钻孔灌注桩方案首件制.docx
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钻孔灌注桩方案首件制
明州大道（洞桥至云龙段）工程
第V-2合同段
八咏集团
——BAYONGGROUP——
桩
基
首
件
工
程
施
工
方
案
浙江八咏公路工程有限公司
明州大道（洞桥至云龙段）工程
第V-2合同段项目经理部
2014年9月1日
规划五河桥3号台1号桩基施工技术方案根据宁波市鄞州区交通投资有限公司下发的《关于强化宁波市水运建设工程质量安全标准化建设的通知》规定推行首件工程责任制，通过首件工程的示范作用，带动、推进和保障后续工程质量。
结合我项目的实际情况选定中心桩号K16+801.5规划5河桥3号台1号桩基为钻孔灌注桩的首件工程
一、工程概况和特点：
本工程共有桥梁四座，三座水上桥，一座旱桥。
桥结构均为先简支后连续的桩柱梁结构。
其中桥梁桩基础均为摩擦桩，本次首件桩基的桥梁为规划5河桥，桥梁起点桩号为K16+781.98,终点桩号为K16+821.02.,桥梁全长为39.04米。
全桥共有桩径①1.2m40根，首件桩基为规划河五桥的3-1号桩基，桩径为①1.2m设计桩长为33.977米，桩身采用C30水下钢筋混凝土。
设计用量38.41m3。
HPB0I冈220.8KG,HRB带肋钢筋2581.2KG。
二、编制依据
《公路桥涵施工技术规范》JTG/F50-201
《公路工程质量检验评比标准》JTGF80-2004
明州大道（洞桥至云龙段）工程两阶段施工图纸中的相关规定。
三、首件制的目标和运用范围
1、通过试桩完善钻孔灌注桩的标准化施工工艺，指导工程中四座桥梁148根桩基施工全过程。
2、桩的合格率：
100%达到二类桩以上标准，其中一类桩96%以上0
施工准备
1、选用较高操作技能的施工班组完成此项灌注桩施工任务。
2、钻孔灌注桩投入的设备和劳力已进场，见附表
设备机具投入表
序号
型号
名称
数量
备注
1
GPS18
钻机
1
2
MB-500S
二氧化碳保护层电焊机
1
3
LP-100
空压机
1
4
AX-30
电焊机
1
5
1-4''
水泵
3
6
3Pnc
泥浆泵
1
7
D14
钢筋调直机
1
8
GQ40-A
钢筋切割机
2
9
GC40-1
钢筋弯曲机
2
10
50M
测绳
3
11
30M
钢卷尺
1
12
自制
沉渣测量仪
1套
劳动力投入表
序号
工种
职务
分管工作
备注
1
徐荣志
桥梁负责
2
朱天军
施工员
设备、人员、质量、安全、测量放样、施工技术、质量管理、试验现成安全管理。
施工资料及汇总操作规程和安全措施，劳力调配。
3
王铭
试验负责人
4
蓝涛
安全员
5
郑小峰
资料员
6
李世雄
施工班长
3、根据设计图纸编制材料用量计划，目前桩基所用钢筋已进场，桩基所用砼为宁波大丰混凝土有限公司供应，相应的材料送检及配合比已完成。
4、因地制宜认真编制了施工方案。
做好了安全技术交底工作和岗前操作技能的培训工作。
5、认真做好临时用电安全的各种措施。
6根据桩的数量，认真做好钻孔桩所用的造浆池，循环池、沉淀池的选址和挖掘工作。
做好泥浆池的封闭围护工作，确保施工过程中的安全。
7、做好检测孔径用的符合标准的探笼。
8、做好检测沉渣用的检测锥形和平板形量具。
9、做好水准点和坐标点的复测工作。
三、施工方案及施工方法
1、施工工艺流程
采用正循环护壁成孔、二次循环清孔、导管浇筑水下混凝土成桩的施工方法。
钻孔灌注桩施工工艺图
2、施工方法
（1）测量定位
基准点用混凝土浇筑固定，并做好保护装置，放样采用全站仪GPS-17型放
样，保证桩位的准确，误差w±10mm。
（2）埋设护筒
1、护筒制作：
护筒采用钢制护筒，钢板厚度为5mm，内径比桩基直径放大20cm。
2、护筒埋设:
a、埋设护筒时，护筒中心线应对正测量标定的桩位中心，其偏差控制在5cm内，并严格保持护筒的竖直位置。
b、岸上护筒埋设：
先在桩位处挖出比护筒外径大80〜100cm的圆坑。
在坑底填筑50cm左右厚粘土，分层夯实。
然后通过定位的控制放样，把钻孔的中心位置标于坑底。
再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合。
此后即在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。
夯填时防止护筒偏斜。
c、水中护筒埋设：
护筒高出水位1.5-2m。
护筒底部要进入粘土层0.5m以上，防止河水渗入护筒内。
（3）钻机就位
1、钻机采用吊机进行吊装就位，要求平衡牢固。
2、就位时转盘对准定位标志，校对水平，并校对天车中心、转盘中心与桩位中心（三心）成一直线。
3、就位后及时固定桩机，防止钻孔时桩机位移影响孔位和成孔质量。
（4）成孔钻进
1、钻进采用正循环回转钻进方法，钻头采用三翼条形刮刀。
钻杆安装导向钢丝绳，并在钻头上部带扶正器。
以增加钻头在孔底回转的稳定性，使钻进平稳垂直，孔壁完整。
钻进中应根据地层情况，合理选择进尺参数，一般开钻宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内，终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑，减少孔底沉渣。
2、护壁
根据地质报告，钻孔时采用自然造浆法。
钻孔形成自由面时，由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制和减少变形的产生，根据泥浆物理性能和不同的地层情况，合理选用泥浆性能参数，来平衡地层的侧压力，以抑制孔壁的缩颈、坍塌。
