钻孔桩施工组织设计方案.docx

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钻孔桩施工组织设计方案

中钢设备有限公司

阿尔及利亚AQS250万吨直接还原铁工程

土建工程钻孔桩施工组织设计

中铁建十九局股份有限公司

2016年9月3日

钻孔桩施工组织设计

1、编制依据

1.1招标文件

1.2我单位在阿尔及利亚的现有资源情况

1.3我单位在阿尔及利亚已完成的钻孔桩施工经验

2、编制范围

中钢设备有限公司阿尔及利亚AQS250万吨直接还原铁项目土建工程所有钻孔桩，包括钻孔、加工及安装钢筋、浇筑混凝土、截桩头、钻碴清理及外运、按相关规定进行静载试验、应力波及超声波检测。

3、工程概况

3.1工程概况

本项目为中钢设备有限公司承包的阿尔及利亚AQS250万吨直接还原铁项目，钻孔桩施工是土建施工的一部分，作为深基础主要分布在设备及堆场结构下。

钻孔桩设计有效长度约30米，直径分别为：

￠1000mm、￠800mm、￠600mm，混凝土抗压强度C30/C37，配筋率分别为：

￠1000mm—100kg/m，￠800mm—70kg/m，￠600mm—40kg/m。

3.2主要技术标准

施工规范及验收标准必须满足阿尔及利亚当地的规范、标准，且必须满足设计方的要求，即美国MIDREX和西班牙公司IDOM的详图设计要求。

3.3主要工程数量

钻孔桩数量：

781根（其中￠1000mm345根、￠800mm208根、

￠600mm228根），钻孔桩混凝土数量：

13192m3，钻孔桩钢筋数量：

1745.4t，截桩头：

781个，荷载试验：

7次，超声波检测：

4次，

低应变检测：

781次，余碴外运13255m3。

3.4主要工程特点

3.4.1钻孔桩直径类型较多，分别为：

￠1000mm、￠800mm、￠600mm。

3.4.2钻孔桩分布较集中，便于施工。

3.4.3地质条件不太明确，有可能需采用泥浆护壁。

3.4.4地下水位较高，混凝土需采用水下混凝土灌注。

3.4.5钻孔桩质量检测手段较多，有荷载试验、应力波检测、超声波

检测。

荷载试验采用反力装置及高吨位千斤顶，应力波检测及超声波

检测需委托有资质的专业检测机构进行。

4、施工总体方案

4.1主要管理目标

4.1.1质量目标：

工程合格率100%，争创优质工程。

4.1.2安全目标：

杜绝等级事故发生，事故死亡率为0。

4.1.3工期目标：

满足总承包商的节点工期要求，不影响设备安装。

4.1.4文明施工及环境保护目标：

规范化施工，现场整洁，施工用水

排放达标。

4.2施工组织机构

施工组织机构如下图：

4.3作业班组配置及施工任务划分

根据节点工期情况，计划配置2台旋挖钻机，划分3套作业班组，具体施工任务如下：

第一套作业班组为钢筋加工班，负责所有钻孔桩的钢筋加工。

第二套作业班组为钻孔及混凝土浇筑一工班、钢筋绑扎及安装一工班、截桩头一工班，负责6个作业区域的钻孔桩施工，区域名称及施工顺序如下：

井式炉安装（区域100）→建筑区域建立（区域900）→水处理管道框架安装（区域625）→氧化层区域安装（区域700）→压缩机区域安装（区域500）→水处理区域安装（区域600）。

第三套作业班组为钻孔及混凝土浇筑二工班、钢筋绑扎及安装二工班、截桩头二工班，负责7个作业区域的钻孔桩施工，区域名称及施工顺序如下：

转化炉安装（区域200）→RGDB安装（区域250）→主管道框架安装（区域350）→材料处理区域安装（区域800）→鼓风机区域安装（区域400）→热传导区域建立（850）→热回收安装（区域300）。

