桥梁岩溶区钻孔桩施工方案.doc

南山跨319国道特大桥岩溶区深孔桩施工方案1、编制说明1.1、适用范围适用于赣州至龙岩铁路扩能改造工程GL-5标段南山跨319国道特大桥所有岩溶区钻孔桩施工。1.2、编制目的为确保中铁五局赣龙铁路扩能改造工程GL-5标桥梁二项目部南山跨319国道特大桥岩溶区钻孔桩施工的顺利进行，确保岩溶区钻孔桩砼顺利灌注及保证钻孔桩成桩质量，特编制本施工方案。1.3、编制依据（1）高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设2010-241号）（2）铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设2010-241号）（3）铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）（4）铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009/J946-2009）（5）铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB104152003）2、工程概况2.1、线路概况南山跨319国道特大桥位于福建省龙岩市新罗区小池镇境内，桥梁施工里程：DK258+991.2-DK260+074.41，桥梁全长1083.21m，桥梁中心里程：DK259+532.805，全桥孔桩共319根，孔桩全长12295m ，墩台身共32个，其中熔岩区孔桩27根1550米，孔跨布置采用24-32m后张法预应力混凝土简支T梁+1-（40+72+40）预应力混凝土连续梁+4-32后张法预应力混凝土简支T梁。2.2、工程地质情况2.2.1.工程地质条件桥址区的岩土层按其成因分类主要有：第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土、中砂、粗圆砾土、卵石土；第四系全新统坡残积层（Qel+dl）粉质黏土、碎石土、块石土、粗角砾土；二叠系下统毛口组（Plm）灰岩，印支期（51）花岗岩，构造角砾泥（F）。2.2.2.不良地质和特殊地质1）不良地质DK258+630DK258+782溶岩较为发育，岩石常见溶隙、溶沟、溶槽、溶洞。溶岩区覆地层为粉质黏土、含角砾粉质粘土，由于地下水位较高，第四系地层多受地下水影响，强度较低，且大多数溶洞埋深较深，顶板较薄。2）特殊岩土桥址区内见松散黏土及软塑粉质黏土分布，填土出露范围为：DK259+753.02DK259+914.3m，层厚0.403.30m。软塑粉质黏土出露范围为：DK259+312.1DK259+375.1m、DK259+471.8DK259+520.6m、DK259+576.17DK259+619.4m层厚1.05.0m。其工程性质较差，易产生过大、不均匀的沉降，对桥的设计和施工有一定影响。2.3、水文地质水文地质特征及评价桥址区地表水主要为山区河流，雨季水位高，地下水主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及构造水。桥址区洼地地下水位埋深0.08.0m,稳定水位标高：531.46-539.50m。桥址区地表水无化学侵蚀性，地下水DK235+334.5DK235+590（即赣州台-6#墩）无化学侵蚀性，DK235+590DK235+657.32（即7#墩-龙岩台）有酸性侵蚀，化学作用等级为H1，且有二氧化碳侵蚀，化学作用等级为H1。根据氯离子含量判定，地下水、地表水均无氯盐侵蚀。2.4、工程特点2.4.1、钻孔桩长度大南山跨319国道特大桥岩溶区钻孔桩长度大。22-5#设计桩长80.5米，22-3#设计桩长78.5米、22-2#设计桩长74.5米、22-2#设计桩长77.5米、加上空钻部分，最大钻孔桩深度达85米。2.4.2、溶洞多，高度大，连通性强桥址区岩溶较为发育，岩石常见溶隙、溶沟、溶槽、溶洞。钻探揭露，在已钻的90个钻孔中，溶洞总数42个，见溶洞的钻孔24个，钻孔见洞率26.67%。洞高大于10米的有5个，5.0-10的有5个，2-5米的有10个，余为0.2-1.9米。钻孔揭露可溶岩总进尺621.76米（含溶洞深度），见溶洞总深度169.72米，钻孔线岩溶率27.3%。其中最大洞高达16.56米。无充填物溶洞16个，全充填溶洞6个，充填物主要软塑-硬塑粉质粘土，细角砾土及砂类土，含有少量灰岩碎石。2.4.3、施工风险高 桥址位于岩溶区，最大钻孔深度达85米，施工风险高，钻孔过程中，容易导致塌孔，偏孔、卡孔、掉钻、断桩、钻机倾翻，地表塌陷等安全质量事故，安全风险高。