宁夏分离式一级公路桥梁水下钻孔灌注桩基础工程施工方案

1、S202线西吉至毛家沟公路第三合同段（K307+500-K325+377段，全长,17.902公里）水下钻孔灌注桩工程施工方案 一、 编制依据1、S202线西吉至毛家沟公路两阶段施工图设计文件。2、现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息。3、拟投入本工程的施工技术力量和施工机械设备。4、我公司多年积累的类似工程施工经验。5、本工程涉及的施工技术、安全、文明、质量验收方面标准和交通部颁发的规范、规程及法规文件等。公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011公路工程技术标准 JTG B01-2003公路工程基桩动测技术规程 JTJ/T F81-01-2004公路工程质量检验评定标准 JTG F

2、80/1-2004公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 JTG E30-2005公路工程岩石试验规程 JTG E41-2005公路工程集料试验规程 JTG E42-2005公路工程水质分析操作规程 JTJ056-84道路工程术语标准 GBJ124-88硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 GB/T175-1999混凝土外加剂 GB8076-2009混凝土外加剂应用技术条件 DGJ32/TJ04-2005二、 编制原则1、在充分理解设计文件的基础上，以设计图纸为依据，采用先进、合理、经济、可行的施工方案。2、整个工程全过程对环境破坏最小、占用场地最少，采取对周围环境保护措施,避免周围环境的破坏。3、充分应用先

3、进的科学技术和施工设备，做到机械化作业、标准化作业、流水作业，坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性相结合原则。4、强化质量管理，树立优良工程观念，创一流施工水平，创精品工程。5、实施项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时间与空间条件的优化处置，实现成本、工期、质量及社会效益的预期目标。6、遵守招标文件各项条款要求，全面响应招标文件，认真贯彻招标文件要求。三、 工程概况项目起点位于西吉县城东侧G309线与S202线平交口，终点止于西吉至静宁公路宁甘交界处西吉县兴隆镇下范村，路线全长48.601km。沿线经过的主要城镇有夏寨、硝河乡、将台乡、兴隆镇、玉桥。路线所在区

4、域为葫芦河水系，项目区域主要公路有G309线、G312线，并有多条县道、乡道与本项目相通或衔接。我合同段起讫桩号为K307+500-K325+377，全长17.902km，采用分离式一级公路标准，本次实施路段路基宽度12m。全路段服务水平二级，设计时速60km/h，桥梁设计汽车荷载等级为公路-I级。全线共有大桥187m/1座、中桥107.08m/2座、小桥100.06m/3座、通道桥31.02m/1座、管线交叉4座，共计11座桥梁。其中5座桥梁基础采用摩擦式钻孔灌注桩基础形式，桩径采用1.2-1.5m，共计1042m/55根。所有桥址处地层上部以冲洪积地层为主，下部为泥岩，地层较简单，以粉土、

5、黄土、强风化砾岩、中风化砾岩为主， 部分地层中夹杂较薄角砾层。采用钻孔灌注桩基础形式的桥梁基本情况见下表所示：桩号跨径桩径桩数桩长工程量K323+0579-20m1.518213781.521938K311+3023-16m1.4218361.4420801.222142K314+6233-16m1.46171021.4320601.2617102K308+575.41-13m1.2619114K322+8261-20m1.561590合计551042四、 钻机的选择本合同段桥梁基础处于干涸无水或仅有少量地表水的季节性河沟中，且地质报告表明地层主要为泥岩，地层地基承载力范围为350MPa-50

6、0MPa，适合使用旋挖钻机进行施工。因此我部根据其地质状况和工程数量，确定采用旋挖钻机进行桩基钻孔施工。使用旋挖钻机具备以下优势：1、旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高、成孔质量好、安全可靠等特点；可根据不同的地质条件可选择不同的钻头，施工条件限制少；施工速度快，有利于节约工期。成孔速度快，能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、

7、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，有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、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，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。五、 施工准备1、全线的导线、水准点的复测已完成，成果已上报并得到监理办批复。2、桥梁桩位坐标、设计标高等数据已进行了复核计算，与设计图纸数据相符。3、施工便道已贯通，施工机械可以进入施工现场。4、技术人员、试验检测人员、施工人员全部到位。5、测量、试验、检测仪器全部到位并标定完成，可以满足施工需要。6、桩基工程两

8、级技术交底工作已完成，现场技术人员及施工人员已熟悉桩基施工工艺及各项检测指标。7、制定了安全、环保、文明施工施工方案及措施。六、 人员、机械配置及工期安排1、投入的主要施工人员项目副经理：吴思嘉项目总工：张新会现场施工负责人：张海强现场安全环保负责人：赵明渊、余伟龙现场试验负责人: 郝平安现场质量检测负责人：张辉工区技术负责人：高峰现场技术员： 哈涛、张永永、樊强、马远祺 施工队人员：8人2、投入的主要机械设备如下表序号机械名称型号规格单位数量机械完好率1旋挖钻机SR250台1完好2装载机50型台2完好3砼拌和机HSZ60座1完好4洒水车10t辆1完好5砼罐车10m3辆3完好6吊车25吨辆1完

