桥梁钻孔桩基施工与监理

桥梁钻孔桩施工与监理

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徐州公路危桥改造工程监理办

2008年8月桥梁钻孔桩施工与监理前言：根据公司下发2008年度培训授课计划要求，我受徐州市公路危桥改造工程监理业务部的委托，讲解此培训授课内容，由于本人专业理论水平和施工实践经验有限，加则准备时间和授课时间仓促，只能简要重点地将钻孔桩施工与监理方面内容，向大家作如下介绍，以供参考。如有不足之处请各位同行多提宝贵意见，至此表示谢意！上篇钻孔灌注桩基施工第一节概述我国在公路桥梁上采用钻孔灌注桩基础始于20世纪50年代末，当时河南省首创用人工转动钻头钻孔，后逐渐在全国发展到冲抓钻、冲击钻、正反循环回转钻、潜水电钻等多种设备和钻孔工艺，应用范围不断扩大，到上世纪90年代初，钻孔直径已达到300cm以上，桩长已达到100m以上。目前在国内公路桥梁基础工程领域中，钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，并以大直径多样化方向发展。钻孔工艺水平不断提高，特别引进了许多国外先进大功率全液压钻孔机械对国内钻孔机进行了研制改进，基本上适应了大直径深水基础桩基施工的需要。一、钻孔方法和原理根据井孔中土（钻渣）的取出方法不同，钻孔的方法和原理可分为螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、钻斗钻成孔、人工挖孔等，下面向大家介绍几种常用的钻孔方法及原理：㈠正循环回转钻孔用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头（钻锥）在回转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆流槽，经过沉淀池沉淀净化，泥浆再循环使用。井孔壁靠水头和泥浆保护，采用本方法由于钻渣得靠泥浆悬浮才能上升携带排出孔外，故对泥浆的质量要求较高。㈡反循环回转钻孔同正循环相反，泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用真空泵或其他方法将钻渣从钻杆中吸出，由于钻杆内径较井孔直径小得多，故钻杆内泥水上升速度较正循环快得多，就是清水也可把钻渣带到钻杆顶端流到泥浆沉淀池，净化后泥浆可循环使用。本法的泥浆只起辅助护壁作用，其质量要求较低，但如钻深孔或易坍土层，则仍需要用高质量泥浆。

㈢冲击钻孔冲击钻孔分实心锥和空心锥两种1、实心锥冲击钻机：用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往复冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内，由于泥浆悬浮钻渣，使钻锥每次都能冲击到孔底新土层，冲击一定时间后，放入掏渣筒掏渣，提出孔外倒掉。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。2、空心锥冲击钻机：其钻孔原理与实心锥冲击钻机相同，只因其钻锥是空心的，在上下往复冲击时，其锥尖刮刀将孔底冲碎，而且已冲碎的钻渣可以从锥底进入空心锥管内，冲击一定时间后，将钻锥提出，倒掉锥内的钻渣，再将钻锥放入井底继续冲击钻进。二、正反循环回转钻、冲击钻成孔方法的适用范围及优缺点1、适用范围各种钻孔方法使用的范围，与土层、孔径、孔深、需否泥浆悬浮钻渣以及钻孔的构造、功率大小有关，也与施工队伍的经济技术实力及管理水平有关。一般正循环回转钻适用范围：土层为粘性土、粉砂、细中粗砂、含少量砾石、卵石的土软岩，孔径为80~250cm、孔深30~100m，泥浆起悬浮钻渣并护壁作用。反循环回转钻适用范围：土层为粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%、粒径小于钻杆内径2/3）的土，孔径为80~300cm，孔深用真空泵＜35m，用空气吸泥机可达65m，用气举式可达120m，泥浆的作用是护壁。冲击钻适用范围：采用实心锥土层为粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、较软岩石，孔径为80~200cm；采用空心锥土层为粘性土、砂类土、砾石、松散卵石，孔径为60~150cm，冲击钻的孔深为50m，泥浆起悬浮钻渣、并护壁作用。

