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机械钻孔灌注桩施工方案pdf

江阴工业区基础设施BT项目圣发路延伸段道路工程

江阴工业区基础设施BT项目

圣发路延伸段道路工程

桥梁机械钻孔灌注桩

施工方案

编制人：

审核人：

编制单位:

福建省融旗建设工程有限公司

编制日期：

二0一二年九月

江阴工业区基础设施BT项目圣发路延伸段道路工程

一、工程概况……………………………………………………………………2

二、施工机械与施工方法………………………………………………………2

三、常见事故原因分析与处理措施……………………………………………7

四、施工组织与管理……………………………………………………………9

五、工程质量保证措施…………………………………………………………10

六、安全控制措施………………………………………………………………12

七、施工进度计划及保证工期的主要措施……………………………………15

八、竣工资料……………………………………………………………………15

附图１　钻孔桩施工工艺流程图………………………………………………17

附图2　钻孔灌注桩工序质量保证对策表……………………………………18

江阴工业区基础设施BT项目圣发路延伸段道路工程

一、工程概况

（一）工程简介

福州市江阴工业集中区圣发路延伸段位于福清江阴半岛，是江阴港区一条重要的城市

Ⅱ级次干道，计算行车速度为40Km/小时。

拟建项目呈东西走向，起点K0+052.74接高港

大道三期，沿线自西向东在K0+392.86处与16m宽规划路相交、K0+815.14处与36m宽规

划路相交，终点K0+980.781处与圣发路相接，道路全长0.928.km，其中

K0+871.143～K0+980.781为圣发路改造。

圣发路全线均为沿海滩涂软基路段，K0+748处

跨越规划圣发河设置一座1-13m的预应力钢筋混凝土梁桥；K0+815.143与36米规划路交叉

口处跨越规划圣发河河道，设置一座2-4.5m的钢筋混凝土箱涵。

本工程桥梁K0+748为预应力空心板桥（跨径1X13m）,桥址拟定根据已建圣发

河的位置情况进行设计，桥长按计划的河道宽控制。

设计灌注桩要求桩径1.2米，

共40根。

（二）设计要求如下：

桩长按现场实际收方深度为准，参照设计图纸的桩长标准。

钢筋笼

N1、N2、N3、N4、N５、

N６接头均采用双面焊，加强箍φ20@2000，箍筋

φ10@200，桩身砼强度等级为C35海工混凝土，冲、钻孔灌注桩桩侧土的摩阻力标

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准值为120KPa。

（三）工程地质特征（详见化工部福州地质工程勘察院提供的“岩土工程勘察

报告”所示）

（四）编制依据：

1、桩位平面图

2、福州市江阴工业集中区圣发路延伸段道路工程岩土工程勘察报告

3、工程测量规范（GB50026-93）

4、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-96）

5、普通砼用砂标准及检验方法（JGJ52-92）

6、普通砼用碎石或卵石标准及检验方法（JGJ53-92）

7、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175-1999）

8、钢筋砼用热轧带肋钢筋（GB1499-1998）

9、钢筋混凝土用热轧光圆负钢筋（GB13013-91）

10、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）

二、施工机械与施工方法

（一）工艺流程见附图

（二）钻孔桩施工方法

1、放样定位：

依据甲方提供的现场建筑定位点测放桩位，在测定的桩位中心处打入木桩作为

标志。

2、护筒施工

护筒采用5mm钢板卷制护筒制作，规格直径比设计径大100mm，高度

1.2～1.5m。

孔口护筒采用人工挖埋。

即先以桩位中心点为圆心，人工开挖一个比护

筒直径大100～200mm圆坑，人工开挖后，将护筒中心对准桩位中心安放圆坑内，

护筒外周边采用粘土回填并夯实。

护筒埋置时，护筒顶高出地面20-30cm，以防施

工时孔内泥浆外溢产生污染。

3、回转钻机成孔

（1）正常钻进技术参数选择

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正常钻进技术参数选择如下：

地层

钻速（转/分）

40-70

泥浆重度

1.30～1.35

＜1.2

杂填土

粘土及粉质粘土

淤泥及淤泥质粘土

含角砾粘土

48-90

＜1.2

40-70

1.30～1.35

（2）钻进技术要求：

①桩机就位必须稳固、周正、水平。

确保“滑轮与钻盘中心孔、护筒的中心”