荷载试验由项目部组织实施，所有的低应变检测及超声波检测委托有资质的检测单位执行。

4.4临时工程分布及设计情况

混凝土由拌合站提供，办公及生活用房约500m2,由总承包方提供，钢筋加工及存放区占地约3000m2，选择在厂区内的废料、钢坯、半成品及炉渣处理和储存区域。

厂区内的施工便道与其它项目共同使用。

4.5施工用水及用电

施工用水及用电由业主指定的接口接入。

5、管理人员及劳动力配置计划

管理人员配置原则:

部门缩编，人员精干。

劳动力配置原则：

技术工人及主要设备操作人员配置中工，其它辅组人员使用阿工，阿工与中工的比例为2：

1。

管理人配置如下表

管理人员配置表

管理人员

序号

名称

数量

中工

阿工

1

项目经理

1

2

技术及安质部

3

1

3

合同及财务部

2

4

物质及设备部

1

5

人力及综合部

2

1

合计11人（其中阿工2人）

劳动力配置如下表

劳动力配置表

劳动力

序号

名称

数量

中工

阿工

1

钻孔及混凝土浇筑一工班

3

2

2

钻孔及混凝土浇筑二工班

3

2

3

钢筋加工工班

2

6

4

钢筋绑扎及安装一工班

2

6

5

钢筋绑扎及安装二工班

2

6

6

截桩头一工班

2

4

7

截桩头二工班

2

4

8

自卸汽车司机

1

9

水车司机

1

合计48人：

其中中工16人，阿工32人

6、总工期及进度计划

6.1总工期

本项目计划投入2台旋挖钻机，30m长的桩每台钻机每工作日平均效率为2-3根桩，每月平均效率为2300m，钻孔桩总长度为23430m，2台钻机同时施工钻孔周期为：

23430/2/2300≈5.1个月，开挖延迟10天，截桩头延迟10天，施工准备1个月，钻孔桩施工总工期约为7个月。

计划2017年1月1日开工，2017年8月11日结束。

6.2各施工区域工期计划

各施工区域工期计划按总承包方的总体工期计划进行安排，不影响各区域设备的安装，为了实现此目标，两条施工线路可以随时进行调剂。

6.3总工期及进度计划见附件一

7、主要施工设备及测试仪器配置及进场计划

7.1主要施工设备及测试仪器配置计划

主要施工设备配置表

序号

名称

型号

数量

备注

1

旋挖钻

BG26

2

每台配3个不同型号钻头

2

钢筋切断机

GQ40B

2

3

钢筋调直机

2

4

钢筋弯曲机

GW50

2

5

电焊机

BXI-500

2

6

汽车吊

XZJ5284JQK25K

1

7

自卸汽车

SX3254DM384

1

8

水车

CA1160PK2L2EA80

1

9

泥浆泵

2

10

千斤顶

500T

1

荷载试验用

11

油压泵

R6.4

1

荷载试验用

主要测试仪器配置表

序号

名称

型号

数量

备注

1

GPS定位仪

灵锐S86

1

2

全站仪

TCA1800

1

3

水准仪

DNA03

2

4

塔尺

BTL40

2

5

测绳

2

50m

6

检孔器

6

3种直径各2个

7

超声波测试仪

1

外委单位

8

低应变测试仪

1

外委单位

9

百分表

6

静载试验用

7.2主要施工设备及测试仪器进场计划

钢筋加工设备2017年1月15日进场，

钻机、水车、自卸汽车、汽车吊2017年1月25日进场，

荷载试验装置及设备2017年3月1日进场，

测量仪器2017年1月15日进场，

超声波测试仪及低应变测试仪根据需要而定。

8、钻孔桩施工方法及施工工艺

8.1钻孔桩施工方法

根据钻孔桩顶面埋置深度及地下水位情况，为了便于控制钻孔桩的位置及顶面高程，同时减小空钻长度，钻孔计划采用两种方式。

