、嵌岩桩除了孔径、深度、斜度的检查外，还应检查嵌岩深度和孔底岩层是否发生变化。6、当冲孔达到设计深度后，清除井底沉淀物，若沉淀物大于5cm则应重新清孔，清孔时，应保持冲孔内的水位高出地下水位1.01.5m以防止塌孔。7、钢筋笼应符合图纸尺寸，笼体应牢固。8、提升导管时必须防止钢筋笼被提起。9、桩顶混凝土必须清除，水下混凝土所浇注的桩头，应凿除桩头砼长度不小于50cm。10、桩基础每道工序经验收合格后才进入下一道工序，桩帽施工必须在桩的质量合格后才能进行。十一、验桩灌注砼施工完毕后，由有相关资质的检验单位，并经业主和监理工程师批准，根据设计和规范的要求对桩的质量进行检验。检验包括小应变及抽芯等。