钻孔桩试验方案Word下载.docx
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大西运西施桥（特）-07《晋陕黄河特大桥32m简支梁部分（施工图）》；
（4）、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）》；
（5）、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》；
（6）、《铁路客运专线桥涵工程质量检查与控制》；
（7）、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》。
2.工程简介
根据大西铁工管〔2010〕33号文，并结合大西公司工程部下发的钻孔桩工艺性试验方案的通知要求中试验工点的选定（每标段选择三个墩位，每个墩位一根桩）。
为此，本标段结合现场施工准备情况，确定钻孔桩试验工程位置为：
晋陕黄河特大桥东引桥32m简支梁部分，28-10#、30-1#和30-12#桩，其下部结构均由12根直径Φ125cm钻孔桩基础组成，桩长分别为57.624m和57.424m。
28#墩桩基所处地质情况为：
黏质黄土、粉砂、细砂；
30#墩桩基所处地质情况为：
粉砂、中砂、粉质黏土、中砂。
3.试验目的
（1）、钻孔：
验证选定钻机的工作性能，通过试验进一步选定更优的工艺技术参数，不同工况下的泥浆稠度比重，不同地层情况下的钻压及钻进速度、清孔时间。
（2）、钢筋笼加工、安装：
通过试验确定合理的钢筋笼分段加工长度，钢筋笼运输、安装过程中防止变形的控制措施与安装方法，垂直度控制、孔口接长的方法，声测管的安装及固定措施等。
（3）、混凝土灌注：
通过试验确定合理的首盘混凝土方量、扩孔系数、埋管深度及灌注速度。
（4）、根据试验方案的实施情况，细化工艺流程，对先前预定的质量卡控环节的适应性、可靠性及可操作性进行评估并完善。
4.试验工程的准备工作情况
4.1.主要人员配备
主要人员配备，见表4.1-1。
表4.1-1试桩施工劳动力配备
序号
工种名称
人数
备注
1
管理人员
8
2
技术人员
12
3
钻机操作工
4
焊工
5
普工
6
水电工
合计
46
4.2.主要机械配置
主要机械配置，见表4.2-1。
表4.2-1主要施工机械配备
机械名称
规格型号
功率
单位
数量
汽车起重机
KBH-250
25t
台
柴油发电机
120GF/250GF
120KW
旋转冲击正循环钻机
GPS-20型
装载机
ELM50
1.5m3/86kw
砼输送车
HBT80
8m3
泥浆分离器
SO02-1
7
泥浆搅拌机
ZL800
4.3.施工中的水电安排及场地准备
施工用水采用井水和自来水；
用电采用地方供电，并配备两台120kw/h发电机组备用。
施工前先对选址处的场地进行平整，根据地表、地质情况进行处理，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。
5.首件钻孔桩施工时间安排
首件钻孔桩施工时间安排，见表5-1。
表5-1首件钻孔桩施工时间安排
项目
开始日期
完成日期
钻孔与钢筋笼施工
2010.04.15
2010.04.18
混凝土灌注
桩基超声波检测
2010.04.25
试验桩施工总结
2010.04.26
6.钻孔桩施工工艺
6.1.工艺流程
钻孔桩施工工艺流程，见图6.1-1。
图6.1-1钻孔灌注桩施工工艺流程图
6.2.技术交底
试验工程施工前，采取分级交底形式，对试验工程钻孔桩施工工艺进行交底，即指挥部总工程师向项目经理部总工、工程部长和专业工程师进行试验工程施工准备、施工工艺流程、施工过程中注意事项等项目交底；
项目经理部总工程师对项目各部室及技术人员技术交底，技术主管对作业队技术负责人交底，作业技术负责人对班组长及全体作业人员进行交底，交底过程中邀请监理工程师参加。
6.3.测量放样
施工放样前全面了解设计图纸、资料及各曲线参数，对桩基中心坐标进行复核，复核无误后利用全站仪放出各钻孔桩孔位中心桩，并在孔位中心桩四角测放出护桩点，作为钻进中的桩位控制点和检查点。
同时测量钻孔桩位处的水平标高，根据设计标高对钻孔深度进行技术交底。
6.4.护筒埋设
