钻孔桩施工施工技术方案(专家讨论用-终搞)

1、郑西铁路客运专线试验段工程 白龙涧特大桥白龙涧特大桥 钻孔桩工程施工技术方案钻孔桩工程施工技术方案 二二六年一月五日六年一月五日 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 一 目目 录录 1 编制依据.1 2 工程概况和主要工程数量表 .2 2.1 设计概况 .2 2.2 技术标准 .2 2.3 地形地貌 .2 2.4 地质构造 .2 2.5 地层岩性 .3 2.6 水文地质特征 .4 2.7 不良地质、特殊岩土特征 .4 2.8 主要工程数量表 .5 3 施工组织情况 .6 3.1 施工准备 .6 3.1.1 临时工程准备 .6 3.1.1.1 施工便道 .6 3.1.1

2、.2 临时房屋 .6 3.1.1.3 拌合站 .6 3.1.1.4 施工用电 .7 3.1.1.5 施工用水 .7 3.1.1.6 施工通讯及网络 .7 3.1.2 技术准备 .7 3.1.2.1 测量放线 .7 3.1.2.2 图纸会审 .7 3.1.2.3 技术交底 .8 3.1.3 物资准备 .8 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 二 3.2 施工队伍部署 .8 3.3 施工机械、设备安排 .9 3.4 总体施工顺序 .10 3.5 施工计划安排 .10 4 总体施工方案及施工工艺 .13 4.1 总体施工方案 .13 4.2 施工工艺 .13 4.2.1 旋

3、挖钻机 .15 4.2.2 施工顺序 .16 4.2.3 旋挖钻机成孔施工工艺 .16 一、施工准备 .16 二、护筒就位 .19 三、泥浆制备 .20 四、钻孔施工 .21 五、清孔及成孔检测 .22 六、钢筋笼制作及安装 .23 七、灌注水下砼 .24 八、桩基检测 .31 4.2.4 钻孔异常预案 .32 5 质量、安全、环保水保、文物保证措施 .36 5.1 质量保证措施 .36 5.1.1 组织保证 .36 5.1.2 思想保证 .36 5.1.3 制度保证 .36 5.1.4 经济保证 .39 5.1.5 技术保证 .39 5.2 安全保证措施 .40 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技

4、术方案 中铁二十三局集团有限公司 三 5.2.1 组织保证措施 .40 5.2.2 制度保证 .40 5.2.3 安全技术措施 .41 5.2.3.1 安全注意事项 .41 5.2.3.2 用电作业安全措施 .43 5.2.3.3 机械作业安全措施 .43 5.2.3.4 消防安全措施 .44 5.3 环保、水保措施 .44 5.3.1 建立健全施工环保、水土保持保证体系 .44 5.3.2 施工环保措施 .45 5.3.2.1 施工技术措施 .45 5.3.2.2 水、大气环境保护措施 .45 5.3.2.3 施工噪声、振动的控制 .46 5.3.2.4 粉尘控制 .46 5.3.2.5 固

5、体废弃物 .46 5.3.2.6 植被与生态环境保护 .47 5.4 文物保护措施 .48 6 冬季施工措施.49 6.1 冬期施工的准备工作 .49 6.2 混凝土工程冬季施工措施 .49 6.3 钢筋工程冬季施工措施 .51 6.4 冬季施工技术管理 .51 7 文明施工措施 .53 7.1 管理目标 .53 7.2 主要技术组织措施 .53 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 1 1 编制依据编制依据 （1）新建铁路郑西客运专线工程试验段工程实施性施工组织设计。 （2）新建铁路郑西客运专线工程试验段工程白龙涧特大桥实施性施 工组织设计。 （3）郑西筹备组技术装备

6、部 2005 年 12 月 23 日下发的关于工程 试验段白龙涧特大桥施工图部分桩基础放行使用的通知及新建铁路郑 西客运专线工程试验段工程白龙涧特大桥施工图纸。 （4）国家、铁道部现行的有关施工验收规范、强制性标准。 （5）国家、陕西省政府、渭南市等地方政府颁布的相关法律、法 规、文件、精神等。 （6）进场后进一步对施工现场进行详细、全面的调查后所获得的较 为详实的现场资料。 （7）我单位类似工程的施工经验和现有的施工水平。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 2 2 工程概况和主要工程数量表工程概况和主要工程数量表 2.1 设计概况设计概况 白龙涧特大桥中心里程为

7、DK352+015，孔跨式样 37-32m 预应力混凝 土简支箱梁，桥全长 1221.17m，位于 R=9000m 曲线及直线上。 桥台采用矩形空心桥台，桥墩全部为空心圆端形桥墩，墩高 6.019.5m，空心墩壁厚 0.5m，外坡 30:1，内坡 40:1；基础采用桩径 1.25m 摩擦桩基础，桥台基础采用 9 根 1.25m 钻孔灌注桩，桥墩均采用 8 根 1.25m 钻孔灌注桩，全桥共有 1.25m 桩 306 根，桩长 4068m。 2.2 技术标准技术标准 1、双线铁路桥，位于直线及曲线上，线间距 5.0m； 2、速度目标值：350km/h； 3、设计活载：列车竖向荷载采用 ZK 活载

