钻孔咬合桩施工方案
昆明轨道交通首期工程土建施工 15 标钻孔咬合桩施工方案
1、编制依据及编制原则
1.1 编制依据 （1）《昆明轨道交通二号线工程》设计图纸及专家审查意见。 （2）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299－1999）； （3）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）； （4）《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15－20－97）； （5）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）； （6）《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－99）； （7）现行其他的施工验收规范、规程和标准，省、市有关建筑技术、质量、安 全和文明的规定。 （8）施工现场的实际情况； （9）建设单位（业主）对工期、质量的有关要求； （10）设备及其他资源投入情况； （11）以往类似工程的施工经验； （12）业主的相关管理文件及本单位的投标承诺。 1.2 编制原则 （1）确保施工方案安全可靠，针对性强、操作性强，设备选型合理； （2）坚持技术先进性，科学合理性，经济适用性与实事求是相结合； （3）确保工期、安全、质量等指标，确保全面履约。
2、工程概况
本标段工程包括两站三区间，分别为司家营站、金安小区站、【羊肠村站~ 司家营站区间】、【司家营站~金安小区站区间】和【金安小区站~北辰小区站区间】， 其中羊肠村站~司家营站区间包括一段约 155m 长的明挖段，其余区间均为盾构 区间。 2.1 钻孔咬合桩设计概况
明挖段采用钻孔咬合桩+内支撑作为围护结构。钻孔咬合桩桩径均为 800mm、间距为 600mm，相邻桩相互搭接 200mm。
2.2 工程地质及水文条件 明挖段场地内自上而下主要地层为：杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、粉
土和圆砾土，钻孔咬合桩桩底位于圆砾土地层中。各地层地质条件描述如下： 杂填土 1(1)层：杂色，稍密，稍湿。表层为沥青混凝土，下含碎石，局部为
路基结构层，为压实填土。连续分布，厚 0.5~0.7m，平均厚度 0.54m。 素填土 1(2)层：褐黄、褐灰，稍密，湿。主要成份为粘性土夹碎石，为路基
填筑层。连续分布，厚 1.1~3.6m，平均厚度 2.03m。 粘土(2)1 层：褐黄，可~硬塑，湿、中压缩性，含云母、氧化铁及风化碎石。
局部为粉质粘土。连续分布，厚 0.5~2.1m，平均厚度 1.63m。 粘土(2)2 层：褐灰、深灰，软塑~流塑，饱和，高~超高压缩性，含有机质，
局部夹未完全分解腐殖物，连续分布，局部地段为淤泥质粘土，厚 0.7~3.5m，平 均厚度 1.9m。
粉质粘土(2)3 层：褐灰、深灰，可塑，中压缩性，含少量有机质，局部为粘 土。局部分布，厚 0.8~5.3m，平均厚度 2.58m
粉土(2)4 层：褐灰、灰，稍密，饱和，中压缩性，夹粉砂薄层，局部含未分 解植物根茎、叶。局部分布，厚 0.5~1.8m，平均厚度 1.17m
圆砾土(3)1 层：深灰、兰灰、褐黄。中密~密实，饱和，低压缩性。砾石成 分为砂岩、玄武岩、灰岩为主，中~微风化。磨圆度较好。大于 20mm 的卵石含 量在 10~40%。其间夹有粘性土、粉土及卵石夹层或透镜体。
明挖段场区地下水位受降雨量的影响及控制，雨季最高水位接近自然地表， 干季地下水位为地表下 2~4m。
3、施工机械及人员组织
明挖段钻孔咬合桩采用两台全套管钻机进行钻孔施工。 为安全、优质、高效地完成钻孔咬合桩施工任务，我项目部将合理组织现场 的管理人员及施工人员，主要施工人员配备见表 1 所示。
序号 1
岗位名称 项目主管
表 1 主要施工人员组织表
岗位职责 全面管理
班组数 1
人数 1
2
技术员
施工技术管理
2
2
3 咬合桩工班
钻孔咬合桩施工
4
24
4