2.5、岩溶区孔桩主要工程数量部位桩径桩基编号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#21#墩10040406156.536.541.561.541.541.562.559.522#墩1255874.578.55380.5515177.523#墩12548.564.568675053.564683、拟采取的施工方案3.1、总体施工方案南山跨319国道特大桥岩溶区孔桩采用冲击钻进行施工，采用回填法及注浆法进行溶洞处理。3.2、工期安排序号部位工期备注210#台2012年8月1日-2013年2月30日221#2012年9月1日-2013年5月31日232#2012年7月25日-2012年12月25日4、详细的施工工艺及方法根据工程地质资料和土、溶洞分布情况，合理地安排钻孔桩的施工顺序，尽量避免各孔施工的相互干扰或“串孔事故”的发生。事先研究并制订有针对性的处理对策，用以指导施工。4.1、溶洞处理一般，根据土（溶）洞的洞高和充填情况，主要采用回填法及注浆处理方法。4.1.1、回填法（1）施工方法回填法主要适用溶洞高2m以下、充填或半充填的土（溶）洞，或高度1m以下无充填的溶洞。当冲孔穿透土洞或溶洞顶板后，溶洞出现漏浆现象，或通过钻进尺速度可以证明以及进入溶洞区，立即提出钻头，立即抛填片石（碎石）、粘土、水泥等填充料，然后小冲程，慢慢施工，从而将填充料挤压入土（溶）洞，形成桩孔护壁。回填填充料的各种材料的比例要按工程地质勘察所探明的土（溶）洞内充填物的种类来具体确定。不同的土（溶）洞回填物的组成比例（按体积比）见下表。土、溶洞充填物种类块石：粘土：水泥备注可塑粘性土4：1：0分层抛填可塑粉质粘土3：2：0.5散装水泥直接抛填不可塑粘性土或粉质粘土1：4：1水泥整包抛填砂及粘性土3：1：2散装水泥直接抛填水2：2：1水泥整包抛填为了确保环形护壁的稳定，这种回填、挤压需经过34个循环。如果在回填过程当中，若出现孔内泥浆漏失，应及时补充泥浆，防止发生塌孔事故。回填法施工示意图（2）施工工艺流程图高冲击频率、低冲程在溶洞顶板冲击发现溶洞，提出钻头抛入片石、水泥、粘土反复抛填冲击直至孔内水位不下降、穿过溶洞出现漏水继续漏水岩溶区钻孔回填法施工工艺流程图 （3）使用回填法时候，钻机施工穿越岩溶区溶洞顶板时，提高钻孔频率，降低钻机冲程，以此方法穿越溶洞顶板，进入溶洞区，仔细观测孔口水位，立即将冲击锤提出孔口，立即回填碎石（片石）、水泥及粘土，直至泥浆溢出孔口，观测孔内泥浆水位变化，如果水位下降，将继续回填片石、水泥、粘土等。重复几次，直至水位不再发生变化，此时溶洞填充密实。4.1.2、注浆法注浆法主要用于3m以上的溶洞的处理，属于复合地基化学加固处理法之一。注浆法它是目前一种比较先进的注浆工艺，其适应性强，对于砂层、粘土淤泥层系均能达到较好的注浆加固效果。 1）施工工艺流程图钻机与注浆设备就位钻 进钻孔检查注 浆验证钻孔、物探、注水试验试泵孔深、孔位、浮渣不合格定孔位安装注浆管和止浆塞压水试验浆液配制拨管岩溶注浆工艺流程图室内配比试验试注浆确定相关参数结束合格不合格2）施工方法（1）钻注浆孔根据地质情况在每一根桩的中心位置钻注浆孔，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。钻孔施工方法如下：钻机采用地质钻机。开孔采用108mm岩芯管开孔，钻进分层采样，直至钻入基岩面0.5m以下后，下108mm套管，并嵌入基岩；套管露出地表0.20.5m。用75号水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围串出，影响注浆效果。待固结套管水泥初凝后，继续钻进，循环水采用清水。根据取出的岩芯确定岩溶发育特征。洗孔后按要求做注水试验，拧上孔口盖。（2）压浆压浆设备主要为搅拌机、注浆泵。在压浆前先进行注水试验，确定单位长度吸水量。浆液选用石粉水泥浆,用42.5级水泥,石粉水泥浆配合比为水水泥:石粉=110.8。压浆时注浆压力不宜太大，控制在0.51.0MPa范围,具体压力值由现场试验确定。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的单位注浆量、注浆压力控制值为止。注完一个孔后,继续对其余孔进行注浆,后注浆的压力必须调高，最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。注浆完后采用钻孔检查，检查孔数为5%，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。