旋挖钻施工桥梁桩基础技术方案1.docx
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旋挖钻施工桥梁桩基础技术方案1
第三章 主要分项工程施工技术方案
第一节 旋挖钻施工桥梁桩基础技术方案
一概述钻孔桩工程，现场地形、地质情况
本标段共有钻孔桩576根，桩径1.5m，桩长60m，每个墩身下设18根，左右幅各9根，属于群桩基础，上设大体积承台。
桩基按“m”法进行计算和配筋，其入土深度，在设计中已考虑了恒载、活载、温度、支座位移、砂土液化、湿陷性黄土等因素的影响。
0#台、1#墩、2#墩身桩基础分别地处黄土台塬上、中、下部，地质情况主要为黄土、粉质粘土、细纱；
3#～11#地质情况大体为细砂、中砂、粉土、卵石土、粉质粘土，其中粉质粘土和细砂主要集中在桩体下部。
具体分布情况如下图示。
12#～32#地质情况大体为细砂、中砂、卵石土和粉质粘土，其中卵石层相对厚点，在钻孔中发现两层胶结带，特别难钻，分别处于桩体中下部和桩底部位。
具体分布情况如下图示意。
二、混凝土配合比的设计
桩体设计为25#混凝土，为确保其质量，特委托陕西省公路工程试验检测中心进行配合比的设计。
具体情况如下：
试件的制作和混凝土的强度检验结果
材料
名称
水泥
砂
碎石
水
dlh
减水剂
技术参数
规格
型号
尧柏p.o32.5r
中砂
碎石5-31.5mm
饮用水
缓凝
高效
砂率（%）
44
配合比
1
1.95
2.48
0.48
1%
水灰比
0.48
产地
蒲城
霸河
韩城
英山
当地
西安
大路
坍落
度（mm）
180-220
kg/m3
410
800
1017
197
4.10
密度（kg/m3）
2428
注:
1、设计强度为25mpa,配制强度为33.2mpa
2、抗压试件尺寸：
15×15×15cm
3、检验标准：
jgj55-2000、jtj053-94
4、极限抗压强度：
7天为29.8mpa;28天为39.0mpa（修正系数取1.0）
2、混凝土配合比的设计计算
（1）、混凝土试配强度的计算
fcu,0≥fcu,k+1.645σ
fcu,0—混凝土的施工配制强度（mpa）
fcu,k—混凝土的设计强度等级（mpa），取fcu,k＝25mpa
σ—强度标准差（mpa）取σ＝5.0mpa
∴ fcu,0＝25+1.645×5.0＝33.23mpa
（2）、水灰比的计算
w/c＝ka*fce/（fcu,0+ka*kb*fce）
ka,kb--回归系数,对于碎石，ka＝0.46;kb＝0.07.
fce—水泥28天抗压强度实测值（mpa）
fce＝kc*fce,g
kc—水泥富裕系数,kc＝1.1
fce,g—水泥强度等级值,fce,g＝32.5mpa
则 fce＝1.1×32.5＝35.75mpa
∴ w/c＝0.46×35.75/（33.25+0.46×0.07×35.75）＝0.48
（3）、坍落度、集料最大粒径、用水量的选取
本大桥钻孔桩采用水下混凝土施工法，考虑到桩径大、桩长深、混凝土方量大、浇注时间长，因此选取坍落度为180mm—220mm。
钻孔桩主筋净间距15.3cm，15.3/4＝3.82cm,因此最大碎石粒径选用31.5mm,最小粒径5mm,为连续级配。
根据混凝土坍落度查《普通混凝土配合比设计规程》（jgj55—2000 j64—2000）中表4.0.1—2，同时结合现场施工经验，取每方混凝土用水量为mwo＝240kg。
考虑到混凝土的灌注时间长，为充分保证施工过程顺利，因此添加适当的高效减水剂（dlh型），起缓凝和减水作用，减水率β＝19%，掺量为水泥的1%，则实际拌和用水为：
w＝mwo*（1-β）＝ 240×（1-19%）＝195kg
（4）、水泥用量（mco）的计算
mco＝mwo／（w/c）＝195/0.48＝406kg
（5）、粗细集料用量的计算（质量法）
假定混凝土容重mcp＝2400kg/m3，根据经验选取砂率βs＝44%。
mco+mgo+mso+mwo＝mcp （mgo、mso分别为石子、砂子质量）
βs＝mso/（mgo+mso）×100%
经计算得：
mso＝792kg；mgo＝1007kg
（6）、每方混凝土材料用量计算
水泥（c）：
406kg 水（w）：
195kg 高效减水剂：
4.06kg
砂（s）：
792kg 碎石（g）：
1007kg
（7）、试拌和，检查混凝土的和易性
为准确反映实验结果，现用50l拌和机拌和，30l实验材料试拌。
同时，为检查砂率是否合适，在用水量和水泥用量不变的情况下，变更砂率±2%，既砂率分别为42%、44%、46%，具体数量如下：
砂率：
42% 44% 46%
水泥：
12.18 12.18 12.18
水：
5.85 5.85 5.85
中砂：
22.67 23.76 24.83
碎石：
31.31 30.21 29.14
