钻孔灌注桩施工技术总结.docx

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钻孔灌注桩施工技术总结

一、工程概况

、工程概述

常熟电厂煤码头扩建工程在苏通大桥上游，位于苏州港常熟港区所辖岸线中段，长江下游徐六泾河段，新建码头前沿线距外侧一期煤码头前沿线330m。

该处隔江遥望通州，工程陆路距常熟市约24km；水路距上游南通港约30km，距下游吴淞口约70km。

地理坐标为120°57′40″E，31°46′25″N。

本工程扩建码头引桥长米，宽米至米。

码头长266米宽28米。

引桥灌注桩分项工程中，钻孔灌注桩均布置于后引桥区域的引桥根部，与陆域相连。

桩型有Φ1000*50000和Φ1500*50000两种，总数43根，其中Φ1000*50000型号桩40根，分别为接岸墩台一16根，接岸墩台二8根，以及35~38轴墩台每排架4根共16根；型号Φ1500*50000灌注桩共3根，布置在34轴。

其中除34及35轴排架处于在防汛墙外侧水域中，其余桩位均位于防汛墙内侧陆域。

钻孔灌注桩分布地形图如下图1-1所示：

图1-1钻孔灌注桩分布地形图（单位：

m）

、工程进度

钻孔灌注桩分项工程于2010年6月1日正式开工，投入GPS-18型和GPS-10型钻机两台（施工中分别记为1号机和2号机），分别由DT1-1和38-4（灌注桩编号见图1-2）位置开钻。

由于本工程灌注桩桩径、桩深均较大，正常钻进每台机器平均每2天成桩1根；因桩顶标高要求，陆上、水上灌注桩施工均需要搭设施工平台。

灌注桩施工实际于2010年7月30日完成40根。

由于DT2-6、DT2-7、DT2-8三根桩位于防汛大堤护坡处，因防汛要求，延期开钻。

1号机于6月1日至6月27日期间完成接岸墩台一中Φ1000mm灌注桩16根；随后移至接岸墩台二位置处，6月28日至7月5日完成Φ1000mm灌注桩DT2-1~DT2-4共计4根；7月10日，1号机移至水上施工平台34#排架处，于7月18日完成Φ1500mm灌注桩3根；36#排架处于防汛前内侧坡脚处，设计位置处影响防汛墙内外材料吊运，因此需将水上施工平台材料完全吊运至防汛墙内侧后，方可在排架位置搭设平台钻孔，故36#排架于7月23日至7月30日完成。

1号机（GPS-18型）共计成桩27根。

2号机于6月3日开钻，至6月10日完成38#排架Φ1000mm灌注桩4根；6月11日至6月16日完成37#排架Φ1000mm灌注桩4根；6月20日移至水上施工平台35#排架，因35#排架设计位置在防汛墙江侧坡脚处，处于陆域和水域连接处，且面层有大量抛石，灌注桩钻进相对较缓慢，于7月6日完成35#排架处灌注桩4根；因DT2-5~DT2-8位于防汛大堤护坡处，因防汛要求，仅于7月24日至27日完成DT2-5灌注桩1根，剩余3根延期开钻。

2号机共计完成灌注桩13根。

灌注桩施工进度具体如图1-2所示：

图1-2灌注桩施工顺序示意图

二、工程特点

、工程地形

本工程钻孔灌注桩根据地形条件可以分为水域和陆域两块部分。

陆域部分有36#~38#排架、接岸墩台一和接岸墩台二共36根桩，都是1m直径灌注桩，桩顶设计标高为和。

陆域的地面标高约为，设计要求不允许接桩，这就要求陆域灌注桩护筒标高需高出地面左右，钻机的钻盘则需高出地面约3m，因此本工程陆域灌注桩施工时大量采用贝雷架搭设施工平台的做法，以达到灌注桩设计的各项要求。

