1、 呼 和 浩 特 市 轨 道 交 通 1 号 线 一 期 工 程新华广场站悬臂桩施工方案编 制：复 核：审 核：批 准：中 铁 一 局 集 团 有 限 公 司呼 和 浩 特 市 轨 道 交 通 1 号 线 一 期 工 程 03 标 段 项 目 经 理 部2016 年 11 月 18 日目 录1 编制依据 12 编制原则 13 工程概况 23.1 工程简介 .23.2 地质水文特征 .23.2.1 工程地质条件 .23.2.2 水文条件 .43.3 含义及作用 .53.3.1 含义 .53.3.2 作用 .54 悬臂桩施工重点、难点分析 64.1 悬臂桩工程特点 .64.2 悬臂桩施工重点 .6
2、4.3 悬臂桩施工难点 .64.4 施工对策 .75 安全、质量目标 75.1 安全目标 .75.2 质量目标 .86 施工组织及安排 86.1 项目部管理组织机构和安全管理人员 .86.1.1 项目组织机构 .86.1.2 安全管理人员 .96.2 劳动力组织 .96.3 机械配置 107 施工方案 .117.1 悬臂桩总体施工方案 117.2 悬臂桩施工顺序及工期安排 117.2.1 悬臂桩施工顺序 117.2.2 悬臂桩施工指标分析 127.2.3 施工工期安排 127.3 施工方案及技术措施 127.3.1 钻孔桩施工工艺流程 127.3.2 施工工艺 147.3.3 悬臂桩施工工艺标
3、准要求 208 悬臂桩施工常见问题及处理措施 .238.1 坍孔 238.1.1 坍孔原因 238.1.2 坍孔的预防和处理 248.2 钻孔偏斜 248.2.1 偏斜原因 248.2.2 预防和处理 248.3 扩孔 248.4 断桩 259 工期保证措施 .2610 质量保证措施 2710.1 管理保证措施 .2710.2 施工质量管理体系 .2810.3 钻孔桩施工质量保证措施 .2810.3.1 执行首件工程认可制 .2810.3.2 技术管理保证措施 .2810.3.3 施工工艺保证措施 .2910.3.4 材料及后勤保证 .2910.3.5 施工技术资料管理 .3010.4 隐蔽工
4、程质量保证措施 .3010.4.1 建立隐蔽工程质量检查制度 .3010.4.2 完善检查措施、落实责任到人 .3110.4.3 隐蔽工程质量保证措施 .3111 冬季施工措施 3211.1 钻进成孔 .3211.2 钢筋制作及安装 .3211.3 混凝土工程 .3311.4 混凝土质量控制及检查 .3412 安全、文明、健康、环境保证措施 3512.1 安全措施 .3512.2 安全保证措施 .3512.3 施工现场安全技术措施 .3512.4 文明施工保证措施 .3612.5 健康保证措施 .3712.6 环境保护措施 .3813 应急预案 3913.1 机械伤人事故应急预案 .3913.
5、2 高空坠落事故应急预案 .4013.3 物体打击事故应急预案 .41呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 0悬臂桩施工方案1 编制依据1.1 北京城建设计发展集团股份有限公司设计的呼和浩特市轨道交通 1 号线一期工程新华广场站结构工程主体围护结构施工图设计 （编号：A111008645 ） ；1.2 我单位上报的总体施工组织设计及现场调查报告；1.3 施工及验收有关规范：地下铁道工程施工及验收规范 （GB 502991999） （2003 年版） ；建筑桩基技术规范 （JGJ942008） ；建筑地基处理技术规范 （JGJ79-2012） ；建筑基坑支
6、护技术规程 （JGJ1202012） ；混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002） （2011 年版） ；建筑施工手册 （第五版、第 2 册） （2011 年 12 月） ；工程测量规范 （GB50026-2007） ；钢筋焊接及验收规程 （JGJ18-2012） ；生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则 （GBT 29639-2013） ；1.4 国家、内蒙古自治区及呼和浩特市现行有关规范、规程；1.5 新华广场站施工现场的实地踏勘资料；1.6 新华广场站地质勘查报告；1.7 新华广场站总体工期施工安排；1.8 股份公司、集团公司及指挥部相关文件要求。2 编制原则2.1
