钻孔灌注桩试桩施工方案.docx
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钻孔灌注桩试桩施工方案
钻孔灌注桩试桩施工方案
一、工程概况
二环路特大桥位于芜湖市内，地形平坦，是宁安铁路占用既有宁芜上行线而还建的铁路工程。
左侧是宁武下行二环路特大桥，单线，既有桥孔布置为9-16m先张梁+（16+20+20+16）m连续刚构+14-16m先张梁+2-16m低高度梁+8-16m后张梁。
新建宁芜线二环路特大桥在K113+920附近跨越芜湖市二环路。
二、试验目的
1、通过试验确定相关设备的组合模式及配备数量，如钻孔桩的钻头形式、泥浆泵（砂浆泵）的类型、送浆管类型等，为以后大面积施工进行设备选型、配置提供依据；
2、通过试验确定相关工艺性参数，如：
浆液的配合比、泵送的时间、压力、钻机提升、下钻的速度或旋转速度等；
3、了解地质情况，并与勘探结果做比较，为大面积施工做地质情况储备。
4、验证混凝土浇筑均匀程度及成桩直径；
5、通过试验为设计提供相关设计参数，如复合地基承载力、单桩承载力等。
三、试验时间及地点
试验时间初步定于2010年4月8日
试桩位置选在新建桥墩GK114+335.355桩号，20号墩20-1＃以作为试桩第一根。
场地地面以下0.05m即为地下水顶面，宜采用筑岛法。
岛顶面通常高出施工水位0.75－1.0米。
在原地面铺一层6m×8m×1m砂夹碎石，摊平碾压密实，作为钻机作业平台。
四、施工技术准备情况
1、图纸会审、答疑工作已结束；
2、控制点、导线点的复核、加密工作已完成，桥梁施工的三角控制网已经建立，桩位坐标、标高的复核工作已经完成；
3、试验室已完成了钢筋、水泥、砂、石料的取样、送检工作，钢筋的抗拉、弯试验，水泥的稳定性、砂含泥量、级配、石料的针片状含量试验均已完成，材料可随时进场。
水泥的安定性、筛分试验已完成。
水下砼的配比试验已完成，视抗压结果可确定最适合的施工配合比；
4、对施工队的技术、施工图纸、安全交底工作已落实，并对关键工序制定了作业指导书，由专人负责落实。
五、详细施工方案（见钻孔桩施工工艺框图）
1埋设钢护筒
现场技术人员控制护筒的埋设位置，由于本场地土质为软土，且地下水在地面以下0.05m，故采用填筑埋设法，将地面以下1.5m软土挖除，换填粘土，分层夯实，护筒埋设深度1.5m左右，位置偏差不大于50mm，倾斜度不大于1%，其中心轴线与桩中心偏差≤10mm，四周用粘土回填并分层夯实，并在护筒四周埋设护桩，护筒高出岛顶面0.5m。
护筒直径应大于钻头直径0.2-0.4m。
钻孔灌注桩施工工艺框图
2、粘土的选择
粘土以水化快，造浆能力强，粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为佳，但应尽量就地取材。
当缺少适宜的粘土时，可用较差的粘土，并掺入部分塑性指数大于25的粘土。
如还有问题时，应经试验决定，再掺入约为孔中泥浆重的0.1－0.2％碳酸钠或烧碱，借以改善泥浆粘度。
若采用砂粘土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm的颗粒不宜超过6％。
泥浆浮碴能力，应满足施工要求；经野外鉴定，具有下列特征的粘土均可制造泥浆：
自然风干后，用手不易掰开捏碎。
干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角。
用刀切开时，切面光滑，颜色较深。
浸湿后有粘滑感、加水和成泥膏后，容易搓成直径小于1mm的细泥条。
用手指搓捻，感觉砂粒不多。
3、泥浆池准备
在试桩以右大里程方向，远离试桩3m、5m处可设置制浆池、沉淀池，在以左小里程方向远离试桩3m，设置储浆池并用循环槽连接。
制浆池的尺寸设为８×３m，深１m左右。
一般是在一个池浸泡粘土，另一个池搅拌制浆，轮换使用。
一个池进浆沉淀，另一个池关闸清碴。
故沉淀池的容量可以泥浆泵量乘沉淀时间来决定，沉淀时间，由试验测定，一般为２０min。
泥浆流槽用木板制作，断面尺寸约宽３０高２０cm，长度不小于１５m，使泥浆有足够的沉淀途程。
槽底纵坡不大于１.0％，使泥浆流速不大于１０cm/s。
为加速沉淀，可在槽内每隔3－５m距离上下位置交错设置高为１０cm的挡板或适当位置加设筛网。
也可沿流槽设与槽等宽的沉淀井，深度50cm左右。
4、钻孔
钻孔平台搭设好后，将钻机移至桩位，用方木作机座，是底座平稳，钻机底座用倒链滑车交叉对称拉紧，保证在钻进和运行过程中不发生位移和沉陷，钻架及钻杆要竖直，钻头和钻杆及桩径中心在同一直线上，其最大偏差不大于5cm。
小心使钻头对准设计中心，盖上封口板，试转数圈，监控钻杆垂直度，是钻机顶部的起吊滑轮、转盘中心、桩孔中心三者在同一垂直线上。
对于一般粘土、全风化岩层、强风化岩层采用旋挖钻机钻孔，遇到弱风化岩层、微风化岩层换成冲击钻钻孔。
钻头直径要满足设计桩径要求。
钻杆下放前认真丈量钻具，做好记录，终孔后采用测绳校核孔深，并经常测定钻机平台的水平标高，以保证桩深的精度。
在不均匀地层、软硬变层地层中钻进时，合理控制钻进参数，钻进时轻压慢钻，以防钻孔倾斜，并经常检查钻杆弯曲度，确保垂直度小于H/100，成孔桩位偏差在10cm以内。
