桩基施工方案(定稿)

温州域铁路S1线一期工程SG15标
桩基施工组织设计方案
编制：
审核：
批准：
中国中铁七局集团
温州域铁路S1线一期工程土建施工SG15标项目经理部
2015年1月20日
桩基施工专项方案
一、编制依据：
1、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003
2、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
3、《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10753-2010
4、《铁路工程桩基检测技术规程》TB10218-2008
5、《起重机械安全规程》（GB 6067-85）
6、《温州市域铁路S1线SG15标灵昆特大桥施工图纸》-温州市域S1线施（桥）-06-Ⅱ-JC-1
7、《铁路砼耐久性的设计规范》TB10005-2010
8、《铁路工程结构砼强度检测规程》TB10426-2004
二、工程概况
1、工程概况
温州市域铁路S1线一期工程土建施工SG15标位于灵昆特大桥范围，SG15标起讫里程为：DK44+598.27～DK46+288.27，80号墩（不含）～127号墩，全长1690m。

主要工程内容：
（1）高架区间80号墩（不含）～127号墩。

高架区间：基础采用桩基础及扩大基础；墩台采用矩形空心桥台、矩形实体墩、圆端形实体墩；上部结构采用30m、35m简支箱梁；连续梁、刚构及刚构连续梁。

（2）高架车站（灵昆站）一座，灵昆站位于104#～107#墩。

灵昆站为S1线近期车站，位于瓯江口灵昆镇，南接机场站，东邻半岛一站。

车站目前周边以农田和村庄为主。

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本站为高架二层双岛式站台型式，地面一层为站厅层、夹层设备层，高架二层为岛式站台层，站台层有钢结构站台雨棚。

车站主体长136.2m，宽28.9m，站台层标高11.40m。

车站建筑结构采用三层钢筋混凝土框架结构+钢结构雨棚的型式。

基础采用钻孔灌注桩基础。

2、气象: 工程区域属亚热带季风气候区，兼受海洋对气候调节作用，建筑气候区划属ⅢA区，具有季风显著，四季分明，温暖湿润，冬无严寒，夏无酷暑，光照充足，雨量充沛，台风灾害频繁的气候特点。

多年平均气温17.9℃，极端最高气温达39.3℃，极端最低气温-4.5℃；本区域冰冻日数少、高温日数少，对工程施工和安全运行都很有利。

多年平均降雨量1694.6mm，日最大降雨量256.61mm，年降雨量分布不均，降雨集中于4～6月的梅雨期和7～9月的台风期；工程区域初夏有浙南雨季，7～9月又多台风侵扰，暴雨较为频繁，是省内暴雨最多的区域之一。

年平均蒸发量1310.5mm，7～9月蒸发强烈；每年3～4月份多大雾；空气湿润，年平均相对湿度81%；极端最小相对湿度为10%左右。

在降水较少的冬季，相对湿度较小；在降水高峰期的5～8月相对较大，尤其是梅雨期的6月最大，相对湿度为88%～91%。

3、工程地质
温州地属河口海湾地带，东临温州湾、北接乐清湾，西望浙南群山边缘带，南连瑞平平原。

本段第四系全新统至中更新统地层岩性主要为：人工填土、淤泥、粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、细砂、中砂、粗砂、圆砾土、卵石土、凝灰岩。

4 、水文地质
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沿线经过区域主要水系为温瑞塘温瑞塘河水系、永强塘河水系及灵昆水系。

区内水道纵横交错，河流密布，河网交错，局部在谷地分布一些山区河流和小的溪沟，还分布一些人工水塘、小水库等。

5、主要技术标准
铁路等级：Ⅰ级。

正线数目：双线。

速度目标值：120km/h（局部限速）。

正线线间距：4.0m。

牵引种类：电力。

车辆选型：市域动车组。

6、桩基主要的工程数量
三、工期安排
3.1、桩基施工总体计划安排：桩基工程施工具体分四部分进行安排：
①沙塘村81#~97#墩（里程：DK44+633.270~ DK45+243.270）桩基共计279根，2015年3月1日~2015年6月15日完成；
资源配置：计划进场两台旋挖钻机，每天平均完成3根桩，计划2015年6月15日完成。