施工水域与陆域部分被顶标高的防汛墙隔开，水域共7根桩，35#排架1米直径灌注桩4根，34#排架直径灌注桩3根。

35#排架位于水岸交接处，设计桩顶标高为；34#排架位于水域之中，设计桩顶标高为。

该水域泥面标高为，因此水域灌注桩施工需搭设水上施工平台。

、工艺特点

本工程灌注桩工艺的特点主要有：

1、设计桩径为1m和，桩长50m，单根灌注桩理论混凝土量达40m3和88m3。

因此成孔时间较长，1m直径灌注桩单根成桩需36~48小时，直径灌注桩单根成桩则需60小时以上。

2、本工程因地形及桩顶标高设计要求，陆上灌注桩需搭设或3m高施工平台。

而水域灌注桩则需在水中搭设水上施工平台，方可满足施工条件。

3、35#排架位于水岸交接处，设计桩位处有大量护坡用的抛石，地质情况最为复杂。

三、工艺小结

、施工流程

图2-2钻孔桩工艺流程图

施工工艺总结

前期施工准备

在灌注桩开钻之前，项目部集合分包队伍召开技术交底会，在熟悉设计图纸和现场各种实际情况的前提下，对接下来各道工序是施工工艺要求进行交底。

本工程的泥浆池制备是在前期施工准备时就开始的，因为本工程单桩的泥浆循环量大，接岸墩台处桩位置较集中，所以在前期准备时，在接岸墩台一和38#排架中间开挖了一个8m×10m×3m的泥浆池，用于储备泥浆。

泥浆池四周用钢连管搭设护栏围护。

泥浆池

接岸墩台一处灌注桩比较集中，考虑到施工后泥浆循环和平台搭设等需要，在施工前期准备中，在接岸墩台桩位区域地面浇筑混凝土硬化，同时，预留出桩孔位置，规划排泥沟，供泥浆循环用。

具体如下图所示：

施工平台搭设

本工程因其设计标高、现场地形和灌注桩位置等原因，所有灌注桩均需搭设施工平台。

施工平台搭设也是本次工程中一个重要环节。

、陆上施工平台搭设

陆上灌注桩中，接岸墩台一处地面标高约4m，设计桩顶标高，钢筋笼顶标高按设计要求需高出设计标高80cm，因此施工平台搭设需高出地面3m，型号为3000mm×1500mm×176mm的贝雷架需搭设两层。

平台面层满铺木板，周围安装围栏、挂设安全网，并设置警示标语，如下图所示：

接岸墩台处陆上施工平台

陆上36#~38排架处，桩顶设计标高为，地面标高约为，因此施工平台仅需搭设一层贝雷架，周围同样设置围栏、绿网等安全设施，如下图所示：

36#排架处施工平台

、水上施工平台搭设

水上施工平台搭设之前，先确定水上施工平台搭设方案，平台承重经受力计算，符合要求后，方可按方案要求开始搭设。

直径灌注桩位置处，泥面标高，设计桩顶标高；1m直径灌注桩位于岸侧抛石区，设计桩顶标高。

因此，水上施工平台顶标高搭设至，高出泥面近7m。

根据钻机施工受力要求，在直径灌注桩桩位两侧各振4根12m长的Φ60cm钢管桩，用振动锤振入泥面以下至少5m，1m直径灌注桩桩位因靠江侧标高平台比较近，在其桩位江侧振入4根钢板桩。