8、；、 4、设计洪水频率：1/100。 2.3 地形地貌地形地貌 桥址位于华阴市卫峪乡吕城村西侧，上跨白龙涧。此处沟槽弯曲，河 底纵坡平缓，两岸阶地发育。桥渡与主流斜交 40。 DK351+754、DK352+349 处分别有土质便道与线路交叉，便道宽 1.01.5m。 白龙涧特大桥桥址依次经过三个地貌单元：渭河级阶地、二级黄土 台塬斜坡地带和渭河级阶地。二级黄土台塬已被切割成一孤包，中间 高，周围低；渭河级阶地呈带状，南窄北宽；级阶地分布范围较大， 南高北低。工点范围地形相对开阔，最大高程 387m，最小高程 356m，相 对高差 31m。 2.4 地质构造地质构造 据陕西大地地震工程勘察中心

9、完成的郑西客运专线陕西段地震安全 性评价工作报告F10 断层在 DK351+600 里程与特大桥斜交通过，该断层 在此处为隐伏断层，发育宽度较小，因桥址处第四系松散覆盖层厚度大 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 3 于 200m，可不考虑活动断裂的地表位置对大桥的影响，但要考虑抗震设 防和可能的地震液化。 2.5 地层岩性地层岩性 工点区出露地层主要为：表层第四系全新统冲击砂质黄土，上更新统 风积砂质黄土，下部发育有风积砂质黄土及冲积黏质黄土、粉质黏土、 粉土、黏土、细砂、中砂、粗砂、卵石土，按岩层由新到老、由细到粗 描述如下： 1.砂质黄土(Q4al3)：厚 1.

10、013.8m，具孔隙，土质不均，局部夹有植 物根系，坚硬为主。II 级普通土， =120kPa。具湿陷性。 2. 卵石土(Q4al7)：层状或透镜状分布于部分地段，浅灰白色，厚 1.511.5m 成分以花岗岩等为主，浑圆状，粒径组成：直径60mm 的约 占 35%，6040mm 的约占 15%，4020mm 的约占 30%，余为杂砂等充填， 稍密，潮湿，级硬土，0=500kPa。 3. 砂质黄土(Q3eol3)：主要分布在二级黄土台塬斜坡区，淡黄色，厚 度大于 15m，具孔隙，土质较均匀，局部含少量砂礓石，坚硬为主。 II 级普通土， =150kPa。 4. 砂质黄土(Q3al3)：层状分布于

11、部分地段。褐黄色，厚 515m，具 针状孔隙，夹有白色钙质条纹斑点，土质较均匀，硬塑为主。II 级普通 土，0 =150kPa。 5. 黏质黄土(Q3al3)：层状分布于部分地段。褐黄色，厚 520m，具 针状孔隙，夹有白色钙质条纹斑点，土质较均匀，硬塑为主。II 级普通 土，0 =150kPa。 6.粗砂、砾砂(Q3al5)：浅灰色，厚 1.02.0m，成份以石英、长石等 为主，砂质不均，中密为主，潮湿，II 级松土，0 =250kPa。呈透体状 分布。 7. 卵石土(Q3al7)：透镜状分布于部分地段，浅灰白色，厚 1014.5m，成份以花岗岩等为主，浑圆状，粒径组成：直径60mm 的约

12、占 35%，6040mm 的约占 30%，余为杂砂等充填，中密，饱和。级硬土， 0=600kPa。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 4 8.粉质黏土(Q2al1)：层状或透镜状分布，淡黄色、棕红色，厚 2.520m，土质均匀，局部夹有砂薄层，岩芯呈短柱状，硬塑为主，局 部为软塑。级普通土，0=180kPa。 9.粉土(Q2al2)：透镜状分布，淡黄色，厚度不均，土质均匀，岩芯呈 短柱状，中密，饱和。级普通土，0=180kPa。 10.黏土(Q2al1)：透镜状分布，棕黄色，厚度不均，土质均匀，局部 夹有砂薄层，岩芯呈柱状，硬塑为主。级普通土，0=200kPa。 1

13、1.细砂(Q2al4)：浅灰色，厚 2.214.4m，成分以石英、长石等为主， 砂质不纯，夹有土层等。级软土，密实为主，潮湿，饱和。 0=200kPa，呈层状或透镜状分布。 12.中砂(Q2al5)：浅灰色，未见底，成分以石英、长石等为主，砂质 不纯，含黏粒高，局部夹有粉质黏土薄层，密实，饱和。级软土， 0=250kPa。 13.粗砂、砾砂(Q2al5)：浅灰色，厚 1.02.0m，成分以石英、长石等 为主，砂质不均。密实为主，饱和。级软土，0=300kPa，呈透体状分 布。 2.6 水文地质特征水文地质特征 1、白龙涧河谷中发育有季节性地表水流，雨水期水量较大，枯水期 水量较小，甚至没有水流

14、，受气候变化影响较大。 2、黄土台塬区斜坡地带地下水位埋深大于 40m；白龙涧河谷区地下 水埋深一般在 50m 左右，主要为上层滞水和下部砂类土孔隙潜水，其水 位主要受河水、大气降水和农田灌溉共同影响。 3、地下水水质良好，对圬工无侵蚀性。 2.7 不良地质、特殊岩土特征不良地质、特殊岩土特征 1.桥址区 DK351+600+700 段线路左侧斜坡上发育一滑坡，此滑坡离 线路较远，对桥址影响不大。据钻孔及试坑试验资料，结合桥台两端路 基试验资料，白龙涧桥址区二级黄土台塬区斜坡表层风积砂质黄土及白 龙涧河谷表层冲积砂质黄土具湿陷性、具中等高压缩性。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三

