濉河大桥钻孔桩施工工艺.docx

1、濉河大桥钻孔桩施工工艺泗洪县濉河大桥危桥改造工程（K0+000-K0+722）桩基施工方案中建六局有限公司泗洪县交通工程项目经理部2010年3月编制：审核：目 录第一章 概况一、工程概述二、工程地质三、水文特征四、工期计划五、机具设备第二章 钻孔灌注桩施工一、施工场地布置二、钢护筒的制备和埋设三、泥浆制作四、成孔五、清孔六、钢筋笼的制安七、灌注水下砼八、成桩质量检查九、钻孔桩施工工艺流程第三章 钻孔桩事故的预防及处理一、坍孔二、斜孔三、扩孔或缩孔四、断桩五、埋管或堵管六、钢筋笼上浮第四章 安全质量工期保证措施一、成孔、成桩质量保证措施二、安全技术措施三、安全保证措施四、工期保证措施第五章 文明

2、施工、环境保护措施一、文明施工二、环境保护措施第一章 概况一、工程概述濉河大桥危桥改造工程，先拆除老桥，后在原址修建新桥，新桥起点桩号K0+209.95，终点桩号K0+686.42，桥梁跨径布置为（35+60+35）+（2x35+37+33.62）+（35+60+34.96）+（37.34+32）m，桥全长476.47 m，桥面宽26 m。其中第一、三联为主桥，分别跨越老、新濉河，采用变截面预应力砼连续梁，悬臂挂蓝浇筑。第二、四联为引桥，桥跨布置为2x35+37+33.62m和37.34+32m等截面预应力砼连续梁，搭设满堂支架现场浇筑。为配合整体式的桥面布置形式，采用双幅结构形式，后将内侧悬

3、臂用湿接缝连接成整体。主桥下部结构采用双柱型直立板式墩，引桥和过渡墩均为双柱式墩，上设墩顶系梁，桥台采用肋板式和桩柱式桥台，基础均为钻孔灌注桩基础。原设计濉河大桥共计122根1.3m钻孔桩，其中主桥墩（1#、2#、8#、9#）每墩（双幅）12根桩，每根桩长52m，引桥和过渡墩（3#、4#、5#、6#、7#、10#、11#）每墩8根桩，每根桩长45m，0#台共计12根桩，每根桩长40m，12#台共计6根桩，每根桩长40m。根据实际放样，原老桥基础与新桥桩基部分重叠，设计院于2010年3月13日发来修改设计，墩跨布置修改为：（35+60+35）+（2x35+37+33.62）+（35+60+34.

4、96）+（37.34+32）m。修改后全桥共计1.3m钻孔桩125根，另增旋转楼梯1.0m长15m桩一根。桩基部分修改：主桥9#墩左幅增加3根钻孔桩计9根桩，桩长调整为45m,右幅为6根桩，桩长为54m;10#墩右幅桩基与老桥扩大基础位置重合，考虑扩大基础开挖后扰动原状土，故桩长增加2m,桩长调整为47m,左幅维持原桩长45m。在6#墩附近设一螺旋楼梯，为钻孔桩基础，桩经为1m，桩长15m,旋转梯按钢筋混凝土螺旋体图集施工。二、工程地质条件建场位于濉河冲积平原上，揭示60.30m厚度范围内，主要土层分别评价如下：1、表层分布新近填土，厚度在0.62.4m之间，土质松软，均匀性较差。2、填土以下

5、为冲积相粘性土，砂性土（包括1层可塑状粉质粘土， 2层可塑硬塑的粘土， 3层密实的粉土， 4层可塑性的粉质粘土， 41层密实的粉土， 5层可塑硬塑的粘土， 51层流塑的淤泥质粉质粘土， 6层可塑的粉质粘土， 7层密实的中粗砂）。LK12号孔地段在51层流塑的淤泥质粉质粘土，具有含水量高、强度低、压缩性高等特征， 17层中等压缩性、强度高。3、第四系上更新流（Q3a1）粘性土、砂性土（13层硬塑的粘性土， 4层可塑的粉质粘土及呈透镜体分布的21层粉砂， 31粉土）中等偏低压缩性、强度较高。根据以上所述，结合场地土层在水平和垂直方向分布情况， 7层密实的中粗砂及层粘土，具有中等偏低压缩性、强度较高