2、优缺点⑴正循环回转钻优点：钻进与排渣同时连续进行，故正循环回转钻的成孔速度快，钻孔深度较大，最大深度可达100m。缺点：需要设置泥浆槽、沉淀池、储浆池等，施工场地占地面积较大，需要大量的水和泥浆原料，机具设备较复杂，机械故障较多，其最大缺点是由于泥浆较稠，故孔壁泥浆护壁层厚度常达5~7cm，大大的降低了桩周磨擦力，因而正循环回转钻机发展趋势比较缓慢。⑵反循环回转钻优点：排除钻渣连续性好，速度较正循环快，工效较高，目前此类钻机最大嵌岩桩钻孔孔径可达250cm，普通土层钻孔直径可达300cm,深度可达80~120m，钻进岩层的岩石强度达180Mp左右。这类钻机排渣不需要泥浆，在孔壁十分稳定的地层中，甚至可以用清水，在孔壁不稳定的地层中，出于固壁的特殊需要，必须调制相对密度小于1.10的优质泥浆，但其造浆原材料的用量远远低于正循环，反循环最大的优点是孔壁保护膜较薄，不减弱桩的磨擦力。缺点：扩孔率大于正循环，并且钻机结构复杂，造价偏高，特别是当钻孔直径达300cm和孔深达100m以上时，造价会更高。尽管如此，目前反循环回转钻在公路桥梁钻孔桩成孔中仍然处于主导地位。⑶冲击锥实心冲击锥的优点是适用的地层和土层广泛，可谓是“无坚不摧”，当采用正反循环回转钻遇到大卵石、漂石时，只有换用实心冲击锥才能攻克。此外，冲击锥在下冲时有些钻渣被挤入孔壁，可起加强孔壁并增强土层与桩身间的侧摩擦力作用；其缺点是钻普通土时，进度比其他方法都慢，也不能钻斜孔。空心冲击锥比实心空心锥钻孔进度快，但因锥重较轻，因而不适用于漂石和岩层，钻大直径的孔时，需采取先钻小孔逐步扩孔的办法，故不被广泛应用。第二节钻孔准备工作钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样，平整施工场地，布设道路，设置供水供电系统，制作和埋设护筒，泥浆备料和调制，沉淀出渣及准备钻孔机具等，此外应编制施工组织计划。一、技术准备1、施工人员要熟悉施工图纸，施工现场的情况水文地质资料，根据地质情况及进度要求选择合适钻机，编制钻孔桩基施工组织设计。2、由项目总工程师组织向施工技术人员进行书面的一级技术、安全、环保交底。3、开工前，对设计单位移交的导线点、水准点进行复测，按施工现场的实际情况加密导线点和水准点，并将其测量成果上报监理工程师审批。4、根据坐标控制点和水准控制点进行桩位和高程放样。5、按照混凝土的设计强度和《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）要求，提出混凝土的施工配合比，并报监理工程师审批。二、主要施工机具准备施工机具的准备一般应根据施工合同要求、设计要求，根据施工组织设计、施工进度计划安排和施工现场实际情况进行准备进场到位，一般一个作业队（50-60根桩基计算）需要配备以下施工机具，才能满足施工要求：

1、土方机械：挖掘机1台1m³以上，自卸车2台5T以上，装载机1台。2、钻孔：钻机5台（冲击钻、回转钻等，根据地质情况、桩径的大小确定），20t以上吊车1台，水泵5台等，（扬程根据实际情况决定）。3、电源：500kw变压器1台或200kw发电机3台。4、钢筋加工设备：1套（弯曲机、切断机、电焊机、对焊机、调直机等）5、混凝土设备：拌和站1座（搅拌机2台/座），混凝土罐车2台。6、灌注设备：储料斗、导管、阀门等。7、安全设备：漏电保护器，安全帽、防护网等。三、材料准备1、造浆材料：水、能满足造浆要求塑性指数Ip＞17的黏土或膨胀土、添加剂等。2、原材料：钢筋、水泥、砂、碎石等，由材料员和试验人员按规定的频次检验，确定原材料是否符合质量标准。3、外加剂：经过配合比试验确定的外加剂，并经专业试验检测部门检验合格的产品。四、场地准备钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机位移要求、施工方法以及其他配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的高水位或潮水位，并高出其上0.5~1.0m。施工场地应按以下不同情况进行整理1、场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换出软土，夯打密实。钻机底座不宜直接置于不结实的填土上，以免产生不均匀沉降。2、场地为陡坡时，应用土方机械处理成平台，也可使用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。3、场地为浅水时，宜采用筑岛方法。当水不深流速不大，根据技术经济比较，采取截流或临时改河道方案，有利且不影响群众利益时，也可改水中钻孔为旱地钻孔方案。4、场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台，工作平台可用木桩、钢筋混凝土桩或钢管桩做基础，顶面纵横梁、支撑架可用木料、型钢、万能杆件、贝雷桁架片或其他材料搭设。平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作以及灌注水下砼时可能发生的全部重力，要有足够的刚度，保持稳定，并考虑洪水季节能使钻机顺利进入和撤出场地。五、作业条件1、混凝土配合比已批准，拌和站已标定，各种材料已检验，钢筋笼已验收，各种机械设备均能正常使用。2、开工前施工现场要完成”三通一平“，施工用的临时设施准备就绪，特别是施工便道要保持畅通、温润，钻机、吊车、混凝土罐车能够到井口。3、挖好泥浆池，备好造浆黏土（如果需要造浆），布置好出渣道路。4、工段长或现场技术人员对操作工人进行二级技术、安全、环保交底。5、必要时，在正式施工前应作成孔试验。6、开工报告已得到批复。第三节施工操作工艺一、工艺流程钻孔桩施工工艺流程：

