钻孔桩首件施工方案

 目  录  . 1 . 1 . 1 程简介  . 1 程地质条件  . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 . 3 . 4 . 4 地平 整及放样  . 4 设护筒  . 5 机就位  . 5 进  . 5 装制作钢筋笼和声测管  . 8 注砼  . 10 . 11 量管理措施  . 11 工中的问题处理措施  . 12 . 12 孔桩施工安全管理措施  . 12 止触电伤害安全保证措施  . 14   1 哈尔滨 特大桥 钻孔桩首件施工 方案  的  新建哈尔滨至牡丹江铁 路客运专线 工程开工在即，为了检验钻孔灌注桩施工的合理性以及对设计资料的复核，确保钻孔灌注桩能够大面积展开施工，在现场实际桩位进行桩基的试验施工，用以确定桩基的施工工艺是否合理，设计资料与实际地质是否相符，以及拌和站混凝土的供应能力等，以便在施工中加以改进。  应取得的具体指标：  1、钻进时的参数：进尺、泥浆性能等。  2、灌注前二次清孔后的泥浆指标及清孔方法。  3、成孔质量控制的措施（孔径、倾斜度、中心偏位等）。  4、设计资料与实际地质条件的复核。   高速 铁路工程测量规范（   高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（   铁路混凝土工程施工质量验收标准（   铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设 2010 241）；  国家现行相关施工及验收规范、规程、质量技术标准，以及 哈尔滨 地区在安全文明施工、环境保护等方面的规定。  程简介  新建哈尔滨至牡丹江铁路客运专线地处黑龙江省东南部，线路为东西走向。本线作为黑龙江省重要的区域快速通道，路网运输辐射全省。贯穿黑龙江省中东部、衔接绥芬河口岸的客货运大通道的最重要 组成部分，是东北三纵四横铁路网主骨架的骨干段，也是国家铁路网中的重要干线之一，在路网中具有重要的意义和作用。  本项目承建 线路总长度 中桥梁部分共计 200 座 墩台，长  2 基础采用   孔灌注桩桩基 ,桩基穿过地层粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土土 、泥岩 等。本桥工期紧、桩基工程量大，根据地质条件和钻孔桩设计特点拟采用反循环钻机钻孔成孔；钢筋笼在现场设置加工区域，一次绑扎、分段接长吊装入孔，导管法灌注水下混凝土。  程地质条 件  一分部施工区段位于哈尔滨市境内道外区，冲洪积平原，地形平坦开阔。桥址大部分为农田，一部分为水中湿地；桥址区勘探范围内表露第四系全新统人工堆积层素填土、杂填土；第四系全新统冲洪积层粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土；白垩系下统泥岩。  根据施工实际情况以及施工图纸所提供的地质类型，采用反循环钻孔桩机进行试桩。  选择 58 号墩 7#桩进行试桩作业。  桩身材料：  根据图纸要求，桩身材料选择如下：  混凝土：桩混凝土强度等级采用水下 凝土， 58 号墩桩长为38m，直径为  钢筋：主筋 钢筋，直径为 16 1、测量、放线，埋设护筒；  2、钻机就位、验收开钻、钻机成孔、检查孔径和孔深、清孔。  3、安装钢筋笼和声测管、 二次清孔、 灌注混凝土；  4、检测。    3 成立以经理为组长的，副经理、总工、工程部、搅拌站、试验室、机械设备部、劳务 班组 主要负责人为组员的试桩领导小组，全面负责实施试桩各项工作。  分部 试桩领导小组管理组织机构图：  投入的机械 设备计划表  设备名称  规格型号  设备状况  数量  备注  1 反循环钻机  良好  1  2 发电机  良好  1  第  一  架  子  队  副组长  总工： 陈彬  副组长  副经理： 王伟  工  程  部  ：  夏崇  安  质  部  ：  石伟  物  机部  ：  盖长青  试验室  ：  齐敬宏  搅拌站  ：  王昊  试桩领导小组组长  经理： 张超    4 3 汽车吊  良好  1  4 挖掘机  良好  1  5 砼运输车  良好  3  6 切割机  良好  1  7 弯筋机  良好  1  8 电焊机  良好  2  9 泥浆泵  良好  2  10 钢筋切断机  良好  1   地平整及放样  陆地施工钻孔桩，先将施工场地平整压实，作为施工用地。测定桩位和地面标高。桩位放样时，桩的 纵横向允许偏差满足验标要求，并在桩的前后左右分别设置护桩，以供随时检测桩中心和标高。  