桥梁钻孔灌注桩施工方案.doc

桥梁钻孔灌注桩施工方案桥梁钻孔灌注桩施工方案一、工程概述根据设计图纸，科泰高泾河便桥工程，成孔灌注桩工程共有18根,桩径0.8米，桩长28米，计10根，桩径1.0米，桩长27米，计8根，水下砼标号25，计划进场一台2000型旋挖钻，每2根桩 计划在1天内完成，整桥钻孔桩施工计划用时15天，钻孔桩砼采用商品砼。二、施工组织1、施工供电本工程施工用电主要采用甲方提供总电源，自己安装电表、电箱到工地现场。2、施工供水施工用水采用河水。三、总体施工方案3.1主要施工方法钻孔机械：根据桥位处的地质情况特点，本标段钻孔桩基础采用旋挖钻机，采用泥浆护壁法或护筒跟进法成孔。钻孔施工平台：墩灌注桩采用水上支架钻孔施工，台灌注桩采用陆上支架钻孔施工。泥浆处理：设一个泥浆拌合池和泥浆存放池，将泥浆池布置在施工范围内，循环使用，废弃的泥浆，存于场内的泥浆池内，用泥浆罐车倒运到指定的弃渣场。吊放钢筋笼、灌注桩体水下砼：钢筋笼在现场钢筋加工制作，钢筋笼尽量减少分节，长钢筋笼的接头采用对接焊接，确保连接质量。采用导管法连续灌注水下混凝土，混凝土输送车运输砼、泵车或输送泵灌筑砼。桩基检测：桩基灌筑完毕后，对各墩台钻孔桩采用无破损法逐根进行完整性检测。钻孔桩施工工艺流程见下图。钻孔桩施工工艺流程图搭设支架平台测量放样复核报验泥浆池开挖埋设护筒验收制作泥浆钻机就位开工报告钻孔泥浆循环报验泥浆处理清孔验收钢筋笼制作泥渣清除下放钢筋笼下导管商品砼验收灌注钻机移位检测3.2施工场地、测量放样及护筒埋设3.2.1场地平台钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。一般要求：钻孔桩水上施工平台应符合下列规定：平台座能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及浇筑水下混凝土时可能发生的所有净、活荷载，并保持坚固稳定，同时应满足各项有关施工作业和施工设备安全进、退场的要求。水上工作平台的设置应考虑泥浆的循环、过滤和排放的要求。3.2.2测量放样根据设计、测量和甲方单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。首先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并应设置护桩（护桩应设置在稳定的基础上）。放样结果报监理工程师核查，待监理工程师同意后方可进行下一步施工。3.2.3护筒埋设护筒应设固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁不坍塌等作用。1、一般要求1）、钢护筒埋设应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。深水中的钢护筒要采取防止变形的措施。2）、护筒内径比桩径稍大，但不宜过大，当使用旋转钻机时护筒内径宜比钻头大20cm。3）、护筒顶面高度：护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.5m，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。4）、护筒的埋置深度： 旱地或浅水处，对于粘质土不小于1.0m1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下。 深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m1.5m；河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m1.0m。5）、护筒接头处要求内部无突出物，能够耐压、拉、不漏水。6）、护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1%。2、护筒的埋设和沉入护筒埋设是钻孔施工的首道工序，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水等均对成孔和成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标志的桩位中心，其偏差不得大于5cm，并严格保护护筒的竖直位置。护筒下沉完毕后，测量其中心位置是否正确，护筒是否竖直。3.3泥浆配置及设备泥浆的性能指标对钻孔中的护壁效果和成孔质量有很大影响，在施工中，应严格控制泥浆性能指标。3.3.1泥浆的性能要求泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH值）。各个指标之间是相互影响的。1、相对密度：泥浆的相对密度是泥浆与4时同体积水的质量之比，对钻孔孔壁稳定性有重要影响，在钻孔过程中必须按规定频次进行检测。2、粘度：粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂，阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻碴的能力强。但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻碴不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。此指标是钻孔中检测项目之一。3、静切力：静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。