某体育馆托换桩基础工程监控方案

　 体育馆 托换桩基础 施 工 方 案 在建中的 xx 体育馆，因有部分¢500mm 钢筋混凝土管桩基础，影响下覆拟建的地铁施工，经设计变更：采用 42 根¢1500mm 钻孔桩托换这部分管桩。同时，对这部分对地铁盾构机通过和托换灌注桩施工有影响的管桩进行拔出处理，以确保地下及地上构筑物能顺利实施。根据新旧桩位设计图统计：影响盾构机通过的管桩有 86根、侵位影响托换灌注桩施工的管桩有 17 根。单根管桩长约为 29 米,均为三节角铁焊接相连，桩头埋深在地面以下 6 米左右。为确保弃桩处理施工的顺利进行，并尽可能地抢回因设计变更影响的上部建筑物施工工期，特编制本施工方案。

　一、

　弃桩处理工法 目前就弃桩的有效处理工法而言，可分为以下两种：

　1、 弃桩整体拔出 该工法是通过套管和高压水汽对桩体周围土体进行环状强力切割，解除桩体对周围土体的摩擦力后，用相应的吊装设备把弃桩整体或分段吊出。该方法处理弃桩彻底，不遗留弃桩物件，但施工成本费用较高。

　2、 冲击捣碎弃桩 该工法是通过用大于弃桩直径 1～2 倍的冲击锤或大扭力的回旋机械，对弃桩实施自上而下的反复冲击或旋转抓取出，达到破坏其弃桩完整性之目的。该方法处理弃桩时，由于受弃桩的强度和垂直度因素影响，为保证冲击孔的垂直度和完全捣碎弃桩，在冲击过程中，需多次重复向弃桩孔内回填块石及粘土。若弃桩的垂直度误差较大、或冲击过程中发生孔位偏斜时，不即时反复向孔内回填块石和粘土反复冲击纠偏，完全有可能造成部分弃桩被冲击挤压到原桩位周围土体中，使弃桩处理不

　彻底。即是完全捣碎了弃桩，但在弃桩孔周围土体中也会遗留大量块石和部分长短不一的残桩体。

　二 、 弃桩处理工法的选定 根据该工程基坑围护桩还没施工，弃桩头上覆土体开挖还要有待一段时间，弃桩分布密度较大及弃桩处理目的和需要抢工期等现状，可将弃桩处理区域分为盾构机通过区和托换灌注桩施工区。在随着基坑围护施工的同时,相继对托换灌注桩施工区弃桩进行陆续处理,待基坑围护施工结束,基坑土方开挖至 4~5 米深度后,再处理盾构机通过区弃桩。这样，既充分利用各工序间的平行交叉作业,至少可抢回 50 天工期,同时,又保证了弃桩处理的有效性。

　1、 托换灌注桩区域弃桩处理 该区域需要处理的弃桩约 17 根。本可针对设计托换钻孔桩位置，采用冲击钻成孔施工灌注桩的同时，顺带处理掉有影响的弃桩。但考虑到设计的灌注桩桩径为¢1500mm，桩径较大，孔深近 70 米，且地层含砂量较大，根据我们以往施工同类桩的经验看：采用冲击成孔施工，很容易发生埋锤、吸（卡）锤等事故，冲击成孔风险较大。故拟定在钻孔桩设计桩位上，先用人工挖孔施工方法，揭露出影响侵位的弃桩头，用套管拔桩法拔出管桩后不回填，再用回旋钻机施工灌注桩。这样施工因拔桩孔中心与灌注桩中心不重合，最后钻孔桩桩径在 30 米以上一定会扩大成多边体而不是设计的¢1500mm 圆柱体。同时，灌注混凝土时会出现较大超混凝土方量现象，但不影响桩设计质量。

　2、盾构机通过区域弃桩处理 从管桩施工图上看出：该区需要拔出的弃桩约 90 根，弃桩为 4 至 6 根不等组成一个承台，桩间距相对较小，加之，该区域清除弃桩的目的是要保证盾构机顺利通过，故该区域弃桩处理只能等基坑围护结构完成，并开挖完桩头上覆 4~5 米深的土方后，再分片区和分承台用机械相继揭露出各承台弃桩头，采用套管拔桩法将弃桩

