钻孔桩施工方法及工艺.doc

钻孔桩施工作业指导书本标段钻孔桩直径有125cm和150cm两种，长度在1838m之间。距基底30mm 填隐检证报监理审批浇灌基础混凝土基础定位测量放线向监理工程师提交开工报告基坑开挖人工清理基底基底检查、基础放线支立基础模板通过遇岩层，弱爆破图3-3-1 扩大基础施工工艺流程图一、旱干地钻孔桩施工场地平整及钻机就位。进行桩位放样，将钻机运输到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头自由浮动孔内。钢护筒埋置深度以能隔开流塑状地层为主要原则。钢护筒分节加工，顶部和底部各1m范围作加强箍。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒振埋时的阻力。钢护筒运至施工现场后，质监人员须对钢护筒的直径、圆度和焊接质量进行验收，验收合格后方可进行施工。二、浅水区钻孔桩施工浅水区的钻孔桩采用筑岛围堰的施工方法，为防止迎水面边坡受冲刷，采用片石、草袋进行围护，中间用土填充密实；草袋围堰采用双墙围堰，内外墙之间填黏性土，厚度为0.51m,以便更好地起隔水作用。围堰顶宽为2m，内外两侧按照施工规范设一定坡度，内侧底部距钻孔桩边缘2.5m,围堰较高时，每隔45m用短墙将内外墙两层草袋连成一体。草袋围堰见图3-3-2。施工方法：用草袋盛装松散粘性土，土块必须捣碎，必要时过筛。装填量为袋容量的1/21/3，袋口用细麻线或铁丝缝合。施工时要求土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐，以增强围堰的整体性。水中土袋可用带钩的木杆，钩送就位，并按要求堆码，确保围堰的稳定性，提高抵抗外侧水压力的能力。采用双层草袋，中填粘土，则先堆码内外圈草袋，再填筑粘土芯墙。当内外两层草袋堆码一段后，即可进行中间填土，填土工作必须小心进行，不能任意倾填，并应注意填土坡脚至草袋堆码的前端保持2m左右，以免填土超越草袋前端。围堰应符合以下要求：围堰顶面应高出施工期间最高水位0.5-0.7m，以免淹没围堰；平面尺寸要满足施工需要，满足基坑开挖、排水、立模、浇注等施工的需要；围堰内填土要夯填密实，以满足围堰的稳定；要根据当地资源就地取材，以节约材料。埋设钢护筒:岸上基础平整场地或浅水区围堰筑岛后，精确定出桩位，挖坑埋设钢护筒。钢护筒直径为1.45/1.7m，用=8mm钢板在现场卷制成型，护筒2m一节，顶部高出孔外水位1.02.0m，且高出围堰顶面0.3m，护筒倾斜度不得大于1%。钢护筒埋置深度应能隔开流塑状地层为主要原则，具体埋置深度还应满足计算结果，且有安全系数。护筒埋设完后，护筒底部和四周回填粘质土并分层夯实。钻孔施工工艺详见反循环旋转钻机、冲击钻机成孔工艺。三、深水区钻孔桩施工1、钢护筒制作钢护筒直径为1.45/1.7m，比设计桩径大0.2m，用=8mm钢板在现场加工场用油压卷板机卷制成型，板缝进行焊接，并根据所需长度进行拼接。2、吊插钢护筒和钢管桩将制作好的钢护筒运至拼装现场，分节吊装按需要的长度拼接，利用吊机悬挂振动锤进行振动下沉，直至钢护筒达到设计深度为止。吊插完毕后，逐根检查其位置的准确性，若位置错位、偏斜较大，超出规范要求时应重新进行。为保证钢护筒的安装精度，利用导向架对钢护筒进行准确定位，其平面、水平位置要确保准确。导向架采用型钢在岸上制作，通过施工栈桥运至墩位处，用起重机下放并与栈桥联接固定好。四、钻孔桩施工方法、工艺及措施1、反循环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，要将钻杆中心准确对准孔位中心，并保证底座和顶端平稳，钻进中不产生位移或沉陷。开孔前，由质量管理人员验收合格后，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，待泥浆均匀后方开始钻进。钻进过程采用反循环钻进，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，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。泥浆配制：泥浆是钻孔桩施工中护壁、清孔及提高工效的主要手段，它将直接影响钻孔桩施工的成败，因此要配备完好的足够容量的泥浆循环系统，要有造浆、储浆、沉淀、及时清除沉淀物、维持泥浆循环等一系列手段。造浆要选用优质粘土或膨润土，经试验室配比试验确定合理配合比，由拌浆机拌制。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。所有多余泥浆将通过DX-250型泥浆净化器处理，钻渣和废浆外运至指定位置，以免造成环境污染。钻进中应控制水头高度，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。为满足施工使用泥浆要求，有利于施工时的泥浆性能指标，确保工程施工顺利，在泥浆船上设置1个泥浆搅拌站。把泥浆送到振动泥浆筛上，把颗粒大的筛出，装入泥浆运输船，颗粒小的泥浆采用加长回流路径的办法加以去除，这样可保证经沉淀后的泥浆质量符合要求。分离出的钻渣用船运至指定位置倾倒，以免造成环境污染。