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旋挖灌注桩AM工法扩底灌注桩、HPE钢管柱安装施工组织设计

XX国际机场扩建配套交通中心工程一标

AM工法：全液压可视可控扩底及旋挖钻孔灌注桩

HPE工法：液压垂直插入永久性钢管混凝土柱

GDJ 120-2020 PGC移动终端安全技术要求.pdf1.2AM扩底灌注桩概况 3

2.1工程地质概况 4

2.2水文地质概况 6

四、本工程特点、重点、难点分析及对应措施 7

4.1本工程的特点、重点、难点分析 7

4.2难点对应措施 8

五、施工部署及施工平面布置图 11

5.1施工组织机构 11

5.1.1项目组织机构网络 11

5.1.2技术组织机构网络 12

5.1.3质量组织机构网络 12

5.1.4安全组织机构网络 13

5.1.5文明施工组织机构网络 13

5.2平面布置图 14

5.3施工进度计划 15

5.4.1劳动力安排计划表 16

5.4.2设备配置计划 16

5.4.3材料供应计划 17

5.4.4用电、用水计划（见施工用电、用水计划表） 18

5.4.4.1用电计划 18

5.4.4.2用水计划 18

六、AM扩底钻孔灌注桩设备选型 19

七、施工工艺流程和施工方法 22

7.1AM工法施工工艺流程 22

7.2AM工法施工方法 23

7.2.1施工现场准备 23

7.2.2AM工法扩底钻孔灌注桩施工方法和步骤 23

7.2.2.1施工概述 23

7.2.2.3钻机定位 26

7.2.2.4钢护筒埋设 27

7.2.2.5钻机等径部成孔 27

7.2.2.6扩底成孔作业 28

7.2.2.7成孔人造稳定液管理 28

7.2.2.8利用扩底钻头进行一次清孔 31

7.2.2.9钢筋笼制作及安装 31

7.2.2.10安装导管、二次清孔 33

7.2.2.11混凝土的灌注 34

7.3液压插入机插入永久性钢管柱施工工艺及施工方法 36

7.3.1工程概况 36

7.3.2设备选型 36

7.3.2.1HPE液压垂直插入机施工工法原理 36

7.3.2.2HPE插入法的优点 36

7.3.2.3HPE工法适用范围 36

7.3.3永久性钢管柱安装前的基本要求 37

7.3.3.1钢管柱加工要求 37

7.3.3.2场地要求 38

7.3.3.3成桩垂直度要求 38

7.3.3.4灌注桩钢护筒的要求 40

7.3.3.5灌注桩混凝土要求 40

7.3.3.6钢管柱法兰及底部加工要求 40

7.3.4施工工艺流程及施工方法 42

7.3.4.1施工工艺流程 42

7.3.4.2施工方法 43

7.4钻孔灌注桩后压浆施工工艺 46

7.4.1工艺流程 47

7.4.2压浆管件安装要点 48

7.4.3压浆施工参数 48

7.4.5压浆试验说明 50

7.4.6后压浆质量控制要点 50

八、主要施工技术 51

8.3钻孔前要求 51

8.3.1场地要求 51

8.3.2常规AM扩底灌注桩护筒要求 51

8.3.3稳定液要求 51

8.4.1钻机就位 51

8.4.2埋设护筒 52

8.4.3成孔垂直控制 52

8.4.4控制钻进速度和稳定液指标 52

8.4.5成孔检查 52

8.4.7钢筋笼制作及安装 53

8.4.8浇筑混凝土成桩 53

8.4.9钻孔灌注桩主要技术措施 54

8.5施工技术措施 54

8.5.1确保成孔质量措施 54

8.5.2确保钢筋笼制作及质保措施 56

8.5.3确保混凝土施工质量措施 56

8.5.4钻孔灌注桩应急预案 57

8.5.4.1塌孔 57

8.5.4.2桩孔偏斜 57

8.5.4.3缩孔 58

8.5.4.4钢筋笼放置与设计要求不符 58

8.5.4.5断桩 58

8.5.4.6钻孔漏浆 58

8.5.5钢管柱技术、质量保证措施 59

