钻孔灌注桩施工方案.doc

CRBC INTERNATIONAL CO.LTD钻孔灌注桩施工技术方案1、工程概况设计院下发的“四改六”图纸中，翻身河桥中心桩号K92+057.5，为6-16m，85斜交中桥。该桥基础为钻孔灌注桩，桥墩、台桩基分别为120、140，共计46根。所处区域地面表土层为亚砂土、亚粘土，下部为细砂、粉砂、亚粘土、亚砂土等，详见地质构造图。全桥桩基工程量为：C25混凝土743.1m2，钢筋54196.8Kg。民范中桥中心桩号K92+699，为3-13m,95斜交中桥，该桥基础为钻孔灌注桩，桥墩、台桩基分别为120、150，共计28根。所处区域地面表土层为亚粘土、亚砂土，下部为粉砂、细砂、亚粘土、亚砂土。全桥桩基工程量为：C25混凝土461.4m3，钢筋27970Kg。后续钻孔灌注桩施工均按本施工技术方案执行。2、施工准备2.1、场地平整机械平整施工场地，并满足测量定位放线与桩基施工要求。现场清理过程中，须将桩基础范围内的一切障碍物清除干净，以便于钻机造孔的顺利进行。在施工现场内应铺设场内道路，以满足施工时的材料运输。2.2、材料及试验水泥、粗骨料、细骨料、钢筋等材料准备要充足，到位。相应的水泥强度试验、细骨料的筛分试验、粗骨料的筛分试验、钢筋原材试件、C25水下混凝土配和比试验需自检完成并报监理组和市高指中心试验室批准同意使用。2.3、测量放线专业测量人员根据建设单位提供的设计图和导线网，用全站仪精确放基线、基点和桩位，桩位偏差不得大于10mm，并设置4个保护桩，以便对护筒及钢筋笼校核。然后请监理工程师进行桩位的复测。基准点妥善保护，施工过程中不得破坏。2.4、技术交底施工前，由项目总工负责向各施工队长和分项技术负责人进行技术交底，并组织全体施工人员学习并熟悉施工组织设计、钻孔灌注桩施工方案、施工图纸、技术规范等有关文件和图纸，做到人人熟悉，各负其责。3、施工工艺本标段内根据钻孔桩所处的位置有陆上桩及水中桩两种，根据施工方法分有正循环钻孔及反循环钻孔两种。旋转钻成孔法：有正、反循环回转之分。当泥浆以高压通过空心钻杆，从底部射出，随着泥浆上升而溢出流至井外泥浆池，待沉淀净化后再循环使用为正循环。当泥浆由钻杆外流入井孔，旧泥浆由钻杆吸上排走的方式称为反循环。正循环回转钻适用土层为粘性土、砂性土、砾石卵石粒径小于2cm，含量小于20%的碎石土；适用孔径为0.82.0m，适用孔深30100m。反循环回转钻适用土层为粘性土、砂性土、砾石卵石粒径小于钻杆内径的2/3，含量小于20%的碎石土。适用孔径为0.82.5m，适用孔深小于40m（泵吸），40100m（气举）。潜水钻机钻孔法：利用密封电机、变速机构带动钻头在水中旋转削土，然后同正循环一样，压入泥浆，钻渣随泥浆上升溢出井口。如此连续钻进、排而成孔。潜水钻机钻孔法也有正反循环潜水钻机之分，正循环潜水钻机适用土层为淤泥、粘性土、砂性土、砾石卵石粒径小于10cm，含量小于20%的碎石土；适用孔径为0.61.5m，适用孔深50m。反循环潜水钻机适用土层为粘性土、砂性土、砾石卵石粒径小于钻杆内径的2/3，含量小于20%的碎石土。适用孔径为0.61.5m，适用孔深为小于40m（泵吸），40100m（气举）。各施工工序如下：3.1、埋设护筒根据不同的桩径选用不同直径，厚度为6的钢护筒。根据现场地质情况，采用人工开挖进行陆上护筒埋设，护筒埋设深度为2m，高出地面30。水上护筒埋设采用重压和附壁振动器配合进行，先埋设外护筒，外护筒的埋设位置均应准确，其中心线与桩位中心线允许偏差不大于30。水中外护筒处于水面上且地质良好、不易塌孔时，护筒宜高出施工水位1.0-1.5m；地质不良、容易塌孔时，护筒宜高出施工水位1.5-2.0m；当钻孔内有承压水时，应高出稳定后的承压水位1.5-2.0m；有潮涨潮落时，宜高出最高潮水位1.0-1.5m。内护筒的埋设应与钢筋笼下放同步进行，将其固定在钢筋笼上，根据具体情况底部应低于外护筒底部1-2m。3.2、泥浆调制、沉淀池布置购买粘性较好的不含砂的优质粘性土，制浆时先将粘土加水浸透，用泥浆机搅拌。利用现场条件布置泥浆池和泥浆沉淀池，沉淀池分为两级沉淀，沉淀后的粘土泥浆循环使用，沉淀池的体积不小于3倍桩方量。清孔后的泥浆性能指标如下：相对密度1.031.10，粘度1720s，含砂率2%。现场配备泥浆三件套：粘度计，比重计，砂率计。对于大于1.5m的桩，需要对泥浆进行改性。