钻孔灌注桩试桩工艺试验设计方案

1 钻孔灌注桩试桩工艺试验设计方案 1 概述 桩目的 本标段在钻孔灌注桩施工前根据要求进行试桩工艺试验。试验的主要目的是确定或检验设计桩深、施工工艺和设备。通过试桩得到和检验各地层情况，校核并最终确定设计参数，并通过试桩确定钻孔桩泥浆配比和钻头选型、钻进速度等工艺参数。 试桩应取得的具体指标： 尺、钻压、泥浆性能等。 径、倾斜度、中心偏位等） 桩的数量、位置和 试验内容 1） 试桩的数量、位置 本标段初步确定试桩的数量为 9 根，桩径为 1m，桩长 32m，位于南边大桥0#台位置。 2） 试验内容 试桩以工艺试桩为基础，检验和确定本桥桩基础的施工工艺，包括泥浆配方，钻进工艺，清孔效果及成桩质量等。 3) 现场已进行环境水核查，核查报告附在本方案后，本桥具备试桩条件。 4）试桩采用的配合比是采用的是 更高等级）的耐久性混凝土，混凝土配合比必须经过试验监理工程师批准方可使用。 2 程地质条件 本标段地基土分布特征为： 1） 质粘土 1褐色、褐黄色，可塑，主要成份由粉黏粒组成。层面标高 厚 均 要分布094、 094、 094、 094。 2） 质粘土 1黄色、红褐色，硬塑，主要以粉粒为主，黏粒次之，层面标高 厚 均 部较厚，桥址见有分布岗地表层。 3） 枚岩 17黄色、灰褐色，全风化，岩石结构构造已破坏，岩芯呈土状，含有部分块状，块径 1捏易碎。层面埋深 面标高 厚 均 址处均分布于 65 79 段。 4） 枚岩 17黄色、灰褐色，强风化，变晶质结构，千枚状构造，岩芯呈砂土状、块状，块径 1面埋深 厚 均 址处均分布于65 79 段。 5） 枚岩 17灰色，弱风化，变晶质结构，千枚状构造，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状，块径 1面埋深 面标高 厚 均 址处均分布于65 79 段。 6） 质砂岩 15褐色、褐红色，全风化，岩石结构构造已破坏，岩芯呈 土柱状、土状，手捏易碎。层面埋深 面标高 3 厚 均 址处均分布于 0565 段。 7） 质砂岩 15黄色、褐灰色，强风化，变晶结构，块状构造，原岩构造风化剧烈，岩芯呈块状夹少量砂土状，块径 1面标高 厚 均 址处均分布于 05 65 段。 8） 质砂岩 15灰色、灰褐色，弱风化，变晶结构，节里裂隙发育，岩芯呈块状、柱状，块径 3长 5层面埋深 面标高 次勘察最大揭露 均 址处均分布于 05 65 段。 文地质特征 桥址区谷地地表水发育，主要有稻田水、沟渠水，受大气降雨补给，季节性变化大；岗地地表水不发育，受大气降水补给。 桥址区地下水类型分为第四系孔隙潜水 及基岩裂隙水。分述如下： 1） 孔隙潜水：赋存于第四系各土层及基岩全风化带中。 粉质黏土及基岩全风化土，成分以黏粒为主，透水性及富水性差，为相对隔水层，地下水仅以微量滞水形式存在，水量贫乏。 2） 基岩裂隙水；场地内基岩岩性为元古界（ 质砂岩、千枚岩，富水性与节理、裂隙的发育程度及性状有关，富水性属一般，主要靠上层的孔隙潜水下渗补给，基岩裂隙水较贫乏。 勘察期间测得地下水稳定水位埋深 定水位标高 下水主要靠大气降雨及侧向径流补给。 4 2 钻孔桩工艺性试验 本节 就钻孔桩工艺性试验方案进行如下叙述。 验目的 1） 优化泥浆配比，确定泥浆指标控制参数； 2） 清孔后泥浆含率指标，确保清孔满足设计要求； 3） 验证钢筋笼接长下放工艺的适宜性； 4） 导管试压、下放工艺； 5） 验证混凝土浇注系统的效率和可靠性，并进一步完善水下混凝土浇注工艺； 6） 测定单根桩施工周期，以便最终确定需要的钻孔设备数量； 7） 经过施工实践，可以了解和熟悉现场具体的地质情况和气象、水文条件； 桩的准备工作 1） 场地准备 钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和 钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。 桩基的施工场地为旱地，施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地检平，清除杂物，更换软土，构筑钻机平台。场地的大小要能满足钻机的 5 放置、泥浆循环系统及混凝土运输车等协调工作的要求。 2） 试桩施工设备进场 a、 钻机 为使钻孔桩工艺性试验具有代表性，以便对钻孔桩施工具有指导意义，拟采用 机钻机，作为本标段钻孔灌注桩施工时使用的典型钻机。该台钻机已于 2010 年 6 月 30 日前进场。 钻机性能见下 表 b、 吊车 25t 汽车吊，用于设备和钢筋笼吊装。 6 月 30 日进场。 c、 混凝土搅拌站 利用已经验收通的 5 号拌合站。 d、 砂、石材料 进场经检验合格的温圳砂场的砂 进场经检验合格的河平石场的碎石 3） 试桩方案的细化 工艺性试验方案的细化是在监理和施工单位的密切配合下完成的。由于 本标段试桩工作是根据我局在多条客专的施工经验，制定详细的、可操作的工艺试验实施细则，并上报监理批准。在工艺试验实施细则中，对于 6 需要进行不断优化的工艺参数， 在工艺试验过程中准确填写。 如 钻进速度、和不同的泥浆配比等，采用优选法和正交试验法进行科学组合。 孔桩工艺试验的主要环节 钻孔桩施工一般流程见图 在该流程图中，各环节（工序）的试验内容： 1）、 护筒安装，检查护筒垂直度的控制措施。 2）、 泥浆制备、循环：检验泥浆净化性能，并不断调整优化泥浆配比，检验泥浆各指标，测定泥皮厚度； 3）、 钻进成孔： 检验钻机性能 ； 4）、 终孔验收：检验孔壁的垂直度和孔径是否满足要求； 5）、 安放钢筋笼：检验钢筋笼吊装、连接、下放的全过程； 6）、 导管拼接、试压：导管的水密试验和拉力试验，导管拼接方法是否快捷； 7）、 灌注混凝土：混凝土及混凝土搅拌站的工作性能； 7 步拟定的工艺要点 况 根据本段现场实际地质情况，钻孔桩基础施工拟选用冲击钻机钻孔，吊车安装钢 筋笼，混凝土由搅拌站集中供应，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土。钻孔方法可参考下表，结合现场实际情况进行选用。 