②王相村113#~124#墩（耕地范围）（里程：DK45+798.270~ DK46+183.270）桩基共计292根，2015年5月1日~2015年8月31日完成；
资源配置：5月1日进场一台钻机，6月20日将沙塘村81#~97#墩一台钻机移至本施工段，计划8月31日完成该段施工。

③王相村98#~112#墩包括灵昆车站（里程：DK45+273.270~ DK45+763.270）桩基共计402根，2015年6月20日~2016年1月31日完成；
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资源配置：6月20日将沙塘村81#~97#墩一台钻机移至本施工段，9月1日将王相村113#~124#墩一台钻机移至本施工段，计划2016年1月31日完成。

④叶先村125#~127#墩（里程：DK46+218.270~ DK46+288.270）桩基共计72根，2015年9月1日~2015年11月30日完成；
资源配置：9月1日将王相村113#~124#墩一台钻机移至本施工段，每天平均完成
1.5根桩基，计划2015年11月30日完成；
四、施工机械及工艺装备
1、施工机械及工艺装备主要有：旋挖钻机、起重机、装载机、运渣车或船、电焊机、泥浆搅拌机、泥浆泵、泥浆检测仪器、测量仪器（如全站仪、水准仪）等。

2、作业组织
本工艺根据工种按照一台旋挖钻机作业进行人员配置，若多台旋挖钻机作业时，除旋挖钻机机手需另配置外，其他工种人员可以共用，其人员相应进行调整。

具体工作及人员配置见表：挖钻机作业人员配置表。

回旋钻机作业人员配置表（单孔）
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3、生产效率
由于大直径和小直径钻孔速度有较大差异，同时相同地质情况水上钻孔速度较岸上低。

当钻孔为水上大直径时取小值，岸上小直径时可取大值。

其参考值见表 2.7.8-1 钻孔桩钻孔速度参考值。

2.7.8-1 钻孔桩钻孔速度参考值
五、施工方案
5.1 旋挖钻孔施工
5.1.1工艺概述
本工艺适用于土层、砂卵石、风化岩及岩层等地质条件旋挖桩孔施工，最多钻孔深度100m以上，最大钻孔直径大于2.8米，可在海拔2000米以上，环境温度-20~+40度的条件下施工。

使用球齿钻头可以进行单轴抗压强度超过100MPA的坚硬岩石施工。

5.1.2作业内容
本工艺的主要作业内容为：场地平整或钻孔平台搭设、设备安装、泥浆调制、钻进施工、泥浆循环处理及清孔、钢筋笼加工及安装、混凝土灌注等。

5.1.3工艺流程图：
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理部 桩基施工专项方案
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图5.1.3旋挖钻机成孔工艺流程图
5.1.4工艺步骤及质量控制
一、施工准备
1.施工放样：首先对桩基位置进行放样，了解桩基位置后，可合理摆放场地。

2.场地
（1）陆上钻孔
①根据现场地形情况及放样桩基位置进行合理布置施工场地，修筑施工便道，接通水、电，设置泥浆池，钻渣临时存储池，布置好钻渣弃土场，确保场地平整、坚实。

②临时便道应与钻孔位置保持不小于5m的距离，以免影响孔壁稳定。

（2）水上钻孔
①本合同段内83#~85#墩桩基位置在池塘中，先采用钢板围堰将池塘中需要施工桩基的部分进行围挡，然后抽水，采用回填海砂的方式把水中桩变为陆上桩进行施工。

3、技术
①熟悉和分析施工现场的地质、水文资料，编制钻孔灌注桩单项施工组织设计，针对不同的地质情况，对钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具、检测等施工机械与设备进行选择与优化。

②逐级向施工人员进行技术、操作、安全、环保交底，确保施工过程的工程质量、环境保护和人身安全。

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③熟悉现场施工环境，摸清邻近区域的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑、精密仪器车间等的分部情况。

