张唐铁路钻孔桩专项施工方案Word文档格式.docx
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中桥3座，四神庄中桥、萝卜坨河中桥、唐通路中桥。
5座桥梁下部均为钻孔桩基础，全线共计有1564根桩；
。
桥墩采用双线圆端形实体墩（图号：
叁桥（2005）4204）;
桥台采用双线T形桥台（图号：
叁桥（2006）4102）;
支座采用双曲面钢支座。
3.2、主要技术标准
（1）线路等级：
双线、电化；
设计速度目标值120km/h
（2）轨道类型及轨道高度：
本桥铺设有砟轨道，直曲线上轨底至梁顶0.65m，轨底至路肩0.932m。
（3）设计活载：
中-活载
3.3、自然状况
3.3.1工程地质条件
全线桥址区为第四系全线统冲洪积层淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉土、砂类土。
3.3.2水文地质特征及评价
桥址区地下水为第四系孔隙潜水，勘测期间地下水埋深3.1-5.9m。
地下水主要由大气降水补给，水位季节变化幅度2-3m左右。
桥址区地下水无侵蚀；
地表水对混凝土结构具有氯盐侵蚀性，氯盐环境作用等级为L1。
3.3.3不良地质和特殊地质
桥址区上部地层存在淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、软土层。
3.3.4地震资料及最大冻结深度
抗震设防烈度
地震动峰值加速度
特征周期分区
动反应谱特征周期
场地类别
最大冻结深度
8
0.2
1
0.45
3
0.8
四、临时工程
临时工程本着“满足需求，合理布局，节约用地，永临结合，降低费用”的原则进行规划、部署，具体要求为:
临时工程修建要结合现场地形及当地自然条件和工期要求，合理确定修建标准，在满足现场施工需要的同时，做到标准适宜、费用最省。
现场布置应简洁、美观、合理，生活区、生产区整体布局要科学合理，要体现出文明工地的特征及风貌。
施工便道、便桥要合理选线，并要考虑季节影响，确保四季畅通，以免影响正常施工。
4.1、施工便道
施工便道设计时先进行现场踏勘选线，而后进行室内设计和方案比选，以使便道方案合理经济，保证排水畅通。
便道路面采用泥结碎石路面。
便道按上行与下行车辆分开行驶设计，路面总宽度为5m。
4.2、施工用水
施工沿线地下水资源较为丰富且易于开采，可就近打井以满足施工用水。
离居民区较近的墩位施工可考虑接引自来水。
5、钻孔桩施工方案
结合我工区桥位范围内的地质情况及工程进度的要求，我工区计划采取回旋钻及旋挖钻两种方案施工桥梁桩基。
5.1、旋挖钻施工方案
5.1.1、旋挖钻施工原理及优势
（1）旋挖钻施工原理
旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高。
（2）旋挖钻优势
旋挖钻采用（三一重工SR200C）大孔径旋挖钻机，旋挖钻机具备以下优势：
①成孔速度快。
与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保证了工程的进度。
②环保特点突出。
与传统的循环钻机相比，旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。
旋挖钻机更可适用于干成孔作业。
③行走移位方便。
旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐。
④桩孔对位方便准确。
这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，有效的保证了成孔的各项指标。
基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制）、履带式行走移位方便的特点，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。
⑤结构形式如图所示：
5.1.2、旋挖钻施工工艺
5.1.3施工准备
5.1.3.1平整场地
按要求进行场地平整，清除杂物，换除软土，夯打密实。
准确测定桩位，并测放出护桩。
5.1.3.2测量定位
⑴平整场地后根据设计图纸，进行桩位坐标的计算复核，确认无误后，报测量监理工程师签字认可后方可使用。
⑵施工放样。
采用全站仪进行桩基施工放样。
桩基放样点位精度小于5㎜，桩橛顶钉上铁钉标示桩基中心位置。
放样完成后现场施工人员做好护桩的埋设，对放样结果做好保护。
5.1.3.3埋设护筒
采用钢护筒，钢板壁厚8mm，高度为4m，做成整体圆形，为增加刚度防止变形，在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。
采用埋深3.5m,护筒顶高出地面50cm,埋设时将护筒周围0.5m～1.0m范围内土挖除,夯填粘土至护筒底0.5m以下。
5.1.3.4泥浆配制及泥浆池设置
⑴在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。
在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。
当原土造浆的泥浆性能指标不能满足钻孔护壁要求时，应另外拌制泥浆。
钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，并且针对不同的地质层根据泥浆的性能指标要求进行泥浆配制，造浆配合比、不同地质层下泥浆的性能指标要求见表1、2。
表1膨润土造浆配合比（单位：
kg）
原料名称
淡水
膨润土
CMC
纯碱
FCI
PHP
加重剂
配合比
100
8～4
膨润土的0.01～0.05%
膨润土的0.3～0.5
膨润土的0.1～0.3
泥浆的0.003%
试验确定
表2不同地层下泥浆的性能指标要求
地质情况
泥浆指标
相对密度
（g/cm3）
粘度（s）
胶体率（%）
失水率（ml/30min）
含砂率（%）
泥皮厚（mm/30min）