泥浆性能参数指标控制范围如下：
漏斗粘度：
18—22S
泥浆相对密度：
1.05—1.2浮动调整
含砂率：
4%
泥浆性能参数一般选择原则是：
易塌孔地层选用较大值，不易塌孔地层选用较小值。
（5）清孔
清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序，清孔质量的好坏直接影响水下混凝土浇筑、桩身完整性与承载力的大小。
为了保证清孔质量，采用两次气压式换浆清孔（详见示图），在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。
第一次清孔在成孔结束时。
第二次清孔利用导管进行，沉渣厚度
<100mm。
在第二次清孔后25分钟内及时注入第一斗混凝土。
否则，需要重新测量沉渣或清孔。
（6）钢筋笼制作安装
1、选用具有质量保证书，并通过抽样复检合格的钢筋由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检，抽样数量按300个焊接接头作一组试验。
钢筋笼在预制模中点焊成型，做到成型主筋直，误差小，箍筋圆顺，焊接牢固，直观效果好，钢筋笼经监理检查后放能使用。
2、钢筋笼保护层（标准8cm）为使钢筋笼主筋有一定的保护层，在钢筋笼上设置C30混凝土垫块。
垫块
采用水泥砂浆和特制的模型制成，直径为160mm,厚度为50mm，中心穿一直径15mm的小孔，以便固定在钢筋笼的箍筋上，每隔2米设置一组垫块，每组垫块设置4块。
3、钢筋笼入孔固定
（a）根据设计笼顶标高与孔口标高，计算好钢筋笼的吊筋长度，吊筋采用二根直径20mm的钢筋固定在孔口机架底盘上，使钢筋笼准确的下入孔中位置。
根据孔长度要求，二个钢筋笼之间的搭接长度应符合相关规范的要求。
在水下混凝土浇筑过程中，当混凝土面上升至钢筋笼底部附近时，应放慢浇筑速度，以免钢筋笼随混凝土面上升而造成钢筋笼的上浮。
（b）保证桩中心位置偏位的措施：
b.1钻机平台应搭设竖固，其承载力应满足桩机钻孔时的动载+静载力的总
和。
一般取桩机静载重力的1.2倍。
b.2钻机平台的水平度＜1%的纵、横坡，防止钻孔施工时振动位移，影响桩孔位置的准确。
b.3桩机就位后应与平台硬连接固定，防止各种外因引起桩机位移，从而造成桩位偏位。
b.4桩机固定，空运转30分以上，使平台在外力作用挤压各连接处的空间，做到受力到位。
b.5桩机空运转结束后，复测桩位和钻杆的位置准确，可开机工作。
b.6上班前和交接时应复测桩位的偏移情况，发生错位及时校正。
（7）水下混凝土浇筑
1、C30水下混凝土采用拌和料均匀、和易性好的商品砼（商品砼的配合比有施工单位提供）。
坍落度控制在18〜22cm在运输及灌注过程中不应出现离析和泌水现象。
首批砼的混凝土方量计算如下：
V=3.14XD2（孔径）X[H（导管埋深）+h（导管下口与孔底高度）+0.5t（沉渣厚度）]
4
D=1.2m,H=2ngh=0.5m，t=0.1m
2
V=3.14X1.2X（2+0.5+0.1）=2.94m3
4
本工程使用的商品砼漏斗为：
直径1.5m，长度2m=
3.14X0.752X1.8=3.53m3满足施工要求。
首次灌注量必须满足导管底端埋入混凝土内大于1米，当浇筑至钢筋笼底部
时，导管宜少上、下抽插，待钢筋笼底端埋入混凝土一定距离后，立即将导管拆至钢筋笼底端深度内。
浇筑过程中要经常检查混凝土面深度。
并以此拆卸导管，控制导管在混凝土内埋深在2—6m不宜过浅或过深。
初灌时采用砂包或铁皮栓隔水。
初灌量经过计算后确定。
2、当浇筑至桩顶标高时，控制混凝土的灌注量，确保加灌高度1m并保证凿桩后桩顶的混凝土质量，浇筑过程中有专人记录混凝土灌入量。
3、导管采用直径①250X3.5mm无缝钢管,游轮丝口连接,密封性好,刚性强,不易变形。
在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物；并做水密性试验合格后方能使用；使用后应将导管清洗干净，丝扣涂油保护并堆放整齐。
4、导管（①250mm水密性试验：
规划五河桥3-1钻孔灌注桩长33.977米，直径①1.2米。
C30水下砼灌注采用250mn导管，每节长2.5米，共长35米。
水密性试验分二次进行，每次长度20米（8节X2.5m/节）。
一端用铁板固定密封，另一端留一进水阀，用水泵抽入河水或用自来水往导管内注水，压力达6kgf/cm2，停留15分钟，观察管壁和接头处是否发生渗漏。
如果有渗漏的管子弃用或修复后再重复做试验，直到合格为止。
5、现场随机对混凝土取料，制作试块，按规范留置足够数量的试块，同条件养护，定期送试验室进行抗压强度试验。
6为防止钢筋骨架上浮a在混凝土灌注前把钢筋笼与护筒用钢筋固定；b、采用流动性大的混凝土，一般水灰比0.5-0.6，坍落度20-22cm,初凝时间大于2.5小时；c、初灌时，灌注速度不易过大，防止混凝土的顶浮力增大引起钢筋笼上浮；d、当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。
当混凝土上升到骨架底口4m以上时，应提升导管，使其底口高于钢筋骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停顿。
7、凿桩采用先中后边的方法，每次冲击深度不易过大（10cm为宜）。
及时清除砼渣和护筒内的积水。
凿桩作业时应带好手套、安全帽和防尘眼镜。
四、钻孔灌注桩质量的控制
（1）导管进水
