桥梁桩基试桩方案 -修订2.doc

中交二航局十天高速公路甘肃段中交二航局十天高速公路甘肃段 ST01ST01 合同段合同段 桥梁桩基试桩施工方案桥梁桩基试桩施工方案 中交第二航务工程局有限公司中交第二航务工程局有限公司 十天高速公路甘肃段十天高速公路甘肃段 ST01ST01 合同段项目经理部合同段项目经理部 二二一二年十二月一二年十二月 十天高速公路甘肃段十天高速公路甘肃段 ST01ST01 合同段合同段 桥梁桩基试桩施工方案桥梁桩基试桩施工方案 编编 制：制： 审审 核：核： 审审 批：批： 中交第二航务工程局有限公司中交第二航务工程局有限公司 十天高速公路甘肃段十天高速公路甘肃段 ST01ST01 合同段项目经理部合同段项目经理部 二二一二年十二月一二年十二月 十天高速公路甘肃段 STO1 标合同段 目 录 中交第二航务工程局有限公司 1 目目 录录 一、编制依据.3 二、工程概况.3 三、试桩目的及总体试桩方案.3 四、工程地质条件.5 五、主要施工工艺、方法.6 5.1、本桥钻孔桩工程特点和施工难点.6 5.2、施工工艺流程、施工顺序.7 5.3、回旋钻机施工方法.8 5.3.1、施工便道及平台.8 5.3.2、测量.8 5.3.3、钢护筒施工.9 5.3.4、泥浆制备及其循环系统.9 5.3.5、钻孔施工.11 5.3.6、成桩施工.16 5.4、冲击钻机施工方法.24 5.4.1、施工便道及平台.24 5.4.2、测量.24 5.4.3、钢护筒施工.24 5.4.4、泥浆制备及其循环系统.24 5.4.5、钻孔施工.24 5.4.6、成桩施工.30 六、施工组织与进度资源计划.30 6.1、组织体系.30 6.2 进度计划 .31 6.3、人员计划.31 6.4、材料计划.31 6.5、机械计划.32 十天高速公路甘肃段 STO1 标合同段 目 录 中交第二航务工程局有限公司 2 七、质量安全环保措施.32 7.1、质量保证措施.32 7.1.1、施工质量保证规章制度、保证措施 .32 7.1.2、组织、技术措施 .33 7.1.3、加强工序质量控制 .33 7.2、安全保证措施.35 7.2.1、安全管理机构.35 7.2.2、安全措施.35 7.3、环保措施和文明施工.36 7.3.1、文明施工措施.36 7.3.2、环境保护措施.36 八、冬期施工保证措施.37 8.1、施工准备.37 8.2、冬期施工特点.37 8.3、冬期施工机械设备防护措施.38 8.4、冬期施工质量保证措施.38 8.4.1、混凝土工程.38 8.4.2、钢筋工程.39 8.5、冬期施工安全保障措施.40 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 3 桥梁桩基试桩施工方案桥梁桩基试桩施工方案 一、编制依据一、编制依据 1、十天高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水高速公路第 ST01 合同段设计文 件； 2、十天高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水高速公路第 ST01 合同段招投标 文件； 3、十天高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水高速公路第 ST01 合同段总体实 施性施工组织设计； 4、各类国家颁布标准、规范： 1)公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011) 2)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004) 3)公路工程技术标准(JTG B01-2003) 4)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007) 5)公路工程水文勘测设计规范(JTG C30-2002) 6)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 7)公路桥涵抗震设计细则(JTGTB02-012008) 8)公路工程混凝土结构防腐技术规范(JTG TB07-01-2006) 5、项目相关单位批准的有关文件等。 二、工程概况二、工程概况 十天高速公路甘肃段徽县（大石碑）至天水高速公路第 ST01 合同段，起讫里 程为，YK542+000-YK547+320，全长 5.32km。本标段桥梁工程包括特大桥 2 座、大 桥 1 座，即大石碑洛河特大桥、王家湾洛河大桥、王河洛河特大桥。