钻孔灌注桩工艺性试验方案

1、1. 编制依据1.1客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准1.2客运专线铁路桥涵工程施工技术指南1.3施工图设计文件2. 编制目的研究适应于不同地质状况的成孔工艺， 总结施工经验，为桥梁桩基施工 提供施工工艺参数，明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点 和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。3. 编制范围试验桩里程和孔桩参数如下表桥墩中心里程桩号桩径桩长工艺试验目的常州西桥段DK1134+792.4329- 4330- 4331- 4 1.2546.0SWDM20型旋挖钻机钻孔工艺流程 1.0034.0 1.0033.5DK1137+171.8399- 4400- 4401-

2、4 1.2538.5不同地质钻进情况研究 1.2542.5 1.2544.0DK1146+848.3566-4566- 12567- 4 1.5074.0SWDM20型旋挖钻机操作要点 1.5074.0 1.2561.04. 工程概况新建京沪高速铁路JHTJ-5标段丹阳至昆山特大桥一常州西桥段DK1129+590.厂DK1148+522穿越常州市新北区罗溪镇和薛家镇， 其桥墩基础分别采用© 1.0m、© 1.25m、© 1.5m钻孔灌注桩，地质条件为黏土、粉质 黏土、粉细砂层，地下水上部属孔隙潜水，水位埋深0.53m5. 施工方法及工艺要求钻孔桩施工工艺流程图处理

3、泥浆5.1施工准备5.1.1钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技 术的要求，须作准备工作如下：5.1.2 首先确定钻孔桩位：按照基线控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确 放出桩位，然后用钢筋安好四个护桩，十字线交点即为理论桩位。5.1.3钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不宜直接置于不坚实的填 土上，以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提 供便利。5.1.4 钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。如有困难，可用排架或枕木搭设工 作平台。5.1.5钻孔场地在浅水时，宜采用筑岛法。岛顶面通常高

4、出施工水位0.75 1.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。5.1.6 设置好钢筋笼、钻机、桩基等各自的标识牌，内容包括钻机的型号、 性能参数，桩基的孔径、孔深、里程、墩号等，钢筋笼对应的桩号等。5.2 泥浆制备5.2.1 在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。 在黏性土中钻孔，当塑性指数大于 15，可利用孔内原土造浆护壁。5.2.2 钻孔施工时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。5.2.3 桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻 孔护壁中。5.3 埋设护筒5.3.1护筒采用钢护筒，其内径比桩径大20cm

5、埋设护筒时，护筒中心轴线 对正测定的桩位中心，护筒与桩位中心线偏差不得大于 2cm倾斜度不大于 1%高度宜高出地面0.30-0.50m或高出地下水位2.00m,护筒固定在正确 位置后用粘土分层回填夯实， 以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、 掉落。 如果护筒底土层不是粘性土应挖深或换土或加深护筒，在坑底回填夯实0.50m 厚度的粘土后再安放护筒 , 以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。5.3.2 水中用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。护筒埋入河床面以下1m；水中平台上按最高施工水位、 流速、 冲刷及地质条件等因素确定埋深， 必要 时打入不透水层。533护筒顶面中心与设

6、计桩位偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%5.4 钻机就位及钻孔5.4.1 钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和 顶端应平稳, 在钻进中不应产生位移或沉陷。 就位完毕, 施工队对钻机就位 自检。5.4.2 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在 钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、 钻进压力、 钻进速度配制适当的 泥浆指标。5.4.3 钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进 情况及下一班应注意事项。 应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测, 不符合 要求时,应及时改正。应经常注意地层变化, 在地层变化处应捞取样渣保存。5.4.

7、4 钻孔过程中应观察主机所在地面处的变化情况 , 发现沉降现象及时停 机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。5.4.5 当钻孔深度达到设计要求时,用检孔器对孔深、孔径、孔位和孔形等 进行检查, 确认满足设计要求后, 立即填写终孔检查证, 并经驻地监理工程 师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。5.5 清孔5.5.1 钻孔至设计深度经过检查后,应立即进行清孔作业。首先按预先测定 的泥浆稳定时间达到时, 用钻斗把沉淀在桩孔底部的沉渣捞出来, 此操作严 格控制不得使孔深加大。5.5.2 第一次清孔采用换浆的方法进行。使沉渣厚度在允许的设计要求 <20cm。5.6钢筋笼

