钻孔灌注桩施工工法

钻孔灌注桩施工工法1前言高速公路TJ04标起讫里程为K24500K34600，线路总长101KM。桥梁基础采用的钻孔灌注桩、桩径为12M、15M桩长为30M50M的施工。钻孔桩施工采用泥浆护、大扭矩旋转钻机正循环开孔、反循环钻进成孔、导管法灌，注水下混凝土的工法。滩地人工埋设钢护筒。本工法主要适用于砂性土、粉性土以及粘性土地质条件下大直径钻孔桩施工。2一般要求21技术管理211施工前完成设计图纸会审和设计技术交底，施工方案和专项技术措施的审核、审批。212对所用参与施工的人员进行技术培训和交底。213关键工序进行书面会签或联签。214施工过程中及时进行阶段性技术分析总结。22作业人员221所有人员必须进行技术培训和安全教育，特种作业作业人员持证上岗。222作业人员身体健康，无妨碍施工的病症，严禁酒后作业。223必须参加班前会，明确施工任务和职责，掌握操作要求，熟悉安全措施。224作业人员必须遵守劳动纪律，作业时应服从统一指挥，相互协调，严禁违章指挥、违章作业。225作业人员要统一着装整齐，佩戴胸卡。23材料和机械231施工机械应性能良好，定期进行保养和检查，确保机械正常使用。232主要施工机具应定机定人，严格执行交接班制度。接班时，必须对机具检查一次，并做好记录。233冬季施工应按要求对施工机械、管路采取防冻保护。234进场材料要有质量保证书，并按规定进行抽检试验。材料和施工机具应按规定分类存放，标识清楚，防止损伤、污染。235水下混凝土灌注导管应进行水密试验和拉力试验。24作业现场241作业现场布置布设整洁、合理，林区、湿地保护区等要有特殊防护措施。242场地应平整、坚实、不积水，符合装卸、搬运、消防等要求。243严格遵守文明施工管理要求，现场实行封闭管理。244作业现场应设置有工棚、安全设施、标志、标识牌等。245作业完成清理现场，恢复地貌。25文件资料251内业文件资料实行标准化管理，及时收集和整理相关文件资料。252工艺方案和标准化作业手册经技术负责人审核，批准后实施。253施工过程中现场技术员做好工程日志记录，完整、准确、及时全面反映现场施工情况，做好资料整理与归档。234做好各种材料的质量记录和资料的整理与保存工作，做到各种证明、合格证（单）、验收、试验单据齐全，确保其可追溯和完整性。235施工过程中留取影像资料。3工法原理钻孔桩施工采用泥浆护壁，大扭矩旋转钻机钻孔，泥浆反循环排渣，垂直导管法灌注水下混凝土的成桩工艺进行施工。钻孔过程中采用泥浆净化系统保证泥浆性能，钢筋笼长线胎模法加工，并采用机械连接接头，成孔后采用孔径仪检测钻孔的孔径和倾斜度。4工法流程及操作要点41施工工艺流程图42、施工准备421施工前，先平整桩位处场地，测放桩位，并引出护桩。422筑岛平台1施工方法及步骤1）施工准备测量水中墩各桩位并准确放样定桩。就近取土或购买土石方。2）筑岛施工填土筑岛范围为桥梁永久征地界内。从两边分别向中间填土，每个断面从中线向两侧进行，并根据水底的淤积深度，在填土前采用草袋或编织袋装土进行挤淤。墩位钻孔桩范围内不允许抛填石块等坚硬材料。填筑过程中，每填筑半米厚度即进行机械碾压或人工夯实，筑岛一次性填筑到位。随筑岛的延伸，在筑岛的环水面用土袋堆码护坡，在筑岛边线以外5米范围内的水边同样修砌护堤。筑岛完成后，沿线路一侧修建5米宽的施工便道。423水中墩钻孔平台平台基础为筑岛平台，桩顶垫片石，以承托钻机平台，形成钻孔桩施工平台。平台上布置一台25T吊车做为钢护筒插打及钻孔桩施工的起吊设备。424钢护筒制造及埋设1钢护筒制造1）水中墩钢护筒采用钢板制作，其外径满足相关规范要求。2）要求钢护筒外径误差（椭圆度）小于5MM。2钢护筒埋设1）滩地墩钢护筒采用人工挖埋的方法埋设，护筒的埋深以能有效地保证护筒在整个钻孔桩施工中的稳定为标准，尽可能将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少05M。护筒顶高于地下水位1020M，并高出施工地面03M。水中墩钢护筒埋深大于10M，其余滩地墩钢护筒埋深大于5M，且底面与顶面中心应在同一铅垂线上。护筒埋设应竖直，且定位准确，护筒中心线与桩中心线重合，平面偏差不大于5CM，倾斜度不大于1。2）筑岛平台及水中钻孔平台施工完毕后，根据测量人员放样的各墩桩位，采用人工开挖埋设钢护筒。筑岛平台上的钢护筒直接埋设到位，水中墩插打钢护筒具体施工如下钢护筒在车间分节制造，在钻孔平台上对接，整体下放。施工期间，要经常测量护筒顶口的平面位置。护筒下沉流程钻孔平台上拼装钢护筒导向架对接钢护筒起吊钢护筒，插入导向架内护筒定位，缓慢下落至河床稳定安装震动打桩机震动下沉护筒接长、下沉到位。钢护筒震动下沉过程中要设置定位装置。43泥浆制备431设立专门的班组拌制泥浆，对泥浆的各项指标定期检查，并制定奖惩措施，以确保泥浆的各项指标合格。