桥梁桥位位于 徽县大河店乡王河村境内，属溶蚀峰丛中山地貌，河谷顺直且狭窄，平均宽约 40m。本工程共有钻孔灌注桩 560 根，钻孔桩桩径为 1.5m、1.7m、1.8m、2.2m，桩长从 15m26m 不等。 三、试桩目的及总体试桩方案三、试桩目的及总体试桩方案 3.13.1、试桩目的、试桩目的 由于本工程地质结构条件复杂，地表覆盖以卵砾石为主，中密、潮湿，局部夹 细沙层；下部基岩多为志留系板岩、夹灰岩、和砂岩，岩层产状多变化。同时也为 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 4 了响应十天项目办发201272 号“关于十天高速公路桥梁桩基施工工艺的通知” 和“十天高速公路建设标准化管理细则”的文件精神。其中十天项目办发201272 号“关于十天高速公路桥梁桩基施工工艺的通知”中强调：桩基成孔以回旋钻和旋 挖钻为主。而旋挖钻适用于粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分 卵石、碎石的地层，本标段下部基岩为板岩，旋挖钻机不适宜用于本标段地层，所 以选用回旋钻和冲击钻作为本标段试桩机型。 此外通过试桩还可以验证桩基础施工工艺，包括泥浆配方、钻进工艺、清孔效 果、混凝土灌注和钻孔桩机具是否合理，以及拌和站混凝土的供应能力，以便在施 工中加以改进。 试桩应取得的具体指标： 1、检验桩机及其各附属设备的性能，检验选择合理的施工工艺方法和机具设 备 。 2、检验泥浆指标的符合性，选择合理的钻进速度，以决定桩基部分的施工进 度计划及单桩成孔的速度。 3、检测不同土层的成孔性能，以获取特殊层的施工要求。 4、检验清孔的方法及效果，检验是否出现扩孔、缩孔、塌孔等现象。 5、检验钢筋骨架成型方法、质量状况及下放方法的可行性和时间。 6、检验混凝土灌注的工艺，确定合理的浇注速度。 3.23.2、总体试桩方案、总体试桩方案 依据本工程地质条件恶劣、多变的特点，本次试桩钻孔采用回旋钻机钻进成孔， 进场时拟多配几个备用钻头，进场前做好检修、调试等。本次试桩计划进场 1 台回旋钻机和 1 台冲击钻机，每台钻机各试桩 1 根共试桩 2 根，试桩选择在王河洛 河特大桥的左线 9#-1、10#-1 这 2 根桩（桩径 1.8m，桩长 18m） ，试桩里程为 ZK545+287、ZK545+317，参照“S1-2”号图纸第 6 页和“S4-3-3（6） ”号图纸第 2 页，此处地表覆盖以卵砾石为主，厚度约 6.5 米，下部以板岩为主，厚度 9.1 米。 根据现场地质条件，采用挖掘机整平场地后，铺设枕木或型钢支撑调平钻机， 进行桩基施工。钢筋笼在钢筋加工场加工，汽车运输至现场接长下放，下放导管后 浇筑水下混凝土。 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 5 四、工程地质条件四、工程地质条件 4.14.1、水文条件、水文条件 1、地表水 桥址区地表水为洛河河道水。洛河系长江支流嘉陵江水系，全年河水流量变化 较大，夏秋季节易暴发洪水。本河发源于西秦岭南麓之糜树岭，经徽县、成县、于 陕西略县汇入嘉陵江全长 100km，流域面积 472km2，多年平均流量为 2.49m3/s， 年径流总理 0.79 亿 m3，多年平均最大流量 241.8 m3/s，百年一遇洪峰流量为 1256 m3/s。经水质分析表明，河道水对混凝土无腐蚀性。 2、地下水 桥址区地下水的主要类型为松散岩类孔隙水,含水层为疏松砂砾卵石层,地下水 的补给,主要靠山区沟谷潜流，山前河流及降雨渗入。经水质分析表明，地下水对 混凝土无腐蚀性。 4.24.2、气候与气象、气候与气象 本合同段气候属暖温带类型。海拔在 11002000m 之间，降雨量 500 800mm 之间。项目区气候情况如下表： 表表 4.2-14.2-1项目区气候情况表项目区气候情况表 县 城 年平均 气温 （） 一月/七 月平均气 温（） 年平均 地温 （） 历年绝对最 高/最低气 温（） 年平均 降水量 （mm） 年积 雪日 数 最大积 雪深度 （cm） 最大冻 土深度 （cm） 年平均最 大风速 （m/s） 徽 县 10-12.5-0.5/23.514.838.3/-15.0700-85010.912151.1/1.4 4.34.3、地质条件、地质条件 （1）自然地理 特大桥顺洛河布设，本段为“U”字型河谷，属构造侵蚀剥蚀中山地貌，河谷 顺直且狭窄，平均宽约 40m。桥梁两侧山坡陡立，坡度 40左右，基岩裸露，局 部基岩已形成危岩。桥梁经过大石碑村西河儿沟沟口，该沟发育泥石流，沟口堆积 碎块石，沟口两侧山坡裸露基岩有崩塌迹象。