桩基施工钻孔桩.docx
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桩基施工钻孔桩
昭通至巧家二级公路工程
钻
孔
灌
注
桩
施
工
方
案
重庆市建工集团有限责任公司
昭巧二级公路项目部一分部三工区
2010年5月1日
钻孔灌注桩施工方案
一、工程概况
按照《昭通至巧家（金塘）二级公路土建工程第3合同段两阶段施工设计图》，我工区施工范围（K31+700～K40+700）共有桥梁两座，里程分别为K36+502和K36+814。
桥梁设计为1联，上部结构均采用3×20米预应力T形连续梁。
下部结构采用钢筋混凝土桩柱式墩、桩基础，重力式“U”型桥台，明挖扩大基础。
按照设计图及地质勘探资料，桩基采用人工开挖，混凝土浇注成型。
因两座桥的位置都紧邻现状河道，在实际开挖过程中，地下渗水量较大，如采用人工开挖难度相当大，无论是进度，质量，安全都无法得到保障。
后结合现场实际情况，桩基采用钻孔桩，水下浇注混凝土成型。
二、编制依据
1、《公路工程技术标准》（JTGB01――2003）
2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60――2004）
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62――2004）
4、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041――2000）
5、《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81――2006）
6、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63――2007）
7、《公路工程抗震设计细则》（JJG/TB02-01-2008）
三、工艺流程
冲击钻机成孔灌注桩工艺流程图
制作护筒
泥浆制备
向钻孔注清水或泥浆
测量钻孔深度、斜度、直径
四、施工方法
（一）施工准备
1、熟悉图纸及施工技术规范，准确把握设计意图，特别要了解钻孔区地质水文资料，确定钻孔设备及材料等并准备充分。
2、混凝土浇注应考虑砼搅拌机与桩位的距离，安排好足够的搅拌设备及混凝土运输设备。
并在混凝土浇注前对搅拌机和混凝土运输设备进行全面检修，以保证混凝土施工的连续性。
3、安排好搅拌机操作员、及操作人员，保证在施工过程中的充足人力。
4、准备好钢筋笼加工、制作、起吊，用的钢筋切断机、调直机、焊机、钢筋弯曲机及吊车等。
5、施工材料的规格要求：
（1）水泥应采用品质的强度等级为62.5、52.5、42.5级的硅酸盐水泥，并且保证同一座桥在施工过程中采用同一品种水泥。
（2）粗骨料应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm，以防止混凝土浇注困难。
（3）细骨料宜采用河砂或机制砂，使用前应对细骨料的含泥量，粉尘含量等指标进行检测，保证满足施工用砂要求。
（4）普通钢筋采用R235或HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013－1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499－1998）的规定。
凡钢筋直径大于等于12mm者，采用HRB335热轧带肋钢筋；凡钢筋直径小于12mm者，采用R235（A3）钢筋。
本桥施工过程中R235钢筋主要采用了直径d=8mm与d=10mm两种规格；HRB335钢筋主要采用了直径d=12mm、16mm、20mm、22mm、25mm、28mm等规格。
（二）施工测量放线
1、采用挖机对桥桩附近场地进行平整和必要的夯实。
2、使用经过复测无误的导线点放样桩位，并用木桩等进行标示，并在桩位中心四周放样护桩，以方便后期的护筒就位
（三）护筒的就位
1、用挖机对桩位进行开挖，开挖深度应保证护筒在就位后高出地面0.3米或水面1.0～2.0米，开挖基底要平，必要时可配合人工进行平整，以保证护筒就位后垂直度满足要求。
2、用挖掘机护筒起吊至桩位附近，然后用卷扬机进行起吊后进行精确定位，保证护筒平面允误误差为±50mm，竖直线倾斜不大于1%。
3、护筒的埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2～4米。
有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.0米。
（四）泥浆制备及泥浆循环
钻孔中加入泥浆是防止塌孔的主要措施之一，以往很多塌孔事故，分析其原因，多是由于泥浆使用不当造成的，故应给予重视。
1、泥浆在钻孔中的作用
（1）、固壁作用：
泥浆在钻头冲击或挤压下，渗入孔壁四周形成一层泥浆保护层，隔断孔内外水流，防止孔壁受冲刷而坍塌。
且泥浆比重大于水，孔内泥浆浆位又高于孔外水位，故在孔内有一向外的压力，也有利于防止孔壁坍塌。
（2）、浮碴作用：
因泥浆比重大，与钻碴混合一起，可使钻碴悬浮起来，便于出碴。
（3）、冷却钻头：
使钻头保持一定硬度，减少钻头磨损。
2、泥浆比重
对泥浆比重有一定的要求。
泥浆太稀，排碴能力会受到影响，护壁效果也有所降低；泥浆太稠又会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
灌入钻孔中的泥浆，其比重在一般地层以1.1~1.3为宜，在松散易坍的地层以1.4~1.6为宜。
3、泥浆的制备
泥浆由黏土与水拌合而成，一般选择塑性指数大于17的黏土。
当缺少适宜的黏土时，可用较差的黏土，并掺入部分塑性指数大于25的黏土。
黏土的备料数量：
砂质河床时，黏土备料数量约为钻孔体积的70%~80%，砂、卵石层河床时，其数量约为钻孔体积的100%~120%。
泥浆的搅拌用泥浆搅拌机或人工调和而成，调好的泥浆贮存在泥浆池内，用泥浆泵泵入钻孔内。