7、根据施工设计图纸和对现场的实地考察，编制经济合理、切实可行的施工方案。2.2 采用先进施工技术和施工设备，严格管理，确保工程质量。2.3 严格服从总体施工组织设计安排的原则。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 12.4 严格执行国家、内蒙古自治区及呼和浩特市政府所制订的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。2.5 严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准。2.6 遵守、执行合同文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等各方面的目标。2.7 针对城市施工的特点，科学安排，合理组织、严格管理、精心施
8、工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。2.8 以切实有效的技术措施和先进工艺，确保构筑物维持正常使用功能，做到不断、不裂、不漏、不渗。2.9 以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全、工程质量，为主体结构施工创造条件。3 工程概况3.1 工程简介呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程共有 8 个标段，本标段为 03 标段。1 号线车站主体起点里程 YDK12+650.870，终点里程 YDK13+173.970；有效站台起点里程 YAK13+027.670，有效站台终点里程 YAK13+145.670，有效站台中心里程为YDK13+086.670。车站结构包括车站主体和附属部
9、分。1 号线车站结构型式采用整体式钢筋混凝土箱形框架结构。1 号线设置 9 个出入口（3 个地铁出入口、6 个物业出入口） ，4 座风亭，3 个安全出入口。2 号线车站主体起点里程 CK13+464.823，终点里程 CK13+778.023；有效站台起点里程 CK13+653.105，有效站台终点里程 CK13+774.096，有效站台中心里程为CK13+680.423。车站结构包括车站主体、附属部分及商业开发。车站结构型式采用整体式钢筋混凝土箱形框架结构，中心里程处标准段结构外包尺寸为 24.9x21.96m。2 号线设置 6 个出入口（2 个地铁出入口、4 个物业出入口） ，2 座风亭，
10、6 个安全出入口。3.2 地质水文特征呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 23.2.1 工程地质条件呼和浩特市地铁 1 号线一期工程场地位于大青山南麓山前冲洪积平原的中上部，地层组成受古地理、古气候环境的影响，根据沉积物成因类型及岩性特点，场地内第四系地层厚度一般为 400500m，最厚处可达 1660m，工程涉及深度范围内划分为以下三个大的沉积构造单元：上部为现代堆积层及第四系全新统冲洪积层（Q4ml、Q4al+pl） ；中部为第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl） ；下部以下为第四系中更新统湖泊相沉积层（Q2l） ，前两个沉积构造单元地层颜色以黄
11、色、黄褐色为主，成份以砂性土为主，第三个沉积构造单元地层以灰绿色、灰黑色黏性土为主。按其成因类型、岩性和工程性能可划分为 12 个工程地质层。各土层特征自上而下分述如下：（1） 人工填土层（Q 4ml）：杂填土 1 层：杂色，松散稍密，稍湿，以黏性土、砂、淤泥质土为主，含少量砼块、砖块、碎石及建筑、生活垃圾等，连续分布；层厚约 0.12.6m。素填土 2 层：黄褐色，松散稍密，稍湿，以粉土、砂土为主，土质不均，含少量砖屑，连续分布。层厚约 0.31.8m。该大层厚度为 1.22.6m，层底标高为1047.621049.97m。（2） 第四系上更新统全新统冲湖积层（Q 3-4al+l）：细砂 5
12、 层：褐黄色，饱和，中密，含云母、氧化铁，局部含圆砾，分布稳定。层厚约 0.32.3m。圆砾 9 层：杂色，稍湿湿，中密 密实，分布稳定连续。层厚约 0.55.9m。卵石 10 层：杂色，湿饱和，中密 密实，分布连续，局部夹砾石或粘土。最大粒径可达 100mm，一般粒径 2060mm，分选性较好。层厚约 0.95.6m。（3） 第四系上更新统全新统冲洪积层(Q 3-4al+pl)：卵石 10 层：杂色，饱和，密实，连续分布，偶夹粘土夹层。层厚约 1.07.0m。圆砾 9 层：杂色，饱和，密实，个别钻孔揭露。层厚约 1.04.0m。粉质黏土 2 层：褐黄色，饱和，可塑硬塑，中压缩性，分布稳定。层