清孔：清孔的目的是抽换原泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除孔内钻渣，减少孔底沉渣厚度，防止桩底存留沉淀过厚而降低桩的承载力。终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。钻进至设计高程后，可先检查钻杆长度，对钻孔深度进行复核，然后在不起钻的情况下，将钻具提离孔底50cm左右，下测绳对钻孔实际深度进行验证，确认已达到设计要求的孔深后，可起钻停止向下钻进，保持钻头不接触孔底，慢速回转钻具，开始清孔。提钻后，对钻孔的孔径、孔斜进行测量。进行换浆清孔时，应保持一定水头高度，以防止塌孔。混凝土灌注前采用导管进行二次清孔，确保孔底沉渣厚度不超过5cm。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。反循环回旋钻施工工艺见图3-3-3。2、冲击钻成孔钻机就位，泥浆稠度满足护壁要求和孔壁压力，当泥浆量和泥浆的技施工放样钻机就位安放钢护筒验 孔吊装钢筋笼吊装导管二次清孔灌注水下砼泥浆制备泥浆循环桩基检验施工准备钢筋检验钢筋笼制作钻 进清 孔图3-3-3 反循环回旋钻施工工艺框图术指标达到要求时开始钻进。开始钻进要缓慢，采用小冲程钻进，待通过护筒底口后方可正常钻进。钻进过程中要注意取样，根据地层情况及时调整冲程、泥浆稠度，在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时，采用高冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中采用中冲程；在易坍孔或流砂地段采用小冲程，并提高泥浆的稠度和相对密度。在通过漂石或岩层，如表面不平整，先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止斜孔弯孔。钻孔作业分班连续进行。钻进中根据钻进速度及钻碴情况准确判定并详细记录钻进过程地质变化情况。泥浆、钻碴经沉淀池净化处理后排放。排放时不能造成对周围农田及水源的污染，沉淀物用汽车运至指定位置堆放。验孔、清孔：孔底标高达到设计要求后停钻，对孔位中心、孔径、孔深、垂直度、沉碴厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等工具进行检查，经监理工程师签认后，换浆清孔。清孔时，注意保持孔内水头高度，防止塌孔。清孔至孔底沉碴厚度、泥浆质量指标满足规范要求。3、钢筋笼制作、安装钢筋笼根据其长度采用整节或分节在岸上制作后，利用吊机安装到孔内。分节现场安装时主筋采用对焊接头。现场加工制作时在加强箍上等间距标出主筋位置，先将68根主筋依次逐根焊接在加强箍上，形成钢筋骨架，随后将其它主筋均匀焊接到钢筋骨架上，形成整个骨架，最后，将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上。为使钢筋笼与孔壁保持设计保护层，在其上下端及中部每隔一定距离对称等分设置四个蹬筋。根据每节钢筋笼的上下位置布置主筋的接头位置，要求每个接头断面的接头数量不得多于主筋数量的50%，钢筋笼必须严格按设计图纸制作，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣，钢筋笼应符合如下要求：钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接，钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在清孔前进行吊放，分段吊装时，上下节钢筋笼应在同一轴线上，接头必须按50%错开20d焊接。钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于10cm。每节钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用两点吊。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。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同平台垂直，停止起吊。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔。钢筋笼入孔后，应徐徐下放。若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。严禁高起猛落、碰撞和强行下放。吊装下一节钢筋笼到孔位处，两节钢筋笼上下对齐成一直线，主筋上下一一对齐，随后用对焊机进行焊接。钢筋笼全部入孔后，应按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延至孔口定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错位。桩身混凝土灌注完毕，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。4、水下混凝土灌注配合比选定：水下混凝土各种原材料和水灰比通过试验确定，水灰比不大于0.35，配合比中掺入外加剂，坍落度宜控制在1822cm，以保证水下混凝土满足抗弱-中等酸性盐侵蚀的各项性能。