注浆完成等浆液凝固到一定强度后即进行钻孔桩的施工，施工按常规钻孔桩施工方法。（3）在经过处理后的岩溶处成孔时，成孔方法基本上与普通石质地层成孔方法相同。成孔时应注意以下几点：成孔必须待注浆凝固、强度达到要求才能进行，岩溶注浆处理一般等待时间为10左右。为防止意外,冲孔前应有备用措施。备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土，依靠冲挤在溶洞内形成粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使冲钻顺利进行。接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆浓度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。4.2、钻孔施工方法及要求钻孔桩施工工序为：施工准备测量放洋泥浆制备钢护筒埋设钻机安装钻孔施工钢筋笼安装混凝土灌注。4.2.1、工艺流程 施工工艺流程图如下页：下一道工序砼搅拌、输送成桩、养护及桩身质量检测填写灌注记录、制作试件混凝土浇筑安放钢筋骨架钢筋骨架分节制作、验收安 放 导 管监理验收第二次清孔、验收导管制作及水密试验钻机就位、对中校正泥 浆 制 备掏 渣 取 样填写钻孔记录成孔检查、验收测孔径、孔斜、孔深复核孔位，监理认可钢 护 筒 埋 设测 定 孔 位钢护筒加工、准备平 整 场 地钢筋进场、检验钻 孔原材料进场检验、配合比设计第一次清孔桩 位 复 测测量沉渣厚度钻孔桩施工工艺流程图4.2.2、平整场地钻机底座须为与坚实地基上，以免施工过程中发生不均匀沉陷而造成孔位偏移。（1）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台。（2）在淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工。平台须坚固稳定，能支承钻机和完成钻孔作业。（3）制沉淀池和泥浆池，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。4.2.3、测定孔位确定钻孔桩位：按照控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固十字护桩，以便经常检查钻孔偏位情况，经监理复核无误后方可进行孔桩施工。4.2.4、埋设钢护筒护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。埋设护筒时，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。4.2.5、钻机就位、对中校正（1）安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，在钻进中不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧。钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。经质检工程师检查并报监理工程师检查合格后方可开钻。（2）选择适宜地层的配套钻锥和钻孔事故处理的配套机具，接通水电供应，备好造泥浆粘土和泥浆池。（3）调整钻机，使钻锥起吊滑轮缘，钻锥中心和桩孔中心三者在同一垂线上，稳定好钻机和扒杆揽风绳。（4）钻机钻孔时，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，钻进过程中取碴和停钻后，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黏度。（5）开钻前，需要对桩位重新进行复测，复测无误后，方可开始施工。4.2.6、钻孔4.2.6.1、开挖泥浆池及泥浆的制备选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆池旁边设置沉淀池，泥浆池作为泥浆拌制、循环、再生产所。泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆的制备：由于溶洞充填物复杂，施工应加强泥浆护壁外。在配制优质泥浆护壁的同时，还要选用烧碱、水泥、锯木屑、片石、草袋等混合材料，以加强泥浆护壁效果及形成溶洞孔壁封闭环。各种材料的选用和使用要求如下：、粘土和泥浆。优质的泥浆要求有水化快、造浆能力强、黏度大、含砂率低的粘土，其技术指标是：胶体率95%；含砂率小于4%；造浆能力大于25L/kg；塑性指数大于18。为改善粘土技术指标，提高泥浆性能，可在黄土中掺入20%的观音土。