采用5mm厚的钢板卷制，长度、直径根据土质和桩径要求进行设计，挖埋法进行埋设。
埋设护筒后，四周采用黏土分层回填夯实。
护筒埋深满足黏性土不小于1m，砂类土不小于2m的要求，护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，并满足孔内泥浆面的高度要求，高出施工地面0.5m。
6.5.泥浆制备及循环系统准备
泥浆制备采取不分散、低固相、高粘度的聚丙烯酰胺即PHP泥浆，泥浆配合比见表6.5-1。
表6.5-1粘土造浆配合比（单位：
kg）
原料名称
淡水
粘土
CMC
纯碱
FCI
PHP
加重剂
配合比
100
8～4
0.004～0.008
0.1～0.4
0.1～0.3
0.003
试验确定
为保证泥浆质量满足该地层需要，在两墩之间设置制浆池、泥浆分离器、沉淀池和泥浆池形成泥浆循环系统。
泥浆循环系统平面布置见图6.5-2所示。
6.6.钻孔
钻机就位前，对钻机的各零部件进行检查，包括场地布置与钻机坐落处的场地平整和加固，主要机具的检查与安装，配套设备的就位，泥浆准备情况及水电供应的接通等。
钻机安装就位后，底座和顶端确保平稳，以免在钻进和运行中钻机产生位移和沉陷，一旦出现上述情况，找出原因，及时处理。
调整回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩中心线三者在同一铅锤线上。
钻孔时，钻架稳固，钻头对准桩位中心，开钻前对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水电接通。
图6.5-2泥浆循环系统平面布置图
钻孔按照施工技术规范要求进行施工，如有异常现象发生，立即停止施工，待问题查明、排除后方继续钻进。
钻孔时相邻的孔位分开间隔开钻，以免塌孔。
6.7.清孔
钻孔深度达到设计要求时，对桩孔进行检查时，符合下列要求：
孔位偏差不大于10cm；
孔径不小于设计孔径；
孔深不小于设计孔深；
倾斜率不大于1%孔深。
钻孔至设计高程后，检查孔径、孔深、倾斜度等指标符合要求后，立即清孔。
清孔采用换浆法，通过提升钻头距孔底10～15cm，继续循环，以相对密度较低的泥浆压入，把孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。
清孔达到以下标准：
泥浆比重不大于1.1；
粘度17～20s，含砂率<
2%；
沉淀厚度要求≯10cm。
6.8.钢筋笼的制作、安装
由于工期的制约，钻孔桩试验工程钢筋笼制作，选择在两墩间设置20m×
30m的临时加工场地，场地内采取混凝土进行硬化。
钢筋等原材料在业主确定的合格供应方名录下，进行小批量采购，现场取样并送相关单位进行检测，合格后用于本试验工程。
根据钢筋笼的设计长度，选择合理的长度分段加工。
加工时确保钢筋接头在同一截面内小于50%。
接长处采用弯角形式，以保证钢筋笼接长后，主筋中心线位于同一轴线。
按照主筋设计间距在钢筋笼加强箍筋上，标记主筋分布位置，采用点焊的方式将主筋与加强箍筋固定，保证主筋的位置准备，加强箍筋、螺旋箍筋分别按照设计图纸2～2.5m间距和10cm一道进行设置。
为了防止钢筋笼在运输、吊装过程中变形，采取钢筋笼内加强箍筋上加做十字交叉钢筋来提高钢筋笼的刚度，以增强抗变形能力，入孔时，再将十字交叉筋割除。
采用吊车分节吊放钢筋笼入孔。
吊放时，对准孔位轻提、慢放。
防止碰撞孔壁而引起孔壁坍塌。
下放过程中，注意观察孔内水位情况，如发现情况异常，立即停止，检查是否坍孔。
吊装采取垂直轴线上四角均衡起吊，吊点设置于钢筋笼顶部加强箍筋上，起吊时待钢筋笼垂直轴线方向的四根钢筋均位于标记处后，进行固定焊接，焊接方式采用单面搭接焊，搭接长度≮10d（d为钢筋直径），焊缝质量满足规范要求。
桩基钢筋保护层厚度在（钢筋笼顶底外）加强筋四周设“耳朵”形定位筋。
孔口钢筋笼保护层采取在垂直轴线方向设置定位筋，固定于钢护筒上的方式。
钢筋笼接长满足设计长度后，利用吊筋悬吊于钻机上，以防止钢筋笼下沉。
6.9.声测管安装
按照设计图纸要求，在桩径大于等于2m或桩长大于40m或复杂地质条件下的桩基采用声波透射法检测。
声测管为单桩基3根D57×
3mm，下端于桩底以上30cm处，上端高出桩基顶面200cm，下端用钢板封底焊牢，且不漏水。
