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某公路某段至某段第八合同段互通区桩基施工组织设计(终稿)

龙口至青岛公路莱西（沈海高速）至城阳段第八合同段

中铁十九局集团有限公司

龙青高速公路土建八标段项目经理部

GB／T 18163-2020 自控飞机类游乐设施通用技术条件二O一二年四月二十八日

华山南枢纽互通立交工程位于莱西市区西南华山镇内。本互通由一条主线及八条匝道组成，主线起于K124+345，终于K126+180，全长1835米；被交路长度2040米；八条匝道总长6610.445米；其中跨线桥7座，总长2467.39米；涵洞3道，长度44.5米；桥式通道9座，总长265.36米；箱型通道5道；改路、沟、渠合计2545米。整个互通区占地面积552.989亩。

（1）K125+339.8跨线桥

K125+339.8跨线桥为跨既有威青高速及E、F匝道桥而设，桥宽为左右幅各16.5m，起点桩号K124+970.77，终点桩号K125+708.83，全桥长738.06米，共27跨九联；上部结构为现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（2）AK0+682匝道桥

为跨既有威青高速及E匝道桥而设，桥宽8.5m，起点桩号AK0+505.47，终点桩号AK0+858.53，全桥长353.06米，共12跨四联，上部结构为现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（3）BK0+200.5匝道桥

为跨越E匝道桥而设，桥宽8.5m，起点桩号BK0+149.47，终点桩号BK0+251.53，全桥长102.06米，共3跨一联，上部结构为现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（4）CK0+597.1匝道桥

为跨既有威青高速及F匝道桥而设，桥宽为13.737米渐变至8.5米，起点桩号CK0+384.57，终点桩号CK0+809.63，全桥长425.06米，共15跨五联（，上部结构为钢筋砼加现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（5）DK0+180.7匝道桥

为跨越F匝道桥而设，桥宽8.5m，起点桩号DK0+130.7，终点桩号DK0+233.73，全桥长103.03米，共4跨一联，上部结构为钢筋砼加现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（6）EK1+253.9匝道桥

为跨越威青高速及B、F匝道桥而设，桥宽10.5m，起点桩号EK1+072.37，终点桩号EK1+435.43，全桥长363.06米，共12跨四联，上部结构为钢筋砼加现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

（7）FK1+318.7匝道桥

为跨越威青高速及D、E匝道桥而设，桥宽10.5m，起点桩号FK1+127.17，终点桩号FK1+510.23，全桥长383.06米，共13跨四联，上部结构为钢筋砼加现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构桥台采用肋板式台，桥墩采用圆柱式墩，基础为桩基础。

本互通桩基采用C25水下混凝土灌注。桩基通过的地层为粉质粘土、粉土、泥岩、泥质砂岩、角砾岩、泥岩。针对这种地质情况，采用ZN—CJ(6T\8T)冲击钻机进行本桥钻孔桩基础的施工。互通区桩基工程数量如下：

本互通立交所处区域为鲁东低山、丘陵较稳定工程地质区，地质构造相对简单，地壳稳定，莱阳组砂岩、砂砾岩、夹页岩，中厚～厚层状，砂岩、页岩抗压强度300～500公斤/平方厘米。王氏组粉砂岩、页岩、泥岩，薄层质、钙质胶结。页岩抗压强度300公斤/平方厘米，力学强度较低。风化层厚度2～3米。玄武岩气孔状构造，柱状节理发育，块状～似层状，岩石坚硬，此岩力学性能强，可作为建筑物天然地基。但玄武岩发育有柱状节理和凝灰岩软弱夹层，对水工建筑物具有渗漏等不利的工程地质条件。即墨市断裂以市区为中心，呈放射状分布。经勘探显示，本桥地质由粉质粘土、残积土、碎石、粉土、泥岩、砂质泥岩、中风化泥质砂岩、角砾岩、中风化砂岩组成。