桥址区海拔高程在 722.743737.473m 之间。 （2）地层岩性 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 6 桥址区地层岩性较为简单，主要有第四系冲洪积物，泥石流堆积物，泥石流堆 积物和志留系基岩组成。 卵砾石，稍密-中密，局部夹有粉细砂透镜体，主要分布于河床内，钻孔揭 露河床内第四系冲洪积堆积层最大厚度 8.3.m。 泥石流堆积区主要堆积碎块石，稍密-中密，颗粒磨圆差，骨架颗粒主要为 灰岩、板岩碎块，堆积区主要分布河儿沟沟内及沟口，前缘延伸至洛河河道内。 底部基岩为志留系（S）板岩，灰黑色，含炭质，变余炭质结构，含黄矿， 局部夹灰岩层，钻孔内及两侧山体上皆有出露，岩层产状多变化。 （3）地质构造 项目区总体构造位置录属于秦岭地槽褶皱带范畴。在次级构造上，属于秦岭印 支褶皱带，为二级构造单元，尚有徽成断陷盆地为三级构造单元，受北东向断裂控 制，其构造线方向为北东-南西向。 桥址区内无构造断裂通过，属构造相对稳定地段。 4.44.4、地震、地震 项目区处于南北地震带的和政武山天水地震亚带和舟曲武都地震亚带。 工程区及邻区地震活动频繁，有历史记载以来发生过多次地震，1900 年以后地震 频率低，2008 年 5 月 12 日，汶川发生 8.0 级地震，对工作区影响较大。部分房屋 出现轻微裂缝，发生一系列小型崩塌，滑坡。 根据国家地震局颁布的中国地震动峰值加速度区划图 、 中国地震动反应谱 特征周期区划图 （G183062001 图 A 和图 B） ，并结合甘肃省地震灾后恢复重建 工作陇南、甘南地区地震峰值加速度划图和甘肃省地震灾后恢复重建工作陇南、 甘南地区地震动反映谱特征周期区划图 ，地震动峰加速度为 0.20g，地震反应特 征周期（s ）为 0.40，相当于地震基本烈度 VIII 度区。 五、主要施工工艺、方法五、主要施工工艺、方法 5.15.1、本桥钻孔桩工程特点和施工难点、本桥钻孔桩工程特点和施工难点 (1)、工程地质条件恶劣，多处桥墩墩位处于洛河河道中，地表、地下水丰富， 卵石地层为易坍塌地层，对泥浆指标及成孔护壁要求高；板岩地层厚，硬度大，钻 孔施工难度大； （2） 、桥位区雨季时间长，雨量丰富，洪水频率高，施工安全风险大； 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 7 (3)、钻孔桩施工及后续承台、地系梁和墩柱采用平行流水作业，存在点多面 广的特点； (4)、桥位进场道路狭窄、车辆拥挤、来往频繁，路况差，相互干扰多，混凝 土浇筑施工组织难度、协调难度大。 5.25.2、施工工艺、施工工艺流程、施工顺序流程、施工顺序 （1 1） 、钻孔灌注桩施工工艺流程图、钻孔灌注桩施工工艺流程图 合 格 检测泥浆合格后提钻并检孔钢筋笼加工 施工准备（施工便道、测量放线等） 合格 不合格 沉渣检测 灌注水下混凝土 桩身质量检测 二次清孔 不合格 移钻机、下放钢筋笼下钻头进行扫孔 下放导管 合格 gege 格 钻孔 成孔、清孔 排渣系统形成泥浆制备形成循环系统 试验室按施工要求配制 钻孔场地平整、钢护筒埋设 钻机就位安装、调试泥浆净化系统形成挖泥浆池、沉淀池 水密性试验 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 8 （2 2） 、施工顺序、施工顺序 施工准备场地整理护筒埋设、桩位复测桩机就位、桩位复测桩基成 孔终孔、清孔监理工程师验收安装钢筋笼安装导管二次清孔灌注水下 混凝土桩头凿除桩基检测。 5.35.3、回旋钻机施工方法、回旋钻机施工方法 5.3.15.3.1、施工便道及平台、施工便道及平台 施工便道采用借石、砂砾等材料填筑，挖掘机整平，装载机或压路机反复碾压 而成。施工便道宽度 4.5m，并设置错车道。施工便道两侧设有排水沟。 桩基施工时，桩位位置用挖掘机平整场地，河道内借用红线外土方或砂砾进行 填筑，并碾压密实，然后铺设枕木及型钢，安装钻机，对位调平，然后进行钻孔施 工。钻孔平台填筑高度为高于常水位 2m。钻孔平台见下图:图图 5.3.1-15.3.1-1。 图图 5.3.1-15.3.1-1 施工便道、及施工平台填筑施工便道、及施工平台填筑 5.3.25.3.2、测量、测量 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 9 (1)、测量仪器需经具备相应资质的检测单位进行检测和标定。 (2)、施工前对业主提供的控制网进行同等级复测。 (3)、加强施工过程中的测量检查和复核，按规定时间要求对控制网进行复测。 (4)、钻孔桩施工测量控制： 平面定位采用全站仪极坐标法，高程放样采用精密水准仪几何水准法结合 水准仪钢尺量距法。 钢护筒埋设到位后，采用 GPSRTK 测量技术进行钢护筒平面位置的测量。 在钢护筒顶口均匀测量 3 点，利用三点共圆的原理反算出钢护筒中心位置，再与设 计桩位坐标进行比较，确定桩位的平面偏位。 5.3.35.3.3、钢护筒施工、钢护筒施工 1 1、钢护筒制作、钢护筒制作 钢护筒采用钢板卷制拼焊而成，钢材材质为 Q235C，厚度 6-8mm，长度 2-4m， 顶、底口 10-12mm 范围加强，护筒上部预留 300300mm 的溢浆孔并对称设置 4 个 吊环以方便护筒的吊装，护筒的内径为桩径 D+20cm。 2 2、钢护筒埋设、钢护筒埋设 护筒埋设前根据业主提供的控制点精确测量放出桩位,并在桩孔周围设四个定 位桩，以便校正桩位，埋设在钻孔中心位置，使护筒中心与钻孔中心重合。定位桩 用 812mm 粗的钢筋打入土中，并加以保护，施工过程中不得随意破坏，确保随时 检查钻孔中心偏位情况。 埋设护筒时，采用挖埋法，先通过人工挖孔方式，在预定的桩位掘进一定深度， 然后埋设护筒。护筒埋设深度根据设计要求与桩位的水文地质情况确定，一般埋置 24m，护筒顶应高出地下水位 1.0-2.0m，还应高度高出地面 0.3m。钢护筒加工时 已对称设置四个吊点，吊起后使其自然垂直，利用四个吊点形成的十字线，移动护 筒，使护筒中心竖直线应与桩中心线重合，然后用全站仪检查，确保护筒竖直及位 置准确，保证误差不得大于 5cm，倾斜度偏差1%。验收合格后此后即在护筒周围 及底部对称、均匀的回填粘土，分层夯实，以免漏浆或位移。 护筒埋设完成后，沿着溢浆孔开挖导流槽至泥浆池，待灌桩完毕后拔出钢护筒 周转使用。 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 10 5.3.45.3.4、泥浆制备及其循环系统、泥浆制备及其循环系统 1 1、泥浆制备、泥浆制备 (1)、根据桥位区域地质条件，采用外运优质黄胶泥土进行造浆。新配制的泥 浆性能应满足表表 5.3.4-15.3.4-1 的规定。 表表 5.3.4-15.3.4-1 泥浆性能指标表泥浆性能指标表 容重容重 （g/cmg/cm3 3） 粘度粘度 （Pa.sPa.s） 含砂率含砂率 （）（） 胶体率胶体率 （）（） 失水量失水量 （ml/30minml/30min ） 泥皮厚泥皮厚 （） PHPH 值值 1061.0 8 2225 0.595172 810 2 2、泥浆循环、净化系统、泥浆循环、净化系统 钻孔桩泥浆循环系统主要由 23 个中转泥浆池和 1 个专用沉渣池组成，其中 造浆池尺寸为：331.5m3，沉淀池 552m3，储浆池尺寸为：332 m3。泥 浆经泥浆净化器处理后通过连通管流入钻孔孔内。相邻两排桥墩间的钻孔桩共用一 套泥浆循环系统，见图图 5.3.4-15.3.4-1。泥浆净化器性能参数见表表 5.3.4-25.3.4-2。 图图 5.3.4-15.3.4-1 钻孔桩泥浆循环系统布置示意图钻孔桩泥浆循环系统布置示意图 表表 5.3.4-25.3.4-2 泥浆净化器性能表泥浆净化器性能表 名称名称泥浆净化器泥浆净化器 型 号 ZX-200 处理能力（m3/h） 200 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 11 分率程度（m） 74 经处理后泥浆含砂率（%） 1 3 3、泥浆指标及检测、泥浆指标及检测 (1)、泥浆指标检测：循环泥浆约每 3 个小时检测一次，主要控制泥浆池回流 泥浆指标。现场检测主要有四个指标：相对比重、粘度、含砂率及 PH 值；试验室 检测主要有三个指标：胶体率、失水率及泥皮厚度。现场严格控制泥浆含砂率指标， 每次检测数据做好记录。 (2)、成孔各阶段泥浆性能指标见表表 5.3.4-35.3.4-3。 表表 5.3.4-35.3.4-3 泥浆性能指标表泥浆性能指标表 阶 段 性 质 新制泥浆循环再生泥浆清孔泥浆 试验方法 容重（g/cm3）1061.081151.20 1.1 1006 型泥浆比重 秤 粘度（s）222520251822粘度计 含砂率（） 0.54.01.0 含砂量测定仪 PH 值810810810试纸 失水量（ml/30min） 172020 失水量仪 泥皮厚度（mm） 222 卡尺 胶体率（） 959698 量筒 5.3.55.3.5、钻孔施工、钻孔施工 本次试桩的钻孔桩桩径为 1.8m，桩长从 1m。根据桥位桩基地质情况，采用 气举反循环、优质泥浆护壁成孔工艺。 