④开工前，对设计单位移交的导线点、永久水准点进行复测，按施工现场的实际情况加密导线点、水准点，并与相邻标段联测，根据坐标控制点和水准控制点进行桩位和高程放样。

⑤混凝土配合比设计与试验：按混凝土设计强度和耐久性要求，做水下混凝土配合比的试验室配合比、施工配合比，满足相应标准钻孔桩灌注混凝土的要求。

4、钻机
①钻机设备：XR280型旋挖钻机、相应地质的钻头钻杆、钢护筒等。

②配套设备：EX300-3型挖掘机、装载机、吊车、泥浆泵、钻渣运输车等。

③安全设备：防水照明灯、安全帽、救生衣等。

④混凝土灌注设备：混凝土拌和站、供电设备、混凝土运输车、导管、下料斗等。

⑤钢筋加工、安装设备：钢筋笼成套加工设备、电焊机、吊车等。

5、材料
桩基原材料：水泥、石子、砂、钢筋等由试验人员按规定进行检验，确保其原材料质量符合相应标准。

钻孔原材料：膨润土或粘土、纯碱（Na2CO3）、甲基纤维素钠盐（CMC）、渗水防止剂等造浆材料。

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泥浆制备：泥浆技术指标主要指标为密度、粘度、PH值、含沙量等，根据工程钻进需要，随时调整泥浆相对密度，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀导致塌孔等，详细见下表：
表5.3.5-1旱地泥浆技术指标
表5.3.5-2水上泥浆技术指标
6、作业条件
①陆地开钻前清除坡面危石、浮土，铲除松软土层并夯实；根据钻孔的大小挖好相应体积的泥浆池，准备装载机及时清理砖渣，出渣道路畅通，孔口四周排水系统完善，做好孔口的围护，临时电力线路、安全设施准备就绪，挂牌示出钻孔的桩号。

②陆地设置排水沟、集水坑，及时将桩孔范围的积水排走，确保场内无积水，必要时应降低地下水位。

③水上平台作业前检查平台各结构是否按设计要求完成，并对其进行验收签证，检查护筒中心位置，垂直度、入土深度等是否符合设计要求。

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理部 桩基施工专项方案 二、平台搭设
本标段内全部为陆上或浅滩钻孔，可直接在地面或岛面进行钻孔。

三、钢护筒埋设
钢护筒的内径应大于钻头直径，一般比桩径大 100～300mm ，具体尺寸
按施工组织设计要求选用。

护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒
内除土等方法沉入。

四、钻机安装及就位
①旋挖钻机安装必须稳定、牢固。

钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角
度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度
参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。

钻机就
位后，测放护筒顶、钻机平台标高，用于钻孔时孔深测量参考。

②钻机对中位置以钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于 2cm ；
钻杆倾斜率小于 1%。

五、钻进成孔
（1）钻头的类型及应用
①类型。

钻头类型常用的分为两大类：A 、回转钻头:a 单底土斗 b 双底
捞砂斗。

B 、嵌岩钻头:a 短螺旋钻头 b 嵌岩筒钻 c 牙轮钻头
②应用。

在一般地层情况下可选用摩擦钻杆和回转钻头。

在岩层施工时可
配用短螺旋钻头、回转斗，嵌岩钻头等各种规格的钻头。

回转钻头，适用于粘
性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。

嵌岩螺旋钻头，适用于
碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。

岩心回转斗，适用于风化岩层及有裂纹的岩石。

(2)、钻进成孔及注意事项
①钻机就位后，必须对钻机的钻杆进行竖直度检测和调整，调整好后应将钻杆的调整系统锁住，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。

钻进时应先慢后快，确认地下是否有空洞等不利地层，并做好泥浆护壁工作，泥浆相对密度控制在1.05～1.10 之间，含砂率不大于2%。

钻进过程中保持孔内有规定的水头和要求的泥浆指标，以防坍孔。

因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。

②在开始钻进或穿过软硬层交界处时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

在钻孔过程中，应根据具体情况对钻杆进行竖直度检测，防止钻杆因不可控制因素而变动，影响成孔质量。

施工过程中对钻头磨损超标的应及时更换。

③钻进过程中配备专人清理钻头四周夹带的泥块，确保钻头下入孔底有泥浆通道使下钻顺利。

由于钻孔速度快，为确保孔壁稳定不出现坍塌，由专人对地质情况进行复查并经常进行泥浆指标的测定，及时调整泥浆性能。

④成孔中，按试施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。

钻进时及
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理部 桩基施工专项方案 时填写钻孔施工记录，交接班时应交代钻进情况及下一班的注意事项。

