河床上冲击钻孔灌注桩施工工法

1、河床上冲击钻孔灌注桩施工工法中铁六局北京铁建公司朱春柏 陈建峰1 前言 要在有丰富的松散卵石的河床上进行冲击钻孔灌注桩施工， 不仅要保证施工 质量，而且要满足工期的要求。京承高速公路（三期）潮河桥，为在河床上钻孔 施工，需要防止钻孔过程中出现坍孔。我公司开展了技术研究，采取了注浆、浇 筑混凝土等一系列措施， 取得了成功， 不仅保证了工程质量， 而且为京承三期的 开通作出重要贡献，现总结形成本工法。2 工法特点本工法具有以下特点：1、注浆固化土体埋设护筒，避免护筒根部及周边坍孔。2、保证了钻机的稳定，不容易出现偏位，减少了纠偏的几率，从而缩短了 成孔时间。3、在护筒和卵石层之间铺一层混凝土，起到

2、了很好的连接作用，保证了护 筒的稳定，解决了护筒下卵石的不稳定问题。3 适用范围适用于河床为卵石层、 漂石层，缺少细骨料， 级配差且松散的冲击钻孔桩施 工。4 工艺原理 为避免护筒下及周边卵石的稳定埋， 通过铺设混凝土及注浆等方法， 有效的 连接卵石和护筒，填充空隙，固定上层松软层，硬化深层松散卵石，并对护筒周 围进行加固，防止因振动和机械等重物的压力引起坍孔。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管 施工法两种，但在施工中常用的是泥浆护壁方法。该施工工艺流程是：挖基坑并底层铺筑混凝土一埋设护筒进行注浆一钻机就 位钻进施工清孔

3、水下混凝土灌注。5.2施工操作要点挖基坑并底层铺筑混凝土基坑的大小根据桩径确定，基坑的直径较护筒大1m图铺筑混凝土工艺流程图图铺筑混凝土剖面图1 、混凝土的强度：根据养护的时间和条件，当开始钻进时，强度达到10Mpa2 、混凝土的坍落度：较一般普通混凝土减少 25%-30池骨料，能够渗透到下层卵石中3 、挖基坑的过程中，基坑底不要被扰动，用人工清理522埋设护筒进行注浆1、埋设注浆管注浆管长度依据卵石层的松散厚度而定，一般比护筒长0.5米。2、注浆注浆材料为普通硅酸盐水泥 ，掺加10%-258的粉煤灰，水灰比1:1。注浆管采用 32 mm L=2.53.0m,壁厚3.25mm的无缝钢管。前端加

4、工 成锥形，以便插打。前端1米范围内钻 810mm溢浆孔，呈梅花形布置(防止注 浆出现死角)，间距20cm,尾部1.5m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊 6环 形箍筋，以防打设注浆管时端部开裂。注浆量计算：Q=n R2*h*n* a *(1+ B )()式中：Q注浆量(m3);R扩散半径；H注浆段长；N地层空隙率；a地层填充率；B损失率。钻机就位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心 等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机 推平，在垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对 有钻塔的钻孔机，先利

5、用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位， 再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒 中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。524钻进施工1、钻进中泥浆的配制根据公路桥涵施工技术规范，泥浆满足表条件。表泥浆性能指标选择钻孔 方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pa0 s)含砂率(%)胶体率(%)酸碱度(pH)冲击易坍地层1.2 0 1.4022 30 95811注：地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限;地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限。2

6、、钻孔钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行， 才能保证成孔 质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工 中要注意不断添加泥浆和抽渣，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式 或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。 所以钻好的孔应 及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。 钻孔的顺序也应实事先规划好，既要 保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相 互干扰。清孔钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此，除 了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、 孔形、孔

7、径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理， 避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要 求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于 30cm当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。 对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于 5cm清孔方法是使用的钻机 不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽 渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但 在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管 道内将泥渣吹出。526水下混凝土灌注清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内， 定位后要

8、加以固定，然 后用导管灌注混凝土，第一车混凝土灌注时，用较大漏斗，并用比导管直径略小 的皮球封底，保证桩底部质量。6材料与设备本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6表6 机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1钻机CZ-8台3灌注桩施工2吊车台1钢筋笼吊放3挖掘机台1挖基坑4钢筋弯曲机GW40台1钢筋加工5电焊机BX-300台4钢筋加工6钢筋切割机GJ40台1钢筋加工7注浆泵KBY-50/70台1回填注浆8漏斗及导管300套1灌注混凝土7质量控制7.1工程质检流程图班组自检f 互检f 施工员组织验收f 质检员复验f 监理工程师验收。7.2质量检验标准钻孔灌注桩施工质量执行城市地下铁