平整场地  凿桩头  测定孔位  挖埋护筒  钻机就位  钻    进  制作护筒  钻头调整  中间检查  终     孔  清     孔  测     孔  安放钢筋笼、声测管  安放导管  二次清孔  灌注混凝土  挖泥浆池、沉淀池  泥   浆   制   备  泥浆循环、滤碴、补浆、测指标  测孔深、泥浆比重、钻进 速度  测孔深、孔径、孔斜度  注清水、换泥浆、测比重  填表格、监理工程师签字认可  填表、监理工程师签字认可  检查泥浆比重及沉渣厚度  制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度  清理、检查  测孔深、孔径  钢筋笼制作  桩基检测    5 设护筒  在埋设护筒前先将桩位开挖，然后埋设护筒，护筒的四周必须夯填密实，保证在钻进过程中不要发生大的位移。  主要要求：   （ 1） 埋设护筒，钢护筒内径比钻头直径大 20壁厚 5 8  （ 2）护筒中心与桩中心重合，允许误差为 50直线倾斜不大于 1%。   （ 3）护筒安装不变形。护筒长度不够时，分节接长，连接处要求筒内无突出物，并且要耐拉、压，不漏水。   （ 4）护筒高度要高出地面   机就位  采用性能良好 的反循环 机进行 施工 ，钻锤直径不得小于设计桩径。钻机安装后的底座和顶端要平稳，在钻进中不得产生位移，在钻进过程中不得移位，钢丝绳于桩中心线要重合（允许误差 5   进  (1)钻机的安装  1）钻机就位前，对钻孔各项准备工作进行检查。  2）待钻机的各种性能及安全措施都具备施工条件后，再进行钻机的就位。  3）在钻机就位前用枕木垫平钻机的底座，要使桩基有足够的支撑面积，以保证钻机在工作中的平稳，使钻机在施工作业时不发生位移和不均匀沉陷，否则及时处理。  4）钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于 5头中心与桩孔中心误差控制在 2 (2)循环钻机钻孔  1）钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，在同一垂直线上，保持钻孔垂直。  2） 开钻时，先稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，  6 待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进，使护筒脚处有牢固的泥浆护壁，钻至护筒脚下 可按正常速度钻进。如护筒底土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔内投放粘土，再放下钻头旋转，使胶泥挤入孔壁堵住泥浆空隙，不再漏浆时，继续钻进。钻进过程中，必须保证钻孔垂直。  3） 钻机钻孔时，孔内水位高于护筒底脚 下水位低处，为防止坍孔，及时向孔内补水，保持一定的水头高度。  4)钻进时，起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。孔内出土，不得堆积在钻孔周围。因故停钻时，孔口要加护盖。将钻头提离孔底 5 5)在钻进过程中，要注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法，在砂土或软土层中钻进，用平底钻头，控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。防止泥浆排量不足、钻碴来不及排除而造成埋钻事故。  6)起落钻头要避免撞击孔壁，在接卸钻杆 时，必须严防钻头脱落。钻进时要防止扩孔和卡钻。每进尺 5 8m，应检查钻孔直径一次。  7）钻孔过程中，孔内严格保持泥浆稠度适当，水位稳定。在钻孔过程中，必须保证孔中的水头压力，要经常检验泥浆的比重及含砂率，看是否满足规范及施工要求。  8）钻进时泥浆比重控制在 浆黏度为 16砂率不大于 4%，胶体率不小于 95%， 进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率、 填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用，废弃泥浆沉淀后妥善处理，不可造成环境污染。钻孔时泥浆比重要控制在大于  9）泥浆泵要有足够的流量，以免影响钻进速度。如泥浆泵流量不足，可用污水泵代替。为了避免泥浆泵损坏时停工，每台钻机应配两套泥浆泵轮换使用。    7 10）钻孔作业要分班连续进行，一次成孔，不得中途停顿。钻孔记录在钻进过程中及时填写，地层变化做好记录，地层不变化每 1据钻孔记录绘制地址柱状图。  （ 3） 终孔及清孔  1）钻孔达到设计深度（孔深超过设计深度 30000现场主管工程师要终孔后 30分钟左右对钻孔深度和各项泥浆指标（泥浆比重不大于 浆含砂率小于 2%、泥浆 浆黏度 17行检测。检测合格方可提钻否则继续清孔。  2）提钻时现场技术要严格监控，不得用超钻代替沉渣厚度。  3）提钻后及时下检孔器，检验孔径及深度。检验合格方可进行下部施工，检验部合格必须回钻。检孔器直径不小于设计孔径，长度 56倍桩径。  4）清孔时，采用换浆法施工，抽渣或吸泥时，应保持孔内水位，即向孔内注入经处理过的泥浆，换出孔底沉渣及浓度较大的泥浆。清孔应达到孔内排出的泥浆手摸无 2 3浆比重不大于 砂率小于2，黏度 17 20s。浇筑水下混凝土前 孔底沉渣厚度不得大于 10（ 4）钻孔异常处理  1） 因故停钻时，孔口加护盖，严禁将钻头留在孔内，防止坍孔，并填写钻孔记录。在抽渣和提钻过程中保持孔内规定水位，防止坍孔。起、下钻头速度均匀，不得骤然加速，以免碰撞孔壁，形成坍孔。  2） 发生坍孔时，仔细查明原因和位置，然后进行分析处理，坍孔不严重的可加大泥浆比重继续钻进，严重的回填重钻。  3） 出现流沙现象后，增大泥浆比重，提高孔内压力，或用粘土挤入流沙层，加强孔壁，堵住流沙。  4） 弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进。发生严重弯孔、梅花孔、探 头石时，回填修孔，必要时反复几次修孔。  5） 出现缩孔时，可采用上下反复扫孔的方法恢复孔径。  6） 发生卡钻时，不宜强提，以免掉钻或坍孔。及时查明原因和钻头  8 位置，采取晃动钻头以及其他方法措施，使钻头松动后再提起。  7） 发生掉钻时，及时摸清情况，查明原因，采取有效的措施，尽快处理。如果钻头被埋住，首先清除淤泥，再进行打捞。  （ 5） 钻孔作业人员要仔细填写钻孔记录表，并在附图中画出地质柱状图，不得事后补填。  （ 6） 地质取样应按照设计要求进行，若施工中发现地质情况与设计不符时及时取样并通知设计到现场确认。  （ 7） 验桩时要取好渣样，装在袋内，加标签，表明几号桩、取渣深度、日期。每三米取渣，如果变层，加取渣 样。  装制作钢筋笼和声测管  (1)钢筋焊接前，必须首先做钢筋搭接头的搭接焊试验，合格后方可正式施焊。  (2)设置钢筋笼加工制作的工作平台，加工场地和制作平台必须平整。制作一圆形的加强筋作业盘，统一制作钢筋笼的加强箍筋，保证钢筋笼圆形一致。  (3)钢筋笼骨架根据设计长度分两节制作，为了保证钢筋笼顺直，制作前先将主筋矫直并按照施工规范要求进行搭接焊，在加强箍筋 （每 2上统一标定主筋间距 ，保证主筋顺直。  主筋焊接采用双面焊，焊缝长度不小于 5d（ 节与节之间采用单面焊，在 1米长度范围内主筋搭接数量不大于 50。要求焊接饱满，无夹渣，焊缝长度、宽度、厚度满足规范要求。  (4)在操作平台上加工钢筋，主筋上画出螺旋筋的位置，以确保施工时的准确性，在钢筋作业平台将要搭接焊的钢筋端部预先折向一侧，保证焊接的钢筋轴线一致。 箍筋螺旋形布置，间距采用 200头箍筋需要加强，即钻孔桩底面以下三倍桩径范围内箍筋间距 10螺旋筋必须与主筋紧贴，不得悬空，并与主筋采用 50点焊连接。  (5)钢筋骨架的保护层 为 7用与 定位筋。 每 2m 延周围焊接四根定  9 位筋 。  (6)加工成型的钢筋笼分别摆放 并 挂编号标示，下面平垫方木并在钢筋笼两侧加木楔，以防钢筋笼滚落及变形。  (7)桩长大于 40m 的桩基需要设置声测管，进行无破损检测。每根桩基埋设 3 根声测管，声测管壁厚采用 3焊或绑扎在钢筋笼的内侧，声测管的间距应保证相对误差不大于 3%，且各声测管管口高度一致，接头采用套管式连接。声测管安装时接头必须做好密封，连接牢固；声测管要保证顺直无弯曲。声测管与固定筋间连接要牢固，不得发生声测管脱落现 象。灌注砼前，在声测管内灌入清水，检查声测管接头是否漏水，如果漏水重新加固接头。灌注砼前声测管上口和下口做好密封。  电弧焊接钢筋接头的缺陷和尺寸允许偏差  序号  偏差名称  单位  允许偏差值  1 接头处钢筋轴线的弯折  （ o）  4 2 接头处钢筋轴线的偏移  d  3 焊缝高度  d + 焊缝宽度  d + 焊缝长度  d  咬肉深度  d  在长 2d 的焊缝表面上，焊缝气孔及夹渣的数量和大小  个  2  (8)钢筋笼吊装  钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起  10 吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直， 如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土 过程中发生浮笼现象。  