钻孔桩作业指导书(1).doc

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邳州张楼京杭运河特大桥

钻孔灌注桩

作

业

指

导

书

徐州市公路工程总公司

邳州张楼京杭运河特大桥项目经理部

徐州市邳州张楼京杭运河特大桥

钻孔桩作业指导书

一、项目概况

张楼京杭运河特大桥全桥长2147.2米，单幅桥，桥宽12米。

桥跨布置为6×35+5×40+6×35+5×35+5×35+5×35+5×35+5×35+（65+105+65）+5×40+6×35m。

主桥采用三跨变高度预应力连续箱梁跨越京杭运河航道，两侧引桥采用35m、40m预应力混凝土组合箱梁。

全桥共有箱梁212片，钻孔灌注桩146根，其中1.2m桩径的桥台桩8根，1.6m桩径的主墩防撞桩12根。

其余桩径均为1.6m。

主桥中墩墩身为厚3.2m,宽6.75m的薄壁式墩，边墩为直径2.2m的双柱式墩，桥台为肋板式桥台。

二、施工方法

（1）平整场地，测量放样

　　对于陆地桩场地平整，回填沟塘、坑洼，清除杂草、杂物等。

对于水中桩，浅水时采用筑岛法施工，深水时采用钢管桩施工平台。

钻机位置处平整夯实，并进行硬化处理，方便砼运输车进入进行浇注砼，同时对施工用泥浆池位置，动力供应，砂、石料场、拌和楼位置，钢筋加工专用及施工便道作统一安排。

　　以监理工程师签认的导线基准点，用全站仪进行放样，精度满足规范要求然后进行护桩，由主管技术人员复核，报请监理工程师批准，施工中妥善看护护桩以防移位和丢失。

（2）护筒制作、埋设

　　护筒用８mm钢板制作，1.6m桩护筒内径为2.0m，1.2m桩护筒内径为1.5m，根据准确桩位埋设护筒，使护筒中心线与桩中心线重合，挂十字线进行校核，采用人工挖埋法埋设，护筒口高出地面30cm，为避免筒底悬空，护筒底应在天然结实土层上（或夯实的粘土层上），护筒四周回填粘性土并夯实，护筒埋深取2.5m。

水中桩护筒直径为2.2m，入土深度5m左右，护筒在安装前先在搭设好的平台上用全站仪精确放出桩位，制作双层井字架以便更好的控制护筒的竖直度，井字架尺寸比护筒尺寸大5cm；护筒在安装时先由吊车使用两根钢丝绳吊起控制好竖直度后在放入已加固好的井字架内在由打桩机将其压入，护筒安装过程中应由专人指挥。

护筒顶应高出最高施工水位1.5m。

　　（3）工作平台

　　陆地施工的桥台及墩桩只需整平墩台位地坪，铺设枕木组成平台即可，但要保证桩机底座水平，即桩机钻头垂直。

　　水中桩施工时筑岛平台与钢管桩作基础的施工平台，高度应高于最高施工水位1m。

　　（4）在搭好的平台上，安装并调试钻机，调整钻机底盘处于水平状态，使钻机钻盘中心和桩位中心处于同一铅垂线上，钻机准确就位后，再将钻头放入护筒。

　（5）制备泥浆

　　根据本标段施工地质情况，大部分为粘土和中细砂土质，为确保钻孔顺利进行，钻孔时必须使泥浆性能靠近规范要求的上限或稍微大一些，必要时掺入外购粘土制浆，采取孔内造浆法，泥浆池设在两排桩的中心位置，泥浆池设沉淀池、回浆池，池间循环连接，在钻孔过程中，根据不同的地质情况调节泥浆指标。