三点成一线。

②钻具下放前，应做好检查工作，钻进过程中，应注意第一、二根钻杆的进尺，

保证钻具与孔的中心垂直，同时需要吊紧钻具，均匀钻进。

③在钻孔过程中经常复检，当钻至软硬层变异处时，缓钻进，并采取钻完一段

再复扫一遍的方法。

（3）桩孔质量标准及检验方法：

①桩径允许偏差：

+0.1D。

②垂直度允许偏差：

≤1%。

③孔底沉渣厚度∠10cm。

采用测深锤测量。

4、清孔施工

第一次清孔：

钻孔达到设计孔深后，停止进尺，采用3PN泥浆泵，全泵量往孔内注入优质正

循环泥浆悬浮排渣清孔。

清孔要求及标准：

a、能准确测量出孔深，孔内泥浆中无泥块悬浮。

b、清孔时间≥30分钟。

二次清孔：

为保证在混凝土灌注前孔底沉渣厚度控制在设计规范规定允许范围之内，钢筋

笼吊装完毕，下完灌浆管后，砼灌注前进行二次清孔。

本工程全部选择气举排渣法。

a、方法选择：

清除孔底淤积的方法采用气举排渣法。

此法的原理是借助气举排

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渣器将液气混合，利用密度差来升扬排出孔底的沉渣。

压缩空气从风管进入混合器，在排渣管内形成一种密度小于管外泥浆的液气混

合物，在内外液体压力差和压缩空气动量的联合作用下沿着排渣管上升，排出孔外。

排渣管底端距沉渣面的距离为0.3～0.4m。

气举排渣效率与淹没比[a=h1÷（h+h1）、风压、风量和空气提升器型式有关。

淹

没比大，风压高，风量大，则效率高；风管安装的型式并列式优于同心式。

混合器

淹没深度一般不得超过空压机的额定风压。

额定风压与混合器最大淹没深度表

额定风压（Mpa）

1.0

1.2

2.0

混合器最大淹没深度（m）

108

192

孔深超过50m后，一般不加长风管，而采用加长尾管的办法。

清除孔底沉渣的工作，应当在浇筑混凝土前进行孔底淤积的清理，必要时补充清孔。

b、质量检测：

孔内泥浆重度：

1.15～1.20g/cm；粘度≤22s；含砂率＜6%；孔底沉渣厚度

∠10mm。

二次清孔后在30分钟内灌注混凝土。

若超过30分钟必须重新检测孔底沉渣厚

度及泥浆指标，如超出设计规范允许值，则应再次清孔。

5、钢筋笼制安

（1）钢筋笼制作加工

①钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。

②钢筋笼采用环形模制作，制作场地保持平整。

③钢筋焊接使用E50焊条，焊缝宽度不小天0.7d，厚度不小于0.3d。

④钢筋笼焊接过程中，应即时清渣。

主筋与加强筋点焊必须焊接牢固，其余部

分按设计要求进行焊接。

⑤钢筋笼主筋连接采用双面焊接，焊接长度≥5D，且同一截面接头数≤50%错开。

⑥钢筋笼定位钢筋每隔2m沿圆周等距离焊接4根，钢筋保护层厚度不小于

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75mm。

⑦成型的钢筋笼进行逐节验收，验收合格的钢筋笼应平卧堆放平整干净的地面

上，堆放层数不应超过2层。

⑧钢筋笼制作标准见下表：

项目

主筋间距

箍筋间距钢筋钢直径钢筋笼长度保护层厚度

±20±10±100±20

允许偏差（mm）±10

（2）钢筋笼安放

①钢筋笼安放起吊采用桩机卷扬机起吊。

②钢筋笼安放标高根据孔口护筒顶标高来计算，安放时需保证桩顶的设计标高，

允许误差为±100mm。

③钢筋笼下放时，应对准孔位中心，缓慢下放。

遇阻时采用正、反旋转慢慢下

沉，严禁猛提。

放至设计标高后立即将φ16吊筋焊固在孔口护筒上或机架底盘上，

或用钢管悬挂固定在孔口。

④钢筋笼上、下对接放焊时，应使钢筋笼保持垂直状态，对接时，两边同时施焊，

焊接头同截面不得超过配筋（主筋）的50%，间距错开不少于35d，且不小于50cm。

⑤埋设超声波检测钢管：

根据设计要求设置在钢筋笼上，检测管每桩三根均匀布置。

6、灌注水下混凝土

（1）砼料配制及搅拌：

①砼配制原材料选用：

水泥：

42.5普通硅酸盐水泥（C35海工混凝土）。

砂：

中粗砂。

石子：

2～4cm卵石。

拌和水：

饮用自来水。

②砼配比：

混凝土配比实验室试配确定。

施工时根据现场砂、石原材料含水量进行调整为

施工混凝土配合比，混凝土施工按调整后的施工混凝土配比进行配制。

③混凝土料拌合

