钻孔灌注桩施工方案

发布时间：2024-11-25

武段土建工程

钻孔灌注桩施工方案

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二〇一三年十月八日

武汉地铁三号线一期二十二标钻孔灌注桩施工方案

1 工程概况 (1)

1.1工程概况 (1)

1.2地质条件 (1)

1.2.1 地层条件 (1)

1.2.2 水文条件 (3)

1.2.3 地形条件 (3)

1.3周边环境 (4)

2 编制依据 (4)

3 施工部署 (4)

3.1施工管理组织机构 (4)

3.1.1 组织机构图 (4)

3.1.2 管理人员名单联系方式 (5)

3.2施工计划 (5)

3.3施工准备 (5)

3.3.1 技术准备 (5)

3.3.2 现场准备 (5)

3.3.3 资金准备 (6)

3.4资源配置计划 (6)

3.4.1 劳动力配置计划 (6)

3.4.2 材料购置计划 (6)

3.4.3 机械、机具配置计划 (6)

4 钻孔灌注桩施工技术 (6)

4.1设计参数 (7)

4.2材料要求 (7)

4.3旋挖钻孔灌注桩施工技术 (7)

4.3.1 工艺流程图 (7)

4.3.2 施工方法 (8)

4.4泥浆护壁钻孔灌注桩 (10)

4.4.1 工艺流程图 (10)

4.4.2 施工方法 (11)

4.5施工注意事项 (14)

4.6质量事故预防与处理 (14)

4.6.1 坍孔 (14)

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4.6.2 斜孔 (15)

4.6.3 扩孔和缩孔 (15)

4.6.4 糊钻 (15)

4.6.5 导管进水 (15)

4.6.6 钢筋笼上浮 (16)

4.7质量检查、验收 (16)

5 文明施工 (17)

5.1成品保护 (17)

5.2环境保护 (18)

6 施工质量管理 (18)

6.1质量管理目标 (18)

6.2质量管理体系 (18)

6.3质量保证制度 (18)

6.4质量控制措施 (19)

7 施工安全管理 (19)

7.1施工安全管理目标 (19)

7.2施工安全组织领导机构 (19)

7.3施工安全管理制度 (19)

7.4施工安全应急预案 (20)

7.4.1 应急领导组织机构 (20)

7.4.2 应急抢险原则 (20)

7.4.3 应急救援程序 (20)

7.4.4 应配备的急救用品 (20)

7.4.5 应急保证制度 (20)

－II－

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线一期工程第二十二标段土建工程

钻孔灌注桩施工方案

1 工程概况

1.1 工程概况

1.1.1 基本情况描述

段土建工程（升官渡停车场）位于，与3号线一期工程客运中心站接轨，主要承担配属列车的双周/三月检、列检及停放等日常保养，以及供电、机电、通号等维修工区工作。升官渡停车场地下库区为地下一层二至十跨矩形框架结构，位于库区上方的综合楼为框架结构（地下二层，地上五层），主体形状不规则，呈刀把状。总建筑面积68674.1㎡，其中地下库区建筑面积为61781.7㎡，地面建筑面积为6892.4㎡。

1.1.2 工程围护结构支护桩及地下库区主体结构基础抗拔桩采用钻孔灌注桩。

1.2 地质条件

1.2.1 地层条件

（1）杂填土（Qml/）（地层代号（1-1））：杂色，由粘性土与砖块、碎石、块石等建筑及生活垃圾混合而成，局部地段硬质物含量约占30-50%。堆积时间不到十年，结构松散，压缩性高。层顶标高19.64～24.79m，层厚0.30～2.10m。

（2）素填土（Qml/）（地层代号（1-2））：褐黄-灰黄色，以粘性土为主，含少量植物根系及小碎石砖渣等杂质，混少量碎石。堆积时间不到十年，结构松散，压缩性高。层顶埋深0.00～0.50m，层顶标高18.76～27.09m，层厚0.30～3.40m。

（3）淤泥质粘土（Q/4l/）（地层代号（1-3））：灰色，含有腐殖物，有臭味，可偏软塑，压缩性高，局部分布。层顶埋深0.5～2.50m，层顶标高18.50～22.01m，层厚0.90～4.00m。