水泥。使用水泥是为了提高泥浆黏度，增强护壁能力，防止坍孔、漏浆和提高PH值，一般按粘土重量的1/8-1/5掺入。烧碱。按粘土重量的2%-3%掺入。锯木屑。在黄粘土中掺入其体积10%的锯木屑，可提高泥浆的悬浮能力。处理溶洞漏浆、流沙及易坍地层和清孔均可使用。片石。溶洞造壁和加固孔壁使用。一般为不大于15厘米的坚硬石块。草袋。为保证溶洞中堵漏和造壁效果，需要用草袋装入粘土、烧碱、水泥、锯木屑等混合材料直接沉落孔底。膨润土造浆配合比（单位：kg）原料名称淡水粘土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比10084粘土的0.010.05%粘土的0.30.5粘土的0.10.3泥浆的0.003%试验确定不同地层下泥浆的性能指标要求地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（pH）亚砂土1.201.45192896154235911淤泥质亚粘土1.201.35192896154235911粘土1.051.15182295204312.5911亚粘土1.051.15182295204312.5911细砂1.201.45192895204312.5911粘土、亚粘土1.051.15182295204312.5911泥浆比重：当使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重可为1.11.3；使用实心钻头时，孔底泥浆比重不宜大于：岩石1.2，黏土、粉土1.3，坚硬大漂石、卵石1.4。黏度：入孔泥浆黏度，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。4.2.6.2、钻进根据本标段的实际情况，采用十字形钻头进行钻孔。开始钻孔时，应采用小冲程开孔，使初成孔坚实、坚直、圆顺，能起导向作业，并防止孔口坍塌。当钻进深度超过钻头全高加正常冲程后，方可进行正常的冲击钻孔。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。当钻孔快到溶洞顶板时候，冲孔穿透土洞或溶洞顶板后，溶洞出现漏浆现象，或通过钻进尺速度可以证明以及进入溶洞区，立即提出钻头，立即抛填片石（碎石）、粘土、水泥等填充料，然后小冲程，慢慢施工，从而将填充料挤压入土（溶）洞，形成桩孔护壁。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1.52.0，在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时孔内补水和泥浆，保持水头高度和泥浆比重及黏度。钻进过程中，钻头起落速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。钻进过程中，应勤松绳、适量松绳，不得打空锤；每钻进1-2m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，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。每次松绳量应根据地质情况、钻头形式和钻头重量决定。钻孔作业应连续进行，因故停钻时，应将钻头提高孔底5m以上，孔口应加护盖。为防止冲击振动邻近孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土强度达到5MPa后方可施钻。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检查，按实测填写钻孔记录表。钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨损超过15mm时，应及时更换修补；更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常方可放入新钻头。4.2.7、成孔检查、验收当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔斜等进行检查，检查方法采用笼式测孔器。或者采用超声波桩孔检测仪（K-400型侧壁仪）对孔深、孔径、孔斜和孔底沉渣量进行检查，确认满足设计要求后，方可进行孔底清理和浇筑水下混凝土的准备工作。4.2.8、第一次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。