施工水中桩时，在墩桩护筒口处搭设泥浆槽，利用泥浆船作为循环池，确保正常施工。

　　（6）钻孔

钻孔采用正循环回旋钻，采用减压钻进，钻机调平准确就位后，检查孔内的杂物是否清理干净，尤其是掉下去的铁件，极易伤钻头、钻机。

钻孔时，先启动泥浆泵和转盘（低速），使之空转一段时间备制泥浆，待泥浆输送到孔内一定数量后开始低速钻进，钻进一定深度（大约在钻进2米）后，即可按不同的土质采用不同的转速和不同钻进速度进行钻孔。

钻孔应连续进行，不得间断，钻进过程中，应注意观测孔内泥浆的变化，确保泥浆水头高度，如有损失、漏失，应及时补充采取堵漏措施，经常捞取渣样分析土层变化，并准确详细地记录与设计图纸提供的地质资料进行核对，不符时及时报告监理工程师与有关设计部门，以便及时采取应变措施，同时注意检查垂直度及泥浆各项性能指标。

钻孔在进入护筒底部时进尺速度放缓，仔细护壁，严防穿孔。

钻机在地质复杂层段要仔细小心进尺、护壁，特别在容易缩孔部位要认真扫孔，快转慢进，达到护壁效果，确保终孔孔径符合设计要求。

钻进时为减少弯孔和斜孔，采用吊锤法、减加泵量，加大泥浆稠度，终孔检查合格时，检查孔的中心偏位、孔径、倾斜度、孔深等，均符合规范要求后，迅速采取换浆法清孔，钻头提起15cm左右清孔，清孔时必须保证孔内水头防止塌孔，提钻时避免碰孔壁，清孔后的泥浆性能指标、沉渣厚度应符合设计及规范要求。

（详见下表）清孔后用检孔器测量孔径和倾斜度，检孔器的焊接可在工地进行，监理工程师检验合格后，即可进行钢筋笼的吊装工作。

本工程清孔后成孔质量标准

项目

允许偏差

孔的中心位置（mm）

群桩：

100；单排桩：

50

孔径（mm）

墩桩1600台桩　1200不小于设计桩径

倾斜度

小于１％

孔深

不小于设计规定

沉淀厚度

设计规定不大于300mm

清孔后泥浆指标

相对密度：

1.03～1.10；粘度：

17～20pa.s；含砂率：

<２％;胶体率＞98%。

　　（7）安设钢筋笼

钢筋笼按照图纸在钢筋棚集中下料现场成型，钢筋笼之间接头采用单面焊，焊接长度≥１０Ｄ，每一钢筋骨架内的焊接均采用双面焊，焊接长度不小于5D,钢筋笼四周绑扎控制保护层厚度的高标号砼预制块，其间距竖向为2m，横向周围不得少于４处。

钢筋笼安装用吊车安装。

为减少焊接操作时间，采用4台电焊机同时焊接，接头按规范错开，两接头间距不小于1.3倍搭接长度，按1.5m控制。

在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率应符合下表规定。

钢筋笼下沉应缓慢，避免碰撞孔壁，钢筋笼按设计标高下放到为时要复核钢筋笼中心与桩中心是否一致，保证其准确对中，用四根钢筋绑牢系于钻机底盘上，安放牢固，防止在灌注中被挤出，钢筋笼标高偏差不得超过５cm。

接头长度区段内受力钢筋接头面积的最大百分率

接头型式

接头面积最大百分率（％）

受拉区

受压区

主钢筋绑扎接头

２５

５０

主钢筋焊接接头

５０

不限制

　　（8）吊装导管及储料斗

采用内径为30cm的导管，使用前须进行水密承压和接头抗拉试验，合格后方可使用。

导管总长应根据桩底高程和钻孔平台高程精确计算，拼装好后编号，注明尺寸以便准确计算导管在砼内的埋深。

导管采用分节吊装，吊装应稳步沉放，以免触撞钢筋笼。

导管吊挂在钻机顶部的滑轮上，以钻机上的５吨电动卷扬机控制升降，导管底部距桩底的距离应符合规范要求，一般控制在0.3m～0.4m。

导管安装就位后，立即吊装漏斗和储料斗，储料斗内砼的储量必须满足首次灌注砼后导管端能埋入砼１米以上的要求,　即1.2m桩径V=∏*（1.2/2）2*1.5=1.7m3，1.6m桩径V=∏*（1.5/2）2*1.5=3m3，本项目采用3.5m3的储料斗。

