淮河大桥主桥钻孔灌注桩施工方案Word下载.docx
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河北新河
2009年出厂状态良好
桩基
2.2试验和检测仪器设备表；
试验仪器
厂家
泥浆比重计、粘度计、含砂量
上海康路
三件套
3套
钢直尺
长城
100mm，50mm，30mm
各1把
回弹仪
山东乐陵
1台
坍落度筒
浙江
混凝土钻孔机
浙江台州HZ-150
150mm、100mm、50mm
混凝土强制搅拌机
浙江建筑仪器
60L
混凝土振动台
1m
干湿温度计
天津
1个
电子称
上海有声
30kg/1g
上海
150kg/20g
硬塑混凝土试模
河北
150×
150mm3
40组
养护室全自动控制仪
50m2
1套
钢筋打点机
2000KN压力机
无锡或浙江
2000KN
1000kN材料试验机
1000KN
300kN材料试验机
300KN
游标卡尺
0-200mm/0.02mm
碎石压碎值测定仪
砂压碎值测定仪
砂石容积筒
针片状规准仪
砂筛
上虞
石子筛
烘箱
上海光地
中型
振筛机
上虞飞达
电子天平
浙江金诺
5kg/0.1g
电子静水力学天平
2kg/0.01g
搪瓷盘
大中小号
各10个
万能角度尺
0～320°
外径千分尺
0-25mm
数显抗折试验机
300kN
全自动比表面积仪
水泥胶砂振实台
无锡建工
水泥胶砂搅拌机
水泥净浆搅拌机
恒温恒湿标准养护箱
上海华南
水泥试件养护塑料水槽
10个
水泥胶砂试模
无锡
10联
跳桌
维卡仪
无锡锡仪
水泥抗压抗折夹具
各1套
雷氏夹
20个
雷氏夹测定仪
水泥浆稠度测定仪
1套
水泥浆泌水率测定仪
0.9mm筛
1只
ISO标准砂
15袋
留样筒
2.3劳动力计划表
序号
项目
配备人数
桥梁负责人
7
测量员
2
技术负责人
8
材料员
3
安全员
9
特种设备操作员
46
4
质量员
10
钢筋工
6
实验员
11
焊工
技术员
12
普工
30
3、施工工艺
21#墩施工工艺流程图
埋设护筒
搭设平台
修筑栈桥
19#、20#墩施工工艺流程图
供水
向孔内注清水或泥浆
钻机就位
钻进
泥浆
泥浆沉淀池
钻孔检查
清孔
泥浆准备
检测调整泥浆指标
钢筋骨架制作
钢筋骨架吊装
吊放钢筋骨架
试拼装导管
设置隔水栓
设立导管
第二次清孔
砼生产
测量砼面高度
灌注水下砼
做砼试块
拔除导管
砼达到设计标高
4、埋设钢护筒
19#、20#墩钢护筒在钢筋加工场卷制完成后运至施工现场，钢护筒直径2.7m，钢板厚度σ=18mm，钢护筒打设前，应在钢平台上采用L7.5型角钢焊好导向架并与平台焊接牢固，履带吊起吊钢护筒，缓慢插入导向架内，靠自重下沉，在钢护筒入土后用靠尺或线垂测量其垂直度，因护筒在运输及起吊过程中易出现变形，应用靠尺多测几个位置，保证其垂直度误差在1%以内，顶部水平位置偏差不得大于5cm。
开动振动锤对钢护筒进行振动下沉，在振动过程中应经常检查钢护筒的垂直度，在第一节钢护筒打至比平台高出1m时，放下振动锤用履带吊起吊第二根钢护筒，卡在第一节钢护筒顶部的卡板上，通过钢楔调整钢护筒的变形，然后沿接触面全部施焊，焊缝宽度不小于1cm，四周均匀焊接10~12个对接钢板，经现场技术员检查合格后方可下沉，再用履带吊提起振动锤进行振动下沉，待钢护筒下沉困难并且入河床有4m以上时，方可停止下沉。
护筒顶部标高要高出平台面0.3m左右，测量组复核桩位，在钢护筒顶部拉十字线并在钢护筒上做出标记。
21#墩护筒直径2.8m，钢板厚度σ=16mm，护筒埋置深度符合下列规定：
黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。
当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
5、泥浆池布设
19#、20#墩以正在施钻的桩基附近的钢护筒内作为泥浆池，对于每个钢管桩平台上最后一根桩，以旁边已经灌注的桩基钢护筒作为泥浆池，因灌注后钢护筒的顶面标高仍比砼顶面标高高出16米以上，能够满足泥浆存量要求。
钢护筒之间设平联，以保证泥浆的循环，避免泥浆污染淮河水源，因此必须保证联接钢管的焊接质量，保证联接钢管与钢管桩接触的空间曲线要尽量保证无过大间隙，联接钢管与护筒的接触面必须没有间隙，焊接必须确保满焊，不漏浆。
施焊前应对焊接部位的钢管桩表面进行清理，去除锈皮、粘附的泥土等杂物，并保证表面干燥。
焊接完成后，应保证焊缝冷却前不接触到冷水。
21#墩的泥浆池选择在21#墩与22#墩之间，采用挖掘机开挖，尺寸：
泥浆池长12m、宽8m、深2米。
泥浆池按照标准化要求采用钢管支架做护栏，密目网围裹。
护栏高1.0m，每3m设置竖杆一道，横杆两道间距0.4m，竖杆埋入地下0.5m，泥浆池边缘距护栏边缘0.5m。
造浆选择和备足良好的粘土或膨润土，造浆量为2倍桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
泥浆性能指标如下：
泥浆比重：
岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。
粘度：
22～30s。
含砂率：
新制泥浆不大于4%。
胶体率：
不小于95%。
PH值：
8～11。
6、钻孔
6.1冲击钻钻孔
安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在桩位中心偏差不得大于50mm。
开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。
宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
泥浆补充与净化：
开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。
并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
成孔达到设计深度时，要测量机上余尺，监理工程师验收合格后，方可进行第一次清孔。
7、检孔及清孔
7.1检孔
钻孔完成后，用检孔器（直径为孔径、长度为4-6倍孔径）进行检孔。
孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔。
7.2清孔
清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用检孔器对孔的各项指标进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。
清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求。
清孔时采用钻机清孔，待孔底沉淀达到要求后静置一段时间再进行一次清孔，清孔要及时向孔内加注新鲜泥浆保持孔内水位。
清孔达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度为17～20s.清孔时注意事项：
在清孔排渣前必须注意保持孔内水头，防止坍孔；
清孔后，孔底提取的泥浆指标符合设计要求。
在灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度不大于10cm.
8、钢筋笼骨架的制作安装
钢筋笼在加工车间下料，采用专制的胎架分节同槽制作。
胎架的制作需根据运输、起重设备性能，确定单节钢筋笼长度后确定，即胎架的长度大于或等于单节钢筋笼的长度。
钢筋笼制作时，主筋接头采用机械连接，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。