图 钻孔桩施工工艺流程图 桩位放样 护筒埋设 搭设钻机平台 钻机就位 终孔、清孔 平整场地 孔桩钻进 制作护筒 泥浆池 泥浆备料 泥浆 沉淀池 制作钢筋笼 灌注 水下砼 二次清孔 养护 钢筋笼吊放、下导管 检测、调整泥浆指标 导管水密试验 8 成孔方法 设计文件及现场实际情况 适用地质情况 设计地质情 况 适用桩径 （ 设计桩径 (孔深（ m） 设计最大孔深 冲击钻 卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工 黏土、粉质黏土、砂岩、泥质砂岩、砂砾岩 100；125； 150、 180 100、 125、 150、 180 15 80 33m/桩径 2m/桩径 、桩 位放样 施工测量放样：对设计图纸已给的坐标基点、水准基点及测量资料进行全面的复核和测量，无误后设立临时高程控制点和中线控制桩 ,用全站仪准确测量出钻孔桩的中心位置，在已放出的中心位置处设置木桩、并在不影响施工的位置设置护桩，用小钉在木桩上标记出桩位中心及护桩的准确位置，并设立明显标志。方便钻进时对桩位中心的校核。 桩位放样完成以后报现场测量监理工程师复核无误后方可埋设护筒。 设护筒 护筒主要用于固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度， 形成静水压力（水头），以保护孔壁不坍塌等作用。 1）护筒用 4 8钢板制作，其内径大于钻头直径 2040增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。 2）护筒的底部埋置在地下水位或河床以下 时高出地面 其高度满足孔内泥浆面的要求。 3）护筒埋设采用挖埋法，埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 50直度偏差不允许大于 1%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。 4）护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位 至少 护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。 9 5）护筒接头处要求内部无凸出物，能够耐压、拉、不漏水； 装钻机 安装冲击钻机时，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。 立好钻架并调整起吊系统，将钻头吊起徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，安装钻盘，要求钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上。钻头与护筒顶面中心的偏差不得大于 5 钻机安装完成后报监理工程师现场检查，符合要求后方可开始钻进。 浆 的制备及循环净化 1）根据现场实际情况，尽量采用优质泥浆。各项指标如下： （ 1）泥浆比重：入孔泥浆比重为 （ 2）黏度（ s）：一般地层 16 22，松散易坍地层 19 28。 （ 3）含砂率（）：新制泥浆不大于 4%。 （ 4） 大于 （ 5）胶体率（）：不小于 95%。 若现场无达到上述指标的泥浆，可通过加膨润土制备适用于施工要求的泥浆。 2）根据桩基的分布位置设置沉淀池，沉淀池设在桥台一侧，以利于桩基施工及石碴沉淀。 3）造浆材料选用优质粘土，根据本段地质情况，大部分钻孔桩采用原位土 造浆即可。必要时再掺入适量 基纤维素或 证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。 4）施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池，处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成不断的循环。钻孔弃碴（废泥浆）放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放，以避免污 10 染环境。 水：采用湖水； 5）、 浆液性能指标 泥浆性能指标控制标准 表 7 性 质 阶 段 试验方法 新制泥浆 循环再生泥浆 清孔泥浆 密度 (g/ 浆比重秤 粘度 (25 30 18 28 18 25 马式漏斗 失水量 (0 20 40 40 失水量仪 泥皮厚 ( 3 H 值 11 8 10 试纸 含砂率 (%) 4 4 2 含量测定仪 通过泥浆试验选用泥浆指标最优配比 . 6） 、 泥浆拌制要求 当钢护筒内泥浆性能指标满足施工要求后即可开孔钻进。 7）、 泥浆的循环使用 采用泥浆净化方式进行使用后泥浆的处理，满足指标要求的进行重复利用，经多次重复使用，如果泥浆指标降低，应采取措施进行调整，严重超标的应废弃更换。进行泥浆消耗量的统计，测试出单根桩和每立方成孔工程量的泥浆消耗量，以便较为准确的为正式钻孔桩施工备料。 孔施工 1）冲击钻机钻孔开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。护筒底脚以下 2m 4m 范围内土层比较松散，应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。在开孔阶段 4 5m， 11 为使钻渣挤入孔壁，减少掏渣次数，正常钻进后应及时掏渣，确保有效冲击孔底。 2）在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔；在通过高液限粘土，含砂低液 限粘土时，采用中冲程；在易坍塌或流砂地段用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。 