机械旋挖灌注桩在日照原油库冬季施工中的应用

朱国春

北京东方新星石化工程股份有限公司 北京 100070

机械旋挖灌注桩在日照原油库冬季施工中的应用

朱国春

北京东方新星石化工程股份有限公司 北京 100070

由于施工作业的连续性，机械旋挖灌注桩冬季施工中质量和安全的控制是保障大型油罐建设的根本。

原油商储库 地基处理 机械旋挖 灌注桩 冬季施工

日照原油商储库位于日照岚山海边空旷地，建有32台10万m3浮顶储罐，共分8个罐组，每个罐组4台10万m3罐，其中的罐组七的地基处理采用机械旋挖灌注桩基础，每台罐517根，设计桩长为18～23m，直径0.8m，要求单桩静载特征值fk不低于3000kN。现场于2010年1月16日开工，2011年3月29日结束，投入BG15、BG18、BG22旋挖钻机共8台，施工作业贯穿整个冬季。由于该地区气候条件恶劣，为保证机械旋挖灌注桩在冬季施工中的质量和安全，对桩基施工进行了严密的部署和安排。

1 施工安排和施工部署

1.1 施工安排

根据《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）,室外日平均气温连续5d低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5℃时解除冬期施工。根据日照地区的气候特点及有关资料，11月中旬至次年3月下旬为冬期施工期，时间长，要采取施工措施，保证施工期间的工程质量和安全。

根据现场实际情况，此工程冬期施工的主要工程内容包括：旋挖灌注桩成孔施工，钢筋笼焊接制作，灌注桩混凝土灌注等。

1.2 施工部署

在冬期来临之前，根据建设单位的统一部署，在项目经理的领导下，认真做好组织措施、技术措施、经济措施等工作。

（1）编制好冬期施工方案，必须确保工程质量，做到安全施工。冬季施工的措施方案经济合理，能使增加的费用最少，并减少能源消耗，缩短工期。

（2）做好施工人员的定岗工作，并组织技术业务和安全培训，学习工程范围内的有关知识，明确职责，合格后方可上岗工作。

（3）及时做好天气预报的收听和发布工作，防止寒流突然袭击，并做好测温工作，派专人做好记录。

（4）做好现场的各项准备工作，保证施工期间各项工作的顺利进行。做好安全和防火措施，确保施工期间HSE目标的实现。

（5）工程使用混凝土全部采用商品混凝土，应该根据现场施工的具体情况提前向供应商确定需求计划和相关的技术要求，确保商品混凝土的供应和质量。混凝土外加剂由混凝土供应商根据设计和冬季施工的技术要求进行准备和配制。要求供应商提供混凝土的配合比报告，做好相关的检测工作。

2 冬期施工准备

2.1 组织准备

采取冬季施工的时间为，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃，应立即采取冬期施工措施，以防止桩基工程遭受冻害。冬期施工要做好组织准备，使施工作业组织有序。

2.1.1 冬季施工领导小组架构

成立以项目经理为第一责任人的冬季施工领导小组（见图1）。

2.1.2 组织措施

进入冬季施工，在入冬前应组织专人编制冬季施工方案，内容包括：施工方法，材料的供应计划，安全防火措施，质量检查制度等。

进入冬季施工前，对混凝土试块养护人员进行专门培训，学习工程范围内的有关知识，明确职责，专人负责。

安排专人收集信息，并做好记录（主要是天气预报），及时了解天气情况，防止寒流的袭击，积极采取预防措施。

组织有关管理人员对施工人员开交底会，并进行书面施工交底，确保落实到每个操作工，保证冬季施工方案的有效实施。

2.2 技术准备

冬期到来之前，组织有关人员根据工程的特点、设计要求、现场的实际情况编制施工方案，并按施工方案进行技术交底，提出冬期施工计划，为施工提供技术准备，同时与相关单位做好技术协调工作。及时了解天气预报情况，并进行记录。

