试验桩施工方案2概述.docx

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试验桩施工方案2概述

京石客专JS－2标试验桩施工方案

一、工程概况

京石客运专线北起我国首都北京，南至河北省会石家庄市。

线路经过北京市所辖海淀区、石景山区、丰台区、房山区、河北省涿州市、保定市、石家庄市。

线路全长283.672km。

本标JS-2标段线路位于涿州市至保定市，长度为91.9km正线公里。

全线共有特大桥81594.23延米，中桥3590.38延米。

全桥墩台采用钻孔灌注桩基础，为了积累各种参数，掌握对现场成桩的经验及各种操作技术参数，利于以后旋挖钻孔灌注桩正常大量施工，确保灌注桩施工质量，经设计院确定在本标段野营桥南拒马河特大桥977～978墩之间（中心桩号DK115+404.1）与孙村大清河特大桥65～66墩之间（中心桩号DK146+713.9）进行试桩2组共计6根。

其中野营桥南拒马河特大桥为C30钢筋混凝土，试验桩长40.5m，孙村大清河特大桥为C35钢筋混凝土，试验桩长42.0m。

二、地质水文概况

野桥营南拒马河特大桥全桥长43958.55m，中心里程：

DK105+473.66，主要跨越南拒马河、112国道、兰沟河、南水北调天津干渠、鸡爪子河、333省道、萍河、津保高速公路、瀑河、地下管线、沥青路、乡村土路等。

除河堤处表覆第四系全新人工堆积层外，其余均为第四系全新统粉土，粉质黏土、黏土、粉砂、细砂、中砂及第四系上更新统冲洪积层粉土。

桥址区地震动峰值加速度0.10g，地震基本烈度VII度，土壤最大冻深度为0.60m。

桥址区地下水为第四系地层空隙潜水，水位埋深为8.0～19.4m（高程为10.55m～－1.46m），水位季节变幅2～3m。

孙村大清河特大桥全桥长3468.23m，中心里程：

DK146+266.25，主要跨越保静公路、黄花沟、府河（大清河）、环堤河等，桥址区覆粉土、粉质黏土、粉砂、细纱黏土等，地震动峰值加速度0.10g，地震基本烈度VII度，土壤最大冻深度为0.60m。

三、施工技术方案

钻孔桩主要采用旋挖钻成孔，钻进中严格控制泥浆比重，成孔后采用换浆法清孔。

钢筋笼分段加工制做，吊车起吊安装就位。

严格控制孔内沉渣厚度、空孔时间、水下混凝土灌注速度和灌注连续性，确保成桩质量。

混凝土在拌和站集中拌制，混凝土输送车运输，导管法灌注水下混凝土。

桩基完成后，按设计要求对桩基进行检测。

旋挖钻钻孔桩施工工艺框图

1、施工准备 

首先确定钻孔桩位：

按照基线控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位。

平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。

钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

浅水基础利用草袋围堰构筑工作平台，一般水深基础采用钢管桩构筑水中工作平台，平台高出水面顶1.0m左右即可。

同时规划布置施工现场，考虑冲洗液循环、排水、清碴系统的安设，以保证作业时，冲洗液循环通畅，污水排放彻底，钻碴清除顺利。

出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。

制浆池的容积不应小于桩孔实际容积的1.2倍，以便正常循环。

2、泥浆制备 

根据现场实际情况，本标段拟采用优质泥浆。

各项指标如下：

相对密度：

1.03～1.1（在粘土和粉土层取1.02～1.04，在砂和砂砾层取1.05～1.1）；粘度（s）：

18～22；含砂率（％）：

4-8（终孔后在灌注前小于2%）；PH值：

8～10；胶体率（％）：

＞96。

采用泥浆搅拌机制泥浆。

泥浆造浆材料选用优质粘土，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文、地质剖面图，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。

3、埋设护筒 

钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。

护筒用4～8mm的钢板制作，其内径大于钻头直径200mm～400mm。

护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m，护筒顶高出高出地面0.5m，其高度满足孔内泥浆面的要求。

在旱地或筑岛时还高出施工地面0.2-0.3m。

护筒埋置深度符合下列规定：

岸滩上，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。

岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；

水中用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。

护筒埋入河床面以下1m；水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。

护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。

4、安装钻机

旋转钻机：

立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。

启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，安装钻盘，要求钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上，钻杆位置偏差不大于2cm。