15、局集团有限公司 5 具体每个墩台湿陷等级及湿陷土层厚度分段如下： 郑州台：级自重（中等）湿陷土层厚度约 12m(砂卵石层以上砂质 黄土均为湿陷性土层)； 19 号墩：级非自重(轻微)级自重(中等)； 1017 号墩：级自重（中等）湿陷土层厚度 1315m(卵石层及地 下水位以上砂质黄土均为湿陷性土层)； 1828 号墩：级自重（中等）湿陷土层厚度 58m，(卵石层及粉 质黏土以上砂质黄土均为自重湿陷土层)； 2934 号墩：-级自重（中等-严重）湿陷土层厚度 15m（地下水 位以上砂质黄土均为湿陷性土层） ； 35 号墩、36 号墩及西安台：级自重(很严重)湿陷土层厚度为 25m，黄土具中等高

16、压缩性，粉质黏土具中等压缩性。 2.8 主要工程数量表主要工程数量表 本桥桩基工程主要工程数量见表下表： 主要工程数量表主要工程数量表 工程项目单位工程数量 桥全长 m1221.17 C30 耐久性砼 m320271.6 HRB335 钢筋 10mm kg1013580 Q235 钢筋 10mm kg107439 钻孔桩 总桩长 125cm m16519 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 6 3 施工组织情况施工组织情况 3.1 施工准备施工准备 3.1.1 临时工程准备临时工程准备 为满足施工需要需修建的临时工程有：施工便道、临时房屋、临时供 电、临时供水、临时通

17、讯、砼拌和站、钢筋加工场等。 临时工程的布置情况见“白龙涧特大桥施工平面布置图” 。 3.1.1.1 施工便道施工便道 该桥处公路交通发达，与线路相伴而行的有国道 310、西潼高速、县 道 319 等公路，这些公路距桥位较近，可作为材料运输的主干道。 沿该桥线路右侧修建贯通的施工便道，并在 DK352+200 修建一条通 往该桥的进场主便道，一端通往既有的乡村公路，另一端与桥位处的施 工便道连接。便道标准为：路面宽度 3.6m，面层采用泥结碎石，厚 16cm，根据地基情况采取适当措施进行加固，考虑通视条件，每 200m 加 设错车道；进场主便道采取 C20 混凝土进行硬化，浇注厚度 20cm。

18、 进场主便道长 413m，贯通施工便道长 1300m。 3.1.1.2 临时房屋临时房屋 现场临时生活及办公房屋采用彩色活动板房，生产房屋根据使用性 质分别修建，拌和站保温棚、钢筋加工棚、砂石料遮阳遮雨保温棚等采 用钢结构框架进行修建，混凝土试块养护室等需要封闭、防潮、防冻的 房屋采用砖混结构修建。 3.1.1.3 拌合站拌合站 修建 1 座 HZS50 混凝土拌合站，配备一台 JS1000 搅拌机和 PL1500 自 动计量配料机，100T 散装水泥罐 2 个，50T 粉煤灰罐 1 个,砂石料存放区 采用砌筑 1.5m 高的砖墙隔离，并搭设遮阳遮雨棚，冬季采取封闭作为保 温棚。场地全部采用

19、C15 混凝土进行硬化，浇注厚度 15cm，四周挖设排 水沟，整个区域采用钢丝网进行封闭。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 7 3.1.1.4 施工用电施工用电 施工用电采取安装 500KVA 变压器，从 10kv 供电线接引专线，经配电 室后输送至拌合站、钢筋加工场等处，同时配备 150KW 发电机一个作为 备用电源。与施工便道平行布置临时供电主电缆，通过配电箱将临时供 电支线架空牵引至施工现场的各个场所。 3.1.1.5 施工用水施工用水 施工用水采用打井取用地下水，在砼拌和站打一眼 50 的水井取用 地下水，并在现场设蓄水池一个，在生活区及沿施工便道布设供水

20、管 路，所有供水管路均埋入地面冻结深度以下，外漏管道采取保温材料覆 裹，满足工程施工及日常生活的需要，经水质化验合格，符合施工及生 活的使用要求。 3.1.1.6 施工通讯及网络施工通讯及网络 为保证该桥在施工过程中通讯畅通，项目部和各施工队均安装程控 电话和宽带网络。各施工队调度、安全防护员、全部配对讲机。本桥位 所在地区属无线网络服务区，手机可直接用于通信联络。主要施工人员 均配置手机，以保证对内对外的通讯联络。 3.1.2 技术准备技术准备 3.1.2.1 测量放线测量放线 根据设计院提供的交桩资料对导线点、水准点进行复测，并将复测成 果报批，根据审批后的成果资料加密布设导线控制网，控制

21、该桥的测量 放样工作。导线控制网的测设精度满足要求，控制桩的埋设要设在前后 通视且不易被扰动的位置，并采取混凝土包裹牢固。 在开工前完成该桥的贯通测量，对各主要坐标点认真做好防护、记录、 计算，测量无误后，整理成正式资料。 3.1.2.2 图纸会审图纸会审 开工前组织施工队技术室的技术主管、工程师对图纸进行详细的审核， 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 8 并做好审核记录，搞清楚设计意图，发现图纸中存在的问题及时上报设 计院，确保每个技术干部都彻底了解设计情况。 3.1.2.3 技术交底技术交底 根据设计要求备齐所需定型图、参考图及各种相关资料。施工前由 总工程师组