安环组
安全、环保检查
2
2
5
测量工班
放线、测量
1
4
6
试验室
试验
1
1
7
材料组
材料管理
1
1
8
总进场施工人数为 35 人
4、钻孔咬合桩施工工艺
钻孔咬合桩采用全套管钻机钻孔施工,在桩与桩之间形成相互咬合排列的桩
墙围护结构，桩的排列方式为 1 根素混凝土桩(B 桩)和 1 根钢筋混凝土桩(A 桩) 间隔布置。施工时,先施工 B 桩,后施工 A 桩,在 B 桩混凝土初凝之前完成 A 桩的
施工。B 桩采用超缓凝混凝土，A 桩施工时切割掉相邻 B 桩相交部分的混凝土，
从而实现咬合。 明挖段 A、B 桩桩径均为 800mm、间距为 600mm，相邻桩相互咬合 200mm，B
桩混凝土强度等级为 C20 水下混凝土，A 桩混凝土强度等级为 C30 水下混凝土,
抗渗等级均不小于 P6。 里程右ⅡDK2+858.106~右ⅡDK2+948.888 段咬合桩桩长为 13 米，里程右Ⅱ
DK2+948.888~右ⅡDK2+998.085 段咬合桩桩长为 14 米，里程右ⅡDK2+998.085~
右ⅡDK3+013.085 段咬合桩桩长为 18.5 米 4.1 单桩施工工艺
钢筋混凝土桩(A 桩)单桩施工工艺流程如下（素混凝土桩则不需吊放钢筋
笼）： 平整场地→测放桩位→施工混凝土导墙→套管钻机就位对中→吊装安放第
一节套管→测控垂直度→压入第一节套管→校对垂直度→抓斗取土,跟管钻进→
测量孔深→清除虚土,检查孔底→吊放钢筋笼→放入混凝土灌注导管→灌注混凝 土逐次拔套→测定混凝土面→桩机移位。
4.1.1 施工准备及场地平整 为确保工程顺利进行、文明施工及安全，对施工范围进行围挡隔离，拆除围
挡范围内的绿化及相关设施，对围护结构范围内的管线进行迁改，并且根据设计
地面标高对施工场地进行平整，为钻孔咬合桩施工做好准备工作。 4.1.2 测量放线
全套管钻机成孔垂直度一般可控制在 3‰以内，根据咬合桩的长度计算(最 长为 18.5 米)，单桩的偏差为±50mm，因此钻孔咬合桩桩中心线外放 100mm。根 据咬合桩中心线（外放 100mm）放出导墙的范围线。 4.1.3 导墙施工
为保证钻孔咬合桩孔口的精确度，并提高就位效率，依据本工程所采用的套 管机的特点，在咬合桩顶部设置混凝土导墙，导墙厚度 300mm，导墙宽度 3800mm。导墙内配Φ14@300 双向钢筋，导墙的混凝土等级为 C20，导墙施工 图如下：
导墙位置
比桩孔略大20mm
导墙位置
（1）导墙测量放线 导墙宽度 3.8 米，根据已外放咬合桩桩位中心线，测放出导墙边线。
（2）导墙沟槽开挖 在放出导墙边线后经监理验收符合要求后既进行沟槽的开挖，采用挖机结合
人工开挖沟槽。开挖结束后把导墙的中心线引入沟槽内，以控制导墙模板的施工。 （3）钢筋绑扎
沟槽开挖结束绑扎导墙钢筋，导墙钢筋采用二级Φ14@300 单层双向钢筋。 （4）模板施工
模板采用自制整体式钢模，导墙模板预留孔直径比套管直径扩大 20mm，模 板定位要牢固，严防跑模，并保证轴线和孔径的准确，混凝土施工前先检查模板 的垂直度和中心以及孔径是否符合要求。 （5）导墙混凝土浇筑施工
导墙混凝土浇筑采用人工与混凝土输送车配合，混凝土浇捣时必须做到两边
对称施工，确保受力对称均布，以防止因为不均匀受力造成的跑模，浇捣时现场 要有专人看模板，如发现跑模现象，应立即停止混凝土的浇捣，重新加固模板， 并纠正到设计位置后，方可继续进行浇捣。 （6）混凝土养护
导墙浇捣完成后，做好养护工作，并且避免发生沟槽内积水现象，导墙完成 强度达到 70%后，方可进行咬合桩施工。 4.1.4 咬合桩施工 （1）套管检查
在成孔套管使用前，应进行套管顺直度的检查和校正。首先检查和校正单节 套管的顺直度，然后检查按桩长配置的全长套管的顺直度，并对各节套管编号， 做好标记，按序拼装。 （2）桩机就位
将桩机的中心或定位器中心与咬合桩桩位中心对齐，并调整钻机的水平度， 保证导杆及套管的垂直度，通过导墙的精确定位，反复调整使钻机在中心与桩位 中心对准，请现场监理验收。 （3）安装套管