测量定位填筑工作平台场地整平测量定位埋设护筒制作护筒

复核放样（做好记录和签认手续）钻机就位泥浆池钻孔合格泥浆清孔终孔钢筋笼制作终孔检查做好记录（监理批准）检查钢筋笼就位导管拼装检查下导管二次清孔（如孔底沉淀厚度超过规范要求）混凝土拌合混凝土运输灌注混凝土混凝土试验成桩检测二、操作方法1、测量放样：根据复测的导线点、水准点成果对桩基础进行中桩和高程放样，并经监理工程师检查认可。2、根据放样位置填筑或搭设钻机施工平台。3、护筒的作用和一般要求护筒的作用：护筒有固定桩位、引导钻头（锥）方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力以保护孔壁不坍塌等作用。一般要求：⑴用木料、钢板、钢筋混凝土制成的护筒，应坚实不漏水，护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或铺以筒内除土等方法沉入。⑵护筒内径应比桩径稍大，一般有钻杆导向的正反循环回转钻护筒内径比桩径宜大20~30cm，无钻杆导向的冲抓、冲击锥护筒内径比桩径宜大30~40cm，深水处的护筒内径至少应比桩径大40cm。⑶护筒顶端高度：当采用反循环回转方法钻孔时，护筒顶端应高出地下水位2.0m以上；当采用正循环回转钻孔时，护筒顶端的泥浆溢出口底边，当地质良好、不易坍孔时，宜高出地下水位1.0~1.5m以上；当地质不良容易坍孔时，应高出地下水位1.5~2.0m以上；当采用其他方法钻孔时，护筒顶端宜高出地下水位1.5~2.0m；当护筒处于旱地时，除满足上述要求外，还应高出地面0.3m；处于潮水影响地区，应高于最高水位1.5~2.0m以上，并须采用稳定护筒内水头的措施。4、埋设护筒⑴护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开始，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对测量标定的桩位中心，其偏差不得大于5cm，并应严格保持护筒的竖直位置。⑵在陆地上施工，可挖坑埋设护筒，使护筒平面位置中心与桩设计中心一致，护筒顶宜高出地下水位1~2m，高出原地面30~50cm。护筒埋设深度：在黏性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，在软土中护筒埋深应根据具体情况确定。⑶桩基础位于水中，钻孔时，护筒可以用钢板卷制而成，护筒较深可以分节做，组拼就位，下沉护筒有压重，振动锤击并辅以筒内除土等方式，护筒底应埋入局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m，埋入河床深度一般为2~4m。⑷复核护筒的中心坐标位置和高程，做好测量记录并请监理工程师签认。⑸安装钻机，钻机稳定地安装在钻孔的一侧，钻机支承垫木不得压在孔口钢护筒上，备好造泥浆黏土和泥浆池。5、泥浆的调制和使用技术要求在钻孔中，由于泥浆的静水压力作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌，此外泥浆还起到悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行，在冲击和正循环回转钻进中，悬浮钻渣的作用更为重要，在各种方法钻进中，泥浆起到作用不完全一样，故对泥浆性能的要求也不相同。以冲击和正循环钻进而言，虽然二者的泥浆都须起护壁和悬浮钻渣的作用，但要求不同，冲击钻进时泥浆的上升流速是靠钻锥上下搅动而产生的，钻渣被泥浆上升流速带上来后，希望它尽可能悬浮在泥浆中，不至于很快沉淀，使钻锥能经常冲到新的土层上。至于钻渣用掏渣筒以机械方法排出井孔，则是另外的途径。而对于正循环回转钻，因为泥浆被泥浆泵从钻杆中心连续压入孔底，而使泥浆在孔内钻杆外产生了连续不断的上升流速，因此对正循环回转钻进的泥浆性能是既要求它有一定的悬浮钻渣的能力，又要求它能很容易的流动产生上升流速。过稠的泥浆虽然悬浮在钻渣的能力较高，但不易被泥浆压入钻杆底后上升流动，流出孔口后进入泥浆池又不易沉淀、净化、循环使用，显然也是不合适的。泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、酸碱度。钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，其性能指标可参照《公路桥涵施工技术规范》中表6.2.2选用。