22、织施工技术部对工程队技术人员进行技术交底和岗位技术培 训。 技术交底的内容包括：图纸要求、施工工艺、质量标准、操作方 法、安全细则、环保要求、施工规则要求、施工顺序、工种间的配合、 预埋件位置、砼及砂浆配合比、结构物尺寸、标高、测量桩橛及水准点 等。 3.1.3 物资准备物资准备 根据工程进度计划编制详细的季、月物资需用量计划，超前准备充足 合格的各种施工用材料，提前订货加工，同时严把材料关，防止不合格 材料进场而影响工期。 由指挥部统一组织各种材料的采购和供应工作，地材就近购置，施工 时充分利用当地的运输力量以进行材料的运输工作；钢材及水泥采用业 主同意使用的国家大型企业生产的产品。各种材料

23、经试验合格后报监理 工程师审批后方可使用。 3.2 施工队伍部署施工队伍部署 配置 3 个专业施工队伍，负责本桥的基础和下部结构的施工，具体分 工如下： 施工队伍配置及任务划分等情况一览表 施工队伍位置人数主要设备施工任务 桩基施工队DK352+100 右侧 20 旋挖钻 2 台负责该桥钻孔桩的成孔施工 桥梁一队DK352+100 右侧 120 挖掘机、吊车等 负责该桥郑州台18#墩桩基的钢筋 笼制作、水下混凝土灌注、承台、墩 台身施工 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 9 桥梁二队DK352+100 右侧 140 挖掘机、吊车等 负责该桥 19#墩西安台桩基的钢筋

24、 笼制作、水下混凝土灌注、承台、墩 台身施工 施工队伍投入劳动力计划表施工队伍投入劳动力计划表 施工队伍投入的劳工力人数(人) 序号工种 桩基施工队桥梁一队桥梁二队 1 管理人员 4912 2 钻机工 6 3 砼工 1214 4 钢筋工 810 5 电焊工 1818 6 机械工 31212 9 电工 111 11 普通工 66073 12合计 20120140 3.3 施工机械、设备安排施工机械、设备安排 根据本桥基础工程的施工任务及施工计划安排，我们拟定投入以下 施工机械设备进行施工，主要的施工机械设备及计划进场时间见下表。 主要施工机械、设备供应计划表主要施工机械、设备供应计划表 序号名称

25、规格型号产地数量(台/套)进场时间 1 旋挖钻机 SR220 长沙 12005.6 2 旋挖钻机 SR250 长沙 12005.9 3 砼拌合站 HZS50 济南 12005.8 4 砼搅拌运输车 NR5320GJB 内蒙 42005.11 5 汽车式起重机 QY-25 徐州 22005.11 6 汽车起重机 QY-20 长沙 12005.11 7 电焊机 BX1-400 泰安 82005.11 8 对焊机 UN1-100 上海 12005.12 9 钢筋切断机 GQ40-1 四川 12005.11 10 钢筋弯曲机 GW40 四川 12005.11 11 泥浆泵 QXZ-70/110 江苏

26、32005.11 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 10 主要施工机械、设备供应计划表主要施工机械、设备供应计划表 序号名称规格型号产地数量(台/套)进场时间 12 挖掘机PC2206日本 12005.10 13 装载机 ZL50 柳工 12005.8 14 装载机 ZL30 徐州 12005.10 15 自卸车 EQ343 二汽 22005.10 16 变压器 S9-500KVA 青岛 12005.10 17 发电机 150GF 济南 12005.10 3.4 总体施工顺序总体施工顺序 根据总工期安排，该桥的桩基施工需配置 2 台旋挖钻机同时平行作业， 结合郑西筹

27、备组技术装备部 2005 年 12 月 23 日下发的关于工程试验段 白龙涧特大桥施工图部分桩基础放行使用的通知中初步施工图 1- 22、33-36 号墩桩基础放行使用，结合现场实际情况，桩基施工总体顺序 安排为：7#墩和 22#墩各安排一个旋挖钻机，同时相向施工，完成后，其 中一台钻机调到 6#墩施钻，向 1#墩方向行进，另一台钻机调到 36 号墩 施钻，向 33#墩方向行进，待 23#32#墩桩基的施工图纸到位后再行安 排施工该处的桩基。 3.5 施工计划施工计划安排安排 结合实际情况，拟定桩基开工时间为 2006 年 1 月 8 日，桩基施工总 工期安排为：2006.1.82006.3.

28、27 按一根桩进行计算，从施工准备到混凝土灌注完成的计划时间安排 如下： 施工准备、护筒安装：1.5 小时 钻孔：9 小时 清孔：1 小时 钢筋笼吊装：3 小时 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 11 导管安装：1.5 小时 混凝土灌注：4 小时 总计：20 小时。 具体各墩的施工计划安排如下表： 钻孔桩施工计划表钻孔桩施工计划表 计划安排时间计划安排时间 墩台 编号 开始结束 墩台 编号 开始结束 郑台 1906.1.2406.1.28 1 06.3.2106.3.27 2006.1.1906.1.23 2 06.3.1506.3.20 2106.1.1306.1

29、.18 3 06.3.906.3.15 2206.1.806.1.806.1.13 4 06.3.406.3.9 23 5 06.2.2606.3.4 24 606.2.2006.2.2006.2.2625 706.1.806.1.806.1.1326 806.1.1306.1.1827 906.1.1906.1.2328 1006.1.2406.1.2829 1106.1.2806.2.630 1206.2.706.2.931 1306.2.1006.2.1532 1406.2.1506.2.2006.2.2033 06.3.1106.3.17 1506.2.1506.2.2006.2.20

30、34 06.3.506.3.11 1606.2.1006.2.1535 06.2.2606.3.5 1706.2.306.2.93606.2.2006.2.2006.2.26 1806.1.2806.2.3 西台 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 12 DK353 5 DK352 5 谷 谷 苹 机 苹 苹 城家王 ）城家段( 乡峪磑 机 机 砖 机 城家丁 机 G310 桥梁工程 施工队 白龙涧特大桥施工平面布置图 拌合区 - 钢筋区 生活区 - 变压器 电力线施工便道 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 13 4 总体施工总体施工方案及

