钻孔桩的钻进、清孔、浇筑工艺.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除白土岗子中桥钻孔灌筑桩施工工艺一、编制依据（1）施工图设计资料；（2）项目部编制的施工组织设计；（3）铁路桥涵施工规范（TB10203-2002）；（4）铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415-2003）。二、工程简介本单位工程位于陕西省定边县堆子梁镇境内，铁路跨越郝堆公路，为316m钢筋混凝土梁桥。基础钻孔桩共有36根，长度34m-37m不等。地质复杂，多为软弱地基层，在钻进施工中极容易出现坍孔、漏浆等事故。三、钻孔灌筑桩施工方法及施工工艺流程根据本工程地质情况，采用两台回旋钻机进行施工。 1、准备工作 首先进行场地的清理和整平工作。平整场地、整修道路，根据桩顶设计标高、自然地面高程，人工配合机械平整场地。清除表面软弱层，整平夯实，为钻机提供一个牢固的基础，确保钻机在施工过程中保持稳定。水中筑岛面层要整平、夯实。选择适当位置设置泥浆池、泥桨循环池、沉淀池，陆地桩泥浆池设置在红线范围内墩台附近，坡上、水中桩设置在河滩空地上。废浆用泥浆罐车运至指定地点存放，避免随意排放对环境造成污染。根据布设的测量网，采用全站仪定出各钻孔桩的中心位置，根据中心桩位放设十字护桩，并用水泥砂浆加固，以便随时利用交汇法交出桩中心位置。2、 护筒设置钢护筒采用钢板卷曲成型，孔径比设计桩径大2040cm。为增加刚度，防止变形，在护筒上、下端和中部外侧采用22钢筋箍围焊加强。护筒采用人工挖埋法埋设，随桩基施工完毕拆除，重复使用。开挖基坑，埋设钢护筒，四周用粘土填塞紧密，确保护筒位置的准确及稳定。护筒的顶端高出地面50cm，由于筑岛比水面高2m，满足护筒顶高出施工水位2m的要求。护筒埋设深度不小于2m，水中桩护筒埋设深入河床面以下1m左右。护筒埋设时，护筒中心线对准测量标定的桩位中心，并严格保持护筒的垂直度；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。3、 钻机就位钻机就位后对其机具设备进行仔细的检查、维修并进行试运行。安装钻机时应使底座和转盘水平，钻杆和护筒中心在一条垂线上，基础稳固，若有偏差进行调整以免钻机产生位移或沉陷。开钻前检查是否有弯曲钻杆，弯曲的钻杆不得使用。4、 泥浆制备及泥浆循环设施采用钻孔泥浆护壁。泥浆选用优质粘土，现场试验检测泥浆指标，若泥浆指标不合格，应予以调整。泥浆性能指标如下：泥浆比重：正循环钻机一般为1.11.3，本桥地质以粉砂、细砂为主，钻进过程中泥浆比重宜稍偏大。粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。钻孔过程中，护筒内泥浆应始终高出孔外水位11.5米。对于易坍塌的地层，应适当调整泥浆的各项性能指标，确保不塌孔。在钻进过程中，根据实际地质情况，及时调整泥浆的比重以利钻进和护壁。在施工中为保证不因孔内泥浆的比重和高度影响成孔速度和成孔质量，设蓄浆池和沉淀池，以S形循环槽连接，以利于钻渣沉淀。钻进时，从泥浆制备池中抽取泥浆至井孔，待灌注混凝土时将泥浆抽回到泥浆沉淀池中，经沉淀除砂后排至泥浆制备池。5、 钻进成孔新的钻孔桩的施工应在邻近中距5米内的钻孔桩完成后24小时后才能开始，以免干扰邻近桩混凝土的凝固，施工过程中采取隔行跳钻。校正桩位后将钻机就位，桩机安设应稳固。连接好循环系统，开动泥浆泵循环2-3分钟，待泥浆均匀后，开动钻机，开孔时，应采用减压钻进，即钻机卷扬机承受部分钻头和钻杆重力。待钻头全部进入护筒以下地层后，方可进入正常施工阶段。在护筒刃角处应低压慢速钻进，使刃角处地层能稳固支撑护筒。在钻进过程中，按照抽检频率检查泥浆指标情况，确保不塌孔；做好钻孔原始记录，经常注意土层的变化，在地层变化处取样渣，判断土层，记入记录，每次渣样编号保存，直到工程验收。如果发现地质情况与地质勘探报告不一致，应及时报告监理和设计部门，以便采取措施，钻孔过程中，始终保持孔内泥浆水头，及时连续补充泥浆，保证泥浆具有足够的比重、粘度，防止出现塌孔现象。经常检查钻头直径，发现磨损小于设计桩径时及时修补；检查回旋钻机顶端的起吊滑轮缘、钻盘中心和桩中心在同一铅垂线上，钻机底座是否水平，以保证桩身垂直度；对于容易缩径的土层，要采取中等钻速，大泵量，稀泥浆的钻进方法。对于容易塌孔的砂土层要采取较大密度和粘度的泥浆，以提高泥浆悬浮、携带砂粒的能力，同时控制进尺，轻压、慢速、大泵量、稠泥浆钻进，成孔后要减少孔口作业时间，尽快浇注混凝土。为避免钻孔内泥浆柱的静压力而产生负压差，造成缩径或塌孔，每钻进一根钻杆之前，提升钻具至打完的钻杆长度后，以2-4米/min的速度下沉到底，这种做法俗称“划眼”。经确认不至于放钢筋笼而造成障碍和不缩径后，继续加入钻杆正常钻进。施工作业分班连续进行，不允许中途停顿。如因故必须停止钻进时，不允许将钻头停在孔底，以免沉渣埋住钻头。施工若出现漏浆现象的处理方法：产生漏浆，不能保持孔内水头时，首先应集中力量加水，保持水头不下降。属于护筒漏浆时，用粘土在护筒周围填土加固，漏浆严重时返工重埋护筒。井下漏浆时，用泥膏填到不漏浆为止，并改进泥浆指标。6、 检孔及清孔钻孔至设计标高后，使用直径和孔径相同、长度为4倍孔径、用级钢筋制作的检孔器吊入孔内，检查孔径大小及垂直度等，得到监理工程师同意后采用换浆法清孔，清孔后，以开口铁盒检查泥浆。清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。孔内沉淀指标应达到规范规定标准。清孔时，保持孔内水位在地下水位以上1.01.5m防止坍孔。7、 钢筋笼制安 （1）钢筋笼加工使用的所有钢筋应具有出厂日期和质量证明书，检验合格后才能使用。制作前先将主筋调直，清除钢筋表面油污和杂物等。钢筋下料要准确控制下料长度。