泥浆静切力要适当，如太大，则流动阻力大，流往沉淀池的泥浆中的钻碴不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大，钻进速度降低；如太小，则悬浮携带钻碴效果不好，钻进速度也会降低。4、含砂率：含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵。此指标是钻孔中检测项目之一。5、胶体率：胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻碴的能力高，否则反之。终孔前，此指标是检测项目之一。6、失水率：失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用下在一定时间内渗入地层的水量以ml/30min为单位。7、酸、碱度：以PH值表示，PH值等于7为中性泥浆，小于7为酸性，大于7为碱性。此指标是钻孔中检测项目之一。四、施工工艺控制4.1钻机安装各施工单位应根据地质情况或试桩工艺情况确定保证钻孔质量的钻孔机类型。钻机安装前，应检查钻机平台是否符合平台的设计要求，确保平整、稳固。钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。1、钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。2、钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与转盘中心应在同一铅垂线上。3、应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。4、电力及机械系统运转正常。5、钻机就位后，应测量护筒顶、平台标高，用于钻孔过程中进行孔深测量参考。4.2钻孔4.2.1一般规定1、无论采用哪种钻机钻孔，其钻孔的孔位必须准确，确保初成孔壁竖直、圆顺、坚实。2、 钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。3、钻孔时，起、落钻头的速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。4、钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。5、钻孔过程应做好下列工作经常检查并记录地层土质情况，并与设计地质剖面图进行核对，旋转钻与旋挖钻成孔应根据地质变化采用不同的钻速和钻压。当钻孔地质与设计明显不同时，应及时向监理工程报告，并请设计单位派员进行现场核查或变更。经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，定期测定泥浆的各项指标，并做好检测记录。经常注意检查钻机位置，保持其正确和平台稳固。随时测定孔深、孔径及斜度，若出现异常现象，应及时停钻并采取有效措施处理。终孔时必须经过设计和监理人员到现场进行确可。6、钻孔过程和成孔检查各施工单位应自制专门的探孔器，对钻孔过程和成孔的孔径、孔深及斜度进行检查和验收。一般陆上钻孔桩检孔方法宜采用自制钢筋笼式验孔器，特殊情况下也可采用超声波检测。禁止采用吊线或其它目测手段判断孔径、孔深及斜度。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深及斜度进行检验，填写钻孔检验记录，并应符合下列要求：桩位允许偏差：群桩为100mm,排桩为50mm。孔径：不小于设计桩径。钻孔斜度：1。4.2.2旋转钻机成孔1、正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土、碎石类土及岩石层，但反循环旋转钻机不适用于碎石、卵石直径大于钻杆内径2/3的地层。可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。2、开钻前应在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。当使用反循环钻机钻孔，应将钻头提高距孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应。并应保持护筒内应有的水头，对不同的地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。3、在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。宜选用尖底钻锥中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。4、在砂类土或软土层钻进时容易坍孔，宜选用平底钻头，控制进尺，低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。5、泥浆补充与净化：开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。6、测量：钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。4.2.3钻孔异常处理1、钻孔中发生坍孔后，应查明坍孔位置和原因，依据现场的泥浆指标、护筒埋深、护筒内外压力差、钻进速度、地质、水文情况进行分析处理。