6、、较稳定，为理想的桩端持力层。在勘察过程中未发现断裂构造，据钻探揭示（详见地质勘察柱状图）。场地勘探深度内土层总体分布较均匀、稳定，本场地的稳定性较好，适宜本工程建设。其它详见地质柱状图。三、水文特征本工程区域场地地下水主要为潜水和承压水两种类型。勘察期间稳定水位埋深0.403.38m，平均1.63m；水位标高11.0313.95m，平均12.58m。水位变化受内河水、长江及季节影响，年变幅约2.92m，年最高水位受内河水位影响。地表水主要为内河水，根据观察，周边无污染源，水质清澈，主要作为农业灌溉水及牲畜饮用水，综合判定为本地水对砼无腐蚀性。老濉河是洪泽湖西线的组成部分，现状为6级航道，规划

7、为5级，现状桥位处河口宽115m，测时水面宽49.7m，水位标高12.79m，水深3.03.5m。新濉河现状为7级航道，规划为6级，现状桥位处河口宽262m，测时水面宽85m，水位标高12.79m，水深2.03.2m。老濉河和新濉河基本平行，两河相距70m。工程用水可以从沿线河塘、水库或沿线渠道中提取，水量充足，水质优良，满足工程用水需要。四、工期计划1、该工程基础施工工期计划三个月内完成，全桥共125根桩，（未计旋转梯一根桩）准备68台钻机，计划从2010年3月15日开钻，2010年6月30日钻孔灌注桩完成。2、钻孔顺序：原则上先开钻1#、2#、8#、9#主墩基础，在开钻引桥基础，最后钻桥台

8、基础。据实际情况，在拆旧桥过程中可先开钻引桥墩基础。只要主墩具备条件即开钻主墩基础。五、施工机具施工机具设备见下表主要施工机具设备序号机具名称规格型号功率Kw单位数量1循环钻机GPS-1500型37台42循环钻机BRM-228台43泥浆泵3PNL22台64吊机16t、25t台25混凝土搅拌车6m3 台36电焊机21KVA21台47发电机75Kw台18混凝土导管250mmM6x6O9钢筋调直机台110钢筋弯曲机CW40台111钢筋切断机台112混凝土泵车台113挖掘机EX300-5台214潜水泵30m3 台2第二章 钻孔灌注桩施工一、施工场地布置濉河大桥主墩（1#、2#、8#、9#）四个墩分别位

9、于老、新濉河中，靠近岸边、且水不深，桩基采取填土筑岛围堰施工，其余墩位均在岸上，直接在原地平整后依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系，经复核无误后在场区实地测量放线，同时以桩中心为交点，在纵横方向埋设好护桩，桩位经监理工程师复核并签字同意后方可埋设钢护筒。二、钢护筒的制备和埋设钢护筒采用8mm厚钢板制作，护筒孔径比桩径大20cm即可。护筒长度分别为岸上23m，水中墩长68m，在护筒的上口边缘开设两个溢浆口，两岸上护筒埋设采用人工开挖，挖坑直径比护筒大20cm左右，挖孔深度以挖尽上部杂填土，进入下部原状土2030cm为宜，同时深度不得小于150cm，坑底平整，将护筒

10、吊起放到位，护筒埋设时通过预先引放的纵横方向的护桩点进行调整，保证位置准确，中心偏差小于5cm，倾斜小于1%，护筒口高出地面50 cm，护筒四周用粘土回填夯实。以保证在钻孔过程中护筒不下落及周边不漏浆。水中护筒采用打桩机插打。三、泥浆制作1、为保证钻孔质量，泥浆起到关键作用，泥浆用料选用优质粘土（膨润土），为保证泥浆的粘度和胶体率，可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠，掺量由试验确定。针对本工程的地层特点，新制泥浆配制仅在每组桥墩桩基第一根桩施工时拌制一部分，在施工过程中主要利用孔内粘土自成泥浆和再生泥浆。泥浆的相对密度、粘度、静压力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH）值需满足下表要求。 泥浆

11、技术指标表相对密度（g/m3）粘度（S）静压力（Pa）含砂率（%）胶体率（%）失水率(ml/30min)PH值泥皮厚（mm/30min）1.031.2518251.02.5 4 95 20810 32、泥浆管理：为了尽量减少场地占用和泥浆污染，上下行双幅基础施工均设置共用沉淀池、循环池、调浆池。沉淀池、循环池、调浆池均设在两桥墩之间，通过泥浆循环沟与桩孔沟通，泥浆池采用挖机就地开挖，沉淀池、循环池大小为10x3x1.5m 一个。钻孔桩施工时，泥浆通过钻机的泥浆泵及管道抽至孔中，经孔口流入沉淀池后再到循环池，沉淀池的沉渣最后运至指定地点弃除，泥浆不得直接排入河道或农田，造成环境污染，钻孔桩施工严