为了节省黏土，利用从排浆孔排出的泥浆，经排泥沟排至沉淀池，将钻碴等杂质沉淀后，泥浆再流入泥浆池内，并补充清水再拌合泥浆。
5．泥浆循环
钻孔开始前通过制浆系统，将待钻孔内灌满已经配制的泥浆；钻孔施工时，用3PN泥浆泵不断地将储浆池内的泥浆泵送至钻孔桩钢护筒内，进行补充，以保证钢护筒内钻机排出的泥浆和泥浆循环系统供应的泥浆保持平衡。
钻进过程中应定时测定泥浆性能指标，当发现泥浆性能满足不了规范要求时，须及时加入添加剂对泥浆性能进行调整。
（五）钻孔桩成孔
冲击钻机成孔工艺如下：
1、机具布置：
本工程采用成品冲击钻机。
在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位，立好钻架，对准桩孔中心，拉好风缆绳，就可开始冲击钻进。
冲击钻锥主要由锥身、刃脚和转向装置三部分组成。
锥身重力越大，冲击破碎能量越大，钻进效率相应提高，但其总重不得超过卷扬机的起重能力。
本工程采用十字型锥头。
2、开孔：
开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。
如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（河中水位）1.5m~2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣后应及时补水。
护筒底脚以下2m~4m范围内属河床表面，一般比较松散，应认真施工。
一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁竖实不坍不漏。
在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1:
1投入沾土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。
必要时须重复回填反复冲击2~3次。
开孔或钻进遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石的比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。
3、用正式钻机正常钻进时，应注意以下事项：
（1）冲程应根据土层情况分别规定：
一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程（约75cm）。
冲程过高，对孔底振动大，易引起坍孔。
在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时，宜采用中冲程。
在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。
（2）在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形粘锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。
（3）要注意均匀地放松钢丝绳的长度。
一般在松软土层每次可松绳5cm~8cm，在密实竖硬土层每次可松绳3cm~5cm。
应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。
松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
4、用卷扬机简易钻机正常钻进时，除按正式钻机钻进的要求外，并应注意以下事项：
（1）冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。
当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时，宜采用1m~2m的中、小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。
（2）当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1m~1.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。
（3）当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用4m~5m的大冲程，使卵石、漂石或基岩破碎。
泥浆性能要求见前述。
（4）在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。
（5）为正确提升钻锥的冲程，宜在钢丝绳上油漆长度标志。
（6）在掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻钻。
5、掏渣：
破碎的钻渣，部分和泥浆一起被挤进孔壁，大部分靠循环泥浆清除出孔外。
6、检孔：
钻进中须用检孔器验孔。
检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4~6倍。
每钻进4m~6m，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软塑粘土、低液限粘土等）或更换钻锥前，都必须检。
用新铸成新焊补的钻锥时，应先用检孔器检孔到底后，才可放入新钻锥钻进。
不可用加重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。
当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置继续钻孔。
不得用钻锥修孔，以防卡钻。
7、钻孔的安全要求：
冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人身事故；因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以埋钻。