8.5.6钢管柱安装主要技术措施 59

8.5.6.1插入钢管柱施工要求 59

8.5.6.2主要技术措施 59

8.5.6.3钢管柱安装应急预案 59

8.5.7注浆管堵塞防止及补救措施 60

8.5.7.1注浆管堵塞防止措施 60

8.5.7.2注浆管堵塞补救措施 60

九、质量管理保证措施 60

9.1工程质量责任制 60

9.2全面推行施工质量过程控制措施 60

9.3原材料质量保证措施 61

9.4关键过程及控制 62

9.5特殊过程控制 62

9.6质量标准控制 62

9.6.1成孔允许偏差及检测方法 62

9.6.2钢筋笼制作 62

9.6.3焊接要求 63

9.6.4稳定液指标控制 63

9.7施工质量管理 63

十、雨季施工措施 64

10.1防雨措施 64

十一、安全生产、文明施工 65

11.1安全生产目标 65

11.2安全责任制 65

11.3安全教育 65

11.4安全技术交底 66

11.5安全生产管理 66

11.6施工用电安全 67

11.7文明施工措施 67

11.8环境保护目标、指标 70

XX国际机场扩建配套机场交通中心位于XX国际机场航站楼北侧进出港广场及其东侧的空地下，主要由地铁2号线机场站、京津城际铁路机场站、地下停车场工程、换乘通道工程，与正在运营的T1航站楼连接通道工程以及和T2航站楼连接的集散大厅等工程组成。见下图：

地铁2号线天津机场站大致呈东西向设置，与开始建设的T2航站楼主体平行布置；该站位南侧为京津城际铁路机场站，站位北侧依次为规划C2、Z2线机场站，四站并排设置。地下停车场工程位于机场交通中心工程东西两侧地下。换乘通道工程位于城际铁路机场站的南侧，沿东西向布置。T1航站楼连接通道为连接地下停车场和T1航站楼的通道工程，位于机场交通中心和T1航站楼中间。集散大厅连接机场交通中心工程与T2航站楼的通道工程，位于机场交通中心工程和T2航站楼中间。各子项具体位置详见建筑总平面图。

机场交通中心北部区域为地铁2号线机场站与京津城际铁路机场站，为地下双层多跨框架结构，负二层为车站站台层，负一层为站厅层；南部区域依次为京津城际铁路机场站设备用房区域、换乘通道与集散大厅，为地下单层多跨框架结构；交通中心西部区域负一层增设夹层板，设计为双层地下车库；交通中心东部区域局部负一层结构增设夹层板，设计为地下双层车库。

在机场交通中心2号线车站西端同时预留M2地铁盾构区间盾构井，盾构井按接收井考虑，设盾构区间近期实施；在东端预留M2地铁规划再延伸区间盾构井，按接收井考虑。目前没有使用时间计划。在机场交通中心东端同时预留京津城际区间盾构井，目前按接收井考虑。

根据建筑方案，车站结构采用平坡方案。结合目前机场地面停车场的地面设计标高，施工期间，杨坪高程取+3.659m（采用1972年天津市大沽高程系2002年高程，1972年天津市大沽高程系2002年高程与2008年高程换算关系为：H02＝H08+0.089m），单层结构基坑深度为12.65m，双层结构基坑标准段深度为22.36m（均未考虑底梁下翻基坑深度），机场交通中心西端预留M2地铁盾构区间盾构井基坑基坑深度为23.75m，东端预留M2地铁规划再延伸区间盾构井处基坑基坑深度为23.86m，东端预留京津城际区间盾构井处基坑基坑深度为26.37m。

地铁2号线机场站、京津城际铁路机场站、地下停车场工程、换乘通道工程采用盖挖逆作法施工。T1航站楼连接通道和集散大厅工程采用明挖法施工。

机场交通中心场址现状及规划建筑平面关系见图2所示（图中未示出入口）。图中为了便于叙述，将交通中心分为6个区域，其中6区为交通中心与T1航站楼的连接通道工程，5区为集散大厅工程。见图2。

机场交通中心基坑范围内，3区、4区地面为正在运营的机场高架桥与机场地面停车场之间的人行广场以及部分绿化带；4区其南侧为正在运营的机场高架桥及T1航站楼；3区局部、5区地面为正在运营的机场高架桥东端主桥及引桥；2区在既有高架桥东侧与西碱河正交，该段西碱河改造工程已结束。