在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土 、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故；如岩层强度不均，易发生偏孔，亦可采用上述方法回填重钻；必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按 1 1 投入粘土和小片石（粒径不大于 15用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击 2 3 次。若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，力求孔壁坚实。 当 通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用 小冲程，防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳 58密实坚硬土层每次可松绳 3 5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。为正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上油漆长度标志。 3）钻孔施工中，一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于 510软地层每小时纯钻进 尺小于 1530进行取渣。或每进尺 次取 4 5筒，或取至泥浆内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。每钻进 1要检查并保存土层渣样，记录土层变化情况，遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。 12 4）钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底 5m 以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程 逐渐加大到正常冲程以免卡钻。 5）整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）至少 低于护筒顶面 防溢出。 孔检查 成孔验收：成孔达到如下质量标准后，即可进行下一道工序的施工。 护筒埋设 偏差（ 孔径 （ 孔深 （ m） 桩位偏差 （ 沉渣厚度 （ 摩擦桩 柱桩 50 100 设计 100 100 50 灌注前泥浆性能指标 比重 粘度 碱性 体率 (%) 砂率 (%) 7 95 2 钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。钻孔至设计标高后要报监理工程师，对孔底标高进行复核，满足要求后再开始清孔。 1）孔径和孔形检测 孔径检测是在钻孔成孔后，吊装钢筋笼前进行。是根据桩径制做笼式井径器入孔检测，笼式井径器用 20 的钢筋制作，其外径等于设计桩径，但不得大于钻孔的设计孔径，本段采用直径 1m，长度等于孔径的 4 6 倍，拟制成 5m。检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径不小于设计 孔径。 2）孔深和孔底沉渣检测 孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径1315 20 22量 46绳必须经检校过的钢尺进行 13 校核。 3）成孔垂直度检测采用探孔检测仪。 一次清孔 清孔处理的目的是使孔底沉碴 (虚土 )厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。 抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩。但 孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。 清孔应达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无 2 3粒，泥浆比重不大于 砂率小于 2%，粘度 17 20s。同时保证水下混凝土灌注前孔底沉碴厚度：柱桩 5擦桩 10禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。 第一次清孔完成后下钢筋笼之前要报监理工程师对清孔的各项指标进行复核。 筋笼加工及吊放 1）钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在加工场内分节制作。 (1) 采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分 构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。 (2) 钢筋骨架保护层的设置 14 钢筋保护层垫块为混凝土圆饼，圆饼厚度为 2右，中心有直径为 18轴孔，圆饼半 径加轴孔直径与钢筋笼保护层厚度相同，圆饼通过中心轮轴横向焊接在钢筋笼上。当钢筋笼下放时，圆饼转动，以便钢筋笼顺利吊放。沿钢筋笼竖向每隔 2 米设置一道，每道沿圆周对称的设置 4个“圆饼”。 (3)钢筋笼的存放、运输与现场吊装：钢筋笼制作完成后存放在平整、干燥的临时场地。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。每组钢筋笼的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。 钢筋笼在转运至墩位的过程中保证骨架不变形。采用汽车运输时保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等；采用人工 抬运时，多设抬棍，并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入，各抬棍受力尽量均匀。 在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。钢筋笼长度大于 6取措施对起吊点予以加强，用 16#U 型环（卸扣）进行固定， U 型环卡在加强箍筋与主筋的交点处，以保证钢筋笼在起吊时不致变形和脱落。