　整体拔出。拔完弃桩的区域，只要有作业面就开始基坑地板加固。为了加快拔桩进度，拔桩孔用原状土回填。因为该区还要作底板土体加固施工，这样既可提高拔桩施工进度，又不影响拔桩回填质量。

　二、

　施工组织设计 （一）、人工挖孔 人工挖孔孔径的确定:根据钻孔桩桩径¢1500mm和管桩桩径¢500mm以及拔桩器具与管桩的最小间隙,最终确定挖孔成孔内径为¢2200mm. 1 、桩位测放：

　1.1、根据甲方提供的坐标测放桩位，由施工人员沿灌注桩桩位中心引出护桩并标识。

　1.2、项目技术负责验收合格后，再请建设方工地代表或监理验收；验收合格后，经双方负责人在桩位开工单上签字认可，并形成资料性文件，方可进行下道工序的施工。

　2 、砌筑井圈 2.1、用Mu10砖和M7.5砂浆以桩位中心为园心砌筑井圈，井圈中心线与设计轴线下偏差不得大于20mm。

　2.2、以桩位中心为十字交叉点，在井圈上做好标记，以利于校直孔壁和控制孔径。

　2.3、井圈顶面应比场地高出150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100～150mm。

　2.4、井圈应砌筑牢固，上面抹一层高标号水泥砂浆，使之形成一个整体。

　2.5、井圈砌筑好后，由质检员和安全员进行检测，并请建设方代表或监理复核验收，验收合格后，方可进行下一道工序的施工。

　3 、挖孔

　3.1 井架就位 直接挖孔约1.5米深后井架就位，将井架的四个脚点加固后请安全员验收。井架上的钢丝绳、吊篮、轴承支架、柄均进行检查，合格后方可使用，并在使用中经常检查。

　3.2 挖孔垂直度 a、挖孔垂直度要求＜1／100桩长； b、采取措施 ⑴ 每挖1～2.5米校正一次垂直度。

　⑵ 将桩顶部十字交叉线拉起，从交叉点处放下线锤、检查线锤尖部是否在孔底圆周中心。发现偏斜及时调整。

　3.3 挖孔直径 a、孔径误差要求：+50～0mm b、采取措施：

　⑴ 每挖1～1.5米校正一次孔径 ⑵ 用一个孔径等长的直杆测量，直杆中心应在桩位中心。发现偏差及时调整。

　3.4 挖孔护壁 a.每挖1-1.5米立模护壁一次，且一次浇捣C25以上混凝土成形。浇筑时，边浇灌混凝土边捣实。

　b.护壁内放置双向钢筋φ6＠150，环筋搭接30d。

　c.混凝土护壁必须24h后拆模。

　d.有效桩长以内护壁，必须接合密实，不得留有孔隙，以免影响承载力。

　e.发现孔壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故。

　f.同一水平面的护壁井圈任意直径的极差不得大于50mm。

　g.当遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，护壁可

　采取下列措施：

　⑴每段护壁的高度可减少到300-500mm，并随挖、随验、随浇注混凝土。

　⑵采用钢护筒或立即降水。

　4、现场安全生产措施 （1）、健全现场安全组织，施工队长为安全工作第一责任人，坚持安全生产方针政策，预防为主，勤检查,按规程办事,切实杜绝人身伤亡事故。所有施工人员首先必须接受安全教育，服从建设方各项规章制度，并经考试合格后领证上岗。

　（2）、桩孔口应严格管理，设置高出地面200mm的护板，防止地面上碎石、杂物踢入孔内，无关人员不得靠近孔口，孔口操作人员不准离岗，口袋中不得装有重物利器，防止弯腰掉入孔内伤人。

　（3）、井下作业人员必须戴好安全帽，井口操作人员必须待井下人员上来后方可离岗。

　（4）、上下井人员必须系安全带，口袋内不准放物，上班前不准喝酒。

　（5）、井架应安装牢固,防止脚架滑动,下井前要检查三脚架、滑轮、绳索等是否牢固。任何情况下严禁提升设备超载运行，提升架上下班前均要进行检查，发现异常应及时修复，不得带病使用。