采用比重低、粘度好、含砂率少、稳定性强、固壁能力高的膨润土泥浆。3.2.1、采用正循环钻机时：砂性土的泥浆性能指标如下：相对密度1.21.45，粘度1928s，含砂率48%，胶体率9095%。粘性土的泥浆性能指标如下：相对密度1.061.20，粘度1622s，含砂率48%，胶体率9095%。3.2.2、采用反循环钻机时：砂性土的泥浆性能指标如下：相对密度1.031.10，粘度1928s，含砂率95%。粘性土的泥浆性能指标如下：相对密度1.021.06，粘度1620s，含砂率95%。（注：相对密度是泥浆密度与4纯水密度之比；地下水位高或流速较大时，取高限。）3.3、钻孔3.3.3、护筒埋设完成，对桩位处地面进行必要的加固处理，保证钻机在钻进过程中不偏斜、不下沉。钻机就位后其底座应平稳、钻架竖直，且保持钻头中心和桩位中心在一铅垂线上，偏差不得大于2。3.3.4、钻孔作业分班连续进行。一班5人，每班6小时作业。3.3.5、按不同孔径选择该孔径的乌钢钻头，进尺时以电流控制进尺速度，电流控制在50A，以避免空钻和硬钻。钻进速度粘土层按1-3m/h进行，砂土层按4-6m/h进行。3.3.6、钻杆预先备在操作平台上，尽量减少钻杆接头时间，减少成孔时间。开钻时以低档慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。正常钻进时应根据地质资料掌握土层变化，派专人捞取渣样与地质资料提供土层相对照，并如实填写钻孔桩钻进记录表，按照土层情况及时调整钻进速度，调整泥浆比重，稠度。钻孔时采用减压钻进，确保成孔有坚实的护壁，防止塌孔。如发现与地质资料不符，及时与监理工程师取得联系。3.4、钻孔中注意事项3.4.1、防止塌孔：塌孔的表面特征是孔内水位突然下降，孔口冒出细密的水泡，出渣量显著增加而不进尺，钻机负荷显著增大等。其原因有下列几种情况：护筒埋置太浅，周围封填不密实而漏水。操作不当，如提升钻头、掏渣、安放钢筋笼时碰撞孔壁。泥浆相对密度小，起不到护壁作用。泥浆水位高度不够，对孔壁压力小。向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁。在松软砂层中钻进，进尺太快。预防与处理措施：孔口坍塌时，可拆除护筒，回填钻孔、重新埋设护筒再钻。轻度塌孔，可加大泥浆相对密度和提高水位。严重塌孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定。提升钻头、下钢筋管架保持垂直，尽量不要碰撞孔壁。在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，且用较好泥浆护壁。3.4.2、防止孔位偏斜偏斜与缩径的表面特征为钢筋笼放不到设计位置。其原因主要有：桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动。土层软硬不匀，致使钻头受力不匀。钻孔中遇有较大弧石或探头石。扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。钻杆弯曲，接头不正。预防与处理措施：将桩架重新安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，检修钻孔设备。偏斜过大时，填入石子粘土，重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降，往复扫孔纠正。如遇有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时用低锤击密，把石打碎。倾斜基岩时，可用混凝土填平，待凝固后再钻。加配重防止钻机在钻进过程中孔位偏斜。3.4.3、卡钻卡钻原因：孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理。钻头被塌孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住。入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形。钻头尺寸不一，焊补的钻头过大。下钻头太猛，使钻头倾斜卡在孔壁上。预防与处理措施：对于向下能活动的上卡可用上下提升法，即上下提动钻头，并配以钢丝绳左右拔移，旋转。