某桥梁钻孔灌注桩施工组织设计讲诉.docx
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某桥梁钻孔灌注桩施工组织设计讲诉
一、编制依据
1、盐城市××项目办编制《管理文件汇编》
（一）
（二）；
2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000及国家有关法律、法规；
3、连云港至盐城高速公路（盐城市境）施工图变更设计第一册（共二册）（××河特大桥）；
二、工程概况
2.1地质情况
××河特大桥0#台、1#4#墩、13#～17#墩、18#台位于蟹塘中；5#～12#墩位于××河中，其中５#墩位于北岸边、6#～10#墩位于河道内水深1.1m～8.5m，11#～12#墩位于南岸芦苇地中；０#台、１#～４#墩地层情况由上至下为：
亚粘土、亚砂土、淤泥质亚粘土、亚粘土、粉砂、亚砂土、亚粘土、亚粘土、亚砂土；5#～12#墩地层情况由上至下为：
淤泥、亚粘土、粉砂、亚粘土、亚砂土、亚粘土、粉砂、粘土、亚粘土、亚砂土；13#～17#墩、18#台地层情况由上至下为：
粘土、亚粘土、淤泥质亚粘土、细砂、粉砂、粘土、亚粘土、粉砂、亚粘土。
2.2工程数量
①钻孔灌注桩Φ1.2m944m/32根；Φ1.5m4518m/90根；
Φ1.8m1668m/24根。
②水下混凝土C2513372.2m3
③钢材Ⅰ级126155kg
Ⅱ级609090kg
三、钻孔桩施工方案
根据本桥的地质情况，陆地上的钻孔桩采用6台GPS-20正循环钻机钻进，水中墩钻孔桩采用8台GPS-20正循环钻机钻进。
桥台钻孔桩要在台后填土完成后并且填土相对稳定，无明显塑性流变后进行，以保证台后填土的密实度和台后路基的稳定。
钻机布置见：
图3-1《××河特大桥施工平面布置图》。
3.1陆地上钻孔桩施工方案
1、场地平整
一般施工场地采用推土机进行平整、压实，然后铺垫枕木作钻孔平台；11#、12#墩分别位于芦苇地中，水深0.5米左右。
采用草袋围堰、填土、整平、压实，然后铺垫枕木作钻孔平台；
2、施工测量
全线控制桩复测成果和大桥控制网经监理组复测合格，我项目部根据设计图纸坐标对××河特大桥各桩位进行测量放样并用白灰线画出护筒预埋位置，保证护筒预埋正确，为保证能在桩基钻进过程和成桩后能检查桩位偏差及护筒位移情况，在护筒四周预埋四个护桩，保证桩基钻进准确无误。
用钢尺复测各桩位间距，保证开钻前测量工作全部到位，并经监理组复核。
3、施工方法
（1）护筒的制作和埋设
①护筒采用4～5mm钢板制作，直径大于钻孔桩径20--40cm。
②为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。
③护筒高出地下水位2.0m，并高出地面0.5m。
④护筒埋设采用挖孔埋设的方法，在挖孔至一定深度符合要求后，分层对称夯填护筒四周粘土。
护筒中心与桩中心线重合，平面误差控制在50mm，倾斜度控制不大于1%。
护筒埋置深度根据××河特大桥地层情况埋置深度1.5m。
（2）钻孔泥浆制作
本着统筹安排的原则，2个墩共用一套泥浆循环系统。
泥浆循环池由制浆池、沉淀池、泥浆池组成。
为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉碴及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用挖机修复泥浆池或用汽车运至指定地点堆弃。
泥浆循环池设置图3-2《泥浆循环系统平面布置示意图》。
图3-2泥浆循环系统平面布置示意图
泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作，造浆用的优质粘土塑性指标大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%。
制备的泥浆指标达到：
比重：
一般地层为1.05～1.20；砂层为1.2～1.45。
粘度：
一般地层为16～22秒，砂层为19～28秒。
PH值：
8～10。
含砂率：
小于4%。
胶体率：
大于96%。
泥浆充分拌匀备用，在开钻前备足制浆用粘土。
（3）钻机就位
钻机就位前，对钻机和各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处平整和加固，主要机具的检查、维修与安装，配套设施的就位及水电供应等。
认真阅读地质资料，弄清地层情况，确定分段的泥浆浓度、钻速、钻压和泥浆泵量。