13、厚约0.41.5m。中砂 6 层：褐黄色，饱和，密实，间断分布不稳定。层厚约 0.36.2m。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 3圆砾 9 层：杂色，饱和，密实，个别钻孔揭露。层厚约 1.04.0m。（4） 第四系更新统冲湖积层（Q 2al+l）：粉质黏土 2 层：灰色、黑灰色、黄黑色，湿饱和，可塑硬塑，中低压缩性，含有机质，局部土层有臭味。分布稳定连续，夹 5 细砂层，钻孔未钻透。中砂 6 层：灰色，饱和，密实，分布较稳定。层厚约 0.25.3m。表 3.1 各地层设计参数值土 质 数 据 压缩模量 天然快剪天然密度 200400 粘聚力摩擦角渗透
14、系数桩的极限侧阻力标准值地基土承载力特征值 Es c K qsik fak备注层号 岩土名称g/cm3 MPa kPa m/d kPa kPa 2 粉质黏土 2.01 13.5 25 15 0.1 40 130 3 粉土 1.89 14 19 22 0.5 40 140 易坍塌7 粗砂 2 25 0 29 20 70 200 易坍塌9 圆砾 2.02 30 0 30 25 80 250 易坍塌10 卵石 2.04 35 0 31 30 90 300 极易坍塌2 粉质黏土 1.92 10.43 31.1 11.18 0.1 50 180 3 粉土 2.02 15 10.1 26.5 0.5 50
15、 200 易坍塌6 中砂 2.01 25 0 30 15 70 300 易坍塌7 粗砂 2.02 25 0 32 20 90 350 易坍塌9 圆砾 2.05 30 0 35 25 140 450 易坍塌10 卵石 2.05 40 0 38 30 150 600 极易坍塌2 粉质黏土 1.91 8.32 31.29 10.11 0.1 70 210 3 粉土 2.02 15 11 23 0.5 75 220 易坍塌5 细砂 2.05 30 0 40 5 75 230 易坍塌6 中砂 2.06 30 0 42 15 75 250 易坍塌7 粗砂 2.1 30 0 40 20 75 280 易坍塌
16、3.2.2 水文条件呼和浩特市城区地下水含水层为大青山山前冲洪积扇群组成的单一潜水含水层，呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 4北部大青山山前含水层岩性以上更新统及全新统砂砾石、粗砾砂层为主，主要为 Q4 层粗砾砂、Q6 层砾砂及其粉细砂、中砂亚层，Q7 层粉质黏土层构成上覆含水层的相对隔水底板，构成统一的潜水含水体。含水层颗粒由扇群顶部向扇前缘由粗变细，在洪积扇的顶部，含水层多由卵砂砾石组成，地下水位埋深较深，白塔一带地下水埋深大于22m，洪积扇由东北向西南水位逐渐变浅，含水层厚度增加，至洪积扇前缘，由东向西地下水位由 22m 递减到 310m 左右
17、，含水层岩性颗粒逐渐变细，以砂砾石为主，间加中粗砂层，水量中等，单位涌水量 100500m/d，渗透系数 K=7090m/d。根据勘察资料显示，地下水类型为潜水，水头埋深 7.188.65m，水头标高为1041.121043.31m。3.3 含义及作用3.3.1 含义悬臂桩是护坡桩在实际应用中的一种桩的受力形式，桩的下部固定、上部受侧面推力的桩，悬臂桩依靠桩下部入土或入岩部分描固力来抵抗变坡压力，与悬臂梁相似，通常为多根桩，上部加锁口梁。悬臂桩作为一种以横向受荷为主的支挡结构被广泛应用于城镇建筑基坑及边坡支护工程、城市轨道交通的明挖工程、山区路堑边坡支挡及路堤加固工程等领域。悬臂桩在我国的应用
18、已有近五十年的历史，其设计理论、施工技术正不断得到发展。3.3.2 作用悬臂桩的主要作用是基坑支护，它的受力情形就相当于悬臂梁旋转 90 朝上一样。悬臂桩作为一种深层抗滑支挡结构，因其具有抗滑能力强、节约建筑用地、施工便捷等优点，被广泛应用于加固岩土体切方及填方工程等领域。本项目主要在 1、2 号线换乘点周围，1 号线半幅施工段分别设置悬臂桩，在车站施工顶板结构时，以确保相邻未施工区域城市道路的安全使用。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 5图 3.1 车站悬臂桩设置形式图 3.2 悬臂桩设计参数4 悬臂桩施工重点、难点分析4.1 悬臂桩工程特点 城市