9、好7挖掘机250台1完好3、工期安排水下灌注桩工程计划工期：2013年12月5日2013年3月1日七、 施工方案及工艺1、钻孔准备钻孔灌注桩工作平台布置时从以下方面考虑:(1).钻孔灌注桩位于旱地时,先清除杂物,换除软土,整平并夯实。(2).钻孔灌注桩位于浅水时,采用围堰筑岛法施工,且岛顶平面高出水位2米,并保证工作平台牢固稳定,承受工作时动荷载与施工机械的安全进出。2、护筒埋设钻孔灌注桩护筒埋设时从以下方面考虑:（1）、在整平夯实的工作平台上定出桩位中心，并用十字垂线固定延长护桩，各方向延长护桩不少于两桩。（2）、护筒采用0.8厘米厚的钢板制作，护筒内径应大于桩径20cm-40cm。（3）、

10、护筒下沉采用振拔机或人工挖埋进行，埋设好的护筒按十字垂线方向用全站仪检查并在护筒口用漆标点，以便随时检查钻孔偏位情况。（4）、护筒埋深应根据图纸要求或桩位的水文地质情况确定，埋置深度大于2.5m，特殊情况应加深宜保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.0-1.5m。（5）、埋设好的护筒顶面高出地面30cm或高出水面2.0m，在钻孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。护筒平面位置的偏差不大于50mm，护筒倾斜率的偏差不大于1%。（6）、旱地处护筒可采用挖坑埋设法，根据地质情况确定护筒埋设深度，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，以避免塌孔事

11、故。3、泥浆钻孔灌注桩成孔采用泥浆护壁，材料采用塑性指数大于15的优质红粘土、膨润土与外加剂组成。对孔内泥浆或池内泥浆分批定期做出试验数据，并根据试验结果及时调整孔内泥浆，在钻孔过程中，护筒内的泥浆顶面应始终高出筒外水位或地下水位1.0m-1.5m。项目比重粘度含砂量PH值新鲜泥浆1.1-1.2>18S<2%8-10回收后再利用泥浆1.218S1.2%<12为了保证泥浆的质量,我们从投料重量误差和泥浆性能指标两方面综合控制,泥浆性能指标见下表：4、钻前准备钻机就位时，钻机钻杆(或钢丝绳)垂直对准桩位中心，旋转底座或支腿用垫木支撑牢固，钻架用缆绳将四角拉紧，使其具有良好的稳定性

12、和一定的刚度，并用水平尺检查其平整度是否水平，以保证钻机的平稳运转和避免钻孔过程中发生偏位。5、钻机成孔使用钻机运转时，根据地质情况的变化适当调整钻杆压力，以调节钻进速度。钻进时根据成孔直径经常进行钻头补焊。随时检查孔径和钻孔偏位情况及钻孔倾斜度，并采取一定措施予以校正，做好钻孔记录与交接班记录。须注意的是软土地段的钻孔，首先应进行地基加固，保证钻孔设备稳定和钻孔孔位准确，再行钻孔。钻孔过程中由技术人员主持钻孔和填写钻孔记录，在土层变化处捞取渣样，判明土层，以便与地质剖面图相核对，严重不符时，应及时向监理工程师报告，并按监理工程师的指示处理。成孔的过程控制主要是控制孔壁的稳定性及孔壁的垂直度。

13、孔壁的稳定控制主要是控制泥浆的质量,保持泥浆的液面高度, 孔壁的垂直度的控制,在成孔过程中勤于检测钻孔情况,一般每5米应检测一次孔径、钻孔偏位情况及钻孔倾斜度,孔斜控制在1%之内,发现孔斜采取措施予以校正,并做好钻孔记录与交接班记录。6、成孔检查与清孔a、钻孔桩成孔后，用检孔器和测绳对孔深、孔径、孔位、和倾斜度进行检查。b、对检查验收合格的孔即可进行清孔，清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重1.03，含砂率2%，粘度1720。孔底沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个

14、，两者底标高之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。清孔排渣时应经常补水，保持孔内水位在地下水位或河流水位以上1.5-2.0m，以防止钻孔塌陷。c、灌筑水下混凝土前，孔底沉淀厚度应不大于设计要求，超过时重新清孔，并不能用增加钻孔深度代替清孔，当检查确认桩孔满足图纸设计要求后立即填写终孔检查单并经监理工程师鉴认后即可进行浇筑水下混凝土的工作。7、水下混凝土的浇筑a、钢筋骨架的制作和吊放。钢筋采用集中加工，运至现场绑扎，并按图纸要求安装声测管，声测管两头用钢板电焊密封，防止砼或水泥浆进入。骨架吊装前对骨架进行全面的检验，骨架的检验应满足图纸的质