骨架最上端定位，必须由技术测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒 5右），并将整个定位骨架支托于枕木上。  注砼  灌注砼前所有的准备工作必须完善，主要包括：人员、设备、材料全部到位，首批砼满足规范要求，导管埋入砼深度不得小于 1m，并不宜大于3m。以上的准 备工作完善和泥浆的性能指标以及沉渣厚度设计要求是 10到设计要求后方可开盘。    首批砼拌和物下落后，砼必须连续灌注。导管埋设控制在 2 6m，拆除导管时必须先测孔深，与实灌数量进行对比，确认无误后，现场根据技术人员的要求进行拆除。灌注砼要作好原始记录。   主要要求：   1）首批灌注砼的数量要满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需  11 要。导管提离底面 深 1次灌注砼的数量不宜过少。   2）砼的坍落度控制在 18 22  3）按照要求做好试块，数量为 2组  4）在灌注砼的过程中，禁止随意上下拉动导管，拆除导管时，要慢慢提动导管，导管的接头处不得用水冲洗。   5）整个桩的灌注要在砼的初凝时间前完成。   6）为了保证桩头质量，超灌 不小于 1m。  量管理措施  施工时严格按规范安装护筒，确保埋置深度和顶标高，严防周围封填不密实发生漏水现象，钻孔前检查钻机是否安放平稳，钻头、护筒与孔位的中心偏差须符合规范规定。  钻进严格按操作工艺进行，及时记录岩性变化，发现地质与设计不符时及时报告。钻进过程中，确保水头高度，泥浆稠度等主要技术 指标满足规范要求，并根据钻进中不同地质情况及时调整。提钻时防止触壁事故发生，认真填写钻孔记录。  钻孔完成后，严格按规范要求进行成孔检查。并在初次清孔至灌注水下混凝土前，进行二次清孔，确保孔底沉渣符合设计及规范要求。成孔后更换清底钻头，进行清底，并测定指标。  钢筋骨架按设计及规范要求进行制作和安装。骨架外侧均匀绑扎混凝土垫块，保证保护层厚度。吊放钢筋骨架竖直下放，防止刮壁受损坍塌，并固定牢靠，防止浮笼现象。钻孔桩成孔后清孔和吊装钢筋笼时间不大于10小时，避免孔空时间过长影响桩的承载力。  水下混凝土的配制满足设 计及规范规定。混凝土的坍落度控制在 1822盘灌注混凝土数量经过计算，确保导管埋入深度 1m，灌注过程中导管埋入混凝土 2 4m。  灌注过程中每灌注 2m左右派专人测量导管埋深，填写好水下混凝土灌  12 注记录表。提升导管时避免碰挂钢筋笼。当混凝土面上升到钢筋笼内 3 4m，再提升导管，使导管底端高于钢筋笼底端，以免钢筋笼上浮。  灌注工作组织严密、紧凑，确保灌注连续、顺畅进行。一旦发生机具故障或停电等突发情况时，立即启用备用设备，并做好记录。  混凝土灌注最后高度高出设计高度 不小于 1m，确保桩头混凝土质量。成桩质 量采用无破损法全桩数检测，凿除桩头后逐根进行。  工中的问题处理措施  坍孔：在松软沙层中钻进时应严格控制进尺，用小冲程冲钻，投入黏土膏挤入孔壁起护壁作用。保持孔内水头高度和泥浆稠度。  钻孔倾斜：遇石块或倾斜的软硬地层钻进时，控制进尺用小冲程冲钻，随时检查钻机底座水平、钻杆接头情况，并及时调整。  缩孔：及时焊补钻头，上下反复扫孔及扩大直径。  掉钻落物：应经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置，经常检查转向装置防止失灵，经常检查泥浆比重，防止泥浆太稠增大阻力，采用较大冲程，使钻锥有足够时间变换位置。  孔桩施工安全管理措施  (1）人员安全措施  1)参加现场施工的人员，根据各工种进行安全教育。  2)健全安全制度（外场），现场配备专职安全员，各工种各自遵守有关的安全操作规程，定期进行安全检查。  3)进施工现场必须戴好安全帽，高空作业人员一律佩带安全带。  4)从事高处作业的人员要定期或随时体检，发现有不宜登高的病症，不得从事高处作业。严禁酒后登高作业，严禁高空向地面抛丢物件。  5)高处作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋。所需的材料要事先准备齐全，工具应放在工具袋内。  6)高处作业 与地面联系，应有专人负责，配有通讯设备。    13 7)吊装作业应指派专人统一指挥，参加起重工要掌握作业的要求，其他人员明确分工。  8)特殊工种作业时，应严格按照特殊工种的安全操作规程，无证操作者要严肃处理