吊放钢筋笼入孔时要在吊钩下设 14#槽钢制作的扁担梁，扁担梁二吊点间距等于钢筋笼直径，保证起吊时钢丝绳垂直且二吊点平衡，起吊钢筋笼用 16丝绳，吊钩下钢丝绳夹角不得大于 60 度，以起 到安全保护作用，如下图片所示。起吊时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。 15 第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，连接采用电弧焊连接。连接时上、下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致：先连接一个方向的两根接头，然后稍提起，以使上下节钢筋笼在自重作用下垂直，再连接其它所有的接头，接头位 置按规范并按 50接头数量错开。接头焊好后，骨架吊高，抽出支撑工字钢后，下放骨架。如此循环，使骨架下至设计标高。 骨架最上端的定位，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在 4止坍孔。 (4)综合接地 :桩基接地钢筋用桩身通长钢筋代替 ,钢筋连接采用焊接 16 方式连接 ,焊接搭接长度不小于 20 钢筋笼分节制作时，每一节段都要 经过监理工程师验收。在吊放过程中各节段之间的连接质量也要有监理工程师检查认可。 管安装 1）导管的选用和检查 导管采用直径 300厚 6无缝钢管，每节 3m,，底节 4m，配2 节 1m， 2 节 短管，用以调节导管的长度及漏斗的高度。导管的连接采用丝扣式。并在二法兰盘之间垫有 4 在下导管前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。再进行水密承压和接头抗拉实验，以检查导管的密封性能、接头抗拉能力。具体实验方法如下 : (1) 平整好场地，每隔一米铺设方木一根并找平。 (2) 在方木上安装放置导管，每五根连成一体，上好前、后封盖。 (3) 向拼装好的导管内灌入 70的水，然后接好输风管，输入计算好的风压力，试压压力宜为孔底静水压力的 。 经计算取 具体计算过程如下： p 1 w 1 混凝土的重度，取 1 24kn/导管内砼最大高度，取 22m（桩长的 2/3） 2 井孔内泥浆的重度，取 2 井孔内泥浆的深度，取 34m。 p 导管可能受到的最大压力（ 则： p 24 34 4) 将导管在恒压下前后滚动，并持压 15察其接口处是否漏水、周身是否有变形，来验证导管的密封性、承压和抗拉性能。 2）导管长度的计算和吊放 17 以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并欲留 30悬空高度。拼装时要严格检查导管内壁和法兰盘表面，确保干净无杂物，变形和磨损 严重的导管严禁使用，导管的吊放用吊机，要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，防止卡挂钢筋笼骨架。 二次清孔 由于安放钢筋笼及导管准备到浇注水下混凝土，这段时间的间隙较长，孔底产生新渣。待安放钢筋笼及导管就序后，进行第二次清孔。清孔中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉碴厚度在规范允许范围内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。 清孔达到设计及规范要求并报监理工程师认可后及时灌注水下混凝土。 注水下混凝土 1） 采用直升导管法进行水下混凝土灌注 ,施工程序见图三。导管使用前，进行接长密闭试验。下导管时防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间用吊车吊放拆卸导管。 图三 拨球法施工程序图 (A) (B) (C) (D) (E) (F) 18 2）水下混凝土施工采用混凝土运输车运输、输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。 混凝土进入漏斗时的坍落度控制在 18 22有良好的和易性。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。 3）水下灌注时先灌入的首批混凝土，其数量经计算，保证其有一定的冲击能量 ,能把泥浆从 导管中排出 ,并保证把导管下口埋入混凝土的深度不少于 1m。必要时采用储料斗。 4）使用拔球法灌注第一批混凝土。灌注开始后，紧凑、连续地进行。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不少于 般控制在 4m 以内。 5）灌注水下混凝土时，随时利用测锤探测钢护筒顶面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高。当混凝土面接近设计高程时 ,应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置 ,保证混凝土顶面浇到桩顶设计高程以上 右。 6）在混凝土灌注过程中，防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入 孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升情况，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。 7）施工中导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。 当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除 1 节或 2 节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。拆除导管动作 要快，拆装一次时间一般不宜超过 15止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，注意 19 安全。