8、骨架的制作安装561钢筋笼在钢筋加工场里按图纸进行加工， 钻孔灌注桩的主筋原设计为 Q235钢筋，因市场供货困难，经设计允许后可用 HRB335钢筋代替，钢筋笼 加工前必须对原材料与钢筋焊接接头进行试验，原材料以同一牌号、同炉 号、同规格、同交货状态的钢筋，每60t为一批，不足60t也按一批计。焊接接头的力学性能检验以同级别、同规格、同接头形式和同一焊工完成 的200个接头为一批，不足200个也安一批计。5.6.2原桩头设计的180°变更为90°弯钩，但必须符合规范要求，直段 3d,弯曲直径5d。主筋连接方式为双面搭接焊。双面搭接焊长度5d,且不小于10cm为使钢筋笼的制安

9、顺利，钢筋连接做到顺直，钢筋笼的绑 扎在标准钢筋加工台上进行，相邻主筋接头间隔错开35d且不小于50cm为了保证钢筋笼具有足够的保护层厚度，每隔2m在钢筋笼的箍筋四周布置耳环。钻孔桩钢筋骨架加工及安装允许偏差序号项目允许偏差（mr）1钢筋骨架在承台底以下长度士 1002 :钢筋骨架直径士 203主筋间距士 0.5d4箍筋及加强筋间距士 205钢筋骨架垂直度1%5.6.3承台底100mm以上桩身钢筋应采取措施隔离桩头混凝土，采用朔料袋包裹。5.6.4当桩径小于等于1.25m且桩长超过52m的摩擦桩和桩径大于等于1.5m 的桩，预埋三根超声波检测管，对水下混凝土质量作检测。超声波检测管 采用无缝钢

10、管，内径50mm壁厚3.0mm检测管延桩身箍筋内侧等间距不 设，并焊于加强箍筋上，检测管长度距桩底5cm伸入承台内0.5m，检测管接头及底部应密封好，顶部采取措施防止砂浆、杂物堵塞管道。5.6.5 钢筋笼采用吊车吊放，当钢筋笼较长时，需分节制作，分节吊装、双 面搭接焊接长，为防止钢筋笼吊装时变形，钢筋笼每道加强筋内设置“米” 字内撑，放入孔口时再将其割除。吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若 遇到阻碍，查明原因，进行处理。不高起猛落、强行下放。若无效则停止 下放，以防碰坏孔壁而引起坍塌。下放过程中，时刻注意观察孔内水位情 况，如发现异常现象，马上停止下放，检查是否塌孔。钢筋笼到位以后， 在笼顶以

11、下7080cm处沿笼周4个方向焊接定位钢筋固定于钢护筒，确保 笼顶平面位置正确。5.7 导管安装导管使用前应试拼装、 做水密性和抗拔试验， 水密试验压力不得小于孔 底压力的 1.5 倍，以确保混凝土灌注时导管的良好状态。 导管下放前要检查 每根导管是否干净、畅通以及止水“ O'型密封圈是否完好，导管内壁应光 滑圆顺，内径一致，直径采用30cm中间节长为2-2.5米，底节长为4米。 导管要逐段吊装接长。垂直下放至孔底，然后提高300-500mm下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼。5.8 灌注水下混凝土5.8.1 混凝土灌注前，要先将混凝土料车上的混凝土进行塌落度测试，要求 达到18-22

12、cm时方可使用。漏斗的容量（即首批混凝土储备量）应使首批灌 注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。 本次浇灌采用砼运输车运 送，车内的砼可直接放入漏斗内，因此砼运输车可作为储料容器使用。5.8.2 首批混凝土灌注量较大，因此需在漏斗口下设置砼挡板，在导管的浆 液面上设置隔水栓， 以储存混凝土， 待漏斗内的储量和后续 混凝土备足后， 才开启使首批混凝土在很短的时间内一次降落到导管底。5.8.3 灌注水下混凝土是钻孔施工的重要程序，应特别注意。钻孔须经成孔 质量检验合格后，方可进行灌注工作。5.8.4 首批混凝土灌入孔底后，立刻测探孔内混凝土面高度，计算导管内埋 置深度，如符合要求即可继续灌

13、注。585灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中 要防止混凝土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，灌注过程中，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。导管埋深宜为2-6m（当桩身较长时，导管埋入砼中的深度可适当加大），过多则影响灌注速度 或造成堵管；过少则造成浮浆或泥浆夹层。导管提升时应保持轴线竖直和位 置居中，逐步提升。如导管丝扣接头处挂住钢筋骨架，可转动导管，使其脱 开钢筋骨架后，移动钻孔中心。当导管提升到丝扣接头处露孔口以上有一定 高度，可拆除1节或2节导管。此时暂停灌注，先取走