区域地表径流直接受大气降水的控制，其分布与降水呈一致性，降水受地形和季节影响明显，受季风影响，降水量分布不均匀，年际间变幅大，不同地形部位差异明显，年降水量一般在610.6～905.4毫米之间。降水年内分布不均，冬季少，夏季多，汛期（七、八月）雨量最为集中，占年降水量70～75%。

拟建项目沿线的地下水，受地形、地貌、地层构造，岩性分布等水文地质条件的制约，形成不同的水文地质单元，富水程度有明显的差异，地表土层的天然含水量随季节、地表和地下水的变化而变化。总的看来，沿线土壤的湿度较小，除个别低洼地段以外，基本呈稍湿～干燥状态，大部分处于中密～密实状态。地下水资源主要靠降水补给。

沿线属于低山丘陵水文地质（Ⅲ）区。地下水以裂隙水为主，其次为孔隙水，局部大理岩岩溶裂隙水。

经调查，本地区历史上地震频率较高，但以震级小于4级的地震为主，震源较浅。

项目处在我国东部暖温带半湿润季风气候区，具有四季分明的气候特征。路线所经濒临黄海地带，又兼有海洋性气候，冬无严寒，夏无酷暑，具有冬暖夏凉、春冷、秋温及温差小、风大、雾多、雨水充沛等特征，距海较远的内陆地段属于大陆性气候。

②降水。路线所经区域受季风影响，降水量分布不均匀，年际间变幅大，不同地形部位差异明显，年降水量一般在610.6～905.4毫米之间。

③风。路线所经区域由于受地形地貌的制约，风向随季节变化十分明显。冬季以偏西北风为主，夏季盛行南至东南风。

④霜冻。区域内初霜期沿海晚于内陆，终霜期内陆晚于沿海，全年无霜期为195天左右。

⑤湿度。年平均相对湿度59%～69%，属半湿润地带。

①本互通立交项目所处区域内地方路网密集，交通较为发达，有威青高速、国道204、省道202、省道203等公路连结区域内外，区域内县乡公路和乡村道路也较为发达，为施工队伍、施工机械的进场，为筑路材料的运输提供了良好的交通条件。

②本互通立交经过处主要为麦田等耕地或林地，且沿线种植土厚度较薄，施工时应尽量减少占地面积，施工中还应留存清表土，以便工程结束后复垦或还林。

③本互通立交跨越青威高速公路及若干县乡村道路，施工中必须保证既有道路交通顺畅、安全，尽量减少对交通的干扰，并采取适当措施保证施工顺利进行。

④本互通立交沿线村庄较密集，施工期间应尽量减少环境污染，拌和站等大型临时设施要尽量远离居民区，并合理安排施工时间，以免扰民。

本互通经过多处耕地，又跨越既有道路，离村庄较近，会对施工产生一定的干扰。

主线桥10#及11#、A匝道桥8#及9#、C匝道桥11#及12#、E匝道桥4#及5#、F匝道桥5#及6#墩的桩基均位于既有威青高速公路两侧边坡坡脚，施工时需采取可靠措施进行防护，避免钻机施钻时扰动公路路基土体。

（1）龙青高速土建八标工程施工图设计文件；

（6）《龙青高速公路路基及桥涵工程质量检验规程》。

（1）坚持“施工队伍专业化，施工管理科学化”的原则，以具有多年桥梁施工经验的管理人员和技术人员组成强有力的项目管理集体，以具有多年丰富施工经验的桩基队伍施工本合同段桩基工程。

（2）选用先进的重锤冲击钻钻机及配套的泵站和泵送砼机械设备，组成配套合理高效的机械化作业线。

（3）针对本合同段桩基工程的特点，借鉴相关施工经验，采取相应的施工方法。

（5）坚持“三同”的原则，即“施工环保同考虑，同安排，同落实”，严格按照《环境保护法》的要求，积极维护当地自然环境和生态环境，保护周围原有植被最大限度减少施工对自然环境的破坏，防止水土流失，污染阻塞河流。

