水下混凝土灌注桩施工方案

1、水下混凝土灌注桩施工方案（试桩）一、编制目的明确桥梁桩基旋挖钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。二、编制依据1、公路工程技术标准JTGB01-20032、公路桥涵设计通用规范JTGD60-20043、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-20044、公路桥涵地基与基础设计规范JTGD63-20075、公路桥涵施工技术规范JTG041-20006、公路交通安全设施设计技术规范JTGD81-20067、国家高速公路连霍线（G30）西安宝鸡改扩建工程虢镇东潘家湾段两阶段施工图设计三、适用范围新建高速公路西宝改扩建工程B-C12标段小庵村大桥桩基工程

2、（K299+342K299+768旋挖钻适用于黄土、粘土、砂砾石层、微风化层。四、设计概况小庵村大桥桥址位于渭河南岸黄土堤边缘，地形起伏较大，分左右幅，左幅起讫桩号为K299+362-K299+74的长386m,为19-20m跨。右幅起讫桩号为K299+342-K299+76麻长426m,为21-20m跨。桥梁基础采用桩基础，桩基设计桩径：桥台位置1.4m,桩长18m,12根，桥墩位置：桩径1.5m,24根，874延米，平均桩长36.4m;桩径1.6m,52根，1796延米，平均桩长34.5m。根据设计地质钻孔勘探，地质状况从地面往下依次分别为黄土（硬塑）、古土壤（硬塑）、粉质粘土（硬塑）、中

3、砂（密实）、圆砾：密实，具体各层地质情况分布深度、厚度等情况见K299+555小庵村大桥工程地质纵断面图，根据地质状况，本工程钻孔桩施工适用于旋挖钻机成孔。五、试桩地点、目的及主要内容1、地点小庵村大桥选用右幅0#W台0#-5号桩基为试桩，墩中心里程为K299+345.31桥品221*20m先简支后连续箱梁，桩基础为3根0140cm桩，桩长18m,桩底标高572.460,桩顶标高590.460。钻孔资料表明，表层为硬塑黄土，硬塑古土壤，深度为18m,原地面以下为；粉质粘土、中砂、圆砾。桩基础混凝土为C252、目的2.1 掌握成孔工艺：钻机类型、型号、钻头型式，以及在不同地质层中的钻进速度和钻进

4、时的泥浆各种参数，成孔后的清孔方法和清孔时间。2.2 掌握下钢筋笼合理方式和控制钢筋笼位置、标高的合理方法。2.3 检验试验室混凝土的配合比、坍落度等各项指标的可靠性和实用性。2.4 为灌注桩施工提供混凝土灌注等施工参数。2.5 确定施工组织及管理体系、人员及指挥方式。2.6 确定适宜的现场施工的机械、人员数量及混凝土运输车辆数量。2.7 检验施工组织和施工工艺的合理性与适应性，修正施工方案，完善施工组织，指导灌注桩施工。2.8 要内容本次试桩按照钻孔桩的工程要求，进行施工。包括：场地整平、测量放样、埋设护筒、桩位复测、泥浆池开挖、泥浆拌制、钻孔、成孔检查、钢筋笼的制作及吊装、导管安装、混凝土

5、的拌和、运输、试验、混凝土的灌注、凿桩头、桩基检测等所有灌注桩施工程序。通过钻孔灌注桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，确定混凝土配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度、每延米混凝土用量等各项工艺参数。六、施工方法及工艺要求钻孔施工工艺流程图（见附表）1 .施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时应挖成平坡，平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。2 .测量放样根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。首先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并设置护桩，护桩设置在稳定的

6、基础上。3 .护筒制作及埋置钻孔前在孔口设置坚固、不漏水的钢护筒。钢护筒内径大于钻头直径20（旋挖）cm,护筒应选用S=810mm的钢板，一般高度为每节2m,护筒顶面高出施工水位或地下水位2m,还必须满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时必须高出施工地面2030cm。埋设护筒时，护筒四周回填黏土并分层夯实。护筒埋设完毕后，应对护筒中心位置及倾斜度进行复测，护筒顶面中心与设计桩位中心偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。4 .泥浆的制备在两墩之间设置泥浆池，供临近两墩孔桩施工循环使用；弃渣外运于指定弃渣点，以减少对周围环境的污染。在砂类土、粉质黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁；在黏性土中钻

