钻孔桩工艺性试验施工2

目录1编制依据 32试验位置 33试验目的 34施工人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况 44.1人员情况 44.2机械设备 44.3测量、检测仪器 55钻孔桩成孔施工工艺流程 65.1冲击钻机施工工艺流程 65.2旋挖钻机施工工艺流程 76钻孔桩施工 76.1冲击钻机施工 76.1.1施工准备 76.1.2钻机就位及钻孔 86.1.3清孔 86.1.4钢筋笼骨架的制作安装 96.1.5导管安装 96.1.6灌注水下混凝土 106.1.7灌注混凝土测深方法 116.1.8泥浆清理 126.1.9质量检验标准 126.2旋挖钻机施工 126.2.1施工准备 126.2.2钻机就位及钻孔 136.2.3钢筋笼骨架的制作安装 136.2.4灌注混凝土 136.2.5质量检验标准 137试验成果 148安全保证措施 149环境保护措施 14钻孔桩工艺性试验施工方案1编制依据（1）新建铁路大同至西安客运专线站前工程施工总价承包招标文件、工程量清单、设计图纸及资料、招标答疑等文件；（2）大西公司下发的《新建大同至西安铁路客运专线工程指导性施工组织设计》；（3）中铁三局大西客运专线指挥部下发的《七标实施性施工组织设计》；（4）铁三院关于大同至西安铁路客运专线设计文件和图纸；（5）国家、铁道部、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例；（6）国家、铁道部、交通部现行施工规范、规程、质量检验标准及验收规范等；（7）现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其他地区性条件等资料；（8）我项目部所拥有的人力、机械设备资源，施工管理水平、工法及科研成果和多年积累的工程施工经验；（9）建设单位、设计单位、监理单位的相关文件通知。2试验位置钻孔桩工艺性试验的位置为关口1号大桥，中心里程为DK458+745.20的4#墩1#桩、6#墩4#桩。基础采用桩径为φ1.0m的钻孔灌注桩。地质情况如下：4#墩1#桩距地面0～7.5m为新黄土，7.5～9.8m为粗圆砾土，9.8～15m为老黄土，15～15.9m为粗圆砾土，15.9～37.3m为老黄土，37.3～42.8m为粗圆砾土，42.8～51.2m为老黄土，51.2～52.10m为细砂；6#墩4#桩距地面0～8m为新黄土，8～21.4m为老黄土，8～14.2m为粗圆砾土，14.2～34m为老黄土，34～34.9m为细砂，34.9～46m为老黄土；3试验目的通过钻孔桩工艺性试验施工，摸索并总结出湿陷性黄土丘陵地区钻孔桩施工合理的施工组织和机械设备的配置方式，为以后大面积桩基施工探索一套理想的设备配置及工艺工法，收集相关数据，指导全管段钻孔桩施工并达到技术质量标准。4施工人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况4.1人员情况进行钻孔桩施工前，项目部成立了以项目部经理韩建民为组长、总工为副组长的质量管理小组，主要参与人员见表1质量管理小组成员表。表1、质量管理小组成员表序号姓名文化程度职称职务专业年限1韩建民本科高级工程师项目部经理222刘伟专科领工员队长133孙胜本科高级工程师项目部总工84白春雷本科工程师项目部工程部长85赵孟贺本科助工工区技术负责人（测量工程师）56何卫奇专科助工质检员57陈昊本科试验员试验员48孙秋影本科助工资料员4参加试验段施工的生产工人有工班长1人、钢筋工10人、辅助人员3人、钻机操作人员6人、吊车司机2人和混凝土运输车司机6人。4.2机械设备试验段钻孔桩施工采用冲击钻机、旋挖钻机。机械设备详见表2试验段施工机械设备表。表2、试验段施工机械设备表序号名称规格型号产地数量（台/套）备注1混凝土搅拌站80m3/h国产1共用2混凝土搅拌站150m3/h国产1共用3混凝土运输车290马力斯特尔王国产6共用4旋挖钻机国产15冲击钻机国产26闪光对焊机ZLD21国产17钢筋切断机GQ-40国产28钢筋调直机GT-40国产29钢筋弯曲机GW-40国产210发电机组75KW国产1共用备用电机11变压器315KVA国产112内燃空压机10m3/min国产213插入式振动器HZ6X30国产514起重机25t国产2共用15污水泵4PW30KW国产2备用4.3测量、检测仪器测量、检测仪器见表3测量、检测仪器表表3、测量、检测仪器表序号设备名称规格型号单位数量检测状态备注1全站仪TCA1201+台1合格2电子水准仪DINI12套1合格2水准仪CST/BERGER台3合格5钻孔桩成孔施工工艺流程5.1冲击钻机施工工艺流程桩位放样桩位放样护筒埋设搭设钻机平台钻机就位终孔、清孔平整场地孔桩钻进制作护筒泥浆池泥浆备料泥浆沉淀池制作钢筋笼灌注水下砼二次清孔自然养护钢筋笼吊放、下导管检测、调整泥浆指标导管水密试验5.2旋挖钻机施工工艺流程定桩位定桩位钻机就位钻孔下钢筋笼下导管浇筑砼制作钢筋笼配制砼6钻孔桩施工6.1冲击钻机施工6.1.1施工准备（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：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。钻孔场地应平整场地，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。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。（2）泥浆制备在砂类土、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。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。桩孔混凝土灌注时，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。（3）埋设护筒钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径大于钻头直径大约20cm，护筒顶面高出施工水位2m，埋设钢护筒，护筒内径比桩径大20cm，还需满足孔内泥浆面的高度要求，还高出施工地面0.2-0.3m。护筒埋置深度符合下列规定：岸滩上，黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时，将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。6.1.2钻机就位及钻孔（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。（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、钻进速度及适当的泥浆比重。（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。（4）钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,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）当钻孔深度达到设计要求时，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。