31、施工工艺方案及施工工艺 4.1 总体施工方案总体施工方案 结合本工程的地质情况，白龙涧特大桥桩基较为适合旋挖钻机成孔 施工，与普通的回旋、冲击等传统方法成孔方式相比，可大大提高成孔 速度、成孔质量，对该工程而言，又可降低大量排浆造成的环境污染和 对湿陷性黄土的影响。据此，结和我单位的设备状况，本工程桩基全部 选用旋挖钻机钻孔(表层卵石土层采用人工挖孔的方法进行处理)、孔口 埋设钢护筒、泥浆护壁；钢筋笼分节加工成型，吊车吊装焊接；砼由拌 合站集中拌制，砼搅拌运输车运输，导管法灌注水下砼。 在正式施工前首先在墩台位以外进行钻孔试验，合理确定工艺参 数，进行成孔工艺试验。取得施工合理参数。主要有：探

32、明桥梁地质情 况、确定合理的泥浆比重、验证施工组织是否合理、混凝土的性能是否 适用等。 4.2 施工工艺施工工艺 钻孔桩工程施工工艺框图如下： 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 14 不合格 合格 钻孔桩工程施工工艺框图钻孔桩工程施工工艺框图 施工准备 施工放样 埋设护筒 钻 孔 钻机就位 清孔 移钻机 安装钢筋笼 下导管 灌注砼 沉渣厚度检查 成孔质量检查 否 合格 否 合格 凿除桩头 桩基无损检测 无 核对有无卵石层核对有无卵石层 人工挖孔 处理卵石层 有 二次清孔复测沉渣厚度 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 15 4.2.1 旋挖

33、钻机旋挖钻机 钻孔桩主要采用三一重工 SR220 和 SR250 大孔径旋挖钻机施工，旋 挖钻机具备以下优势： 1、成孔速度快。与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保 证了工程的进度。 2 、环保特点突出。与传统的循环钻机相比，旋挖钻机区别在于可 以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。旋挖钻机更可适 用于干成孔作业。 3、行走移位方便。旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要 到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐。 4、桩孔对位方便准确。这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过 程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使 钻机达到最佳钻进状态。 基于旋

34、挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制） 、履 带式行走移位方便的特点，结合本工程的地质情况，该工程桩基成孔采 用旋挖钻机施钻。 旋挖钻机结构形式如上图所示。 旋挖钻机主机旋挖钻机主机 旋挖钻设备图旋挖钻设备图 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 16 4.2.2 施工顺序施工顺序 钻孔桩施工工艺见钻孔桩工程施工工艺框图 。 由于旋挖钻行走移位方便，在桩孔的施工顺序安排上采用相邻墩台 的桩孔交替施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。钻 孔桩施工顺序见钻孔桩施工顺序示意图 ，桩孔的施工顺序为 11 22334455667788。 4.2.3 旋挖钻

35、机成孔施工工艺旋挖钻机成孔施工工艺 一、施工准备一、施工准备 1、资料准备 开工前应具备场地工程的地质资料和必要的水文地质资料，桩基 工程施工图及图纸会审纪要。 施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、管道、电 缆） 、地下构筑物、危险建筑等的调查资料，确保不影响现场的施钻工 作。 主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和 配合比试验，对所需的材料必需做材料的试验，试验室根据所用的原材 36 1 47 2 58 36 1 47 2 58 n#墩(n+1)#墩 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 17 料作好混凝土的配合比试验。 具有可操作性的桩

36、基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工 工艺的试验参考资料。 工程地质资料 在正式工程开始之前我们在墩台位以外进行了钻孔试验，对地质情 况有了比较清楚的了解。 2、场地的布置 见桩基施工平面布置示意图 平整场地 由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,钻机就位前对场地要清除 杂物，换除软土并进行平整碾压的处理,保证场地地基有一定强度防止钻 机沉陷。 施工便道 合理布置施工便道，保证旋挖钻机及 其它的施工机械安全就位，方便钻渣的及 时外运。 合理布置临时用水、用电设施及泥 浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作 的要求。 旋旋 挖挖 钻钻 钻钻 头头 施工便道 桩基施工平面布置示意图桩基施工平面

37、布置示意图 施 工 便 道 沉淀池 泥浆池 泥浆泵输送 孔内溢出泥浆 由泥浆泵输送 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 18 人工挖孔示意图 提升架 地面线 3、施工机械设备 旋挖钻机、泥浆泵、混凝土搅拌运输车、装载机(钻渣外运) 、自卸 汽车（钻渣外运） 、吊车、电焊机、导管、护筒等。 钻头选择：为保证钻孔的进尺和成孔的质量、安全，在钻孔前根据 设计地质柱状图，选取钻具如下：对一般性黄土、砂土采用斗筒式钻头， 当遇到对粘土中含有大量卵石、砂砾层使用旋挖斗筒有困难时，可以先 使用螺旋钻将土层钻松，再利用斗筒钻具钻进。 （见旋挖钻钻头图） 。 4、测量放线 采用全站仪测