记录必
须认真、及时、准确、清晰。

⑤在钻进过程中，必须控制好钻杆的提升速度和下降速度。

钻斗升降速度
保持在 0.75～0.80m/s 。

当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。

(3)、成孔标准
成孔后经清孔应达到，孔内排出或抽出的泥浆手摸无 2～3mm 颗粒，并
满足表 2.7.5-3 钻孔成孔质量验收标准。

严禁采用加深钻孔深度方法代替清
孔。

六、成孔检查
钻孔完成后应用探孔器检测孔径，用测壁（斜）仪或钻杆垂线法检查倾斜
度，用长度符合规定的探孔器上下两次检查孔是否合格，合格后方可清孔。

七、清孔
旋挖钻机成孔由于渣土由钻斗直接从底部取出，一般情况下均能保证孔底
泥浆沉淀厚度小于规定值。

若是泥浆相对密度过大，则可能出现泥浆沉淀过厚，此时应用钻机再抓一斗，且用钻斗上下搅动，同时抽换孔内浆液，保证泥浆含
砂率小于 2 ％。

若是下钢筋笼后出现孔底沉淀厚度超标，则可以采用混凝土
导管附着水管搅动孔底，同时注水换浆，以达到清孔的目的。

清孔完毕后，首先值班技术人员和质检工程师进行首检，然后通知主管工
程师检孔，最后通知组织监理共同对成孔进行验收检查。

八、旋挖钻机施工常见问题处理方法
（1）卡埋钻的处理方法
卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故，因此，施工过程中应采取积极主动的措施加以预防。

当钻机施工时出现卡埋钻现象时，采取切实可行的措施及时进行处理施工事故。

处理卡埋钻的方法如下：
①直接起吊法：采用吊车直接向上起吊即可。

②钻斗周围疏通法：即用水下切割或反循环等方法，清理钻筒周围沉渣，然后起吊即可。

（2）埋钻、坍孔、斜孔、扩孔、缩孔的处理方法
1.埋钻处理方法
发生掉钻事故后，要及时了解掉钻深度、钻头型式、地层情况、水位高低等情况，制定相应的处理方案，具体处理分为以下几种方法：钻头上焊有打捞环的，可以下打捞钩将钻头捞出；如果是钢丝绳拉断引起的，钻杆处还有残留钢丝绳，则重新连接钢丝绳，若没有残留钢丝绳，则用两台吊机结合副卷扬交叉拔起钻杆和钻头；若钻头掉入孔中较深的位置且与孔壁卡紧，先采取措施扩孔，再下长护筒护壁进行打捞。

2.坍孔的处理方法
钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继续钻进，根据现场情况也可在泥浆中加入大量干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.15~1.4之间），改善其孔壁结构，钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入泥浆后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.3~0.5m/s。

坍孔严重时，应回填重新钻孔。

钻孔过程中若发现有塌孔现象时，
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理部 桩基施工专项方案 应立即提取钻头，停止泥浆循环，拆除钻具，向孔内抛填粘土至塌孔部位以上
2~3m ，静置3~5天后安装钻机重新钻孔。

3.斜孔、扩孔、缩孔预防及处理措施
①安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒
中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②采用减压钻机施工，钻压小于钻具重量的80%（扣除水浮力），以中低
速钻进，保证钻孔垂直度。

③钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度，尤其在变土层位置、护
筒口位置更要采用低速钻进。

④选用优质泥浆护壁，加强泥浆指标的控制，随时注意孔内泥浆液面的变
化情况，孔内泥浆应始终高于孔外1.5m ~2m,需要时补充新制泥浆，保持孔壁
的稳定。

⑤若出现斜孔，应扫孔至倾斜位置，慢速来回转动钻具，钻头下放时要严
格控制钻头的下放速度，借钻头的重量来纠正孔斜。

⑥扩孔一般表现为局部的孔径过大，在土质松散地层处或钻头摆动过大，
易出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则坍孔，若只是孔内
局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度则不必处理，若因扩孔后继续坍塌影
响钻进，应按坍孔事故处理。

⑦缩孔一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或提钻异常困难，缩
孔原因主要是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小，为防止缩孔，要使用失水率小的优质泥浆护壁并需高转速少进尺，并复钻二、
三次，或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直到使缩孔部位达到设计孔径要求为止。