灌注混凝土时，声测管内灌满水，上口用木塞封堵。
声测管在桩基钢筋笼内部分按照等间距绑扎的方式布置于加强箍筋上，素混凝土部分，按每隔2m间距设一道Φ8的箍筋绑扎声测管进行固定。
6.10.混凝土灌注
（1）、原材料选定
试桩混凝土原材料选定通过业主资格预审合格供应方提供，见表6.10-1
表6.10-1原材料规格、产地一览表
名称
规格
产地
水泥
P·
O42.5
冀东海天水泥
碎石
5-20mm
早富有石场
砂
中砂
陕西山丰
粉煤灰
F类Ⅱ级
风陵渡电厂
矿粉
S95级
彤阳矿粉厂
外加剂
聚羧酸高效减水剂
山西黄腾
（2）、过渡阶段混凝土配合比选定办法
根据业主《过渡期使用结构混凝土的安排》要求,并结合我单位武广、石武等客专线高性能混凝土施工经验和本标段环境等级等要素，拟采用理论配合比为1：
2.01：
2.29：
0.98：
0.165：
0.168：
0.014、水灰比=0.35的比例进行拌合，其中每方混凝土水泥用量345kg，细骨料693kg，粗骨料1130kg，矿粉57kg，粉煤灰58kg，外加剂6.44kg，并经检测，14d混凝土抗压强度达到47.3MPa。
（3）、混凝土拌合设备
采用租赁永济市海森拌和站拌合设备一套的办法，由我方提供合格原材料进行拌合。
（4）、混凝土灌注注意事项
灌注混凝土前，重新探测孔底沉渣厚度，如大于设计规定值，需进行二次清孔，直到孔底沉渣厚度满足设计要求。
钢筋笼、声测管和导管安放好后及时灌注混凝土，灌注过程连续进行，不得中断。
混凝土灌注采用导管法进行灌注。
灌注前，安放导管时导管下端距孔底0.3～0.5m。
导管采用钢导管，导管接头采用套丝接头形式，以防导管升降时被钢筋笼卡住。
导管使用前，按规定进行水密承压和接头抗拉试验。
同时对导管自下而上进行编号并记录每节导管的长度。
灌注混凝土的准备工作在尽可能短的时间内完成，防止坍孔和泥浆沉淀过厚。
开始灌注前再次核对钢筋笼标高、导管下端距孔底尺寸、孔深、泥浆沉淀厚度以及孔壁有无坍塌现象等，如不符合要求，经处理后再开始灌注。
首批灌注混凝土采用砍球法泄放，混凝土最少数量由计算确定，满足导管初灌埋深≮1.0m的要求。
后续灌注采用搅拌车连续不断的送料。
计算公式如下：
（参见JTJ041-2000《桥规》）
式中：
V——灌注首批混凝土所需数量（m3）；
D——桩孔直径（m）；
H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；
H2——导管初次埋置深度（m）；
d——导管内径（m）；
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），
灌注时，用测锤经常测量水下混凝土面位置，及时提升导管，保证导管埋入混凝土长度控制在1～3m范围，最小埋入深度不得小于1m，防止导管提空或埋入过长而造成提升困难。
灌注至桩顶时则采用硬质仪器测量，确保测量的准确性。
确保灌注混凝土顶面标高满足图纸要求，以便清除浮浆和消除测量误差，确保成桩质量。
6.11.桩基检测
桩基成桩后，7d后报检测单位进行成桩声波透射法检测。
以确定钻孔灌注桩施工质量。
7.钻孔过程中应注意的问题
（1）、钻机开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。
（2）、正式钻进前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后正式钻进。
（3）、开始钻进时，控制进尺速度及钻压，采用“低压慢进”措施，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
（4）、钻孔作业连续进行，不得中断。
因故必须停钻时，孔口加盖防护，并且把钻头提出孔道，以防埋钻。
（5）、在钻进过程中，及时绘制孔位处的地质剖面图，以供不同土层选择合适的钻头、钻压、钻速和泥浆指标等参数。
并且经常注意土层变化，在土层变化处均捞取碴样，以判别土层，并记录表中，与设计地质图并作核对。
（6）、钻进过程中，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。