护筒内水位应高于护筒底脚0.5m，钻孔施工严格遵守工艺流程，加快施工进度，避免裸露时间过长而造成塌孔和缩径。
钻渣堆放于远离孔口处。
并及时用自卸车运至弃土场。
成孔过程中不断观察成桩对临近桥墩的影响，并详细记录。
成孔后采用探孔器进行孔径、孔深及倾斜度的检测。
清孔采用导管清孔。
清孔后由专人用测绳（带铅锥）测定孔底沉淤厚度，直到≤100mm才能灌注混凝土。
5、钢筋笼制作与安装
A、钢筋笼制作
按照设计图纸要求和规范加工钢筋笼，钢筋的种类、钢号、直径等均符合设计规定。
钢筋加工采取加工场分段制作，现场吊拼焊接的施工方法。
钢筋与钢筋的连接采用搭接电弧焊，两钢筋搭接端部预先折向一侧，使两结合钢筋轴线一致；焊接长度单面焊不得小于10d，双面焊不得小于5d（d为钢筋直径）。
焊条采用结502或结506焊条。
钢筋场地设有专用台架和施工平台，制作钢筋笼，以保证笼体平直，环型箍筋与主筋采用点焊连接，螺旋箍筋与主筋采用间隔点焊连接。
焊接箍筋和螺旋筋时，必须掌握好焊接时间和焊点，不得将箍筋烧伤，不能在主筋上试焊。
加工后的钢筋笼根据规范和设计要求认真检查验收，不合格部分进行修正。
钢筋焊接时在同一截面内的钢筋接头数量不多于主筋总根数的50%，两个接头间的距离不超过35倍钢筋直径。
钢筋笼骨架加工中严格保证箍筋的间距，主筋顺直，与受力线一致。
钢筋笼分节制作完毕后，按要求在钢筋笼内侧绑扎超声波检测管。
绑扎检测管时，下口和上口均按要求密封，接头处必须连接牢固、順直，确保不漏水，不倾斜。
B、钢筋笼安装
钢筋笼的堆放和搬运保持平直，防止弯曲变形。
下放入孔时保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，若遇障碍不强行下放，查明原因酌情处理后继续下放。
井口焊接时主筋焊接部位表面污垢予以清除、擦干，上下节笼各主筋位置拨正，且上下笼持垂直状态，焊接时两边对称焊，焊接完毕后补足焊接部位的箍筋，焊接后进行下一节笼子的安装。
钢筋笼骨架外侧应焊制控制保护层厚度的定位钢筋，其竖向间距为2m，横向圆周均匀布置四处，为了防止钢筋笼吊装时变形，钢筋笼每道加劲筋内增设“十”型内撑，快要进入孔口时将其割除。
钢筋笼安装深度满足设计要求，待全部入孔经确认符合要求后，将钢筋笼进行固定，使钢筋笼定位，防止灌注砼时发生浮笼及掉笼现象。
钢筋安放完毕后，再次检查孔底沉渣厚度，并填写检查情况表，报监理审批后，立即进行水下混凝土灌注。
6、探孔器的制作
为了确保及时发现钻孔桩塌方、缩颈等现象，下笼前应先下探孔器，如下图：
钢筋检孔器外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm（但不得大于钻头直径），长度不小于4～6D，探孔器必须下到孔底，无法下到孔底要及时想办法找原因，否则不能下钢筋笼，探孔器每次下笼前必须经报检合格后方可下笼，检测结果应报请监理人复查。
探孔器主筋采用Φ25带肋钢筋，加强筋及支撑筋采用Φ20带肋钢筋制作，严格控制探孔器规格。
6、水下混凝土灌注
水下砼采用导管法灌注施工。
灌注前应再次探测孔底沉淀。
导管采用壁厚6mm、直径250mm的钢管，分节制作。
为防止导管漏水而出现断桩事故,在灌注水下砼前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验。
漏斗容量满足初次导管埋入水下砼1米以上。
水下砼的灌注采用汽车吊提升导管。
混凝土在搅拌站拌制，混凝土运输车水平运输，混凝土配制时考虑初凝时间（不小于2小时），同时尽量缩短灌注时间，混凝土坍落度控制为18～22cm。
砼灌注连续进行，灌注过程中作好灌注测量，专人负责监测砼的顶面高程，保持导管埋入深度1m以上，灌注过程中经常提动导管，使混凝土充填密实，并防止出现“假凝”现象。
每根桩在灌注过程中，按要求制作试块。
为保证桩头质量，灌注到桩顶标高加0.5m的高度。
预加高度在基坑开挖后凿除。
7、桩基检测
桩基施工完毕后,按要求进行逐桩超声波检测。
8、质量控制措施
A、钻孔垂直度的质量控制措施
保证钻机的钻盘底座水平，使钻杆、底盘中心、护筒中心三者在同一直线上。
下钻前逐个检查钻杆及接头，发现垂直度不合要求的，及时调整和调换。
在有倾斜的软、硬地层钻进时，吊住钻杆，控制进尺。
偏斜严重时，回填粘土至偏斜处，待沉积密实后再钻。
B、成孔孔径质量控制措施
根据桩径采用的钻头，在下钻前及时修补足尺。
C、砼灌注质量控制措施
灌注中保持水头，减小震动，防止塌孔。
在灌注中，准确推算量测埋管深度，保证最少埋管深≥1m。
安装导管时仔细检查管道的密封情况，保证导管不渗漏。
严格控制孔底沉淀层厚度，确保在规定范围内。
做好灌注准备工作及工序间的配合工作，保证灌注连续进行，防止灌注时间的过长，必要时在混凝土中加入缓凝剂，延长混凝土初凝时间。
D、钢筋笼施工质量控制措施
用两根Φ16螺纹钢作为钢筋吊筋，固定在钻机底架上，其长度丈量准确。
在灌注过程中，当混凝土面升至钢筋骨架下端时，适当放慢灌注速度，以防钢筋骨架被顶起，当孔内混凝土面进入钢筋骨架1～2m，适当提升导管，但同时要确保导管埋置深度大于1m，最后当导管口超出钢筋笼底部1～2m后，混凝土可以正常灌注。