工地上备一定数量的钻机和泥浆泵的易损配件，以便机械出现故障时及时更换，同时预先制作好用于打捞钻头用的工具。
钻机采用吊机提吊至桩位，根据护桩恢复桩中心，然后人工调整钻机直至钻机中心与孔位中心重合。
（4）钻孔作业
①钻孔
开钻前，再次检查各种机具、设备是否状态良好，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。
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方可正式钻进。
开始钻进时，控制进尺速度及钻压，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。
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，以防埋钻。
在钻进过程中：
a、记录孔位处的地层情况，在土层变化处捞取渣样，与设计地层作核对，将现场地层情况如实记录在钻孔原始记录本上，作为施工现场第一手资料。
b、经常对泥浆进行试验检测，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆稠度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。
由于钻孔桩穿越的地层多为淤泥、亚粘土、亚砂土，容易产生糊钻和缩孔、坍孔。
钻孔采用正循环钻机，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当加大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻头；为防止缩孔和坍孔，使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻2～3次。
当钻孔深度达到设计要求时，用测绳和探孔器对孔深、孔径和成孔垂直度等进行检查，并报监理工程师确认，符合要求后进行清孔。
②清孔
当钻孔深度达到设计要求并经监理工程师成孔检查批准后，立即进行清孔，以免间隔时间长，钻渣沉淀，造成清孔困难。
清孔采用换浆法，注入净化泥浆（相对密度1.0～1.2，粘度17～20s，含砂率＜4%）置换孔内含渣的泥浆。
当从孔内取出的泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，实测孔底沉渣厚度不大于25cm时，停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。
（5）钢筋笼的制作与安放
在钢筋棚内集中下料，现场绑扎，根据不同的桩长，分几节绑制，钻机架、汽车吊机提入孔内，钢筋笼采用现场焊接接长。
钢筋笼采用2m一道加强箍加强，且主筋与加强箍筋全部焊接，同时在钢筋笼内设置内支撑，防止装吊变形。
钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块，间距沿桩长不超过2.0m，横向圆周不得少于4块，以保证钢筋保护层厚度。
钢筋笼吊起后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。
下放过程中，注意孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。
钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，钢筋笼焊接时，保证上下两节钢筋笼的轴线一致，入孔后位置准确，符合设计要求，牢固定位，在投入到设计位置后，在主筋上焊接φ16钢筋设4个吊环，然后用φ50钢管穿在吊环上，放置在钻机平台上；同时采用Φ35钢管反压在钢筋笼上，钢管顶上部与钻机平台焊接，以防钢筋笼在混凝土水下灌注过程中发生上浮。
钢筋骨架底面高程偏差控制在±50mm。
钢筋笼安放、固定完毕后，将泥浆泵或空气压缩机与导管相连，进行二次清孔。
（6）水下混凝土的灌注
二次清孔沉渣厚度符合要求，并经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。
混凝土由拌合站集中拌和，混凝土运输车运送至现场。
①灌注准备：
在清孔的同时，对各类设备进行检修，备足原材料，同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备。
以保持孔内水头和及时处理灌注故障。
导管使用前进行试拼、水密及水压试验，编号并自下而上标示尺度。
②安装储料斗：