2.3 物质准备

2.3.1 保温材料

冬期施工所用的保温材料要求其保温性能好、价格便宜、就地取材，有防火要求的部位根据具体情况采用有良好防火性能的材料。

2.3.2 现场设置临时保暖工棚和防风棚

现场对接焊和搭接焊均在保暖棚或防风棚中进行，保暖棚和防风棚均用脚手架钢管搭设，彩钢板围护。

2.3.3 冬期施工仪器仪表的准备

大气温度测试用－50℃～+50℃的温度计，室内测温用干湿温度计。还应准备各种测温用表格及文具。

2.3.4 应急物资明细表

表1 应急物资明细表

2.3.5 机具设备防护措施

所有燃油设备都需加入防冻液以防缸体冻裂，油品根据气温变化选择符合标号要求的油品，钢筋笼制作的机具等固定设备需要搭设防护棚防冰雹、雪等。所有的移动设备要用彩条布覆盖以防冻、防雨雪。

2.4 现场准备

2.4.1 排水设施

施工场地周围及道路两侧设置排水沟。对已破坏的排水沟要进行清理和重新开挖，保证排水畅通。还应检查场内外的排水设施，确保排水设备的完好，以保证冬期雨雪或结冰融化后能在较短的时间内排出积水，消除现场施工用水造成场地结冰现象。

2.4.2 其他设施

对配电箱采取良好的接地措施，电缆及其接头进行架空并做好防雨雪措施，定期检查。电缆铺设前应经过测试，不合格电缆禁止使用。对过路电缆采用穿过路管保护，漏电接地保护装置应灵敏有效，冬期施工前对施工线路进行一次全面检查，并做好记录，施工期间定期和不定期检查。

电焊机、电焊机棚、休息棚、现场办公室等应接地良好，用电设备有完好的漏电保护装置。材料堆放场地要高于地面并在地面铺满碎石。材料的摆放不能直接放于地面，应下垫上盖，不同种类、材质的材料分别摆放。

经常检查现场各种机具、设备的防雨雪设施情况，保证机具入棚和具备防雨雪功能。

电焊条应放于库房内，焊条距地面不小于200mm，焊条使用前必须经过烘干，焊条领用后在使用时要采用有盖的焊条桶。

电工作业必须穿绝缘劳保鞋。

各种用电设备下班前必须断开电源；施工用配电箱、电焊机、乙炔瓶、氧气瓶等加防雨雪罩。

车辆保证刹车良好，现场照明良好，施工现场限速15km/h。雷雨天和6级以上的大风禁止吊装作业。

施工场地积雪后及时清扫并清运。

3 冬期施工的质量措施

3.1 一般要求

（1）成立以项目经理为负责人的冬期施工领导组织体系，分工明确，责任到人，上下一心，确保各项工作落实到位；

（2）混凝土工程冬期施工期间除按常温的施工要求外，还应按冬期施工的技术要求进行检查和测试；

（3）加强混凝土试块养护温度的测量，并做好记录；

（4）施工前进行冬期施工技术交底，并做好检验工作，由专人负责确保每道工序都能按规程施工；

（5）每道工序结束后，有专职质验员及时进行质量检查，发现问题及时处理，以防冬期施工环境不利造成安全隐患；

（6）认真贯彻执行冬期施工方案，如需变更，要经建设单位同意，并上报冬期施工补充方案；

（7）组织定期的冬期施工检查，发现问题及时解决，对好的冬期施工经验要及时推广。

3.2 质量保证体系

为了冬期施工的顺利进行和施工质量符合设计、规范的要求，在施工期间要加强现场质量监督和管理，确保工期和质量，建立健全切实可行的质量管理体系（见图2）。

3.3 保证钢筋笼制作施工质量措施

（1）钢筋母材及成品半成品钢筋材料需堆放整齐、覆盖、铺垫到位。

（2）钢筋焊接未冷却时不能接触冰雪，环境低于-15℃时不能进行焊接。

（3）下钢筋笼前要将钢筋笼上附着的冰雪清理干净。

3.4 保证成孔泥浆质量措施

（1）保证管线畅通，停工转场时及时清理管线内残留泥浆，防止管线冻涨开裂。

（2）施工废浆、废渣指定地点排放，不得覆盖桩点。

3.5 灌注施工质量措施

（1）严格把握施工工序，协调好商品混凝土供应时间，尽量减少商品混凝土在施工现场等待时间，保证商品混凝土的温度。

（2）对灌注导管及接头、丝扣部位及时清理，防止附着薄冰，缩短灌注时间。

（3）成桩后桩头及时用回填土覆盖，覆盖厚度超过冻层厚度，以确保桩头混凝土强度。

（4）现场设专人做好每日测温，并做好记录。

4 冬期施工技术措施

4.1 钢筋笼制作技术措施

4.1.1 一般要求

（1）钢筋堆放场地应夯实，并高于现场地面，用砌砖垒起200mm，避免钢筋因雨水或雪水浸泡而生锈。加工好的成品、半成品雨雪天应覆盖，防止锈蚀。大风雷雨和大雪天气时，禁止吊装钢筋笼，防止发生安全事故。