38、放桩孔的位置，根据定位点拉“十”字线钉引出四个 控制护桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就 位。护桩要做好保护工作，防止施工过程中扰 动。 5、人工挖孔 开孔前进行桩孔地质核对，若表层(深度 15m)有卵石层且粒径较大(15cm)，则采用 人工挖孔的方法通过卵石层后再改用旋挖钻机 钻进，若卵石层较深，则直接采用旋挖钻机开 孔钻进，至卵石层时交替更换锥形螺旋钻头和 斗筒式钻头进行卵石层的钻进。 如“人工挖孔示意图”所示，深度较浅时卵石层采取人工开挖，从 上到下逐层用镐、锹进行开挖，大块卵石用锤、钎破碎，挖土顺序为先 挖中间后挖周边，孔内挖出的土装入吊桶，用自制提升绞车提升，垂

39、直 运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境。 为防止塌方，保证人员操作安全，桩孔每开挖 1m 即进行护壁施工。 护壁采用 C15 现浇混凝土，锁口段(地面以下 2.5m)护壁厚度为 20cm，其 它段厚度 15cm，模板采用自制钢模板。模板须具有足够的刚度，尺寸满 足桩体设计要求，护壁不作为桩体的一部分，并且护壁混凝土标号低于 等厚度护壁示意图(cm) 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 19 护筒结构图护筒结构图 桩体混凝土标号(C30)，施作护壁后的孔径需满足设计要求，不得将护壁 侵如桩体净空范围。 如右图所示，护壁模板形式采用等截面模板，上口应留约 2030c

40、m 空间作砼入口，最后封口可在砼初凝后采用小粒径干硬性砼填塞密实。 拆除护壁模板应在护壁混凝土具有一定的强度并确保孔壁稳定的情 况下方可进行。 6、钻机就位 检查、维修钻机各部位，一切正常后，利用其自行装置缓慢行走至 桩位处，同时用装载机将所需钻头运至钻机旁。 二、护筒就位二、护筒就位 采用人工挖孔进行开孔时，桩孔混凝土护壁兼做护筒使用，旋挖钻 机钻孔时不再埋设护筒；采用旋挖钻机钻孔进行开孔时，在正式施钻前 须进行护筒埋设。 护筒用厚度 10mm 的钢板卷制，其 内径比桩径大 20CM。用等径或稍大直 径的钻头开孔，钻至要求深度后，用钻 机的副卷扬将护筒吊起放入孔内，根据 “十”字护桩将护筒中

41、心与桩中心调整 到规范允许之内，并用适宜的粘土将护 筒周围回填夯实。 在护筒就位的过程中，应保持护筒 顶面高出地面 30CM 为宜,以防孔口坍塌 和地表水流入孔内。中心偏差通过“十”字护桩进行控制，即下护筒的 过程中，随时测量护桩到护筒边缘距离的变化，根据事先计算的结果进 行随时调整，同时用水平尺调整护筒的竖直度满足验收标准要求。 护筒埋设回填密实后，沿十字护桩进行挂线，在与护筒相交处作好 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 20 标记，量测出十字交点（钻孔桩中心）至护筒标记点的距离，并认真填 写护筒偏位记录。 三、泥浆制备三、泥浆制备 旋挖钻机成孔时无需泥浆循环和悬

42、浮钻渣，泥浆的作用仅为护壁， 配制时宜选用优质膨润土配制低比重的泥浆。依据验收标准及施工技术 指南的要求，根据类似工程的施工经验，对泥浆的配合比、泥浆性能指 标要求如下： 泥浆性能指标泥浆性能指标 地层比 重漏斗黏度(/s)含砂率（%）胶体率（%）PH 值 一般1.051.1516224957.08.0 漏失1.101.1520284958.010.0 造浆材料选择优质膨润土，不能使用孔内原土造浆护壁，造浆前应 根据泥浆性能指标的要求做泥浆配合比的试验，现场按照泥浆配合比用 制浆机拌制泥浆并存入储浆池。为防止泥浆对周围环境的不利影响，废 弃泥浆必须外运弃置于弃土场；严防地表水流入桩孔内，桩孔开

43、挖后应 采取措施防止施工用水和雨水流入基坑内。 钻碴要及时运出工地，弃到设计指定的弃碴场(DK350+900 线路右侧 500m)，弃碴场要设挡护，防止水土流失，以达到环境保护的要求。 钻孔过程中应随时检验泥浆比重、含砂率，并填写泥浆试验记录表， 并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标， 以保证成孔速度和质量；随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维 持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。 桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆采用流量 108m3/小时 3PN 型泥浆泵 排至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中，封底前为防止泥浆外溢， 将泥浆泵悬于孔内 2m 深处并预先将孔内泥浆抽出

44、2m。 为防止水流渗入湿陷性黄土产生湿陷，在泥浆池内部使用砖砌，砖 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 21 墙高度露出地面 50cm 左右，在底部和四周采取砂浆抹面进行封闭处理， 每 6 个墩位的桩基为一个单元，在中部位置设置一个泥浆池，大小为 14m5m2m，泥浆池的长边垂直于桥向布置，采用泥浆泵将泥浆输送到 在钻桩孔。同时在池内中间设置隔离墙，一侧为沉淀池，一侧为泥浆池。 四、钻孔施工四、钻孔施工 1、旋挖钻机的设置及调整 施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机 标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调 垂，即首先将旋挖钻

45、机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示 钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的 X 轴、Y 轴方向的 偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态 位置，实现钻杆平稳同步起立。 在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂和对中。调垂可分为手动调 垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位5范围内才可通过显示器上 的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位5范围时， 只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工 作。对中通过钻头底部中心钻齿的尖部与护桩交出的桩位中心确定，两 点处于同一铅垂线上的偏差在验收标准允许偏差范围内即为对中完成， 对中后采用钢板尺