1、施工组织机构及人员配备

为了安全、优质、按期完成施工任务，本着精干、高效的原则，我单位抽调理论和实践经验丰富、业务能力强、综合素质高的技术、管理、行政人员及具有丰富施工经验的施工队伍完成本工程的施工任务。按项目法组建工程管理机构，全面负责本工程的施工组织管理工作。

施工组织机构的设置见图1“龙青公路土建八标组织机构图”。

图1：龙青公路土建八标组织机构图

互通立交桥梁工程由桥涵一队负责施工。高峰期时桥涵工程队桩基施工先后上场施工人员200人左右。

配备的管理人员情况见表1“管理人员配备情况表”。

根据定额测算工程机械台班情况，结合工程施工进度、总工期的要求，我单位拟配置数量合理、性能良好的施工机械，并有适量的富余。见“进场设备报验单”。

钻孔灌注桩施工所需的原材料供应厂家已确定，C25水下灌注桩混凝土的配合比和原材料的试验已进行并出试验报告。原材料的出厂质量保证书和试验报告详见“进场材料检验申请批复单”。

表1：管理人员配备情况表

完成测量导线点和水准点桩位交接工作，进行现场原地面复测后，对互通区所有桥的桩位进行了施工测量放样，详见“施工放样检验申请批复单”。

本着节约用地，节省投资，因地制宜，便于施工，永临结合，尽量利用既有设施等原则，进场后立即组织临时工程修建，确保早进场，早准备，早开工。

本工程临近华山镇洼后村，既有乡村道路较多，施工时对原有道路进行适当的修建即可做为进场施工便道。通向各桥道路可利用新建部分6米宽临时便道。

临时房屋设置位置及数量的原则是：租建结合、就近设营、少占耕地、方便施工、方便内外联络、便于管理、节约够用。桥梁一队在互通区西北角建一大型营区（含砼拌合站），生活办公用房及工地试验室采用活动板房，屋内外地面采用水泥地面硬化，驻地周围设围栏。

施工用水采用现场自建四口水井抽水，各使用工点自建蓄水池蓄水。拌合站内自建两口水井，一口供拌合站施工用，一口供生活用。

在拌合站内安装一台630KVA变压器，在互通区大小里程各安装一台630KVA变压器，就近从高压线引入并改善及加铺电路解决。并配备200KVA的发电机作为临时备用电源。

四、施工技术方案及工艺操作要点

本互通各桥基础主要采用钻孔桩基础。施工时，地质钻孔资料若与实际地质情况不符，报监理工程师经审批后按实际地质资料修正桩长。

钻孔灌注桩的护筒应放点后埋设，并测护筒标高作为控制孔深依据，采用6mm钢板卷制，护筒直径比桩径大30cm。护筒长最少为3.0m，标高应在原地面以下不少于2m，且护筒周围应用黏质土回填并分层夯实。

2.1此钻孔灌注桩施工采用冲击钻，钻机就位前，对钻孔的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查、维修和试运转，尤其注意复核钢丝绳的直径、长度和磨损情况。