5区上方为正在运营的机场高架桥中部主桥。

6区上方为正在运营的机场高架桥东端主桥。

　机场交通中心场址现状及规划建筑平面关系示意图

1.2AM扩底灌注桩概况

1.3永久性钢管柱概况

本车站地基土在110m深度范围内均为第四纪松散沉积物，主要由饱和粘性土、粉土、砂土组成，一般具有成层分布的特点。自上而下为第四系全新统人工填土层（人工堆积Qml），第Ⅰ陆相层（第四系全新统上组河床～河漫滩相沉积Q43al）、第Ⅰ海相层（第四系全新统中组浅海相沉积Q42m）、第Ⅱ陆相层（第四系全新统下组沼泽相沉积Q41h及河床～河漫滩相沉积Q41al）、第Ⅲ陆相层（第四系上更新统五组河床～河漫滩相沉积Q3eal）、第Ⅱ海相层（第四系上更新统四组滨海～潮汐带相沉积Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（第四系上更新统三组河床～河漫滩相沉积Q3cal）、第Ⅲ海相层（第四系上更新统二组浅海～滨海相沉积Q3bm）、第Ⅴ陆相层（第四系上更新统一组河床～河漫滩相沉积Q3aal）、第Ⅳ海相层（第四系中更新统上组滨海三角洲相沉积Q22mc）、第Ⅵ陆相层（第四系中更新统中组河床～河漫滩相沉积Q22al）。

勘察成果表明，拟建车站地基土分布具有以下特点：

（1）浅部填土局部厚度较大，最厚处约5.3m。

（2）⑥2淤泥质粉质粘土层分布不连续，厚度不均匀，最厚处达5.2m。

（3）土质不均匀，特别是⑥4层，局部砂性大。

（4）自上而下分布多层承压含水层，⑧2为第一层承压水；⑨2为第二层承压水；（11）2、（11）4、（12）2、（13）1夹和（13）2为第三层承压水；（14）2为第四层承压水。

主要地层描述如下：（以SXZ20钻孔柱状图为例）

①层：层底标高1.53m，层厚1.8m，以素填土为主，含少量碎砖块、石子及植物根茎等；

④层：黄褐色粘土，层底深度3.3m，层底标高0.03m，层厚1.5m，含铁锰质结核，土质相对较好。

场地内揭示的承压含水层自上而下可分为4个含水层，⑧2为第一层承压水；⑨2为第二层承压水；（11）2、（11）4、（12）2、（13）1夹和（13）2为第三层承压水；（14）2为第四层承压水。承压水主要接受上层地下水的越流补给和侧向径流补给，以径流及向下越流的方式排泄，承压水一般年呈周期性变化。(11)4层与(12)2层微承压含水层之间水力联系密切；(11)4、(12)2层微承压含水层均与⑨2层微承压含水层具有较小水力联系，与⑧2层水力联系不明显；⑨2层微承压含水层与⑧2层具有较小水力联系性。

四、本工程特点、重点、难点分析及对应措施

4.1本工程的特点、重点、难点分析

本工程扩底灌注桩为大直径大深度AM扩底钻孔灌注桩，AM工法扩底钻孔灌注桩有以下特点：

4.1.2拟建场地浅部发育厚0.9～5.2m的⑥2淤泥质粉质粘土层，分布于人工填土层之下，分布不连续，呈软塑～流塑状，具高灵敏度、高压缩性、低强度等特点，易发生蠕变和扰动，工程性质差，钻孔灌注桩施工极易造成缩径，对本工程钻孔灌注桩施工难度大。

4.1.3基坑开挖深度深，钻孔桩上部空钻最大达22m左右，为保证基坑底部桩中心尺寸的准确，必须保证灌注桩的垂直度偏差≤1/300，全部基桩的桩底沉渣厚度不得大于100mm，钢管柱垂直度偏差≦L/500（L为钢管柱的长度）。

4.1.4灌注桩钢筋笼主筋直径大数量多，采用全笼吊装节约施工工期，吊装作业难度大。

4.1.5灌注桩内安装钢管混凝土柱，钢管柱的法兰盘最大直径达1.8m，钢筋笼内径仅为1836mm，两侧间隙为18mm，极易造成钢管柱安装偏差无法校正。

4.1.6本工程钢管柱自重相对较轻，钢管柱底部封闭插入桩基混凝土中，并且钢管柱法兰直径较大，1200mm钢管混凝土柱法兰直径达1800mm，当浮力较大时法兰盘无法靠自重穿越HPE垂直插入机，必须有可靠的技术措施。

