冲击钻孔灌注桩试桩施工方案.docx
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冲击钻孔灌注桩试桩施工方案
冲击钻孔灌注桩试桩方案
一、编制目的
选择具有代表性的桩位,通过冲击钻机钻孔灌注桩试桩试验，确定有关钻孔灌注桩的施工参数、施工工艺，并形成具有指导性意义的施工方法，具体指导桥梁钻孔灌注桩的施工。
试桩目的主要包含以下几项内容。
通过试验对该区域钻孔灌注桩的泥浆级配、水下混凝土级配、成孔、成桩、清孔、下钢筋笼、二次清孔、灌混凝土等施工工艺进行专题研究及科学试验与检测分析。
为确定合适的施工机具设备，确定钻孔灌注桩的施工工艺等提供重要的参数。
二、编制依据
1.招投标文件和施工承包合同
2.三门峡至淅川高速公路卢氏至西坪段工程三阶段施工设计图
3.交通部标准《公路工程地质勘查规范》（JTGC-2011）；
4.交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；
5.交通部标准《公路工程抗震规范》（JTJ004-89）；
6.交通部标准《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）；
7.交通部标准《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-1-2004）；
8.从工地现场调查、采集、咨询、图纸审核所获取的资料；国家、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例.
三、地质资料及工程概况
1.地质资料：
桥位所在地隶属三门峡市卢氏县东明镇和横涧乡交界处，桥址中部为河谷漫滩地形，跨越洛河。
覆盖层主要为第四系中更新统风积成因的老黄土，冲积成因的卵（砾）石，全新统冲积成因的粉质黏土，卵石，圆砾，坡积成因的碎石。
基岩为第三系卢氏组泥岩，上元古界栾川群煤窑沟组强～中风化片岩、石英片岩、碳质板岩及中元古界管道口群巡检司组强～中风大理岩。
桥址区岩性较复杂，岩体软硬及风化不均，节理级发育～发育，岩体破碎～级破碎，据岩石抗压结果显示岩体软硬不均，岩块单轴抗压强度值离散性较大。
施工场地为多种力学性质差异较大的岩土组合地基，对于抗震较为不利，在地震发生时易使构造物发生不均匀沉降、倾斜，属抗震的不利地段。
本桥址位于华北与华南古板块拼合部，地质构造复杂，主要表现在深大断裂带卢氏-栾川-确山-固始断裂带。
而该深断裂带于中条、王屋山期、晋宁期、燕山期深断裂活动比较强烈，为一长期活动的岩石圈断裂。
桥址区未见明显滑坡、崩塌等不良地质现象。
岩体局部溶蚀现象发育，见一深约1m的溶洞，对工程地质影响不大。
根据资料显示，本区地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。
由5#,14#,15#墩附近地势平坦，靠近G209国道，乡村道路，施工条件较好，且能代表该段地质情况，因此拟选定为5#墩右幅4#桩、14#墩左幅4#桩和15#墩左幅4#桩进行试桩施工。
2.工程概况：
5#墩右幅4#桩桩径1800mm，桩长34m，设计C25砼82.5m3，Φ28用量5351.7kg，Φ10用量628.4kg；14#墩左幅4#桩桩径1800mm，桩长36m，设计C25砼91.6m3，Φ28用量5657.9kg，Φ10用量661.4kg；15#墩左幅4#桩桩径1800mm，桩长36m，设计C25砼91.6m3，Φ28用量5657.9kg，Φ10用量661.4kg。
四、施工组织及施工安排
试桩由项目部总工程师负责全面施工工作，架子队负责该工程的施工，试验室、测量队负责具体的试验检测和平面位置的控制工作。
砼原材料选用试验并报送中心实验室批复的砂石料和水泥，钢筋采用甲控的合格钢材。
投入的设备和人员见下表
投入的主要机械设备表
设备名称
规格型号
完好状况
数量
备注
钻机
CZ-6B
良好
1
吊车
25T
良好
1
发电机
120KW
良好
1
备用
泥浆泵
3PN
良好
1
混凝土罐车
12m3
良好
4
电焊机
BX500
良好
4
水泵
7.5KW
良好
2
钢筋弯曲机
GW40A
良好
1
钢筋切割机
GJ5-40
良好
1
钢筋调直机
GTJ-4/8
良好
1
装载机
ZD50D
良好
1
投入的主要人员表
编号
姓名
职称
职务
备注
1
赵长义
工程师
总工程师
试桩总负责
2
赵宏斌
工程师
技术员
现场负责
3
牟太南
工程师
技术员
4
刘玉怀
工程师
队长
5
梁丕东
工程师
现场负责人
6
高建军
工程师
测量队长
7
许红卫
试验工程师
试验室主任
8
许俊杰
工程师
安全主管
试桩计划开工日期：
2012年10月5日，计划完工日期：
2012年10月25日。
五、施工工艺
本标段准备选择右幅5#墩4#桩、左幅14#墩4#桩、左幅15#墩4#桩作为试验对象，以此为参数，确定最佳的施工工艺参数。
钻孔灌注桩的施工顺序为：
施工准备→初步放样→恢复定线→护筒埋设→泥浆制备→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测。
1．施工准备，初步放样
修筑施工场内临时便道，使施工机具顺利进出。
配备630kw变压器一台，提供试桩前期用电，120kw柴油发电机一台备用。
施工用水取自1#钢筋加工场生活用水。
清除桩基位置的杂草和淤泥夯实后整平，保证钻机在施工中平稳。
就近开挖一处30m2基坑，作为泥浆制备循环池。
然后根据复测合格，并上报批复的导线点及水准点用全站仪及水准仪定出桩位。
放样结束后用钢尺对所放桩位进行相对位置的校核，并做好护桩措施。
2．恢复定线，护筒埋设
护筒埋设是重要坏节，起到定位、导向作用，护筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，可以有效防止塌孔。
护筒内径比桩径大400mm，护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0—2.0m,护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径确定，一般情况埋置深度宜为2—4m。
护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，埋设时位置要准确，护筒要竖直。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜度不大于1％。
护筒采用钢制护筒，护筒顶部焊加强筋和吊耳，并切割出水口。
钻进过程中要经常检查是否发生偏移，并及时纠正。
3．钻孔
钻机就位后，立好钻架，对准桩位中心，拉好风缆绳。
开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度指标根据实际土层试验而定。
如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击制浆。
开孔在整个过程中应保证孔内水位高出地下水位1.5－2.0m。
并低于护筒顶面0.3m以防止泥浆溢出。
（1）泥浆的配制：