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔斜进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。清孔方法如下：1） 掏渣法钻孔桩成孔后，首先采用掏渣筒进行掏渣，从而减少桩底沉渣及减少清孔时间。2）换浆法清孔掏渣完成后，采用泥浆泵换浆法进行清孔，直至孔内泥浆指标满足要求才下钢筋笼。3）泥浆分离器配合处理泥浆对于岩溶区所有孔桩，采用泥浆分离器进行处理泥浆，泥浆充分净化，有利于控制泥浆的性能指标，减少卡钻事故，提高造孔质量，对土渣的有效分离，有利于提高造孔工效，泥浆的重复使用，有利于节约造浆材料，降低施工成本，泥浆的闭路循环方式及较低的渣料含水率有利于减少环境污染。在清孔过程中，从孔内返回的泥浆压力和离心力的作用，使较粗的固相颗粒从泥浆中分离出来，并经过筛、岩粉、砂、钙质结合物等固相颗粒与泥浆分离，通过这一整套连续过程使泥浆达到净化。使用泥浆分离器后，经处理后进入孔内循环利用的泥浆，提高泥浆的悬浮能力，从而加快进尺，减少重复钻进，缩短清孔时间，而且质量和安全都得到保证。钻渣采用泥浆车拉出施工现场，到专用场地进行倾泄。4.2.9、钢筋笼制作、安装1）、对于孔深较大的桩基，钢筋笼分节进行制作，一般一节钢筋笼控制在12米左右，在下钢筋笼时根据设计图纸要求采用双面搭接焊。2）、制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。3）、钢筋骨架保护层的设置方法：钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，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。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度可用转动混凝土垫块，如图示。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4-6个。4）、骨架的运输无论采取何种方法，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。5）、骨架的起吊和就位钢筋笼制作完成后， 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，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，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+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，可用型钢（工字钢）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。4.2.10、安放导管1）、导管水密试验（1）现场施工导管内径300mm，壁厚8mm钢导管，导管箍圈连接，塑料垫圈密封。施工前，检查每节导管有无明显孔洞，每节导管密封圈情况，如果破旧或损坏，立刻停止使用。（2）选择场地，使导管在地面上平整对接，对接时候将导管编号。（3）将导管两端安装密封装置，密封装置采用既有试压套，在试验封闭两端安装进水孔，安装时使两孔位于管道的正上方，以便注水时空气从中溢出。（4）安装水管向导管中注水，注水至另一端出水时停止，并保证导管内注水量在70%左右。（5）将注水管一端封闭，另一端与空气压力机连接，检查导管连接处密封安装情况，检查合格后，压风机冲压1.755MPa,保证压力15分钟，检查导管接头处溢水情况，完毕后，将导管翻转180度，再次试压，合格后方可使用导管。2）、安装导管导管采用30cm，每节23m,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，试压力为孔底静水压力的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。4.2.11、第二次清孔由于安放钢筋笼及导管准备浇筑水下混凝土，这段时间的间隙较长，需要二次清孔。1） 换浆法对于孔桩桩长小于50米的孔桩采用换浆法进行清孔。孔底产生新碴，待安放钢筋笼及导管就序后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，利用泥浆泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。2）气举法清孔对于桩基深度大于50米孔桩，采用气举法进行清孔。