现场机拌，采用JZC-350型双锥反转击料式砼搅拌机搅拌。

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④砼料配制搅拌质量技术要求

a、进场水泥应具有出厂质保单，并按有关规定要求现场取样进行安定性及强度

试验，试验合格后方可使用。

b、进场砂、石料现场分批取样检测其级配、含泥量等指标，各项指标均须符合

规范规定要求方可使用。

c、砼料拌和时间不少于90S。

d、砼料有较好的和易性，其坍落度为18-22cm。

e、砼料具有较好的保水性，较小的泌水率。

2小时内泌水量不大于混凝土体积

的1.5%，即泌水率小于4%。

f、砼初凝时间不早于45分钟，终凝时间不大于12小时，密度不小于

2100Kg/m。

（2）水下砼灌注

①灌浆管：

选用φ250mm，油轮丝扣连接式导管，单节长度一般为2.5m。

底管长度不小于

4m，同时配备1.0m、0.5m和0.3m短节。

安装时要确保连接紧密，接口绝对密封，

连接处加垫“O”型橡胶密封圈，防止接头处漏水漏气。

②初灌量

为确保初灌埋深度≥0.8m，初灌量根据孔深、孔径、孔内泥浆重度，初灌导管

悬管高度等数据，按下式计算确定。

V=π×d×h1÷4＋π×D×HC÷4

式中：

V—初灌砼量（m）；

d—导管内径（m）；

D—桩孔直径（m）；

h1—孔内混凝土高度达到Hc时导管内混凝土柱与导管外水压平衡，导管

内混凝土高度（m），h1=Hw×ra/rc；

Hc钻孔初灌需要砼面主孔底高度（m）（如初灌注悬管高度为0.5m）；

ra—孔内泥浆重度（KN/m

rc—混凝土拌和物重度（KN/m

）；

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Hw—孔内液面至初灌需要的混凝土距离。

经计算φ800mm初灌量约为2.5m，φ700mm初灌量约为2m。

③砼灌注技术要求

水下砼灌注是钻孔灌注桩施工中的重要环节，砼灌注施工技术要求：

a、保证初灌量满足首次灌注明导管底端能埋入砼中1.0m以上。

b、灌注时导管埋深宜控制在2～6m，严禁将导管拔出砼面。

c、拆管前设专人测量孔内砼面，并核实砼量搅拌记录，确定可以拔管时才能

拔管、拆管并记录。

d、水下砼灌注应确保其连续性，中途不得停顿，对灌注过程中的故障均应做好记录。

e、水下砼灌注如发生堵管时，立即用备用无坐式7.5KW振动器振动导管；

f、认真做好机械的维修保养，使机械经常处理完好运行状态，不因机械故障影

响砼灌注质量；

g、试块制作及养护：

每50m砼做1组，每根桩最少做一组砼试块，做好的试

块24小时后拆模，置于水中常温养护。

h、砼的充盈系数不得小于1.1。

三、常见事故原因分析及处理措施

（1）钻孔施工常见事故预防处理措施

序号

事故状态

原因分析

处理措施

1、检查钻头，必要时重新设计钻头；

2、清除泥包，调整冲洗液的比重、粘度、

适当加大泵量或向孔中投入适当碎砖块解

除泥包糊钻；

粘土层钻进缓

慢，甚至不进

尺

1、钻头有缺陷；

2、钻头泥包或糊钻；

3、钻进参数不合理；

3、调整钻进参数；

园砾层钻进时，

钻头在孔内跳

动厉害

1、降低钻速，加大泵量及时排碴；

2、提钻用专用打捞筒清除直径较大的卵砾

石；

1、孔内沉碴较多；

2、孔内有较大活动砾石；

1、孔内泥浆漏失、水位下降；1、投入粘土锯未或水泥堵漏材料封堵；

2、注意操作，升降钻具要平稳；

塌孔

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2、操作不当，产生压力振动；

1、预防措施

a、采用高强锣栓并对丝扣检查；

b、操作上开钻要将钻头提离孔底以降低突

1、钻杆架接丝扣脱落；

发扭距；

掉钻头

2、钻杆断裂；

c、钻杆过度磨损要及时更换；

2、处理措施：

采用打捞钓或钢丝绳套打捞。

（2）水下砼灌注常见事故及处理方法

常见事故

产生故障原因

1、隔水塞翻转或胶垫过大；

2、隔水塞遇物卡住；

3、导管连接不直；

处理措施

取出隔水塞重放；并检查导管连接的垂直

度；拆换变形的导管。

隔水塞卡

在导管内

4、导管变形。

1、导管连接处密封不好，垫圈放置1、提出导管，检查垫圈，重新安放并检查

不平正，连接丝扣未扭紧；

密封情况；

导管内进水

2、初灌量不足，未埋住导管。

2、提出导管，清除灌入的混凝土，重新开