　（6）、井口出渣应及时运走，临时堆放应距2m以外，且不得堆放过多，以防塌孔。

　5、人员组织

　 按每三人一组同时开挖两个桩，每天进尺1.2米，共进场24人，5~6天即可完成该区域弃桩头的揭露工作。

　（二）、钻孔灌注桩 ①．钻孔桩施工工序管理 1、 护筒埋设

　根据现场现场设计桩位,已人工挖孔形成的钢筋砼护壁圈就当孔口护筒用,对没有受弃桩影响的桩位,需埋设大于设计桩径 30mm,长度不得低于 1.5 米钢护筒,护筒应高出地面 20mm 以上。

　2、 钻机就位 待人工挖孔内的管桩全部拔出来后，必须重新测放桩位钻机才能就位。

　钻机移到位后必须确保主钻杆与地面垂直,且保证天车中心、转盘(立轴)中心、桩位中心三点在一条直线上,施工中经常校对主钻杆垂直度,确保钻孔垂直. 3、 泥浆循环系统 钻机就位前, 泥浆循环系统必须布置好.根据地层中粉砂层较厚的特点,泥浆循环池必须挖大一点(一般不小于 40 方),沉淀池不小于 10 方,泥浆沟不少于 15 米,确保泥浆循环畅通,泥浆不外溢. 4、 泥浆制作 根据上部地层土的特征,施工中可采用孔内自然造浆钻进,严格控制钻进过程中泥浆的各项指标:比重、粘度和失水量,必要时应添加处理剂来降低失水量,防止因失水量过大而造成缩径和塌孔. 5、 钻进 准备工作就绪并取得开工指令后方可开钻作业.本工程采用正循环回转钻机钻进,钻进中应根据各地层土的特征,及时调整钻进参数,改进施工工艺,从而提高钻进效率.钻进粉砂以上土层最好不换或少换泥浆,以便有性能好的泥浆钻进粉砂及砾石层并将粉砂、砾石等粗骨料悬浮带出地面.如遇到泥浆性能不好时必须人工制浆或从外运进优质泥浆钻进.在钻进入岩应及时取样报验,钻进到设计桩尖标高后进行第一次清孔换浆,待达到规范要求并经现场监理工程师验收后,方可提钻下笼. 6、 钢筋笼和声测管的制作安装 在原材及焊接试验取得合格后,方可按设计图纸进行加工,确保各焊接部位达到

　设计要求,在取得现场监理工程师验收认可后方可用25吨汽车吊吊装到位.安装时除按规范进行焊接外,还应保证钢筋笼长度、保护层厚度和钢筋笼对中垂直.声测管中应放置一根约小于声测管内径，长度大于声测管的 pvc 管，待混凝土灌注完 4 小时内，用空压机通过 pvc 管向声测管内送具有一定压力的风，确保声测管畅通后再拔出 pvs 管。

　7、 安放导管、灌注砼 钢筋笼安装到位后,应立即安装导管进行二次清孔.安装导管时应确保各接头密封性能良好;清孔换浆应是渐变过程,不能换得太快,否则因泥浆比重突然变小而导致孔内沉渣不易悬浮带起来,造成清孔时间人为增多而影响施工进度和质量. 本工程桩采用泵送商品砼,灌注砼前应检测其塌落度是否在规范内;首灌时应将导管底口调至离孔底 30-50CM,其首灌量应不少于规范要求,确保首灌砼能将导管底口封住且具一定埋深,拔导管时必须先测砼面再拔管,拔管后的导管埋深应不少于 2米,严禁将导管拔离砼面. ②、钻孔桩施工质量保证措施 1、 工程质量等级目标 本工程钻孔桩施工质量拟达验收合格率 100％,优良率 95％以上,力争创优良工程. 2、 主要技术措施 (1)钻孔灌注桩施工将严格按国家建设部有关钻孔灌注桩施工规范进行施工和全过程监控; (2)由于施工场地内地下水位较高,且含砂层较厚,施工中一定要控制泥浆比重1.2 以上,并保证孔内一定的水头高度,以免造成孔内事故. (3)由于桩尖持力层为中风化泥质粉砂岩,而泥质岩的特征是遇水容易软化,因此,在钻进成孔后,应尽量在最短时间内安放钢筋笼、下导管二次清孔灌注砼,特别是

