桩基础施工方案.docx

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桩基础施工方案

第一章桩基础施工方案

根据本工程的地质条件，采用冲孔钻机进行桩基施工。

桥台的桩基施工必须在桥头填筑、预压完成后，方可进行。

本工程桥梁施工分东引桥、西引桥、主桥三部分，东引桥先开始施工，东引桥26#～36#墩桩基合计22根，计划投入6台冲孔钻机，35日完成。

本桥桩基合计88根，计划投入10台钻机进行施工，3个月内完成，其中主桥墩20#、21#墩各2台，东引桥4台，西引桥2台。

其施工工艺详见桩基础施工工艺流程图。

1.测量放样

放样前先进行场地平整。

项目部测量组根据桩基座标放样图用全站仪放出桩基中心桩，设立护桩，并由总监办对桩基中心桩位进行复测，校核无误后方可开钻。

在成桩过程中由项目部测量组多次进行复测、监控，以保证成桩后桩基础的位置满足施工规范及设计要求。

2.护筒制作与安放

护筒采用厚度为10mm的A3钢板卷制而成的钢护筒，内径比桩径大20cm，高度为2.5m一节，挖坑埋设，埋置深度不小于2m，下沉过程中严格控制护筒的位置和垂直度，护筒顶面高出地面30cm，高出施工水位或地下水位l.5m，以上以防止杂物、地面水落入或流入井孔内。

在施工中，尽量将护筒回收，以节约成本。

3.造浆

泥浆是粘土和水的拌和物，由于比重大，净水压力大，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔隙水渗流，保护孔壁免于坍塌，同时，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。

在钻进过程中不断用试验仪器对泥浆的各项性能指标进行测试，根据泥浆性能和地层情况及时调整泥浆的浓度，必要时添加外加剂。

泥浆的性能指标见表1。

表1泥浆性能指标选择

钻孔

方法

地层

情况

泥浆性能指标

相对密度

粘度（Pa·s）

含砂率（％）

胶体率（％）

失水率（ml／30min）

泥皮厚（mm/30min）

静切力（Pa）

酸碱度（pH）

冲击

易坍地层

1.20～1.40

22～30

≤4

≥95

≤20

≤3

3～5

8～11

4.钻进成孔

1）钻机就位：

首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔中心，利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确，然后调整钻架，使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不得大于20mm。

钻机精确就位后，固定好钻机，启动卷扬机吊起冲击锥，把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进，冲孔之前，对主要机具及配套设备需进行检查、维修。

2）冲孔前，根据施工设计图纸所提供的地质、水文资料绘制钻孔桩处地质柱状图，挂在钻台上。

以供对不同地层选用不同的钻头、冲程及适当的泥浆比重。

钻进过程中，经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，记入施工记录表中，并与地质柱状图土层核对，是否满足承载力要求，作为终孔等的重要依据。

3）钻进，钻机安装就位后，底座和顶端要平稳，不得产生位移和沉陷。

初钻时进尺适当控制，采用小冲程，使最初成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。

进入正常钻进后，因旧桥与新桥相隔距离较近且淤泥层较深，这减少对旧桥的影响，淤泥的冲程控制在1.5m内,进入岩层后冲程不超过2.0m。

钻进过程中及时排渣，并保持泥浆的密度和粘度。

同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，填入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样均编号保存，以便分析备查。

钻孔作业要连续进行，不得间断,因故必须停钻时，孔口应加盖，并严禁把冲击锥留在孔内，以防埋钻。

桩基施工工艺流程图

5.冲击钻钻进注意事项

1）冲程要根据地层土质情况来定，一般在通过大的土层时，用高冲程，通过松散、砂砾石土层时，用中冲程，在易坍塌或流砂地段用小冲程。

冲程过高，对孔底扰动大，易引起塌孔，冲程过小，则钻进速度较慢。

为正确提升冲击锥的冲程，须在钢丝绳上进行标志。

2）通过漂石或岩层时，如孔底表面不平整，须先投入小片石将表面垫平，再用十字型冲击锥进行冲击钻进，防止产生斜孔、坍孔故障。

3）要注意均匀放松钢丝绳的长度，否则松绳过少，形成“打空锤“，使钻机、钻架、钢丝绳受到较大意外冲击荷载，遭受损害。

松绳过多，容易引起钢丝绳纠缠事故。

4）经常检查泥浆的浓度及排渣情况。

泥浆太浓，将吸收大量的冲击能，并妨碍冲击锥的转动，使冲击进尺明显下降，或形成梅花孔、偏孔。

5）冲击锥起吊时要平稳，避免冲撞护筒和孔壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生撞人事故。

6．钻孔事故的预防处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

一坍孔

（一）坍孔原因

1）泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

2）由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失而造成孔内水头高度不够。

3）护筒子埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

4）在松软砂层中钻进进尺太快。

5）提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

6）冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大造成过大震动。

7）水头太高，使孔壁渗浆或护筒子底形成反穿孔。

8）清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

9）清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。

10）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（二）坍孔的预防和处理

1）在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

冲击钻成孔时投稿粘土，掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。

a）汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。

b）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

c）如发生孔口坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m~2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。

d）严格控制冲程高度和炸药用量。

e）清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。

供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。

应扶正吸泥机，防止触动孔壁。

不宜使用过大的风压，还宜超过1.5~1.6倍钻孔中水柱压力。

f）吊入钢筋骨回时应对准钻孔中竖直插入，严防触及孔壁。

二钻孔偏斜

（一）、偏斜原因

1、钻孔中遇有较大的孤石或探头石。

2、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。

3、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

4、钻机底座未安置水平或产生不均沉陷、位移。

5、钻杆弯曲，接头不正。

（二）预防和处理

1.安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

2.由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。

必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

3.钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

4.在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。

三掉钻落物

（一）掉钻落物原因

1.卡钻时强担强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

2.钻杆接头不良或滑丝。

3.电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

4.冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。

5.转向环、转向套等焊接处断开。

6.钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。

7.钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。

8.操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

（二）预防措施

1.开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

2.经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

3.为便于打捞落锥，可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。

（三）处理方法

抻钻后应及时摸清情况，若钻锥被除数沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

打捞工具有以下几种：

1.打捞叉

2.打捞钩

四扩孔和缩孔

扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。

在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。

若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计尝试则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。

缩孔原因有两种：

一种是钻锥焊补不及时，严重弃磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。

各种钻孔方法均可能发生缩孔。

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率水的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计孔径要求为止。

五梅花孔（或十字孔）

常发生以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。

（一）形成原因

1.锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。

2.泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

3.操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。

4.有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸，成孔不圆。

（二）预防办法

1.应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

2.选用适当粘度的相对密度的泥浆，并适时掏渣。

3.用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。

4.出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。

六卡锥

卡锥也常发生在以冲击锥钻进时，冲锥卡在孔内提不起来，发生卡锥。

（一）原因

1.钻孔形成梅花形，冲锥被窄部位卡住。

2.未及时焊补冲锥形，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。

3.伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥形脚或锥顶。

4.孔口掉下石块或其他物件，卡住冲锥。

5.在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。

6.大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。

（二）处理方法

处理卡锥应先弄清情况，针对卡锥原因进行处理。

宜待冲锥有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。

1.当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。

也可松一下钢丝绳使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。

2.卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。

宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。

3.用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多交上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。

4.在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。

5.用其他工具，如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。

但要稳住大绳以免冲锥突然下落。

6.用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锥一铡或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。

7.使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

8.用以上方法提升卡锥无效时，可试用水下爆破提锥法。

将防水炸药（少于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。

（三）预防卡锥事故

针对发生卡锥的原