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本工程由河南省电力勘测设计院设计,110kV构架基础、GIS基础桩施工长度约为6.0m,其中预留桩头约不小于0.5m,桩顶施工超灌高度不小于500mm。
110kV构架基础设计有效桩长约5.5m,GIS基础设计有效桩长约5.9m,最终桩径400mm。
采用正方形布桩形式,桩距S=1200mm。
110kV构架基础桩顶设计标高-2.90m,GIS基础桩顶设计标高-2.10m。
110kVGIS基础桩身混凝土强度等级为C25,总根数491根。
复合地基承载力特征值fspk≥225kPa。
(三)工程量
根据图纸设计要求,计算工程量如下:
工程
项目
桩型
桩径(mm)
桩长(m)
超灌长度(m)
桩数(根)
单桩体积(m3)
总体积(m3)
充盈系数
备注
试桩
CFG桩
Φ400
5.9
0.7
25
0.83
21
1.15
不含消耗
(四)场地工程地质条件:
野外工程地质勘探成果与室内土工试验成果表明,场地岩土地层构成较为简单,地基土工程特性较好,地基土有第四系坡残积粉质粘土、粘土、粉细砂以及第三系泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩构成。
勘探深度内,依据钻孔揭露的地层的岩土工程特性及其形成时代,可分为四个主层(编号层
~层
)和一个亚层(层
1),各层岩土工程特性,由上而下分述如下:
第
层:
粉质粘土:
褐色、浅黄色,硬塑为主,具中压缩性,含少量白色钙质网纹与小钙质结核。
表层0.3~0.6m为耕作土,在进站道路处分布有1m左右的杂填土。
该层厚度变化大,坡顶较薄,坡底较厚。
层厚0.7~7m,层底埋深0.7~7m,层底高程211.89~227.69m。
红褐、棕褐、棕黄等色,含少量铁锰质细条纹与少量粒径0.5~2cm的改制结核,上部偶尔见白色钙质条纹。
硬塑,具中压缩性。
该层分布不连续,厚度变化大。
层厚0.6~5.1m,层底埋深1.5~8.2m,层底高程210.86~227.25m。
粉细砂(残积土):
灰白色,稍湿,密实,由下伏粉砂岩经全风化残积而成,具中压缩性。
层厚0.9~8m,层底埋深3.7~12.8m,层底高程210.96~224.94m。
1层:
粘土(残积土):
紫红、褐红、棕黄等色,含少量铁锰质细条纹及白色钙质网纹,含少量粒径0.5cm左右的钙质结核。
坚硬状态,具中压缩性。
该层在平面上分布不连续,厚度变化较大。
层厚0.8~8.7m,层底埋深4.4~9.8m层底高程208.52~224.71m。
泥质粉砂岩:
灰白色、棕黄色、紫红色,由厚层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩构成,局部以粉砂质泥岩为主。
岩层节理与裂隙发育,强风化为主,在站址区附近基岩裸露处测得起产状为320°
∠25°
。
具低压缩性。
顶面起伏较大,坡度较陡。
层顶高程208.52~224.94m。
(五)场地水文地质条件:
本次勘测未见地下水,据调查站址区内地下水位埋深大于15m,基础设计与施工时可不考虑地下水的影响。
(六)不良地质作用及对工程不利的埋藏物:
拟建场地中心区域分布有明(暗)民坟,场地中央分布有两道贯穿站区的东西向陡坎,陡坎最大高差约5m,自然状态下,陡坎处于基本稳定状态。
场地平整后,根据建筑物设计0m标高算计,主控楼和主变区域填土厚度为2.5m左右,110kV区域填土厚度近7m,同时在场地南部形成7m以上高坡。
故在设计与施工时应严格控制填土质量,同时做好对高大边坡的挡土和防护。
三、施工准备
1.踏勘施工场地,了解有关施工条件,包括场地三通一平及周围建筑等情况;
2.根据现场实际情况,绘制施工现场平面布置图;
3.认真研究设计施工图纸,了解设计意图,取得有关放线座标及高程座标。
4.熟悉工程地质勘察报告,弄清场地地质条件,了解有无地下障碍物,包括坑、穴、人防工程、地下管线等。
5.根据设计要求、工期要求及CFG桩的具体特点,配备施工人员,选择施工机械、设备、机具,编制材料计划,作好材料进场的前期工作。