9、道施工及验收规范、钢筋混凝土工程施工及验收规范。隔离桩允许偏差见表7.2表7.2 钻孔桩成桩允许偏差项次检查项目规疋值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（Mpa在合格标准内按JTJ071-98附录D检查2桩位（mrh排桩50用经纬仪检查纵、横方向3钻孔倾斜度直桩1%查灌注前记录4沉淀厚度（mm支承桩不大于图纸规定查灌注前记录5钢筋骨架底面咼程（mm 50查灌注前记录7.3质量保证措施1、严格依照设计提供的图纸和文件、变更设计图纸及技术规范、标准、法 规施工。2、合理地组织和调配材料、机械设备、运输、劳动力，做到均衡生产，保 证工程优质、高效、低耗。3、作好自身的施工监督检查工作，设专职质检员

10、，建立严格的班组自检制 度。4、凡构成永久性工程组成部分的材料，都必须符合图纸和规范的要求，必 须经质量检查合格并经批准后才能进场， 分规格分批存放，设立醒目的标志，以 利检查和使用。水泥、钢材在取得出厂合格证的同时需分批分规格进行检验合格 后才能使用。焊接试件等应按规范规定的数量送到有资质证书的检测机构进行复试。砂、石、混凝土外加剂等材料需按设计要求及技术规范试验合格后才能使 用。5、加强工程试验工作，建立标养室，并对相关人员进行技术交底和培训， 共同把好质量关。6加强测量复核工作，在施工中按规范进行中线和水平测量复核，确保工 程位置及尺寸准确。7、砼工程施工采用商砼，试验人员跟班作业，随时

11、检查混凝土的坍落度， 保证施工坍落度与设计值在允许值内，并按规定制作试件。8安全措施1、严格执行各项安全规章制度、安全操作规程，建立健全安全保证制度。 上岗人员岗前需进行安全教育， 使之制度化、 经常化， 提高全体施工人员的安全 意识。贯彻专业检查与班组自检相结合的方针。 施工现场设专职安全员， 施工中 做到安全随时检查，发现隐患及时排除。2、施工现场应设明显安全标志，进入施工现场人员必须戴安全帽。3、吊装时由专人指挥、统一信号。4、吊装前应检查机械锁具、夹具、吊环等是否符合要求并应进行试吊。5、起吊时严禁长时间悬吊、停滞。且钢筋笼下方严禁站人，防止发生意外。6、进行吊装作业时，先察看空中杆线

12、情况，避免吊机触及空中架空线，确 保安全作业。7、六级以上大风和雷雨、大雾天气，暂停吊装施工。8、做好安全用电。工地的电动设备、电力线必须由电工架设及管理，开关 应有防雨、防潮措施，并设有漏电保护器，做到经常维修，保持良好。对不符合 安全要求的电力器材及电力线路不得使用。电器设备应接地、接零，电缆、电线 必须架空。 操作人员应持证上岗， 严禁非专业人员擅动电气设备， 防止发生触电 事故。9、作好防火工作。在工棚、仓库附近要设消防器材，工棚附近严禁堆放易 燃物品。9 环保措施1、加强宣传教育工作，提高管理人员及各施工班组文明施工意识。2、做好施工现场管理，周围居民和闲杂人员不许入内。3、在合理的

13、位置设足够容量的泥浆池，并具有制作、贮存和回收与净化利 用功能，尽量减少泥浆产生量，防止泥浆污染场地及场外路面。4、泥浆池建雨棚覆盖，周围设安全围栏。5、建立污水处理系统将所有施工场地内的污水处理达标后才排放至指 定地点。6、施工泥浆通过护筒侧壁的溢浆孔排入泥浆溜槽后进入泥浆池，溜槽采用在路面开槽的方式设置，并在上面加改 8mm厚的钢板。7、加强对溜槽、泥浆池的清理工作，从根本上防止泥浆外溢污染。8、钻碴滤尽余水后再外运，废泥浆装入封闭容器汽车外运至指定弃土场， 所有汽车经过冲洗后才驶出施工场地。9、工程材料做到堆放整齐、标识清楚，生产、生活区派专人保持整洁卫生， 尤其是派专人进行泥污与散落的

14、碴块清理和进出车辆冲洗， 全面达到北京市文明 施工标准。10 资源节约1、施工过程中， 施工材料未污染既有河水， 施工材料不含有毒等有害物质， 不会对地下水造成污染。2、采用本工法只采用少量混凝土和水泥浆，避免了使用全护筒。11 效益分析11.1 此工艺保证了桩基的成孔质量，避免塌孔造成反复回填和钻进，并避免了 使用全护筒，降低了施工成本约 200 万，取得很好的经济效益。11.2 采用注浆加固，保证了钻机的稳定，减少了纠偏的几率，从而缩短了成孔 时间，加快了施工进度，社会效益良好。11.3 只采用少量混凝土和水泥浆，把能源消耗降到最低，节能环保效果好。12 应用实例京承高速公路 （三期） 潮河桥工程 潮河桥为京承高速公路（三期）工程，位于北京市密云县东北方向，横跨潮 河，为斜 60 度简支梁桥。钻孔灌注桩基础长为 11-19 米。桩径分 1.2 米和 1.8 米两种。河床内无地表径流，静止水位在