桥梁工程钻孔灌注施工方法及工艺.docx

5.2.桥梁工程施工方法及工艺5.2.1.钻孔桩施工方法5.2.1.1.陆上钻孔桩施工方法本标段墩台全部采用钻孔桩基础。陆上桩基将场地平整完成后，填筑钻孔平台时并将其压实，按照测量确定的位置埋设护筒，护筒埋设深度根据覆盖层的情况具体确定。钢筋笼集中制作，现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输，导管法灌注水下混凝土。(1)施工准备采用机械将施工场地整平压实，测量放线确定桩位，人工埋设钢护筒。使用冲击钻时护筒内径比桩径大40cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。护筒埋置深度须符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m；岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。(2)护壁泥浆选用膨润土、cmc、php、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能。采用泥浆分离器实现钻渣分离，确保泥浆和成孔质量，并加快成桩速度。(3)回旋钻机成孔钻机就位前，对钻孔各项工作再次进行检查，确保各项工作正常。钻机就位后，将钻杆中心准确对准孔位中心，保证底座和顶端平稳，钻进中不产生位移或沉陷。开孔前，由质检工程师检查验收合格后，才可开孔钻进。开始钻孔时应稍提钻具，以正循环方式在护筒内造浆(制浆前应先把粘土块打碎，使其在搅拌中易于成浆，提高泥浆质量)，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进。若无法形成较理想的泥浆时，加入膨润土或优质粘土进行搅拌造浆，待泥浆性能符合要求后方可钻进。钻具下入孔内，钻头应距孔底钻渣面2050cm，并开动砂石(泥浆)泵，使冲洗液循环23min，然后开动钻机。钻进过程采用反循环钻进，慢慢将钻头放至孔底。轻压慢转数分钟后，逐渐增加转速和增大钻压，并适当控制钻速，特别是钻孔深度达到护筒埋置以下后，钻速适当减慢以防塌孔。正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应精力集中，掌握升降机钢丝绳的松紧度，减少钻杆水龙头晃动。在砂砾层钻进时，易引起钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻孔偏斜等现象，故操作时应特别注意，控制给进，加大泵量，降低转速。加接钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环35min后再加接钻杆。钻进过程中要及时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。另外须随时注意护筒口泥浆面高度，发现有漏浆情况出现时，须及时报告，查明原因，并及时补水入护筒。为了使泥浆得到充分利用，泥浆循环系统充分发挥钢护筒的作用。钢护筒埋设结束后，在护筒顶向下约1m处开一圆孔，用300mm的钢管将各桩的护筒串联起来，用作泥浆池和沉淀箱，泥浆经钻头吸入钻杆后，沿钻杆内腔水龙头，经泥浆浆渣分离系统后，流回至其它的护筒内，再经连通的钢护筒逐级沉淀，最后流回原孔内，形成一个完整的循环系统。所有多余泥浆通过泥浆净化器处理，钻渣和废浆外运至指定位置，以免造成环境污染。钻进中控制水头高度，并经常测定泥浆性能，保持一定的比重、粘度和含砂率，否则进行更换或补浆。根据铁路施工要求，泥浆比重一般不超过1.2，当沉淀池中的沉渣较多时，及时外运，以保证泥浆性能符合要求和泥浆循环系统畅通。钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计深度，超钻深度不大于50cm；孔径用孔径仪测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可进行下道工序。 (4)旋挖钻机成孔开孔时，开启钻机将钻筒中心对准设计桩位中心，先将钻头垂吊稳定后，再慢慢导正下入井孔，然后匀速下放至作业面，液压装置加压，旋转钻进，按低钻速、轻压慢钻的原则缓缓钻进。采用伸缩式钻杆，钻头为筒式活门掏渣筒。钻渣通过进渣口进入钻筒，待确定钻筒内钻渣填满后，反转后即可关闭进渣口。提升钻杆带动钻筒，同时向孔内注泥浆，确保孔内水头后，将钻筒提出孔外，提钻时开始要缓慢，最后利用液压系统，将筒门打开，排除钻渣。将钻渣运至预先选定弃砟场进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。施工过程中可以通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。(5)清孔钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径检测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔，冲击钻机清孔采用掏碴筒。清孔须达到符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度，柱桩不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在清孔排碴时注意保持孔内水头，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉碴厚度，进行二次清孔，必要时用高压风冲射孔底沉淀物，立即浇注水下混凝土，保证孔底沉碴厚度不大于设计要求。(6)验孔采用验孔设备检查孔深、孔径、倾斜度及孔底沉碴厚度，达到要求监理工程师签证后方可进入下道工序。(7)钻孔异常处理坍孔处理钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.151.4之间），改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.30.5m/s。坍孔严重时，回填重新钻孔。缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时，可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，采用小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快；卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。因此处理方案首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后，保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。(8)钢筋笼制作、安装钢筋笼主筋接头双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装须符合要求。钢筋骨架的保护层厚度须符合设计要求，采用圆形c30水泥砂浆垫块，垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个。使用汽车吊吊装，接长安装钢筋笼，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中出现浮笼现象。(9)安装导管试拼、检验、安放导管。利用导管二次清孔，检查孔底沉碴厚度。(10)浇筑混凝土浇筑混凝土前，用射风枪冲射孔底35min，将孔底沉淀物翻动上浮，射风的压力比孔底压力大0.05mpa，最大限度地减小沉碴厚度。计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并把导管下口埋入混凝土中不小于1m。足够的冲击能量能把桩底沉碴尽可能地冲开，是控制桩底沉碴，减少工后沉降的重要环节。浇筑连续进行，中途停歇时间不超过30min。在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管埋深，导管在混凝土埋深控制在26m之间。考虑桩顶含有浮碴，浇筑时混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。(11)泥浆清理为保护环境，钻孔桩施工中产生的废弃泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆堆放场地，并做妥善处理。(12)质量检测钻孔桩桩身混凝土质量均进行桩基无破损检测。按设计要求在钢筋笼安装时预埋超声波检测管，成桩后进行超声波检测。对质量有问题的桩，钻芯取样进行鉴定检验。钻孔桩基础施工工艺见图2-5-12。排渣、投泥浆、测指标养护、凿桩头、检验钻机就位钻 进中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土泥 浆 制 备测孔深、泥浆指标、钻进速度测孔深、孔径、倾斜度测泥浆性能指标监理工程师签字认可监理工程师签字认可检查泥浆指标及沉渣厚度制作混凝土试件水密性试验测孔深、孔径钢筋笼及检测管制作埋设钢护筒场地平整钢护筒加工测量放样图2-5-12 钻孔桩施工工艺流程图5.2.1.2.浅水区钻孔桩施工方法位于河岸或浅水区的桩基，由于水量小、流速低等特点，基础施工采用草袋围堰、筑岛钻孔进行施工。护筒根据钻机选型确定护筒的直径，并将其打入河床面以下，穿透河床表面的松散覆盖层。水中筑岛时护筒埋入河床面以下1m，水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层，并有导向设备控制护筒位置。其余方法和工艺同前陆上桩施工所述。架设钻机前先施工草袋围堰，采用双墙围堰，内外墙之间填黏性土，厚度为0.51m，以便更好地起