4.2.2考虑场地的淤泥质粉质粘土层具高灵敏度、高压缩性、低强度等特点，成孔时应适当增加稳定液比重，放慢钻机速度，防止产生塌孔；

4.2.3基坑开挖深度深，钻孔桩上部空钻最大达22m左右，为保证基坑底部桩中心尺寸的准确，必须保证灌注桩的垂直度偏差≤1/300，因此成孔的旋挖钻机必须采用高精度旋挖钻机，旋挖钻机的垂直仪垂直精度不得大于1/500，同时在成孔过程中采用两台经纬仪复核钻机钻杆的垂直度，成孔至桩顶标高后采用超声波检测仪复核成孔垂直度，确保桩顶部位的孔位准确，对于垂直度无法满足设计要求的，需进行扫孔修复直至满足设计要求。

4.2.4钢筋笼全笼吊装，加工时主筋与加强钢板箍焊接牢固，确保钢筋笼整体刚度满足起吊要求，吊点设置需经过计算，起吊前应进行试吊，对无法满足要求钢筋笼整体起吊要求变形过大时需重新设置吊点，吊装作业需根据钢筋笼长度及重量选择起重吊车，起重吊车的停靠场地及行走路线必须坚实平整，起吊过程中必须由专人负责指挥，确保双机抬吊时的相互配合，防止钢筋笼触地散架。

4.2.5灌注桩内安装钢管混凝土柱，钢管柱的法兰盘最大直径达1.8m，钢筋笼内径仅为1836mm，两侧间隙为18mm，极易造成钢管柱安装偏差无法校正。为防止钢管柱偏差过大无法校正，需将钢管柱底标高以上成孔直径适当增大，安装1100mm钢管柱的将直径增大至2300mm，安装1200mm钢管柱的将直径增大至2400mm，在钢筋笼加工时对插入钢管柱部位的钢筋笼直径放大100mm～200mm做成喇叭口形式即钢筋笼上口内径为1936mm，使钢筋笼与钢管柱法兰之间的间隙增大至118mm，成孔垂直度偏差1/300时22m孔深偏差73mm，还有43mm间隙允许钢筋笼安装偏差，同时在成孔过程中需严密注意成孔垂直度，成孔垂直精度必须小于1/300，其做法详见孔径扩大后的钢管柱与钢筋笼关系图。

4.2.6本工程钢管柱长度最大26.44m，直径1200mm，壁厚25mm，加上法兰自重量约为22吨，根据HPE施工工艺要求，钢管柱顶部法兰必须后安装，中部法兰及底部法兰必须在HPE垂直插入机安装定位装置前靠自重下至HPE插入机底部，因本工程的钢管混凝土柱底部是封闭的，当钢管柱下至一定深度后泥浆的浮力大于钢管柱自重时无法继续下沉，必须在钢管柱内加放配重或预先在钢管柱内浇筑一定数量的混凝土，确保重力下放使钢管柱法兰下至HPE垂直插入机底部；

根据上述分析钢管柱内需加放配重最大在12.6吨，考虑本工程钢管柱一次性加工成型进场，为确保将配置预先放至钢管柱内，如采用吊车高空作业将配重放入钢管柱内难度及安全风险较大，因此需现在场地内合适的部位钻一个2200mm的孔，孔的深度在25m左右，成孔完成后在孔内下放2000mm直径壁厚12mm的钢套管，为确保长时间空孔放置的安全，钢套管的埋设需高出地面1m，钢套管下至孔底后四周回填碎石密实，并在钢套管内浇筑2m厚混凝土封底，等混凝土达到70%强度后将孔内的泥浆抽除，形成一个深度在23m左右的空孔，形成空孔后钢管柱垂直吊放下至空孔内，再将配重吊放至钢管柱内，下放至柱底后吊放配重钢丝绳锁扣在钢管柱顶，重新吊出钢管柱拼接工具柱即可。

孔径扩大2300mm后的1100mm钢管柱与钢筋笼关系图

孔径扩大2400mm后的1200mm钢管柱与钢筋笼关系图

无锡市市政桥梁先张法预制板梁(实施)施工组织设计五、施工部署及施工平面布置图

5.1.1项目组织机构网络

5.1.2技术组织机构网络

5.1.3质量组织机构网络

5.1.4安全组织机构网络

5.1.5文明施工组织机构网络

GB50687-2011 食品工业洁净用房建筑技术规范施工平面布置根据总包方要求进行。

5.4.1劳动力安排计划表

5.4.2设备配置计划