气举反循环清孔是利用空压机的压缩空气,通过安装在导管内的风管送至桩孔内,高压气与泥浆混合,在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物,浆气混合物因其比重小而上升,在导管内混合器底端形成负压,下面的泥浆在负压的作用下上升,并在气压动量的联合作用下,不断补浆,上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升,从而形成流动,因为导管的内断面积小于导管外壁与桩壁间的环状断面积,便形成了流速、流量极大的反循环,携带沉渣从导管内反出,排出导管以外。(1)空压机一台,空压机的风量12m3/min;(2)风管一套,送风管(水管)直径25mm,浆气混合器用直径25mm镀锌管制作,在1m左右长度范围内打梅花孔,孔距30mm的左右打直径8mm孔,下端用钢板封堵。(3)导管上部增加三通一套,上端插入风管,下端连接导管,侧面排渣,排渣管不宜太小。气举反循环清孔示意图（4）气举反循环清孔工艺流程导管下放深度以出浆管底距沉淤面300400mm为宜,风管下放深度一般为孔深的2/3。导管下放完毕后先使用正循环,清孔15分钟左右;同时准备风管。孔口放置沉渣池,将沉渣排入此处,泥浆流入孔内,防止沉渣又留回孔内。在清孔过程中,特别要注意补浆量,严防因补浆不足(水头损失)而造成塌孔。当孔底沉渣较厚、块度较大,或沉淀板结时,可适当提升导管,并上下摇动,以利排渣,必要时使用榔头敲打三通接头,防止堵塞。随着沉渣的排出,孔底沉淤厚度较小,导管应同步跟进,以保持管底口与沉淤面的距离。根据钻探水力学原理,泥浆在钻孔内的上返速度是钻渣颗粒群悬浮速度的1.21.3倍,即Va=(1.21.3)Vs。反循环清孔至钻渣在导管内运动,使形态各异的钻渣群在有限的空间做悬浮运动,上升速度较快。由于返浆速度较大,粒径1030mm的石块也能被清运出来。清孔应符合下列标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm的颗料；泥浆比重不大于1.1；含砂率小于2%；黏度为1720s；浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于30cm。否则应进行二次清孔。4.2.12、灌注水下砼1）、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p的1.5倍，Pmax=1.5(rc hc-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），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。施工前，必须保证导管能够承受足够的压力，对于导管不能承受现场施工水压力，必须更换。以南山跨319国道特大桥22-5#孔为例计算：rc=24 kN/m3 hc=90m rw=11 kN/m3 Hw=90mPmax =1.5 (2485-1185) =1.66MPa2）、首批封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。3）、首批灌注砼的数量公式VD2/4(H1+H2)+d2/4h1；h1=Hwrw/rc；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。Hw为井孔内水或泥浆的深度（米）rw为井孔内水或泥浆的重度,rc为砼比重。南山跨319国道特大桥22-5#孔深80.5米，桩直径1.25米，D=1.25m,d=30cm,H1=0.4m,H2=1m,h1=1m，Hw=90米，rw=1.1 rc=2.4V=1.252/4(0.4+1)+ 0.32/480.51.1/2.4=4.3m3在施工现在制作一个能装6m3的料斗，以保证导管埋深达1米上。同时现场准备2台8m3搅拌车满载砼对位料斗口，此时首盘砼已达22m3。同时现场试验员必须对现场每台运输车砼做坍落度试验。4）、箭球、拨栓或开阀打开料斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。5）、水下混凝土浇灌采用直升导管法进行水下混凝土的灌注,施工程序如下图。导管用直径300mm的钢管，壁厚8mm，每节长2.03m,配12节长11.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前，应进行接长密闭试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管及料斗支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间时用钻架吊放拆卸导管。 