432泥浆拌制应选用优质膨润土，还可以使用自己造的泥浆，配合比经试验室试验确定。433在钻孔过程中及清孔时，必须按规范要求对泥浆性能指标进行测定。泥浆性能指标测定范围及方法为A相对密度用泥浆相对密度计测定；B粘度用标准漏斗粘度计测定；C含砂率用含砂率计测定；D失水率（ML/30MIN）用滤纸测定；E酸碱度用PH试纸读出。434滩地墩泥浆采用在墩旁开挖泥浆池，泥浆搅拌机拌制的方法供浆；水中墩泥浆在岸上设置泥浆池，采用泥浆搅拌机集中拌制，拌制好的泥浆通过管道输送至墩位。44钻孔441钻机就位1滩地墩施工时，因地基条件较差，钻机不得直接摆放在地上，先夯实地面，要在地面上满铺枕木，在枕木上摆放型钢梁并把型钢梁连成一个整体，使得地基整体受力，避免产生不均匀沉降而使钻机倾斜。2水中墩施工时，钢护筒沉埋和钻机轨道铺设完成后，组装钻机。3钻机就位要平稳、水平，钻架竖直。442钻进1采用泥浆护壁，正循环开孔，反循环钻进，泵吸或气举反循环排渣、泥浆净化器处理泥浆。2开钻时以低档慢速正循环钻进，钻至护筒1M以下并保证钻头和导向部位全部进入地层后改为反循环钻进。钻进时应坚持减压钻进，保持重锤导向作用，保证垂直度。3钻孔作业应连续进行，不断对钻孔泥浆进行抽检，及时调整性能。4孔内水头始终保持在地下水位以上20M。5接长钻杆时，应先停止钻进，将钻头提离孔底20M左右，维持泥浆循环10MIN以上，然后停泵接长钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，防止接头漏水漏气。6正常钻进时参考地质资料，掌握地层变化情况，及时捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对。根据核对判定的土层及时调整钻机的转速和进尺。7钻孔过程中如遇到塌孔、偏孔、缩孔、掉钻等故障时，应尽快查明原因，采取有效措施处理。8钻进至设计孔深后，用测绳测量孔深，测砣的重量应足以克服泥浆的浮力和摩阻力（25KG左右），下沉至孔底。443泥浆护壁正常钻进时，护壁泥浆相对密度保持在105115，粘度保持在1928S，含砂率保持不大于4，胶体率不小于95。444清孔及换浆1钻孔至设计标高后，对孔深进行检测，合格后即可清孔。终孔后应及时清孔，以免使钻渣沉淀增多而造成清孔困难。2清孔时将钻头提离孔底1015CM，利用泵吸反循环，通过换浆清孔，清孔后泥浆性能指标相对密度103106，粘度1720S，含砂率小于2，胶体率大于98。3换浆清孔应始终保持孔内水头，避免塌孔。4泥浆指标和孔底沉淀物均达到验收标准，拆除钻杆，移开钻机，采用超声波桩孔探测仪对孔径、倾斜度进行检测，检孔合格后安装钢筋笼。5第一次清孔要彻底，并尽量缩短从成孔到灌注水下混凝土的时间。现场应连续快速进行提钻、移开钻机、检测孔形、下放钢筋笼、搭设混凝土浇注平台和下导管等工序。6严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。45钢筋笼制作及吊放451钻孔桩钢筋笼加工采用长线胎模固定，分段用加劲骨架加强，钢筋接头采用机械连接。钢筋笼采用匹配预制，节与节之间要编号安装。452制作安装时主筋接头按50错开，同时确保主筋位置准确。453在钢筋笼外侧焊接导向鼻以确保钢筋笼保护层厚度。454钢筋笼起吊安装时用专用的工具，防止钢筋笼变形。455两节钢筋笼对接时，上下节中心线保持一致。钢筋笼底部纵向筋可稍微向内弯折，起导向作用。456钢筋笼安装到位后要固定可靠，防止移位和上浮。457钢筋笼安装时应对每一节超声波检测管进行检查，并做水密试验。声测管要与钢筋笼牢靠固定，防止移位。46导管安装461混凝土灌注导管采用325MM、标准节长2M的快速卡口导管，并配备23节1M左右的短节。462导管使用前组装编号，进行水密、承压试验和接头抗拉试验，严禁用压气试压，并编写试验报告。导管使用超过规范规定次数时应重新试验，确认合格后方可继续使用。463下放导管时应小心操作，避免挂碰钢筋笼。464导管按编号顺序安装，导管安装长度要复核和检验。465导管底口距孔底的高度应控制在200400MM。47水下混凝土施工471混凝土的供应1混凝土由混凝土工厂集中生产。滩地墩用混凝土运输车运至桩位处灌注，水中墩混凝土由运输车运至墩位平台处，用混凝土输送泵泵送灌注。2混凝土灌注前应检查其均匀性和坍落度等性能指标，混凝土初凝时间不小于16小时，混凝土坍落度宜控制在1822CM，坍落度损失1小时内不大于3CM。472水下混凝土灌注1水下混凝土灌注前必须准备一台200KW发电机备用。2水下混凝土灌注必须使用大储料斗，其容积满足初灌埋管要求。3混凝土灌注前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀物厚度，如超过规定，则利用导管按反循环法进行二次清孔。