已拆下的导管立即清洗干净，堆放整齐。 8) 水下混凝土应连续浇筑，不得中途停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在 8凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。 9)混凝土灌注过程需要监理的旁站监督，灌注完成后及时对相关资料进行签认。 10）、混凝土首灌量的计算 v （ v 灌注首批混凝 土所需数量（ D 桩孔直径（ m） 桩孔底至导管底端间距，取 导管初次埋置深度 (m)，取 d 导管内径（ m），取 d 1 桩孔内混凝土达到埋置深度 管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆 )压力所需的高度 (m)，即 H1=wH w/cc 混凝土拌和物的重度 (取 24 w 井孔内水或泥浆的重度 ( 井孔内水或泥浆的深度 (m)。 本标段初灌量按各种桩径最大桩长计算分别为 V（初灌量） (桩孔直径 ) m 1 桩检测 桩身混凝土应均质、完整，混凝土等级及桩基承载力试验符合设计要求。对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合铁路工程基桩无损检测规程（ 设计中的规定。 根据 设计要求，单桩桩长小于 40米桩基采用低应变反射波法进行检测。 20 量控制 1)、钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法 钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法 编号 项 目 允许偏差 检 验 方 法 1 钢筋骨架在承台底以下长度 100量检查 2 钢筋骨架直径 10 主钢筋间距 10量检查不少于 5处 4 加强筋间距 20 箍筋间距或螺旋筋间距 20 钢筋骨架垂直度 骨架长度1% 吊线尺量检查 2)、钻孔灌注桩成孔质量允许偏差和检验 方法 钻孔灌注桩成孔质量允许偏差和检验方法 编号 项 目 允 许 偏 差 检验方法 1 孔的中心位置 不大于 100量检查 2 孔 径 不小于设计桩径 测量检查 3 倾斜度 不大于 1%孔深 测量检查 4 孔 深 不小于设计孔深 测量检查 5 孔内沉淀厚度 摩擦桩不大于 100量检查 21 6 清孔后泥浆指标 比重不大于 砂率小于 2%，黏度 17量检查 孔桩施工常见事故的预防及处理 坍孔 坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出 渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。 1)、坍孔原因 泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。 由于出渣后未及时补充泥浆（或水），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，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。 护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。 在松软砂层中钻进进尺太快。 水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。 清孔后泥 浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。 清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 2)、坍孔的预防和处理 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。 22 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到 坍孔处以上 1坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。 清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过 钻孔中水柱压力。 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 孔偏斜 1、偏斜原因 钻孔中遇有较大的孤石或探头石 在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小 悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。 钻杆弯曲，接头不正。 2、预防和处理 安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。 由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。 钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。 钻落物 1、掉钻落物原因 卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆超负荷或疲劳断裂。 23 钻杆接头不良或滑丝。 电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。 转向环、转向套等焊接处断开。 操作不慎，落入扳手、撬棍等物。 2、预防措施 开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。 经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。 3、处理方法 掉钻后应及时摸清情况，若钻头被沉淀 物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。 