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地铁工程土建钻孔桩施工组织设计

双林路站为地下二层双柱框架结构，起点里程为YDK34+600.900，终点里程为YDK34+769.700，总长168.8m。双林站采用明挖法施工，车站两端区间均采用盾构法施工。

沙河站为地下二层单柱岛式站台车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站总长292.5m。沙河站车站主体结构标准断面采用双层单柱双跨，局部双柱三跨箱形框架结构，采用明挖法施工。

根据钻探揭露长输管道安装施工方案，本标段车站按岩土层层序，从上至下分述如下：

（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）。

（2）第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）:主要有粘土层、粉质粘土层、粉土层、细砂层、中砂层和卵石土层。

（3）白垩系上统灌口组（K2g）

本次勘察未揭穿，与上覆第四系地层呈不整合接触。

（1）地下水主要有两种类型：一是卵石层中的孔隙潜水，二是基岩裂隙水。

第四系孔隙水主要赋存于第四系上更新统（Q3）的卵石土中，具微承压性，卵石土层结构比较松散，含水丰富。结合成都地区的降水经验，本车站卵石土综合含水层取渗透系数k=20.00m/d，为强透水层。本车站基本位于卵石土层中，受地下水影响较大。

车站区内基岩为白垩系灌口组紫红色泥岩，地下水赋存于基岩风化带裂隙中，含水层透水性及富水性差，水量贫乏。白垩系灌口组紫红色泥岩属于弱透水层，可视为相对隔水底板，且埋藏于结构底板以下，对地铁车站施工影响较小。

（2）、地下水的补给、径流、排泄及动态特征

①、地下水的补给、径流、排泄

成都市充沛的降雨量，构成了地下水的主要补给源，同时，雨洪期河水及附近沟渠也为其补给源。

场地内地下水具有埋藏浅，季节性变化明显，受降水影响大，水位西北高东南低。

本标段车站位于含水量丰富、补给充足的强透水的砂卵石土中，其埋深位于地下水位以下，地下水水压力对工程施工及支护结构有很大影响。考虑到本段砂卵石土均为强透水层，地下水连通性好，水压力按γ·H计算，本车站结构的地下水水压力为0kPa～200kPa。

④、土层的透水性和富水性

本车站地层在垂直剖面上，自上而下其透水性和富水性如下：

1）人工填土层（<1>）：车站内分布于地表，渗透系数差异较大。

（4）工程地质条件评价

场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，在Ⅶ度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。

总体上场地地基土均匀性较差，自稳性较差，场地稳定，地下水对工程建设有一定影响，但采用相应的工程处理措施后，能够防治克服其影响。

5.1劳动力及机械设备配置

5.1.1机械设备配置

本标段车站钻孔桩桩基直径为1.2m，根据本车站地质条件特点，安排桩基由旋挖钻机施工，旋挖钻机施工进度指标见表5.3:施工进度指标表

表5.3:施工进度指标表

一台旋挖钻的综合成桩能力为2根/1天。

根据工程量，本标段车站桩根数为307根，计划施工周期为77天，平均每天施工近4根。车站主体围护桩计划施工如下：

1）交通疏解、管线迁改、施工准备：2012年2月23日～2012年3月23日完成，共30个日历天。

2）主体围护桩施工：2012年3月23日～2012年8月22日完成，共150个日历天。

1）管线迁改、施工准备：2012年2月20日～2012年3月10日完成，共20个日历天。

2）主体围护桩施工：2012年2月20日～2012年5月17日完成，共88个日历天。

1）管线迁改、施工准备：2012年2月20日～2012年3月1日完成，共11个日历天。

2）主体围护桩施工：2012年3月2日～2012年5月17日完成，共77个日历天。

5.2.1施工测量放样

（1）按施工图纸计算桩位坐标，为防止围护桩侵入主体结构，施工放样时，桩位考虑外放10cm。桩位准确放线，放出桩位中心线，点位误差不大于10mm，桩位经监理复核无误后才能开钻。