19、主干道施工，场地狭小，场地布置要求高1 号线车站西端受交通疏导影响，场地较为狭小，施工中对泥浆池、渣土坑布置、场内道路、钻孔顺序、钻机摆放等均有较高的要求。 桩体定位要求高悬臂桩的定位受桩体平面定位、垂直度偏差以及后期开挖后土体及桩体变形收敛等影响，桩体定位的要求比较高。 地层复杂，施工控制难度大圆砾层、卵石层、中砂层和细砂层钻孔桩施工难度较大，钻孔过程中、钢筋笼下放过程中和砼灌注过程中都有可能发生塌孔事故，施工控制难度很大。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 6 交叉施工，干扰大悬臂桩施工与钢管柱、地下连续墙施工各工序均存在交叉施工，大型设备相互干扰
20、大，是悬臂桩施工的重点。4.2 悬臂桩施工重点悬臂桩的施工重点集中在钻孔工艺控制、钢筋笼下放速度、砼灌注的连续性和及时性的控制三个方面。4.3 悬臂桩施工难点悬臂桩钻孔工艺控制、砼灌注的连续性和及时性保证是施工的重点，也是难点。4.4 施工对策 选用旋挖钻先进钻孔机械和钻孔工艺，减少泥浆排放，降低施工噪音。 优化场地布置，充分考虑旋挖钻机走行、砼罐车等重车走行等因素，合理进行场地布置。 利用先进的泥浆拌制等工艺，提高泥浆护壁能力的同时，减少泥浆的排放量，对废弃的泥浆进行沉淀等处理，达标后方可排放。 严格施工控制，从钻机就位起，对钻机稳固性、钻杆垂直度等利用全站仪进行严格控制，保证钻孔垂直度、定
21、位等过程控制，保证孔位的精度符合施工要求。 选派有丰富旋挖钻钻孔经验的司机进行钻孔作业，根据地层情况及时调整泥浆性能，严格控制泥浆比重、胶体率等指标，保证泥浆的护壁性能，降低钻机下钻速度、提钻速度，防止钻进过程中的真空效应塌孔。 钻机进场后，进行全面细致的保养，拼装后进行全面的检查，对于备用件等准备充分，减少施工过程中机械故障的概率。 条件允许的情况下，钢筋笼一次成型，利用大吨位吊车一次起吊，一次下放，减少钢筋笼下放时间。 对商品砼供应商进行严格的审查，保证拌合能力、运输能力能够满足施工需要，在供应协议中要约定供应的方案和应急预案，确保砼工艺的及时和连续。 尽量避开交通流量高峰时段灌注砼，无法
22、避开时，必须有备用路线供选择。 充分考虑外界因素的干扰等因素，如节假日，考试等影响，夜间施工时，要办理夜间施工许可，并采取降低噪音等措施，保证夜间施工的正常进行。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 75 安全、质量目标5.1 安全目标 轻伤频率控制在 2以下，无重伤以上事故；(2) 杜绝一切工伤事故；(3) 无中毒、火灾、火警事故； (4) 杜绝车辆交通事故，减少一般责任事故； (5) 新职工入场三级安全教育，变换工种岗位教育率达 100%； (6) 特种作业人员持合格证件上岗率达 100%； (7) 按安全“一标三规范”检查综合评分合格率 100%,
23、优良率 95%以上；5.2 质量目标 单位工程一次验收合格率 100%，优良率达到 95%以上；(2) 分项工程交验合格率 100%；(3) 单项工程达优良等级； (4) 返工损失率小于 0.2%； (5) 工程档案真实率、完整率 100%； (6) 竣工文件搜集及时、内容详实，确保达到省部级优质工程标准； (7) 杜绝一般工程质量事故。6 施工组织及安排6.1 项目部管理组织机构和安全管理人员6.1.1 项目组织机构本项目成立“中国中铁一局呼和浩特市地铁 1 号线一期工程项目经理部”，项目部管理组织机构及人员投入如下：工区悬臂桩施工队伍钢筋班 砼浇筑班 综合班中铁一局集团有限公司呼和浩特市地
24、铁 1号线一期工程项目经理部钻孔班呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 8图 6.1 项目组织机构图6.1.2 安全管理人员项目部成立以项目经理为组长，各部室负责人为组员的安全管理小组。表 6.1 项目部安全管理人员序号 项 目 姓 名 职称或职务1 工程总负责 李群平 项目经理2 施工负责人 吴鑫 常务副经理3 技术负责人 张斌 总 工 程 师4 项目安全负责人 周贵泉 工 程 师5 技术部门负责人 王宁波 工 程 师6 质量部门负责人 王宁波 工 程 师7 安全部门负责人 魏波 工 程 师8 试验负责人 王和平 工 程 师9 专职质检员 王猛 工 程