6.1.3清孔浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求，如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。6.1.4钢筋笼骨架的制作安装（1）钢筋加工要注意钢筋的除锈、调直、配料、弯曲成形等施工要满足设计要求。搭接焊应先将钢筋预弯，使两钢筋的轴线位于同一直线上，用两点定位焊固定，施焊要求同帮条焊。（2）钢筋安装时，钢筋的位置和混凝土保护层的厚度应符合设计要求，可在钢筋笼的周围采用垫块支垫。钢筋接头应设置在钢筋承受应力较小处，并应分散布置。（3）综合接地要按照设计要求进行焊接。（4）钻孔桩钢筋骨架允许偏差表4钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度±1002钢筋骨架直径±103主钢筋间距±104加强筋间距±205箍筋间距或螺旋筋间距±206钢筋骨架垂直度骨架长度1%6.1.5导管安装（1）灌注水下混凝土采用钢导管灌注，采用导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。（2）导管采用φ25-30钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的空间。6.1.6灌注水下混凝土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，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。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。打开漏斗阀门，放下封底混凝土，首批混凝土灌入孔底后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。桩基混凝土采用混凝土运输车运输，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；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；应经常测探孔内混凝土面的位置及时调整导管埋深，导管的埋置深度应控制在1～3m。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。拆除导管动作要快，尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩浇筑混凝土的时间一般不宜超过6h以内完成。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。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，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。当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：①缩短混凝土的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m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。混凝土灌注到接近设计标高时，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拌制，以免造成浪费。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,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下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。因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌1m以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作班组时，每工作班都应制取试件。试件进行标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象时，需指定专人进行记录。6.1.7灌注混凝土测深方法灌注水下混凝土时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的高度，以控制导管埋深。如探测不准确，会造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或断桩事故。因此，在钻孔灌注桩施工中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面下10－20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注混凝土的数量校对以防误测。6.1.8泥浆清理钻孔桩施工中会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。6.1.9质量检验标准对于设计要求预埋声测管的桩，成桩后采用声波透射法进行检测。没有要求预埋声测管的桩全部采用小应变检测。对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。表5钻孔桩钻孔允许偏差序号项目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深摩擦桩不小于设计孔深柱桩不小于设计孔深，并进入设计土层3孔位中心偏心群桩≤504倾斜度≤1%5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩≤200柱桩≤506.2旋挖钻机施工6.2.1施工准备（1）钻孔前应根据地形、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：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。钻孔场地应平整场地，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。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。6.2.2钻机就位及钻孔旋挖钻机通过自行履带自行就位，就位后，钻头中心点对准桩位中心，同时调整钻桅是否垂直，然后钻进，其工作循环为：对孔→落钻→钻进→提钻→提升钻机回转卸土→再对孔。每次钻孔时在深度表上对零，以检查钻进情况，提放钻杆适度。旋挖钻机成孔在表层土中采用泥水钻头，进入岩层采用螺旋钻头加旋挖斗配合进行成孔。施工桩基础在岩溶分布地段易坍孔、漏浆，根据岩溶特征，分别采取溶洞内注水泥浆、灌填素混凝土、抛投片石及粘土块、护筒跟进、大护筒内套小护筒等措施，防止钻孔时塌孔和漏浆，保护孔壁。6.2.3钢筋笼骨架的制作安装钢筋笼骨架的制作安装详见“6.1.4钢筋笼骨架的制作安装”。6.2.4灌注混凝土