6.备齐备全各种现场施工记录表、办公基本用品、测试仪器等,并对测量仪器进行精度鉴定、校核。
7.建立、健全有关生产管理体系,质量保证体系,安全保证体系。
四、机械设备进场计划
根据该工程的地质情况和设计、施工及工期要求,拟选用KL600C长螺旋钻孔机进行成孔,然后用HBT60A混凝土输送泵进行压灌砼,主要配套设备、机具如下表:
序号
设备名称
规格、类型
单位
数量
用途
备注
1
长螺旋钻机
KL600B/C
台
成孔成桩
110kw
2
砼输送泵
HBT60A
泵送砼
80kw
五、施工工艺及主要施工技术方法
(一)施工方案
本工程拟选用KL600B/C长螺旋钻孔机钻孔至设计深度后,在钻杆暂不提升的情况下,将普通细石砼通过高压泵及泵管从钻杆顶部向钻头进行压灌,按计量控制钻杆提升速度,边压灌砼边上提钻杆,直到砼达到设计桩顶标高,(包括超灌长度)为止。
该工艺无泥浆、无噪声、无振动,对环境不产生污染,且施工速度很快,较其他机械钻孔或沉管有着极大的优越性。
(二)施工工艺流程图
(三)主要施工技术方法
1.施工部署:
(1)熟悉图纸等有关技术资料、疑问之点及时向设计院、业主和监理单位提出修改意见。
(2)通过图纸会审,掌握设计人员的意图和主要技术要求。
(3)召开技术交底会。
(4)充分研究图纸中各轴线和桩位的相对位置关系,制定放线方案和措施,为具体放线时做好充分准备。
(1)、施工顺序
根据施工现场放出的491根桩由西往东顺序施工。
(2)钻孔
①测定场地标高,确定桩机入土深度和压灌有效长度。
为保证成桩长度,在施工中,根据地面变化情况,随时调整钻进深度及压灌深度与停灌面标高,以保证有效桩长达到设计要求。
②钻机就位前,再次校对桩位的准确性,钻机就位,就位误差≤10mm,对中调平保证垂直度偏差≤1.5%。
③钻机钻进:
a、用电动机带动钻杆转动,使钻头螺旋叶片旋转切削土体,土块随螺旋叶片上升,经排土器排出。
开始钻进时,应采用高转速低进入的工艺,使输土方便,且钻进阻力小,效率高。
在钻进中应尽量避免钻杆晃动,以免扩大孔径,造成浪费。
b、钻进过程中,经常检查钻机的平整度和钻杆的垂直度;
并根据地层岩性,选择适宜的钻进速度和转速,保证切削下来的土体能及时地旋带出来,确保成孔速度及质量。
C、深度达到设计要求后,先自检,再报监理复检,合格后方可压灌砼。
(4)压灌砼:
a、钻机钻至设计深度后,停止钻进,将砼输送软管两端分别与钻杆顶部及砼输送泵连接,将普通细石砼由输送泵以一定的压力经输送软管、长螺旋钻杆内腔向孔底压灌。
施工第一根桩时,应先搅两斗与砼同比例的水泥砂浆进行输送,然后再输送砼;
输送泵压采用10--12Mpa,提钻速度采用2.5--4.0m/min。
b、提升钻杆:
边向孔内压灌砼,边提升钻杆;
应按计量控制钻杆的提升速度及高度,直至砼达到设计的桩顶标高。
严禁过速提钻,以防出现断桩和缩颈,过砂层时尤其要注意。
c、为保证桩头质量,在设计桩顶标高以上,多灌500mm~800mm。
d、按规范要求,进行试块的取样、养护及送检。
(5)成桩。
(6)重复上述步骤,继续下一根桩的施工。
六、确保工程质量的技术组织措施
(一)工程质量目标
合格率100%,优良率98%以上,无C、D类桩。
(二)工程质量标准
本工程将按现行的《建筑地基基础工程施工质量验收(GB50202-2002)》及《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)等有关规范规定进行施工和验收。
其质量标准达到:
1.主控项目
(1)施工所用的原材料必须符合设计要求及规范规定;
(2)桩径达到设计值,允许偏差-20mm(负值指个别断面);
(3)桩身强度达到设计要求,以28d试块强度作为评定指标;
(4)地基承载力达到设计要求。
2、一般项目
(1)桩身完整性:
符合桩基检测技术规范的要求;
(2)桩位偏差:
对满堂布桩≤0.40D,对条基布桩≤0.25D(D为设计桩直径)。
(3)桩垂直度:
允许偏差≤1.5%。
(4)桩长:
允许偏差±
100mm;
(二)质量保证措施
1.组织措施