5、钻孔

（1）正循环旋转钻钻孔

先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输入钻孔中一定数量后，方可开始钻进。

开始钻进时，应低档慢速钻进，使护筒下口处有坚固的泥皮护壁。

钻至护筒下口1m后，才可按正常速度钻进。

如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔中填入粘土，再下钻头钻孔，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后再继续钻进。

钻进过程中接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取尽快完成，以免停钻时间过长。

钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。

在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。

在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。

宜选用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，注意控制进尺，低挡慢速、大泵量稠泥浆钻进。

在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。

宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。

钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%，这样可使钻杆维持竖直状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

开钻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。

每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。

遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。

（2）反循环旋转钻钻孔

开始钻孔时，为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20～30cm，将真空泵加足清水，关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观察室看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。

当泥石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池，形成反循环，待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进，使护筒角处有牢固的泥皮护壁。

钻至护筒脚下1.0m后，方可按正常速度钻进。

如护筒底土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔内投放粘土，再放下钻头旋转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，待不再漏浆时，继续钻进。

钻进过程中，保证钻孔垂直。

钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。

在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。

在硬粘土中钻进时，用一档转速，放松起吊钢丝绳，自由进尺；在普通粘土、砂粘土中钻进时，可用二档、三档转速，自由进尺；在砂土或含少量卵石中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上；遇地下水丰富容易坍孔的粉砂土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉砂土的搅动，同时应加大泥浆比重和提高水头，以加强护壁防止塌孔。

钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%，这样可使钻杆维持竖直状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

施工中每钻进2m或地层变化处，应及时捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。

遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。

钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。

达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度，泥石泵应有足够的流量，以免影响钻孔速度。

（3）旋挖钻成孔

旋挖钻机施工前根据不同的地质情况选用不同类型的钻头。

钻孔时，要及时向孔内补充浆液，以保持足够的泥浆压力。

套管跟随钻进时，套管底口与钻头旋挖深度相适，确保不超挖。

钻孔作业过程中，观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象及时停机处理。

因故停机时间较长时，及时采取措施。

开始钻进时，进尺适当控制，在护筒刃角处，低档慢速钻进，使刃角处有坚固的泥皮护壁。

钻至刃角下1m后，按土质以正常速度钻进。

如护筒土质松软发现漏浆时，提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放入钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。

在对细砂层钻进过程中，钻头提升须缓慢，钻杆转速减到低档，配合聚丙醯胺稳定液施工，通过钻头的离心力，使该高分子材料凝聚在孔壁，使孔壁形成一层富有韧性的胶合薄膜，使孔内泥浆不会渗漏，防止孔壁崩塌，达到稳定钻进的效果。

（4）成孔检查

钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。

A孔径和孔形检测

将提前制作好的检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。

B孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣采用标准锤检测，测绳必须经检校过的钢尺进行校核。

C成孔竖直度检测

旋转钻采用钻杆测斜法。

（5）清孔

A抽浆法清孔：

采用反循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。

B换浆法清孔：

采用正循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，稍提钻头离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.03～1.10的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻碴较多的泥浆换出。

直至孔底钻碴清除干净。

清孔应达到以下标准：

孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

同时保证水下混凝土灌注前孔底沉碴厚度≯10cm。

严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。

6、钢筋笼加工及吊放

（1）钢筋骨架制作：

钢筋笼骨架制作需在坚硬、平整场地内分节制作，锚固桩钢筋笼分节分3节制作，实验桩钢筋笼整体制作整体吊装。

在主筋外侧设置与保护层同厚的混凝土预制块，预制块采用与桩基同强度，一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。

制作完成后下部垫空（垫木间距同加强箍筋），且应覆盖，以防雨、雾等潮湿而生锈

（2）钢筋骨架的存放、运输与现场吊装

A钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。

存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。

每组骨架的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。

钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。

采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等。

B钢筋笼入孔时，由吊车吊装。

在安装钢筋笼时，采用两点起吊。

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上三分点之间，并应采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。

吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。

若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。

严禁高提猛落和强制下放。

第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时悬挂在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，连接采用单面搭接焊。

连接时上、下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致：

先连接一个方向的