始灌注，增加初灌量，调整导管底口至孔

底高度。

1、混凝土配比不符合要求，水灰比1、将混凝土按比例要求重新拌和并检查坍

过小，坍落度过低；

落度；

2、混凝土搅拌质量不符合要求；

3、混凝土泌水离析严重；

2、检查所使用的水泥品种、标号和质量，

按要求重新拌制；

砼灌注过程中堵管

4、导管内进水未及时发现，造成混3、在不增大水灰比的原则下重新拌和；

凝土严重稀释，水泥浆与砂、石分

离；

4、上下提动导管或捣实，使导管疏通，或

无效，提出导管进行清理，然后重新浇灌。

5、灌注时间过长，表层混凝土已初凝。

（3）钢筋笼吊装常见问题及处理方法

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常见问题

产生原因

处理方法

1、下钻具重新扩孔、扫孔；

2、钢筋调直重新焊接。

1、桩孔缩径；

钢筋笼下设困难

2、桩孔孔斜；

3、钢筋笼焊接不直。

1、钢筋笼焊接质量不好；

2、未固定好；

吊起钢筋笼重新焊好下入孔内；检查钢筋固

定情况，并加焊牢固；孔内砼面接近钢筋笼

钢筋上浮错位

3、砼灌注时孔内砼上升速度过快。

时，适当减少埋管深度，放慢灌注速度。

四、施工组织与管理

为保护工程顺利施工，在管理体系及人员、机具设备方面如下组织与管理。

（一）管理体系

针对工程实际情况，组织管理人员，见表。

钻孔桩工程管理人员

序号

职务或岗位

项目负责人

项目经理

项目技术负责人

施工员

人数

备注

质检员

安全员

材料员

测量员

资料员

（二）机具设备组织

根据施工工艺要求，本工程配备的相应的施工机具设备，见下表。

机具设备配备表

功率

（kw/台）

数量（台）

序号

机械名称

规格

备注

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工程钻机

导管

GPS-15

φ250

成孔

灌砼

100m

泥浆泵

搅拌机

电焊机

切割机

磅秤

3PNL

7.5

循环泥浆

拌制砼

JZC-350

BZ-300

制钢筋笼

切钢筋

3.5

DJ6

计量

经纬仪

水准仪

泥浆比重计

砼试模

坍落度筒

空压机

测量放线

水准测量

计量检测

气举反循环

150×150

五、工程质量保证措施

（一）管理措施

①建立施工质量管理流程图和工序责任表，各工序检查、验收工作分解落实到

班组个人，并通过完善以承包为主的经济责任制，明确内部奖罚制度，充分调动施

工人员的积极性和责任心。

②做好工序管理的控制

a、项目经理控制好本工程人员、材料、设备、工艺方法和施工环境（即

4M1E）等五个方面的因素，确保工序投入的质量，以此保证每道工序质量的稳定。

b、加强质量检查和隐蔽工程的鉴证，对每道工序实行操作者、班组长和质检

员三者百分百检查，项目技术负责抽检的制度。

c、技术负责应及时掌握质量，一旦发现问题立即研究处理，隐蔽工程必须严

格遵循上道工序，不合格不能进入下道工序的原则。

d、关键部位或薄弱环节设置工序质量控制点，工序质量控制点必须经质检员

检验合格。

e、现场抽检测试项目（水泥、砂、石料、钢材焊接、砼强度等）必须由具有

资质的单位检验，并认真执行取样、送样旁站见证制度。

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③现场配备专职质监员，进行跟班监督检查。

（二）技术措施：

1、成孔控制

钻机开钻前，应检查护筒埋设质量，护筒直径应大于孔径100mm，护筒中心偏

差不大于2cm，倾斜度不大于1%，同时高出地面20cm，埋深一般为1.0m-1.5m，

但必须超过回填土层。

外围用粘土埋实，不发生位移。

检查钻机就位、钻机水平、

周正稳固性。

检查天伦，转盘中心，护筒中心在同一铅垂线上，做到“三点一线”，

并用水平尺校正施工平台和转盘水平度，符合要求后，方可开钻。

成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻，并做好原始记录。

要求开钻时

轻压慢转，以保持钻具的导向和稳定性。

进尺后，针对不同地层，适当调整技术参

数。

对于粉质土，角砾粘性土，应加大泥浆比重，低速钻进，防止塌孔。

终孔前

0.5-1.0m，采用低速大泵量进行扫孔至终孔。

成孔过程中，孔内液面就保持稳定，不