为确保该工程达到优良工程的质量标准,我项目部将对整个工程进行全面全员过程的质量管理,建立四级质量保证体系,即班组自检、班组互检、项目部及质检科专检和由业主、监理及施工单位三方组成的施工质检小组监检,对工程的各工序质量情况进行监督检查。
项目部设置质保小组,由项目总工任组长,质检员及施工员任副组长,每班作业班长任组员。
该小组从施工准备开始之日起,将所有的与施工质量有关的工作置于严格的控制之下,做到事前有计划、实施有监督、事后有备查,相应的主要记录签字留存备查,并定期向业主、监理汇报,随时接受检查。
施工完成全部记录签字后作为竣工资料移交给业主和监理。
(2)钻孔:
a、钻头对准桩位,误差小于10mm,钻机调平,钻杆调直,垂直度误差小于1.5%,在钻进过程中应经常调整垂直度,达到规范要求。
b、根据业主给定的±
0.000,测量每个桩位的地面标高,从而计算出每个桩的设计深度,挂牌到每台钻机,实际验收深度不得小于设计深度。
(三)管理监督措施
1、运用“PDCA”法,认真推行全面质量管理。
在施工过程中,运用(PLAN)计划、(DO)执行、(CHECK)检查和(ACTION)总结法,建立健全质量保证体系,成立全面质量管理领导小组,严格推行全方位管理,将施工中的各个技术质量环节责任落实到人。
2、实行岗位责任制,按照“责、权、利”相结合的原则,做到各司其职,各负其责,各得其利:
(1)项目经理岗位职责
a、贯彻国家和工程所在地政府的有关法律、法规和政策,执行公司的各项管理制度。
b、严格财经制度,加强财经管理,正确处理国家、公司与个人的利益关系。
c、执行项目承包合同中由项目经理负责履行的各项条款。
履行合同义务,监督合同执行,处理合同变更。
d、根据建设单位、上级企业的要求和项目的具体情况确定项目管理总目标和阶段性目标。
e、建立项目经理部,抓好组织设计、人员选配,制定各种规章制度,明确有关人员职责并授权,建立利益机制和项目内外部的沟通渠道。
f、协调本项目组织机构与各协作单位之间的协作配合及经济、技术关系,与有关的职能部门负责人联系确定工作中相互配合的问题,向有关职能部门提供需要的资料。
g、向有关人员解释和说明项目重要文件,包括项目合同,项目设计文件、项目进度计划。
h、确定项目部成员的职责范围,检查监督项目部成员遵守公司的政策和工作情况,对项目部成员提出工作质量要求。
I、组织开好每周的工程生产例会,做好上周工作总结,布置下周的工作重点和任务。
j、对工程项目施工进行有效控制,执行有关技术规范标准,积极推广应用新技术,确保工程质量和工期,实现安全,文明生产,努力提高经济效益。
k、向建设单位提出完工通知,取得建设单位对工程的正式接受文件。
(2)项目总工岗位职责
在项目经理的领导下,对现场的施工技术和质量控制问题负有不可推卸的责任,质检员和施工员协助其工作,质检员协助其为工程施工提供技术报务;
施工员协助其指挥现场的施工工作,项目总工程师的职责包括以下内容:
a、解释设计图纸和技术规定,组织设计图纸会审、整理设计变更和签发项目技术核定单。
b、审核现场编制的技术规定,并取得建设单位的认可。
c、做好施工组织设计,技术复核记录,隐蔽工程检查和隐蔽工程验收记录工作。
d、做好现场计量控制,监督混凝土试块的制作。
e、定期检查工程质量,开好质量分析会,并做好处理记录,处理和解决质量事故,检查发现不合格工序决不能进入下道工序。
f、指导材料员编制项目工程材料需要量计划和材料进场计划。
g、指导质检员根据工程具体情况,编制项目工程技术复核计划表。
h、指导材料试验负责人编制项目工程需复验原材料及砼试决送验计划,及时掌握试验结果,对项目工程砼强度进行综合评定。
I、质监站确定的停检内容及处理要求复查时提前做好准备,按监督计划书要求及时通知质检站。
j、对每一次质监站监督员对工程提出的整改通知,按要求及时整改并填写整改报告。
不经过质监站的质量认可,不能进入下道工序的施工。
k、协助项目经理贯彻安全规程,及时向安全员提出有关违反安全规程的问题。
l、监督现场的测量控制工作,监督工程质量的检查工作。
m、参加定期的工程调度会,并在会上汇报有关的工程问题。
n、组织绘制竣工图,整理竣工资料。