直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。泥浆的调制：制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。制浆有机械搅拌、人工搅拌和钻锥搅拌三种方法。采用泥浆搅拌机搅拌时，先将定量的清水加入搅拌鼓，然后慢慢的加进与水量相应的粘土，并开动机械搅拌，成浆后打开出浆门出浆；人工搅拌是先将粘土加水放入制浆池内浸透，然后用人工搅拌；利用钻锥搅拌多使用于冲击锥或冲抓锥，将粘土直接投入钻孔内，利用钻锥冲击制造泥浆。6、成孔工艺（主要介绍常用的正循环回转钻和冲击钻）⑴正循环回转法成孔钻机就位：立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，启动卷扬机把转盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm，在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，应及时纠正，在钻杆上端安装提引水龙头，在水龙头上端连接输浆胶管，将输浆胶管接到泥浆泵上，把提引水龙头吊环挂到起吊系统的滑轮吊钩上，取走转盘中心的方形套，启动卷扬机吊起方钻杆穿过转盘并牢固地联结到钻头，装好方形套夹住方钻杆，准备钻进。初钻：先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，方可开始钻进，接长钻杆时，先卸去方形套，提升方钻杆到钻头与钻杆相连接处露出转盘为止，用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘，卸去方钻杆，然后吊起一节圆钻杆，连续于钻头，卸去夹持器，把圆钻杆连同钻头放入钻孔，当圆钻杆上端接近转盘时，照上述用夹持器支持圆钻杆，松吊绳，将方钻杆吊起来与圆钻杆联结，撤去夹持器，把方钻杆降入转盘内并安好方形套，继续钻进，接卸钻杆的动作要迅速、安全、争取尽快完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。钻进时操作要点：①开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1m后，可按土质的正常速度钻进，如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。②在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻，宜选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。③在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、抵档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。④在低液限粘土或卵、砾石夹土层钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻锥偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏，宜采用抵档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。反循环回转钻法成孔原理和适用范围如前所述，其工作特点与正循环相反，这里不作介绍。⑵冲击钻机成孔机具布置：机具布置随所用的钻机类型而异，冲击钻机一般都备有钻架，在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位，立好钻架，对准桩孔中心。拉好风缆绳，就可开始冲击钻进。用简易式冲击钻机时，须自制钻架，高度不宜小于7m，钻架除应有足够的结构强度外，还应考虑承受反复冲击荷载的结构刚度。开孔：开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定，也可在孔中直接加入粘土和水，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆，开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出。掏渣后应及时补水。用正式钻机正常钻进时，应注意以下事项：①冲程应根据土层情况分别确定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程（约100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程（约75cm），冲程过高，对孔底振动大，易引起坍孔，在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时，宜采用中冲程，在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。