46、进行复测，做好钻机就位的偏差记录。 2、钻孔作业 将钻头慢慢下落到地表高程时，通过电脑复位按钮将深度显示仪调 整为零，以便钻进过程中跟踪钻孔深度。然后再将钻头放入护筒(护壁) 内，正向旋转开始钻进。 选用斗筒式钻头钻进时，当钻斗提出孔外移至机侧以后，继续缓慢 上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻斗上的顶压板的顶压杆下压，通过 与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完后， 再将钻斗下落至地面，正旋关底盖复位。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 22 施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直 度，确保成孔质量。 钻孔应连续进行，因故停钻时

47、，应注意保持孔内泥浆比重，经常检 查桩孔周围地表土的变化情况，防止孔壁坍塌。钻孔完成后，应尽快浇 筑混凝土，防止空孔时间过长造成坍孔事故。 3、地质情况记录 地质情况记录按相应地质的相关表记录；旋挖钻机钻进施工时及时 填写钻孔记录表 ，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度 及孔底标高；钻孔记录表由专人负责填写，交接班时应有交接记录； 根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录， 绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明 各样品在孔桩所处的标高位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图与设计不 符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔

48、达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度。 五、清孔及成孔检测五、清孔及成孔检测 采用掏渣法进行清孔，成孔后利用旋挖钻机掏渣钻斗进行掏渣，保 证桩底沉淀层厚度符合设计及验标要求，在水下砼浇筑前，应复查桩底 沉渣厚度，不满足要求时进行二次清孔，二次清孔采用高压风或高压泥 浆喷射法，即在混凝土灌注前，对孔底进行高压射风或射泥浆数分钟， 使沉淀物漂浮满足沉渣厚度要求后，立即灌注水下混凝土。 清孔完毕后即进行成孔检测，采用 JJC-1B 型灌注桩孔径检测系统对 桩孔进行检验。该产品主要用于钻孔灌注桩的成孔质量检测，全套设备 包括孔径、沉渣厚度、垂直度的测量探头及绞车、电缆、孔口滑轮等主 要部件

49、，主机为 PIC 单片机。检测时可实时显示各项检测数据和曲线， 并将这些数据存储并打印输出，通过串口通讯可将测量数据上传至上位 机，可方便的编制检测速报和成孔质量检测报告，资料的存储和处理方 便、快捷，可以大幅度地提高工作效率和质量。 该产品的主要技术指标如下： 孔径测量范围：6001800mm； 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 23 孔径测量误差：25mm； 孔径仪供电电流：10mA； 电缆长度：100m； 电缆拉力：0.35T，拉断力：0.65T； 深度显示：0100m，可预置、清零； 沉渣厚度检测：可配 JNC-1 沉渣测定仪； 垂直度检测：可配 JJM-1

50、 高精度测斜仪或 JJX-3B 测斜仪； 工作温度：测量探管：50 地面仪器：-1045 相对湿度：85% 孔径仪耐压：3Mpa； 工作电压：220V50Hz50W； 备有速报和检测报告的标准格式供选用。 使用该产品可对成孔的质量进行系统的检测，对成孔存在的质量缺 陷可迅速测出，对缺陷存在的位置、性质等做出准确的判断，便于采取 有针对性的措施进行处理，对成孔的质量控制提供了可靠的依据。但由 于该检测系统有系统测量误差的存在，为确保检测数据能够反映实际情 况，在成孔检测中采用与普通的探孔器配合使用，确保检测能真实的反 映出成孔的实际状态，以正确指导下一步的施工。 六、钢筋笼制作及安装六、钢筋笼制

51、作及安装 1、钢筋骨架在钢筋加工厂分段制作，在运至现场后用吊车吊入孔内， 并在孔口进行接长焊接。现场焊接采用单面搭接焊，焊缝长度应大于 10d，焊缝高度 h0.3d，焊缝宽度 b0.7d，每节钢筋笼接头钢筋应错开， 在接头长度段内受力钢筋焊接接头面积小于总面积的 50%。在焊接时应特 别注意，电流不应太大，严禁出现因接触不良而烧伤主筋。 2、钢筋骨架用 QY25 吊车起吊，第一节放入孔内，在钢筋笼内穿入 型钢，临时支承在护筒口外侧的支墩上，再起吊另一节，对正位置焊接后 逐段放入孔内至设计标高；根据钻孔桩设计高程确定固定钢筋长度和固定 点，将固定钢筋焊接在井口支撑型钢上，型钢两端支撑在钢护筒外的

52、枕木 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 24 支墩上。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原 因，不得强行下放。 下放至末段钢筋笼时要对钢筋笼定位，在末段钢筋笼最上端设四根 定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋长度，以保证钢筋笼的标高满 足设计要求，在顶部箍筋下至孔口时，在该箍筋上拉设“十”字交叉线 绳交出钢筋笼的中心，将钢筋笼下放至设计标高后(可预先抽出部分泥浆， 以保证顶部箍筋外露)，根据桩孔中心的护桩拉设“十”字交叉线绳交出 桩位中心，悬吊垂球调整钢筋笼的位置和桩位中心重合，并将定位吊筋 点悬挂于横担在孔口的两根 I12 工字钢上并与工字钢进