2.2在埋设护筒前，利用已布设并上报监理批准的控制网，用全站仪精确测放桩位，同时每个桩基布设四根控制桩，并做好护桩。

2.3钻机底座基础要平稳，不产生位移和沉陷，回填区和夹石土区用双层枕木，挖方区用单层枕木支垫在钻机底座栋梁上，钻进时随时校正、调整。

2.4钻孔（见图2：钻孔灌注桩施工工艺流程图）

3、冲击钻孔的施工方法

泥浆起护壁和悬渣作用，选用优质粘土制成泥浆。

3.1.1考虑到泥浆池、泥浆槽、沉淀池和孔径扩大、孔壁和泥浆槽的渗漏以及多次循环使用后，其性能指标变坏须换掉。

3.1.2开钻时先加水冲孔，冲进深0.5m后加水和粘土自行造浆。同时在泥浆池中搅拌造浆，泥浆槽每隔5m设10cm高木档板，以沉淀钻渣，并及时捞出。

泥浆池设在路基与桥梁支架用地范围以外，路基左侧，同时供应2～4台钻机使用，同时每台钻机设沉淀池1个。

泥浆性能指标：相对密度：1.2～1.4；粘度22～30PaS；含砂率≤4％。

桩机就位后，重点检查钻头中心与设计桩位偏差，用线坠检查护筒与桩中心是否在同一位置，其偏差不得大于5cm。

开孔时，护筒内加水和粘土块，利用冲锤小冲程自行造浆。待冲进深度在4m以上时，再加大冲程正常钻进。同时，要在自行造浆后，开动泥浆泵循环泥浆。

若遇松散的夹石土层，开孔时，按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于1.5cm），用冲锤的小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时回填反复冲击2～3次。同时控制泥浆比重在1.4～1.5。

3.3.1冲程根据不同土层情况分别确定：在通过较硬的岩层时采用高冲程，在通过夹石土层中采用小冲程；一般土层采用中冲程。

3.3.2泥浆稠度在通过砂夹石、夹石土层中，适当加大至1.6左右，在通过岩层时控制比重1.4左右。

3.3.3要注意均匀松放钢丝绳长度。一般松软土层每次可放松5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可放松3cm～5cm。应注意防止松绳过少形成“打空锤”，使钻机及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。

3.3.4在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆（梅花孔）。

3.3.5为正确控制冲程，在钢丝绳上做明显标志。

3.3.6钻孔作业分两班连续进行，每次或每进尺2m从出浆口捞取渣样，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录中并与地质剖面图核对。

3.3.7在钻孔排清或因故停钻时，要保持孔内有一定的水头高度和相对密度，并将钻头提出孔外。

采用换浆法排渣，施工时排浆槽中沉淀要及时清理，泥浆池中的沉淀用挖掘机挖除。

钻至设计标高后，采用检孔器检孔，钢尺验收孔深。量测孔深前复测护筒标高后查看是否存在沉降，检测合格后，方可清孔。检孔器采用Φ25钢筋制作，直径为钢筋笼直径大100mm。检孔器不能沉到孔底或钢丝绳（拉紧时）的位置偏移桩中心时，即可能发生斜孔，缩孔等情况，应查明原因修孔合格后再检孔。

清孔采用换浆法。若砂率大（夹石土中含砂量大）用泥浆分离器降低砂率至合格后再清孔。一次清孔泥浆比重应控制在1.0～1.15左右，比重太小易发生坍孔现象，比重达大易粘结在钢筋表面，影响桩基成桩质量。清孔后沉渣厚度应符合设计要求。

4、常见钻孔事故预防及处理

坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，进尺显著减少。

①泥浆相对密度不够或其他指标不符合要求，在夹石土层中未能形成坚实泥皮。

②孔内出现承压水，使孔壁渗浆或形成反穿孔。

③清孔时高压水直接冲刷孔壁，清孔时间太久或停顿时间过长。

④吊入钢筋笼时碰撞孔壁。

4.1.2预防和处理：

①夹石土层泥浆相对密度控制在1.5左右，投入粘土、小片石低冲程锤击，使粘土膏、片石挤入孔壁起护壁作用。

②岩层裂隙中的承压水，按1方法处理，使裂隙减少和阻塞。

③施工平台排水系统要通畅；随时校正钻机，使冲锤中心和孔口中心一致。

④高压水清孔时，管子末端用钢管连接，使其正对孔底，同时注意控制清孔时间。

⑤吊入钢筋骨架时专人指挥，对准孔中心竖直放入。

⑥发生孔内坍塌，判明位置回填土和粘土混合物至坍孔处以上1～2m，坍孔严重全部回填，待回填物沉淀密实后再钻进。

②扩孔较大，钻头偏向一方。

③钻机底座不平或产生不均匀沉陷位移。

4.2.2预防和处理：

①安装钻机时底座要水平，钻锤中心、起重滑轮外缘和桩基中心三者必须在同一条竖直线上，并经常检查校正。

②岩面倾斜处钻进时，控制进尺，小冲程钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。

③用检孔器查明偏斜位置和偏斜的情况，较清微偏斜可吊住钻头反复修孔，使孔正直。偏斜严重回填与偏斜处岩层基本相同硬度的片石，再钻进，然后回填到该位置以上1m左右，重新冲钻。