　二次清孔合格后到灌注砼的时间不能过长,否则桩尖持力层表层泥岩将有可能吸水软化而影响桩身质量. (4)严格控制孔底沉淀物厚度,加强清孔过程的除渣管理,确保钻孔桩达到设计要求. ③、安全保证措施 1、 建立健全安全保证体系 工程施工安全由施工付队长主抓,开工前,所有进入施工现场的人员必须接受一次安全教育后方可入场上岗作业,每周必须召开一次各班组安全员参加的安全生产生活会议,总结本周的安全生产,安排布置下周安全工作. 2、 安全生产目标:三大事故为零(即人身、机械、孔内). 3、 安全预防措施 (1)

　进入施工现场必须配戴好劳动保护用品,不戴安全帽的不得进入施工现场; (2)

　严格按操作规程进行机械操作,坚持持证上岗,杜绝违章作业和无证上岗. (3)

　用电设备必须具备完好的防漏电设施,实行三级防漏电保护. (4)

　现场起吊重型设备前,必须认真检查起吊用具的安全性能,凡存在安全隐患的坚决更换. (5) 作好施工设备材料的安全保卫工作,防止失窃事件的发生.

　 ④、施工工艺流程

　施工基线测放

　 ↓

　钻机平台平整(搭设)

　↓

　人工挖孔准备

　→

　挖孔护壁、拔桩

　↓

　桩位复测、钻机就位

　 ↓

　 泥浆制备

　 →

　 钻进成孔

　 ↓

　 钢材进场、检验

　清

　孔

　 ↓

　↓

　 钢筋笼制作、运输

　→ 安放钢筋笼

　↓

　安装导管

　↓

　二次清孔

　↓

　 浇注水下砼

　↓

　桩机移位

　⑤、施工进度计划 根据前期在纬 7 路高架桥西延桩基施工的经验,单桩成桩时间平均为 8 天左右,我们将根据现场桩位布置情况,及时安排 6 钻机进场施工,确保两个月完成托换灌注

　桩的施工任务。

　（三）、套管法拔桩 套管钻进拔桩施工工艺流程

　该法拔桩施工使用的拔桩机，是我公司利用黄海机械厂生产的 GM-20 型工程钻机改装而成的，其传递动力的“钻杆”是我们自行设计研制的大口径钢质套管，钢质套管为¢630mm；钻头为特制的¢680mm 圆筒式，底部焊 8~12 枚合金钎头。实施桩土分离时，将套管中心对准弃桩中心，在拔桩机动力的驱动下，慢慢地向下钻进，直至弃桩桩底。桩土分离完成后，将套管提起，卸掉最顶上 1~2 节套管，然后将拔桩用钢丝绳有套的一端，用细铁丝固定在套管的上法兰上，钢丝绳的另一端则掛在钻机的提引器上。同时，将套管的提缆钢丝绳掛在吊机的大钩上，在吊机的协助下，将套管与拔桩钢丝绳同步下放，直至套管下达到孔底为止。此时启动拔桩机的卷扬机，将拔桩钢丝绳提起收紧，使其与套管法兰脱离而套住弃桩，待确认弃桩已被套住后，即可开始起拔。由于弃桩较长，无法一次将其拔出地表，需要将其截断分节拔出。弃桩截断前，在截断位置的下方，用另一根拔桩钢丝绳将弃桩套住，钢丝绳的另一端固定在机架上，然后用卷扬机，将弃桩缓缓放下，直至下方套桩钢丝绳吃

　劲受力为止。弃桩截断的方法是：用风镐将弃桩钢筋的保护层剥去，使钢筋暴露，用氧焊割枪将其割断，然后用卷扬机将弃桩提断，用吊机将弃桩移至指定地点弃置。如此重复上述“套、拔、断、移”作业，直至弃桩完全拔出。

　关于弃桩拔出后的回灌，我们在地铁施工是回填强度 M0.5 砂浆，能确保桩孔回填的密实度。但考虑到该工地还要在拔桩位上施工注浆加固土体，，我们拟采用拔桩孔分承台整体回填原状土。第一根桩拔出后，暂不回填，用作施工第二桩时的泥浆沉渣池，通过钻渣自然沉定回填，待单个承台弃桩拔出完后，抽完基坑内泥浆，用原状回填夯实桩孔上部和基坑。采用此方法回填，虽然不会给下部施工造成新的障碍，但桩孔下部 10 余米密实度较差，承台回填范围内随着时间的推移回出现一定沉降。故建议密切注视拔桩区回填土的沉降，发现沉降就及时补充回填压实，直至后期基坑底板加固。后期底板加固时，在拔桩承台上应适当加深底板的加固深度，以确保基坑底板不沉降。