钻和埋钻 1、糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。 2、预防和处理办法 对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。 孔和缩孔 扩孔比较多见，一般表局部的孔径过 大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，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，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗 24 的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩 孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位 ,钢筋笼就位后须立即灌注 ,以免桩身缩径或露筋 . 杆折断 1、折断原因 用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。 钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。 钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨 损过甚。 地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。 孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。 2、预防和处理 不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。 钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。 钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。 在钻进中若遇异物，须以处理后再钻进。 如已发生钻杆折断 事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。 孔漏浆 1、漏浆原因 25 、在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。 、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。 、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。 、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。 2、处理办法 凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反 复冲击增强护壁。 属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。 批混凝土封底失败 1、事故原因和预防措施 导管底距离孔底大高或太低。 原因：由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（ 1 米以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。 预防措施： 准确测量每节导管的长度，并编号记录，复 核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。 首批砼数量不够。 原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。 预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 首批混凝土品质太差。 原因：首批砼和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。 预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。 26 导管进浆。 导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。 2、处理办法 首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。 料和设备故障使灌注停工 1、事故原因和预防措施 原因 :由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。 预防措施：施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。 2、处理方法 如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。 如断桩距离地面较浅，可采用接桩。 如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。 注 过种中坍孔 1、事故原因和预防措施 原因：由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。 2、处理办法 如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。 如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。 管拨空、掉管。 1、事故原因和预防 导管拨空 原因：由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。 27 预防措施：应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。 