o、搞好技术革新,抓好队伍培训,教育好职工要照章上岗,创文明工地,创优良工程。
(3)施工员岗位职责
a、在施工队长直接领导下,负责施工生产技术管理工作。
b、在总工程师主持下参加桩基工程的施工组织设计编写,确保施工组织设计技术方案和工艺措施切实可行。
c、熟悉工程施工的各个环节,具有处理现场问题技术能力,对保证工程质量负有直接责任。
d、在工程施工中,带头严格执行有关规程、规范标准,制止一切违章作业。
e、工程施工合同签订好后,积极协助施工队长安排设备进场前的准备工作,并对施工设备、技术、安全措施进行落实。
f、在值班时必须每天填写施工日记及做好交接班工作。
g、负责本工程每天各种表格汇总和统计工作。
工程结束后及时
把所有技术资料送交公司总工程师。
h、负责向工人进行工程技术交底工作。
I、按施工计划安排施工,及时提出材料供应计划,确保工期按时完成。
(4)测量员岗位职责
a、熟悉桩位平面布置图和工程地质资料,参加技术交底会,明确甲方提供的放线坐标及高程。
b、负责对所使用的经纬仪、水准仪的校定。
使用各种仪器前应对仪器进行全面检查,确认完好无损各项技术指标符合要求后方能使用。
c、负责工地上的轴线网点和水准点保护工作,防止移位造成差错,
d、桩孔放样采用极坐标、直角坐标和交会法进行,其测量精度应符合设计及规范要求,桩位放线后交施工人员共同复测。
e、负责对所使用的测量仪器进行维护保养工作。
f、按测量要求,记录好桩号、标高,及时办理验收签证手续。
负责对本工地的测量资料记录整理,并做到及时、准确、齐全,绘制桩位竣工平面图。
(5)安全员岗位职责
a、坚决贯彻国家“安全第一,预防为主”的方针,把安全生产摆到提高经济效益的头等大事来抓,做到不违章指挥,不盲目指挥。
b、负责制定安全规章制度及制作安全指示标牌。
c、认真贯彻执行上级关于安全生产工作的指示和要求,及时布置、检查、落实劳动防护设施和季节性安全防范措施。
d、经常对职工进行安全教育,对新工人和民工进工地前必须进行安全教育后方准上岗。
e、监督各工种工人按安全操作规程操作,执行安全生产、责任事故的奖罚制度,对违反操作人员,应现场兑现执行。
f、施工中杜绝重伤、死亡和其他重大事故,对发生的事故做到“三不放过”,并及时对各类事故处理和措施上报公司领导。
对工地出现的事故,负不可推卸的直接责任。
g、禁止酒后上岗,不戴安全帽不准进工地,上架不系安全带不准工作。
(6)电工岗位职责
a、具备必要的电气知识,熟悉“电业安全工作规程”,并在该规程基础上制定适合本工程的安全用电操作注意事项。
b、熟悉本工程的电气设备和用电线路,经常维护检修电气设备和用电线路,随时检查使用时的安全情况,发现问题及时排除。
c、熟悉掌握安全操作规程和触电急救法,发现违反安全操作规程或任何危及人身触电等设备事故时,可以不经许可切断有关设备电源,但事后必须立即报告。
d、不宜带电作业,停电检修要做好安全措施,严禁非电气工作人员监护修理和拆卸电气装置。
e、电工专用工具、管材及维修材料由电工本人保管好,非电工人员不得乱用,以防影响工作。
(7)机修工岗位职责
a、负责现场机械动力的使用和维护保养,组织参加现场检修。
b、要尽力做到三好(管好、用好、修好)和四会(会使用、会维修、会检查、会排除故障)的要求,按有关规定,认真做好班保养,周、月维修保养工作。
c、保管好油料和专用工具及机器配件。
d、负责现场的环境卫生。
e、冬季施工,停机后,应放净机体及循环管内的积水。
f、编制易损件的备品备件计划。
3、建立健全面质量管理生产例会。
(1)、项目部每天召开一次由各班组长参加的生产活动分析会,总结当天工作,发现问题及时处理,做到解决生产问题不过天。
(2)、全面质量管理领导小组每两天召开一次由各班组长和质检员参加的工程质量分析会,活动情况留有记录备查。
(3)、每周召开一次全面质量管理生产例会。
4、加强各工序的检查、评定、签证、验收和资料整理归档工作的管理。
设专人进行施工质量监督,做到各班组自检及技术员、质检员随时抽检相结合。
如发生违章者按公司奖罚条款执行。
项目部组织人员定期巡视检查技术指标执行情况,对出现的问题及时处理,并采取有效措施加以防范和改进。