14、料斗，重新系牢井口 的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头，同时将起导管用的吊勾挂 上待拆的导管上，待接头拆除后吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将料 斗重新放在井口的导管上，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，并 注意安全，已拆除的导管要立即清洗干净，堆放整齐。导管埋深值参考表导管内径（mm桩孔直径（mm初灌量埋深（m连续灌筑埋深（m桩顶部灌注埋深（m正常灌注最小埋深250-3001000-15001.5-3.02.5-3.51.5-2.01.0-1.2586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 徐灌入使空气排出，不可整斗的灌入，以避免导管内形成高压气囊，挤出

15、管 节间的橡皮垫，而使导管漏水。587当混凝土面升至钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上 升，可采取以下措施：5.8.7.1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, 混凝土的流动性大，适当减少砼浇注速度；587.2当混凝土面接近或初进钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入 混凝土，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；587.3当孔内混凝土面进入钢筋骨架 4-5米时以后，适当提升导管，减小 导管埋置深度，以增加骨架在导管底口以下的埋置深度， 从而增加混凝土对 钢筋骨架的握裹力。水下混凝土适当灌注时间表桩长(m)< 3030-5050-70灌注量(m3)<

16、; 4040-80< 4040-8080-120< 5050-100100-160时间(h)2-34-53-45-66-73-56-87-95.8.8为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌1米左右混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土 量，以免造成浪费。施工用的钢护筒，可在灌注结束、混凝土初凝前拔出。 5.8.9在灌注将近结束时，导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管 内的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如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。在拔除最后 一节长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导

17、管下形成泥心。6. 钻孔桩过程中常见事故的预防及处理6.1坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降， 孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。6.1.1坍孔原因6.1.1.1泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。6.1.1.2由于出渣后未及时补充泥浆(或水)，或孔内出现承压水，或钻孔 通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。6.1.1.3 护筒埋置太浅， 下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软， 或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。6.1.1.4 在松软砂层中钻进进尺太快

18、。6.1.1.5 提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。6.1.1.6 水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。6.1.1.7 清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸 走后未及时补浆（或水） ，使孔内水位低于地下水位。6.1.1.8 清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿 时间过长。6.1.1.9 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。6.1.2 坍孔的预防和处理6.1.2.1 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密 度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。6.1.2.2 发生孔口坍塌时， 可立即拆除护筒并回填钻孔， 重新埋设护筒再钻。6.1.2.

19、3 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填碎石夹粘质土混合物到坍孔处以上1m-2m如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。6.1.2.4 清孔时应指定专人补浆（或水） ，保证孔内必要的水头高度。供水 管最好不要直接插入钻孔中， 应通过水槽或水池使水减速后流入钻中， 可免 冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。6.1.2.5 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。6.2 钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。6.2.1 偏斜原因6.2.1.1 钻孔中遇有较大的孤石或探头石6.2.1.2 在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的 砂卵石层中钻进，钻头受力

20、不均。6.2.1.3 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。6.2.1.4 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。6.2.1.5 钻杆弯曲，接头不正。6.2.2 预防和处理6.2.2.1 安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和 护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。6.2.2.2 由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向 架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。6.2.2.3 钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶 及时调直。6.3 糊钻和埋钻6.3.1 糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中， 糊钻的特征是在细粒土层 中钻进

21、时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。6.3.2 预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对 密度和粘度， 适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻， 选用刮板 齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣 进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。6.4 扩孔和缩孔6.4.1 扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质 松散地层处或钻锥摆动过大， 易于出现扩孔， 扩孔发生原因与坍孔相同， 轻 则为扩孔，重则为坍孔。 若只孔内局部发生坍塌而扩孔， 钻孔仍能达到设计 深度则不必处理， 只是混凝土灌注量大大增加。 若因扩孔后继续坍塌影响钻 进，

22、应按坍孔事故处理。6.4.2 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻 头或者提外鸣叫的迹象。 缩孔原因有两种： 一种是钻锥焊补不及时， 严重磨 耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔； 另一种是由于地层中有软塑土 （俗 称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防 止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头， 后者要使用失水率小的优质泥浆护壁 并须快转慢进， 并复钻二三次； 或者使用卷扬机吊住钻锥上下、 左右反复扫 孔以扩大孔径， 直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。 对于有缩孔现象的 孔位, 钢筋笼就位后须立即灌注 ,以免桩身缩径或露筋 .6.5 钻孔漏浆6.5