管桩和板桩用槽钢连成一体保证水上施工平台的整体稳定，之后在其上部架设贝雷架，贝雷架上满铺木方，最后安装护栏等安全设施。

水上平台搭设的标高和稳定性要求对水域灌注桩成桩进度和质量至关重要，其抗压、抗剪强度和整体稳定性等都需满足理论验算结果。

因此，在水上平台搭设完成后，经过项目部施工部门和安全部门验收合格后，方可吊运吊机就位，进入下道工序。

本工程水上施工平台图如下所示：

水上施工平台

、埋设护筒

陆域部分灌注桩的护筒埋设，是在测量定下桩位后，通过人工开挖到位，将护筒放置垂直后埋设到位，护筒钢板厚3mm，直径，埋设高出地面左右。

在护筒高出地面10cm~20cm处预留排泥浆的小孔，在高出地面部分中部，加焊一道5cm高的抱箍，防止混凝土浇筑时高出地面部分的护筒下部发生膨胀形变。

水域部分护筒采用6mm钢板现场卷制，长9m，每距离加焊钢抱箍，保证护筒在振入时不发生过大变形（如右图所示）。

护筒振入泥面深约5m左右。

在35#排架处，护筒入土超过5m，但本次工程实际施工中，因35#排架位于水岸交接处，江侧泥沙层较厚，且上层有大量抛石影响，如果与陆域一样采用护筒振入，护筒底部与泥土接触部分四周泥沙较多，因内外压力差过大，容易发生泥沙被压力差挤入孔中流沙的情况，所以我项目部研究决定，在35#排架处采用双护筒形式，即在1m护筒外再加振一个直径外护筒，外护筒入泥面深度与外护筒相同，以减小护筒底部泥沙的内外压力差，有效地防止了泥沙涌入而发生的塞孔现象。

同时，在灌注桩混凝土浇筑之后，外护筒留置在原处，内外护筒之间浇筑C20混凝土，成型之后，35#排架处高出泥面部分灌注桩外观直径也是，可使江侧两排架外观整齐划一，更加美观。

、钻机定位

灌注桩的钻孔深度一般通过钻盘标高确定，本工程钻机需架设在贝雷架上，钻机的定位准确的先决条件是贝雷架等施工平台搭设的整体稳定性，因此必须保证施工平台的抗压、抗剪强度和整体性。

钢筋笼笼顶标高高出设计顶，在钢筋笼顶标高上部留出左右操作面空间，钻机钻盘高度约，因此，钻盘标高一般都控制高出设计桩顶标高~。

钻机必须固定平直，中心位置与护筒位置对正。

、钻孔

现场钻孔区域地质情况大致为：

表层2~3m为灰色淤泥质粉质粘土，至地下约30m深处为灰色粉质粘土，地下30m至孔底处为灰色砂质粉土，总体地质情况较好，但在水陆交接处和防汛墙坡脚处地质较为复杂。

本工程投入施工的两台钻机分别为GPS-18型（1号机）和GPS-10型（2号机），GPS-18型钻机方杆较粗，单根钻杆长，接杆次数较多，钻机钻进速度较慢，1m直径钻孔成孔时间约为18小时，直径钻孔成孔时间约为30小时。

GPS-10型钻机方杆较细，单根钻杆长，接杆次数较少，钻进速度快，但钻进时钻杆晃动幅度较GPS-18型要大，1m直径桩成孔时间约为13小时（GPS-10型钻机钻进如右图）。

根据本工程的地质分布情况，表层块石等比较多，情况较复杂，钻进时应钻速放慢，钻进缓慢，至灰色粉质粘土层，土质单一时，可适当增加钻杆钻速和钻进速度，但应尽量减小钻杆的跳动、晃动；钻进更深处的灰色砂质粉土层时，土质较硬，土层压实紧密，此时应适当降低钻进速度。

在钻机钻进的过程中，要不断加入制备的泥浆进行泥浆循环，并将孔中的溢出的泥浆排放在泥浆循环池中，不允许将置换出来的泥浆随意排放，控制循环泥浆量，防止因置换泥浆流量过大造成泥浆流出施工场地。

钻机成孔钻进时间较长，钻进的速度必须按地质情况严格控制，成孔时间不可随意缩短。

但接钻杆时，通过适当的方法，可以有效缩短接杆时间，减少孔中无泥浆循环的时间间隔，同时缩短成孔时间。

本工程中，我们在连接钻杆的螺栓上加以改进，明显有效地增加了接钻杆的效率。

（如右图所示）我们在螺栓的固定螺帽一端加焊一截钢筋头，免去常规施工中下端的扳手，拧紧螺栓时，焊接的钢筋头顶住钻杆底部斜撑，上部只需一个扳手一个工人即可将螺栓固定，提高了接杆效率（右下图为GPS-10型钻进工人在接钻杆）。