②在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将其表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。③要注意均匀地松放钢丝绳的长度，应注意防止松绳过少，形成“打空锤”使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。用卷扬机简易钻机正常钻进时，除按上述要求外，还应注意以下事项：①冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握，当通过砂、沙砾石或含砂量较大的卵石层时，宜采用1~2m的中小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲使孔壁坚实，防止坍孔。②当通过含砂低液限粘土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1~1.5m的小冲程，防止卡钻，埋钻。③当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用4~5m的大冲程，使其破碎。④在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。⑤为正确提升钻锥的冲程，宜在钢丝绳上做好标志。⑥在掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。掏渣：破碎的钻渣部分和泥浆一起被挤进孔壁，大部分靠掏渣筒清除孔外，故在冲击相当时间后，应将冲击锥提出，换上掏渣筒进行掏渣，当钻渣太厚时，泥浆不能将钻渣全部悬浮上来，钻锥冲击不到新土（岩）层上，还会使泥浆变稠，吸收大量冲击能，并妨碍钻锥转动，使冲击进尺显著下降，或有冲击成梅花孔、扁孔的危险，所以要根据实际情况按时掏渣。检孔：钻进中需用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4~6倍。7、钻孔检查、清孔、成孔①钻孔达到设计高程时，用测绳进行测量，并记录。②钻孔完成后应用专用仪器或钢筋检孔规检测孔径和倾斜度。成孔孔径不得小于设计直径，倾斜度不大于1%，用长度符合规定的检孔规上下两次检查造孔是否合格，合格后进行清孔。③清孔：用换浆、抽浆、掏渣、空压机冲气、泥浆置换等进行清孔，至孔底浆液符合要求，经一段时间间隔后，试验人员在现场用标准比重仪实测，达到要求且沉淀也满足要求后停止清孔，移动钻机。8、钢筋笼的制作及入孔①为防止钢筋笼起吊变形，应分节制作，每两节钢筋笼在现场进行搭接，搭接时间限制在1h内，用两台以上电焊机施焊，接头位置应错开，不要在同一断面内，接头焊缝长度应符合规范要求。②为防止钢筋笼在浇筑混凝土时上浮，在孔底设置直径不小于主筋的加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。③护筒井架处用具有足够刚度、强度的材料（型钢、方木等）承担钢筋笼和导管重量。④起吊钢筋笼时，要严格控制钢筋笼的变形，如在钢筋笼的里边用铅丝绑扎足够长度的杉木杆（在钢筋笼立直时取出杉木杆），吊钩处用钢扁担勾挂钢筋笼，或者在钢筋笼加强圈内设置十字支撑钢筋，在钢筋笼入孔时逐步取出。9、拼下导管①水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200~350mm，视桩径大小而定。②下导管前要对导管进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试验，保证导管拼接牢固，绝对不能漏水。试验后要对导管编号，下导管时按编号拼接，同时注意导管不能接触到钢筋笼。③导管底口至孔底距离宜控制在0.25~0.4m之间。10、水下混凝土的配制①可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥强度等级不宜低于42.5。②粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8、钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。③细集料宜采用级配良好的中砂。④混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5，水灰比宜采用0.5~0.6。⑤混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜控制在180~220mm。