大桥钻孔桩施工方案.doc

大 桥 钻 孔 桩 施 工 方 案一、工程概况高速公段合同段大桥为整体式桥，桥面净宽为2*11m，上部结构为连续预应力砼简支T梁，下部结构为柱式桥墩、桩基础和埋置式桥台，桩基为钻孔桩基础。钻孔桩基础桩径为1.8m，砼标号为C25砼。二、工程地质情况桥位处地质主要为泥岩和砂岩，泥岩和砂岩层变化较为复杂，厚度分布不均匀。陆地桩基地表主要为0.36m厚度不等的耕植土层和风化层,下层大多为红褐色泥岩和灰砂岩,桩基持力层进入弱风化泥岩大于3倍的桩径深度，进入弱风化砂岩大于2.5倍桩径深度.三、主要施工方案通过对设计文件提供的地质和水文资料以及实际现场情况进行研究分析，本合同段的钻孔桩基础的施工拟投入4台冲击钻机（CH-10）进行施工，1）、普通地层陆地钻孔桩采用冲击钻冲击成孔。2）、护筒埋设，在陆地护筒口应高出原地面大于0.3m；水中桩护筒应高出最高水位大于2.5m，高出岛面标高大于0.3m。护筒采用=10mm厚钢板加工而成，陆地桩护筒长控制在46m(桩径较大)，护筒长度大于m和灌注砼后砼高度大于护筒底m。护筒内径大于钻孔桩直径40cm。3）、泥浆采用泥浆车进行外运处理。四、钻孔桩详细施工方案.1、施工准备4.1.1测量定位采用全站仪坐标法施放钻孔桩桩位，埋好护筒后再在护筒四周埋设中心定位桩，用红油漆标记。4.1.2钻孔准备a、陆地桩，人工平整场地，清除杂物。b、埋设护筒护筒用10mm的钢板制作，每节长1.52.0m，顶面高出地面30cm。护筒埋设保证准确、稳定、不漏水、护筒根部埋入持力土层中，护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，并保证护筒的垂直度和水平度。d、泥浆的制备泥浆由粘土合水拌合而成，必要时掺入一定比例的水泥，使制备的泥浆满足有关的性能和技术指标，泥浆比重控制在1.11.15g/cm3，新制泥浆含砂率不大于4%，胶体率不小于90%，稠度不小于14S。泥浆技术指标达不到要求时，以新鲜粘土制浆。泥浆性能指标要求钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(s)含砂率()胶体率()失水率(mL/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度PH冲击钻一般地层1.11.218-24952031.0-2.58-11易塌地层1.21.422-30952033-58-11正循环一般地层1.05-1.216-224962521.0-2.58-10易塌地层1.20-1.4519-284961523-58-10在钻孔过程中，应采用泥浆稠度仪随时检查泥浆稠度，如不符合要求及时进行调整。.2、钻进成孔4.2.1回旋钻成孔钻孔时，钻架必须平、稳，钻头对准桩位中心，开钻前应对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水电接通。在施工过程中，为保证施工连续进行，配备满足施工需要的发电机。钻孔必须按照技术规范规定的要求进行施工，同时还应符合下列要求：a.根据桩孔施工地层特点及以往施工经验钻进参数为：压力1030KN；转速3060r/min泵量15001800L/min。桩孔上部孔段钻进时要轻压慢转，尽量减小桩孔超径。在缩径的粘土层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径，对“硬土层”采用大压力慢转速钻进，以提高钻进效率。钻进时，可根据地质均匀程度，层次标高，以及钻进与排碴情况，调整钻压及转速，选择最优参数，以达到较快进尺。钻进进尺达到设计标高后，把钻头略微提起，转速由高变低。空转520min，将孔底清洗干净。b.为防止相邻桩串孔或影响邻桩的成桩质量，同一承台相邻桩位施工待相邻孔混凝土灌注桩完成后24h，方可开钻。在满足此条件下，为加快完成钻孔工作，可以多机同时作业。c.在钻孔过程中，应采用泥浆稠度仪随时检查泥浆稠度，如不符合要求及时进行调整。在地层变化处应捞取样碴，判明土层，记入表中，以便核对地层地质剖面柱状图。d.升降钻头时要平稳，应防止碰撞护筒、孔壁、钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。e.开钻必须正确并慢速推进，待导向部位进入土层后，方可全速钻进。f.钻孔排碴，抬钻除土，停机时，应保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，防止塌孔。g.钻孔一经开始应连续进行，不得中断，及时填写施工记录，严格交接班制度。i.经清孔自检查后，请质检工程师检查验收，经检查孔径、孔深、钻孔垂直度和沉渣厚度均达到规范或设计要求后，报请监理工程师检查验收，验收合格后，采用汽车吊机吊安钢筋笼。