12、格按照环保要求执行。四、成孔钻孔作业主要包括：钻机定位、钻进、清孔、验孔等过程，在钻孔过程中要及时掌握地质变化情况，经常调整泥浆指标，随时检查孔位中心、孔径尺寸、垂直度，发现问题及时处理并填写钻孔记录，当钻孔达到设计深度后，要对孔深全面检查，是否有塌孔、缩颈现象。1、钻机就位钻机运达工地后，检修完好，先将配重钻头、钻杆放入钢护筒内，并用型钢吊在护筒上，钻机按事先测量在平台上的桩位就位，钻机安放前先将桩孔周边垫平夯实，使地面平整，钻机安放时底座要平稳、牢固，不得产生位移和沉陷，钻机就位时确保机架的天车、转盘中心及桩位中心在同一铅垂线上，其对中误差不大于5mm，钻机四个支点高差应小于5mm。用钢尺

13、量好钻头、标准钻杆等实际长度，做好记录，并用油漆在钻杆上做好标记。钻机就位后，测量钻机平台高程，做为校核控制钻孔深度，避免超钻或少钻，同时填写报验单经监理工程师对钻机的对中、水平、钻杆垂直度检查验收同意后，方可开钻，正式钻孔前，钻机要先进行运转试验，检查钻机的稳定和机况，确保后面成孔施工能连续进行。2、成孔方法成孔采用正循环钻机，根据地质情况采用与钻孔直径相匹配的笼式刮刀钻头，或滚刀钻头(在砂层中用刮刀钻头)钻进成孔。操作要点如下：（1）护筒内钻进先启动泥浆泵，向孔内中输入一定数量泥浆后，方可开始钻进。输入泥浆时，钻机先空转一段时间，然后开始钻进，进尺要适当控制，在护筒刃脚处应低档慢速钻进，使

14、护筒口处有坚固的泥皮护壁，钻至护筒底1m后，可按土质以正常速度钻进。（2）在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻，宜选用尖底钻锥中等转速、大泵量稀泥浆钻进。（3）在砂类土或软土层中钻进时，易坍孔，宜选用平低钻锥，控制进尺，低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。（4）在卵石层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机超负荷而损坏，宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。（5）减压钻进无论正、反循环钻深孔时，细长钻杆易变形，造成弯曲，发生扩孔较大等现象，应将主钩稍提携一些，使孔底承受的钻压不超过钻锥重力和压块重力之和扣除浮力后的80%，

15、这样可使钻杆不受较大压力，在整个钻进过程中保持钻杆垂直状态。在成孔施工中还应根据不同的地层适时调整参数，钻进参数如下表：钻进参数表 钻进参数地层钻压（Mpa）转速(r/min)钻进速度（m/h）钻头类型淤泥质层1020204048笼式粘土层硬土层1025305036笼式（6）泥浆补充与净化开钻前应调制足够的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充，每钻进2m或地质层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录。（7）测量钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数，达到设计孔深后及时清孔提钻。（8）劳动组织循环回转钻每台班一般备710人，其中班长兼指挥记录1人，司机1人

16、，卷扬机1人，泥浆泵机电1人，装卸钻杆及清渣36人。（9）钻孔桩记录表见下表钻机类型及编号转盘顶标高钻孔深度开钻孔顶标高钻头类型及直径护筒顶标高桩尖标高地面标高日期时间工作内容本次钻标高 至m累计钻进（m）备注记录： 复核：五、清孔1、当使用正循环回转钻进时，终孔后，停止进尺，采用换浆法清孔，稍提钻头离孔底1020cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.031.10的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆挤出。2、孔底沉渣厚度不大于25cm。3、清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%，相对密度为1.031.10，粘度为1720s，胶体率98%，含砂率2%，各项指标取换浆时流出的泥浆

17、检验。4、清孔过程中须始终保持孔内原有水头高度。5、清孔结束，最后测量孔底标高，准备灌注水下砼。六、钢筋笼的制安1、按照设计图纸及规范要求进行钢筋笼的制作，钢筋笼可分段进行成型吊装，各段之间采用焊接接头，单道焊缝长度不小于10d。2、为保证钢筋笼有足够的保护层，本工程设计为预制砼定位块进行定位，定位设在N4加强箍上，加强箍设在主筋内壁，沿桩长每隔2m设一道，沿加强箍周边均布4个定位块，主桥墩布15层，其他墩14层，桥台15层。3、所有螺旋箍筋连接必须焊接。4、声测管安装声测管规格为外径57mm壁厚3.5mm无缝钢管，每延米重4.71kg。全桥共17根桩埋设声测管，主桥主墩半幅一个桥墩抽检一根，