①锤顶转向装置失灵，使钻锤不转动，总在一个方向上下冲击。

②泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，转动困难。

③操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锤刚提起又落下，锤转动时间不充分或转动很小。

4.3.2预防和处理：

①经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

②选用适当粘度和相对密度的泥浆，并及时清渣。

③用低冲程时，每冲击1m改换高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。

④出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲钻。

①钻孔为梅花形，被狭窄部位卡住。

②伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锤脚或锤顶。

③孔口掉下石块或其他物件，卡住冲锤。

处理卡锤必须先弄清原因，针对原因进行处理。宜待钻锤有松动后方可用力上提，不可盲动以免造成越卡越紧。

①当为梅花孔时，若上下有活动余地，可使锤头上下活动并转动至孔径较大处提起钻锤。

②卡锤不能强提以防坍孔、埋钻和卡死。宜用由下向上轻轻顶撞的方法，轻打卡点的石头，有时使钻锤上下活动，也可使脱离卡点或使挤入的石头落下。

③用打捞钩将冲锤勾住，左右摆动试提。

①地质断裂带或岩石节理裂隙发育，可能损失泥浆较多

①遇地质断裂带的，视情况采用加大泥浆粘度和相对密度，回填粘土和砂砾土。

②遇有小溶洞的Q／GDW 11756-2017 高压直流滤波器设计导则.pdf，回填与岩层相同或相近的片石等再冲孔，同时注意使用小冲程，加大泥浆性能指标。

5、由于采用钻孔的施工方法，钻孔施工时要注意控制放绳不得过松，防止碰撞钢护筒而导致桩基偏位。

钢筋骨架在施工现场制作，25t汽车吊吊入孔内。每节段长度不超过20m，做好标识。钢筋笼制作存放时下垫方木找平，按加劲筋成型法制作。焊接采用闪光对焊。为保证钢筋骨架刚度吊放过程中不发生变形，每隔2m设一道加强箍及十字筋焊在加强箍上。

钢筋骨架上部与桩基口的型钢配重焊接，防止浮笼。砼灌注完毕开始初凝前，马上割断固定系统。

声测管采用镀锌管，下口用铁板焊死，延四周均匀布置，接口采用加套管连接，切口不得有毛刺。钢筋笼安装完成后自钢管口注满清水，并用钢板封死管口。声测管高出桩顶设计面0.4m。灌清水时若发现清水下降，要判明原因，采取措施。必要时提笼补焊。

钢筋笼安装完毕进行二次清孔，泥浆比重及砂率、孔底沉淀厚度均应符合设计和施工规范要求。

一次清孔和二次清孔时，高压射水数分钟，使沉淀物飘浮，尤其是钢筋笼导管安装完后，沉淀厚度可能会增大，在灌注砼前采用该方法，可有效保证桩底沉淀厚度符合要求。

灌注前进行相关技术指标检测，孔位偏差小于等于5cm,孔径不小于设计桩径，倾斜度小于1%,孔深不小于设计规定，清空后的泥浆相对密度应在1.03—1.10；黏度在17—20Pa.s;含砂率小于2%；胶体率大于98%GB／T 37011-2018标准下载，满足要求后方能进行混凝土灌注。灌注水下砼采用导管法，导管直径为260mm，壁厚10mm，分节长度1～2m，最下一节长度4.5～5m。导管使用前试拼进行水密（按照最长桩长计算水压）、承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，亦不应小于导管避和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的1.5倍。

式中：p—导管可能受到的最大内压力（kPa）；