15、量要求。骨架接头焊接时搭接长度应符合设计要求，骨架吊装用吊车进行，安放时应保持骨架的垂直度和定位准确。钢筋骨架的制作和吊放的的偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置±20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm，对检查验收合格已清好的孔即可进行钢筋笼的安放焊接。为保证钢筋骨架吊放时定位准确，在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m，横向周围不少于4处。为防止在灌注混凝土时钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土

16、顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。b、灌注水下混凝土所用的导管外径30cm，应保证具有足够的刚度和强度，进行必要的水密承压和接头抗压试验，导管接头密封圈安放牢固、正确，并涂抹黄油保证其不漏水不漏气，导管在灌注前编号并清洗干净，导管吊装使用吊车进行。在安放导管时，应使导管的中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应做好防挂措施，以防止提升导管时挂住钢筋笼，造成钢筋笼上浮。c、第一批混凝土灌注时按规范要求计算储量，并设置保证计算储量的漏斗，以保证首批混凝土灌注后导管的埋深符合要求。混凝土运至

17、灌注点时，检查其均匀性和坍落度(坍落度不小于18cm和不大于22cm)，防止其离析或结块，导管内混凝土在保证无气泡和水泡的情况下充满导管直到导管底部。导管在混凝土中埋深不宜小于2米并不宜大于6米，随时测量并记录导管的埋置深度和混凝土表面高度（以便及时调整导管的埋置深度），及灌注混凝土的数量。 d、钻孔桩水下混凝土灌注必须连续进行，并配备灌注混凝土时所用全部用电量的发电机一套和混凝土拌和设备及其它相应设备待用，防止因停电或其它设备事故使灌注中断时间过长造成混凝土灌注质量事故。每根桩的混凝土灌注完成后桩顶混凝土高度高出设计桩顶0.8m，以保证表层混凝土强度。多余部分接桩前必须凿除，残留桩头应无松散

18、层。在灌注混凝土将近结束时，应该对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。八、 确保工程质量的措施1、砼灌注操作技术、首批砼灌注砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象。首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。首批砼灌注必须保证导管埋深1米以上。首批砼

19、数量计算示意图: V（*d2/4）h1+（*D2/4）Hc Hch2+h3式中：V首批砼所需数量； d导管内径；D井孔直径；Hc首批砼在孔内的高度，Hc =1.4m； h2导管初次埋置深度；取h2=1.0m；h3导管底端至钻孔孔底距离，取h3=0.4m；h1井孔砼面高度达到Hc时，导管内砼柱的高度（繁琐，不进行计算，适当放大）、后续砼灌注后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管的作用如下。a、有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠

20、，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。b、牵动导管增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。 、后期砼的灌注在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。、砼灌注速度在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工

21、作。2、钢筋工程（1）、钢筋施焊的基本要求工程中所用的钢筋的种类、钢号和直径应符合设计图纸和国家现行标准的规定，钢筋进场后必须检查出厂质量证明书（或检验合格证），出厂证明书不全、或没有证明书的情况下不予使用。在此基础上试验检查人员对钢筋做全面试验检查，严把质量关，试验内容包括：拉力试验、冷弯试验和可焊接试验，并分批取样，每批重不大于60吨。主筋采用双面搭接焊连接。钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。焊工必须持考试合格证上岗。钢筋采用搭接或帮条电弧焊，宜采用双面焊缝，双面焊缝困难时，可采用单面焊缝。钢筋采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两根钢筋搭接轴线一致。

22、接头双面焊缝的长度不小于5d，单面焊缝的长度不小于10d（d为钢筋直径）；钢筋接头采用帮条电弧焊时，帮条应采用与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。帮条长度，如用双面焊缝不应小于5d，如用单面焊缝不应小于10d。凡施焊的各种钢筋、钢板均应有材质证明书或试验报告单。焊条、焊剂应有合格证。受力钢筋焊接接头应设置在内力较小处，并错开布置。对焊接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率在受拉区应不大于50%，在受压区则不受限制。（焊接接头长度区段内是指35d长度范围内，但不得小于500mm）电弧焊接头和绑