53、行焊接，防止灌 注混凝土的过程中定位吊筋碰撞变位。 钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不大于 5cm。 3、钢筋笼在运输和安装时，为保证骨架起吊时不变形，骨架起吊前， 应在骨架内部临时绑扎三根 48 钢管，加强其刚度，在笼中加劲箍筋处 加设“”形钢筋撑，起吊点应设在 48 钢管上且位于钢筋笼顶部的三 分之一处，起吊过程应缓慢进行。 4、钢筋笼保护层的控制按照设计要求采用钢筋笼定位箍,沿钢筋笼 每隔 2m 放置一组,每组设置 4 个,按 90均匀安放,梅花形布置，既可避免 笼体碰撞孔壁,又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。 5、本桥钢筋笼为通长至孔底，但在钢筋笼

54、入孔后，亦应将钢筋笼固 定在孔口的护筒或护壁上，以防发生浮笼现象，且在灌注过程中应适当加 快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止导管底口以上部分 混凝土流动性变小，对钢筋笼形成较大的握裹力，带动钢筋笼上浮。当发 生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，重新固定钢筋笼后再继续灌注。 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 25 七、灌注水下砼七、灌注水下砼 1.C30 水下高性能混凝土的设计 1.1 混凝土设计依据 白龙涧特大桥桩基水下混凝土共计 2.06 万方。混凝土设计强度等级 C30，使用年限 100 年；根据设计资料该处地下水质良好，对混凝土无腐 蚀性，土壤

55、最大冻结深度 30cm，对混凝土的耐久性无其他特殊要求。 砼由 HZS50 拌合站集中拌制，混凝土搅拌运输车进行水平运输，采 用内径 300mm 的导管水下灌注的，要求混凝土坍落度 180220mm。 1.2 高性能配合比设计 根据上述条件，结合指南、验标的要求，混凝土设计强度为 C30,坍 落度 180220mm，电通量1500c。 1.2.1 原材料选择 为准确掌握用于施工的各种原材料的质量，先后将原材委托有资质 的铁一院、西安建筑科技大学、铁道部产品质量监督检验中心等单位， 对规定指标进行了检验。结果如下： 水泥选用陕西尧柏 P.O42.5 普通硅酸盐低碱水泥，主要指标如 下： 序 号项

56、 目/标 准实测值 1 抗压强度 （28d） 42.5MPa47 2 抗折强度 （28d） 6.5 MPa7.2 3初凝45min2：58 4 凝结时间 终凝10h3：38 5细度10%5.6% 6安定性（雷氏法）合格 6氯离子含量0.1%0.027% 7碱含量0.8%0.46% 粉煤灰选用华西电力科技环保公司生产的级粉煤灰，主要指标 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 26 如下： 序 号项 目标 准实测值 1SO3含量（%） 3.0 0.41 2细度（%） 20 18 3需水比（%） 105 103 4烧失量（%） 5.0 3.2 5氯离子含量（%）不宜大于 0.

57、020.012 6CaO 含量（%） 10（对于硫酸盐环境） 2.27 7碱含量（%）3.79 细骨料选用赤水河中砂 序 号项 目标 准实测值 1 表观密度 （kg/m3） 25002640 2含泥量（%） 2.5 1.9 3泥块含量（%） 0.5 0.2 4空隙率（%）4542 5 堆积密度 （kg/m3） 14001520 6 紧密密度 （kg/m3） 14001640 7颗粒分析2.33.02.8 粗骨料选用莲花寺的碎石，采用 525mm，1631.5mm 二级级配,主 要指标如下： 序 号项 目标 准实测值 1表观密度（kg/m3）25002710 2堆积密度（kg/m3）150015

58、50 3紧密密度（kg/m3）1640 4空隙率（%）4039 5泥块含量（%） 0.25 0 6含泥量（%） 1.0 0.2 7吸水率（%）21.0 8压碎值（%） 12 7.4 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 27 9硫化物及硫酸盐含量（%） 0.5 0.02 10氯盐含量（%）0.020.01 11针片状总量（%）105.7 12坚固性（%）8%2.3 13颗粒分析531.5mm 连续级配符合要求 经检验，粗细骨料均无碱活性。 外加剂选用山西凯迪建材有限公司生产的 KDSP 聚羧酸盐高性能减 水剂；拌合用水取用白龙涧特大桥混凝土拌合站的井水，经检测各项指 标

59、符合客运专线高性能混凝土暂行技术条件的规定。 1.2.2 配合比的试配、选定根据 根据客运专线高性能混凝土暂行技术条件的要求，按照普通 混凝土配合比设计规程 （JGJ55-2000）及 TB10424-2003 的规定，计算 确定混凝土配制强度为 42Mpa,选定水灰比为 0.45、用水量 228kg、外加 剂掺量 1.5%时，减水率为 24%；计算每立方胶凝材料总量为 384kg；砂率 选用 41%，以 20%的粉煤灰取代水泥，共计拟定配合比 5 种，制备混凝土 试块 30 组，综合拌合物性能及混凝土试块强度，最终确定混凝土配合比 为：(每立方混凝土用料量) 水泥：细骨料：粗骨料：水：粉煤灰

60、：外加剂 =307:756:1087:173:77:5.76 水泥：细骨料：粗骨料：水：外加剂=1：1.97：2.83：0.45：0.015 核算单方混凝土的总碱含量为 1.93kg, 符合总碱含量3.0kg/m3的 要求；氯离子含量 0.21kg,占胶结材料总量的 0.05%，符合钢筋混凝土中 氯离子总含量不超过胶凝材料总量的 0.1%的要求。 1.2.3 混凝土拌合物性能、强度及氯离子电通量结果 确定的配合比试拌，混凝土拌合物流动性、粘聚性良好，测得含气 量 4.0%，密度 2350kg/m3；其他性能指标见下表： 白龙涧特大桥钻孔桩工程施工技术方案 中铁二十三局集团有限公司 28 序 号