隧道明挖段立柱樁施工綜合技術(shù)方案一、工程概況本工程為隧道明挖段支護(hù)體系關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，采用"鉆孔灌注樁+鋼立柱"組合形式作為臨時支撐立柱樁，總計110根。根據(jù)結(jié)構(gòu)功能分區(qū)差異，工作井區(qū)域采用φ900鉆孔灌注樁與4L160×16Q235B角鋼格構(gòu)柱組合結(jié)構(gòu)，格構(gòu)柱截面460×460mm，綴板規(guī)格350×300×12mm，間距800mm；岸邊段采用φ609×16mm鋼管柱替代格構(gòu)柱，鋼管底部設(shè)置鋼托盤與混凝土支撐連接。所有立柱樁均采用一柱一樁設(shè)計，鋼立柱插入樁身深度3m，樁身混凝土強(qiáng)度等級C35，單樁承載力特征值不低于2800kN。地質(zhì)條件自上而下分布為：①2-3層軟塑狀粘土（厚2.5-4.0m，γ=19kN/m3，c=22kPa，φ=12°）；②4層流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（厚3.0-6.5m，γ=18kN/m3，c=15kPa，φ=8°）；③6層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土（厚4.5-8.0m，γ=18.5kN/m3，c=18kPa，φ=10°）；④7-1層粉細(xì)砂（厚5.0-10.0m，γ=19.5kN/m3，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=15-25擊）；下部為8層、9層密實粉細(xì)砂層。地下水位埋深1.2-2.0m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。技術(shù)參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)：樁位偏差≤50mm，孔深≥設(shè)計值，孔徑≥900mm，鉆孔傾斜度≤1/300，沉渣厚度≤100mm，鋼立柱定位偏差≤20mm，垂直度偏差≤1/300，插入深度誤差≤50mm。每根樁設(shè)置2根φ50mm注漿管，采用樁端后注漿工藝提高單樁承載力。二、施工組織管理（一）人員配置設(shè)立項目經(jīng)理部，配置如下關(guān)鍵崗位人員：項目經(jīng)理1人（持一級建造師證）技術(shù)負(fù)責(zé)人1人（高級工程師）施工員3人（持施工員證）質(zhì)量員2人（持質(zhì)量員證）安全員2人（持注冊安全工程師證）測量工程師2人（持測繪工程師證）機(jī)械操作手8人（持特種作業(yè)證）鋼筋工15人、電焊工6人（持焊工證）普工20人（二）機(jī)械設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)旋挖鉆機(jī)SR280R2臺最大鉆孔直徑1.5m，最大孔深60m回旋鉆機(jī)GPS-201臺轉(zhuǎn)盤扭矩20kN·m，正循環(huán)鉆進(jìn)汽車吊25t1臺主臂長33.5m鋼筋籠滾焊機(jī)YG-20001臺加工直徑500-2000mm泥漿循環(huán)系統(tǒng)3PNL3套流量150m3/h，揚(yáng)程25m混凝土輸送泵HBT601臺理論輸送量60m3/h全站儀TrimbleS91臺測角精度0.5″，測距精度1mm+1ppm水準(zhǔn)儀LeicaLS151臺測量精度±0.3mm/km（三）材料管理鋼材：Q235B角鋼、Q345B鋼管、HRB400E鋼筋進(jìn)場需提供質(zhì)保書，并按規(guī)定進(jìn)行力學(xué)性能和重量偏差檢驗，每批鋼筋取樣數(shù)量為：拉伸試驗2個/批，彎曲試驗2個/批，重量偏差10個/批?；炷粒翰捎蒙唐坊炷?，坍落度控制在180±20mm，初凝時間≥6h，每車混凝土需檢測坍落度，每50m3制作1組抗壓試塊，抗?jié)B試塊每100m3制作1組。泥漿材料：采用優(yōu)質(zhì)膨潤土（蒙脫石含量≥70%），摻加純堿（Na?CO?）調(diào)節(jié)pH值至8-10，CMC（羧甲基纖維素）改善泥漿粘度。三、施工工藝流程采用"測量放樣→場地硬化→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→成孔→一次清孔→鋼筋籠制作安裝→鋼立柱安裝定位→二次清孔→混凝土灌注→樁頂處理→后注漿"的施工流程，關(guān)鍵工序采用BIM技術(shù)模擬和三維掃描監(jiān)測。