静切力
（Pa）
酸碱度
（pH）
亚砂土
1.20～1.45
19～28
≥96
≤15
≤4
≤2
3～5
9～11
淤泥质亚粘土
1.20～1.35
粘土
1.05～1.15
18～22
≥95
≤20
≤3
1～2.5
亚粘土
细砂
粘土、亚粘土
⑵泥浆池采取直接在墩位中间的红线内场地开挖取得泥浆池的大小为长×
宽×
高=7m×
5m×
2.5m，沉淀池的大小为长×
2.5m，每两个墩共用一个泥浆池和一个沉淀池。
在开挖泥浆池时，为减少以后承台开挖量和开挖深度，应有意识的用挖机将承台范围内的场地扒低，开挖后的土方用于填筑施工便道。
为满足环保要求，布置泥浆池时在满足使用要求的前提下应遵循尽量少布置、尽量控制泥浆池面积的原则，并且保证不与周围水塘或鱼塘相连。
5.1.4、钻进成孔
5.1.4.1钻进
①、旋挖钻机的设置及调整
施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。
先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。
从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。
操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。
实现钻杆平稳同步起立。
同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。
在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。
调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。
在钻杆相对零位±
5°
范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；
而钻杆超出相对零位±
范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。
在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。
5.1.4.2钻孔作业
钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。
在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。
开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。
当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。
完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。
此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。
施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:
由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度；
当软地层变为硬地层时,要减速慢进；
在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径；
对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；
砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；
如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：
对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层；
对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。
钻渣要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。
5.1.4.3地质情况记录
地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；
旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：
工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；
《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；
根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；
钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；
钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；
钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度（沉渣厚度等于钻深与灌注前孔深的差值）。
5.1.4.4终孔
钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。
通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。
如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。
如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。