4.2.2冲击钻成孔在埋设好的护筒内直接投入粘土和水，用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。开孔时要低冲程、稠泥浆、缓进尺及反复冲砸形成较坚固的泥浆护壁。正常钻进以冲击掏渣冲击反复进行，并掌握好及时补水、加粘土等各个环节。在容易出现塌孔的流砂地层，应首先按照2：1比例填入黏土和片石，采用小冲程反复冲击，使将孔壁周围挤密。钻机正常钻进时，要注意：a在岩石地层，如表面不平整，也应先投入粘土、小片石，将表面垫平，在用钻锤进行小冲程钻进，防止发生斜孔塌孔事故。b要注意均匀的放松钢丝绳的长度，要防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过量的意外荷载，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。c当通过坚硬密实岩石层时，可采用45米大冲程，使岩石破碎；但在任何情况下，最大冲程不宜超过6米，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁形成梅花孔。d为正确提升钻锤的冲程，在钢丝绳上油漆长度标志。e在掏渣后或其他原因停钻后再次开钻时，应从小的冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。掏渣用活底捞渣筒捞渣。在冲击相当长时间后，由于钻渣太厚，泥浆不能将钻渣全部悬浮上来，使冲击锤冲击不到新岩层上，吸收大量冲击能，需要及时掏渣。正常钻进每班掏一次。捞完渣后在投入粘土造浆再冲孔。f. 清孔当钻孔完成，检查钻孔深度、孔径、垂直度是否达到要求，合格后进行清孔。清孔前可投入1袋水泥，再用钻锥旋转数次，使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混和物，再用抽渣，对孔底注入泥浆比重在1.051.1的稀泥浆进行换浆。清孔后灌注混凝土前孔底沉淀层厚度不超过5cm,清孔后应在4小时内进行水下混凝土灌注,否则应重新进行清孔。4.3、钢筋笼制作与安装钢筋笼在施工现场制作成型。绑扎、焊接应按照设计图纸要求进行，钢筋应平直，无局部弯折，表面洁净，无油渍、漆皮、鳞锈。直径大于25mm的钢筋采用连接套筒进行机械连接，直径小于25mm钢筋采用搭接焊，焊接长度单面焊缝不小于10d，双面焊缝不小于5d。主筋焊接接头面积最大百分率受拉区不超过50%。钢筋笼成型后经自检合格并请监理工程师检查批准。绑扎、焊接安装应符合规范的规定和要求；同时还要做到：a.清孔后，应及时将钢筋笼用吊车吊装入孔，减少钻孔桩底部的沉淀。钢筋骨架内必须设置25钢筋加工的“米”形内撑架，防止钢筋骨架的变形。钢筋笼入孔后，顶端与护筒顶横杆采用四根25钢筋焊接牢固定位，确保中心对中。b.桩的钢筋骨架，应在混凝土灌注前整体放入孔内。如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，那么钢筋骨架应从孔内移去。在钢筋骨架重放前，应对钻孔的完整性，包括孔底松散物，重新进行检查。c.钢筋笼底面高程的容许误差为50mm。达到设计深度后调整好钢筋笼中心位置。4.4、灌注水下混凝土a.灌注水下混凝土采用内径为30cm的钢性导管，导管使用前均应调直、试拼组装、试压、编号及自下而上标示尺度。漏斗容量为4.5m3。钢筋笼安放完成后，及时拼装吊装导管。 b.灌注工作应连续进行,经常用测绳探测钻孔内混凝土高度,及时调整导管埋深,导管埋深控制在26m范围内，采用吊车或钻机提升导管。c.灌注过程中注意控制导管和钢筋骨架保持一定的距离，防止导管上下升降时，破坏骨架的垂直度。d.混凝土由搅拌场进行拌制,采用混凝土搅拌运输车运输混凝土，施工中严格控制混凝土配合比及和易性，一个孔桩做3组混凝土试件，并根据混凝土灌注情况，随机进行混凝土坍落度检查。e.施工中尽量减少拆除导管时间,灌注混凝土工作在6小时内完成,并在拌制混凝土中掺加缓凝剂，保证全孔混凝土在首批混凝土初凝前灌完。f.混凝土灌注快达到设计高程时，尽量保持导管上端比砼顶高34m，同时计算好末盘混凝土数量，并及时通知搅拌场。g.灌注桩顶标高应高出桩顶设计0.51.0 m高度，当混凝土达到一定强度后拔除钢护筒，凿除多余混凝土，并清除干净。h.在浇注水下混凝土期间，应配备水泵以及吸泥机、高压射水管等设备，其设备性能应具备施工要求，以保持孔内水头和及时处理浇注故障。i.孔桩混凝土达到一定强度后，委托具有相关资质单位对孔桩进行超声波检测，经检测无断桩、夹碴、缩径等现象，各项检测合格后可进行墩台身的施工。