钢筋笼制作采用钢筋加工场地集中制作，每节长度不大于18米，对于大于18米的钢筋笼分节时应考虑主筋接头按规范要求错开，对接端预留一段螺旋筋不绑扎。现场焊接宜采用单面帮条焊接。钢筋笼采用“箍筋成型”法制作。即先在箍筋圈上标出主筋位置，再在主筋上标出箍筋位置，然后在工作台上放好主筋长度范围内的全部箍筋圈，按上面的标记对准位置，依次扶正箍筋逐根焊好。桩基主钢筋笼各段之间主筋采用焊接，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，加强筋弯制成型后点焊待加强筋和主筋连接成一个整体后再施焊，加强筋点焊后必须用扳手消除弹性变形。单面焊时焊缝长度大于10D，双面焊时焊缝大于5D，要求焊缝饱满，焊缝深度和宽度满足规范要求。焊工必须持证上岗。钢筋骨架保护层的设置方法：钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”或转动混凝土垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置8个。见图4。钢筋笼在制作时要在平整的场地上进行，钢筋加工地坪应用混凝土施工，以保证制作的钢筋笼的整体直度和主筋焊接接长时的对位。用自制平板拖车托运至孔位处，吊装入孔，在井口焊接接长。钢筋笼加工时在钢筋笼内部隔一定距离设置十字撑，以提高钢筋笼的整体刚度，防止钢筋笼在加工和运输过程中的变形。4.515910910钢筋耳朵砼垫块图4：钢筋骨架保护层示意图（2）钢筋笼安放钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在骨架内加强焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或钢管（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。 钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距10mm；箍筋间距20mm；骨架外径10mm；骨架倾斜度0.5；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程20mm；骨架底面高程50mm。表4：钻孔桩钢筋骨架允许偏差序 号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%8、 导管安装与二次清孔钢筋笼下放到位固定后，立即安放导管。导管采用钢管制成，接头为快速螺纹接头。导管要求采用钢导管灌注，采用导管内径2030cm。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1.3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p的1.3倍，p=rchc-rwHw。式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的比重（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。导管中间节长宜为2m，底节长4m。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。混凝土导管安放完后，若孔底沉碴厚度不满足设计要求，利用导管进行二次清孔，使沉碴厚度、孔内泥浆性能满足设计及规范要求。浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于30cm。清孔根据实际地质情况时及时向护筒内补充清水或优质泥浆，确保护筒内水头，并取样检测，经监理工程师现场检验合格后，立即拆除吸泥弯头，开始准备浇筑水下混凝土。9、 水下混凝土灌筑水下砼标号为C30，砼根据设计配合比由红柳河、黄梁两个砼搅拌站集中供应，用混凝土搅拌运输车运输，三角支架配料斗、吊车配合灌注。首批封底混凝土采用大容量料斗灌注(混凝土量经过计算确定，满足导管初始埋置深度)。在浇注砼前，应在料斗口下导管内放置钢板，用铁丝固定于料斗口，并用钢盖板封住料斗底口。待料斗装满砼后，拉开封口钢板，使砼自由下落。首灌注砼量根据桩径计算，应确保将导管埋深不少于1m。封底成功后改用小容量料斗进行连续灌注，直至完成整根桩的浇筑。在混凝土浇筑时保持护筒内泥浆面高于水位2m左右，随时测量混凝土面的高度，正确计算导管埋入混凝土深度，正确指挥导管的提升和拆除，导管埋深严格控制在26m范围内。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。为防止断桩，灌注中始终保证孔内水头高度和导管足够的埋深，保证连续灌注，控制好砼的坍落度和级配及骨料粒径。设专人用测锤测量砼顶面高度，计算出导管埋深，以确保提管时导管埋入混凝土内的深度在13m，桩身较长时，可适当加大。导管提升时，保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管挂住钢筋骨架，可转动导管，使其脱离钢筋骨架后，移到钻孔中心。在灌注过程中，防止砼拌合物从料斗顶溢出或从料斗外掉入孔内，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，混凝土表层松散，使得测深不准。混凝土的灌注过程，设专人记录灌注时间、砼顶面的深度、导管埋深、导管拆除时间以及发生的异常现象及处理方法等资料。灌注完毕时桩顶标高应高出设计标高1m以保证桩顶混凝土强度，多余部分在承台施工前凿除。10、桩基检测根据规范和设计要求, 桩基混凝土达到七天以上强度，在承台基坑开挖后，采用手风钻破除桩头，截面处采用人工凿平。按要求进行桩基检测试验。桩长超过50m的应埋设超声波检测管，检测