第一种方式：

桩基顶面埋置深度小于3m，采用在原地面钻孔方式。

第二种方式：

桩基顶面埋置深度大于3m，地下水位埋置深度亦大于3m，采用先开挖桩基顶面土方，土方开挖至地下水位以上1m位置，钻机在开挖后的工作面上进行施工。

钻孔桩采用旋挖钻机成孔，不同直径类型配不同型号钻头，若地下水位较高，且地层有较厚的砂砾层出现，为了在钻孔过程中不出现坍孔现象，可采用泥浆护壁或全护筒防护。

钢筋笼安装采用人工配合汽车吊方式，混凝土采用导管法水下混凝土浇筑方式。

8.2钻孔桩施工工艺

钻孔桩施工工艺如下图：

钻孔桩施工工艺流程图

8.3钻孔桩施工工艺说明

8.3.1施工准备：

钻孔桩施工前应做好施工准备工作，包括平整场地，机械设备检修，泥浆等材料准备。

8.3.2桩位放样：

每个钻孔桩施工前应进行精确定位，定位应根据总的控制点进行，一般埋设护筒前进行一次定位，埋设护筒后钻机就

位前再进行一次定位。

另外在钻孔过程中，也要经常对钻机位置进行校正。

8.3.3下沉、埋设护筒：

护筒的形式多种多样，可以采用钢护筒，也可以采用混凝土护筒。

护筒要求坚固耐用，其内经应比钻孔直径大20cm左右，每节长度根据地基表层土壤性质而定，一般为2～3m。

护筒底部及周围一定范围内应夯填粘土，借助粘土压力及隔水作用保护护筒稳定。

护筒应保证平面位置准确，倾斜度不得大于1%。

8.3.4钻机就位：

应保证钻机的钻头、钻杆和钻孔桩的中心位置在一条垂直线上。

8.3.5泥浆制备：

泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力并在孔壁形成泥皮、隔断孔内外渗流及防止坍孔等作用。

由于采用旋挖钻机成孔，泥浆的作用主要表现在增加孔内静水压力，防止坍孔的作用上。

泥浆的各种指标应根据地下水位和孔内渗流情况而定，应适应和满足钻孔需要。

8.3.6钻进：

钻进过程中应鉴别除渣样品，做好钻孔记录，并经常进行钻孔深度、直径及倾斜度测量，发现问题及时进行纠正。

8.3.7清孔：

清孔分两次进行，钻孔达到设计深度后进行第一次清孔，钢筋笼安装完成后进行第二次清孔。

清孔可采用泥浆循环方式或利用掏渣设备，清孔后混凝土灌注前应保证孔底沉淀层厚度满足规范要求。

8.3.8安装钢筋骨架：

钢筋笼采用分节段制作，分节段安装，钢筋制作和安装应符合设计和规范要求，并保证安装过程中不变形。

钢筋笼外侧应设足够的混凝土保护层垫块，钢筋节段连接应符合规范要求。

8.3.9设立导管：

导管安设前应进行试拼，根据孔深情况和料斗高度确定导管长度，导管距离孔底约30～40cm左右，导管接缝应保证严密不漏水。

8.3.10浇筑水下混凝土：

导管上部设混凝土料斗，料斗的容积满足首批混凝土灌注量需要，料斗和导管连接处应设活瓣栓，混凝土浇筑过程中要经常测量混凝土顶面高度，保证导管始终埋在混凝土下2m左右，混凝土浇筑完成时应留足截桩头高度。

混凝土浇筑应按规范要求随机制作试块，作为混凝土强度鉴定依据。

8.3.11拔出护筒：

混凝土浇筑完成后拔出护筒，护筒可以再利用。

8.3.12混凝土养生:

由于桩基混凝土处于地下，地下的湿度和温度能够满足混凝土养生条件，因此桩基混凝土养生按自然养生处理，在混凝土养生期内，应避免对其进行扰动，桩基施工应间隔进行。

8.3.13截桩头：

截桩头可采用人工方式，也可采用人工配合机械方式，为了不扰动桩基顶面混凝土，在桩基顶面以上预留20cm厚度，采用人工方式凿出。

8.3.14桩基检测:

在混凝土强度达到检测要求后进行，本项目桩基检测采用2种方法，一种为低应变检测，一种为超声波检测，桩基检测委托有资质的单位进行，检测结束后，进行桩基质量总体评价，质量满足规范及设计要求后，再进行下道工序施工。