（4）粉质粘土（Q/4al/）（地层代号（6-1））：褐黄-灰褐色，可塑，含少量铁锰质氧化物等。压缩性中等，局部分布。层顶埋深0.40～5.00m，层顶标高14.64～22.97m，层厚1.00～5.50m。

（5）粘土（Q/4al/）（地层代号（6-2））：褐-褐黄色，可偏硬塑，含少量灰白色高岭土及铁锰质氧化物，压缩性中等，局部分布。层顶埋深0.3～4.00m，层顶标高16.90～25.91m，层厚1.00～7.30m。

（6）粘土（Q/2al+pl/）（地层代号（10-1））：褐-褐红色，硬塑状态，含铁锰质结核及少量条带状高岭土，压缩性低，局部缺失。层顶埋深0.00～8.50m，层顶标高12.14～26.62m，层厚0.50～15.00m。

（7）含碎石粘土（Q/2al+pl/）（地层代号（10-2））：褐黄-棕红色，硬塑，压缩性中偏低，含少量灰白色高岭土及大量铁、锰质氧化物及其结核，角砾含量20-30%，局部地段达50%，砾径20-30mm，最大大于110mm，呈棱角、次棱角状，母岩为泥岩、砂岩。局部有可塑的粘土。局部缺失。层顶埋

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深0.00～15.50m，层顶标高7.10～25.04m，层厚1.00～18.50m。

（8）粘土（Q/2al+pl/）（地层代号（10-2a））：褐黄-黄褐色，可塑，局部含大量高岭土，压缩性中等。局部分布。层顶埋深6.00～15.00m，层顶标高6.14～15.33m，层厚1.40～6.50m。

（9）粘土（Q/2al+pl/）（地层代号（10-3））：褐黄-棕红色，硬塑，含铁锰质结核及少量条带状高岭土，局部含有角砾，压缩性中偏低，局部缺失。层顶埋深7.00～21.00m，层顶标高0.62～15.33m，层厚0.60～8.60m。

（10）含碎石粘土（Qel/）（地层代号（13-1））：褐红色-灰白色，硬塑状态。为东湖群砂岩、砂砾岩残积土。成份以粘性土混少量碎石组成，颗粒组成不均，碎石含量25～30%，最大大于110mm，呈次棱角状，低压缩性。局部分布。层顶埋深12.00～19.00m，层顶标高3.18～9.69m，层厚1.00～5.00m。

（11）含碎石粘土（Qel/）（地层代号（13-1））：褐红色-灰白色，硬塑状态。为东湖群砂岩、砂砾岩残积土。成份以粘性土混少量碎石组成，颗粒组成不均，碎石含量25～30%，最大大于110mm，呈局部分布。层顶埋深7.10～23.10m，层顶标高-0.46～14.33m，层厚1.50～15.90m。

（12）红粘土（Qel/）（地层代号（13-2a））：灰白色，硬塑状态。为二叠系下统栖霞组石灰岩在湿热气候条件下经风化、淋滤和红土化作用而成。成份以粘性土混少量碎石组成，颗粒组成不均，碎石含量5～10%，呈次棱角状，中偏低压缩性。局部分布。层顶埋深8.70～25.00m，层顶标高-3.38～11.53m，层厚0.80～13.50m。

（13）碎石土（Qel/）（地层代号（13-2b））：褐红色，中密-密实，湿、含有25%的粘性土；碎石含量占50%，一般粒径为2-6cm，最大大于110mm。局部分布。层顶埋深0.00～20.20m，层顶标高1.86～30.46m，层厚1.20～15.00m。

（14）含碎石粘土（Qel/）（地层代号（13-3））：褐红色-灰白色，硬塑状态。为志留系残积土。成份以粘性土混少量碎石组成，颗粒组成不均，碎石含量25～30%，最大大于110mm，呈次棱角状，中偏低压缩性。局部分布。层顶埋深13.50～21.50m，层顶标高4.40～6.74m，层厚7.70～12.00m。