桩机就位后，即可安装钢套管，钢套管安装好后，应进行垂直度复测，垂直 度复测可采用两个锤球双向控制，确保垂直度小于 3‰，满足要求并经监理验收 合格后，方可开始成孔。 （4）咬合桩成孔
A、B 桩均采用全套管钻机成孔，因 B 桩为素桩混凝土是在初凝状态下进行 A 桩成孔施工，所以 A 成孔时套管应超前孔底 2.5 米，即管内取土面高于套管底面 2.5 米以上，防止出现混凝土串孔现象发生。
在成孔过程中，必须随时进行钢套管的垂直度的监测，特别是第一节套管钻 进时。监测可两个锤球双向控制，确保垂直度小于 3‰。
咬合桩成孔到设计标高后，采用测绳测量孔深，并且将桩底沉渣清理干净， 达到设计要求后，方可进入下一步工序。 （5）钢筋笼安装及吊装监测
①钢筋采用现场加工；
②钢筋笼加工在钢筋制作场内进行。分节长度视钢筋长度和起吊能力决定， 尽可能减少分接数。为了确保钢筋保护层厚度，在护筒上用钢管焊接导向架，使 钢筋笼沿导向架下放，并在螺旋筋上穿入（绑扎上）厚 5cm、长 14cm 的方形 25 号水泥砂浆块，砂浆块竖向每隔 4m 设一道，每道对称穿入 2～4 个布置；
③成孔验收清孔后，利用吊车将骨架吊入桩孔，钢筋骨架一次成型，但由几 段焊接而成，段间驳接采用电弧焊焊接，焊缝长度单面不小于 10d，双面焊不小 于 5d，焊缝厚度应按规范要求，特别注意钢筋笼同一截面内焊接接头不得大于 50%。在骨料外侧绑砂浆垫块以保证保护层的厚度。吊放钢筋骨架入桩孔时，均 匀下落，保证骨架居中，并切勿碰撞护筒，以免造成孔壁坍落；
④骨架落到设计标高后，将其校正在桩中心位置并固定； ⑤在吊装钢筋笼前应按照设计图纸对钢筋笼进行检查，检查内容包括钢筋笼 结构尺寸、长度、直径，焊点是否变形等，完成检查后方可开始吊装，吊装采用 履带吊双勾 4 点缓慢起吊，严防钢筋笼变形，在下笼过程中应逐步倒点下放。同 时在钢筋笼顶部绑上测绳在拔钢套管时实时监控钢筋笼的情况。 （6）混凝土浇筑 1）安装混凝土导管 混凝土导管采用Φ250 螺纹联接钢导管，各节导管应扣紧，防止漏气堵管， 下放导管之前需做砼导管密封试验。混凝土导管底部离孔底约 50cm。 2）灌注混凝土 混凝土导管安置完毕后，应进行拔管检查，拔管采用拔管机，检查的目的在 于检查套管起拔是否畅顺，起拔过程中钢筋笼是否跟管或转动，起拔量一般控制 在 10-20cm。 灌注前的准备包括上料及贮料斗用水湿润，进行现场混凝土坍落度试验并制 作混凝土试块，如发现混凝土和易性变差、坍落度达不到设计要求，严禁直接将 水注入混凝土罐车，该车混凝土应予退回，检查完毕一切正常后进行首次上料。 贮料斗内的堵头采用圆形钢板，用细钢丝绳悬吊。首次上料应保证不得少于初灌 量，首次灌注完成，混凝土导管应处在埋深 2 米以上的位置，首斗料下落完成后 应试拔外套管（起拔量不超过 10cm），检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管， 应立即进行反压处理，如一切正常，才继续上料作业。每完成一斗混凝土或一车
后均应进行起拔检查，起拔量不超过 10cm，该过程一直延续至拆卸第一节外套 管。
当混凝土灌注高度超过第一节钢套管 3m 以上，此时应开始第一次起拔第一 节套管，拆除第一节套管后，外套管在混凝土内埋深 2 米，混凝土导管埋深 2.5 米。
重复上述过程，进入第二次拔管循环，在最后一节外套管一次拔出时，混凝 土导管应留在孔内，待外套管完全拔出并拆除后，测量孔内混凝土面标高，根据 需要进行混凝土补灌，灌完后拆除混凝土导管。每次拆除的混凝土导管应马上进 行清水冲洗，为下次混凝土灌注准备。
上述浇灌混凝土及拔管方案，应通过现场作试验确定，防止套管埋深过大， 起拔套管困难。 4.2 排桩施工工艺
施工原则是先施工素混凝土桩（B 桩），后施工钢筋混凝土桩（A 桩），其施 工流程为 B1→B2→A1→B3→A2→B4→A3……。
在施工过程中，本工程需采用两台钻机分段施工，这就存在两施工段的接头 无法咬合的问题。处理方法为在施工段端头处设置 1 个砂桩(成孔后用砂灌满)， 待后施工段到此接头时挖出砂子，灌上混凝土即可。砂桩处施工流程为 B1→B2→ 砂桩→A1→B3→A2→B4→A3……。
排桩施工工艺流程如下图所示：