坍孔不严重时，可采用提高泥浆性能、适当提高护筒内泥浆标高、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，回填至坍孔处以上12m，待回填物密实后重新钻孔。2、钻孔中发生弯孔和斜孔时，一般可将旋转钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直。如发生严重弯孔、探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。3、发生卡钻、掉钻、埋钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取有效措施，进行处理。在处理过程中，应继续泥浆循环，清除沉淀；保持护筒内泥浆面标高，待钻头松动后方可上提。在有安全措施防护条件下可采用潜水作业处理。4、发生缩孔时，应调整泥浆指标反复扫孔，扩大孔径。5、发生糊钻时，应清除钻头泥包，调整泥浆指标和向孔内投入适当砂。6、发生漏浆时，应调整护筒内外压力差，加大泥浆浓度，和向孔内投入粘土块和小石冲击堵漏。4.3清 孔清孔处理的目的是使孔底沉碴(虚土)厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。1、钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应立即进行清孔。浇筑水下混凝土前的沉渣厚度应满足要求。清孔可选用以下方法：抽渣法适用于反循环旋转钻及反循环冲击钻。换浆法适用于正循环旋转钻孔及冲击钻。2、对大直径或深孔钻孔桩在采用钻机清孔时，待孔底沉淀达到要求后宜静置一段时间再进行一次清孔。3、不论采用何种方法清孔，在抽渣或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位或泥浆面标高。4、清孔应达到以下标准：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渣厚度，柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4.5钢筋笼制作、安装4.5.1钢筋笼制作1、钢筋笼的材料、焊接及机械接头，应具有质量证明书，按规定进行抽验并符合相关技术标准的规定。2、钢筋笼可按设计长度和设备吊装能力，采用整根分段现场制作，保证对接钢筋连接质量。3、对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于18米，以减少现场焊接工作量。现场焊接可采用单面搭接焊或冷挤压套筒连接等规范允许的连接方式。主筋搭接焊时，同一断面内的钢筋接头不得超过主筋总数的50%，两个接头的间距不小于500mm。主筋的焊接长度，双面焊为不小于5d（主筋直径）；单面焊为不小于10d。加强箍筋与主筋的连接应采用焊接。采用机械连接接头的，应在钢筋上标识套筒旋拧到位的直观判断标志。4、钢筋笼制造应在专用台架上进行，下料前，必须先进行拉直，然后对号加工下料，并分类标识排放。钢筋的间距必须至少采用两个间距定型固定架来进行固定，禁止人工手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范误差要求。5、在钢筋笼上端应均匀设置吊点，其吊点应有足够的强度和刚度，保证钢筋笼在起吊时不致变形。6、钢筋笼外侧应对称设置数量足够而牢固的保护层垫块。垫块应采用与桩体混凝土同等级的混凝土预制垫块或塑料成品垫块。7、骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推，也可运输一般长度的钢筋笼。4.5.2钢筋笼安装1、钢筋笼用汽车吊双吊点法起吊，第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口，再起吊第二段，对正位置焊接后逐段放入孔内至钢筋设计底标高，最后将最上面一段的挂环挂在护筒口并将主筋与护筒口焊牢。钢筋笼在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入。钢筋笼从开始下放到混凝土灌注，时间不允许超过4小时。2、吊放钢筋笼入孔时应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔。入孔后不宜左右旋转，徐徐下放并严防孔口坍塌。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁猛提猛落和强制下放。3、在孔口接长钢筋笼时，上、下主筋位置应对正，保证钢筋笼接长后上下段的轴线在一直线上，不得出现转折。无论是接长钢筋笼还是钢筋笼全部节段安装到位，在孔口均应有可靠的支撑及固定。4、钢筋笼吊放入孔后的位置容许偏差应符合下列规定：钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于10mm；钢筋笼底面高程偏差不大于50mm。5、在钢筋笼入孔后，要采取加固措施，防止钢筋笼在灌注混凝土过程中上浮。4.6混凝土浇筑4.6.1一般规定导管技术要求灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力Pmax(即导管总重加管内堵满混凝土重量之和)。4.6.2安装导管导管采用25-30钢管，每节24m,中间节用2m,底节可为4 m配12节11.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，水密试验时水压力不小于井孔内水深的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。