　①、拔桩施工的组织管理及工期 本项目部拟设立项目经理部，由我公司经理李登乾同志直接挂帅，全面负责，由李进同志协助经理负责现场的技术管理，由马思奎同志协助经理负责施工安排与安全生产（详见下表）； 前期拔托换钻孔桩区域 17 根弃桩，是在 42 根钻孔桩施工期的 60 天内交叉平行作业，可不计工期，盾构机通过区近 90 根弃桩，按每天拔两根计算，约 45 天可完成；若按盾构机左线和右线分区拔桩，让基坑底板加固施工相继同时施工，盾构区拔桩和底板加固工期 50 天内完成。

　拔桩施工设备机具一览表 序 号 设备机 具名称 型号 规格 单 位 数 量 生产厂家 备注 1 拔桩机 GM-25 台 1 黄海机械厂 由我公司改装电动机功45KW 2 汽车吊 QY16 台 1 徐州工程机械厂 最大起重能力16T 3 空压机 1m 3

　台 1 上海空压机厂 电动机功率5.5KW 4 电焊机 BOX-300 台 1

　 5 泥浆泵 3PN 台 1 浙江温岭水泵厂 电动机功率为22KW 6 套管 ф630 米 35 江苏句容导管厂 由我公司自行设计 7 钻头 ф680 个 4 江苏句容导管厂 由我公司自行设计 8 钻头 ф1000 个 1 江苏句容导管厂 由我公司自行设计 9 变径 ф180/ ф1160 个 1 江苏句容导管厂 由我公司自行设计 10 变径 ф180/ ф1360 个 1 江苏句容导管厂 由我公司自行设计 11 钻杆 ф180 米 25 黄海机械厂

　12 灌浆料斗 1.5m 3

　个 1 江苏句容导管厂

　13 灌浆料斗 1.0m 3

　个 1 江苏句容导管厂

　14 导管 ф260 米 25 江苏句容导管厂

　现场施工人员有钻机操作人员 10 人；汽车吊驾驶员 2 人；电工 1 人；炊管人员 2 人，共计 15 人。

　②、拔桩施工的安全生产管理 安全生产是一件人命攸关，责任大于天的大事，必须要给予高度的重视。

　（1）、教育施工人员认真学习、贯彻国家有关安全生产的政策、法令、法规，牢固树立“安全第一，预防为主”的安全生产意识，与违反安全生产的人与事作斗争。

　（2）、严格执行各项安全生产的规章制度，坚决杜绝违章、冒险作业。

　（3）、进入施工现场要正确穿戴好各种安全防护用品，开始作业前，要对作业现场进行一次安全检查，及时消除各种安全隐患。

　（4）、经常检查施工机具的安全运行状况，特别是拔桩用的钢丝绳、吊环等荷重

　机具，在使用前必须进行认真的检查，有损伤、变形的要坚决地更换下来。

　（5）、拔桩时，所有人员必须撤离钻机井架，吊车作业半径范围内严禁站人。

　（6）、特殊工种必须持证上岗，无证不得进行操作。

　我们相信，只要思想重视，具体工作中认真执行有关规定，无论什么安全事故都是可防止的。

　五 、 施工承包单位 综合 报价 1、施工ф2200mm 人工挖孔：1288 元/米 2、施工ф1500mm 的钻孔灌注桩：2857 元/米（按有效桩长 61 米计）

　3、拔ф500mm 管桩：35800 元/根 4、报价说明：

　 a、报价中主材单价按：水泥 315 元/吨；钢材 4850 元/吨；C35 混凝土 285 元/m3 ；水费 2.8 元/吨；电费 0.75 元/度。

　 b、人工挖孔和钻孔桩施工因为要抢工期，人员和机械属非正常投入，故按定额预算价只下浮 10%（详见附表 1 和附表 2）；拔桩报价因无定额依据，是按市场价结合该工程难度及实际施工成本而定（详见附表 3）。

　附表 1.人工挖孔定额预算表 附表 1.钻孔灌注桩定额预算表 附表 1.拔桩施工经验综合单价分析表

　 xxxxxx 公司 xxxx 年 xxxx 月 xxxx 日