（2）钻孔前，要把桩中心位置向桩的四边引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定。

5.2.2钻孔准备及护筒埋设

（1）钻孔前场地平整、道路通畅，并做好地面排水系统。为保证机械的稳定、安全作业，在场地铺设能保证钻机安全行走和操作的钢板。

（2）每根桩均埋设钢护筒，护筒内径宜比桩径大200～400mm。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1％，本工程采用实测定位。

（3）护筒采用挖埋法，护筒底部和四周所填粘质土分层夯实。

（4）护筒高度宜高出地面0.3m。护筒埋置深度一般情况为1～2m，黏性土中埋深不小于1m，在砂土中埋深不小于1.5m，特殊情况加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。护筒采用壁厚10mm钢板制作，在护筒顶部四周开设2～3个溢浆孔

（5）护筒连接处要求筒内无突出物，护筒耐拉、压、不漏水。

5.2.3泥浆配置与处理

泥浆配置选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合设计，泥浆指标符合表5.4：泥浆的性能指标表要求。在施工场地设造浆池，采用纯碱配合膨润土进行造浆，每台钻机的泥浆储备量不少于单桩体积。施工中配备泥浆净化设备，以净化灌注过程中回收的泥浆，确保后续成孔施工顺利进行。

表5.4：泥浆的性能指标表

500～700ml漏斗法

泥浆护壁要符合下列规定：

（1）施工期间护筒内的泥浆面高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面高出最高水位1.5m以上。

（2）在清孔过程中，不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土。

（3）在容易产生泥浆渗漏的土层中维持孔壁稳定。

（4）废弃的泥浆、渣应按成都市环境保护的有关规定处理。

(1)钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，则要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。

先施工1#、3#、5#、7#、9#桩，后施工2#、4#、6#、8#桩。

(3)钻机开钻前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，低于护筒顶面0.3m后再正式钻进。开始钻进时，采用低速钻进措施，待钻至护筒底下1m后，再以正常速度钻进。

(4)钻孔作业必须连续进行，不得中断。因故必须停止钻进，孔口必须加盖防护，并且必须把钻头提出孔口，以防塌孔埋钻。

(5)钻孔的钻进速度及泥浆稠度根据土层情况分别确定：一般若地下水位在设计桩低以下且地质条件很好，可采用干钻法，相对钻进速度可适当加大，一般15m/h（经验值）。若不能同时满足两个条件则采用湿钻，当通过砂、砂砾和含砂量较大的卵石层时，采用7～12r/min的低速钻进速度，并加大泥浆稠度，反复空钻使孔壁坚实。当通过含砂低液限黏土等黏土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用低速钻进，防止卡钻、埋钻。当采用湿钻时钻进速度不宜过大，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。因其他原因停机后再次开钻时，应由先低速钻进逐渐达到正常钻速，以免卡钻。

(6)在钻孔过程中，根据地质资料不同情况，选择合适的钻头、钻速和泥浆指标等参数，在土层变化处捞取碴样，以判别土层，并记录表中，与设计地质资料核对；若发现实际岩层与设计有较大出入时，及时通知监理、设计做出变更设计。

(7)在钻进过程中，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆比重和泥浆面高度，并定时检测、记录泥浆比重和钻孔深度，防止发生坍孔、缩孔，超钻等现象。当钻孔达到设计标高时，对孔深、孔径、沉渣厚度等进行检查，填写好隐蔽工程检查证，经现场监理工程师签认后，立即进行清孔，以免间隔时间长，造成坍孔或钻碴沉淀超标。

(8)钻进过程中应注意以下几点：

1)不管孔内有无地下水和表层土质情况,均需设置表层护筒,护筒至少需高出地面30cm。

2)为防止钻斗内的土掉落到孔内而使泥浆性质变坏或沉淀到孔底，钻斗底铁门在钻进过程中要始终保持关闭状态。

3)在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能遇到硬土、石块或硬物等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理后再钻，避免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。

4)必须控制钻斗的升降速度。因为若快速移动钻斗，那么水流将以较快的速度由钻斗外侧和孔壁之间的空隙中流过，导致冲刷孔壁；有时还会在上升钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌，所以应按孔径的大小及土质情况来调整升降钻斗的速度。