（7）、当钻孔距设计孔深1.0米时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料，判定是否进入符合设计要求的地层。
（8）、当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，进行清孔灌注混凝土。
8.成孔灌注时必须注意的问题及处理方法
（1）、坍孔
钻孔时特别需要注意避免坍孔。
导致坍孔的原因有三种：
①护筒周围未用粘土填封紧密而漏水，或者护筒埋置太浅。
②未及时向孔内注浆，孔内泥浆面低于孔外水位，或孔内出现承压水降低了静水压力，或泥浆密度不够。
③在流砂、软淤泥、破碎地层松散砂层中进钻，进尺太快或停在一处空钻时间太长、转速太快。
防治措施及处理方法是：
护筒周围用泥土填封紧密；
钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；
遇流砂、松散土层时，适当加大泥浆密度，不要使进尺过快，空转时间过长。
轻度坍孔，加大泥浆密度和提高水位，严重坍孔，用粘土泥浆投入，孔壁稳定后采用低速钻进。
（2）、钻孔偏移、倾斜
产生原因有①桩架不稳，钻杆导架不垂直等。
②土层软硬不均匀。
预防措施是：
安装钻机时，对导杆进行水平垂直校正，检修钻孔设备，如钻杆弯曲，及时调换等。
（3）、流砂
产生原因有：
①孔外水压比孔内大，孔壁松散，使大量流砂涌塞桩底。
②遇粉砂层，泥浆密度不够，孔壁未形成泥皮。
使孔内水压高于孔外0.5m以上，适当加大泥浆密度。
流砂严重时，可抛入碎砖、石、粘土，用锤冲入流砂层，使其坚固孔壁，阻止流砂涌入。
（4）、钢筋笼偏位、变形、上浮
①钢筋笼吊放未垂直缓慢放下，而是斜插入孔内。
②孔底沉渣未清理干净，使钢筋笼达不到设计高度。
③当混凝土面至钢筋笼底时，砼埋深不够，混凝土冲击力使钢筋笼被顶托上浮。
孔底沉渣选用适当密度泥浆清除；
灌注混凝土时将钢筋笼压住；
导管埋入混凝土1-3m。
（4）、断桩
①因首批混凝土灌注不成功。
②孔壁塌方将导管卡住，强力拔管时使泥水混入混凝土内或导管接头密封不良，泥水进入管内。
③在测量混凝土顶标高时由于孔内泥浆过浓而标高测量不准，导致导管的埋置深度不准，太深或太浅，埋置太深不易拔出，容易拔断导管而产生断桩，埋置太浅导管易拔出而使孔内泥浆进入管内。
④由于各方面的原因造成混凝土灌注不连续，坍落度过小、和易性较差产生的断桩。
力争首批混凝土灌注一次成功，钻孔使用较大密度和粘度、胶体率好的泥浆护壁。
控制进尺速度，保持孔壁稳定。
导管接头选用方丝扣连接，并设橡皮圈密封严密。
在测量孔底标高时，适当加大测锤的重量，并根据现场经验，测出实际孔深，从而控制导管埋置深度。
下钢筋笼骨架过程中，不使其碰撞孔壁。
严格控制混凝土的坍落度、和易性和确保供应的连续性。
9.质量标准
钻孔灌注桩成孔质量标准见表9-1：
表9-1钻孔灌注桩成孔质量标准
允许偏差
孔位中心偏心（mm）
群桩：
≤100
孔径
不小于设计孔径
倾斜度
≤1％孔深
孔深
摩擦桩：
不小于设计规定
沉淀厚度（mm）
符合设计要求，当设计无要求时，摩擦桩≤200mm，柱桩≤50mm。
清孔后泥浆指标
泥浆比重：
不大于1.1；
黏度：
17～20s；
含砂率：
<
2％。
10.质量保证措施
（1）、质量管理机构
为确保试验工程质量目标的实现，成立指挥部质量管理领导小组，由指挥长任组长，常务副指挥长、副指挥长、总工程师及各项目经理部班子成员、各部门组成。
形成的质量保证体系见图10-1。
图10-1质量保证体系框架图
（2）、质量保证措施:
①钻孔桩施工平台施工时搭设牢固，机座平稳，对位正确；
②认真测量，及时纠偏,其与护筒顶面中心偏差不大于5cm；
③钻孔时，孔内水位高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5-2.0m，，遇到松软易塌土层及时调整泥浆性能指标；
④混凝土按要求确定配合比，混凝土到场后进行坍落度测试，每根桩不少于2次，混凝土灌注连续进行，导管勤提勤拆，避免埋管过深；
⑤混凝土灌注高度满足设计要求，确保桩顶混凝土的完好；
⑥选好泥浆配合比，防止坍孔，按规定进行检测。
11.安全生产措施
（1）、安全目标
无因工重伤事故发生，杜绝因操作不当，造成人员伤亡事故，严禁出现火灾、爆炸事故。