18、其他墩台双幅各抽检一根。设置声测管的每根桩基设三根通长主筋以固定声测管，声测管每根长度=桩长+50cm。声测管需通长布置，同时与加劲箍筋焊接牢固，素混凝土段加劲箍筋设在主筋内侧，每2m一道。声测管下口封闭，上口加盖，管内无异物。声测管布置的墩号、桩号见声测管设置的墩号及桩号布置表。声测管的预埋深度底口应在桩底以上50150mm，上口应高出桩顶5001000mm。灌注混凝土前，管内充满水，盖好顶盖。声测管若切断，用切割机切，不宜用氧割。5、在顶节钢筋笼上焊接四根加长钢筋，以备固定钢筋笼。6、钢筋笼加工完后，可放在钢筋笼临时堆放场，每节钢筋笼要挂牌编号。7、钢筋笼制作安装标准钢筋下料长度 5mm钢

19、筋笼加劲箍中心偏差 5 mm螺旋箍筋间距 20mm保护层厚度 10mm钢筋笼顶面高程 50mm钢筋笼中心与孔位中心偏差 10mm声测管设置的墩号及桩号布置表序号墩号桩号桩长m声测管长m10#台5号桩4040.521#墩5号桩（10号桩）52（52）52.532#墩5号桩（10号桩）52（52）52.543#墩5号桩4545.554#墩5号桩4545.565#墩5号桩4545.576#墩5号桩4545.587#墩5号桩4545.598#墩5号桩（10号桩）52（52）52.5109#墩5号桩（10号桩）45（54）45.5（54.5）1110#墩5号桩4545.51211#墩5号桩4545.51

20、312#台5号桩4040.5注：1、全桥共17根桩设声测管检测，其它用小应变检测；2、根据施工备料及其它原因变化而调整桩号的应记录好；七、灌注水下砼1、灌注机具设备的准备（1）导管：导管是灌注水下砼的重要设备，导管直径按桩长、桩径和每小时通过的砼数量决定，本工程应选导管直径250mm300mm的导管，通过的砼数量达17 m3/h以上，适用桩径1.02.2m。导管在使用前认真检查，做拼接、承压、水密性试验，试验的方法可把拼装好的导管先注满水，两端封闭，一端焊风管接头，输入风压，试验的压力不小于桩孔内水深1.3倍的压力，经过15min不漏水、不漏风即为合格，试拼好的导管应做好标记。导管在孔旁预先分

21、段拼装，在吊放时再逐段拼接，分段拼接时应仔细检查，变形和磨损严重的不得使用，导管内壁和法兰盘表面（快装接头导管无此要求）如粘附有灰浆和泥浆应擦拭干净。（2）漏斗、溜槽、储料斗导管顶部设漏斗、储料斗的容量满足导管的埋深不小于1m，溜槽根据起吊运输砼的距离而设置。（3）砼运输本工程砼采用商品砼，利用搅拌车运输至工地后用泵车输送至储料斗内。2、灌注水下砼（1)球栓球栓可用砼、木料等制成，球面要光滑，采用砍球法时的球直径比导管内径小2.02.5cm。用拔球法时球直径要比导管直径大11.5 cm。拔球法：灌注砼前将球置于漏斗颈口处，球下设塑料布或若干层水泥袋纸垫层，用细铁丝引出。当达到砼初灌数量后，迅速

22、将球向上拔出，砼压着塑料布垫层是与水成隔离状态，排走导管内的水而至孔底。（2）水下砼的配制水下砼的强度等级和材料除应符合设计要求外，并应符合下列要求：水泥标号不宜低于32.5Mpa，每方砼水泥用量一般不少于350kg，掺加适宜数量的减水剂或粉煤灰时，不得少于300kg。粗骨料优先最大粒径小于导管内径的1/61/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。细骨料采用级配良好的中砂，砼含砂率、水灰比由试验确定。导管灌注时砼的坍落度为1822mm。（3）砼表面测深和导管埋深控制测深：水下砼灌注时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的砼面高度，以及控制沉淀层的厚度，埋导管深度和桩尖标高等。测深目

