金山医院车道基坑支护钻孔灌注桩施工方案

ChongQingJianGong Construction Engineering Co.

北部新区医疗中心(普通部)医疗综合楼工程

车道基坑开挖支护施工方案

编制人：

审核人：

重庆建工集团有限责任公司

北部新区医疗中心(普通部)医疗综合楼工程项目部

二○一一年七月二十日

一、工程概况

本工程为北部新区医疗中心(普通部)医疗综合楼1#地下车库入口土石方开挖基坑边坡支护工程，由于车库入口开挖基坑边缘1.0～1.5m处是市政天然气管道和市政给水管道，基坑开挖深度近10.0m，根据地勘资料得知开挖部位地质上部为褐色素填土，松散，主要由粉质粘土、砂、泥岩碎块石组成，其粒径范围在20～450㎜之间，含量约占总重的25%，随意性堆填，堆填时间约1年，回填深度在9.3～10.2m，下部为泥岩。为预防基坑边坡垮塌，避免造成市政天然气和给水管道的破坏，经与业主、监理共同商定采取钻孔灌注桩进行边坡挡土支护方案。

二、施工总体方案

边坡支护挡土采用钻孔灌注桩加固，按条形布置，桩径0.3m，桩间距2.0m，桩长至基岩面，桩顶设连梁400×600㎜，如下图所示：

边坡钻孔灌注桩支护平面图

三、钻孔桩施工工艺及方法

1、施工原理

施工前按要求进行配合比试验，确定混合料配比，并根据场地工程的地质资料和水文地质资料选择旋转钻机正循环成孔，原土造浆和补充膨胀土泥浆相结合的护壁方法，用塔吊或汽车吊把预先绑扎焊接好的钢筋笼吊放入孔，导管法灌注水下混凝土的施工方法完成本工程桩基施工。

2、施工方法

钻孔桩施工工艺流程图见图二所示。

（1）施工准备:

在桩基施工前，清除桩基位置上的杂物，整平场地，用推土机碾压密实，使机械能顺利进场，且在施工中使钻机保持稳定。采用仪器测定桩孔位置，并埋设孔位护桩。

（2）泥浆制备:

现场设置钢板制成的泥浆罐作为泥浆池保证现场钻机施工，并配备泥浆车保证现场泥浆供应。泥浆制备选用优质膨润土造浆，泥浆比重控制在1.1～1.3范围。试验泥浆的全部性能指标，并在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等，填写泥浆试验记录表。泥浆技术指标见下表2。

桩位放样

旱地上直接埋设护筒，浅水时填筑围堰埋设护筒

制作护筒

埋设护筒

供水

钻具准备

钻机就位

向孔内注入泥浆

钻进

泥浆

泥浆沉淀池

钻孔检查，检查泥浆指标

一次清孔

泥浆准备

检测调整泥浆指标

钢筋骨架制作、运输

吊放钢筋骨架

试拼装导管

设置隔水栓

设立导管

二次清孔

混凝土生产

测量混凝土面高度

灌注水下混凝土

做混凝土试块

拔除导管

混凝土达到设计标高

拔出护筒

桩机移位

图二 钻孔桩施工工艺流程图

                      泥浆技术指标表               表2   

（4）成孔：

钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在2cm以内。采用正循环旋转钻机钻进，钻孔过程中，孔内保持泥浆稠度适当、水位稳定，及时加泥浆，以维持孔内水头差，防止坍孔。并对钻碴作取样分析，核对设计地质资料，根据地层变化情况，采用相应的钻进参数、泥浆稠度。钻进过程中，经常测定钻孔深度、倾斜度，发现问题，及时处理。

施工时保证钻杆垂直，初钻时以低档慢速钻进，且护筒内有一定数量的泥浆方可钻进，每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用，经常检查排浆系统，加速泥浆循环。根据不同土层，选用不同的钻进速度和钻进方式。起落钻头均匀，避免撞击孔壁；接卸钻杆时采取可靠措施，严防钻头脱落；钻杆拆除后，进行检查清理，涂油保养。