初灌量：混凝土灌注采用导管法水下灌注混凝土，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，钻孔桩灌注前，应计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。初灌混凝土后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m，并不宜大于3m。导管要求：导管的内径为300mm，长度一般2m，最下端一节导管长应为4.56m,不得短于4m,为了配备适合的导管长度，部分导管应做成1m或0.5m。导管采用游轮螺母连接，橡胶“O”型密封圈密封，严防漏水。导管初次使用时应做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力。以保证密封性能可靠和在水下作业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为250400mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。混凝土灌注：混凝土在拌合站集中拌合，混凝土输送车运送，吊机配合灌注。灌注水下混凝土时采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。首批混凝土灌注正常后，应紧凑地、连续不断地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。导管的埋深应不小于2m；但最大埋深不宜超过6m。并应在每次起升导管前，探测一次管内外混凝土面高度。特别情况下（局部严重超径、缩径、漏失层等）应增加探测次数，同时观察返浆情况，以正确分析和判定孔内情况。灌注开始后要连续进行，并要尽可能缩短拆除导管的间隙时间。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管接头挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋后，移到钻孔中心。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管。拆下的导管应立即洗刷干净。灌注至接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。连续灌注：混凝土灌注过程中，配备发电机，保证混凝土灌注连续进行，同时应将井孔内溢出的泥浆引至泥浆循环池回收利用，防止污染环境。水下灌注桩的混凝土面应高出设计0.5m1.0m，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。5、成桩质量检验桩基达到设计强度后，即可进行桩头处理。人工凿除桩头，并按设计要求逐根采用无破损检测法对桩基进行整体性检验，检验合格后才能进入下道施工工序。五、钻孔桩施工质量保证措施1、保证成孔质量措施应在桩心距5m内的任何混凝土桩完成24h后，才能开钻；孔位必须准确，孔间距误差不得大于5cm，孔位确定，应经监理工程师认可。开孔时，应保证桩孔垂直水平面。如发现孔倾斜，应从孔口开始纠正，把好开孔关。开完孔后，应根据地层情况，调整参数，以防孔斜。钻孔终孔后，用优质泥浆清除孔内沉碴，保证孔壁稳定，保证导管顺利下入到设计深度。钻孔终孔后，应及时下笼、清孔、浇注。2、保证钢筋笼制安质量措施钢筋材料不得露天堆放，应分门别类，挂好标识牌。制作前进行材检，操作人员挂牌上岗。钢筋应调直后下料，下料时，切口断面应与钢筋轴线垂直，不得有挠曲。钢筋制作时应进行除锈整直处理，整直后的主筋中心线与直线的偏差不大于长度的1%，并不得有局部弯曲。主筋间距必须准确，保证对接顺利。主筋接头应互相错开，保证同一截面内接头数目不大于主筋总数的50%。安放钢筋时，应避免碰撞护壁，采用慢起、慢落、逐步下放的方法，不得强行下插。3、保证浇注混凝土质量措施拌制的混凝土符合防腐蚀混凝土要求，其坍落度在1822cm左右，能保证和易性，不易离析。在灌注过程中，应随时用测锤测定混凝土灌注高度，以控制浇注质量。测量混凝土面深度时，每个测定位置的测点要超过3处以上，并取最深值。拌和好的混凝土在11.5h左右后没有浇注必须废弃，不得使用。钻孔桩灌注混凝土时，第一斗应严格控制混凝土的灌注高度，确保埋管1.5m的高度。正常的混凝土灌注时，灌注导管必须埋入混凝土内至少2m且不超过6m。4、钻孔事故的防治措施在施工中可能存在漏浆、窜水、坍孔的问题。为防止以上问题的出现，在施工中应严密注视孔口泥浆面的变化情况、钻进过程的进尺变化情况，及时发现问题，及时调整泥浆和钻进参数。一旦发生以上问题，可采取以下措施：漏浆、窜水：当见到护筒外水面冒出气泡或浑水，就意味着漏浆已经发生。仅有少量气泡或浑水冒出时，表示漏浆轻微，可以加入适量水泥或其他外加剂，改善泥浆质量，继续钻进；当气泡或浑水大量涌出，漏浆严重时，停止钻进，加震护筒或回填粘土用钻头在孔底捣实；如果离终孔标高已经不远，或回填土量实在太大，可再加入大量水泥或其他外加剂，在尽量保持泥浆质量的同时，密切注意护筒内外自然形成的水位差（严重的漏浆使护筒内外贯通，水头消失），随护筒外水位的