混凝土拌合物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料，其技术条件及掺量可参照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）。⑥每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg。⑦首批（2m以上）混凝土的初凝时间应保证大于混凝土的灌注时间。11、灌注水下混凝土水下混凝土的供应由拌和站集中拌和，水泥混凝土罐车运输至导管漏斗内。①灌注水下混凝土要由一人统一指挥下令剪球，灌注速度要循序渐进，导管首次埋置深度应不小于1m，在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2~6m。②首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注。③混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和塌落度等。如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。④在灌注过程中，特别是潮汐地区有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。⑤在灌注混凝土过程中，应经常量测孔内混凝土面的高程，及时调整导管埋深。⑥严格控制孔内混凝土进入钢筋笼时的灌注速度，避免钢筋笼上浮的隐患。当混凝土上升到钢筋骨架底口4m以上时，提升导管，当底口高于钢筋骨架底部2m以上时，可以适当加快灌注速度。拔导管要结合混凝土的浇注时间，不得超过混凝土的初凝时间。

⑦灌注桩顶高程应比设计高出一定高度，一般为0.5~1.0m，以保证混凝土强度。多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核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。12、成品保护①钻孔灌注桩浇注完成后，可在混凝土初凝后终凝前及时进行桩头掏渣，但是掏渣控制在桩顶设计高程以上30cm左右为准。②掏渣完成后，不应再扰动桩基混凝土。13、质量管理与记录⑴质量管理施工中应建立健全有效的质量保证体系，对开工前与施工过程中的原材料、工序、工艺，应进行中间检查和质量控制。⑵质量记录①原材料（钢筋、水泥、沙子、碎石、外加剂）进场试验报告。②混凝土强度试验报告。③桩基测量放样及复核记录。④桩基钻孔记录。⑤桩基成孔检查记录。⑥钢筋骨架检查记录。⑦混凝土灌注记录。⑧桩基无破损检测报告。14、施工中的检查①开工前应检查钢筋、水泥、砂、碎石等材料的来源是否与批复的相同，是否符合设计及规范要求。②施工中钢筋的拉伸、焊接等常规试验；下雨后砂、碎石的含水率试验以确定生产配合比；除按规范规定的试验频率外，还要进行随机抽样试验，特别是混凝土强度、泥浆相对密度的抽检。③桩基完成后要进行如超声波、小应变等无破损检测。④钻孔桩完成后，及时清除钻渣，填平泥浆池。⑤钻孔灌注结束，及时复核纠正桩位。第三节、施工过程中可能出现的情况以及处理措施1、坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表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。⑴坍孔原因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。②由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过沙砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。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。④在松软砂层中钻进进尺太快。⑤提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。⑥冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大震动。⑦水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。⑧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。⑨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后停顿时间过长。⑩吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。