（5）第一次清孔：

钻孔至设计高程，经过检查，孔深、孔径、孔的偏斜符合要求后，将钻渣抽净。清孔采用换浆法，在钻进至设计深度后，稍稍提起钻头进行循环浮碴，随着残存钻碴的不断浮出，孔内泥浆比重和含砂量不断降低，然后注入清水继续循环置换，随时检查清孔质量，个别孔底沉渣采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。

清孔应符合下列规定：孔底500mm以内的泥浆相对密度小于1.25；含砂率≤8％；粘度≤28 Pa·S；灌注混凝土前，孔底沉碴厚度≤150mm。

（6）绑扎、吊装钢筋笼：

钢筋笼严格按设计和规范要求制作，钢筋笼主筋连接采用双面或单面焊缝。钢筋笼骨架焊接前先根据设计图纸放样下料，做好焊接平台，在平台上固定加强钢筋，并根据设计的主筋布置在加强钢筋四周划出标记，焊接主筋，然后焊接螺旋箍筋，钢筋骨架一般分两段进行加工，并在钢筋笼上做好吊点和孔口固定处的加强处理。

在确认清孔完成并符合设计要求后，将焊接好的钢筋笼骨架分段（桩长在25m以下不分段）用塔吊或汽车吊吊入桩孔，吊入下段后将其临时固定在孔口位置，再吊放上段钢筋笼，并在孔口与下段钢筋笼进行对接；钢筋笼对接采用帮条搭接、双面焊缝，并在下段钢筋上焊好帮条，在上、下段钢筋笼对位固定好后进行焊接。对接完成后下放至设计深度，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。钢筋吊放顺序见图三所示。

图三   钢筋笼吊放程序图

（7）导管安装：

导管用Φ220mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，并对导管作水压和接头抗拉试验，保证不漏水。混凝土浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。

（8）第二次清孔：

在第一次清孔达到要求后，由于要安放钢筋笼及导管，至浇注混凝土的时间间隙较长，孔底又会产生沉碴，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉碴厚度在150mm以内，此时清孔就算完成，立即浇注混凝土。

（9）灌注水下混凝土：

本工程全部采用商品混凝土，混凝土运输采用混凝土搅拌输送车运输至各桩位。

先灌入桩尖首批混凝土，首批混凝土数量经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m。

开导管用浮球，浮球预先放在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。

随着浇注连续进行随拔管，中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以1.5～4m为宜，既不能小于1m也不能大于6m。由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。

利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高0.5m，在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；考虑桩顶混凝土将被凿除，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的50cm控制，以保证桩顶混凝土的强度质量，避免因此而造成桩头强度不满足要求的质量问题。

在浇注将近结束时，在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释，排出孔外，保证泥浆全部排出。

（10）桩机移位：

在上一根桩的钻孔及第一次清孔完成后，移动钻机至下一桩位，开始进行下一根桩的钻孔施工，同时开始进行上一根桩的桩身混凝土灌注。钻机移动采用轨道或型钢槽滑至桩位。

 图四   导管法灌注桩施工流程图

四、质量保证措施

1、混凝土

水泥、水、骨料、外加剂、配合比、强度等必须符合施工规范和设计要求，检查出厂合格证和试验报告。

施工过程中，对原材料的品种、规格和用量每一工作班至少检查两次，在浇筑地点，每一工作班至少检查两次混凝土的坍落度。桩基灌注同时浇筑同一配合比的试块，每根桩不少于一组。

2、钢护筒

护筒埋设时，护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm，护筒斜度不得大于1%，护筒顶面应高出地面不小于300mm，其埋设深度在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。

3、钻孔

钻孔用泥浆:

本工程使用正循环旋转钻机，泥浆比重控制在1.1～1.3。泥浆粘度一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。新制泥浆含砂率不宜大于4%。胶体率不应小于95%。PH值应大于6.5。