5.2、钢筋笼制作施工方法：
1、钢筋进场与存放
①按照设计要求规格和质量组织钢筋进场。

②钢筋进场前，在钢筋存放区砌筑30cm高的钢筋存放台或在存放钢筋时下垫方木，保证钢筋离地面距离不小于30cm。

③钢筋存放必须按规格型号进行分类堆放。

2、钢筋下料及制作
①主钢筋接长采用双面搭接焊，钢筋焊接前，搭接长度部分提前进行预弯，保证焊接后钢筋轴线在同一直线上，焊缝必须饱满，焊后必须将药皮清除干净，不得有焊瘤、焊渣。

②本工程钢筋笼钢筋均为Ⅰ级钢筋，要求采用506或502焊条进行焊接。

③内支撑加强箍筋及外绕螺旋筋加工时，由于外绕螺旋筋为Φ10螺纹钢，必须提前用Φ28钢筋加工圆形转盘和绞盘，具体祥见下图。

内支撑加强箍筋和外绕螺旋筋提前利用圆形转盘和绞盘在弯曲机上加工成型。

钢筋圆环外侧半径。

钢筋加工圆形法兰盘
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理部 桩基施工专项方案 ④主筋外绕螺旋筋在加工前，先用卷扬机进行冷拉，然后用绞盘缠绕成盘，以备在
成笼时缠绕在主筋外侧。

3、钢筋笼制作成型
钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质
量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查。

①钢筋笼按设计长度分节进行加工。

②钢筋笼成型采用箍筋成型法，钢筋笼的保护层厚度需满足设计要求。

钢筋笼保护
层按照设计图纸采用加焊钢筋定位耳环的方法进行控制。

沿钢筋笼纵向每2米设一道垫
块保护层。

③钢筋笼外绕螺旋筋，将已经过冷拉缠绕的螺旋筋等间距布置在主筋外侧后，用扎
丝绑扎或点焊在主筋上，点焊时要注意控制，不得出现烧伤主筋的现象。

④钢筋笼加工后，内部加强钢箍要加钢筋十字横撑或三角撑，避免钢筋在堆置或起
吊时变形或散架。

每节钢筋笼必须编号，并悬挂标牌予以标识，避免出现钢筋笼与桩长
不符的现象。

⑤钢筋笼垂直度的控制必须抓好以下几个环节：
A 、保证吊车下部支撑的稳定。

吊车作为钢筋笼起吊的主要设备，保持吊车姿态的稳
定对钢筋笼的连接至关重要。

为确保成孔及下放钢筋笼时因吊车支腿下陷，造成吊
车倾斜而影响成孔及钢筋笼的垂直度，安放吊车时必须进行夯实处理。

B 、钢筋笼吊装过程中垂直度的监测和检查
地面监测。

在地面上选择两个互相垂直的方向采用线锤监测地面以上部分钢筋
笼的垂直度，发现偏差随时纠正。

⑥焊接及加工钢筋笼偏差按规范要求执行。

钢筋笼加工及制作允许偏差如下：
同一截面的钢筋接头率不大于50%，钢筋焊接双面搭接焊搭接长度≥5d（d为钢筋直径），单面搭接焊搭接长度≥10d；
受力主筋间距允许误差±10mm；
箍筋、螺旋筋间距允许误差±10mm；
钢筋笼长度±10mm，钢筋笼直径允许误差±5mm；
保护层厚度±5mm。

⑦钢筋笼运输、吊装不得出现变形，钢筋笼运输必须用平板手推车，严禁拖拉。

钢筋笼吊装时，要对准孔位中心缓缓下落，下落到位后，要用四根吊带钢筋固定牢固后，方可摘除吊钩。

钢筋笼在起吊、运输及安装中采取措施防止变形，起吊吊点设在加强箍筋部位。

整个钢筋笼下放全过程都必须有技术人员检查认可，对焊接接头检查通过后才准许下放。

⑧钢筋笼顶面标高要严格控制，计算必须经复核无误方可加工吊环。

吊环设置不得少于4根，且焊接质量良好，防止掉笼。

⑨钢筋笼就位时，钢筋笼中心应与孔位中心重合，不得偏斜。

就位后应设置防止钢筋笼上浮措施，可与钻机平台焊连或放在钻机底座下部与底座间用方木木楔等楔死。

5.3、钢筋笼吊装施工
钢筋笼的起吊是钻孔桩施工过程中很
重要的一个环节，故在起吊中，所有参与起。