1 1、钻机选型、钻机选型 根据钻孔桩桩径、桩长及地质条件，选用 GPS-20 型反循环回旋钻机配备泥浆 净化器等配套机具进行成孔作业。钻机性能参数见表表 5.3.5-15.3.5-1；钻机主要配套机具 见表表 5.3.5-25.3.5-2。 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 12 表表 5.3.5-15.3.5-1 GPS-20GPS-20 型回旋钻机性能表型回旋钻机性能表 钻孔直径 m1.0-2.5 钻孔深度 m100 最大扭矩 KN.m30 转盘转速（正反） r/min 8，14，18，26，32，56 主卷扬机提升力 KN30 副卷扬机提升力 KN30 额定功率 KW37 钻塔额度负荷 KN180 钻机有效高度m 9.0 钻机外形（工作状态） m5.72.49.3 设备重量 t10 表表 5.3.5-25.3.5-2 单台钻机主要配套机具表单台钻机主要配套机具表 序号设备名称单位数量 1 交流电焊机台 4 2 空压机台 1 3 钻头个 1 4 配套钢丝绳 m90 5 泥浆泵台 3 6 泥浆净化器台 1 7 泥浆测试仪套 2 8 钻机抄平水准仪台 1 2 2、钻机就位、整平、钻机就位、整平 (1)、钻机通过 25t 汽车吊和滚筒横移就位。 (2)、钻架中心与钻盘中心连线同钻盘垂直，且与桩位中心位置偏差不得大于 2cm。 (3)、将钻机与钻孔平台连接加固、限位，防止成孔过程中移位，经现场工程 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 13 师检查并报告监理工程师批准后方可开始钻孔。钻进过程中随时观察钻孔平台及钢 护筒的沉降位移情况，发现问题及时反馈给相关部门和人员处理。 (4)、钻进过程中钻进时间超过 4 小时和怀疑钻机有歪斜时均要进行基座检测 和调平，保证钻机在钻进过程中不得产生位移或沉陷，钻架与底盘始终保持垂直状 态。 3 3、钻机调试、钻机调试 钻机就位后,要对钻机钻架进行调整，以保证钻架吊点中心与孔位中心在同一 铅垂线上，开动卷扬机，检查卷扬机及导向滑轮系统是否正常。 4 4、回旋钻机钻进成孔施工、回旋钻机钻进成孔施工 回旋钻机的工作原理是通过转盘旋转或悬挂动力头旋转带动钻杆，并传递动力 到钻头上，通过钻杆对钻头施加一定的压力，增加钻进能力，变更钻头型号可以满 足施工提出的各种地质条件要求。 。回旋钻机的基本构造是将动力系统动力通过变 速、减速系统带动转盘驱动钻杆钻进，并通过卷扬机构或油缸升降钻具施加钻压， 钻渣通过反循环排渣系统排到泥浆池。 成孔过程划分为三个阶段：护筒内钻进阶段、土层内钻进阶段、第一次清孔阶 段。 （1） 、开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒以下 1m 后再以正常速度钻进。反循 环钻机钻孔，应将钻头提离孔底 20cm。待泥浆循环通畅后方可开钻。 （2） 、正常钻进施工中，在粘性土层钻进时，要控制进尺，每钻进一个回次的 单根钻杆要及时进行扫孔，以保证钻孔直径满足要求。砂砾层钻进时，如果出现进 尺较为困难则采用泵吸反循环钻进，轻压、慢转、大泵量、浓泥浆中低速钻进，控 制进尺。并根据地层和钻进情况调整钻进参数，钻进过程中认真观察进尺和排渣情 况。当泥浆中含渣量较多或排量减小时，应控制给进速度。 (3)、清孔阶段终孔后，及时进行第一次清孔。清孔时将钻具提离孔底约 10cm 左右，缓慢旋转钻具，维持泥浆循环，并对泥浆性能进行调整，同时保持孔内水头， 防止塌孔。当经检测孔底沉渣厚度满足设计要求及清孔后孔内泥浆指标符合要求后， 及时停机拆除钻杆、移走钻机，尽快进行成桩施工。 （4） 、不论何地层反循环钻进均应减压钻进，即钻机的主钓钩始终承受部分钻 具（钻杆、钻锥、压重块）重力之和的 20%，以避免或减少斜孔、弯孔或扩孔现象 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 14 的发生。 （5） 、加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底 810cm，维持泥浆循环 10min 以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。连 接螺应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工 作。 5 5、终孔、终孔 钻头钻至设计标高，停止钻孔，要对孔深（比设计深度超深不小于 5cm） 、孔 径（不小于设计桩径） 、孔倾斜度（小于 1/100）等有关内容进行验收，并办理隐 蔽工程验收记录经监理工程师认可后终孔进行下步操作。 