外加剂：
0.122 0.122 0.122
试拌结果发现,砂率为44%的混凝土和易性交好,坍落度为200mm时，经抹面试验,沙浆数量较为适宜，以此配合比为基准配比。
（8）、强度试验
为检查水灰比是否合适，以基准配比为基础，在保持砂、石和用水量不变的情况下，变更水泥用量，得到三组混凝土，材料数量如下：
水灰比：
0.43 0.48 0.53
水泥：
13.60 12.18 11.04
水：
5.85 5.85 5.85
中砂：
23.12 23.76 24.25
碎石：
29.42 30.21 30.87
外加剂：
0.136 0.122 0.110
根据混凝土28天抗压强度结果和灰水比关系对照得知，当水灰比为0.48,砂率为44%，与试配强度最相吻合。
则选用此组配合比。
（9）、调整
实测混凝土体积密度为2428kg/m3，计算混凝土体积密度为2404.06kg/m3，对计算混凝土量进行调整，调整系数γ＝2428／2404.06＝1.01，则最终混凝土配合比材料用量为:
水泥：
4.06×1.01＝410kg
水：
195×1.01＝197kg
中砂：
792×1.01＝800kg
碎石：
1007×1.01＝1017kg
外加剂：
4.06×1.01＝4.10kg
c：
w：
s：
g：
dlh＝410：
197：
800：
1017：
4.10＝1:
0.48:
1.95:
2.48:
0.01
三、旋挖钻机与常规钻机比较的特点及适用范围。
1、旋挖钻机不同与常规钻机的特点
编号
区别
旋挖钻机
回旋钻机
1
成孔工艺不同
用筒式钻头成孔，将斗齿切削下来的土直接装进筒式容器内，然后由钻杆提出。
用梳齿钻头、滚刀钻头等将土切削，通过循环泥浆带出孔口。
2
就位方式不同
履带式行走体系移动方便，就位仅需几分钟，钻机整体置于履带上进行钻孔作业。
通过吊车或人工简易方法就位，对原地面要求高，辅助工作时间长
3
施工需求能源不同
由自带的柴油发动机输出动力来完成钻机的行走移动和钻进工作
依靠现场提供大功率电源来完成钻孔工作，
4
钻进工效不同
钻杆为液压伸缩式，与钻头相连，可快速下钻和提钻，使钻进速度快，效益高。
钻杆间通过栓接或销接，每钻进到一定深度，就必须人工加一节钻杆，速度慢、效益低。
5
自身稳定性的可调程度不同
自身稳定性通过底盘伸缩式履带调整，机体垂直度，钻杆垂直度，成孔垂直度通过电子监测元件控制，操作手可直接读取，操作起来简易方便
自身稳定性和垂直度依靠垫在钻机下面的方木和楔块通过人工来调整，成孔垂直度只有在成孔后可测设。
6
使用的泥浆不同
由澎润土、烧碱、纤维素根据不同地质按一定比例组成化学泥浆，泥皮薄，护壁作用好，并可重复利用，环境污染小。
造浆材料一般为桩体自身土质，遇到砂性土加些粘土或澎润土即可。
2、旋挖钻机的适用范围
〈1〉从对地层的适宜性来讲，既适用于粘性土，也适用于砂性土，还适用于强度不高的风化岩。
〈2〉从钻孔的方式来讲，既可以湿钻，也可以干钻。
〈3〉从钻孔桩的类型来讲，既可以钻直孔，也可以钻斜孔，最大桩径可达2.5m,最深桩长可达100m。
〈4〉从施工空间来讲，不需要提供较大的工作面即可作业，这是其他钻孔灌注桩所无法比拟的。
缺点是对于流塑状态的粘性土和松散的砂性土，则必须解决泥浆问题，并慎重选用。
旋挖钻成孔施工的主要配套机械设备
序号
设备名称
型 号
数量
用 途
1
旋挖钻机
德国bg25
1台
钻孔
2
装载机
zlm40e
1台
铲运弃渣
3
吊 车
16t
1台
下钢筋笼，导管，砼灌注
4
电焊机
30kw
3台
焊接钢筋笼
5
砂石泵
6ps
1台
清孔
6
泥浆泵
3pnl
3台
成孔排污
8
震动筛
1台
化学泥浆的净化，重复利用
7
发电机
75kw
1台
备用电源
8
经纬仪
水准仪
各1套
测量放线
六、 施工工艺
1、工艺原理
旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上，以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源，利用筒式钻斗底部的斗齿，在液压油缸的加压下钻进，切削土体，并压入容器内，然后由钻杆提出筒式钻头，至孔口后快速回转倒土。
护壁泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成，并随着旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内，起到静压护壁作用，以保证水头压力，如此反复循环完成成孔作业。
成孔达到设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌
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