、一次清孔

灌注桩在钻孔深度达到要求后，利用钻杆进行第一次清孔。

在清孔前，需按规范要求制备好护壁泥浆，钻孔到位后，制备好的护壁泥浆通过钻杆导入孔中，置换泥浆，形成泥浆护壁。

清孔时必须格外注意的是泥浆的排放，加入孔中护壁泥浆的速度要适中，从而控制置换泥浆的速度，防止泥浆溢出。

置换出来的泥浆由泥浆泵抽出或由护筒底部的预留开口流出。

泥浆比重测定是采集置换出来的泥浆，用泥浆比重计测得，本工程一次清孔泥浆比重控制在左右，一清的泥浆比重到位后方可提钻杆、下放钢筋笼。

、钢筋笼下放

钢筋笼下放之前，会同监理单位对钢筋笼制作的质量进行验收。

现场的验收项目主要有加强箍焊接长度、螺旋筋布置间距、主筋间距和数量、焊接质量、钢筋笼长度等。

加强箍焊接长度按规范要求不小于10d，钢筋间距符合设计要求，焊接要饱满，不能对钢筋造成过分烧伤，焊渣要清除干净。

验收符合要求的钢筋笼才准予下放。

在第一次清孔结束，孔深达到设计要求后，提出钻杆，立刻开始下放钢筋笼。

钢筋笼为逐节下放。

本工程中采用25t吊车吊运钢筋笼至钻孔中，每节钢筋笼下放到位后，用两片槽钢将钢筋笼固定悬挂在钻机上，吊机吊运下一节钢筋笼，与悬挂在钻机上的钢筋笼进行焊接，每节钢筋笼焊接完成后，会同质量部门和监理验收合格后才可下放。

下放过程中每下放2m距离，加焊预制好的垫块。

最后一节钢筋笼焊接完成后，由吊机下放至设计标高左右，钢筋笼顶焊接两根Φ20钢筋做吊筋，吊筋另一端挂在钻机下方的“耳朵”形吊环上，在吊机释放钢筋笼后，由吊筋吊住钢筋笼至设计标高。

通过钻机上的吊环标高，控制吊筋长度，从而控制好钢筋笼的笼顶标高。

本工程每根灌注桩中设计有3根声测管，在钢筋笼每节的焊接时，首先应将每根声测管连接起来，声测管的连接要求平直牢固。

因此声测管在钢筋笼连接之前不能焊死在钢筋笼上，应悬吊在钢筋笼顶，用圆环固定声测管的大致位置，在相邻的钢筋笼吊运到位对接，对接焊牢后才依次焊接在钢筋笼上。

钢筋笼下放到位后，要求及时验收其钢筋笼笼顶标高和钢筋笼的位置，保证笼顶标高符合设计和规范要求，钢筋笼位置要求置中、垂直。

、二次清孔

钢筋笼下放完成后，立刻下放导管，导管放置到位后开始第二次清孔，第二次清孔同样要求用制备好的泥浆输入孔中，置换第一次清孔时的泥浆。

第一次清孔完成至第二次清孔开始的这段时间（1m直径桩约为7小时左右，直径桩约为10小时左右），孔底必定沉淀了大量的沉渣，二次清孔的目的清除孔底沉渣和最终形成泥浆护壁，孔底沉渣的厚度是钻孔灌注桩成孔质量的重要指标之一，其厚度将直接影响灌注桩的承载力，本工程中的灌注桩为摩擦桩，其沉渣厚度对承载力的影响较大，孔底沉渣厚度的理论值为一清后孔深与二清后孔深的差值，规范要求摩擦力为主的灌注桩沉渣厚度不大于30cm。

同时，二清后的泥浆比应控制在以下，保证泥浆护壁的形成。

灌注桩施工实际中，二清的泥浆比和孔深必须严格控制，每根桩二清完成后都需经过项目部会同验收，检验二清的泥浆比重和孔深，从而控制二清后的沉渣厚度和泥浆比两项关键数值，检验合格后才可进入下道工序。