6 6、清孔、清孔 清孔分两次进行,以第一次清孔(气举清孔)为主,第二次清孔(混凝土浇注导管 清孔)为铺。终孔下探笼到位后，采用换浆法清孔，利用泥浆池沉淀，在泥浆指标 和沉渣厚度达到要求后，检查合格后移走钻机，准备下钢筋笼。二次清孔在钢筋笼 和混凝土浇注导管安装下放完毕后，经测定孔底沉渣和泥浆指标超过规范及设计要 求时，采用混凝土浇注导管接变径接头，气举反循环清孔。 7 7、检孔、检孔 第一次清孔完毕后，采用检孔器检查桩径、倾斜度、孔深等。根据公路桥涵 施工技术规范及设计文件要求见表表 5.3.5-35.3.5-3： 表表 5.3.5-35.3.5-3 检孔标准检孔标准 项目孔的中心位置孔 径倾斜度沉淀厚度孔深 允许 偏差 5cm 不小于设计 桩径 1% 50mm 比设计深度超深不小于 50mm 8 8、成孔施工的注意事项、成孔施工的注意事项 (1)、防渗漏技术措施 若遇岩石破碎，裂隙发育地层，泥浆渗漏的可能性极大，因此，必须采取预防 措施，防止孔内水头突然下降导致孔口护筒被水压压坏或引起局部破碎岩塌孔，故 始终保持护筒内泥浆面高出护筒外水面 1.5m 以上，一旦发生渗漏，能及时直观地 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 15 发现这一情况，立即进行补水。 (2)、钻孔中常见事故预防和处理见表表 5.3.5-45.3.5-4。 表表 5.3.5-45.3.5-4 回旋钻孔灌注桩常遇问题、原因和处理方法回旋钻孔灌注桩常遇问题、原因和处理方法 常遇问题主 要 原 因处 理 方 法 钻头的转向装置失灵，钻头未转动经常检查转向装置的灵活性 泥浆粘度过高，转动阻力太大，钻头转 动困难。 调整泥浆的粘度和相对密度 桩孔不圆 成梅花形 动力太小，钻头转动时间不充分或转动 很小 用低挡位转速钻进时时，每冲击一 段换用高一些的冲程冲击，交替冲 击修整孔形 冲击中遇探头石、漂石、大小不均匀、 钻头受力不均匀 发现石头后，应回填卵石，或将 钻机稍移向探头石一侧，用高冲程 猛击探头石，破碎探头石后再钻进。 基岩面形状较陡，在有倾斜的软硬地层 交界处，岩面倾斜处钻进 在有倾斜的软、硬地层钻进时， 应吊着钻杆控制进尺，低速钻进， 或回填片、卵石冲平后再钻进 钻杆弯曲，接头不正 钻杆接头应逐个检查，及时调正， 当主动钻杆弯曲时，要及时更换 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方 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，控制钻杆上的提引水龙头，使 其沿导向架对中钻进 钻孔偏斜 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉降 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 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻为防止缩孔，前者发及时修补磨损 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 16 进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异 常困难的迹象。缩孔原因有二种：一种 是钻锥补焊不及时，严重磨耗的钻锥往 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。 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， 直到使发生缩孔部位达到设计孔径 要求为止。 扩孔 一般表现为局部的孔径过大。在地下水 呈运动状态、土质松散地层或钻锥摆动 过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同 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。 出渣时未及时补充泥浆或水、河水上涨、 钻进时遇上承压水、钻进时通过砂砾等 强透水层、孔内水流失等造成孔内水头 高度不足 探明坍塌位置，将砂和粘土(或砂 砾和黄土)混合物回填到坍孔位置 以上 12m，等回填物沉积密实后 再重新冲孔 泥浆相对密度偏低，起不到护壁作用 按不同地层土质采用不同泥浆相对 密度 孔内泥浆面低于孔外水位提高泥浆面 孔壁坍塌 遇破碎地层钻进时进尺太快 严重坍孔，用粘土，泥膏投入，待 孔壁稳定后采用低速重新钻进 清孔后泥浆密度过低,孔壁坍塌或未立即 灌混凝土 作好清孔工作，达到要求，立即灌 注混凝土 清渣未净，残留沉渣过厚注意泥浆浓度，及时清渣吊脚桩 沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使 孔壁土坍落孔底 注意孔壁，不让重物碰撞孔壁 (3)、在钻进过程中，如发生故障或突然停电，应尽快设法将钻头提起，以免 埋钻。 