公路桥梁钻孔桩技术论文文档格式.docx
《公路桥梁钻孔桩技术论文文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路桥梁钻孔桩技术论文文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
钻孔工艺水平不断提高特别是引进了许多国外先进的大功率全液压钻孔机械，对国内钻机进行研制改进，基本上适应了大直径深水基础桩基施工需要。
设计本标段东辽河大桥、小桥、天桥及5处通道基础采用钻孔灌注桩，桩长分别为1.5m、1.3m、1.2m，共计140根。
桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，桩是深入土层的柱型构件，柱与连接桩顶的承台组成深基础。
桩的作用是将上部结构物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。
钻孔灌注成孔方式根据是否挤土可分为以下几种：
1、非挤土灌注桩：
①、干作业成孔包括人工挖孔、螺旋钻孔、旋挖成孔；
②、泥浆护壁成孔包括正反循环成孔、旋挖成孔、潜水钻成孔；
③、全套管成孔包括旋转式和摇动式。
2、挤土灌注桩：
主要是沉管成孔，包括锤击、振动、静压
3、部分挤土灌注桩：
成孔方法有冲击、爆扩、挤扩等。
本标段成孔方式根据不同地方采用不同的施工工艺，有旋挖成孔、冲击
成孔、反循环成孔，其特点：
承载力高，稳定性好，沉降小，便于机械化施工。
关键词：
公路桥梁钻孔灌注桩旋挖冲击深基础
ABSTRACT
Withjinghahighwayprojectsofsipingtochangchuninjilinprovinceislocatedinthemiddleofthethreenortheastprovinces.Lineupinjiliaotwoprovincesatthejunctionofsipingslope）,zeronumberforK0+000,mainlythroughthesiping,tenfort,guostores,gongzhuling,liu'
shouse,taojiatun,FanGutun,checkthehalfofgrooveinthesouthwestofchangchuncity,attheendofthepilenumberfortheK98+100.Overalltoassumesthesouthwesttothenortheasttoline,sectionlength98.1km,theexisting26mwidehighwayspell8mwideoneachside,forming42meightlanesofthewidthoftheroadbed.ChangpingmainhighwayreconstructionprojectbidCP05mileageK40+000~K50+00010km.Designbidthisdongliaohebridge,Bridges,overpassesandfivechannelsusingboredpiles,pilelength1.5m,1.3m,1.2m,atotalof140.Deeppilefoundationisoneofthemostbasicapplicationaformoffoundationpileisdeepsoilcolumntypecomponents,columnandconnectiononthetopofthepilecapsofthedeepfoundation.Istheroleofpiletoploadtransfertothedepthsofthebearingcapacityofthestructuresisstrongeronthesoilofsoftsoillayerortosqueezetightlyinordertoimprovethebearingcapacityoffoundationsoilandcompactness.Holingporeformingwayaccordingtowhetherthecompactioncanbedividedintothefollowingkinds:
1,thecompactionpiles:
（1）,dryholeincludingartificialdig-hole,screwdrill,screwholeduginto;
（2）,themudwallholeincludingpositiveandnegativecirculationintothehole,screwintothehole,divingintoholes;
（3）,thewholecasingholeincludingrotatingandshaking.
2,compactionpiles:
mainlyimmersedtubeintothehole,includingthehammer,vibration,staticpressurePart
3,compactionpiles:
poreformingmethodwithshock,explosiveexpansion,expansion,etc.
Thisblockporeformingwayaccordingtothedifferentaddressindifferentconstructiontechnology,hasascrewintothehole,impactintothehole,reversecirculationintothehole,itscharacteristic:
highbearingcapacity,goodstability,smallsettlement,isadvantageousforthemechanizedconstruction.