四、關(guān)鍵施工工藝（一）測量放樣建立施工控制網(wǎng)：采用全站儀按二級導(dǎo)線精度建立平面控制網(wǎng)，四等水準(zhǔn)精度建立高程控制網(wǎng)，控制點設(shè)置在基坑影響范圍外30m處，采用混凝土墩加強(qiáng)制對中裝置保護(hù)。樁位放樣：使用全站儀采用極坐標(biāo)法放樣，每樁設(shè)置十字護(hù)樁（采用φ20mm鋼筋打入地下0.5m，露出地面10cm），護(hù)樁距樁中心1.5-2.0m，用混凝土固定。放樣完成后填寫《測量放樣記錄表》，報監(jiān)理復(fù)核。（二）成孔施工1.護(hù)筒埋設(shè)采用10mm厚鋼板卷制護(hù)筒，內(nèi)徑1000mm，高度2.0m，頂部開設(shè)2個溢漿孔。人工開挖護(hù)筒坑，直徑1200mm，深度1.5m，放入護(hù)筒后調(diào)整垂直度≤1/1000，回填粘土分層夯實（每層30cm，用打夯機(jī)夯實），護(hù)筒頂高出地面30cm，周圍設(shè)置排水溝。2.鉆機(jī)選擇與鉆進(jìn)參數(shù)針對不同地層選擇鉆進(jìn)工藝：上部粘土層采用旋挖鉆干孔作業(yè)；進(jìn)入砂層后采用泥漿護(hù)壁，回旋鉆正循環(huán)鉆進(jìn)。旋挖鉆參數(shù)：粘土層鉆速1.0-1.5m/min，砂層0.5-0.8m/min，鉆斗轉(zhuǎn)速15-20r/min，提升速度0.8-1.2m/s?；匦@參數(shù)：鉆頭直徑890mm，轉(zhuǎn)速30-40r/min，鉆進(jìn)壓力15-20kN，泥漿泵量250-300m3/h，泥漿比重1.15-1.25。3.泥漿制備與管理泥漿配合比：膨潤土8%、純堿0.5%、CMC0.05%、水91.45%，泥漿性能指標(biāo)：粘度18-22s，比重1.05-1.20，含砂率＜4%，膠體率＞95%。設(shè)置三級泥漿循環(huán)系統(tǒng)：沉淀池（3m×4m×2m）、循環(huán)池（4m×5m×2m）、儲漿池（3m×3m×2m），采用泥漿分離器分離鉆渣，廢棄泥漿經(jīng)脫水處理后外運(yùn)。4.成孔檢測終孔后采用JJC-1D型孔徑儀檢測孔徑、孔斜，使用測繩（經(jīng)校準(zhǔn)）測量孔深，測繩刻度誤差≤1cm。沉渣厚度采用平底測錘（φ150mm，重5kg）檢測，測錘自重與鋼絲繩重量比≥1:1.5。（三）鋼筋籠與鋼立柱安裝1.鋼筋籠制作采用數(shù)控鋼筋籠滾焊機(jī)加工，主筋φ25mm，間距150mm，箍筋φ10mm@200mm，加強(qiáng)筋φ16mm@2000mm，保護(hù)層墊塊采用C40砂漿墊塊（70mm×70mm×70mm），每2m設(shè)一道，每道4塊。鋼筋籠分節(jié)長度9m，主筋連接采用直螺紋套筒（I級接頭），絲頭加工長度28mm，連接后外露絲扣≤2牙，每節(jié)鋼筋籠設(shè)置4個吊點（采用φ20mm吊筋）。2.鋼立柱加工格構(gòu)柱采用4L160×16角鋼焊接成型，綴板350×300×12mm，間距800mm，四角焊縫高度8mm，焊接后進(jìn)行超聲波探傷檢測（Ⅰ級焊縫標(biāo)準(zhǔn)）。鋼管柱采用無縫鋼管，底部3m范圍設(shè)置4道加勁環(huán)（δ=16mm），頂部設(shè)置定位法蘭盤（δ=20mm）。鋼立柱出廠前進(jìn)行熱浸鍍鋅防腐處理，鋅層厚度≥85μm。3.安裝定位采用25t汽車吊雙點起吊（吊點設(shè)置在0.3L和0.7L處），鋼筋籠與鋼立柱在孔口采用法蘭盤臨時連接，整體吊放。鋼立柱定位采用"井"字形校正架（由20#槽鋼制作），校正架設(shè)置4個微調(diào)螺栓（調(diào)節(jié)精度1mm），使用2臺經(jīng)緯儀（精度2″）雙向觀測垂直度，調(diào)整完成后將校正架與護(hù)筒焊接固定。（四）混凝土灌注導(dǎo)管選用φ250mm×3m螺旋快速接頭導(dǎo)管，使用前進(jìn)行水密性試驗（試驗壓力0.6MPa，保壓15min無滲漏），導(dǎo)管底部距孔底300-500mm。二次清孔采用氣舉反循環(huán)法，清孔后泥漿比重≤1.15，沉渣厚度≤100mm，清孔完成后30min內(nèi)必須開始灌注混凝土。首灌混凝土量計算：V=πD2H/4+πd2h/4，其中D=1.0m（護(hù)筒直徑），H=1.8m（首灌埋管深度），d=0.25m（導(dǎo)管直徑），h=6.0m（導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度），計算得V=1.5m3，采用1.8m3料斗確保首灌埋管深度≥1.0m。灌注過程中導(dǎo)管埋深控制在2-6m，提升導(dǎo)管時保持軸線豎直，避免碰撞鋼筋籠，混凝土面上升速度≥2m/h，灌注至樁頂設(shè)計標(biāo)高以上1.0m（超灌部分待鑿除）。