（15）强风化粉砂质泥岩（K-E）（地层代号（15a-1））：灰色-棕红色，裂隙发育，岩芯多风化呈半岩半土状，具有软硬不一现象。层顶埋深13.20～21.40m，层顶标高0.58～8.13m，层厚0.90～4.60m。

（16）中风化粉砂质泥岩（K-E）（地层代号（15a-2））：灰色-棕红色，胶结性差，裂隙较育，岩芯呈块状或柱状，属极软岩，较完整岩体，岩体基本质量等级为V级。层顶埋深14.10-23.50m，层顶标高-1.52～6.46m，其最大揭露厚度21.40m。

（17）中风化泥灰岩（T/1d）（地层代号（16））：灰色，中风化，薄-中厚层构造，钙质胶结，裂隙较发育，倾角较陡，岩芯较破碎，有溶蚀现象，有溶洞（软-可塑状粘土充填，厚度为0.7-7.2m，平均厚度3.95m）发育，岩芯呈块状或柱状，局部为泥岩和石灰岩薄层互层，属较软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级。层顶埋深14.30～29.00m，层顶标高-6.31～10.53m，其最大揭露厚度20.80m。

（18）中风化石灰岩（P/1q）（地层代号（17b））：灰色-深灰色，中风化，生物碎屑灰岩，中厚层构造，钙质胶结，裂隙较发育，倾角较陡，敲击后有臭味，岩芯呈柱状，具溶蚀现象，有溶洞（软

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-可塑状粘土充填，厚度为0.80～7.20m，平均厚度2.29m）发育，岩体较完整，属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级。层顶埋深8.30-28.30m，层顶标高-7.70～12.09m，其最大揭露厚度20.70m。

（19）强风化石英砂岩（D/3W）（地层代号（19-1））：岩石已风化成碎块状，裂隙发育，裂隙面被铁质浸染成紫红色。层顶埋深1.40～16.00m，层顶标高3.53～25.07m，层厚1.00～7.60m。

（20）中风化石英砂岩（D/3W）（地层代号（19-2））:灰白色，裂隙发育，坚硬致密，砂质结构，中厚层构造，岩芯呈块状或柱状，节理裂隙较发育，裂隙面被铁质浸染成紫红色。岩体较破碎，属坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级。层顶埋深3.80-18.40m，层顶标高1.13～22.00m，其最大揭露厚度26.20m。

（21）强风化泥岩（S/2f）（地层代号（20c-1））:灰-草黄色，泥质结构，薄-中厚层状构造，裂隙发育，主要由泥质转化的绢云母、碎屑石英及泥质组成，岩石风化呈半岩半土状，遇水易软化，岩芯采取率70～75%。层顶埋深24.00～25.00m，层顶标高-3.30～-4.65m，层厚0.60～1.20m。

（22）中风化泥岩（S/2f）（地层代号（20c-2））：灰-草黄色，泥质结构，薄-中厚层构造，岩芯呈碎块状及短柱状，裂隙较发育，裂隙面光滑，倾角陡，岩芯采取率80～95%。属极软岩，较完整岩体，岩体基本质量等级为Ⅴ级。层顶埋深25.20～25.70。

详见附件：地质构造纵向剖面图。

1.2.2 水文条件

1．地下水的类型

拟建场地内的地下水有上层滞水、基岩裂隙水及岩溶裂隙水三种类型。

（1）上层滞水主要赋存于人工填土（Q）层，无统一自由水面，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。勘察期间测得其稳定水位埋深为地面下0.1~2.5m，稳定水位标高18.06~26.59m。

（2）基岩裂隙水主要分布于下伏基岩（15a）粉砂质泥岩、（19）石英砂岩、（20c）泥岩中。补给方式主要由上覆含水层下渗补给，其次为有裂隙连通性较好之基岩直接出露于周边地表水体接受地表水补给，总体而言，砂岩等硬质岩呈脆性，多具张性裂隙而含少量裂隙水，而粘土岩等软岩节理、裂隙多被泥质充填而水量极贫乏。

（3）岩溶裂隙水主要赋存于（16）中风化泥灰岩和（17b）中风化石灰岩裂隙或溶洞中，因灰岩顶部一般有较厚的粘土隔水层，大气降水不易渗入补给地下水，以接受相邻岩层的裂隙水补给为主。