5、认真接受业主和监理工程师的检查指导,对业主及监理工程师提出的要求和问题,及时解决并汇报处理结果。
七、施工中常遇问题的预防及处理措施
(一)钻进困难
1、钻进速度太快造成憋钻:
应控制钻进速度,宜采用中、高转速、低扭矩、少进尺的方法,使得螺旋叶片之间保持较大的空间,才能收到自动输土,钻进阻力小,成孔效率高的效果。
若实际发生应立即停止钻进,将钻杆提出,清净钻杆叶片间的夹土(砂)或夹泥,然后根据电流大小,分段多次钻进,采取每次少钻进多提拔清土的钻进方法。
2、钻机功率不够,钻头倾角和转速选择不合适:
应根据工程地质条件,选择合适的钻机、钻头和转速。
3、遇障碍物及坚硬土层:
清除后填土再钻及更换钻头。
(二)堵管
发生堵管的因素较多,应查清堵管的原因,具体对待。
1、砼质量不好,钻头被堵:
应按要求选择骨料,严格按配合比配料。
2、地下水进入管内,造成砼离析而堵管:
(1)地下水较丰富,钻头出料口密封不好,在钻进过程中大量的水进入钻杆内腔,随着砼的压灌,砼从钻杆顶部向底部冲压,遇到水将产生砼离析,砂、石、水泥分离,在出料口产生堵管。
若实际发生,将钻杆提出,清理钻头及钻杆。
为避免出现此类堵管,应在下钻前对钻头出料口进行密封。
(2)钻头上的两个封堵叶片(或一个)在钻进过程中被磨掉而出现进水堵管,应立即将钻头提出,补焊叶片或更换新的备用钻头。
为避免发生此类堵管,应在钻进前认真检查钻头,焊接牢固。
3、砼在输送管道内停留时间过长而堵管:
(1)机械设备出现故障,维修时间过长,砼出现初凝:
应在开工前维修好设备,还要有备用主机可随时更换,确保施工中运转良好。
若实际发生,应在修理的同时,尽快将管道内的砼在其没有凝固之前清除干净。
(2)钻机移位钻下一个孔时,因钻进时间过长,导致管内砼初凝:
开工前应认真分析研究地质情况,清除障碍物,选择合适的钻机功率及钻头,对不可遇见难钻孔位,应暂时撇开,改钻别孔,待查清原因后再重新钻进。
若实际发生,应抓紧时间彻底清除道内的砼。
4、钻杆顶端弯管内存留定量砼:
当一根桩灌完砼移钻下一根桩时,因上一根桩灌注的砼在钻杆顶端弯管内有一定存留,随着下一根桩的施工,动力头摆动,弯管内的砼受到振动,加之随着钻杆的下降后面软管内砼的压力(或推力),砼会徐徐下落至钻杆底部,受热发生离析或凝结,再次灌注时钻头叶片打不开:
我们采取当一根桩灌完后,通知开泵人员反泵二次,杜绝此类现象发生。
(三)桩身混凝土质量差
1、水泥过期,骨料含泥量大,混凝土配合比不好:
应按规范及设计要求选用水泥和骨料,正确选择配合比。
2、桩身分段不均匀,混凝土离析:
各盘混凝土的搅拌时间、加水量、骨料含量应一致。
3、提升速度过快,造成砼不密实:
控制提升速度与泵量相匹配。
(四)缩径
当出现单桩实际砼灌注量小于设计计算量时,可以初步断定桩出现了缩径(除钻头小外)。
实际发生时,应及时查清原因,在砼未初凝(或凝固)之前,重新下钻灌注,做到实际用量不小于设计计算量。
出现缩径的原因有以下几种,应具体分析、具体对待:
1、提升速度过快:
应根据泵量,选择适宜的提升速度;
2、输送压力不够造成缩径:
应检查输送泵,确保输送压力;
3、地层松软造成缩径:
在软地层中应特别放慢提升速度,开钻前认真研究地质情况,弄清各层的地层岩性及埋深,做到心中有数。
4、钻头直径达不到要求而缩径(直径小于设计的桩径):
每隔一段时间应测量钻头大小,施工中要有备用钻头。
(五)扩径
当出现单桩实际灌注量大于设计方量(除正常地层的充盈因素外)时,应初步断定桩出现了扩径。
实际发生时,若对临桩不产生影响,可不考虑对此桩的处理,但必须及时查清原因具体对待。
1、地层松软:
认真研究地质资料,对松软段采取适当加大提速的办法。
2、泵压较高:
施工前选择适宜的砼输运泵。
总之,在钻进之前,认真研究地质情况,选择适宜的设备,确定合理的施工工艺及施工方法,操作时认真慎重,确保此类问题不发生。
河南省第二建设集团有限公司
220千伏济源南岭变电站项目经理部
2011年4月1日
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