在桥墩附近开挖泥浆池，选择和备足良好的膨润土，造浆量为2倍桩的混凝土体积，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，利用泥浆泵通过φ100泥浆管路输送至各孔位处使用。
冲击钻泥浆性能指标如下：
泥浆比重：
岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。
粘度：
一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。
含砂率：
新制泥浆不大于4%。
胶体率：
不小于95%。
PH值：
大于6.5。
为保证成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度必须严格控制，经过实地试验确定泥浆配合比。
泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，配制高质量的泥浆，在长期停钻的情况下，沉积物会很少，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。
（2）护筒底脚下2～4m范围内一般比较松散易坍孔，按1∶1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击钻锥，小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，要重复回填反复冲击2～3次力求孔壁坚实。
冲程根据土层情况分别调整，在通过土层中时，采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砂砾石或卵石土层时采用中冲程（75cm），在易坍塌或流砂地段用小冲程，并提高泥浆的粘度和比重。
若遇倾斜岩层冲击面不平时，先投入粘土、小片石将表面垫平，再用十字型钻锥进行冲击钻进以防斜孔、坍孔。
一般情况下，密实坚硬土层每小时钻进小于5－10cm，松软地层每小时钻进小于15－30cm时，应进行掏渣。
或每进尺0.5-1m时掏渣一次。
掏至泥浆内含渣明显减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。
在开钻阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待4－5m后进行掏渣，正常钻进每班至少掏渣一次。
掏渣后应及时向孔内注入清水或添加泥浆以维护水头高度。
投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥卡锥。
在掏渣过程中认真做好记录，判别地质构造，与设计图纸对比，如有较大出入应立即向项目部现场工程师汇报，每交接班时应详细交待钻入情况和下一班的注意事项，做好交班记录。
（3）冲击钻钻孔注意事项
①钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作再进行检查。
钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。
②冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。
③钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意及时补充新拌好的泥浆。
冲击成孔整个施工过程中，泥浆的损失较小。
水头必须始终保证在2m左右，达到有效地防止孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，确保钻孔桩的成孔质量和成孔速度。
④钻进过程中，每进5—8尺检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。
根据实际地层变化采用相应的钻进方式和进尺速度，在钻至中层易坍层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。
⑤因故停止钻孔时，应保持孔内水头和符合要求的泥浆指标。
施工中要注意均匀地松放钢丝绳的长度。
一般在松软土层可松绳5－8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3－5cm。
应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。
松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
在任何情况下，最大冲程不宜大于6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。
为正确提升钻锥的冲程，用油漆作标记。
在掏渣后或因其它原因停止钻孔，开钻后应由低冲程逐级渐加到正常冲程，以免卡钻。
冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人身事故，因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。
4．成孔检测、清孔
钻孔深度达到设计要求后，对孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等进行检查，填写终孔检查证，经监理工程师签证认可后，进行孔底清碴工作。
冲击钻成孔的桩基，用抽碴筒多次从孔内抽取钻碴，并同时向孔内注水以减少泥浆比重到1.1～1.25。
当抽碴筒抽出泥浆中无2～3mm大的颗粒则证明抽碴清孔已到目的。
为准确判定孔底碴是否清完，用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔，若两次测孔深度相同并与终测孔数字相符时证明孔碴已清理干净，否则还需继续清至达到要求，沉碴厚度不得大于规范要求的标准。
清孔应达到以下标准：
泥浆比重≯1.1，含砂率＜2%，粘度17～20s，孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒；浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度≯20c。
清孔时间不宜过长，注意保持孔内水头在地下水位1.5~2.0m以上，防止坍孔。
清孔符合要求后，应在最短时间内灌注水下混凝土。
检孔：
主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。
用笼式检孔器检测。
检孔器用ф22的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（180cm），长度为6m。
检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。
如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。
5．钢筋骨架和导管的吊放
（1）钢筋骨架的吊放
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