大直径钻孔灌注桩施工方案Word格式.docx

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197

重量（KN）

40

50

启动功率（千瓦）

120

180

拔振动（KN）

150

250

钢管桩插打在软弱地层时宜用高频激震，深层或终振阶段宜使用低频激震，每次震动时间根据土质情况及震动机能力大小来定，一般不超过10-15分钟，震动时间过多对震动机的零部件易于磨损。

钢管桩沉入施工的极限承载可参考下表：

项目

土壤

桩周有限摩阻力τ

桩尖极限承载力σK

静止

震动

粘

性

土

IL≥1

15-30

8-15

1000

600

1＞IL≥0.65

30-45

15-22

1600

900

0.65＞IL≥0.35

50-70

25-35

2200

1300

0.35＞IL

70-85

35-40

3000

1800

粉

砂

中密

35-50

20-30

2500

密实

50-65

30-40

5000

4500

细

2700

65-80

40-50

5500

粗

70-90

55-70

3500

3100

90-105

6000

5400

砾

石

80-110

65-90

4000

3600

120-180

100-140

7000

6300

3）钢管桩施工工序

a．定位旋测：

在浮吊工作船进入墩位前，先经过测量将桩位用浮标形

式定位，待定位船抛锚就位后，选用平台钢管桩中一根作定位桩，先行震入，以后再以此根做定位的标准。

b．施打顺序以浮吊移动方便为准，浮吊大致分为三类：

汽车（履带）

浮吊，桅杆浮吊，龙门浮吊，其中汽车浮吊是在钢驳船上装设汽车（履带）吊，考虑到震动锤的冲击力较大，为稳定起见，常将船尾（头）对准钢管桩，钢管桩安装了震动锤后，顶部用4根风缆固定，缆风绳可设在工作船上或已施打的钢管桩上，缆风绳的作用是控制钢管桩的竖向倾斜，钢管桩震沉到工作平台高程后停止，再接长，依次施工直到设计位置，一个平台的钢管桩要集中施打，才能发挥效率。