五、钻孔灌注桩的质量控制由于钻孔灌注桩施工工艺环节多，一环不慎，便会有质量事故发生，需要施工人员具有认真的工作态度、良好的技术水平和丰富的临场处理能力。更需要加强施工管理，控制成桩质量。 5.1钻孔前的质量控制在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求在公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000(以下简称规范)已作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的，则一般采用挖坑法，比较简单易行；如果钻孔在水上进行，则护筒埋设采用锤击打入的方法，比较快捷稳妥，前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记，以便钻机对中。钻孔对中过程中，比较易忽视的就是钻机底座的水平问题，这在一般成套设备中因为有液压调整装置，问题不大，只要注意就行了；而在自制的钻孔设备中，由于没有水平调整装置，再加上有时在水上搭设平台，平台本身即与水平面不平行，致使钻杆夹具无法保持水平，引起钻杆的不垂直，从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合，而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中，均应观测调整钻机的水平和垂直度。 5.2钻孔过程中的质量控制首先应根据孔位所在的地质情况、选用的钻机型号和性能，选择合适的钻锥。在钻孔过程中，应采取减压钻进，孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重量之和的60%，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。应注意钻孔的连续性。因故停钻时，应将钻锥提升至孔外以防埋钻。发现异常情况，如塌孔、进尺异常等问题，应仔细观察分析，查明原因和位置，及时与监理、设计单位取得联系，采用相应的对策。掉钻落物应及时打捞，以免被泥沙埋没，影响继续钻孔。 5.3成孔后的质量控制在钻孔到位后，要做到的第一步就是清孔。若是钻机钻孔的，应注意提升钻锥2030cm后继续循环。可用相对密度较低的泥浆或清水压入清孔，具体应视实际情况而定。如地下水位高时，地层容易坍塌，泥浆相对密度可大些，但过大会造成混凝土顶升困难，特别要注意的是避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头，经常检测泥浆指标，一旦达标，迅速起钻。可用直径比设计桩径小5cm钢筋圆圈放入孔内验收桩径，然后下钢筋笼，尽可能缩短浇筑前的操作时间，减少沉淀量。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。准确计算钢筋笼的置放位置，要保证伸进承台部分的钢筋长度。下放时，随时调整笼子的位置，使笼中心与桩中心保持一致。为了保证中心的一致性及保证钢筋笼的混凝土保护层的厚度，沿钢筋笼纵向设置混凝土保护层垫块。在下导管前，应对导管的连接进行水密试验，并记录各节长度和编号，便于浇筑过程中的长度计量。5.4浇筑前的质量控制首先是材料及机具的检查准备工作。导管在每次浇筑卸管后即冲刷干净。浇筑前的连接应分清编号及长度，以免影响计量埋深值。由于混凝土在泥浆中灌注和养护，混凝土的操作配合比应在保证设计强度前提下再加上一个保证率。规范要求首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度1.0m，因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的，应及时采取措施加以调整，保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外，也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠，不要因人为的疏忽而导致事故。在准备工作期间，还应准备好水泵、吸泥机、高压水管等各种处理故障的设备，以防万一。在开浇前，应测量孔底沉淀厚度，保证不大于规定值。如果大于规定值，还得再次清孔。此时，可用喷射清孔法，即用高压射水或射风数分钟，待少量沉淀物漂浮后，立即浇灌水下混凝土。5.5浇筑过程中的质量控制根据经验，首批混凝土除数量满足埋深要求外，可适当增加一点水泥量及含砂量，以保证其和易性和流动性，使以后浇入的混凝土容易顶升；若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间，则首批混凝土中还得掺入缓凝剂。经常检测混凝土的坍落度，并使之控制在1820cm的范围内。