a首批混凝土储量不足，安置导管或混凝土储量已在提升导管准备开启栓阀时，导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后，不能埋设导管底口以致泥水从底口进入。
b、导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。
c、导管提升过猛，或测深错误，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
（2）预防和处理方法：
a若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清出，然后重新下管并准备足够储量的首批混凝
土，重新灌注。
b、若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌。
但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀用吸泥和抽水的方法吸出。
再用潜水泵将管内的水抽干，继续灌注混凝土。
为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应足够深度，一般宜大于50cm。
由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量提高稠度，灌入导管内。
以后的混凝土可恢复正常的配合比。
c、若混凝土面在水面以下不很深，且尚未初凝时，可于导管底部设置防水栓，将导管重新插入混凝土内，导管上面再加重量，以克服水的浮力，导管内装满混凝土后，稍提导管，利用混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。
d、若混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设内径稍小的钢护筒，用重压或锤击法压入原混凝土面以下适当深度。
然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌筑普通混凝土至设计桩顶。
2、卡管
（1）初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小，流动性差，夹有大卵石，拌合不均匀，运输途中产生离析，导致接缝处漏水。
雨天，运输混凝土未加遮盖，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣导管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。
如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理和修整，然后重新吊装导管，重新灌注。
（2）机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长。
灌注的混凝土前应仔细检修灌注机械，并安置备用机械，发生故障立即掉换备用机械，同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内混凝土堵塞。
处理方法将导管拔出，用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆、渣土等吸出，重下新导管灌注。
但灌注结束后，这根桩应作断桩再予补强。
3、埋管、
（1）原因是导管埋入混凝土过深，导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间阻力过大，或提管过猛将导管拉断。
预防方法是严格控制埋深度不得超过6米，在导管上端装设附着式振捣器，每隔数分钟振捣一次，使导管周围的混凝土不致过早地初凝，提升导管时不可猛拔。
4、坍孔
（1）塌孔原因
a泥浆比重不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
b、由于掏渣后未及时补充泥浆，或钻孔通过砂砾层等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够。
c、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌。
d、在松软砂层中钻进，进尺太快。
e提住钻锤钻进，回转速度过快，空转时间太长。
f、清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，清孔操作不当，清孔时间过久或清孔后停顿过久。
g、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
（2）坍孔的预防及处理
a、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度的胶体率泥浆。
b、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填重新埋设护筒、重新钻孔。
c、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1〜2米，如坍孔严重的应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。
d、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。
5、钻孔偏斜
（1）偏斜原因
a钻孔中遇有较大的弧石或探头石。
b、在有倾斜度的软硬地层交界处或岩面倾斜处钻进；粒径大小悬殊的砂卵
石层中钻进，钻头受力不均
C、扩孔较大，钻头摆动偏向一方。