c．为提高大型高级钻机功效，在施工组织设计中至少要安排多套平台

与钢管桩。

d．桩头处理：

按平台设计标高将桩头割平，在端部相当于钢管1个直

径D的深度内，焊一块水平隔板做底模板，再在端部焊顶盖板（20mm厚）在其中心留ф20mm孔来浇封头砼，藉以保证接头部位的平稳。

e．当平台钢管桩出水较高或流速较大时，钢管桩顶要设横梁，设剪力

撑，形成框架，然后在横梁上安装纵桁梁，在纵桁梁节间支点上安置工字钢横梁，并用抱箍固定，在横梁上铺设木（竹）跳板，在此平台架设工作基本完成。

2．钢护筒就位

1）施工前的准备工作

2）护筒制作及运输到墩位射水，吸泥机就位振动沉桩锤，锤座就位吊装机械，电源就位操作平台完成（或定位船就位）导向架（或导向井框）就位复测完成。

3）接长护筒

a．将底节护筒装入导向架内，并用手拉葫芦调整中线位置，用夹具固

定在平台上，再在其上吊放第二节，钢护筒顶底部各焊有一道水平回劲法兰圈采用电焊连接方式接长。

二节完成后再放第三节，直至护筒长度大于水深后，再用吊车将护筒下沉到河床表面。

b．护筒放置在河床面上，上端用手拉葫芦固定在平台上，下端用钢丝

绳在前方锚碇上牵引固定，防止水流冲偏。

c．护筒顶节和震动锤座牢固地连成一体（检接加焊接），在锤座底部

接4根风缆，用以调整护筒倾斜。

4）震动下沉

a．采用电动震动锤下沉护筒，当护筒顶距工作面0.8m左右时，停止

振沉，解除锤座与顶节护筒连系，按同样步骤再接长护筒。

b．每锤击下沉1m左右都要进行护筒垂直度的检校，如护筒倾斜应停

振，采用调整风缆方式纠正。

c．施工中发现护筒有漏水孔洞，应采用钢板和环氧树脂封闭。

d．护筒先桩锤自重下沉，待取得足够的稳定性后，再行振动下沉，避

免在偏载作用下，形成严重倾斜偏位。

e．当采用高压射水配合空气吸泥机吸泥振沉施工时，严防不对称射水，

造成刃脚单边受力倾斜，应在护筒内土体全断面对称均匀冲淘，保留护筒内土体表面距刃脚下口50-100cm时再行振沉。

f．当护筒下沉未能满足设计要求时，可采取以下几种办法：

1护脚：

在护筒外抛尼龙袋装砂砾或片石护筒底，以减少水流所产生的

局部冲刷，此种方法常用在软弱土层上。

2加强护壁：

钻机在护筒下口几米范围内钻孔时，要使用粘度大的浓泥

浆，（可渗入10%水泥），而且钻进速度要慢，使泥浆渗入孔壁，形成一道化学膜护壁。

3降低水头，采用油田泥浆：

当护筒埋置深度不足水深度一半时，护筒

内泥浆水头不能采用2m高，应取0.5-1.0m，因此钻孔桩孔壁的稳定性差，在整个钻孔过程中都应采用高效油田泥浆护壁。

g．护筒按要求应下沉到冲刷线以下，满足设计与规范要求。

5）大直径桩用护筒施工常见事故处理

事故

事故原因

处理意见

护

筒

中

心

偏

位

与

倾

斜

☐扩展挖造成单侧进尺快。

☐地质层面硬度不均，软的一侧进尺快。

☐地质层面不平。

☐护筒因过量单侧超挖而倾斜。

☐孤石支撑单侧护筒造成振沉过程受力不匀而倾斜。

☐静压过程不均衡，对称加重。

☐沉桩锤与护筒两中心不在一直线上。

●加强施工管理，严格操作程序。

●加载均衡、对称，吹吸掏挖统一。

●偏位或倾斜的护筒不宜强力纠偏以免护筒失圆。

应用射水排除另侧土体，使护筒在重力作用下回位。

●用微爆法或取石工具，冲击钻将孤石挤入周围土体等去掉障碍方法后，再纠偏。

●太大的偏斜，提出护筒，再回填砂石，粘土到偏位处以上一米左右，静沉一段时间后重定位。

漏

水

泥

浆

☐水头过高致反穿孔。

☐钻进地层下伏粗卵石（或砾石层）加上泥浆性能差而漏浆。

☐有承压水或潮汐变化的钻孔现象因水头、泥浆维护不够，坍塌孔（筒底）而漏浆。

☐护筒连接位置或加工过程末封闭孔洞而漏浆。

☐护筒下口末落入不透水层或不透水层厚度不够，由于孔内水头和泥浆指标控制失当，造成倒灌或反穿孔。

☐因床面受洪水或超常冲刷造成护筒部分埋入深度不够。

☐振动或偏压护筒造成坍孔。

☐回填土、杂填土因护筒未能穿过而漏浆。