2．地基土的渗透性

从场地地层分布及岩性特征分析，场地（6-1）层粉质粘土、（6-2）层粘土、（10-1）层粘土、(10-2)层含碎石粘土、（10-2a）粘土、（10-3）层粘土、（13-1）层含碎石粘土、（13-2）层含碎石粘土、（13-2a）层红粘土、（13-2b）层碎石土、（13-3）层含碎石粘土属相对隔水层。

(3)地下水的腐蚀性

根据勘察报告，地下水对混凝土结构有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。1.2.3 地形条件

线升场为长江三级阶地（剥蚀垄岗地段）。地面高程18.76～30.46m，地形起伏整体不大，局部

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有起伏。

1.3 周边环境

1.3.1 周边道路与交通

工程位于三环线、龙阳大道交汇处西北角；场地北部与东北部有新建市政规划道路。

1.3.2 场区及周边地下管线

场地周边主要为居民区及农田，场地范围内的管线可废除，无管线影响施工。

2 编制依据

2.0.1国家、武汉地铁集团有限公司、地方政府有关施工质量、安全、环保的其他文件

2.0.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》（B50204-2002）

2.0.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

2.0.4《工程测量规范》（GB50026-93）

2.0.5《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

2.0.6《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

2.0.7《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）

2.0.8《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010）

2.0.9《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）

2.0.10建筑施工手册

2.0.11公司《施工工艺标准》

2.0.12现场勘察情况

3 施工部署

3.1 施工管理组织机构

3.1.1 组织机构图

本工程项目组织管理组织机构如下：

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3.1.2 管理人员名单联系方式

3.2 施工计划

桩基施工开工日期为2013年10月12日，计划2014年1月25日前完成支护桩及工程桩的施工。

前期接到通知，基坑西侧支护桩需要做调整，根据此项安排，开工后先进行靠近三环线位置J1—M1段的钻孔桩施工。待靠近六湖连通侧场地完成平整后，第二支钻孔桩施工队进场，施工流向由两端向中间。

抗拔桩的施工在支护桩完成后进行，立柱桩的施工在出入线段支护桩完成后开始。

根据本工程试钻得到施工数据，升官渡停车场场地内土质较好，地下水位分部与地勘报告基本相符，试桩在成孔过程中无地下水影响，且成桩后5日内未发现塌孔。因此钻孔灌注桩成孔工艺优先选用干作业钻孔灌注桩，局部地下水位较高的采用泥浆护壁钻孔灌注桩。

3.3 施工准备

3.3.1 技术准备

（1）熟悉并审查建设单位和设计单位提供的桩基施工图纸和有关的设计资料。

（2）搜集有关地形、地质、水文、气象等资料、分析研究场地岩土工程勘察报告。

（3）调查场地内及临近区域内的地下管线、地下构筑物等的走向与分布。

（4）了解进场机械及配套设备的技术性能。

3.3.2 现场准备

（1）做好施工测量控制网的复测和加密工作，敷设施工导线和水准点。

（2）三通一平，即通水、通电、通路、场地平整。

（3）根据现场施工条件和工程实际需要，搭设好施工现场生产及生活所需临时设施，如临时生产、生活用房，临时道路、材料堆放场，临时用水、用电和供热、供气等

（4）安装调试施工机具。

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（5）原材料的储存堆放。

（6）做好冬雨季施工安排。

（7）落实消防和保安措施。

3.3.3 资金准备

根据选定施工方案、施工进度计划及当地劳动力、物资市场价格编制资金准备计划。

3.4 资源配置计划

3.4.1 劳动力配置计划

劳动力配置随工程进度变化，桩基施工拟投入劳动力如下：

4 钻孔灌注桩施工技术

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武汉地铁三号线一期二十二标钻孔灌注桩施工方案4.1 设计参数