d、钻机底座安置未水平或产生不均匀沉陷。
e钻杆弯曲，接头不正。
（2）预防和处理
a安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。
b、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动较大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提水龙头，使其沿导向架中钻进。
c、钻杆、接头应逐个检查，及时调正。
主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。
d、在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。
e、用检孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。
偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。
6、掉钻落物
（1）掉钻落物原因
a卡钻时强提强扭。
b、操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳断裂。
c、钻杆接头不良或滑丝、操作不慎落入板手撬棍等物。
（2）预防和处理
a、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具，也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
b、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
c、为便于打捞落锥，可在冲锥上预先焊上打捞环，打捞杠或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。
d、掉钻后应及时摸清清况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻锥。
7、糊钻
（1）原因：
在软塑粘土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，出浆口堵塞而造成糊钻。
钻头刀口不锋利，方向错位。
（2）预防处理方法：
首先应对钻杆内径大小进行计算决定，还应控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。
重新安装合格钻头刀口，若严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻锥残渣。
8、扩孔和缩孔
（1）扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，各种钻孔方法均可能发生，若只是孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔得理。
（2）缩孔是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔。
缩孔可采用反复扫孔的方法以扩大孔径。
9、钻杆折断
（1）折断原因
a钻进中选用的转递不当，便转杆扭或弯曲折断。
b、钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。
c、地层坚硬，进尺太快、超负荷引起。
（2）预防和处理
a选择钻杆直径和管壁厚度时，应进行计算决定。
b、不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防止反转松脱的固锁设施。
c、应控制进尺，遇坚硬、复杂地层要仔细操作。
d、经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏的要及时更换。
10、钻孔漏浆
（1）在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆。
（2）防止漏浆，可在稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁，在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，可用棉絮堵塞，封闭接缝。
只要钻孔、清孔、下钢筋笼、导管、混凝土浇注时，严格按操作规程施工，钻孔灌注桩的质量完全可以达到设计和有关规范的要求。
五、安全文明环保施工的控制钻孔灌注桩施工使用的泥浆和泥浆池是重大安全危险源和水污染源。
施工临时用电也是需要严格控制的安全危险源。
1、认真做好安全技术交底工作，提高施工人员的安全事故防范意识和自我保护意识，杜绝一切事故的发生。
2、严格执行安全操作规程，杜绝电线乱拉乱接现象。
3、认真做好泥浆池的围护封闭工作，树立醒目的安全警示牌。
4、交接班应认真检查设备的完好状况和排架的稳固，发现隐患及时整改。
5、巡查泥浆管和接头处的密封情况，发现渗漏停机整修。
6、泥浆池的围土高度应确保泥浆不泄漏。
强对流天气和暴雨时应加强对泥浆池的检查。
7、认真贯彻执行“桥梁施工的环保措施”，做好“五水共治工作”，杜绝水资源污染事件的发生。
六、认真做好施工过程中各工序的原始数据
为总结优选首件的各种技术参数提供第一手资料。
七、认真做好首件制的总结工作
为大面积施工提供科学合理施工方法。
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