●回填土、杂填土最好全护筒穿过。

●适当增加沉埋深度。

●调整水头高度和泥浆参数。

●填充护筒孔洞，护筒底穿孔用外侧草袋泥包填充至相应标高。

●护筒外填砂压浆法稳定覆盖层，增强防渗能力。

●冲击成孔施工时，开孔时回填粘土、片石慢慢造孔，进行堵塞。

护筒

内外

水头

不稳

☐水位涨幅过大的河流或潮汐影响河流。

☐不稳定承压水影响。

●连通管船阀自动水头稳定系统。

●虹吸管自动水头稳定系统。

●泥浆船。

●不稳定的承压水地层一般采用承压水平平均高度过高的承压水柱高度将采用增重剂调节内水面到施工范围或换用其他成孔方法。

3．泥浆系统

1）泥浆的选择原则

泥浆类型的选择是水文、地质、桩柱结构、钻机性能、设备条件、材料条件和经济等因素综合比较后确定的。

在地层稳定，护筒能沉入稳定风化基岩时，往往可以采用无泥浆的反循环清水钻进。

在浅水河滩和覆盖层较薄，而护筒又难沉至基岩时，考虑穿过覆盖层的孔

壁安全，往往使用泥浆。

当施工水深，覆盖层较厚，桩长且护筒不能沉至稳定风化岩层的大直径桩

施工时，应使用经过设计、试验而特别配制的高质量泥浆（油田泥浆）。

2）油田泥浆指标：

1造浆用材料

a．膨润土指以凿脱石为主的粘土[AL2Si010（OH）2]，其特点是造浆率

高，1吨膨润土可造10-20m3泥浆，而1吨普通粘土，只能造1-4m3泥浆。

b．增粘剂：

不增大泥浆比重γ=1.10以内，而增加泥粘度，提高泥浆

护壁，携渣，防止钻渣沉淀能力，必须采用增粘剂，主要有PHP—聚丙烯酰胺（P.A.M）水解产物和CMC—即羧甲基纤维素，都具有有效提高粘度功能。

c．分散剂：

其作用是改善泥浆质量和再利用。

常用的有：

碱类：

纯碱

（Na2CO3）掺量为水重的0.1%-0.5%。

复合磷酸盐类：

常用六甲基磷酸钠（Na6P6O16）掺量为0.1%-0.5%.

d．堵漏剂：

当孔壁出现泥浆漏尖时，在钻孔泥浆中掺入锯木屑（水量

的1%-2%），水泥（17kg/m3），稻草末等堵漏剂。

2油田泥浆指标

对反循环钻孔而言，泥浆性能应遵循“三低一适当”的原则。

即低密度，

低失水，低含砂率，适当粘度。

综合一般钻孔经验，泥浆性能参数表如下：

参数名称

单位

新鲜泥浆

钻进泥浆

终孔前泥浆

密度γ

G/cm3

1．01-1．05

<

1．10

1．05

粘度T

S

22—25

20—22

22—23

API失水B

Ml

15

20

18

胶体率S

%

100

98—100

含砂率π

1

5

2

酸碱度

PH

7—9

8—10

7—9

3）造浆方法：

造浆时应按成孔施工进度要求，先提前准备足够的成浆材料，对聚丙烯酷胺应提前24小时预先水化（水温不大于600C），所得水解后浓度在1%左右，在造浆池中顺序加入以下材料：

即：

（1/2水+1/2膨润土+1/2处理剂）——>

（2/3余水+1/2膨润土）——>

（1/2处理剂）——>

（1/3余水）要求：

泥浆材料逐次加入。

4）钻孔泥浆的施工管理

a．根据孔位地质的柱状图，确定在不同土层中钻进应采用的泥浆性能指

标，并通过试验孔分析泥浆性能的适应情况，确定泥浆使用方案做为施工依据。

b．开钻时新鲜泥浆入孔应通过导管（或钻杆）从孔底灌入，置换钻孔上

部清水。

c．在进入某一土层前，应调整泥浆参数，使抽检泥浆符合设计要求后，

才允许继续进尺。

切忌盲目进尺，尤其在易坍塌易漏失地层更应引起重视。

d．每次泥浆性能的调整是根据取样试验进行，关键是确定处理剂的加入

量，应视试验结果和孔内泥浆数量以及泥浆循环速度确定，可在一个循环周期内均匀加完，切忌乱加。

e．在施钻过程中，应每隔1——2小时，测量一次泥浆性能。

f．终孔循环除砂后，从孔底灌入新鲜泥浆3—5m高，确保桩尖无沉淀。

g．泥浆应回收利用，经检测加入适量的碱和PHP等处理剂，使其符合设

计后备用。

4．成孔施工

1）钻桩就位

a．打捞护筒内掉落的杂物铁