Keywords:
routereversecirculationrotarydiggingdeepfoundation
说明书目录
前言Ⅰ
摘要Ⅲ
ABSTRACTⅤ
1、工程概况1
1.1钻孔桩设计情况1
2、施工方法2
2.1钻基成孔形式2
2.2桩基施工工艺3
2.2.3冲击钻机工艺原理5
2.2.5旋挖钻工艺流程7
3、桩端压浆施工10
3.1桩端后压浆的控制原则10
3.3桩端后压浆的施工注意事项13
4、施工保证措施14
4.1工艺保证措措施14
4.2管理措施17
4.1旋挖钻机优缺点19
6.1参考文献22
说明书
1、工程概况
1.1钻孔桩设计情况
长平高速公路改扩建工程CP05标段正线里程K40+000～K50+000全长10km。
1.2工程地质
东辽河大桥处工程地质：
桥位处覆盖层由亚砂土及砂砾石组成。
主河槽为粗砂和砂砾，纵厚度5.5米，底部为砾岩风化层厚度3米。
泥岩夹砂砾岩风化层厚17米。
工程地质较好。
六零河小桥处工程地质：
表层3米为淤泥质粘土，其下为3米的中砂，其下为1.6米的砾沙，其下为7.3米的全风化泥岩，其下为5.1米的全风化砂岩，以下为强风化砂岩。
大泉眼小桥工程地质：
表层为1.3米粉质粘土，其下为0.7米的粉质粘土，其下为4米的淤泥质粘土，其下为2.6米的圆砾，其下为6.3米的全风化泥岩，以下为强风化砂岩。
张家油坊通道工程地质：
表层3.8米为中砂，其下5米为全风化泥岩，其下10米为强风化泥岩。
刘家屯通道工程地质：
表层2.5米为粉质黏土，其下1.2米为淤泥质土，其下0.8米为中砂，其下5.5米为粗砂，其下8.5米为强风化。
连三坑通道工程地质：
表层3米为粉质黏土，其下1.5米为淤泥质土，其下2.5米为粗砂，其下1米为圆砾土，其下7米为全风化泥岩、其下5米为全风化砂岩。
大泉眼拖拉机通道工程地质：
表层3米为填筑土，其下5米为粗砂，其下5米为全风化砂岩，其下7米为全风化泥岩。
安家窝棚通道程地质：
表层9.5米为亚粘土，其下3米为粗砂，其下1.87米为泥岩全风化层。
2、施工方法
2.1钻基成孔形式
1、非挤土灌注桩：
本标段成孔方式根据不同地方采用不同的施工工艺，有旋挖成孔、冲击成孔、反循环成孔。
2.2桩基施工工艺
2.2.1旋挖钻机工艺原理
旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，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斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。
对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。
而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
如图所示：
2.2.2反循环钻机工艺原理
反循环是泥浆由钻杆外流入井孔，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣从钻杆中吸出。
由于钻杆内径较井孔直径小的多，故钻杆内泥水上升速度较正循环快的多，就是清水也可把钻渣带上钻杆顶端留到泥浆沉淀池，净化后泥浆可循环使用。
本法的泥浆只起辅助护壁作用，其质量要求较低。
2.2.3冲击钻机工艺原理
实心锥冲击钻：
用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往复冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。
由泥浆悬浮钻渣，使钻锥每次都能冲击到孔底新土层。
冲击一定时间后，放入掏渣筒掏渣，提出孔外倒掉。
本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。
2.2.4施工工艺
2.2.5旋挖钻工艺流程
（一）放样定位
钻孔桩施工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。
（二）旋挖机就位
旋挖钻对场地要求较高，钻机就位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。
（三）埋设护筒
护筒直径应比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。
（四）旋挖机成孔
结合以往施工经验，我方采用现代工具旋挖机进行成孔：
在护筒埋设并定位后，使用SR-250型转挖机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率高，适合在中风化层中钻进。
钻机在就位时应重新测量、定位，在成孔过程中采用泥浆护壁。
利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。