对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。
孔深及沉渣厚度检测：
成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。
确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。
5.2回旋钻施工方案
5.2.1、回旋钻施工工艺
5.2.2、施工准备
回旋钻的施工准备工作与旋挖钻的施工准备工作基本相同，在这里就不做出详细叙述。
5.2.3、钻进
5.2.3.1回旋钻施工
⑴钻机就位后，调平机座，认真量测检查钻头中心与护筒中心是否在一条铅垂线上，与孔位中心的偏差是否在规范允许范围之内。
确认无误后，最后再次检查钻杆的垂直度是否满足要求及钻杆、钻头等部位连接是否牢固、运转是否良好、钻头直径和设计桩径是否相同，校核钻具的长度，同时检测泥浆的各项指标，一切就绪后就可开始施钻。
⑵钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻机上。
针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重,一般控制在1.05～1.15左右。
⑶开钻：
开钻时先在孔内灌注泥浆，不进尺，只空载转动，使泥浆充分进入孔壁。
将钻头提高距离孔底20～30cm，真空泵加足清水（不得使用脏水），关闭控制阀使管路封闭，打开真空管路使气水畅通，然后启动真空泵产生负压，待泥浆泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥浆泵。
当泥浆泵出口真空压力达到0.2Mpa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀室，形成反循环，启动钻机慢速开始钻进。
⑷开孔时钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，在土质松散层时采用比较浓的泥浆护壁，且放慢钻进速度和转速，轻钻慢进以控制塌孔。
待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
⑸采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受钻具的重力，而孔底承受的钻压应不超过钻具之和（考虑浮力）的80%。
⑹钻进时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁。
孔内出土，不得堆积在钻孔周围。
⑺钻进过程中及时滤渣，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，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。
钻渣样应编号保存，以便分析备查。
⑻在钻孔过程中，必须绘制桩孔地质剖面图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻速和泥浆比重等作参考。
在易坍地层中钻进时，应适当加大泥浆比重，控制钻进速度。
⑼每工作班开始时检测泥浆比重、粘度，以后钻进过程中每隔1小时或地质变化处测定一次泥浆性能指标，通过砂层时，由于泥浆在使用过程中不断受到污染，致使含砂率增大，泥浆指标不易控制，因此在钻进过程中加大泥浆指标检测频率，及时补充性能指标合格的泥浆，以防止塌孔。
（10）钻至设计桩底高程时，应将钻头提离孔底5-10cm,转盘匀速选转，泥浆继续保持循环，至泥浆分离器无渣时停机检孔。
5.2.3.2施工中注意事项
⑴开始钻进时保持低档慢速钻进，刚开钻时泥浆比重有一个相对稳定的时期，每隔30分钟检测泥浆指标并及时调整；
根据钻杆进尺，当钻头接近护筒底部时，要特别注意将钻进速度放至最慢档位且调整泥浆比重，使护筒底部有足够的泥浆护壁，防止护筒底部薄弱环节出现坍孔。
在钻进过程中要控制进尺，轻压、低档慢速进行，施工中将钻头适当提起，防止出现钻头及钻杆的质量全部靠孔底承受形成扩孔。
⑵当平衡架移动至钻架滑道下端时，停止钻盘转动，待泥浆循环2-3分钟后，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净，然后关闭泥浆泵，将钻头提离孔底，再接长钻杆。
此时需要仔细检查钻杆接头的磨损及密封情况，以防止漏气、漏水。
⑶钻进中不得随意提动钻具，孔壁不稳定地层提升作业时一定要采取回灌措施，保持水头高度以防坍孔。
钻进过程中要经常检查钻机的水平情况，并随时用两台经纬仪检查钻杆位置及垂直度，以此保证钻杆的垂直度，确保成孔质量。
⑷钻进过程中钻渣应放置于承台桩位以外位置，严禁污染未施工桩的作业面，另外循环槽的位置以不影响下一根桩灌注砼时砼罐车靠近为原则。
⑸保持孔内水位并经常检查泥浆比重。
在钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位或孔外水位1.5m～2m。
并控制钻进，及时排渣、排浆，现场采用泥浆泵排浆，多余泥浆采用泥浆泵抽至泥浆池中循环利用，防止污染河水。
⑹接换钻杆或因其它原因短时停钻再次开钻时，应按开孔时处理。
若因特殊原因长时间停钻时，应提出钻头。
⑺钻孔作业应分班连续进行，并详细填写施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。
⑻经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时应随时改正。
要经常注意地层情况，在地层变化处均应捞取渣样，判断后记入记录表中并与地质剖面图核对。
5.2.33钻孔的安全要求
接换钻杆或提升钻头应平稳，防止冲撞护筒和护壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人发生人身事故。
因故停钻时，孔口应加盖保护，并严禁钻锥在孔内以防埋钻。