23、前多采用锤砣法：测砣一般制成圆锥形，锤砣重不宜小于40N，测绳用质轻、拉力强、遇水不伸缩，标有尺度的测量绳。测绳应经常用钢尺校核，每根桩应在灌注前至少校核一次。导管埋深控制在灌注过程中，导管埋深一般宜控制在26m之间。（4）水下砼灌注砼灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工，严禁杂物掉入孔中。导管提升应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，不得碰撞钢筋笼，若挂住，轻轻转动导管，缓缓提升。每次提升前后要测量砼顶面与导管埋深情况，拆除导管动作要快，时间不宜超过15分钟，要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入

24、，不可整斗入注，以免在导管内形成高压气囊挤压管节，使导管漏水。砼面接近和初进钢筋笼骨架时，应使导管底口低于钢筋笼底口3m以下和1m以上，并慢慢灌注，以减小砼从导管底口出来后向上冲击力。防止把钢筋笼顶上浮。当孔内砼进入钢筋笼骨架45m以后，适当提升导管，减小导管埋深长度。确保桩顶质量在桩顶设计标高以上应加筑一定高度，以便浇筑结束后将此段砼清除，一般不少于0.5m，长桩不宜小于1.0 m。混凝土浇筑完毕后，将导管、漏斗、储料斗、吊斗等清洗干净。为保证封孔质量，应注意天气预报，避免在大雨中浇筑砼。有关砼灌注情况、各浇筑时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，应派专人进行记录。记录表格

25、式见下表。钻孔桩水下砼灌注记录表桥梁名称： 墩 桩 施工单位：设计桩直径计算砼数量浇筑前孔底标高浇筑完毕桩顶标高护筒顶标高测深基点标高设计桩底标高设计桩顶标高每盘砼数量浇筑日期年 月 日 时 分至 年 月 日 时 分序号时间本次浇筑砼数量m3护筒顶面长m护筒顶至导管底口长m导管埋深-m砼数量m3备注记录 复核（5）混凝土灌注示意图八、灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土搅制及灌注等三个工序过程的质量检查。1、混凝土搅制应对原材料质量与计量、混凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级等进行检查；2、钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、

26、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查；3、在灌注混凝土前，严格按照施工质量要求对已成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放的实际位置等进行认真检查，并填写相应质量检查记录。施工中应注意下列质量检查:（1）砼桩成品质量直接影响工程整体的质量与安全，成桩必须进行检查，本工程采用无损检测，部分桩采用预埋声测管检测，部分采用小应变检测。（2）砼强度符合设计要求，桩身无断层和夹层，桩尖标高不高于设计标高。桩头预留凿除部分无残余松散和薄弱混凝土层。（3）混凝土浇注前将配合比报监理审批。（4）加强成桩质量检查，成桩质量检查主要包括：桩位偏差、孔径、垂直度、孔深、及孔底沉渣厚度，认真做好成孔成桩

27、质量检查记录。（5）做好施工过程中施工、检查等资料的收集整理工作，如施工测量放样记录、钻孔记录、混凝土灌注记录、原材料出厂及抽检报告，焊接试验报告，各工序报验签认检查记录、混凝土配合比，龄期强度，桩基检测结果等资料；每根桩必备以上资料，归档备案。九、钻孔桩的施工工艺流程第三章 钻孔事故的预防及处理一、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是空内水位突然下降，孔口冒细泡，出渣量增加而不见进尺，钻机负荷明显增加。1、坍孔的原因（1）泥浆相对密度不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。（2）未及时补浆或河水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失，而造成孔内水

28、头高度不够。（3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近地面受水泡软钻机接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌。（4）在松散砂层中钻进太快。（5）吊入钢筋笼时碰撞孔壁。2、坍孔的预防及处理（1）在松散粉砂土中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆（2）汛期或水位变化大的地区，应采取深高护筒，增高水头。（3）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填重新埋设护筒再钻。（4）如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂或粘土混合物到坍孔处以上12m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。（5）吊入钢筋笼时应对准孔中心垂直插入。严防触及孔壁。二、斜孔1、斜孔原因（1）钻孔时遇有较

29、大的孤石或探头石。（2）在有顷斜的软硬地层交界处钻进，钻头受力不均。（3）钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。（4）钻杆弯曲，接头不正。2、斜孔的预防及处理（1）钻机就位前，应将地面整平，局部松软处应夯实，垫牢枕木，安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮、钻杆卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。（2）钻杆接头应逐个检查，及时调整。钻杆弯曲须调直或更换。（3）有顷斜的软硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进或回填片石冲平再钻。三、扩孔或缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大，在地下水呈运动状态，土质松散地层除钻头摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔，若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能钻到设计深度不必处理。缩孔原因有两种，一是钻头补焊不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较小的孔径。另一