钻孔要求:

桩的钻孔和基坑开挖，只有在中心距离4.5m以内的任何桩的混凝土灌注24小时以后才能进行钻孔。钻孔应连续操作，不得停止。

钻渣和多余泥浆应及时外运。

清孔时，应保持钻孔内水位高于地下水位1.5～2.0m，以防止塌孔。清孔后，泥浆坚硬颗粒的数量应小于5%（控体积计），泥浆的浓度应达到规定的要求。

钻孔完成后，桩孔必须用监理工程师批准的仪器进行检查。当钻孔深度达到设计要求时，所有钻孔成孔后应作全深度的孔径检查，当检查时发现有钻孔不直、偏斜，应立即向监理工程师报告，在取得监理工程师的批准之前不得施工。

钻孔桩允许偏差表                     表3       

本工程中钢筋笼的主筋与螺旋箍筋采用点焊，两段钢筋笼之间的连接采用帮条焊或搭接焊。若采用搭接焊，在钢筋正式焊接前，应对搭接的主筋进行弯曲处理，并进行现场条件下的焊接性能试验，合格后方可正式生产。钢筋和焊条的性能、规格符合设计规定。

  5、灌注水下混凝土

水下混凝土粗集料的尺寸一般为15～40mm，但其最大颗粒尺寸不能超过导管的1/6或钢筋间距的1/4。混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后导管埋入混凝土中的深度不得小于1～3m。

每灌注50m3混凝土必须至少留3组混凝土试块，其中1组做7d强度，另2组标养，混凝土试块必须在桩基混凝土灌注中制作。 

6、预留桩头

按设计要求，水下混凝土灌注面宜高出桩顶设计高程70～100cm，以便清除浮浆，确保混凝土质量。

钻孔桩钢筋骨架允许偏差表         表4              

1、钻孔坍塌

预防措施：a)在施工过程中保持钻孔内的水头高度，泥浆的性能，泥浆的密度大于1.15；漏斗粘度大于19s；b)针对砂层、粉砂层配制优质的泥浆，控制施工的速度；c)储备一定数量的粘土、纯碱、PHP，发现孔内漏失及时调整泥浆的性能；d)发现大量漏浆及时回灌,保持水头高度；e）备用铲车及时回填。

2、孔斜

由于钻孔较深加上地层、操作工艺、钻头的加工精度、钻杆的弯曲度等因素常常使钻孔的垂直度达不到设计要求。

预防措施：在成孔施工中除保持钻机三点一线,保持钻杆、钻具垂直外还应采取以下措施：提高钻头的加工精度，通过工装工法加工精确的钻头。弯曲的钻杆杜绝下入孔内；每钻进2.0m检验一次钻孔的垂直度，如超出标准，采用滚刀钻头和筒状钻具进行纠斜。

3、断钻杆

造成孔内断钻，除钻杆的质量因素外，由于钻孔深度、孔内的阻力、在孔内的工作时间长、产生疲劳而，同时与操作方法等因素有关。

预防措施：a）在下钻具、钻杆时认真检查钻具钻杆的质量，不合格的钻具钻杆不准下入孔内；b）仔细观察钻进参数，发现异常及时停止钻进，提钻检查孔内钻具、钻杆的情况。

4、跑钢筋笼

因钢筋笼的重量较重，在钢筋笼焊接下放过程中由于操作不当，造成跑笼。预防措施: 在下节钢筋笼上焊接六个对称的“U”型环，其中4个穿横梁，2个用钢丝绳把笼固定在钻塔机座上为保险绳。仔细检查起吊钢筋笼的辅属工具的质量。

5、保证砼灌注的连续性

预防措施: 与砼搅拌站取得联系，必须保证有足够的砼运输搅拌车；把施工场地的便道修好；备用一台柴油发电机组，一旦停电或电路出现故障,及时启动柴油发电机组发电。

六、安全保证措施

项目经理部成立以项目经理为组长、主管施工生产的项目副经理和项目技术负责人为副组长的安全生产领导小组，由安质监察科具体负责本工程的全部安全监督和管理工作。各施工队设专职安全员，各班组设兼职安全员，各作业点设安全监督岗，组成一个自上而下严密的安全组织机构。具体安全保证措施如下：