23、.1 漏浆原因6.5.1.1 在透水性强的砂砾或流砂中， 特别是在有地下水流动的地层中钻进 时，稀泥浆向孔壁外漏失。6.5.1.2 护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。6.5.1.3 护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。6.5.1.4 水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。6.5.2 处理办法6.5.2.1 凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。 冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。6.5.2.2 属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。 如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重， 应挖出护筒，修理完善后

24、重新埋设。7. 钻孔桩常见事故及处理7.1 首批混凝土封底失败7.1.1 事故原因和预防措施7.1.1.1 导管底距离孔底大高或太低。原因：由于计算错误， 使导管下口距离孔底太高或太低。 太高了使首批 砼数量不够，埋不了导管下口（ 1 米以上）。太低了使首批砼下落困难，造 成泥浆与混凝土混合。预防措施：准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。7.1.1.2 首批砼数量不够。原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。 预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。7.1.1.3 首批混凝土品质太差。原因：首批砼和易性

25、太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。 预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。7.1.1.4 导管进浆。导管密封性差，在首批砼灌注后， 由于外部泥浆压力太大， 渗入导管内， 造成砼与泥浆混和。7.1.2 处理办法首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。7.2 供料和设备故障使灌注停工7.2.1 事故原因和预防措施原因: 由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝 土凝结而断桩。预防措施： 施工前应做好过程能力鉴定， 对于部分设备考虑备用； 组织 成立钻孔桩高性能混凝土应急处理小组，由各作业队分管生产的副经理牵 头，搅拌站站长及现场技术负责人带队， 施工

26、班组作为应急小组成员。 钻孔 桩混凝土浇筑前， 先对搅拌站从原料储备到机器运转情况作全面的检查， 确 保砼拌合、运输、输送等机械台车运转正常；机修班组随时待命，出现问题 马上抢修。检查输电线路，确保施工正常用电，如出现停电事故，立即启用 自备发电机供电，确保桩基砼浇筑顺利完成。7.2.2 处理方法7.2.2.1 如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。7.2.2.2 如断桩距离地面较浅，先抽干钻孔桩内积水，经监理同意后，可采 用接桩。7.2.2.3 如原孔无法利用，则改用冲击钻，在原位重新造孔。7.3 灌注过程中坍孔7.3.1 事故原因和预防措施 原因：由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时

27、碰撞孔壁、致使在灌注过 程中发生坍孔。7.3.2 处理办法7.3.2.1 如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。7.3.2.2 如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。7.4 导管拨空、掉管7.4.1 事故原因和预防7.4.1.1 导管拨空 原因：由于测量和计算错误， 致使灌注砼时导管拨空， 对管内充满泥浆； 或导管埋深过少，泥浆涌入导管。预防措施： 应认真测量和复核孔深、 导管长度； 应对导管埋深适当取保 守数值。7.4.1.2 掉管 原因：导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。 预防措施： 每次拆管后应仔细重新连接导管接头； 导管埋深较大时应及 时拆管。7.4.2 处理办法

28、7.4.2.1 混凝土面距离地面较深时应重新成孔。7.4.2.2 混凝土面距离地面较浅，经监理同意后方可采取接桩办法。7.5 灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。7.5.1 事故原因7.5.1.1 混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，砼坍落度损失较大，混凝土 流动性变小。7.5.1.2 混凝土和易性太差。7.5.1.3 导管埋深过大。7.5.1.4 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。7.5.1.5 导管外的泥浆及所含渣土稠度增加 , 相对密度增大。7.5.2 补救措施7.5.2.1 提起导管，减少导管埋深。7.5.2.2 接长导管，提高导管内混凝土柱高。7.5.2.3 可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。7.5.2.4 确保混凝土供应的连续性。7.6 灌注高度不够7.6.1 事故原因和预防 原因：测量不准确；桩头预留量太少。 预防措施：可采用多种方法测量， 确保准确； 桩头超灌预留量可适当加 大。7.6.2 处理办法 挖开桩头，按经监理同意后的接桩方案处理。8. 施 工环保、水土保持措施 针对本工程自然环境特点， 按照国家和当地政府的要求， 施工现场环境 保护、水土保持工作，做到全面规划因地制宜，严格按照环境保护法要 求，维护施工地域内的自然环境和居民清洁适宜的生活、 工作环境、 化害为 利，最大限度地减少施工对自然生态的破坏，保护环