E、设备供应保证措施
为了使施工正常进行，特别在灌注混凝土情况下，保证连续不间断，在预制场备用JS500搅拌机及120千瓦发电机各一台，以防搅拌站及供电出现问题时应急。
F、地质对比
钻机每钻进2-3m对钻渣进行收集、清洗、取样、试验，核对其与勘探地质结果是否有差异，对有差异地段及时通知相关单位进行复查补探。
G、钻孔灌注桩施工故障处理
对钻孔灌注桩在施工过程中可能出现的故障必须高度重视，以保证工程施工的顺利进行。
各种钻孔灌注桩施工故障处理方法详见下表。
钻孔灌注桩施工故障处理方法
类别
原因分析
预防及处理措施
坍
孔
1.护筒埋置过浅，周围封填不密漏水；
2.操作不当，如提升钻头、冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁；
3.泥浆稠度小，起不到护壁作用；
4.泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；
5.向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；
6.在松软砂层中钻进，进尺太快。
1.坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻孔；
2.轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；
3.严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进；
4.汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水位或用虹吸管等措施保证水头相对稳定；
5.提升钻头，下放钢筋管架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；
6.在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。
钻
孔
偏
斜
1.桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；
2.土层软硬不匀，致使钻头受力不均；
3.钻孔中遇有较大孤石、探头石；
4.扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；
5.钻杆弯曲，接头不正。
1.检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以检修；
2.偏斜过大时，填入土石（砂或砾石）重新钻进，控制钻速；
3.如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时，用低速，将石打碎，倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再钻。
卡
钻
卡
钻
1.孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理；
2.钻头被坍孔落下的石块或误入孔内的大工具卡住；
3.人孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形；
4.钻头尺寸不统一，焊补的钻头过大；
5.下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾斜卡在孔壁上；
6.冲击钻孔，尤易产生卡钻情况。
1.对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上、下提动钻头，并配以将钢丝绳左右拔移、旋转；
2.卡钻后不宜强提，只宜轻提，经提不动时，可用小冲击锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出；
3.施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜；钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。
掉
钻
1.卡钻时强提强拉、操作不当，使钢丝绳或钻杆疲劳断裂；
2.钻杆接头不良或滑丝；
3.马达接线错误，使不应反转的钻机反转，钻杆松脱。
1.卡钻时应设有保护绳方能适度强提，严防钻头空打；
2.经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；
3.掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钓、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，则应用冲、吸的方法，先清除泥砂，使打捞工具接触落体后再打掎角之势捞。
扩
孔
及
缩
径
1.扩孔是因孔壁坍塌或锥摆动过大所致；