9、桩基静载试验

9.1试验依据

9.1.1设计文件

9.1.2静载试验相关规程

9.2试验的类型

单桩轴向静力试验，荷载类型为检验性荷载。

9.3试验目的

通过对基础范围内永久性桩进行静力试验，验证桩基的承载力是否满足设计荷载的要求，并能提供合理的安全储备，保证设备运行和结构的安全性。

9.4试验桩位置

由设计及业主指定。

9.5试验桩的荷载参数

由设计及业主制定

9.6试验方法

通过加载装置对试验桩进行加载，加载的同时，测量桩顶的位移量，据此判断桩基的承载力是否满足设计要求，桩顶荷载增量按ΔQ=0.2Qmax逐渐增加直至Qmax。

9.7试验装置

试验装置主要包括：

反力桩、承载梁、锚固系统、千斤顶和油压泵。

试验装置布置如下图：

9.8测量装置

测量装置主要包括全站仪1台，百分表6块。

试验前，在2个反力桩和试验桩顶部各设置一个观测点，在加载过程中，采用全站仪观测桩的平面位移情况；

2块百分表用于观测反力桩的竖向变形情况，4块百分表布置在试验桩的四周，用于测量试验桩不同部位的变形量。

试验观测布置如下图：

9.9试验准备工作

9.9.1接桩

将桩头混凝土凿除，至露出新鲜的混凝土面，用全站仪测出桩的中心位置，并以此点为中心，接桩1.4m。

为使所接桩头与桩身良好地连接和过度，采用直径1.2m的圆形模板，与桩身同标号（C30）混凝土浇筑。

浇筑前，在桩的周围垫5cm的泡沫板，使接桩的底部与地面分离，以避免地基对所接桩头的承载作用而影响桩的试验精度。

9.9.2加载系统及测量仪器标定

实验前，对千斤顶和油表进行标定，并求出了线性回归方程，根据回归方程求得各加载阶段力和油表读数的对应值关系。

测量使用的全站仪和百分表也要进行标定，确保试验过程中的测量精度。

9.9.3测量装置的基座设置

固定百分表的工字钢基座，采用打入土壤内的支撑物或者混凝土浇筑，但不能出现变形情况。

试验时，应使能够产生振动的机械远离现场。

9.10试验程序

9.10.1加载-卸载步骤

（1）先对试验桩施加10％Qe的荷载，该施力过程需保持15min，在此过程中，分别读出该桩在1、2、3、5、7、10和15min各时刻的变形读数。

加载过程控制在1min之内。

（2）上一个过程完成后，依次采用静压力为0.2Qe至Qe的5个荷载等级对试验桩实施加载，每个平台力的作用时间为1小时。

采用千斤项加力时，操作手应随时查看油表的读数，有压力损失时应及时补充。

当头三级荷载0.2Qe、0.4Qe、0.6Qe持荷过程中，如果2分钟的位移量小于0.5mm。

可以将平台持荷时间缩短到15分钟。

（3）卸载时，仍以0.2Qe为级别，按0.8→0.6→0.4→0.2Qe的顺序进行，每个平台力的作用时间为3～5min，并不超过5min。

如图所示。

9.10.2变形测量

所有测量仪器归零并记录开始读数，在每级荷载平台值时，要记录加载千斤顶油压表读数和桩头四周的百分表的垂直位移。

（1）在加载过程中，对于每个平台力而言，都要按以下几个时间点来测量作用于桩顶的压力以及桩的位移情况，这几个时间点分别是t=1,2,3,4，5，10,15,20,25,30,45,50,60。