25、 师10 专职安全员 孙超群 技 术 员6.2 劳动力组织根据车站施工组织设计、施工计划及悬臂桩数量，项目部拟下设车站工区，工区设工区主任 1 人、技术主管 1 人、工程师 2 人、质检员 1 人、安全员 1 人、现场领工2 人。 （具体见表 6.2）工区负责管理悬臂桩结构施工队伍，施工队伍设施工队长 1 人，钻孔班、钢筋班、砼灌注班、综合班班长各 1 人，各班根据施工任务量配置充足的作业人员。悬臂桩结构施工队伍负责本标段钻孔桩的钻孔、钢筋笼的加工制作、钢筋笼的吊装和混凝土灌呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 9注。钻孔灌注桩要求工种多，且由于其特殊性
26、，现场需配备专业技术人员。作业人员一天 24 小时分班连续作业，人员配备见表 6.3。表 6.2 悬臂桩施工主要管理、技术人员表主管副经理 周恩立车站工区主任 刘哲、李伟技术主管 王猛、兰明林技术员 赵邦兴、高永斌、徐夏领工员 刘刚质检员 刘庆超安全员 孙超群表 6.3 悬臂桩施工班组人员组成表钻孔班 每班设班长 1 人，钻机司机 2 人，配合 2 人，合计 5 人；白、晚班共设 2 个班，共计 10 人钢筋班 每班设班长 1 人，焊工 2 人、钢筋工 2 人、配合 2 人，合计 7 人；共设 2 个班，共计 14 人混凝土班 设班长 1 人、操作手 4 人，共计 5 人综合班 每班设司机 1
27、 人（兼班长） ，配合 1 人，合计 2 人；共设 2 个班，共计 4 人电工 每班设电工 1 人，白、晚班共设 2 个班，共计 2 人合计 35 人6.3 机械配置由上文第 3.2.1 地质概况可得，悬臂桩所处地层有粉砂层、中砂层、粗砂层、卵石层、砾石层，且为上述地层交替出现。在旋挖钻选型时，首先要考虑的就是所选设备能否适应多种地层交替出现的施工环境，其次要注意旋挖钻动力头转速、提升力、提升速度等参数；在吊车选型时，按照一次吊装一只钢筋笼的最大重量进行考虑；在发电机选型时，需考虑悬臂桩施工及后续施工工艺的综合利用。（1） 经调查，SANY150-C 履带式钻机从钻孔直径、钻孔深度、适用地层、
28、动力呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 10头转速等参数上均可满足现场施工需要。（2） 根据悬臂桩设计图纸，并依据吊车起重性能、吊车距离悬臂桩有效距离（施工便道距离悬臂桩 4m）、钢筋笼的起吊高度（钢筋笼长 7.1m、考虑 1m 的富裕量），经调查，徐工 QY25K-1 型汽车吊可满足施工需要。QY25K-1 型汽车吊中长臂起升高度 27.24m 时，吊臂仰角为 69、起重量达到6.3t、工作幅度达到 10m。（3） 因施工现场配备木工机床（ML392B、2.2kw）、钢筋弯曲机（GW-40、3kw）、电动空压机（MB22、22kw）、切割机（GT4-
29、14、4kw）、电焊机（BX1500、17kw）、钢筋调直机（GT4-12D、7.5kw）、风镐、施工照明等小型机具；加之，车站主体施工时，需增加砼滚筒搅拌机（JZ350、5.5kw）、振捣棒（ZN-70、1.5kw）、小型电锯（ML2P2E5、1.5kw）、水泵等。考虑电力供应不足、或突发性停电，依据每个机具的工作额定功率、并考虑一定的储备，现场需配备一台 200kw 的发电机。综上所述，悬臂桩施工拟投入的主要机械设备如下表：表 6.4 悬臂桩施工主要机械设备表序号 设备名称 规格型号 单位 数 量 运转状况 备 注1 旋挖钻机 SANY150-C 台 1 良好2 汽车吊 QY25K-1 台
30、 1 良好3 木工机床 ML392B 台 1 良好4 钢筋弯曲机 GW40 台 1 良好5 交流电弧焊机 BX1500 台 2 良好6 挖掘机 CAT200 台 1 良好7 装载机 30 型 台 1 良好8 电动空压机 MB22-3 台 1 良好 3m/min9 风镐 把 3 良好10 切割机 GT4-14 台 1 良好11 发电机 250KW 台 1 良好12 钢筋调直机 GT4-12D 台 1 良好7 施工方案7.1 悬臂桩总体施工方案呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 11悬臂桩施工采用旋挖钻，钻孔桩采用 1 台旋挖钻机成孔，跳 3 孔施工，25