上卡时还可用小钻头冲击法。对于上下卡和不能活动的上卡，可用强提法，除用钻机卷扬机提拉外，还可采用滑车组、杠杆、千斤顶等设备强提。3.4.4、掉钻掉钻原因：卡钻时强提强拉、操作不当，使钢丝绳或钻杆疲劳断裂。钻杆接头不良或滑丝。马达接线错误，使不应反转的钻机反转，钻杆松脱。预防与处理措施：卡钻时应设有保护绳才准强提，严防钻头空打。经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。掉钻后可采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥、平钩等工具打捞。3.4.5、扩孔、缩孔扩孔、缩孔原因：扩孔是因孔壁坍塌而造成的结果。缩孔原因有三种：钻锥补焊不及时，磨耗后的钻锥直径缩小，以及地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。预防与处理措施：如扩孔不影响进尺，则可不必处理，如影响钻进，则按塌孔事故处理。对缩孔可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。3.5、清孔清孔的目的是将孔底的钻渣及其沉淀物清除干净，尽量减少孔底沉淀厚度，保证桩的承载力。本工程钻孔桩为磨擦桩，终孔后应及时清孔，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塌孔。钻孔桩的清孔方法有以下几种：抽浆清孔法：常用反循环钻机、空气吸泥机、大力吸泥机或离心吸泥泵进行。清孔比较彻底，适用于各种方法的柱桩或摩擦桩。换浆清孔法：采用换浆清孔的方法进行清孔。先测量孔深，当距孔深还有2030cm时，钻机减速钻进，泥浆泵继续工作，用提前备好的比重小、含砂率低的泥浆进行一次性换浆。清孔后的泥浆要达到：相对密度1.031.10，粘度1720s，含砂率2%。拆除钻杆后用提前做好的检孔器检查孔径、孔形、倾斜度是否符合验收标准，验收合格后认真填写成孔质量检查记录。检孔器的长度标准为大于4倍桩径，直径为略小于桩径。换浆时间根据孔径与孔深而不同，一般为4小时左右。3.6、终孔验收清孔后进行终孔自检，自检合格后请监理工程师验收。其钻孔质量应达到下列要求：孔径 不小于设计孔径（检孔器）孔深 不小于设计孔深（测绳应用标准尺比对）孔位中心 排架桩不大于50mm 群桩不大于100mm倾斜度 不大于1%沉淀厚度 不大于30cm钢筋骨架底面高程 50mm3.7、钢筋笼的制作、安装钢筋笼所用钢材应有产品合格证并现场抽检合格后方可使用。为保证钢筋笼的几何尺寸，钢筋笼制作要在水平的工作平台上进行。螺旋筋先调直后，在特制的转盘上盘绕。主筋上标明螺旋筋点焊的位置，焊接时调整好点焊电流，不要出现虚焊，咬焊现象。在骨架主筋处设置环形砼保护块，梅花式布置，上下间距1.5-2.0m。钢筋笼在钢筋加工场地分段制作，分段长度按起吊能力确定。钢筋在堆放和运输中应保持平直，防止弯曲变形。钢筋笼骨架严格按桥涵工程质量检验评定标准进行验收，验收合格后如实填写桩基钢筋检查记录。钢筋笼安装时应有专用的起吊工具卡，避免钢筋笼起吊变形过大。不允许将偏斜、弯扭的钢筋笼安放到孔内，钢筋笼安装到位后采取吊环固定在工作台上。为保证桩中心不偏位，可在钢筋笼顶加设直径略小于护筒的钢筋箍圈，箍圈四个方向焊接定位钢筋卡在护筒内壁。下钢筋笼配备多台电焊机，并留有备用电焊机。提前备好防雨蓬，保证雨天钢筋的焊接质量及安全作业。3.8、钻孔桩的混凝土灌注混凝土灌注是保证钻孔桩质量的最重要、最关键的工序，必须认真负责地做好各项准备工作。3.8.1、当桩径为1.01.5m时且导管长度1.5m且导管长度为3050m时，通过混凝土数量为25m3/h，选择直径为300mm导管。导管使用前必须进行水密承压和接头抗拉试验，确保导管能正常使用。下放前要对导管进行编号，下放时要避免挂碰钢筋笼。每车混凝土前场均要做坍落度试验，坍落度控制在180-200mm。3.8.2、混凝土拌制很大程度上决定钻孔桩混凝土灌注质量，为确保灌注正常。全线配备6辆砼运输车进行灌注桩施工。采用地泵进行混凝土灌注，同时要具备1台吊车（备用）、一个提升架（备用）。此外还必须做好以下工作。料、水泥及外加剂储备充足，质量抽检合格。拌制机械状态良好，计量准确，并经过试运行，拌制前调试成功并过磅后，请监理抽检。