8、劳动组织
冲击成孔所需的人员，视所用的机具、设备而定，一般情况是：
用冲击钻机施工时，每台班共3人，其中司机兼记录1人，投粘土兼掏渣2人。
用卷扬机带动冲击钻具施工时，每台班共计4人，其中司机2人轮流作息兼作记录，投粘土兼掏渣2人。
另配备电焊工1~2人，及时焊补冲击饮锥。
（六）清孔
1、当钻孔达到设计标高后，应对孔深，孔径进行检查。
孔深：
用测绳量不小于设计。
（即比设计超深不小于50mm）
孔径：
用探孔器测不小于设计。
钻孔倾斜度：
在1%桩长内，且不大于500mm（用测壁仪或钻杆垂直法）
沉淀厚度：
不大于设计规定。
清孔后泥浆指标：
相对密度1.03~1.10，粘度17~20Pa.S。
含沙率＜2%，胶体率＞98%
2、清孔方法根据设计要求及机型而定，可根据情况采用抽浆、换浆、掏渣、空压机喷射等。
清孔拍渣时，必须保持孔内水头高于外部水头2m以上，以防止坍孔。
3、清孔后从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合不大于设计规定的沉淀度要求。
4、任何情况下，不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
（七）钢筋笼制作及吊装
1、钢筋骨架制作应符合设计及规范要求。
2、由于本项目施工的灌注桩多为20～30米，应根据钢材长度及吊装条件和加工场地条件分段制作再连接，接头应错开。
骨架外侧按设计设置保护垫块，间距按设计要求。
骨架顶端应设置吊环。
3、骨架入孔一般优选吊车，起吊应根据骨架长度编号入孔。
4、钢筋骨架制作、吊装要求：
主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，骨架外径±10mm。
骨架倾斜度0.5%，骨架保护层±20mm，骨架中心平面位置20mm。
骨架顶端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。
5、检测管安装：
钢筋笼下孔前，检测管应安装到位。
检测管上端高出基桩顶面20㎝，下至桩底，检测管每节长8m，最底下一节长度不大于12m，节间用套管连接。
安装时将检测管焊接于加劲钢筋之上，其底端用钢板焊牢封底，要求不漏水。
浇筑前往管内注满水，其上用塞子堵死。
为了保证质量，要求桩基逐桩埋设声测管，每桩等距布置4根于钢筋内侧。
6、骨架吊入后，灌注水下混泥土前，应再次检查孔内泥浆性能指标及孔底沉淀厚度，不符合要求时应第二次清孔。
清孔完毕应及时浇注水下混凝土。
7、骨架安放完后，应对骨架底面高程检查，标准为±50mm（方法用水准仪测量骨架顶面高程后反算）。
（八）浇注水下混凝土
1、灌注水下混凝土的搅拌机械等的能力，应满足桩孔在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间，若计算灌注时间可能长于首批混泥土初凝时间，应掺入缓凝剂。
2、灌注水下砼时，首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度,即H2-H1≧1m.（H1是导管底至桩底的间距，取0.4m；H2是首批砼灌入桩内能达到的高度）。
3、本项目混凝土采用搅拌机拌料，混凝土罐车运输至现场。
4、灌注中，导管埋置深度控制在3~6m，灌注中应经常测深孔内混凝土面位置，导管应随之调整。
5、灌注砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土灌注速度，防止钢筋骨架上浮。
当混凝土面上升到骨架底以上4m时，应提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上。
及可恢复正常灌注速度。
6、灌注桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5~1.0m，以保正砼的强度，多于部分在下一工序施工前凿除，残留桩头应无松散层。
7、灌注过程中，应将孔内溢处的水和泥浆引流到适当地点，不得污染环境和河流。
8、每桩灌注砼时，试件不少于2~4组，进行砼抗压强度试验。
五、钻孔灌注桩安全施工要点
1、钻机安设必须平稳，牢固，钻架应加设斜撑或缆风绳。
2、操作平台搭设牢固，四周设防护栏杆，立显著标志牌，严禁闲人如内。
3、采用冲击钻时，选用钻锥、卷扬机和钢丝绳应经常检查、保养，特别是对钢丝绳的损伤检查，当断丝超过5%时，必须立即更换。
钢丝绳与钻头连接的夹子数，应按等强度安装。
4、卷扬机卷筒上的钢丝绳，不得全部放完，最少保留3圈，卷扬机在卷扬钢绳时，严禁任何人跨越。
钻进时，卷扬机变速器换档，应事先停车，挂上档后，方可开车。
5、钻孔中，设专人监测孔内水位高度及泥浆稠度，以防坍孔。
6、钻孔中发生事故，除需排除时，严禁作业人员下孔内处理。
7、已埋设护筒未开钻或已成桩未浇注时，应加设护筒顶盖或安全格栅网，防人坠入。
8、泥浆池应设防护围栏，并设立警示标志。
9、钻孔桩质量标准实测项目如下表：
项次
检查项目
规定值或允许偏差值
检查方法和频率
权值
1
混凝土强度（Mpa）
在合格标准内
按附录D检查
3
2
桩位（mm）
桩群
100
全站仪或经纬仪：
每桩检查
2
排架桩
允许
50
极值
100
3
孔深（m）
不小于设计
测绳量：
每桩测量
3
4
孔径（㎜）
不小于设计
探孔器：
每桩测量
3
5
钻孔倾斜度（㎜）
1％桩长，且不大于500
用侧壁（斜）仪或钻杆垂线法：
每桩检查
1
6
沉淀厚度（㎜）
摩擦桩
符合设计要求，当设计无要求时。
对于直径≤1.5m，≤300㎜；对于桩径＞1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩，≤500㎜
沉淀盒或标准测锤：
每桩检查
2
支承桩
不大于设计规定
7
钢筋骨架底面高程（㎜）
±50
水准仪：
测每桩骨架顶面高程后反算
1
升级会员 