1、对钻孔桩施工人员进行安全教育，加强安全观念。

2、施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽，遵守安全章程。

3、泥浆池开挖时要有专人指挥开挖机械，各种机械驾驶员要持证上岗。

4、护筒、泥浆池开挖后应在护筒、泥浆池每边向外1m用脚手架搭设安全护栏，外围安全网，周围应有明显的防坠落标志，夜间应有警示灯及较好的照明设施，严防意外事故发生。

5、钻孔过程中钻机要保持平稳，防止倾倒，钻孔时要经常检查钻机各部件，保证钻机正常运转，同时还要防止杂物掉进孔内，施工人员检查钻孔情况时要有相应安全措施。

6、各种施工车辆离泥浆池、钻孔最短距离不小于2m，以防塌方事故发生。

7、施工用电要有专职电工负责，连、接线要严格按照用电手则，杜绝用电事故发生。

8、钢筋加工时各种小型机械和电焊机操作人员都要持证上岗，严禁闲杂人等私自乱动，以免发生事故。电焊机要摆放在干燥、通风的地方，其它小型机械也要合理摆放，尽量远离人多的地方，以免伤人。

9、钢筋笼起吊前要认真检查起吊设备，不得使用有安全隐患的部件，起吊时要有专人指挥，钢筋笼起吊时钢筋笼下边不得有人。

10、混凝土灌注过程中架子要保持平稳，防止倾倒。灌注前要检查设备各部件保证灌注设备正常运转，同时还要防止杂物掉进孔内，施工人员在施工过程中要有相应安全保护措施。

11、高空作业人员必须经过体检合格，方可从事高空作业。

12、在危险边沿操作时，临空一侧必须设栏杆和安全网，按正式脚手架操作规程执行，必须佩戴安全带。

13、遇有六级以上大风、大雨、打雷天气，停止高空作业。

七、环境保护措施

1、污染源

本工程环境保护包括施工过程的污染控制及其防治，主要包括以下几个方面：

（1）、施工中产生的废泥浆。

（2）、施工机械的废水、废气和噪声。

（3）、运输车辆的扬尘。

（4）、施工营地的垃圾和气体、液体、固体废弃物。

2、环境保护措施

（1）、上场后先核实、确定施工范围内的环境敏感点，施工过程的重大环境影响因素。明确施工过程中应遵循的环保法律、法规、标准和要求。

（2）、环境污染的治理

施工期间的主要污染源为施工中产生的废水、废气、噪声、扬尘等。主要污染物是施工期的废水包括施工现场产生的污水、泥浆，固体废弃物等。

（3）、避免废水排放的措施

在施工区设置临时污水汇集沉淀设施，生产过程中产生的污水、泥浆等废水通过排污车拉走，运至指定地点排放。

（4）、避免施工生活垃圾等废物排放的措施

保护施工区的环境，及时处理施工垃圾等废弃物，将废弃物运至当地环保部门同意的指定地点弃置，并注意避免阻塞水流和污染水源。无法运走的，进行填埋等无害化处理。

在施工区设置足够的临时卫生设施，定期清扫处理。

（5）、避免废油排放的措施

优先安排电动机械施工，对柴油机械、车辆安装防漏油设施，对机壳进行覆盖围护，避免在车辆停放、维修时漏油污染。

（6）、避免扬尘及有害气体的措施

主要施工场地进行硬化处理，施工便道定期压实地面。对施工场地、施工便道经常洒水，减少扬尘对周围环境的污染。装卸有粉尘的材料时，采取洒水湿润或遮盖，防止沿途撒漏和扬尘。

车辆开出工地做到不带泥砂，基本做到不洒土、不扬尘。