31、t 汽车吊一次吊放钢筋笼，商品砼采用导管法进行砼灌注施工工艺。7.2 悬臂桩施工顺序及工期安排7.2.1 悬臂桩施工顺序悬臂桩共用 1 台旋挖钻机，分别施工 1 号线东端、西端南侧及 2 号线北端悬臂桩，钻机施工时，先施工角隅控制桩，再按顺序跳孔施工中间部位桩，跳孔距离不小于6m，按照跳 34 孔考虑，每根孔桩必须等相邻孔桩成桩 24 小时后，且强度达到设计强度的 70%以上，才能进行钻孔作业。7.2.2 悬臂桩施工指标分析（1） 旋挖钻机成孔 孔深取最深孔深，按 6m 考虑，因悬臂桩处于砂层与砾、卵石层中，为防止塌孔，适当控制钻进速度，成孔按照 1 小时控制（含钻机移位）。（2） 钢筋笼制作
32、每个班组每班制作 4 个钢筋笼。钢筋班需早于 10 天钻孔班进场加工钢筋笼，确保钢筋笼的成品数量及灌注砼的连续性。（3） 钢筋笼吊装钢筋笼吊装按 0.5 小时控制。（4） 导管安装导管安装按照 0.5 小时控制。（5） 砼灌注砼灌注按照 0.5 小时控制。7.2.3 施工工期安排悬臂桩施工计划工期：2016 年 11 月 25 日2016 年 12 月 20 日。7.3 施工方案及技术措施呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 127.3.1 钻孔桩施工工艺流程 场地整平测量放线、定桩位埋设护桩埋设钢护筒钻机就位、开钻成孔并检查吊装钢筋笼安装导管浇筑混凝土
33、凿除桩顶虚渣养护检桩。钻孔桩施工工艺框图见下页图呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 13图 7.1 钻孔桩施工工艺框图场 地 整 理桩 孔 定 位埋 设 护 筒钻 机 就 位钻 机 稳 固 性 检 查旋 挖 筒 精 确 平 面 定 位钻 进钻 杆 提 升 、 弃 渣换 浆 法 清 孔钢 筋 笼 安 装换 浆 法 二 次 清 孔水 下 砼 灌 注桩 头 凿 除护 筒 制 作钻 机 进 场 拼 装 检 查钻 杆 垂 直 度 检 查补 浆 、 调 整 泥 浆 性 能管 线 调 查 及 保 护沉 淀 、 渣 土 外 运钢 筋 笼 加 工接 头 工 艺 试 验
34、检 测 灌 注 记 录到 达 设 计 深 度孔 深 、 孔 径 、 垂 直 度 检 查孔 底 沉 淀 厚 度 是 否 达 标是 否桩 基 小 应 变 检 测桩 位 微 调 及 确 认冠 梁 基 坑 土 方 开 挖导 管 接 头 拉 拔 、 水 密 试 验呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 147.3.2 施工工艺7.3.2.1 准备工作1） 场地准备及管线保护开工前做好地面障碍物如绿化带、土方的清理工作以及地下管线的精确定位和保护工作（进行人工挖探定位） ，布置好临时电力和用水供应，具体见场地平面布置。2） 材料和试验根据材料计划进行材料的采购进场，所
35、有进场的材料必须有合格证，进场后向监理单位申请抽检报验；经检验合格后方可使用。提前做好商品砼配合比试验，确定水下砼配合比，做好钢筋原材料试验和焊接接头试验。3） 根据施工图纸和施工规范要求的外放量确定桩基位置。进行测量放线，在放线过程中与监理方一起进行复核。4） 旋挖钻、汽车吊、挖掘机、装载机、泥浆搅拌机等各种施工设备进场、安装并试运行。5） 钻孔桩施工场地布置满足钻孔桩施工需要，泥浆池和排浆槽已挖好，场内道路规划到位。6） 预制圆形砂浆垫块，垫块形状规整，穿在箍筋上应能灵活转动，并能保证钢筋笼的 7cm 保护层厚度。7.3.2.2 测量定位1） 悬臂桩外放量的确定因悬臂桩为临时性工程结构，暂
36、不考虑外放量。综合考虑该工程特点，本方案采用地下铁道工程施工及验收规范 （GB50299-1999）相关规定进行技术要求。2） 桩位编号及放样为了施工过程标识和记录，对每类桩分别进行统一编号，做桩表统一规划；建立测量控制网， 保证钻孔桩定位准确性。钻孔桩定位用全站仪坐标法定位，放十字护桩，每个桩位均要测量护筒顶面标高。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 157.3.2.3 护筒埋设1） 钢护筒用厚 8mm 钢板制成，内径比桩径大 20cm。埋设护筒前要先放出桩位点，过桩位中心点拉十字线在护筒外 80cm100cm 处设控制桩，然后在桩位处开挖一个比护筒
37、外径大 20cm、深度比护筒底略低 30cm 的圆坑，在坑底填筑 30cm50cm 的粘土,然后将护筒用钢丝绳对称吊放进坑内，用水平尺（吊线锤）校验护筒竖直后，并保证护筒中心与桩位中心位移不超出 20mm，方可在护筒周围回填最佳含水量的粘土，分层夯实且要防止护筒倾斜。2） 护筒埋设应高出地面 30cm，埋置深度 2.7 m、且应埋置于地表杂填土层以下。地质详勘显示，该车站地表杂填土层厚度不均匀（0.1m2.6m） ，此处加工护筒时，按照杂填土层的最大层厚考虑，即加工护筒长度统一为 3m。3） 护筒的定位必须准确，顶面位置偏差不大于 50mm，竖直线倾斜率不大于 1% ；必须在护筒边将护桩十字线