正式拌制混凝土前应按施工配合比进行试拌，检验混凝土的工作性能，及其在一定时间内的坍落度损失。混凝土加缓凝剂。3.8.3、混凝土的灌注采用混凝土地泵或混凝土泵车进行混凝土灌注。为保证混凝土灌注顺利进行，塌落度控制在180-200mm，除了导管安装合格和混凝土生产质量优良外，还应做好灌注工作。导管最下口第一次距孔底深度0.4米左右，导管上口与贮料斗连接处用10mm铁板封盖，待贮料斗内装满混凝土后再拔除铁板，使首批混凝土下落，确保首批混凝土的灌注满足规范要求。导管每拔一次，探测一次混凝土面，确保导管埋深不小于2米，灌注过程中认真填写水下混凝土灌注记录（附：贮料斗容积计算方法）。混凝土灌注过程中还应注意：开始剪球前要有足够的混凝土储备量，灌注用贮料斗容积要保证剪球后导管的埋置深度大于1.0m。剪球前，导管距孔底的高度要适当，一般取3040，过小过大都不利于灌注的顺利进行。正常灌注过程中，导管埋置深度要控制在2.06.0m。发现堵管，要及时分析原因，并备右吊车和吊斗在现场，避免断桩事故发生。灌注混凝土时，孔内渗出的泥浆应引流或泵抽至适当地点处理，以免造成环境污染。混凝土连续灌注直至高出设计桩顶0.81.0m，确保桩头凿除后截面不空心、不夹泥、混凝土强度达到设计要求。混凝土拌制过程中应在后场做三组砼试块，开盘一组，灌注到中部一组，灌注到上部一组。3.8.4、首批混凝土数量按规范要求的公式进行计算：V(H1+H2)D2/4+ (h1)d2/4式中：V灌注首批混凝土所需数量（m3）D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2导管初次埋置深度（m）d导管内径（m）；Hc钻孔内灌注首批混凝土后所需的混凝土面至孔底的的高度；HW孔内水面至首批灌注需要的的混凝土面高度；h1钻孔桩混凝土到达HC时，导管内混凝土柱为与导管外水压平衡所需高度，h1=HWW/C；W桩孔内泥浆的密度（Kg/m3）；C混凝土拌和物的密度（取2.4Kg/m3）。3.9、拔护筒钢护筒在灌注完毕，混凝土初凝后8-10小时拔取。3.10、破除桩头护筒拔除后将桩头上的浮浆和松散部分全部凿除，直至标高符合设计要求和表面无松散现象。桩头凿除后，采用超声波动测法对桩身质量进行检测，确保每根桩的质量符合设计和规范要求。4、施工质量检验标准4.1、桩长达到设计长度，不允许负误差。4.2、桩径达到设计要求，不得出现负偏差。4.3、成桩垂直度控制在1%以内，桩位允许偏差不大于5。4.4、实际混凝土灌注量大于计算值，充盈系数控制在1.151.3。 4.5、混凝土试块抗压强度满足设计要求，对混凝土强度及时汇总分析确保混凝土强度有一定的保证率。5.、雨季施工措施5.1、疏通施工现场内的排水沟，使其与路基外的水沟相连，能迅速排除施工现场内的积水，保持施工现场处于良好状态。5.2、混凝土原材料，特别是水泥、钢筋做好防水、防潮工作，设置遮雨措施。5.3、及时测定砂石材料的含水量，调整拌和设备的加水量。做成千分之三左右的横向坡度，且四周挖排水沟，以利排水。5.4、要提前备好防雨蓬，保证雨天钢筋的焊接质量及安全作业。6、施工注意事项6.1、加强针对紧急事件的准备工作，如发电机、混凝土运输车、各类泥浆泵等机械及设备。6.2、在钻进、下钢筋笼、下导管、混凝土灌注过程中，有经验的施工技术人员要全过程旁站。6.3、认真填写各种原始记录，讲求效率，有条不紊地进行钻孔灌注桩的施工。6.4、工序衔接要紧凑。检孔器、钢筋笼、导管的安放要及时，快速、准确，以保证沉淀厚度不超过设计要求。6.5、 针对设计桩的素混凝土长度计算到钢筋底面混凝土用量，即将接近钢筋笼下口时应放慢速度，保证混凝土位能产生的顶托力不会对钢筋笼产生浮移。在混凝土面进入钢筋笼一定深度后，恢复正常灌注速度。同时要注意混凝土灌注要有连续性，视混凝土输送能力随时调节灌注速度。7、质量保证措施坚持“百年大计，质量第一”的原则，视工程质量为企业的生命，认真按照设计图纸和施工技术规范组织施工。7.1、建立健全质量保证体系，确立质量终身责任制，与班组和分项工程质量负责人签定质量责任状。7.2、建立奖罚制度，做到优质重奖，劣质严惩，加强全体施工人员的质量意识。对于最后评为优良工程的予以奖励，对于不合格工程责令返工，并予以处罚。7.3、执行三检制。在工序自检合格的情况下，由现场施工作业队自检。自检合格后，由项目部质