每个断面接头数量不大于50％，相邻接头断面间距不小于35d。
加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号堆存。
为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将支撑割除。
钢筋骨架的保护层选用φ20的钢筋制作。
设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个，沿桩均匀分布，保护层厚度均为4.5cm。
对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于18米，以减少现场连接工作量。
钢筋笼绑扎完成后，进行声测管安装，主桥桩基采用φ60*3.5mm的电焊钢管，每根桩基埋设4根声测管，用绑丝绑扎于主筋上，均匀布置，每根声测管的长度与桩长相同。
钢筋笼制作好后，用平车运至现场，骨架安装采用汽车吊，为保证骨架不变形，须用两点吊：
第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。
起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开平台面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。
随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同平台面垂直，停止起吊。
检查骨架是否顺直。
骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。
将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，焊接时应先连接顺桥方向的接头，最后一个接头连接好后，将箍筋按间距缠绕与主筋上，并用绑丝固定后方可下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。
并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：
钢筋骨架在承台底以下长度±
100mm；
主筋间距±
10；
加强筋间距0，-20；
箍筋间距±
20mm；
骨架直径±
10mm；
骨架倾斜度0.5％；
骨架保护层厚度±
20mm。
钢筋笼吊装入孔后不能及时灌注混凝土时应该将钢筋笼提出孔外，重新放置时应对孔的完整性、沉渣厚度等检验项目进行检查。
钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±
10cm。
为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆，支撑系统应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动。
9、导管安装
钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。
使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.3倍。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。
导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。
导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。
混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。
导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的空间。
导管安装完成后，检测孔底沉渣，沉渣厚度不大于10cm。
如不能满足要求需进行第二次清孔，二次清孔结束到灌浆开始，时间间隔不超过30min，超过上述时间需再次清孔。
10、砼灌注
10.1灌注砼测深
灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深所灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度，导管埋深桩顶高度。
如探测不准确，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。
因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于0.5kg。
用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10－20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。
本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。
测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。
探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。
10.2导管埋深控制
灌注砼时，导管埋入砼的深度，一般宜控制在2－6m较好。
大于6m以上时，易发生埋管事故。
因此控制导管埋深，直接影响成桩质量，所以拔管前须仔细测探砼面深度，用测深锤测孔时，采用三点测法，防止误测。
10.3水下砼的灌注
（1）灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。
钻孔经验孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
（2）灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为30cm。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw
式中：
p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；
rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；
hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；
rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；
Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。
以桩径2.5m，孔深70米为例，p=rchc-rwHw=2.4*69.8-1.08*70=91.92KPa
10.4灌注水下砼的技术要求
（1）首批灌注砼的数量公式：
V≥πD2/4*（H1+H2）+πd2/4*h1；
h1=Hwrw/rC；
导管底口与孔底的距离为20-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。
以桩径2.5m，孔深70米为例:
h1=Hwrw/rC=70*1.08/2.4=31.5
V≥πD2/4*（H1+H2）+πd2/4*h1=3.14*2.52/4*（0.2+1）+3.14*0.32/4*31.5=8.11m3
灌注前对孔底沉淀层厚度应再次测定。