38、作上记号，施工中要保护好护桩，以便随时校核孔位。7.3.2.4 钻孔施工1） 成孔采用旋挖钻机跳孔钻进，控制新钻孔距离已成孔净距离不小于 6m，孔桩砼强度达到 70%的设计强度以上，方可钻相邻孔。钻机摆放垂直于悬臂桩所在基坑边线，以将钻机钻进过程中的变位影响降到最低。钻机就位后，重复旋转多次，以消除底盘的不均匀沉降。钻头中心和十字护桩线交点重合，并测量钻杆垂直度，垂直度达标，方可开钻，否则，进行垂直度的调整，并重新校核钻头平面定位。2） 钻进前对旋挖钻机筒式钻头进行检查，确保其成孔直径达到设计要求。 3） 初始钻进过程中，安排专人用全站仪检查垂直围护结构边线方向的钻杆垂直度，及时调整，保证垂直
39、度达标。安排专人对车载电子检测系统显示（桅杆）数据进行记录，每钻进 1m 记录一个垂直度；另安排专人用全站仪对桅杆实际钻进过程中的垂直度进行测量记录，每钻进 1m测量一个垂直度。通过对两组数据的对比，判定旋挖钻本身的检测系统对垂直度的控制有多大偏差，是否满足施工需要。若不满足，则须暂停施工，要求施工队伍对该检呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 16测系统进行鉴定，确保其准确性。4） 施工前，根据不同的地质情况选用不同类型的钻头、钻进压力、钻进速度。在检查所有设备、管路完好，所安排的人员全部就位后，方可开始钻进。5） 开孔时应慢速钻进，待钻头全部进入地层
40、后方可加速钻进，确保开孔准确、竖直。钻进作业应连续进行，注意地层变化，适时调整钻进系数，做好详细的钻进记录，发现与设计不符的地质情况及时通知有关人员，协商处置。6） 钻孔作业过程中，观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象及时停机处理。因故停机时间较长时，及时采取措施。7） 开始钻进时，进尺适当控制，在护筒刃角处，低档慢速钻进，使刃角处有坚固的泥皮护壁。钻至刃角下 1m 后，按土质以正常速度钻进。8） 工地要有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过 15mm 时及时更换修补。更换新钻头前，先检孔到孔底，确认钻孔正常时放入新钻头。9） 为防止由于振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑
41、混凝土强度，待邻孔混凝土抗压强度达到 70%设计强度后方可开钻。7.3.2.5 成孔检查钻孔到达设计孔深后，及时进行成孔检查，对孔径、孔深、垂直度等指标进行量测，合格后方可进入下道工序。1） 孔径要求不小于设计孔径，此项工作主要在开钻前对钻头直径进行控制，开始钻进后，可在孔口量测外扩系数，以确定合理的钻头直径，用以控制孔径。2） 孔深采用测绳挂测锤测量，沿孔壁位置测三点，取平均值确定孔深，并根据测绳距离孔口距离来确定孔垂直度。 （测锤锤重不宜小于 0.5kg）3） 钻孔完成后，用电子孔斜仪或监理工程师指定的检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔
42、。4） 钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认合格后，即进行清孔。浇筑混凝土前沉渣厚度要满足设计要求。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 177.3.2.6 钢筋笼制作、吊装1) 钢筋笼纵向钢筋搭接采用搭接焊接的方式，接头位置正确；定位加筋与纵筋焊接，箍筋与主筋绑扎，绑扎时注意正反扣间隔，钢筋笼中部变形较大部位局部采用点焊，确保连接牢固，外侧需设耳筋垫块，保证主筋 7cm 保护层。现场采用一次整体吊装就位，减少吊装时间和钻孔的放置时间。钢筋笼的焊接及偏差值按规范要求、技术交底执行，具体见后文相关章节。