23、扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10d，也不宜位于构件的最大弯矩处。采用电弧焊焊接级及以上钢筋时必须使用502以上焊条。（2）、焊接钢筋的外观质量验收标准外观检查：接头渣后逐个进行目测或量测，检查结果符合下列要求：焊缝表面平整，不得有较大的 凹陷、焊瘤。b、接头处不得有裂纹。c、咬边深度，气孔、夹渣的数量和大小以及接头偏差，不得超过下表规定数值。九、 注意事项桩基施工时，根据技术规范要求相临两桩施工周期间隔不小于24h，连续施工两桩最小中心间距不小于4.5m，以免影响既成桩的质量。钻孔时为确保尽可能对先期完成的桩基不造成挠动，同一桥墩的各灌注桩钻孔施工顺序如图：十、 钻孔灌注桩常见问题及处理方

24、法1、导管进水导管进水分初灌导管进水和中期导管进水：初灌导管进水是由于首批砼储量不足或导管下口距孔底距离过大，砼下落不能埋置导管，造成泥水从导管底口进入。处理方法是：立即将导管提出，并将散落在孔底的砼拌和物用泥石泵吸出，不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清孔，然后重新下放钢筋笼、导管并投入足够储量的首批砼或改正操作工艺，重新灌注。 中期导管进水是由于导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气挤开，或焊缝开裂，水从接头或焊缝中流入，或导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原砼面，发生中期导管进水。处理方法：拔换原管重新下新管。在操作时必须用潜水泵将新管内的泥水抽干，才可继续灌注砼。同时为防止抽水后导管外

25、的泥水穿透原灌砼从导管底翻入，导管插入砼应有足够的深度，一般宜大于2m。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的砼配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入新导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原砼损失的流动性得以弥补，后面灌注的砼可恢复正常的配合比。2、塞管塞管分初灌导管堵塞和中期导管堵塞：初期塞管多因隔水栓卡管，有时也可能由于砼本身原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大粒径石块、拌和不均匀而造成堵管。处理办法：可采用长杆冲捣管内砼，或提升迅速下落振冲，或在导管上安装附着式振捣器。如仍不能下落时，则需将导管连同其内的砼提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的砼落入井孔），

26、然后重新吊装导管，重新灌注。中期塞管是由于灌注时间已久，孔内砼已经初凝，导管内又堵塞了砼。处理方法：将导管拔出，重新安设钻机，用较小钻头将钢筋笼以内的砼钻挖吸出，用钻架将钢筋骨架拔出，然后回填重新钻孔成桩。3、埋管灌注过程中导管提升不动，或灌注后导管拔不出，统称埋管。造成此类现象的原因是：导管埋入砼过深，或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩擦力过大，或因提管过猛将导管拉断。处理方法：若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔，如果仍拔不出，可插入一直径稍小的护筒至已灌砼中，用吸泥机吸出砼表面泥渣，派潜水工下至砼表面，在水下将导管齐砼面切断，重新下导管灌注。4、短桩灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深

27、锤探测难于判断浆渣或砼面，或由于测深锤太轻，沉不到砼表面，发生误测，以致拨出导管终止灌注而造成短头桩事故。还有些是灌注砼时，发生孔壁坍塌，未被发现，测深锤或测深仪探头达不到砼表面，这样情况最危险，有时会灌短数米。处理方法：用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将砼表面的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下砼；或按接桩处理。5、桩身夹泥断桩由于拔管速度太快导致导管埋深不够，或塌孔造成，或因机械原因停灌时间太长，砼初凝后无法再灌注。处理方法：一般采用凿除法，凿除至砼密实层后浇筑普通砼；如夹层部位较深，施工难度且无法凿除时，必须将此桩报废处理重新钻孔。6、桩顶局部冒水、桩身孔洞产生的原因具体分为以下

28、几类：1）水下砼灌注过程中，导管埋深过大，导管内外砼新鲜程度不同，再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁，致使导管活动部位的砼离析，保水性能差而泌出大量的水，这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的砼往上冒，形成通道。2）水下砼灌注过程中，砼倾倒入导管速度过快过猛，把空气闷在导管中，在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下，在砼内不断上升，当上升到桩顶四周时，气包浮力与上升阻力接近，在没有外力的作用下，气包便滞留在桩身内，最终形成桩身孔洞。3）水下砼灌注时间过长，最早灌入孔内的砼坍落度损失过大，流动性变差，终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。防治措施：1）控制导管的埋深，

29、灌注过程中做到导管勤提勤拔。2）砼倾入导管的速度应根据砼在管内的深度控制，管内深度越深，砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下，应始终保持导管内满管砼，以防止桩身形成高压气包。实际施工中，往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管，再次灌注时，桩身形成高压气包就很难避免。因此，应在灌注过程中适当上下活动导管，把已形成的高压气包引出桩身。7、钢筋笼上浮产生的原因：砼由漏斗顺导管向下灌注时，产生一种顶托力，使钢筋笼上浮。防治措施：1）钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。2）灌注中，当砼表面接近钢筋笼底时，应放慢砼灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击。3）砼液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注重导管埋入砼表面应不小于2m，不大