4.2 材料要求

4.2.1 钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。

4.2.2 混凝土：采用C30商品混凝土；水下灌注采用C35商品混凝土。

4.2.3 粘土：可就地选择塑性指数IP≥17的粘土。

4.2.4 水：使用不含有害物质的洁净水。

4.3 旋挖钻孔灌注桩施工技术

场地内地下水水位低的区域优先选用干作业钻孔灌注桩进行施工。

根据本工程特点，采用旋挖钻成孔施工工法又称钻斗施工工法。成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀锯，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻头装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点。

4.3.1 工艺流程图

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4.3.2 施工方法

1．平整场地

本工程采用履带式桩机，桩机就为之前需对场地进行夯实平整、清理杂物，以免发生不均匀沉降。

2．桩位放样

采用RTK测量定位技术测定桩位，确定桩位后，在沿护筒外侧引出四个控制护桩。

3．护筒制作与埋设

护筒用2.5mm的钢板卷制焊接而成，护筒内径不小于1200mm。护筒埋设位置应准确，其中心

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线与桩位中心允许偏差不大于50mm，并保证护筒垂直，其周围用粘土回填夯实。

护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。

护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。

护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面20~30cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。

4．钻机就位

旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。

5．钻进成孔

当钻机就位准确，后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。

成孔质量检查：成孔后应对孔径、钻深、孔底沉渣厚度、垂直度等逐项检查并记入钻孔记录和检查表中。孔位偏差不大于7cm。斜度不超过1%。

6．清孔

钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环。

7．钢筋笼的制作、吊放与定位

a．钢筋笼根据设计图制作，主筋接长采用焊接连接或直螺纹套筒机械连接。采用焊接连接时或直螺纹II级接头连接时，同一连接区段内钢筋接头不大于50%。钢筋笼底部做收口处理，避免钢筋笼安放时插入孔壁。

为保证钢筋笼主筋保护层厚度，钢筋笼上设置耳筋，主筋保护层厚度为50mm。

加劲箍与主筋采用点焊连接。螺旋箍筋采用点焊与绑扎搭配的方式进行固定，保证箍筋与主筋连接牢靠，HPB300级钢筋焊接采用E43型焊条,HRB400级钢筋互焊采用E55型焊条。

钢筋绑扎、点焊前用钢尺量好间距，用石笔在主筋上做标记，按照标记的位置进行绑扎或施焊。绑扎时不漏扣，脱扣、松扣点不得大于整个钢筋笼绑扎数的10%，并且任一根钢筋上开扣点不得大于钢筋直径的6.25倍。

b．钢筋笼吊筋采用两根Ø20螺纹钢筋，吊筋上需设置吊环，吊环采用Ø20螺纹钢筋制作。

c．钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形，起吊吊点宜设在加强箍筋位置。

d．钢筋笼吊放入孔时，应对准孔位轻放、慢放。遇阻应上下轻轻活动或停止下放，查明原因后

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进行处理，严禁强行下放。

钢筋笼全部入孔后，按设计要求检查安放位置标高并做好记录，符合要求后，将笼固定，防止因笼子下落或灌注砼时上下串动造成错位。

8．混凝土灌注

a．钢筋笼下放至设计深度后，立即下放混凝土输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。导管用直径为200-300mm的钢管制作。下放导管的数量由计算确定，导管第一节底管长度应不小于4m。

b．二次清孔：将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣。灌注混凝土前的孔底沉渣厚度不大于100mm。

c．灌注混凝土成桩：配制的混凝土强度等级必须满足设计要求，应具备良好的和易性。开始灌注混凝土时，为使隔水栓顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30~50cm，使导管一次埋入混凝土面下0.8m以上。混凝土必须连续灌注至设计标高，灌注过程中导管埋深宜为2-6m，严禁导管提出混凝土面，应设专人测导管埋深及管内外混凝土液面高差。

d．每浇灌5米混凝土测一次充盈系数，桩身混凝土充盈系数不小于1.10。有关砼的灌注情况，各灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，应指定专人进行记录。

e．为保证桩身混凝土的施工质量，桩顶混凝土的超灌高度为1000mm。

4.4 泥浆护壁钻孔灌注桩

4.4.1 工艺流程图

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4.4.2 施工方法

1．平整场地

本工程采用履带式桩机，桩机就为之前需对场地进行夯实平整、清理杂物，以免发生不均匀沉降。

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2．桩位放样