7、孔，塑性指数大于15,浮渣能力满足施工要求时，将利用孔内原土造浆护壁。泥浆性能指标应符合下列规定：泥浆比重：旋挖钻机泥浆比重为1.051.15。黏度：一般地层1622s,松散易坍地层1928s;含砂率：新制泥浆不大于4%;胶体率：不小于95%;PH值：大于6.5。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等,其掺量须经试验确定。造浆后要试验检验泥浆的全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。5 .钻孔施工5.1 开钻前申请报验，经监理工程师对钻头直径、钻机对中及水平检查验收合格后方可开钻。5.2 开孔的孔位必须准确，开始钻进时不易大冲程，使初成孔壁竖

8、直、圆顺、坚实；在护筒底脚处也必须短冲程钻进，使护筒底有很好的泥浆护壁。5.3 钻孔时，经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，孔内水位须高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在钻进中取渣和停钻后，及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。5.4 钻孔时，起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。5.5 钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提出孔外，孔口必须加护盖。钻孔过程中要经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔达到设计标高后，对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表，孔位偏差不得大于5cm。5.6 经常注

9、意检查钻机位置，保持其位置正确和平台稳固。5.7 通常采用施工对角桩位的方法进行钻孔，在相邻灌注桩桩身硅未达到2.5Mpa前，不得在相邻孔位钻孔，防止影响桩体混凝土质量。6 .成孔检查钻孔灌筑桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。6.1 孔径和孔形检测孔径检测在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行。采用笼式探孔器检测，其外径等于钻孔桩的设计孔径，长度等于孔径46倍，详见下图。检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径符合设计要求。探孔器示意图L4nJ；U说明：1、图中尺寸均以“m计；2、d为桩径。6.2 孔深和孔底沉渣检测孔深及

10、沉硝采用标准测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。在测绳的底部坠以测锤，测锤一般采用圆锥形，圆锥平面直径不小于10cm,质量不小于5kg。6.3 成孔竖直度检测孔的竖直度采用测锤法检测，将重量较大的测锤缓缓吊入孔底，然后缓慢移动测锤感觉测锤碰到孔壁，量取该位置时测绳到护筒的距离及测绳长度，根据测绳长度及测绳到护筒的距离算出垂直度；这样沿孔壁反复量测46个位置，然后将几个数值综合比较得出最终的孔身垂直度。7 .第一次清孔7.1 采用反循环清孔方式7.2 清孔的最终标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度1720s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度柱桩不大于5

11、cm、摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。7.3 在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。8 .钢筋笼制作、安装8.1 钢筋原材料及半成品8.1.1 钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、麟锈等清除干净；8.1.2 钢筋应平直，无局部弯折，下料前，必须先进行检查拉直，然后对号加工下料，并分类标示排放。成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调直。8.1.3 钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预弯，使两结合钢筋轴线一致；螺旋筋可采用绑扎接头。8.1.4 在同一根钢筋上应尽量减少接头。8.1.5 焊好的钢筋笼应平置，与地面之间加垫等高的混凝土垫块。8.2 钢筋笼的制作

12、安装现场制作钢筋笼时，主筋接头以双面搭接焊或套筒连接为主；钻孔桩孔口两节钢筋笼间连接时，为了压缩工序时间，采用单面搭接焊；主筋每一水平截面上接头数量不超过50%,两个接头的间距要求大于1000mm。主筋的焊接长度，双面焊不小于5d,单面焊不小于10d（d为主筋直径）。加强箍筋与主筋间的连接全部采用焊接。在桩身主筋范围内每隔2米间距设置一道中16加强箍筋，增加钢筋笼整体刚度，在加强筋四周对称设置4个中16的定位耳筋，确保钢筋笼与孔壁的保护层厚度，定位钢筋尺寸见下图：t1-10+6,15钢筋笼的制作在滚焊机专用台架上进行，钢筋的间距至少采用三个间距定性固定架（这三道加强箍筋要在环的内测，明确标识出