⑵坍孔的预防和处理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。冲击钻成孔时投入粘土，掺片、卵石，低冲程锤击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。②汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。③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。④如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或沙砾和黄土）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。⑤严格控制冲程高度和炸药用量。

⑥清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供浆（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孔中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5~1.6倍钻孔中水柱压力。⑦吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。2、扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。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，扩孔发生原因同坍孔相同，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，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。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孔径要求为止。6、埋管导管无法拔出称为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6m~8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。4、混凝土堵管的原因及处理混凝土堵管的原因主要有两种，第一种是导管底端被泥沙等物堵塞，第二种是混凝土离析使粗集料过于集中而卡塞导管。⑴第一种情况多发生在首批混凝土下注时，由于导管底口距孔底的距离保持不够，因安装钢筋及导管时间过长，孔内钻渣淤积加深，处理办法事用吊车将料斗连同导管一起吊起，待混凝土灌注畅通后再把导管放置回原位。为避免此类事故发生，当孔内沉淀较厚时，灌注前必须进行二次清孔。⑵第二种情况多发生在混凝土浇注过程中，处理办法是把导管吊起，快速向井架冲击，应注意的是切不可把导管提出混凝土面以外。为避免此类事故发生，应严格要求做到：①导管要牢固不漏水；②混凝土和易性要好；③混凝土浇注必须要在初凝前完成，导管埋深控制在2~6m。5、钢筋笼上浮处理措施在混凝土浇注过程中，混凝土灌注速度过快，钢筋骨架受到混凝土从漏斗向下灌注时的位能产生的冲击力，混凝土从导管流出来向上升起，其向下冲击力转变为向上顶托力，使钢筋笼上浮，顶托力大小与混凝土灌注时的位置、速度、流动性、导管底口高程、首批的混凝土表面高程和钢筋骨架高程有关。预防措施：①混凝土底面接近钢筋骨架时，放慢混凝土浇注速度。②混凝土底面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离。③混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。④在孔底设置环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。第四节、施工安全、环保措施1、安全措施①建立健全安全责任机构，责任到人；坚持“安全第一，预防为主”的指导思想；配备专职安全员，负责现场安全巡视和开工前安全交底。特种机械的操作人员持证上岗。②应按照现行《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076－95）的要求执行。③加强用电管理，所有电闸箱及机械均安装漏电保护器.④重视交通安全，严禁非驾驶员开车。⑤起重设备的旋转半径范围内严禁站人。⑥泥浆池的周围必须进行围护，防止人掉进泥浆池。⑦钻孔过程中注意操作人员不能靠井口太近，以防掉进孔内。中间停止钻孔时，必须提起钻头，防止埋钻，同时覆盖井口。⑧施工现场悬挂安全标牌，设置安全标志，在主要施工部位、作业地点等处悬挂安全标语和安全警示牌，不准擅自拆除。⑨进入施工现场的人员必须严格遵守施工现场安全管理规定，戴安全帽，非施工人员不准进入施工现场，上级来人及参观人员进入现场须有安全员引导。