5)随深度增加，对钻斗的升降速度要慎重，但升降速度不要变化太大。

6)钻进过程中应随时清除孔口的积土和地面散土。并保证地表水不流入孔内，以免水侵地表使其强度降低发生意外。

7)钻孔作业应连续进行，填写的钻孔施工记录，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碴样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。

8)在钻孔排碴、提钻头、出土或因故停钻时，必须将钻头提出孔外。

9)在钻孔过程中，不断检查钻机垂直度。

10)成孔后，及时检查桩径、成孔垂直度和桩深，符合设计要求时立即下放钢管笼，防止塌孔。不满足设计要求时，应查明原因，及时调整，调整后才可施工下一根桩。

11)旋挖钻钻孔所出土方，及时清理，严禁在桩孔旁堆放。

12)旋挖钻开孔时，地面以下3米，采用人工开挖并埋设护筒，探明地下管线情况，无管线时才可施钻。

13）钻斗倒出的土距离大于6m,并及时清除废弃的浆、渣，同时不得污染环境。

14）成孔前和每次提出钻斗时，检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并清除钻斗得渣土。

(1)湿钻采用换浆法进行清孔，钻孔达到设计标高后，停止进尺，稍提钻斗离孔底10cm～20cm空转数转，然后将钻头提出，然后注入净化泥浆〔比重1.15～1.25，粘度17～20s，含砂率≤2%；胶体率≥98%〕置换孔内含碴的泥浆，清孔时，孔内水位需保持在地下水位以上1.5～2.0m。严禁采用增加深度的方法代替清孔。

(2)当从孔内取出泥浆(孔底、孔中、孔口)测试的平均值与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉碴厚度符合技术规范要求及设计要求，即停止清孔作业，放入经监理工程师检查合格后的钢筋笼。

(3)钻孔桩底沉淀物厚度，清孔后沉淤不得大于20cm。

(1)孔深及孔底沉渣检测：孔深及孔底沉渣采用标准测锤检测。测锤采用锥形锤，锤底直径13cm～15cm,高度20cm～22cm深圳大学科技楼室外工程施工组织设计，质量4kg～6kg。保证孔深度不小于设计、沉碴厚度在规范范围之内，如沉碴超标则用筒钻将沉渣取出，使其厚度在20cm之内。

(2)孔径、孔形测量：根据设计桩径制作检孔器入孔检测。笼式井径器用Φ20钢筋制作，外径与钻孔设计孔径相等，长度为孔径的4～6倍。检测时，将井径器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于设计的笼径；若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或倾斜现象，应采取措施给予消除。

(3)竖直度测量：采用圆球检测法测量。在孔口沿钻孔直径方向设一标尺，标尺中点与桩孔中心吻合，并使滑轮中心、标尺中点和钻孔中心在同一铅垂线上，量出滑轮到标尺中点的高差H，将球系于测绳上。将圆球放入孔底，待测绳静止不动后，读得测绳在标尺上的偏距e，再根据tga=e/H求得孔斜值，使竖直度偏差不大于1%。

(4)桩位检测：通过护桩恢复桩位中心，并配合用全站仪检测。桩位纵横向偏差控制在50mm以内。

5.3钢筋笼制作与安装

(1)由于本标段钢筋笼考虑整体制作整体吊装。在骨架外侧设置保护层厚度耳筋，其间距竖向为5米，横向四周设置6个，使主筋保护层厚度不得小于70mm，骨架顶端设置吊环GB／T 39404-2020 工业机器人控制单元的信息安全通用要求.pdf，在箍筋内设三角形内撑。

(2)钢筋在加工前应除锈、调直、擦洗油污。钢筋调直一律采用钢筋调直机，不得采用卷扬机拉伸盘条圆钢以免发生安全事故。钢筋下料前按图计算下料长度，并考虑到焊接接头的位置，保证成型钢筋满足焊接要求。每个断面接头数量不大于50％，相邻接头断面间距不小于1.5m。

加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号堆存。钢筋原材料应分型号堆码，架离地面60cm，上覆下垫，以防雨水锈蚀。