13、每根主筋的准确位置）来进行固定，禁止人工手扶固定间距，保证主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范要求；焊制时用直角尺检查控制箍筋与主筋的垂直关系，首先在一根主筋上焊好全部加强箍筋，再转动钢筋笼照此方法逐步焊好其他主筋；然后吊起骨架套入螺旋筋，按照设计间距点焊、绑扎固定好螺旋筋。对于孔深较大的桩基，钢筋笼分节制作的节数及长度视钢筋笼总长而定。钢筋笼分节制作的长度不宜短于18米，尽可能减少钻孔桩孔口连接时的焊接工作量，减少终孔与水下混凝土灌注前的时间间隔。为保证骨架不变形，按照一定间隔高度，在加强箍筋内部用钢筋焊临时三角支撑，在吊装就位入孔前再敲掉；钢筋笼骨架安装采用汽车吊，必须用两点吊：第

14、一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上部三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放，入孔后不得左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁，防止孔口坍塌。如遇阻碍时要求停止下放，查明原因进行处理，严禁猛提猛放和强制下放。下至最后一根加强筋截面时，将骨架用钢管临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接（单面搭接焊），为了减少工序衔接时间，应采用两台及以上的电焊机同时进行焊接作业，待全部

15、接头焊好，并经现场监理确认质量合格后，就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。最后依据护筒标高和设计桩顶标高的高差关系，用直径大于16mm的46根竖向吊筋和水平箍筋将钢筋笼在孔口用钢管牢固定位，避免在混凝土灌注过程中发生浮笼现象。声测管采用无缝钢管，尺寸及根数按设计要求布置；声测管贯穿于整个桩长，声测管加长时，采用套管丝扣连接，捆扎在钢筋笼的同一根主筋上，管口高出设计桩顶20cm,每个声测管高度保持一致。为确保混凝土灌注时管内不进污物，要求声测管在混凝土灌注前全部进行试水，管的顶口必须使用软木塞密封。9 .硅灌注9.1 安装导管导管采用©250300钢管，每节23m,配12节11.5m

16、的短管，底节采用4m的。钢管内壁光滑、园顺，内径一致，导管连接应牢固、封闭严密，吊装前先试拼，并做水密承压试验，导管试压压力为孔底静水压力的1.5倍。按自下而上顺序标示每节导管长度，上下成直线吊装，位于井孔中央，导管底距孔底应有250400mm的空间。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm,。9.2 浇注混凝土前二次清孔浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如柱桩超出5cm、摩擦桩超过20cm,则利用导管进行二次清孔，采用换浆法：用1.11.25比重的纯泥浆迅速压进孔内，把孔内悬浮钻渣较重的泥浆换出。或喷射法清孔，在灌注硅前，对孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物飘浮后，立即灌

17、注水下硅。9.3 灌注水下混凝土在浇筑水下混凝土前，填写成孔检查记录表和钻孔检验批质量验收记录表，在浇筑水下混凝土过程中，填写水下混凝土浇筑记录，均应专人按规定进行记录、整理。桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注。灌注水下混凝土前，计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，并能保证导管埋入混凝土不小于1m。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。首批灌注硅的数量公式（例桩径D=1.4）:VA兀D/22(H1+H2)+兀d/22h1/4;h1=Hwrw/rC;导管底口与孔底的距离为25-40cm,H1表示硅桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注

18、硅的最小深度(导管底口到硅面的高度)为1m,h1表示泥浆底部到硅面的高度，保证导管埋入硅中的深度不小于1m。h1=Hwrw/rC=11*27/24=12.4mVr1.4=3.14*(1.4/2)2*(H1+1)+3.14*(0.3/2)2h1/4=3.14*(1.4/2)2*(0.4+1)+3.14*(0.3/2)2*12.4/4=2.37m3对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求，然后立即灌注首批硅。灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物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，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下