如厚度超过规定，可用前述的喷射法向孔底喷射3－5分钟，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批砼。
（2）打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。
（3）灌注开始后，应紧凑地，连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。
使泥浆内含有水泥而变稠凝结。
致使测深不准确。
灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止螺栓，橡胶和各种工具等掉入孔中注意安全。
（4）在灌注砼过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
（5）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度。
增加高度，可按孔深成孔方法，清孔方法确定，一般不宜小于0.5～1m。
五、施工易出现的问题及处理方法
常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：
1、坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
1.1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，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
③护筒埋置太浅，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。
水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
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。
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停顿时间过长。
吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
1.2坍孔的预防和处理
①砂砾土中钻进时，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。
②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。
③如发生孔内坍塌，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行钻进。
④清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。
供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，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
2、钻孔偏斜
各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。
2.1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匀沉陷、位移。
2.2预防和处理
①当钻孔偏斜时，向孔中填筑片石，填筑高度为偏斜位置以上2m处，可重新钻孔。
②钻机应每天检查，及时调整，当钻机出现不均匀沉陷和位移时，使用千斤顶调整且在钻机下支垫方木，最后使用护桩将钻锥对中后，方可开钻。
3、掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。
3.1掉钻落物原因
①掉钻落物原因
卡钻时强提强扭，操作不当，使钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②钢丝绳磨损严重，断丝。
操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
3.2预防措施
3.3处理方法
掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触到钻锥。
4、扩孔
冲击钻扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。
在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。
若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，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。
5、梅花孔（或十字孔）
常发生在以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。
5.1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，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。
5.2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选用适当粘度和相对密度的泥浆，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。
6、卡锥
6.1原因
①钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。
②未及时焊补冲锥，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，卡住锥脚或锥顶。
④孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。
⑤在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。
⑥钢丝绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。
6.2处理方法
①当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直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，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、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用其它工具，如小冲锥、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用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧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用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。
将防水炸药（小于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。
7、导管堵塞
7.1原因
导管连接部位和焊缝不密封,发生漏
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