4首批混凝土的量要保证导管的埋置深度不小于1M。5灌注过程中，注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，并及时测量孔内混凝土面高度，核对每次灌注量和混凝土上升高度关系并做好记录。灌注完成后，应根据每次灌注的混凝土量和混凝土面上升的高度绘制成孔剖面图。6正常灌注时，导管埋置深度宜控制在4M左右，不得超过6M，并不得小于2M。导管提升要缓慢，不挂碰钢筋笼。7混凝土灌注时，必须控制混凝土灌注速度，不宜过快或过慢。混凝土到达钢筋笼底部以下约1M时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。当混凝土上升到钢筋笼底部以上4M左右时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2M以上，可恢复正常灌注速度。8灌注作业应连续进行，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成。9混凝土灌注至桩顶以下2M时导管埋深控制在46M，反复升降导管，保证桩顶混凝土密实。10实际灌注的桩顶标高应比设计桩顶标高高出0510M。5劳动组织51项目部根据钻孔桩施工的不同工作内容下设装吊班、钢筋班、电工班、混凝土班。施工现场设有专职安全人员、质检人员、试验人员、测量人员、技术人员、机械操作工、电工等专业工种配置齐全。具体人员及分工如下表所示序号工种名称主要工作内容1管理人员工期安排及物资调配2质检人员现场施工质量监控3安全人员现场安全检查及巡视4技术人员按工艺方案指导现场施工5测量人员钻孔桩高程、桩位测量6试验人员混凝土试验7钢筋工钢筋搬运、下料、加工、绑扎成型8电焊工钢筋焊接9混凝土工混凝土浇筑、桩头清理等10机电工机械操作、维修、保养11普工以上工作内容以外的其它工作12后勤人员日常生活安排52每台钻机设钻机长、副钻机长及技术员，负责组织施工人员进行现场施工，现场将相关责任人名、手机号悬挂标明，责任落实到人。53现场设专职安全员，在孔径钻进过程中对现场安全进行定期检查和不定期抽查。54现场设专职质检人员，负责对泥浆指标、混凝土性能、钢筋连接情况等进行检查，每道工序结束后进行自检，合格后及时报检。55配备足够的专职的孔径检孔人员，对成孔情况进行检测。56现场设有专职测量人员，负责进行钻孔桩高程、桩位测量。57试验员负责对钢筋、砂石料等原材料的试验及进行混凝土的入模温度、含气量、塌落度等检验。58设置机电保障小组，进行机械维修和保养工作。6设备材料保障61为满足钻孔桩施工需要，根据工程总体进度计划安排施工机具。进场的主要施工机械设备见下表。主要施工机械设备表序号机械名称规格、型号和用途1吊车25T2吊车20T3振动打桩机DZ120（配夹持器）4振动打桩机DZ905钻孔平台龙门吊机30T，32M跨6汽车吊机16T7汽车吊机25T8桅杆吊机20T9旋转钻机250型10泥浆泵15KW11空气压缩机20M3/MIN12泥浆处理系统ZX23013柴油发电机250GF3114变压器（630KVA）15变压器（500KVA）S91000/1016砼拌合站JS200017砼运输车BJ525018水封导管32519装载机20推土机场地平整21挖掘机62进行砂石料，水泥、钢筋等原材料采购，采购前必须对供货方进行质量、信誉、供货能力等方面的综合评价，为确保材料供应顺利需在有保证持续供货能力的分承包方处采购。63工棚、彩旗、安全设施、标志、标识牌、消防器材、安全围栏等材料提前进行规划，做好采购工作。64项目部设有物机部，物机部根据施工进度安排各种材料的采购。65每周召开一次生产计划会，对影响工程进展的各部门及时进行沟通，对施工需要各种设备材料进行统计，及时租用和采购。7质量保证措施71质量控制要点711钻孔时应保证泥浆质量，以达到良好的护壁效果。712钻进中用泥浆净化系统处理泥浆，提高钻进效率和泥浆性能。713声测管的保护1在声测管安装过程中要做好声测管的检查工作防止管口留下毛刺和焊瘤，并严格检查声测管接头连接质量。2钢筋笼下放时要将声测管固定牢靠防止声测管弯折损坏。下放完毕后要用测绳对声测进行量测合格后方可进人下到工序。3导管提升、下放或拆除时要居中，避免碰撞声测管。4成桩以后也要对声测管进行保护，避免损坏。72质量控制措施钻孔桩作为一项隐蔽工程应该做到以下措施保证隐蔽工程的质量721对隐蔽工程检查以班组自检和专职检查相结合。施工班组在每个工序完工后进行自检，对不符合质量要求的及时予以纠正。722每个工序的工作完成后，由分管工序的技术人员、质检工程师组织施工班长按有关技术规范要求进行检查，不合格的坚决返工。上道工序不合格不准开始下道工序施工。