（2）成孔灌注前，清除钢筋笼上的积雪、冰屑。必要时用热空气（喷灯）加热。处理完后，尽快进行下道工序。

（3）在气温低于0℃时，使用的钢筋应加强检验，在运输和加工过程中，防止撞击和刻痕。

（4）雨雪前应将钢筋覆盖。

4.1.2 钢筋焊接

冬季在负温条件下焊接钢筋，应尽量安排在室内进行。如必须在室外焊接，其环境温度不得低于-15℃。风速大于8m/s时,应有挡风措施。焊接后未冷却的接头，严禁碰到冰雪。

钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。应对施焊后的全部接头的外观质量进行自检，并剔除不合格品；焊后的接头严禁立即碰撞到冰屑，避免出现冷脆现象。

4.1.2.1 负温闪光对接焊

（1）负温下钢筋闪光对接焊，当环境温度低于-5℃时，按规定调整焊接工艺参数。负温闪光对接焊宜采取预热闪光焊或闪光—预热—闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，应采用预热闪光焊；断面不平整时，宜采用闪光—预热—闪光焊。预热时的接触压力适当提高，预热间歇时间适当增加。

（2）负温闪光对接焊与常温对接焊相比，应采取以下措施：

调伸长度增加10～20%，以利于增大加热范围，增加预热流量、预热次数、预热间歇时间和预热接触压力，降低冷却速度，改善接头性能。

控制热影响区长度。热影响区长度随钢筋级别、直径的增加而适当增加。

变压器级数降低1～2级，以能保证闪光顺利为准。

在闪光过程开始以前，可将钢筋接触几次，使钢筋温度上升，以利于闪光过程顺利进行。烧化过程中期的速度适当减慢。

4.1.2.2 负温手工电弧焊

钢筋负温电弧焊时，必须防止产生过热、烧伤、咬边、裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。

总之，在环境温度低于-5℃时，即为钢筋“低温焊接”，严格执行钢筋低温焊接工艺，严禁焊接过程中直接接触到冰雪。风雪天气时，焊接操作部位需采取封闭围挡保温措施，使焊接部位缓慢冷却，防止焊接完毕后接头温度下降过快，造成冷脆，影响焊接质量。

4.2 混凝土灌注施工技术措施

（1）本工程混凝土全部采用商品混凝土，在冬季施工前，根据设计和施工技术要求向商品混凝土供应商就混凝土的可施工性、防冻、外加剂等问题提出技术要求，由混凝土供应商对混凝土的原材料、搅拌、运输、配合比和有关技术指标负责质量控制。本工程现场对每车混凝土进行坍落度检测和温度测试。

（2）混凝土运输车要采用包裹保温措施，应尽量减少混凝土发车与灌注时间，尽量不要在交通高峰堵车时浇筑混凝土，减少混凝土的热量损失，保证混凝土的灌注温度在5℃以上。

（3）施工前应注意收听天气预报，避免雨雪天气灌注混凝土。现场要加强混凝土坍落度的检测，保证混凝土的强度。

（4）混凝土灌注应尽可能避开负温、大风（大于5级）天气，如难以避开，应采取适当的措施。灌注完毕后应尽快用干土覆盖桩头达到保温的目的。

（5）混凝土试块的标养应在室内进行，当室外温度在5℃～-5℃之间交替变化时可用1层塑料薄膜和2层麻袋保温养护。养护期间，混凝土表面温度与环境温度之差保持不大于20℃。