43、根据施工实际应用情况，以 32mm 钢筋为例，对双面焊、单面焊、闪光对焊、直螺纹连接的钢筋损耗作对比计算。、双面焊连接损耗：钢筋接头采用搭接或帮条电弧焊时，应尽量做成双面焊缝，只有当不能作成双面焊缝时，才允许采用单面焊。接头双面焊缝的长度不应小于 5d。采用双面焊时，32mm 钢筋有效长度减少 0.16m 为 11.84m。由此计算损耗：32mm：0.16m6.313kg/m=1.01kg损耗率：32mm：1.01kg(12m6.313)%=1.33% 单面焊连接损耗：钢筋接头采用单面焊时,单面焊缝的长度不应小于 10d。32mm 钢筋有效长度减少0.32m 为 11.68m。由此计算损耗：3
44、2mm：0.32m6.313kg/m=2.02kg损耗率：32mm：2.02kg(12m6.313)%=2.67% 闪光对焊连接：无损耗 直螺纹连接损耗：为保证施工质量，钢筋两端头需切除马蹄形或挠曲弯曲的变形部分，两端切除长度为 3cm，定尺长 12m 的每根钢筋有效长度减少 6cm 后为 11.94m，由此计算损耗：32mm：0.06m6.313kg/m=0.38kg损耗率：32mm：0.38kg(12m6.313)%=0.5% 钢筋损耗对比通过以上计算，四种钢筋连接方式的损耗各有不同，延米钢筋重量单面焊损耗率为 2.67%、双面焊为 1.33%、直螺纹连接为 0.5%、闪光对焊为 0。结论
45、：闪光对焊损耗最小，其次为直螺纹连接，单面焊损耗最大。无特殊要求下，呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 18钢筋连接需采用闪光对焊。2) 钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法分节制作，用槽钢和钢板焊成组合胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，电焊牢固。钢筋笼制作成型后，及时将测斜管绑扎固定在钢筋笼内侧，测斜管接头连接紧密，不得漏水，测斜管端部用专用管堵密封，防止泥浆进入。3） 钢筋骨架保护层 绑扎混凝土预制块：混
46、凝土预制块为 15cm20cm8cm，靠孔壁的一面制成弧面，靠骨架的一面制成平面，并有十字槽。纵向为直槽，横向为曲槽，其曲率与箍筋的曲率相同，槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度。在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的 U 型 12 号铁丝。垫块在钢筋骨架上的布置以钻孔土层变化而定，沿钻孔竖向每隔 1.5m 设置一道，每道沿圆周对称的设置 4 块。 焊接钢筋“耳朵”：钢筋“耳朵”用断头钢筋（直径不小于 14mm）弯制而成，长度不小于 15cm，高度不小于 8cm，焊在骨架主筋外侧。沿钻孔竖向每隔 1.5m 设置一道，每道沿圆周对称的设置 4 块。3) 清孔完成后，进行钢筋笼吊装，钢筋笼采用 25t
47、 吊车一次吊装到位，下放时必须保证钢筋笼垂直，下放过程中不得碰撞孔壁。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上部三分之一点之间（具体见下图 7.6） 。每个吊点位置多设 1 根 20 加强筋，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇到阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高提猛落和强制下放。呼和浩特市城市轨道交通 1 号线一期工程 悬臂桩施工方案中铁一局集团有限公司 19图 7.2 钢筋笼吊装吊点设置7.3.2.7 砼灌注1） 混凝土的灌注采用导管法。导
48、管接头为丝扣式，直径 250mm，壁厚 l0mm，分节长度 lm2m。导管在使用前须进行水密、承压和接头抗拉试验，并进行场地试拼装、编号，做接口水密及承压试验，检查接口连接是否严密牢固，导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的 0.5%并不大于 10cm；试压按照下文步骤进行。灌注混凝土前应将灌注机具如：储料斗、溜槽、漏斗等准备好。导管施压水密性试验应采用管内注水充压的方法进行，严禁用压气施压的方法进行导管水密性试验检测。试压步骤如下： 检查每节导管有无明显孔洞，检查每节导管的密封圈情况。如缺少或破旧不能使用，要及时拆除更换或添加。 选择场地，使导管在地面上平整对接。对接时就各管按顺序编号先把导管首尾用密封扣件相连。 对导管两端安装封闭装置，封闭装置采用既有施压套。在试压封闭两端安装进水孔。安装时使两孔位于管道的正上方，以使注水时空气从孔中溢出。