4.6.3二次清孔浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于10cm；摩擦桩不大于30cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。4.6.4混凝土配制1、灌注桩混凝土采用商品混凝土。4.6.11桩基施工预防措施1、防止钢筋笼上浮和断桩的措施防止钢筋笼上浮的措施应确保混凝土满足设计和规范要求，改善砼流动性能、初凝时间，必要时可适用缓凝剂增大砼的流动性；检查钢筋笼是否被固定牢固；导管提升时不要太快、太猛，并竖直提升，防止钩挂钢筋笼；钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，可防止钢筋笼上升；当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋骨架底口3m以下和1m以上。当砼面初进入和接近钢筋骨架时，砼的倾倒速度要减慢，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内砼进入钢筋骨架45m后，适当提升导管，减小导管埋置深度，增加骨架在导管口以下的埋置深度，增加砼对钢筋骨架的握裹力。防止断桩的措施灌注混凝土前要很好地清孔，灌注要连续进行，尽可能地减小拆卸导管管节等停顿时间，灌注速度要快；导管埋深不得小于2m，提升时不宜太猛，以免提出混凝土顶面；如遇堵管，要采取适当措施进行处理，不得采用将导管提起的办法处理。2、施工过程中常见意外事件的处理方法坍孔根据以往施工中的经验，钻孔施工中容易产生坍孔，因此在施工中要采取防坍孔的措施，在粘土及卵石层小于3.0m时，将钢护筒直接埋设至基岩顶部。当粘土及卵石层厚度大于3.0m时，钻孔时应控制进尺速度，选用高质量泥浆或较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，并掺入相应的外加剂。冲击钻孔时投入粘土，使粘土膏挤入孔壁起护壁作用。施工中及时采取相应措施后，一般来说不会出现坍孔情况。一旦发生坍孔，将采取以下措施：如发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂砾和粘质土混合物到坍孔处以上1m2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再重新钻进。如果灌注砼过程中坍孔，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。若坍孔不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将砼钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。灌注过程中堵管当混凝土不再下落后，移去孔口漏斗，将冲击钻机对位支立于孔口，使用冲击钻的吊具将漏斗吊起，用钻机的最小冲程给导管施加抖动，同时不断注入混凝土。埋导管混凝土灌注过程中，如果始终保持导管埋深在36m则极难发生埋导管事件，但根据以往施工经验，也有不明原因造成的此类事件发生。使用两台起重能力在25吨的液压千斤顶配以双I56型钢制成的扁担梁将之提出，如导管在砼中的埋深还在3m以上，可按上述办法重新灌注。如果导管已提出砼面，则将砼钻开抓出，同时将钢筋抓出，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。钻孔偏斜A、根据本工程的特点和地质情况会造成钻孔偏斜主要有以下原因：a、在有倾斜的软硬岩石交接处，岩面倾斜处钻进；或在卵石层钻进过程中遇到粒径悬殊较大，使钻头受力不均。b、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。B、预防措施和处理方法a、安装钻机时要使钻机底座水平，起重滑轮缘、卡孔、和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。b、在有倾斜的软硬岩层时，应控制进尺，低冲程钻进，或回填片石、卵石冲平后再钻进。c、在钻孔过程中如发现有钻孔偏斜现象，应停止钻孔，用检孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况，可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重的用砂类土和沙砾石回填到该位置以上1米的位置，待沉积密实后重新钻进。五、施工进度安排 灌注桩开始施工后，在15天工作日内完成。六、质量安全保证及文明施工、环境保护措施6.1质量保证措施严把材料质量关。控制工序工艺流程，步步对照标准，处处对照设计，从根本上为创优打下基础，避免不合格品发生。严格按照设计图要求外购商品砼。作好检验、试验控制，对施工过程随时随机跟踪监控，这是整个工程质量保证体系的核心，更是创优成败的关键。严格执行隐蔽工程签证制度，只有当监理工程师签认后，方可转入下道工序。对关键和特殊的工序，编制详细的工艺细则，做好技术交底。做好原始记录，加强对文件和资料的管理，分门别类建立台账，做到数据有据可查，质量心中有数。砼灌注时，计算好首批砼数量，保证管身不漏气、导管底口封住。正常灌注后，严禁中途停工。灌注时要经常探测砼面的高度，计算导管埋深，指挥导管的提升和拆除，作