5 冬季施工安全措施

5.1 冬季施工安全教育

（1）必须对全体职工定期进行安全技术教育，结合本工程工期长、难度大的特点，在冬季施工前做好安全技术交底，配备好安全防护用品。

（2）对作业人员进行安全教育和操作规程的教育，尤其是对变换工种的作业人员更要加强安全教育和安全交底；

（3）特殊工种必须持证上岗；

（4）采用新设备、新机具、新工艺时要对作业人员进行机械性能、操作方法等安全技术交底；

（5）所有的工程施工组织设计和施工方案都必须有安全技术措施，并有详细的技术方案，否则不许动工。

5.2 现场安全管理

（1）健全现场值班制度，发现问题及时处理。现场值班人员和专职安全管理人员每天进行安全设施的检查，发现隐患及时整改消除，并做好记录；

（2）现场用的各种材料，如氧气瓶、乙炔瓶等，存放应符合安全要求，并加强管理；

（3）检查各类消防器材，确保其灵敏有效；

（4）加强季节劳动保护工作。冬季施工要做好防滑、防冻、防跌倒，禁止雨雪结冰后机动车辆上路，雨雪天后要及时清扫；

（5）高处作业要系安全带，雨雪和六级以上的大风天气禁止高处作业，现场人员劳保着装要整齐，不戴安全帽不准进入施工现场；

（6）做好旋挖成孔的保护工作，成孔后应立即盖上井篦，并设置警戒带，以免人员坠落和其它杂物掉入孔中；井口周围禁止堆放杂物；

（7）施工现场的泥浆池、油料存放处应围警戒带，设标示牌，并加强管理。

5.3 冬季施工现场临时用电安全管理

（1）编制临时用电施工组织设计和制定安全用电技术措施及电气防火措施。

（2）外电线路的安全距离，必须符合JGJ46—99《施工现场临时用电安全技术规范》的具体规定。

（3）接地与接零保护系统采用TN－S系统。保护零线与工作零线不能混接。

（4）配电箱、开关箱符合“三级配电两极保护”的要求，做到“一机、一闸、一漏、一保”的要求，电箱要有门、有锁、有防雨措施。

（5）照明专用电路要有漏电保护，室内线路及灯具安装高度不得低于2.4m，潮湿作业在12V安全电压以下进行。

（6）配电线路的电线不得老化、破皮。使用五芯线或电缆。（7）不能用其它金属丝代替熔丝。

（8）现场设专职电工负责安装、维护和管理用电设备，严禁非电工作业人员随意拆改；

（9）施工现场严禁使用裸线，电线铺设要防砸、防碾压，防止电线冻结在冰雪中。大风雪后应对供电线路进行检查，防止断线造成触电事故；

（10）电气开关箱能防雨、防水、防冰雪；

（11）施工用电的电缆应由专业电工进行可靠的架设并维护；

（12）电源开关，控制箱等设施要统一布置，加锁保护，防止乱拉电线，设专人负责管理，防止漏电触电。经常机动的机具导线不得在地面上拖拉，不得侵入水中，应架空并绝缘良好；

（13）用电档案内容齐全并由专人管理，电工巡视维修记录并填写真实。

5.4 安全与防火

（1）现场火源，要加强管理，使用的氧气和乙炔要防止爆炸；

（2）电源开关、控制箱等设施要加锁，并设专人管理，防止漏电触电；

（3）冬季现场施工及临时工棚内严禁用明火取暖，应制定防火安全注意事项，并将责任落实到人；

（4）工程临海，海风大，冬季气候干燥，需要明火作业时做好监护工作，在使用明火时要做好防火措施，在施工现场要配备足够数量的消防器材，现场设置临时休息地，施工区内禁止吸烟。

（5）除准备灭火器外，现场办公区应准备一个消防桶，备好水源用以防火。

5.5 防滑和防冻

冬季雨雪后，施工现场应及时清扫和排水。要求作业人员穿防滑鞋，并在施工现场铺设草垫或碎石防滑；

冬季施工应在现场搭设保暖棚，及时做好防冻保暖工作，防止冻伤。

5.6 解除冬季施工后的现场安全文明施工的管理

随着气温的回升，连续7昼夜不出现负温度方可解除冬期施工。但要注意以下几点：

（1）观察泥浆池周边的稳定性，冻土的解冻情况，应有专人负责观测；

（2）材料的堆放场应进行检查和整理，防止料堆在土层冻融中倒塌；

（3）对不再需要的临时保暖工棚要及时拆除，材料堆放整齐。

桩基工程于2011年3月初全部完成，经过检验测试，桩基全部达到了优良。该罐组经充水试压、监测显示，稳定性良好，2012年6月底正式投入使用，目前运行安全稳定，得到了建设单位和设计单位的一致好评。

TU 472

B

1672-9323（2012）06-0087-04

2012-11-02）