19、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。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可视具体情况拆除1节或2节导管。此时，暂停灌注，先取走漏斗，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螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂住待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管

20、内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管48次后，应重新进行水密性试验。在灌注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。当混凝土面开到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上开，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，为防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，建议使用缓凝剂增大其流动性；当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，在导管底口距钢筋笼底口3m至1m之间时，应减慢

21、灌注混凝土的速度，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌50cm,承台施工前将超灌段混凝土清除。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数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数量拌制，切忌钻孔桩混凝土超灌过多，既造成材料浪费，又增加凿除桩头工作量。钢护筒可在灌注结束后，混凝土初凝前拔出。当使用拼装式钢护筒时，要待混凝土强度达到5Mpa后方可拆除。在灌注将近

22、结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，若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。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，试件应采用标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。浇注须连续进行，中途停歇时间不超过30min。在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深。水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，须重钻。孔深及混凝土面深度采用标

23、准测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。在测绳的底部坠以测锤，测锤一般采用圆锥形，圆锥平面直径不小于10cm,质量不小于5kg。10 .泥浆清理钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。七、人员组织主要管理人员见下表编姓名职称职务备注1加武工程项目经理项目负责人2史智工程总工技术总负责3贾琪工程安质部长现场安全负责人4乔俊工程工程部长现场施工负责人5苗立工程试验室主现场试验负责人6胡志工程保障部部机械设备、物资负责人7杨少工程测量班长现场测量负责人8桂朋工程技术主管试桩技术负责人施工人员（每台钻机配备人员）见

24、下表序号工种人数职责1班组长1负责施工指挥，协调各工序间操作联系2司钻3负责钻机成孔3碎罐车司机5负责混凝土运输4修理工1机械维护与修理5电工1负责施工用电6安全员1全面负责施工中的安全质量7测量1全面负责施工中的测量工作合口计13八、材料要求采用的钢筋进场使用前必须经由试验室按规定频次进行检验，合格后方可使用；混凝土必须满足设计及施工要求序规格型设备名称单数备注1HZS120硅拌合站台22ZL50装载机台13旋挖钻机台14BXI-500电焊机台2525T吊车台16钢筋笼运输台178m3硅罐车台58630导管套29检孔器个1九、设备机具配置十、质量检验标准表1钻孔桩钻孔允许偏差序项孔径（mm）

25、目允许（mm）不小于设计2孔深（mm）摩擦不小于设计3桩位排架50<1004倾斜度（mm）1%桩长，且不大于5005沉渣厚度（mm）摩擦桩支撑符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求不大于设计规定表2钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许(mm)1钢筋骨架在承台底以下长度±102钢筋骨架外径.±103主钢筋间距±204加强筋间距±20一5箍筋间距或螺旋筋间距±1067钢筋骨架垂直度1%钢筋骨架保护层±108骨架中心平面位置±209骨架顶端高程±2010骨架底面图程±50十一、安全及环保要求1 .安全生产1.1 凡进入施工现场的管理人员必须佩戴安全帽，其他操作人员必须戴安全帽、专用手套、防护面罩等防护用品。禁止未戴安全帽的人员进入施工现场，如发现有外来闲杂人员前来观看，应劝说其离开现场，以免发生事故。1.2 禁止小孩进入施工现场，一旦发现，应立即令其离开，以免发生危险（如：被钢筋笼扎到、触电等）。1.3 在危及人身安全的设施旁设立醒目的警示标志，严禁人员靠近。1.4 搬运导管、钢筋笼应由专人统一指挥。1.5 成孔后的孔口要防护，防止人员掉入孔中。1.6 在任何情况下，严禁施工人员进入无其他防护设施的挖孔中处理故障。1.7 吊车起吊钢筋笼时，回转臂下严禁