隔水球式导管法施工程序图(A)(B)(C)(D)(E)(F)水下混凝土施工采用罐车从5#拌和站运输混凝土，混凝土进入漏斗时的坍落度控制在1822cm之间，并有很好的的和易性。水下灌注时先灌入的首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并保证把导管下口埋入混凝土的深度不少于1m。使用砍球法灌注第一批混凝土，导管底距桩底为40cm左右，以便于球塞能顺利地从管底排出。灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；由于为岩溶区深孔桩灌注砼，要求导管的埋置深度应控制在410m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管48次后应重新进行水密性试验。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。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，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。混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。现场灌注砼过程中，必须保证施工现场有足够的砼，发现砼有流失现场，立马快度的灌注砼。6）、灌注砼测深方法灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。4.2.13、成桩、养护及桩身质量检测孔桩灌注完毕后，对孔桩采用原土回填。所有孔桩采用超声波无损或低应变动测法检测。对质量有疑问的桩，应桩身混凝土取芯进行检测4.2.14、岩溶发育区钻孔桩施工冲程、进尺的控制要点正常情况下冲孔冲程控制在2m范围内，地质好进尺慢的情况下一般会加大冲程至2.5m。在不同的土层相同的冲程的进尺是不一样的，此处针对较厚的松散覆盖层的情况，冲程将适当控制。1）在冲锤进入流砂层、淤泥层或软土层时，适当把冲程控制在1m左右，把已经填充的片石和粘土挤密到泥皮护壁上去，增强护壁作用。2）在成孔过程中，在冲至距溶洞顶还有1 m时，宜以小冲程、慢进尺进行，进尺控制在5080 cm。如溶洞为空洞，可在溶洞顶板岩层较小时，不断充填片石，保持抛进充填物的厚度，以免产生卡锤、掉锤事故。同样情况下也可以换小锤冲孔，可以有效减小冲锤对溶洞顶板造成的破坏，防止突然发生的严重漏浆。4.3、岩溶发育区钻孔桩常见问题的预防与处理按照上述施工工艺流程施工，虽然能够保证正常施工的要求，但是由于施工现场岩溶地区地质复杂形式难以估计，故对偏孔斜孔、卡孔、断桩等几种可能发生的问题，提出制定预防措施，以保证工程质量、安全。4.3.1、偏孔预防措施桩孔偏斜的原因归纳有三个：一是遇到倾斜岩面，二是桩位于土石交界处，半硬半软，三是钻进溶洞，或遇到探头石或鹰嘴石。纠正措施：一般地，提锤后，主要是往孔内抛填强度大于40Mpa,30cm粒径以上，最大不超过桩径的2/3，回填高度应高于倾斜岩最高处50100cm，然后冲钻。对于岩面倾斜和溶洞造成的斜孔，可反复回填冲击纠偏，直至纠正为止。4.3.2、卡钻的预防及处理卡钻一般发生在两种情况：一是钻头刚穿透溶洞时，洞大孔小，造成钻头扭转变位，提不上来；二是钻头进入溶洞后遇到畸形岩石产生侧滑，卡住了钻头。卡钻的技术对策如下;（1） 司钻人员随时观察钻机负荷和主绳摆动情况，发现卡钻征兆及时提起钻头进行抛填处理。（2） 在距溶洞顶板以上30-50cm处改变钻孔冲程和冲击次数，采用慢打轻击，进入溶洞后反复抛填片石、黄土及水泥。（3） 改变钻头形式。在原十字形钻头上焊圈，把十字形连接起来，使之减慢钻进速度，一次成孔并圆顺。若出现卡钻现象，严禁强行提钻，如果强行提钻会造成掉钻现象发生，首先应判断钻头的位置，以及卡钻的原因，采取慢试旋转法，晃动大绳或钻头，使得钻头松动，然后将钻头提起。4.3.3、掉钻的预防和打捞（1）原因：锤体质量有问题，造成锤体断裂；钢丝绳断裂；进尺时遇到大溶洞，且填充物为软塑性土质或空洞时，进尺过大，冲锤一下进尺数米，引起掉锤。掉钻的技术对策如下：（1） 钻头龙门与钻体区段间加工成圆弧过渡，防止断面尺寸突变，形成薄弱部位引起应力集中而断裂。（2） 在钻孔过程中要经常检查钻具、钢丝绳、钻头直径磨损程度，发现超限应及时更换。（3）在钻孔过程中，采用小冲程进行施工，一般冲程保持在2-3米之间比较合适。处理措施：选用打捞钩、冲抓锥等合适的打捞工具将锤体捞起；确实无法捞起时，请设计单位提出桩基修改方案。