砂桩 B1 A1 B2 A2 B3 A3 B4 A4 B5 A5 B6
5、施工技术要点
排桩施工工艺流程图
根据钻孔咬合桩的施工工艺特点，其技术要点可归纳为垂直度、混凝土的缓
凝时间、混凝土材料的均一性和钢筋笼的定位等。
5.1 桩体垂直度控制 根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299—1999)及设计要求,
桩身垂直度偏差不大于 3‰。 桩机就位后，先进行初步对中，采用吊线锤过机械下压中心支点与桩位中心
对中，对中后，根据需要调节机械各支腿油缸，使机械操作平面水平。水平调整 完成后，再次对中，根据本次对中结果，再次平面移动对中，对中完成后，支起 各支腿油缸，对中完成，对中误差应小于 1cm。
吊装完第一节套管后，应在机械平面两个 90 度方向设置吊线锤，对套管垂 直度进行检测，在套管下沉过程中，监测人员全过程跟踪。发现问题马上进行纠 偏。起重工应随时检查机械操作平面的水平情况，发现问题及时纠正。 5.2 混凝土的缓凝时间
混凝土采用商品混凝土，混凝土的缓凝时间直接影响到工程的成败。按设计 及工艺要求，B 桩混凝土的缓凝时间应大于 60 小时。在施工过程中，对不同批 号的水泥及不同批号的外加剂，应提前做好配合比试验。 5.3 混凝土的和易性及均匀性
根据钻孔咬合桩的工艺以及水下灌注混凝土的要求，B 桩混凝土的坍落度在 14-18cm 之间，A 桩混凝土的坍落度在 18-22cm 之间，每车混凝土均应现场做坍 落试验并予记录，如发现混凝土坍落度不能达标，严禁现场将清水注入混凝土罐 车搅拌后再用，作为不合格产品，该车混凝土应退回厂家。每次出料时，上料斗 上应有 10cm 间距的格栅状钢筋滤网，防止混凝土罐车内流出块石及水泥结晶体 堵塞混凝土导管。
混凝土应充分搅拌，防止部分混凝土砂率过高或过低，过高或过低砂率的直 接后果是该部分混凝土的和易性发生改变，使得钢筋笼有可能跟管上浮。因此， 现场混凝土应充分搅拌。 5.4 钢筋笼的制作与安装
钢筋笼的制作应严格按设计图纸的要求，焊接牢固，不得有虚焊、脱焊，在 钢筋笼底部应加设 1 毫米厚的抗浮钢板，或在钢筋笼底部垂吊较大的石块。钢筋 笼四周应设置保护层垫块。保证在钢筋安放时顺畅。
钢筋笼起吊时采用四点双钩缓慢起吊，逐步倒点下放，不得使钢筋笼发生变
形，在钢筋笼下放过程中，逐步调整钢筋笼方向。为保证钢筋笼定位准确，每个 钢筋笼就位前均应绑上测绳，在外套管起拨过程中，监测钢筋笼是否上浮。
6、常见工程事故的预防及处理措施
6.1 混凝土串孔处理 “串孔”是指在钢筋混凝土桩成孔过程中,由于素桩混凝土未凝固,还处于
流动状态,素桩混凝土有可能从 A、B 两桩相交处涌入钢筋混凝土桩孔内。克服 “串孔”有以下几个方法:
（1）B 桩混凝土的坍落度应相对小一些,一般为 14~18cm，以便于降低混凝 土的流动性。
（2）A 桩施工时，套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离,该距离一般 应大于 2.5m，以便于造成一段“瓶颈”,阻止 B 桩混凝土流入 A 桩；成孔完成后， 套管应超前于设计桩低 0.5m。
（3）必要时(如遇地下障碍物套管底无法超前时)可向套管内注入一定量的 水,通过水压力来平衡 B 桩混凝土的压力,阻止“串孔”的发生。
（4）A 桩成孔过程中,应注意观察相邻两侧 B 桩混凝土顶面,如发现 B 桩混 凝土下陷,应立即停止 A 桩开挖,并一边将套管尽量下压,一边向 B 桩内填土或注 水,直到完全止住“串孔”。 6.2 钢筋笼上浮处理
由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小,在上拔套管的时候,钢筋笼有 可能被套管带着一起上浮。预防措施主要有:
（1）A 桩混凝土的骨料粒径应小一些,不宜大于 20mm。 （2）在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力； 或在钢筋笼底部垂吊较大的石块，以增加套管起拔时桩体的摩擦力。 （3）混凝土灌注必须按操作规程进行。 6.3 事故桩的处理 在钻孔咬合桩施工过程中,因 B 桩超缓凝混凝土出现早凝现象或机械设备故 障等原因,造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩。事故桩的 处理主要有以下几种情况。 （1）平移桩位单侧咬合
A1 桩成孔施工时,其一侧 B1 桩的混凝土已经凝固,使套管钻机不能按正常要 求切割咬合 B1、B2 桩。处理方法为：向 B2 桩方向平移 A1 桩桩位,使套管钻机单 侧切割 B2 桩,施工 A1 桩(凿除原桩位导墙,并严格控制桩位),并在 B1 桩和 A1 桩 外侧另增加 1 根旋喷桩作为防水处理。
旋喷桩止水
B1 A1 B2 A2
平移桩位单侧咬合示意图 （2）背桩补强 A1 桩成孔施工时,其两侧 B1 桩、B2 桩的混凝土均已凝固,处理方法为放弃 B1 桩的施工,调整桩序,继续后面咬合桩的施工,以后在 B1、B2 桩外侧增加 3 根 咬合桩及两根旋喷桩作为补强。
7、质量进度保证措施
（1）人、机、料和各种辅助生产设施等准备工作超前进行，各部门参与施 工的人员均需熟悉掌握全部施工生产过程；
（2）严格施工管理程序，按质量管理体系要求及时、准确填报质量记录， 实现有效的过程控制；
（3）加强机械设备的例题使用、保养、维修工作，备足易损件、常备件， 保证咬全桩施工的连续性；
（4）加强成孔监测管理，实行定人定岗进行套管垂直检查，实施连续监控， 确保施工精度；
（5）施工中出现意外及时上报，以保证形成有效的组织措施进行处理； （6）混凝土灌注工作加强现场检验，严格控制混凝土坍落度，在灌注过程 中的技术细节必须满足规范要求； （7）钢筋笼的加工必须保证刚度，吊点焊接牢固钢筋笼上布置足够的定位 器保证就位准确；
8、安全保证措施
（1）施工钻孔咬合桩之前对管线进行探测，如果探测到管线，及时向监理、 业主及相关部门汇报，在管线未进行迁改或保护之前，不得擅自施工。
（2）操作人员必须按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作 中注意观察、工作后的检查保养制度，并做好相应的设备维修保养记录。
（3）施工过程中，各工种必须思想集中，坚守岗位，未经许可不得从事非 本工种作业，严禁酒后上班，不得在严禁烟火的地方吸烟、动火。
（4）按照作业要求正确穿戴个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽， 严禁赤脚或穿拖鞋进入施工现场。
（5）施工现场的临时用电严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》的 有关规定，采取防护措施，临时设施及变压器等外用电设施增设屏障、遮栏、围 栏或保护网等。
9、环境保护措施
9.1 全面运行 ISO14000 环境保护体系 昆明作为一个高速发展的现代化大都市，环境问题日益受到全社会的普遍关
注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，在本工程施 工的全过程中，我们将全面运行 ISO14000 环境保护体系标准，系统地采用和实 施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。 9.2 环境保护方针
我们的环境保护方针是： 生产目的：优化城市环境； 施工组织：考虑环境污染； 施工过程：控制环境污染； 竣工交付：满足环境要求。 9.3 持续改进和污染预防的承诺
我们在建设施工的全过程中，根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物 等环境因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。 预防为主，加强宣传，全面规划，合理布局，改进工艺，节约资源，为企业争取 最佳经济效益和环境效益。严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、 法规和有关规定。