通过成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。
可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。
（五）清孔（如有扩大头才需清孔）
在钻机钻至设计孔深后，将钻头降至孔底，慢转，重点是清出扩大头扩出的余泥。
（六）钢筋笼制作与安放
1．钢筋笼制作
钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表2规定。
制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。
表1钢筋笼制作允许偏差表
序号
项目
允许偏差（mm）
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±
100
2
钢筋骨架直径
10
3
主钢筋间距
0.5d
4
加强筋间距
20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
2．钢筋笼孔内安放
钢筋笼长（超过16m）在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。
两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。
钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。
（七）下导管
导管安装时应逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。
并应注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水等现象。
（八）水下混凝土灌注
灌注混凝土前需对混凝土输送管路及容器洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待储料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土。
首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要,封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入钻机提升的料斗内,由一人统一指挥。
（九）起拔护筒
混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。
2.2.6反循环钻机及冲击钻机工艺流程
反循环反循环钻机及冲击钻机施工工艺和旋挖钻机相似。
3、桩端压浆施工
3.1桩端后压浆的控制原则
桩端后压浆施工控制采用压浆量与压力双控，以压浆量（水泥用量）控制为主，注浆压力控制为辅。
若注浆压力达到控制压力，并持荷5分钟，注浆量达到80%，也满足要求。
桩端压浆终止压力，应根据土层性质、压浆点深度确定，对于风化层、非饱和粘性土、粉土，宜为5-10MPa；
对于饱和土，宜为1.5-6MPa。
软土取低值，密实土取高值。
3.2压浆管布置原则
压浆管布置保证压浆的均匀性；
便于安装和保护。
桩端后压浆的施工控制：
1、压浆设备（每班组）：
注浆泵（两台，一台注浆，一台清洗），浆液搅拌机，储浆桶，压浆管路，12MPa压力表，球阀，溢流阀，水准仪，16目纱网。
注浆泵必须配置荷载阀，限定压力8-9MPa。
注浆泵最小流量不大于60L/min。
为保证压浆确保压浆过程中不因机械事故而停顿，压浆设备必须有备用件。
2、压浆装置：
桩端注浆管，桩身竖向导浆管。
3、桩端压浆管制作要求：
在压浆管下侧均匀设置12个φ8mm钻孔（沿环向均匀钻4个φ8mm孔，共3排，间距100mm）；
每个钻孔单独制作，形成一个单向阀。
其构成有三层组成：
第一层为能盖住孔眼的图钉；
第二层为比钢管外径小3-5mm的橡胶带，长度6cm；
第三层为密封胶带，盖住橡胶带端各2cm。
4、应经常检查和维修压浆设备、机具，并建立安全员负责制，对设备、电路等进行全面的检查，对压力表应定期检查、标定，合格后方可使用。
3.2浆液的配置
1、压浆水泥：
水泥的强度等级不低于42.5，水泥浆的配合比应经试验确定。
2、水泥浆性能要求：
初凝时间：
3-4小时，稠度17-18秒；
7天强度：
≥8MPa。
外加剂：
U型微膨胀剂（≤5%），膨胀土（≤5%）SPC-101减水剂。
浆液配置程序：
先放水，再加外加剂，搅拌均匀后加水泥。
严格控制浆液配比，搅拌时间不少于2min，浆液应具有良好的流动性，不离析，不沉淀，浆液进入储浆桶时必须用16目纱网进行2次过滤，防止杂物堵塞压浆孔及管路。
浆液由中心试验室根据浆液性能指标进行试验，确定配合比，施工单位统一使用。
3、压浆材料与设备的试验检测：