2.缩孔原因是钻锥磨损过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。
1.注意采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施；
2.注意及时焊补钻锥，并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁；
3.已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
安全
要求
在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔中处理故障。
当必须下入护筒或其他防护设施的钻孔时，应有检查孔内无有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后，方可行动。
六、主要施工机械设备和质检仪器（见下表）
钻孔灌注桩施工机械设备、质检仪器表
序号
名称
型号
数量
进场情况
备注
计划时间
实际情况
01
旋挖钻机
2台
10.3.20
按时进场
完好
02
冲击钻机
10台
10.3.25
按时进场
完好
03
泥浆泵
3PNL
4台
10.3.20
按时进场
完好
04
潜水泵
12台
10.3.20
按时进场
完好
05
污水泵
4台
10.3.20
按时进场
完好
06
搅拌站
JS750
2台
10.3.20
按时进场
已标定
07
变压器
415KVA
1台
10.3.20
按时进场
安装好
08
电焊机
5台
10.3.20
按时进场
完好
09
弯筋机
CW40
1台
10.3.20
按时进场
完好
10
切筋机
GQ40-B
1台
10.3.20
按时进场
完好
11
导管
φ300
4套
10.3.20
按时进场
完好
12
砼罐车
FV313
2台
10.3.20
按时进场
完好
13
全站仪
拓普康
1台
按时进场
已鉴定
14
经纬仪
DJ-2
1台
按时进场
已鉴定
15
水准仪
DS-32
1台
按时进场
已鉴定
16
泥浆三件套
1套
按时进场
完好
17
坍落度筒
2个
按时进场
完好
18
电子汽车衡
SCS50T
1台
按时进场
已标定
19
汽车吊
16T
2台
按时进场
完好
七、作业人员进场情况
钻孔灌注桩作业人员进场表
序号
工种
人数
进场情况
准备情况
备注
计划时间
实际情况
01
钻机司机
3
10.3.20
按时进场
准备中
02
灌注工
4
10.3.20
按时进场
就绪
03
钢筋工
5
10.3.20
按时进场
准备中
04
试验员
2
10.3.20
按时进场
就绪
04
材料员
1
10.3.20
按时进场
就绪
05
技术员
1
10.3.20
按时进场
就绪
06
施工队长
1
10.3.20
按时进场
就绪
07
管理人员
3
10.3.20
按时进场
就绪
08
后勤人员
4
10.3.20
按时进场
就绪
合计
24人
八、施工材料准备情况
施工所需的钢筋、水泥、砂、石料均已联系好厂家或料源，原材料检测、送检工作均已完成，材料随时可以进场。
混凝土检验结果如下表，完全符合使用要求。
配合比选定结果
试配强度：
41.9MPa
实测坍落度/扩展度：
205/510mm
拌和物含气量：
2.6%
水胶比：
0.40
每立方米混凝土（砂浆）用料量（kg）
材料
水泥
粉煤灰
矿粉
细骨料
粗骨料
水
外加剂
用量
280
130
0
760
1050
164
4.10
比例
1
1.85
2.56
0.40
0.01
试件强度
试件编号
试件尺寸（cm）
制件日期
试验日期
龄期（d）
抗压强度（MPa）
养护温度（℃）
养护湿度（%）
1
15*15*15
2010.1.28
2010.2.4
7
31.2
20±2
≥95
2
15*15*15
2010.1.28
2010.2.25
28
43.5
3
15*15*15
2010.1.28
2010.3.25
56
51.2
九、施工现场准备情况
施工现场已基本完成了“三通一平”工作，即通水、通路、通电、和场地平整，施工条件已具备。
临舍已搭建完毕。
部分施工人员已到位，并已做好施工准备，所有施工人员将在3月20日前全部到场。
施工机械、设备已部分到场，完成了标定、调试和试运行工作，可随时进入工作状态。
十、安全及环保要求
1安全要求
A钻机作业半径内严禁非施工员入内，严格执行一机一长制。
B钻机作业范围外两米用脚手架防护，并加设密目网。
C一切进入工作场地人员必须戴安全帽
D钻机安装牢固，防止倾覆。
钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。
E桅竿顶端用钢丝绳对称拉紧。
F注意用电安全，电线架空敷设。
G注意观察，有无漏浆现象，对岩溶地质及时注浆处理。
H每工班检查钻头，主绳，主绳与钻头连接，绳卡等，发现并及时处理问题。
2环保要求
A冲击钻噪声大，影响居民生活，应协调好关系。
B泥浆应沉淀处理后排放，并符合环保要求。
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