应低于地面标高30m，出口泥浆比重控制在1.2～1.4g/cm。

2、清孔控制

清孔分两次进行，以一清为主，二清为辅。

第一次清孔经检验孔深达到设计标

高后立即进行。

将钻具提离孔底10～20cm，低速回转，输入泥浆循环，全泵量冲孔，

时间不少于30分钟。

第二次清孔在下放钢筋和导管安装完毕后进行，须采用气举排

渣法进行清孔。

清孔时输入孔内的泥浆密度就控制在1.15g/cm以下。

清孔结束后，

沉渣厚度≤5cm，泥浆比重在出口测得，应≤1.25，含砂率6%，粘度≤22秒。

二次

清孔完成后，应在30分钟内开始浇注水下砼，超过30分钟应再次清孔。

3、钢筋笼制作安装控制

钢筋笼宜分段制作，在孔口焊接，主筋应校直，清除表面污垢、浮锈、准确控

制下料长度，主筋与箍筋点焊牢固，不得损伤主筋，在钢筋箍筋上每隔2米，同一

截面等距离安焊四根保护筋，保护层厚度为75mm。

钢筋笼制作允许偏差：

主筋间

距±10mm，箍筋间距±20mm，钢筋笼直径±10mm，钢筋笼长度±100mm。

钢筋

笼制作完成，检查合格后进行安装。

安装时应采取防变形措施，起吊吊点宜设在加强筋部位，入孔时应保持垂直状

态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼遇到阻力时，应查明原因，处理后，

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再继续下笼，钢筋笼孔口焊接，下节笼上端露出操作平台宜高一米，上下节主筋校

正垂直。

钢筋接按JGJ18《钢筋焊接及验收规程》施工。

焊接时两边对称施焊，搭

接焊长度，双面焊5d，焊缝宽度不应小于0.7d。

厚度不应小于0.3d。

每节笼焊接完

补中焊接部位的箍筋，钢筋笼安装深度应符合设计要求，安装完成将钢筋笼吊筋进

行固定，使钢筋笼定位，避免上拱。

4、浇注水下砼控制

桩基工程采用自拌砼，严格控制配合比。

砼坍落度宜为18～22cm，水下砼按

设计要求强度配置，具有良好的和易性和流动性，砼初凝时间应为正常浇注时间的

二倍，浇注前应充分做好准确，保证浇注时连续紧凑的进行，导管内壁应清除干净，

连接丝口处应完好，接管应平直可靠，密封性好，导管底口高度宜能放出隔水塞和

砼为宜，一般在50cm。

浇注用隔水塞就具有良好的隔水性能，使砼与泥浆隔离。

砼

罐斗应有足够的刚度，容量满足首罐量埋管深度要求。

砼的初灌量，应能保证导管埋深大于1米，然后截断隔水塞的铁丝将砼浇注到

孔底。

砼浇注过程中导管应始终埋在砼中，严禁将导管提出砼面。

导管埋入砼的深度

宜为2～6米，每次拆管不应超过5m。

并经常测量砼面上升情况，浇注过程中，应

间断抽动导管。

砼面接近钢筋笼底端时，导管埋入砼面的深度宜保持3米，灌注速

度应适当放慢，提升导管时应平稳，避免钩带钢筋笼。

六、安全控制措施

（一）组织措施和基本要求

1、认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针。

2、公司领导是安全生产的第一责任人，项目负责人直接对本工程的安全负第

一责任，桩机的机班长为兼职安全员。

3、工地开工前进行一次安全教育，开工后每周进行一次安全大检查，日常上

班随时进行安全检查，发现隐患，应及时限期整改。

4、现场作业人员，均需经安全培训，特殊工作如电工、电焊工，场内机动车

驾驶员必须持证上岗，临时工只能做辅助工作。

5、工地配备专（兼）职安全员并持证上岗，安全员的职责是：

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江阴工业区基础设施BT项目圣发路延伸段道路工程

①配合施工工地负责人制定工地施工安全规章制度和安全施工措施，监督、检

查安全规章制度和措施执行情况，发现有威胁职工生命的紧急情况有权责令停止施

工作业，并及时向项目经理汇报。

②在总结、评比、奖励时，独立行使安全否决权。

③对新工人、临时工进行现场安全教育。

④负责编制工程施工项目设计中的安全生产技术、措施及安全施工总结。

⑤参与事故调查，根据规定对一般性事故按照“三不放过原则”提出处理意见。

⑥施工现场各类机械设备、线路、道路、料场、泥浆池（水池）、钢筋笼、搅

拌机房及生活设备

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