按设计和规范要求对压浆材料进行试验，确保材料符合设计要求。
压浆管路应编号并挂标牌明示。
压水试验和压浆前，进行压浆管路系统及接头耐压试验。
试压操作时，要分级缓慢升压，试压压力宜达到注浆控制压力的1.5倍，停泵稳压后方可进行检查。
并认真检查高压设备正常运转。
水泥、外加剂等材料准备充分，压浆前运抵现场，每盘外加剂计量好，装进塑料袋，保证其参量的准确性。
4、桩端后压浆施工工艺流程与要求：
泥浆护壁成孔。
成孔质量应满足有关的钻孔灌注桩施工要求。
放钢筋笼及桩端压力注浆装置。
压力注浆装置绑扎在钢筋笼内侧，随钢筋笼同步放入孔内。
按有关规范、规程要求灌注混凝土。
进行压力注浆。
当桩身混凝土强度达到一定值（通常为75%）后，通过地面压力系统经桩端压力注浆装置向桩端土层压浆。
卸下注浆接头，成桩。
压浆次序与压浆量分配：
压浆应每根管均分分三次循环；
若发生管路堵塞，每压浆量应重新均匀分配。
5、堵管补救措施：
压浆前，通畅管路数不少于3根，压浆量按已通管路数重新分配压入；
若只有2个管路畅通，按计划压入的水泥量增加10%，由2个管路均分压入；
若只有1个管路畅通，则必须钻通一根声测管，进入桩端土层500mm，作为压浆管，再按只有2个管路畅通情况执行。
3.3桩端后压浆的施工注意事项
1、压浆管制作安装注意事项：
压浆管于安装前应进行清洗，以清除管内杂物；
制作前，钢管密封部位应用砂纸打磨；
必须使用新的橡胶带，密封完好、有弹性；
应进行地面试压试验。
在桩混凝土浇筑完成后24-48小时，由压浆泵用清水将桩端注浆管单向阀冲开，确保压浆管路系统畅通。
2、后压浆施工要点：
确保工程桩施工质量。
满足规范对沉渣、垂直度、泥浆比重、钢筋笼制作质量等要求；
安装钢筋笼时，确保不损坏压浆管路，下放钢筋笼后，不得墩放、强行扭转和撞击。
压浆管下放过程中，每下完一节钢筋笼后，必须在压浆管内注入清水检查其密封性，若压浆管渗漏必须返工处理，直至达到密封要求。
压浆管接头可采用丝扣或接箍套节焊。
必须保证管路密封，以防泥浆进入管内。
压水开塞时，若水压突然下降，表面单向阀已打开，此时应停泵封闭阀门10-20min，以消散压力。
当管内存在压力时不能打开闸阀，以防承压水回流。
注浆工作一般在混凝土浇筑完毕后3-7天进行。
也可根据实际情况，待桩的声测工作结束后进行。
水泥浆制配时，严格按配合比进行配料，不得随意更改。
在压浆过程中，若发生不正常现象（如注浆泵压力表越来越高或突然掉压，地面冒浆等）时，应暂停压浆，查明原因后再继续压浆。
专人负责记录压浆的起止时间、注入的浆量、压力；
测定桩上抬量。
最后一次压浆完毕，必须经监理工程师签字认可后，压浆管路用浆液填充。
群桩压浆顺序：
先外围一圈，再压内部桩。
4、施工保证措施
4.1工艺保证措措施
4.1.1确保尽快完成钢筋笼和导管安装措施
（1）提高钢筋笼刚度：
在钢筋笼顶部用一个辅助钢筋笼将钢筋笼接长至孔口，用型钢固定，以提高钢筋笼的定位速度和质量。
（2）钢筋笼预先拼装接长：
根据浮吊的吊装高度，提前吊起等待下放，从而提前了砼灌注时间，并保证了孔壁的完整。
4.1.2提高混凝土浇注效率的措施
（1）混凝土导管进场前进行探伤检验，确保导管制作质量，定期对导管的进行水密、接头抗拉实验和管壁磨损程度进行检验，确保混凝土浇注过程中导管不会出问题。
（2）加强设备的保养维护力度：
确保混凝土生产设备在浇桩过程中不出现故障。
（3）严格控制混凝土的拌制质量：
提高混凝土的和易性能，减小堵管几率。
（4）严格监控混凝土的浇注过程，确保首批混凝土的浇注效果，将导管的埋深始终控制在2～6m以内，防止提空导管和混凝土浇注困难。
（5）加强施工组织，钻孔桩混凝土浇注是多工段、多工种配合的施工生产，每根钻孔桩浇注时，均要有现场负责人现场组织协调，确保施工顺利。
4.1.3防止声测管孔底堵塞、超声波检测不到位的措施
声测管施工时接头要牢固，不得漏浆，顶、底口封闭严实，声测管与钢筋笼用粗铁丝软连接，确保声测管根根能够检测到底。
4.1.4防止钻孔桩混凝土浇注时出现堵管、断桩现象的措施
（1）堵管现象主要分为两种，一种是气堵，当混凝土满管下落时，导管内混凝土（或泥浆）面至导管口的空气被压缩，当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象，解决气堵现象的措施有：
首批混凝土浇注时，在泥浆面以上的导管中间要开孔排气，当首批混凝土满管下落时，空气能从孔口排掉，就不会形成堵管。
首批过后正常浇注时，应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗，使混凝土小于满管下落，不至于形成气堵；
另外一种堵管现象为物堵，混凝土施工性能不好，石子较多，或混凝土原材料内有杂物等，在混凝土垂直下落时，石子或杂物在导管内形成拱塞，导致堵管。
物堵现象的控制为：
由于孔深达约70m，混凝土自由落至孔底时速度较大，易形成拱塞，要求混
升级会员 