5.3旋挖钻及回旋钻成孔检测及水下混凝土浇筑
5.3.1清孔及检测
清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位。
清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。
清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就应满足规范要求，否则不应下放钢筋笼。
待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重不大于1.1，含砂率＜2%，粘度17～20s；
浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于30cm。
孔底沉渣的测量：
采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，两者底标高之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。
成孔检测标准
编号
检查项目
允许偏差
孔经（mm）
不小于设计桩径
2
孔深（mm）
符合设计要求
倾斜度
≤1%
4
沉渣厚度（mm）
不大于设计与规范要求
5.3.2钻孔过程中孔内事故的预防及处理
（1）、卡埋钻具
卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故，因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防，一旦出现事故，要采取有效措施及时处理。
发生的原因及预防措施：
①、较疏松的砂卵层或流砂层，孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。
在钻遇此地层前，应提前制定对策，如调整泥浆性能、埋设长护筒等。
②、粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。
所以，在这类地层钻进要控制一次进尺量，一次钻进深度最好不超过40cm。
③、钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径，钻筒外壁与孔壁间无间隙，如钻进过深，则易造成卡钻。
所以，钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上，边齿、侧齿应加长，以占钻斗筒长的2／3为宜，同时在使用过程中，钻头边齿、侧齿磨损后要及时修复。
④、因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长，导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。
因此，平时要注意钻机本身的及时保养和维修，同时要调整好泥浆性能，使孔底在一定时间内无沉渣。
处理卡埋钻的方法主要有：
①、直接起吊法，即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。
②、钻头周围疏通法，即用反循环或水下切割等方法，清理钻筒四周沉渣，然后再起吊。
③、高压喷射法，即在原钻孔两侧对称打2个小孔（小孔中心距钻头边缘0.5m左右）然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射，直至两孔喷穿，使原孔内沉渣落入小孔内，即可回转提升被卡钻头。
④、护壁开挖法，即卡钻位置不深时，用护筒、水泥等物品护壁，人工直接开挖清理沉渣。
（2）、动力头内套磨损、漏油
发生这一现象的原因除了钻机设计上存在欠缺外，主要是超钻机设计能力钻进所致，所以要注意旋挖钻机的设计施工能力，不要超负荷运行。
5.3.3钢筋笼制作、安装
钢筋笼在加工加工场内集中整节加工制作。
钢筋笼主筋接头采用闪光对焊，每一截面上接头数量不超过钢筋总数量50%，加强箍筋与主筋连接全部满焊。
钢筋骨架的保护层厚度采用砼旋转垫块等形式。
设置密度按竖向每隔2m设置一道，每一道沿圆周布置4个。
钢筋笼制作好后，用平车运至各桩位处，采用汽车吊起吊就位。
为防止钢筋笼吊装运输过程中变形，钢筋笼端头、钢筋笼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。
钢筋笼起吊采用双吊点，钢筋笼吊装入孔后要准确、牢固定位。
为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮，在钢筋笼上端设置支撑系统，防止钢筋骨架的倾斜和移位。
5.3.4导管安装
水下灌注砼是钻孔灌注桩的关键环节，应严格控制，本工程采用导管法灌注砼，导管使用前应进行水密承压试验。
拼装前应检查导管内壁是否光滑、圆顺，内径是否一致，接口是否严密等。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
（1）导管安装前，应先进行组装，做水密承压试验。
①组装：
选择平整的场地，铺设垫木，在垫木上钉出一条直线使其达到水平要求，然后在垫木上按照使用长度进行组拼，并检查其垂直度。
②试压：
导管全部组拼好后，注水做水压试验，检查有无漏水现象，如有漏水现象，整修后继续试验，达到无漏水现象为止。
（2）导管经组装检验合格后，可根据其强度和起吊设备能力，分段进行解体。
（3）在导管下放过程中，应尽量使导管居于孔的中心，严禁碰撞钢筋笼，按组拼好的顺序，自下而上分段进行安装。
下设完毕后导管下口距孔底的高度为30～50厘米。
5.3.5混凝土的拌制、运输及灌注
水下混凝土配合比的设计，除了保证有足够的强度，浇灌过程中具有较大的流动性，具有较高的粘聚性和保水性，还必须使其初凝时间延长至6小时以上，以保证灌注过程中先浇的砼具有一定的塑性。
混凝土的拌制应按
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