（五）后注漿施工注漿管采用φ50×3.5mm焊接鋼管，底部2m范圍鉆φ8mm注漿孔，梅花形布置，孔間距150mm，管口設(shè)置止回閥。注漿參數(shù)：水泥采用P.O42.5R，水灰比1.0-1.2，注漿壓力2.0-3.0MPa，單樁注漿量2.5-3.0t，注漿速率50-100L/min。注漿時機(jī)：混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%后進(jìn)行（一般為成樁后7-10d），采用"先稀后濃、先慢后快"的原則，當(dāng)注漿壓力達(dá)到3.0MPa或注漿量達(dá)到設(shè)計值時停止注漿。五、質(zhì)量控制措施（一）關(guān)鍵工序質(zhì)量控制成孔質(zhì)量：每樁檢查孔位、孔深、孔徑、垂直度，不合格樁堅決返工，返工后重新驗收。鋼立柱定位：采用"三檢制"（班組自檢→技術(shù)員復(fù)檢→監(jiān)理驗收），驗收合格后簽署《鋼立柱定位驗收表》?；炷凉嘧ⅲ喝瘫O(jiān)控混凝土坍落度（每車檢測）、導(dǎo)管埋深（每30min記錄一次）、混凝土面高度（采用測繩測量），制作《混凝土灌注記錄表》。（二）試驗檢測計劃鋼材原材：每60t為一批次取樣送檢，檢測屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能。焊接接頭：每300個接頭為一批次，檢測抗拉強(qiáng)度。混凝土試塊：每50m3制作1組抗壓試塊（3塊），標(biāo)養(yǎng)28d后檢測抗壓強(qiáng)度。樁身質(zhì)量：采用低應(yīng)變反射波法檢測樁身完整性（100%檢測），抽3%進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗。（三）常見質(zhì)量問題處理孔壁坍塌：立即提鉆，向孔內(nèi)投入粘土+碎石（1:1）混合物，靜置24h后采用小沖程鉆進(jìn)，泥漿比重提高至1.30。鋼立柱偏位：偏差≤30mm時采用熱校正法（局部加熱至600-800℃，緩慢校正）；偏差＞30mm時返工處理。斷樁：超聲波檢測發(fā)現(xiàn)斷樁位置后，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆芯至斷樁位置以下1m，植入φ20mm鋼筋，高壓注漿填充后重新成樁。六、施工進(jìn)度計劃采用Project軟件編制進(jìn)度計劃，關(guān)鍵線路為：測量放樣→護(hù)筒埋設(shè)→成孔→鋼筋籠安裝→混凝土灌注→后注漿。準(zhǔn)備階段：7d（場地平整、設(shè)備進(jìn)場、材料報驗）成樁施工：110根樁，采用3臺鉆機(jī)平行作業(yè)，每臺鉆機(jī)每天完成1.5根樁，計劃工期25d后注漿：成樁后7d開始，每天完成15根，計劃工期8d檢測驗收：10d總工期控制在50d內(nèi)七、安全文明施工（一）安全防護(hù)措施施工現(xiàn)場設(shè)置連續(xù)封閉圍擋（高度2.5m），進(jìn)出口設(shè)置洗車平臺（含三級沉淀池），配備8個干粉滅火器（4kg）、2個消防沙箱（2m3）。鉆機(jī)作業(yè)區(qū)設(shè)置警戒線（距離孔口3m），夜間懸掛紅色警示燈，孔口設(shè)置防護(hù)蓋板（δ=5mm鋼板）。特種作業(yè)人員持證上崗，每日進(jìn)行班前安全技術(shù)交底，每周開展安全隱患排查，建立《安全隱患整改臺賬》。（二）環(huán)境保護(hù)措施施工噪聲控制：選用低噪聲設(shè)備，夜間（22:00-6:00）禁止施工，確需施工時辦理夜間施工許可，噪聲排放≤55dB。揚(yáng)塵控制：場區(qū)主要道路硬化（200mm厚C20混凝土），配備霧炮機(jī)（覆蓋率30m），裸土覆蓋率100%。廢水處理：鉆孔廢水經(jīng)三級沉淀（投加PAC絮凝劑）處理后回用，COD≤100mg/L，SS≤70mg/L。（三）應(yīng)急管理編制《立柱樁施工應(yīng)急預(yù)案》，成立應(yīng)急小組（項目經(jīng)理任組長），配備應(yīng)急物資：應(yīng)急發(fā)電機(jī)（200kW）1臺、潛水泵（5.5kW）3臺、急救箱2個、應(yīng)急照明設(shè)備5套。每季度組織一次應(yīng)急演練，演練內(nèi)容包括觸電事故、孔壁坍塌、機(jī)械傷害等場景處置。八、驗收標(biāo)準(zhǔn)與流程（一）驗收標(biāo)準(zhǔn)主控項目：樁位偏差、孔深、孔徑、混凝土強(qiáng)度、樁身完整性、鋼立柱垂直度必須符合設(shè)計要求。一般項目：沉渣厚度、泥漿指標(biāo)、鋼筋籠保護(hù)層厚度、混凝土灌注充盈系數(shù)（1.0-1.3）等允許有偏差，但需在規(guī)范范圍內(nèi)。（二）驗收流程施工