储料斗采用5mm钢板制作，四周采用钢筋条加固。
为保证第一斗混凝土灌注后保证导管埋深不小于1.0m，储料斗容积3.5m3。
③水下混凝土拌和：
粗骨料选用级配良好的碎石，其粒径最大不超过40mm；细骨料采用级配良好的中砂；水泥采用32.5号水泥，水泥用量不少于380kg/m3；经监理工程师批准掺入缓凝剂；水灰比控制在0.49，坍落度18～22cm。
④水下混凝土灌注：
用吊机将摆放有序的导管按刻度尺寸下到孔内，保证每一节导管口放橡胶圈并且拧紧，混凝土施工过程中不漏气。
导管下至距桩底30cm—40cm之间停止，保证第一兜混凝土能顺利翻浆，满足埋管深度要求。
搅拌站存放有足够的砂、石、水泥等材料和发电机、搅拌机常用配件保证每根桩水下混凝土灌注连续进行。
在水下混凝土灌注过程中，经常探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。
一般埋管深度控制在2～4m左右，防止导管提离混凝土面发生断桩，提管由钻机卷扬机完成。
水下混凝土灌注连续有节奏地进行，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。
当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，以防导管内产生过大气压。
灌注顶面比设计桩顶（承台或系梁底）高出0.5m～1.0m左右。
水下混凝土初凝后解除钢筋笼固定，强度达到5MPa后拔出护筒。
3.2水中墩钻孔桩施工方案
××河特大桥5#～10#墩位于××河内，其中5#、9#、10#水深较浅，6#～8#墩水深达8.5m，在钻孔桩作业前需搭设施工平台进行施工。
（1）施工平台搭设
根据各墩水深，拟采用不同平台结构形式。
①5#墩测时水深0.6～1.0m，采用四周打设木桩，码草袋围堰，然后采用粘土填心，填土时分层压实。
具体详见图3-3《5#墩施工平面布置图》。
图3-35#墩施工平面布置图
②9#、10#墩采用木桩搭设钻机平台；6#～8#墩采用钢管桩施工平台。
平台搭设时应牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
钢管桩施工时，倾斜率应控制在1%；位置偏差在300mm以内；平台必须平整，各联结处要牢固。
钻机平台构造分别见图3-4《9#、10#墩钻孔桩作业平台示意图》、图3-5《6#墩钻孔桩作业平台示意图》、图3-6《7#、8#墩钻孔桩作业平台示意图》。
图3-49#、10#墩钻孔桩作业平台示意图
（2）护筒的制作和埋设
①护筒制作：
护筒采用12mm钢板制作，为保证桩成孔质量护筒直径选用230cm。
护筒在现场集中加工，验收合格后采用汽车运至施工现场打设，护筒连接时焊缝要求饱满。
②为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。
③护筒高出河面水位1.8m。
④护筒打设：
先在钻孔平台平面位置确定桩位，设置导向装置，利用导向架进行定位。
当护筒中心与桩中心线重合后，利用浮吊锤击将护筒沉入。
根据××河的地质情况，护筒埋入土层6.5m,护筒打设时控制其倾斜度不大于1%。
（3）钻孔泥浆制作
水中墩钻孔施工泥浆循环分别各由一只泥浆船提供。
泥浆的制作及要求同陆上钻孔桩施工。
泥浆必须充分拌匀备用。
在开钻前，备足制浆所需粘土。
（4）钻机就位、移位
钻机利用汽车运至便桥上，再利用浮吊吊至各墩施工平台上，钻机就位前，应对钻机和各项准备工作进行检查，认真阅读地质资料，弄清地层情况，确定分段的泥浆浓度、钻速、钻压和泥浆泵量。
待完成一根钻孔桩施工后，钻机采用浮吊进行移位：
用吊钩挂在钻机滚动轱辘上（每个角一个吊钩），然后起吊至下一孔位，然后人工配合、调整就位。
就位时恢复桩位中心，然后调整钻机直至桩位中心与钻机钻孔中心重合一致。
（5）钻孔作业
在正式钻进前，先启动泥浆泵，将制作好的泥浆输入护筒中，置换护筒内的清水，测定护筒内泥浆比重为1.20～1.45时方可钻进。
开始钻进时，控制进尺速度及钻压，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。
水中墩钻孔作业同陆上钻孔作业。
（6）钢筋笼的制作与安放
在钢筋棚内集中下料，集中制作。
钢筋笼制作时应根据不同的桩长，分几节制作，然后采用汽车运至施工现场，采用浮吊吊入孔内，钢筋笼接长采用现场焊接。
钢筋笼吊起后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。
钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，钢筋笼焊接时，保证上下两节钢筋笼的轴线一致，入孔后位置准确，符合设计要求，并牢固定位；在投入到设计位置后及时采取有效措施固定好钢筋笼，以防钢筋笼在混凝土水下灌注过程中发生上浮或位置偏移现象。
对于桩长大于60m的桩基在加强筋内侧对称预埋3根φ60×3.5mm的钢管。
钢管采用焊接连接，钢管埋至管底，管口高出设计桩顶标高50cm，管底封闭，管口加盖。
钢管埋设时在每6m间隔深度实际量测钢管的间距并焊接等长水平撑杆加以固定。
（6）水下混凝土的灌注
为了成桩后更准确的对桩进行动测检查，在水下混凝土进行灌注前预埋声测管。
声测管埋置孔底，顶端固定在钻机平台上。
二次清孔沉渣厚度符合要求，并经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。
混凝土由拌合站集中拌和，混凝土运输泵泵送入孔。
水中墩水下混凝土灌注施工工艺同“陆上钻孔桩水下混凝土灌注”。
3.3钻孔桩检测
钻孔桩成桩后，会同监理工程师对钻孔桩施工质量进行逐桩检测。
钻孔桩检测采用小应变及埋设声测管良种方法进行。
钻孔灌注桩施工工艺见：
图3-7《钻孔桩施工工艺框图》。
3.4防止坍孔、缩孔措施和处理办法
由于钻孔桩穿过粉砂混粘性土、亚粘土、亚砂土和淤泥质土，钻孔施工中，容易出现坍孔和缩孔，为了确保钻孔桩的质量和进度，采取以下预防和处理措施。
①安装钻机时要使转盘、底座平正，并经常校核。
钻杆较长，转动时地下摆动大，在钻架上增添导向架。
②在钻孔过程中，详细绘制孔位处的地质剖面图，特别是粉砂混粘性土、亚粘土地层的深度和厚度，以便对不同土层选择合适的钻头、钻压、钻速、泥浆指标等。
③在钻孔和清孔过程中，注意保持孔内的泥浆面高度，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度。
④在粉砂混粘性土中钻孔，采用较大的泥浆比重，并加大护筒埋深，提高护筒顶面高度和孔内水位，以防止发生坍孔、缩孔。
⑤常见钻孔事故的预防和处理办法请见：
表3.4-1《常见钻孔事故的预防和处理办法》。
图3-7钻孔桩施工工艺框图
表3.4-1常见钻孔事故的预防和处理办法
序
类别
产生原因
预防和处理措施
1
扩孔
孔壁坍塌
局部扩孔不影响钻进至设计标高，可不处理；若扩孔后继续坍塌，按坍孔处理。
2
缩孔
钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀
及时焊补钻锥；上下反复扫孔以扩大孔径。
3
掉钻
落物
（1）卡钻时强扭；
（2）钻杆疲劳断裂；
（1）开钻前清除孔内杂物，用电磁铁或冲抓锥打捞；
（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；
（3）采用打捞钩、打捞叉吊出。
4
坍孔
（1）泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮
（2）护筒埋置太浅，下端孔口漏水；
（3）由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够；
（4）松散砂层中进尺太快；
（5）钻头、抽渣筒或钢筋笼碰撞孔壁。
（1）在松散砂层中钻进要严格控制进尺；投入粘土膏、卵石等挤入孔壁起护壁作用；
（2）发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻；
（3）发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到坍孔处以上1~2米，待沉积物密实后再钻；
（4）清孔指定专人补水；吊入钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。
5
钻孔
倾斜
（1）钻孔中遇有较大孤石；
（2）在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均；
（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；
（4）钻机底座不平，钻杆弯曲。
（1）遇孤石或倾斜的软硬地层钻进时，低钻速，控制进尺；
（2）经常检查钻机底座水平、钻杆接头，逐个检查及时调正。
（附：
钻孔桩施工作业平台检算）
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