浇筑过程中，最重要的就是控制导管的埋深，规范要求在26m范围内。埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则使混凝土不易流出顶升，还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞，减小桩的有效直径；亦可造成近导管处混凝土面高，远导管处混凝土面低，从而混凝土先顶升再水平扩散，出现死角区，使泥浆和混凝土混合物填实在死角区，造成钢筋的握裹力不足。提升导管的原则是：(1)每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应；(2)必须保证导管埋深在26m范围内。这就要求我们几乎在每次下料后，都应准确测定混凝土面的上升高度，计算导管埋深，从而确定导管拆卸的节数，作好拆卸记录，防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼位置时，应放慢混凝土浇筑速度，使导管有较大的埋深，待混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后，再提升导管口控制在最小埋深，使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注，防止钢筋笼被顶托上升。当灌注将至设计位置时，由于导管外泥浆稠度增大，混凝土顶升困难，可用水冲法稀释泥浆，提高灌注落差，并适当加大埋深，因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面，测深无法反映混凝土顶面高度，容易造成误测，致使过早停浇。所以，规范规定桩顶标高应预加上0.51.0m的高度，以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。 5.6故障排除钻孔过程中的坍孔、卡管、掉物等故障，可分别采用回填重钻、淤泥吸拔、叉钩打捞等方法，只要工前认真检查，有的故障可避免。下面重点谈谈浇筑过程中出现的故障及处理方法。(1)卡管是最常见的现象，原因不外乎有：混凝土和易性、流动性差造成离析，各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在管中停留时间过长而卡管，导管进水造成混凝土离析等。排除的办法有：锤击导管法兰，吊绳上下抖动等兼可疏通。个别严重的，也可安装附着式振动器，但最好在一开始就采用，其害处是振动可疏通，同样也可使混凝土离析。若卡管位置在地面以下不多远者，可用25以上的钢筋冲捣。在导管外加焊铁板，利用导管下落时铁板与其它卡座的撞击振动疏通。导管进水，能在导管中听到“嘶嘶”的水流声，此时应迅速查明漏水的位置，在埋深允许的情况下，尽量将其埋在混凝土中。否则，应提升导管，处理好漏水以后，设置隔水栓重下导管，重新浇筑，所以应率先做好水密试验；导管进水，其原因有：首灌混凝土量不足或导管口提升过高以至无埋深；误测导致导管提升至混凝土面外，其基本现象为导管中会重新充水，孔内水位明显下降。其解决办法为：a如果是第一种原因造成的进水，可用导管作为吸管，用空管吸泥方法将孔内混凝土吸出，重新灌注。b.第二种原因则可采用重插法。即重新插入混凝土中，用泥浆泵抽出管内的泥浆，再重新浇灌混凝土。其前提条件是表面混凝土没初凝，若超过初凝时间则作为废桩。若没埋深，但导管内有混凝土面而没进水，则插入重浇，但有可能造成夹层，应注意测试。c.若导管已离桩顶不远时进水，可在以后基础开挖中埋入护筒，清除沉渣及软弱混凝土层，安装同样直径的模板，浇筑混凝土至设计标高。(3)导管拔断或拔不出，其原因有埋深过大，时间长后造成混凝土初凝，引起摩阻力过大，螺栓拧紧力矩不足。处理办法有：、加强测深，控制埋深。、若导管断在混凝土中，则继续浇筑，权当加入钢筋；若导管断在混凝土外，则采用重插法，设置隔水栓，重下导管重新浇筑，前提同样是混凝土未初凝。若用上述方法处理无效时，应及时将导管拔出，将已灌的混凝土吸出，抽出钢筋笼，重新清孔，下钢筋笼，下混凝土，再无法处理时，只能按废桩对待。六、质量检验a、混凝土质量的检查和验收，要符合规范的规定。每桩试件组数一般为2组。b、每根桩应做无损法进行检测。c、当监理工程师对每一根成桩平面位置的复查、试验结果及施工记录都认可后，并得到监理工程师书面形式批准，在未得到监理工程师的批准前，不得进行该桩基础的其他工作。d、钻孔灌注桩的检查项目及检查方法见下表：钻孔灌注桩检查项目及允许偏差项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（Mpa）在合格标准内按JTJ071-98附录D检查2桩位（mm）群桩100用经纬仪检查纵、横方