723上道工序完成并自检合格后，通知驻地监理工程师验收，并做好隐蔽工程验收记录和隐蔽工程检查签证资料整理工作。所有隐蔽工程必须经监理工程师签证认可后才能进入下道工序施工。724在隐蔽工程施工过程中，要加强技术人员旁站监督并做好施工记录。隐蔽工程施工记录要有检查项目、技术要求及检查验收部位等，施工员、技术员、质检工程师和试验员均须在相应栏目签名。725制定隐蔽工程质量处罚措施，对经监理工程师验收不合格，造成返工而影响工期的班组及责任人进行处罚。73质量通病预防及处理措施731护筒冒水造成原因埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。预防及处理措施在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1015M的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。732孔壁坍陷造成原因孔壁坍陷的主要原因是土质松散、泥浆护壁不好、护筒内水头不高、钻进过快、空孔时间过长。预防及处理措施在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周；使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位；搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安装时避免碰撞孔壁；缩短钢筋笼安装和灌注时间。733缩颈造成原因塑性土膨胀。预防及处理措施采用优质泥浆，降低失水量。钻孔时，加大泵量，使孔壁快速形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。734钻孔偏斜造成原因钻机安装就位稳定性差，作业时钻机不稳或钻杆弯曲；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有孤石或其它硬物。预防及处理措施夯实平整场地，钻机支垫可靠；钻机安装时转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一垂线上。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机，并慢速钻进。735桩底沉渣量过多造成原因清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。预防及处理措施成孔后，钻头提高孔底1020CM，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟；采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度；钢筋笼安装后进行二次清孔。736堵管造成原因混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而堵管；导管进水造成混凝土离析等。预防及处理措施根据原材料含水量调整施工配合比；控制混凝土搅拌时间和坍落度；采取有效措施清除大块物料；确保导管连接部位的密封以避免导管进水。混凝土缓缓倒入漏斗，避免在导管内形成气塞。加强机械维修保养，避免机械事故的发生。737钢筋笼上浮造成原因混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；混凝土灌注到钢筋笼底时导管埋深较大，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。预防及处理措施钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近钢筋笼底时，控制导管埋深在20M左右。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土上升到钢筋笼底部4M左右时，应及时将导管提至钢筋笼底部以上。738断桩造成原因由于导管底端悬空过大，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与土体之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升过大，露出混凝土面；或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中泥渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。预防及处理措施清孔要彻底；缩短各工序之间的衔接；灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