（2）在作用力Qe作用下，桩的顶部移动的最大距离Se。

（3）在作用力Qe作用下，桩在1min至60min之间移动的距离。

9.10.3确定试验桩破坏的条件

判断试验桩在静力下破坏的标志如下：

（1）总变形量大于或等于40mm，本级荷载的变形量大于或等于前级荷载变形量的5倍。

（2）总变形量大于或等于40mm，本级荷载加上后24h未达稳定。

9.10.4试验数据收集及记录

及时将油表与测量的数据整理成表格形式和绘制成图表反映。

试验桩加载图中的坐标为通过油表反映的桩顶压力Q0和对应的桩顶垂直位移S0，这些最终值为4块百分表的垂直位移的平均值，每级荷载平台都是从1分钟到60分钟。

实验完成后及时提供试验成果报告。

10、质量保证措施

质量是企业永恒最求的目标，也是企业赖以生存的条件，为了实现所确定的质量目标，在钻孔桩施工过程中应采取如下的质量保证措施:

10.1成立质量管理组织，建立有效质量管理及监督体系。

10.2测量仪器在使用前应进行标定，在使用过程中也应该定期进行

标定，坐标控制点及水准控制点在使用前要进行复核，并妥善进行保

护。

10.3护筒埋设前和埋设后均要对其位置进行校对，使护筒的中心位

置与桩孔桩的中心位置保持一致，在钻孔过程中应对钻头、钻杆进行

校核，使钻头、钻杆和钻孔桩中心位置保持一致。

10.4导管安装前应进行压力测试，使其密封性保持良好状态。

10.5混凝土浇筑时应按规范规定的频率制取混凝土试件，并按规定

进行养护，混凝土浇筑现场应随时进行坍落度试验，坍落度不符合施

工要求，混凝土应重新返厂搅拌或弃掉。

10.6混凝土浇筑过程中，要经常量测混凝土顶面上升高度及导管埋

置深度，使导管始终埋置在混凝土顶面下2-6m，防止导管拔空造成

断桩现象。

10.7为了不扰动桩基顶面混凝土，截桩时在桩基顶面以上预留20cm厚度，采用人工方式凿出。

10.8钢筋应按设计及规范进行加工和安装，钢筋笼节段连接要保持足够搭接长度，钢筋笼四周应设控制保护层垫块。

10.9桩基检测应委托有资质的检测单位进行，检测不合格绝不能进行下道工序施工。

11、安全保证措施

为了达到安全目标，根据本项目特点制定如下保证措施；

11.1成立安全管理小组，建立有效安全管理及监督体系。

11.2定期对全体施工人员进行安全教育并制定奖惩措施。

11.3定期对施工设备进行保养和维护。

11.4钢筋加工场地的施工用电应布置合理，架空线路应保证车辆行驶安全，埋地电缆应有安全保护厚度，配电箱按规定设置，并安排专人负责。

11.5钻机操作及吊车驾驶人员应持有上岗证，钢筋笼及导管吊装时现场应有指挥人员。

12工期保证措施

为了满足总工期及节点工期要求，不影响每部分设备安装，特制定如下保证措施：

12.1机械设备按计划准时进场，进场设备数量满足工期要求。

12.2钻孔桩所使用的材料应有充足的储存量，避免因材料不足影响工程正常进行。

12.3按设备安装的节点工期计划要求，合理地安排钻孔桩施工顺序，

钻孔、安装钢筋笼、混凝土浇注、开挖、截桩头及检测各道工序应衔

接好，提高施工效率。

12.4根据工期要求及现场实际情况，及时对施工人员数量及机械设备数量进行调整。

12.5为了不影响钻孔桩施工，应与其它项目单位搞好协调工作。

13文明施工及环境保护措施

文明施工代表一个企业的综合素质，也是企业良好形象的体现，为了实现文明施工总体目标制定如下保证措施：

13.1按甲方要求统一布置现场，所有标志、标牌按规定制作和安放。

13.2现场施工人员统一着装，管理人员佩戴岗位胸牌。

13.3生活区卫生整洁，垃圾按甲方要求统一堆放。

13.4施工机械、车辆使用完毕后要进行清洗，机械设备存放整齐。

13.5泥浆池设计及开挖应规范，施工过程中泥浆应封闭循环，每部

位钻孔桩施工结束后，应及时清除残余泥浆和钻碴，并弃至指定地点。