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 17 (4)、在钻进过程中，应定时检查钻头直径，当钻头磨损到比原尺寸小 23cm 或刃口磨钝时，应及时补焊。 (5)、成孔的安全要求：冲击锤起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔口 时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锤撞击人身事故。因故停钻时，孔口应加盖保 护，严禁钻锤留在孔内，以防埋钻。 5.3.65.3.6、成桩施工、成桩施工 1 1、钢筋工程、钢筋工程 (1)、钢筋笼制作 钢筋笼制作在钢筋加工场地同槽分节加工，采用钢筋笼滚焊机生产桩基钢 筋笼。该工法集主筋定位、盘圆调直、箍筋缠绕及二氧化碳保护焊、整体成型于一 体，数控操作。钢筋笼的主筋通过人工穿过固定旋转盘相应模板园孔至移动旋转盘 的相应孔中进行固定，把盘筋（绕筋）端头先焊接在一根主筋上，然后通过固定旋 转盘及移动旋转盘转动把绕筋缠绕在主筋上（移动盘是一边旋转一边后移） ，同时 进行焊接，从而形成产品钢筋笼。钢筋笼制作偏差如表表 5.3.6-15.3.6-1，滚焊机加工示意 图见图图 5.3.6-15.3.6-1。 表表 5.3.6-15.3.6-1 钢筋笼制作允许偏差钢筋笼制作允许偏差 项 目 主筋间距 （mm） 箍筋间距 （mm） 骨架外径（mm）骨架保护层厚度（mm） 允许偏差 10201020 图图 5.3.6-15.3.6-1 钢筋笼滚焊机加工示意图钢筋笼滚焊机加工示意图 钢筋笼主筋接头采用滚轧直螺纹接头和焊接接头（单面焊搭接长度不小于 10d，双面焊不小于 5d） ，接头应相互间隔错开，且接头断面间距不小于 35d（d 为 主筋直径） ，每个断面接头数量不大于 50%。滚轧直螺纹法接头要求钢筋笼加工精 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 18 度高，第一节钢筋笼加工完毕经监理工程师检查认可后，就地同槽加工与之相邻的 一节钢筋笼。在对接主筋以前，应用滚轧直螺纹接头将第二节钢筋笼主筋与前一节 钢筋笼主筋进行试连接，并要作上标记便于现场连接时对号入座，以此类推直至钢 筋笼加工完毕。钢筋笼的直螺纹丝口应带塑料保护帽，防止钢筋笼在吊装运输过程 中破坏丝口。 制作好后经监理工程师认证的钢筋笼应挂牌标识，注明验收事宜、桩号及 节段号。 在制作钢筋笼的同时应在其上正确安装声测管，同一截面上等间距布置 4 根 573.5mm 声测钢管，根据设计要求，声测管底部应埋设到桩底，顶部与护筒 顶口齐平，接头采用丝扣式接头。声测管埋设前底部严格密封，随钢筋笼一起下放， 下放一节连接一次，并向管内灌水，防止水压压破检测管并检验上一节声测管是否 漏水，下放完毕后应将管口严格密封防止混凝土进入。声测管待桩基混凝土声测合 格后灌注水泥浆封闭。为了便于在桩基混凝土浇注后高压注水清除声测管内水泥浆 及桩基混凝土声测合格后灌注水泥浆，可将声测管底端两两连通，形成回路。 钢筋笼保护层用钢筋制作，每个截面布置数量和间距按照规范要求布置， 使钢筋笼顺利下放和保护层满足要求。 (2)、钢筋笼吊装就位 吊架加工 为了防止钢筋笼下放吊装中钢丝绳成夹角发生变形，加工一吊架与钢筋笼直径 一致，保持钢丝绳受力时成平行状态。吊架示意图见图图 5.3.6-25.3.6-2： 注：1、本图单位以mm计； 2、吊耳采用20mm钢板加工而成。 I25a I25a 10025012 3200 2800 图图 5.3.6-25.3.6-2 钢筋笼吊架示意图钢筋笼吊架示意图 首节钢筋笼吊安 钢筋笼运到施工现场后，用汽车吊吊起首节钢筋笼通过吊架，缓缓放入孔内， 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 19 注意钢筋笼中心线和桩位中心线保持一致，同时在下落过程中，割除钢筋笼的“十” 字形支撑，下放到最后一个“十”字形支撑时，用 4 个 3t 的手拉葫芦挂在钢筋笼 下放架上，让手拉葫芦承受钢筋笼的重量，然后取掉吊车，进行下节钢筋笼施工。 