（9）砼灌注

　　复测孔底沉淀层厚度，若超标，则进行二次清孔，二次清孔的方法是：

将导管下到位，封闭导管上端，管内以高压泥浆水冲击孔底沉淀层，确保沉淀层低于设计值。

满足条件后要及时浇注砼，灌注砼采用JS1000砼拌和楼拌和，施工时严格按配合比拌和，控制好砼和易性和坍落度。

用运输车运输，符合运输车灌注条件的直接用运输车进行灌注，不符合的用地泵或者汽车泵进行灌注，当储料斗注满时立即进行，首次灌注导管埋深必须大于１米，以后向导管内灌注的砼应徐徐进行，以防产生高压气囊，灌注应紧凑、连续进行，不得中断，随着砼的不断灌注，现场技术人员要及时测量砼顶面高度和埋入深度，及时提拔拆除导管，使导管埋置深度保持在２－６m之间，施工中负责人现场指挥，以保证施工的连续性和砼灌注质量的可靠性，控制每根桩的水下砼浇筑工作在首批砼初凝前完成，灌注结束时，桩顶实际砼灌注高程比设计高程高出100cm以上，以确保桩顶质量。

　　技术人员对钻孔灌注桩的整个施工过程须进行跟踪，并做好各项施工原始记录，及时进行整理签认，并按规范要求，试验人员制作一定数量的砼试块。

　（10）当砼强度达到80%以上时，凿除桩头多余部分，使桩顶砼表面符合要求。

　（11）桩的质量检验：

根据规范要求，请相关单位对成桩进行动测，合格后方可进行下道工序承台、系梁或立柱的施工。

　（12）环保措施

为保证施工范围内的环境卫生，钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后深埋或清运至指定的排放地点。

　　三、施工工艺流程图

四、常见的质量通病及防治措施

1、坍孔

原因分析：

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,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。

预防及处理措施：

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）、提钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；

5）、在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好的泥浆护壁；

2、钻孔偏斜

原因分析：

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，致使钻头受力不匀；

3）、钻孔中碰到较大孤石、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；

预防及处理措施：

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）、如有探头石，宜用钻机钻透；

3、卡钻

原因分析：

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落入孔内的大工具卡住;

3）、入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，或钢丝绳过长，使钻头倾斜卡在孔壁上；

预防及处理措施：

1）、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；

3）、施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜，在下钻时应控制钻进速度；

4、掉钻

原因分析：

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；

预防及处理措施：

1）、卡钻时应设保护绳方能适度强提；

2）、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；

3）、掉钻落物时，用打捞叉打捞；

5、扩孔及缩孔

原因分析：

1）、扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆动过大所致；

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;

预防及处理措施：

1）、采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大;

2）、及时焊补钻锥；

3）、发生缩孔时，采用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径；

6、施工断桩

原因分析

1、混凝土供应中断；

2、便道不通或运输堵塞；

3、导管漏水；

4、粒料卡管；

5、埋深过浅，拔管过多漏水；

6、埋深过大，浇注时间过长，混凝土不下落或拔管不起来；

预防及处理措施

1、建备用砼拌和站；

2、便道规划、事前检查、运输路线优化；

3、事先闭水检查，过程中注意保护，灌注第一斗混凝土后用手电观察导管有无漏水；

4、控制粒料最大粒径，漏斗上加过滤网，每车检查混凝土坍落度；

5、事前严格计算，过程中经常测量混凝土顶面高程，最小埋置不小于2米，严格控制拔管长度；

6、事前严格计算，工程中经常测量混凝土顶面高程，最大埋置不超过6米，及时拔管；

7、无破损检测常规质量问题

原因分析