水上灌注桩施工中，清孔循环置换出来的泥浆严禁直接排放至长江中，本工程要求分包单位将置换的泥浆排入泥浆船里，然后由泥浆船运至指定位置倾倒。

二次清孔泥浆比重和孔深都达到要求后，若有混凝土及泵车没有及时到位的情况，不能停止清孔，应用孔内泥浆代替制备泥浆继续循环清孔，既可防止孔内静止后泥浆护壁被破坏，又可保证泥浆比重不会下降，待混凝土及泵车等到位后方可停止清孔，并立即开始浇筑混凝土。

、混凝土浇筑

灌注桩混凝土浇筑直接影响了灌注桩成型的质量，是最后一道关键和重点工序，必须严格要求。

本工程的陆上和水上灌注桩都利用泵车向孔内浇筑混凝土，在泵车和混凝土到场前，应先联系试验员对即将浇筑的混凝土进行坍落度等测试，混凝土的级配、构成等均符合要求后，才可以开始浇筑。

对坍落度和配比等达不到要求的混凝土，一律要求退回不用。

混凝土浇筑过程中，试验员按规范要求取混凝土样品以备制作试块。

灌注桩混凝土浇筑之前按规范要求需要进行初灌，初灌时导管提离孔底30~50公分，初灌时先把储料罐加满混凝土后连续灌入混凝土，工程实际中初灌如右图所示。

初灌完成后，混凝土浇筑过程中，随时用测绳测定混凝土面深度，并做原始施工记录。

混凝土浇筑的同时上提导管，保证导管在混凝土中的埋深控制在规范要求的2m~6m之间，本工程中灌注桩37-3混凝土浇筑中，因工人较长时间未上提导管，使其在混凝土中埋置过深，致导管难以拔出，最后需吊机配合才提出了导管，影响了混凝土浇筑的速度。

同时导管的埋设也不能太浅，否则影响混凝土在孔中的灌注质量。

混凝土浇筑到设计标高时，应保证一定的超灌量，使表层混凝土浮浆溢出，保证桩顶混凝土的质量和强度。

实际工程中桩顶混凝土浇筑后如下图图所示：

桩顶混凝土浇筑完成后，声测管顶部用螺栓盖住，桩身到一定强度后，供做声波检测之用。

、桩头凿除

钻孔灌注桩混凝土浇筑完成后，实际标高应高出桩顶设计标高的30~50cm，在桩身达到一定强度后，再凿除桩顶浮浆，凿至设计标高处。

本工程中，因为桩顶设计标高都高出地面，桩周有护筒护住，因此桩顶标高在经测定后标注在护筒外侧，先用电焊将护筒切割至设计标高，然后用风镐将桩头凿除至设计标高，与护筒齐平。

因上部墩台、横梁等浇筑需要在灌注桩顶部夹设槽钢，且灌注桩桩头伸入上部墩台、横梁有10cm，因此灌注桩桩头凿除至设计标高后，再将护筒往下切割20cm，最终实际成桩后如下图所示：

四、总结

本工程灌注桩因为其较大桩身、桩径和地域条件的特点，使得施工工艺、技术中有许多比其他工程中较特殊的情况。

根据现场施工的实际特点，我项目部在整个钻孔灌注桩的施工过程中，始终坚持以设计要求和施工规范为标准，想尽一切办法、创造最好条件为现场施工过程服务。

因设计桩身和桩径都比较大，成孔、成桩时间长，我项目部坚持24小时有专人值班，对灌注桩过程都每道工序都严格控制；因设计桩顶标高的原因，我们每根灌注桩都需要钻机在搭设的贝雷架上钻进，因此施工平台的的稳定和安全也是灌注桩施工中须格外注意的因素；水上灌注桩的钻进受标高影响需搭设水上施工平台，同时在水岸交接处，地质情况复杂，在成孔遇障碍物无法钻进时，调用冲抓锤、砸锤等设备，尽最大努力完满成孔。

本工程至今完成的灌注桩共计40根，经超声波检测后，桩身质量全部合格。