4.3.4、断桩施工预防措施在钻进过程中，分析判断溶洞的结构状态，测算出第一盘砼灌注量（增加计算量的20%），确保一次封底。在施工过程中，测量混凝土面上升的速度，判断砼流失情况，保持混凝土埋深在4米以上，随灌注砼随提升，并减少对下部砼的扰动以防止上部混凝土结壳造成断桩。灌注混凝土在通过漏浆处理位置时，应加大导管埋深，要求导管埋深在4米以上，防止砼挤破孔壁造成断桩。在灌注砼前对灌注砼设备进行全面检查，确保施工设备良好，召开现场交班会使得施工人员达成共识，分工明确，在施工过程中工序衔接紧凑，保证混凝土灌注的连续性。4.3.5、成孔过程中地下河及裂隙预防措施在工程钻孔中，土层施工按照正常施工进行，如果出现急剧水位下降，立即将冲击锤提出孔口，按照重量1:3的比例回填水泥和碎石（片石）。超过泄露点1.5-2米，用低冲程，高频率的方式冲孔钻进，该过程中观测水位变化，如果水位继续下降，再按比例回填水泥及片石，重复几次，直至水位不再发生变化，此时已将地下河及裂隙填筑密实，继续向下钻孔至孔底。4.3.6、漏浆预防措施如果孔内泥浆急骤下降，很可能底下存在很大溶洞，并且其内部存在真空空间，遇见此种情况，必须及时处理，如果不及时处理很可能导致塌孔、埋钻，对此应抛填片石或整袋水泥，钻机反复冲程，同时保证孔内泥浆水位，已经泥浆的质量，如果水泥不足，可将黄土袋装后按袋投入，直至维持水位为止，继续冲击成孔。4.3.7、缩径预防措施缩径即实际孔径小于设计孔径，在灌注砼过程中，发现实际灌注量与设计砼量有较大的差别，通常造成缩径的原因有：灌注砼过程中拔管过快或砼坍落度过小，砼出管时扩散性差；钻孔桩在施工时，地层原来的应力受到破坏，孔壁受挤压作用产生位移；泥浆不均匀，造成孔壁稳定性差，造成缩径。预防措施：（1）灌注砼过程中拔管不易过快（2）砼坍落度必须满足要求，砼流动性好；（3）可采用钻头稍微比钻孔直径大一点的钻头（4）泥浆指标必须符合规范要求，保证泥浆的均匀性。4.3.8、塌孔预防措施如果发现孔桩有塌孔迹象，应立刻提起钻头，防止钻头被埋，另外立刻对孔桩进行回填粘土、片石、水泥等，然后小冲程进行施工，重复几次。4.3.9、钢筋笼浮笼预防措施 浮笼的原因：钢筋笼上端吊筋在孔口未固定牢，当提升导管时，被导管挂住而一起提升，导致浮笼。灌注砼过程中，当混凝土面上返到钢筋笼底部时，由于混凝土上返速度过快，导致浮笼。由于初灌混凝土一直处于已灌混凝土的上部，一旦出现混凝土离析，初凝时间短，使上部初始混凝土凝固，当流动性差甚至凝固的混凝土接触钢筋笼底部，极易托起整个钢筋笼上浮。当泥浆比重过小时，塌落的粉细沙，则落在混凝土面上，形成一定厚度的垫层，垫住了钢筋笼，随着混凝土面的上升，同样会拖着钢筋笼上浮。预防措施：加大吊筋的直径，并焊接在护筒上，并在井口加配置。发现吊筋有上浮，立刻放慢浇筑速度。同时严格控制混凝土浇筑速度，以控制混凝土上返速度。调整好砼的坍落度、和易性、流动性。研究不合格砼用于灌注孔桩。灌注砼时，泥浆比重控制在规范内，泥浆比重过大，对钢筋笼产生的浮力过大，而且还会在混凝土面上形成很厚的浮浆。5、资源配置5.1、主要机具及设备配置名称型号数量钻机冲击钻机3台砼搅拌车8m38台吊 车251台砼导管内径30cm3套（配储料斗2套、漏斗2个）挖机1台泥浆分离器1台泥浆车1台12m3空压缩机1台钢筋弯曲机1台钢筋切割机1台交流弧焊机2台泥浆泵6台潜水泵6台K-400型侧壁仪1套导管（直径300mm）90米压力表1个泥浆比重计1个泥浆粘度计1个泥浆含砂率测定仪1个坍落度桶1个插导棒1个标尺1把5.2、劳动力配置以每个孔桩为一个单位配置的现场施工人员如下序号工序名称配置人数主要工作内容备注1桩位放样4测量主管1人，辅助测量3人2钻孔8名钻孔4人，挖机司机1人，现场施工员1人，技术员1人，电工1人3钢筋笼制作10名钢筋笼加工与安装4泥浆指标测试1名试验员做泥浆比重、含砂率、黏度等5下钢筋笼9名吊车司机1人，现场施工员1人， 辅助下钢筋笼工人6人，技术人员1人6安装导管7名吊车司机1人，现场施工员1人， 辅助下导管工人4人，技术人员1人3灌注砼16吊车司机1名，灌注砼拆卸导管4人，测孔1人，技术人员1人， 施工员1人，砼运输车司机8人6、质量保证措施6.1、质量验收标准6.1.1、主控项目根据铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）以及铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB104152003）有关规定，钻孔桩有以下主控项目：（1）钻孔桩达到设计深度后，必须核实地质情况。（2）孔径、孔深