型 型 700cm 300cm 200cm 300cm 300cm 700cm 300cm 300cm 300cm 型 型 型 型型 型 图图 5.3.6-35.3.6-3 钢筋笼下放吊架钢筋笼下放吊架 钢筋笼接长 吊起下节钢筋笼，主筋对准前节钢筋笼主筋，上下节主筋用直螺纹连接。对于 少数由于起吊钢筋笼变形引起的错位，可以用小型手动葫芦牵引就位。对于极少数 错位严重的，无法进行丝扣对接，则可采用双面邦条焊的焊接方法解决，双面邦条 焊要求焊缝平整密实，焊缝长度符合规范规定，确保焊接强度质量与主筋等强度。 声测管接长 为了检验桩基质量，埋设声测管。声测管拟采用推插式超声波管。推插式连接 器不需要在工地焊接，易于固定在钢筋笼上，喇叭口式接头，橡胶密封圈连接，保 证现场操作方便快捷且不要任何设施。可以节省时间保证声测管的施工质量。声测 管在后场与钢筋笼配套生产，与钢筋笼一同转运出场，现场拼接完成。 钢筋笼定位与抗浮 钢筋笼接长完毕，钢筋笼下放到位后，把主筋和 4 根钢筋焊接，接长的 4 根钢 筋做成弯勾勾住在钻孔平台搭设的型钢架上以支承钢筋笼自重，并钢筋笼与护筒连 接一起抗浮。4 根钢筋采用与主筋同型号钢筋焊接，和主筋要求双面焊缝长 14cm。 钢筋笼最上面那层加劲箍在下放时根据护筒的偏位在前后左右 4 个方向焊 4 根短钢 筋，短钢筋垂直于钢筋笼，作用在于定位好钢筋在桩基中的位置，保证桩基不偏位， 保护层符合要求。 2 2、水下混凝土施工、水下混凝土施工 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 20 混凝土灌注前应将施工区域进行明确规划：确定混凝土运输、灌注设备的停靠 和摆放区域，并对混凝土搅拌设备进行全面检修；对施工便道进行维护和修整。混 凝土灌注过程中其生产、运输、搅拌设备均要有可靠备用设备，防止施工中发生意 外。 (1)、导管下放 钻孔桩混凝土灌注采用 27310mm 刚性导管，连接为 T 形螺纹的快速接 头。 导管使用前做水密试验。水密试验水压不应小于孔内水深 1.5 倍压力，也 不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的 1.5 倍。导管下放前检 查每根导管是否干净、畅通、有无小孔眼以及止水“O”型密封圈的完好性。按下 式计算导管可能受到的最大内压力： Pmax=1.5(rchxmax-rwHw) 式中:Pmax导管可能承受到的最大内压力(kpa) rc砼容重(KN/m3)，取 24.0kN/m3 hxmax导管内砼柱最大高度(m)，取 42.5m。10-(-31.5)+1 rw孔内泥浆的容重(KN/m3)，取 11.0KN/m3 HW孔内泥浆的深度(m)，取 41.5m,10-(31.5) 水密性试验方法是把拼装好的导管先灌满水，两端封闭，一端焊接出水管接头， 另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水， 当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压 10 分钟后接头及接缝 处不渗漏即为合格。 导管逐节吊装接长、垂直下放，下放过程中使用专门的吊具和导管固定卡 盘(见图图 5.3.6-45.3.6-4)。导管下放至导管底口离孔底 40cm 左右。 十天高速公路甘肃段 STO1 标 桥梁桩基试桩施工方 案 中交第二航务工程局有限公司 21 图图 5.3.6-45.3.6-4 导管固定卡盘示意图导管固定卡盘示意图 导管下放过程中做好导管分节及实际长度等参数的记录。 导管下放和灌注混凝土过程中，使用专门设计的吊具，该吊具能方便地锁 死或松开导管，提高作业效率 (2)、二次清孔 导管安装到位后，采用测绳和测深锤(4kg)进行沉渣厚度检测(测绳需用经过检 定后的钢尺进行复核标定)。根据终孔孔深反算孔底的沉渣厚度并检查泥浆指标， 如果沉渣和泥浆指标能满足要求，则不需要二次清孔直接灌注混凝土；如不能满足 要求，则立即进行二次清孔(采用导管内下放风管，反循环清孔工艺)，二次清孔后 静置一段时间再进行沉渣厚度检测，当孔底沉渣厚度、泥浆指标满足清孔要求后， 上报现场监理工程师，得到确认后立即进行水下混凝土灌注。 (3)、水下混凝土灌注 钻孔桩采用 C30 水下混凝土。搅拌站按浇筑令生产混凝土，罐车运输至欲灌注 混凝土的桩位处，泵车或拖泵泵送供料完成桩基混凝土的灌注施工。 1)、混凝土基本要求 桩基混凝土配合比设计通过试验室试配确定。砼除满足强度要求外，还需符合 下列要求： 钻孔桩工程采用 II 型普通硅酸盐水泥(PII)，强度等级为 42.5，其质量 符合国家标准通用硅酸