掉管 原因：导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。 预防措施：每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。 2、处理办法 混凝土面距离地面较深时应重新成孔。 混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。 注过程中混凝土上升困难、不翻浆。 1、事故原因 混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。 混凝土和易性太差。 导管埋深过大。 在灌注将近结束时 ,由于导 管内混凝土柱高减小 ,超压力降低。 导管外的泥浆及所含渣土稠度增加 ,相对密度增大。 2、补救措施： 提起导管，减少导管埋深。 接长导管，提高导管内混凝土柱高。 可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。 注高度不够 1、事故原因和预防 原因：测量不准确；桩头预留量太少。 预防措施：可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。 2、处理办法 挖开桩头，重新接桩处理。 28 3、质量保证措施 1)、成立质量领 导小组，施工现场设立质量监督检查员，负责对施工中的每一道工序进行把关，负责对每一道工序进行自检，然后请监理进行检查，合格后方可进行下道工序的施工。 2)、精确对桩基中心的放样，严格控制钻头中心在钻进行过程中的偏位，孔口平面位置与设计桩位偏差不得大于 50真进行终孔前对孔径、孔深、倾斜度的检查和孔桩灌孔前沉渣厚度的检查，使沉渣厚度不超过设计要求。当设计无要求时，柱桩不大于 5擦桩不在于 20 3)、严格控制钢筋笼中心的安装位置，灌注混凝土之前，钢筋骨架在顶面应采取有效的方法进行固定，防止钢筋骨 架上浮。在钻孔灌注桩基础施工过程中，可以采取以下预防措施 : (1)在清孔和混凝土灌注前把泥浆的比重控制在适当的范围内，要求作泥浆用的粘土塑性指数不小于 15，且清孔应尽量彻底。在混凝土灌注过程中，防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔中，使泥浆的比重增大。泥浆比重增大，钢筋笼受到的浮力也增大。 (2) 在钢筋笼的制作中，将对称的 4根主筋的下部延长至孔底，并在加长钢筋末端起弯钩，加强混凝土灌注初期对钢筋笼下部的握裹力。在设计要求允许范围内，适当减少钢筋笼下部的箍筋和加强筋的数量。钢筋笼就位后，在其顶部用钢 筋或钢管将上部主筋固定 于浇筑平台或护筒上，以防止钢筋笼的上浮。 (3) 混凝土配制时严格控制其流动性 (坍落度 )和初凝时间，选用初凝时间较长的水泥品种，适当加大混凝土的含砂率和水灰比，含砂率采用 40%一50%，水灰比采用 且粗骨料的最大粒径应不大于 4证混凝土的坍落度在 1820混凝土拌和物具有较好的流动性 (和易 29 性 )。灌注前严格检查混凝土拌和物的均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，严禁不合格的混凝土灌入孔内。加快施工速度，在不利的施工条件下，推广使用缓凝剂 ，以推迟混凝土的凝结过程，增加其和易性。 (4)首批灌注混凝土的数量应能满足导管的初次埋置深度不小于 合理计算确定首批混凝土的数量和漏斗的高度，并采取下料后导管回插 10管底口至孔底的距离一般应为 2540止混凝土流出导管底口时流速过快，导致钢筋笼上浮。灌注开始后，应紧凑连续地不断进行，每斗混凝土灌注间隔时间应尽量缩短，严格限制拆除导管所耗的时间。 (5)当混凝土面接近和初进入钢筋笼底端时，充分利用导管的最大埋深，保持导管有较大的埋深，但一般不 得大于 6m，使导管底口与钢筋笼底端保持较大距离，最好有 3并放慢混凝土的灌注速度，以减少混凝土的冲击力，以降低混凝土从导管底口出来后向上翻升时钢筋笼所受到的顶托力。 (6)当混凝土面进入钢筋笼底面 3一 4分利用导管的最小埋深，在适当机会时提升管，使导管底口提高到高于钢筋笼底端 导管埋深不得小于 2m，以尽量加大导管底口以下的钢筋笼被混凝土埋置的深度，增加对钢筋笼的握裹力。 (7) 在灌注过程中，应经常探测井孔内混凝土面位置，及时调整导管的埋深，控制灌注速度，以控制混凝土向上翻升速 度，减少其对钢筋笼的携带能力。导管提升时应保持竖直和位置居中，逐步提升 ;如导管的法兰盘卡挂钢筋笼骨架，可转动导管，使其脱开钢筋笼骨架后，再移动到孔的中 30 心。 4)、严格控制水下砼的各项性能指标，从原材料、砼搅拌及运输各个过程全面控制砼质量，落实“三检制度”。认真进行灌注前的检查，并按试验规程要求作好试验块，要求每根桩应在混凝土的灌注地点随机抽样制作混凝土试件不得少于 2 组，监理见证取样检测，数量为项目部的 20%、 10%，且不少于 2 组。项目部进行混凝土强度试验，监理站检查混凝土强度试验报告和进行见证取样检测或平行 检验。混凝土施工过程中及时做好施工记录。精确计算导管底至孔底的高度，准确计算好首批砼的数量，以确保道批砼对导管的埋深。严格控制好导管的提升速度和高度，保证砼对导管底的埋深。 （ 2）出厂前质量控制 原材料的质量控制 在为项目部供应混凝土前，由试验室到拌和站对原材料进行检查，合格后方可使用。 控制拌合质量 有专人到拌和站的操纵台前进行监控，严格按施工配合比上料，并按要求时间进行搅拌，因坍落度的需要而调整配合比时需经我单位的监控人员的同意。 检查混凝土的各项性能 检查每车混凝土出厂时的坍落度、重量及和 易性，不合格的不允许出厂。达到要求的标准后，将所测数据和运输车的牌号填写在我单位专用的混凝土质量检查单上，一式两份，检查人员保管一份，运输车司机保管一份，到达施工现场后交现场质检员进行核对，同时我单位现场质量控制人员监督拌合站实验人员严格按照规范进行试件制作。 （ 3）浇筑前的质量控制 浇筑前的质量检查 31 运到施工现场的混凝土，首先由质检员核对由司机带来的质量检查单，核对混凝土等级、运输车的牌号，防止司