（2）、安全管理组织机构
本试验工程设立以项目指挥长为第一责任者的安全生产领导组，总负责并领导本试验的安全生产工作。
主管安全的安全总监为直接责任人，总工程师为安全生产的技术负责人。
项目设以项目经理为首的安全生产组织，下设专职安全检查员；
工程队设安全员；
自上而下形成安全生产监督、保证体系。
真正做到“专管成线，群管成片”，“纵向到底，横向到边”，形成完整的安全保证体系，见图11-1。
（2）、安全保证措施
开工前对安全生产保证计划，编制安全计划措施，确保施工方案的安全可靠性。
钢筋笼加工、运输、吊装，施工用电及泥浆池防护等安全重点防范工程，单独编制安全技术方案。
（3）、综合安全保证措施
把安全工作纳入生产经营范围，实行安全生产岗位责任制，在内部逐级签订安全生产包保协议书，做到分工明确，责任到人，奖罚分明。
加强安全施工教育，提高全员安全意识，开工前进行安全教育和安全培训，上岗前进行安全技术交底。
图11-1安全保证体系框架图
（3）、综合安全保证措施
进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象，对作业危险区域设须知牌。
开工前期制定各项安全制度及防护措施，对钻机、吊车、电焊机等操作规程及安全作业规章制度进行标识。
（4）、施工现场安全技术措施
现场道路平整、坚实、保持畅通，危险地点悬挂安全警示标牌。
各类房屋、库棚、料场等安全消防距离符合有关规定，现场易燃杂物随时清理，严禁在有火种的场所或其近旁堆放易燃物品。
施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的规定执行。
钻机、吊车的操作人员及机动车辆驾驶人员，经过劳动部门专业培训并考试取得合格证后，方准持证独立操作。
施工现场设立安全标志。
危险地区悬挂“危险”或“禁止通行”、“严禁烟火”等标志，夜间设红灯警示。
施工现场用电严格按照三相五线制布设电线，做到二级漏电保护，一机一闸。
安全生产保证体系图附后。
12.环境保护措施
（1）、施工驻地、料场、废弃物堆放场等布置合理、有序，尽量减少临时用地，防止破坏自然生态环境。
（2）、取土、弃土、弃碴、排污等按要求办理，并与当地环保等有关部门签订协议，按规定进行处理。
（3）、在施工中切实注意保护植被、林木。
（4）、钻孔泥浆现场采用集中储存，施工结束后将其运往指定地点。
运输过程严防渗漏，以免污染既有道路。
（5）、落实施工排水措施，清、疏既有排水系统，并在征地红线内缘设排水沟，确保施工场地内排水畅通、无积水，周边排水系统不受影响。
（6）、及时掌握汛期、汛情动态，及时疏浚沟渠、排除洪涝。
（7）、施工场地及道路经常洒水，以免扬尘污染，影响居民日常生活、工作。
（8）、解决好施工期间对交通产生的影响。
与交通等有关部门联系，做好交通疏解工作，在交叉路口和施工车辆出入口做好防护工作，保证车辆和行人正常安全通行。
（9）、组织好材料场外运输，防止带来交通公害。
根据各条道路的车流量，拟定好运输线路，并遵守当地有关规定。
13.文明施工措施
（1）、工地宣传
在工地四周的围墙建筑物、宿舍外墙等地方，反映企业精神、时代风貌的醒目宣传标语，工地内设置宣传栏等宣传工地，及时反映工地内外各类动态。
（2）、场容场貌
严格按当地文明施工管理的规定，采取有效措施将施工区域和非施工区域明显地分割，并在工地四周设置连续、密闭的围护。
（3）、在建设工程工地的主要出入口和项目监理指定的位置设置施工标志牌，每个施工点不少于二块，标志牌必须在整个施工期间保护完好、醒目，并在竣工后拆除。
（4）、现场管理
实行施工现场平面管理制度，各类临时施工设施、施工便道、加工场、堆物场和生活设施均按经审定的施工组织设计和总平面布置实施。
（5）、施工区域或危险区域有醒目的安全警示标志，并定期组织专人检查。
（7）、文明施工例会及评比
指挥部、项目部、架子队设文明施工负责人，每周召开一次关于文明施工的例会，定期与不定期检查文明施工措施落实情况，组织班组开展“创文明班组竞赛”活动，经常征求建设单位和项目监理对文明施工的批评意见，及时采取整改措施，切实搞好文明施工。
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