2、环保措施为了加强公路建设的环境保护工作，减少因公路建设而导致的环境污染，切实做好防治措施，保护自然资源，改善生态环境和人民生活环境，在施工过程中，严格遵守部颁技术规范、料场管理和设计说明、环境保护规定条例。①按设计要求堆放砂、石料等施工材料，运送砂、石料等流散物资时设置挡板，加盖彩条布，做到不丢不撒。②拌和站选择远离居民的地域设置，设置除尘设备收集粉尘，并采用措施净化空气，避免造成空气污染。③油库设在无村镇的安全地方，并配专职值班人员、消防安全措施。④对废油、废水、废渣按指定地点存放，避免污染空气和水源，并不得任意排放到农田。⑤不任意破坏农田和水利建设及交通设施。⑥施工便道及辅道注意经常洒水，防止扬尘、污染环境。⑦钻孔桩的泥浆必须经过沉淀池沉淀，经检查合格后才能排放，否则应清理指定地点进行处理。⑧水泥混凝土拌和站运转时，有粉尘发生的现场施工场地，应设置防尘设备，工作人员配备必要的劳保用品。不在施工现场

焚烧水泥袋、油毡、橡胶等产生有毒、有害烟尘和恶臭气体的物质。⑨各种临时设施和拌和站等距居民区不小于300m，并设在居民区主要风向的下风处。在居民区和靠近学校、医院等环境敏感区，噪声大的施工作业按监理工程师规定的作业时间施工。⑩竣工后，临时所占耕地及其他用地切实做到工完、净料、场地清。下篇桥梁钻孔桩质量监理

第一节概述1、工程质量监理的意义桥梁工程在公路工程建设中占有十分重要的地位。特别是现代化的公路上迂回交叉的互通立交桥、高架桥，大跨度的跨河、跨江、跨海大桥，都普遍具有造价高、结构形式多、工艺复杂、施工工期长、返工返修难度大、隐蔽工程关键工序多，既要外观优美，又要安全可靠等特点。因此，在桥梁施工过程中严格控制各分部分项工程，特别是隐蔽工程、关键工序、重要部位的质量，确保工程一次建成，是监理工程师肩负的十分重要的使命。作为一名道桥监理工程师，必须了解施工并具备一定的施工经验和专业理论知识，才能真正地做好监理工作。所以搞好桥梁施工与监理，对于保质保量按期一次建成优良工程，提高工程经济效益和社会效益，保障人民生命财产安全，提高监理企业的信誉等，具有十分重要的意义。

2、工程质量监理的依据①工程承包合同文件工程施工承包合同和监理委托服务合同文件中分别规定了参与建设的各方在质量控制方面的权力和义务及有关各方必须履行的合同中的承诺。尤其是监理单位，既要履行监理合同中三大控制的权力和义务，又要监督施工单位履行承包合同中有关的质量控制条款。②设计文件经过批准的设计图纸和技术说明等设计文件是参建各方质量控制的重要依据。按图施工是施工阶段质量控制的一项重要原则。③技术规范、标准、法律、法规公路桥涵、路基、路面的施工技术规范、验收规范、测量规范、试验规范和规程、公路工程质量检验评定标准等是检验工程质量的重要依据。如采用新工艺、新技术、新材料、新方法的工程须事先进行试验，并应经权威性技术部门出具技术鉴定书及有关的质量数据、指标，在此基础上制定有关的质量标准和施工工艺、操作规程，作为判断和控制质量的依据。国家和地方政府行政主管部门制定的有关工程建设方面的法律、法规以及业主下发的有关技术文件也是监理的依据之一。第二节钻孔灌注桩质量监理工作内容1、测量定位检查测量定位检查按照施工前已批准的导线点、水准点测量成果以及设计图纸进行监理。2、审批开工报告在灌注桩开工前，施工单位应提交开工申请报告，并附以下内容：①灌注桩施工的技术与组织设计。②所有桩位的坐标计算和测量定位方案。③到位的设备清单。④施工管理人员名单。⑤所有施工材料的检测试验报告。⑥混凝土配合比设计。施工单位提交开工申请报告后，征得监理工程师同意可以先做试桩施工。试桩的目的是复核地层情况和检验施工技术方案的可行性，确定护筒埋深、泥浆相对密度等参数。试桩可以在桥位上进行，试桩成功经监理工程师检查验收，作为工程一部分。也可以在场外做，试桩后废弃，废弃的试桩一般不灌注混凝土。

监理工程师应随时检查试桩的情况。若施工单位申请的施工方案可以满足设计和规范的要求，试桩取得成功，可以批准开工。否则应修改施工方案。3、护筒检查验收①检查护筒中心位置，允许偏差为5cm。②检查筒顶标高。筒顶的标高以满足施工的需要为准则。筒顶标高还作为测量孔深的基准。4、钻孔、清孔的检查①检查孔深（桩长）。在钻孔过程中应注意地层变化情况及有无坍孔现象。地层发生变化时，应测孔深和推算地层界面的标高。在终孔后，应测孔深推算桩长。桩长应不小于设计要求，终孔测深时应检查护筒标高。②检查孔径。终孔后，监理人员应用检孔器（孔规）检查孔径。能吧检孔器沉到孔底（设计标高位置），即可认为孔径合格。③检查孔位偏差。孔位的准确位置应标在护筒周边上，并用十字线的交点显示孔的中心位置，检孔器的中心点与十字线的偏移即为孔位的偏差。④检查孔底沉淀层厚度。终孔后，每个桩在灌注前都必须检查沉淀层厚度。沉淀层厚度用测绳系上测锤或开口铁盒进行检查，其允许偏差见下表：⑤检查泥浆相对密度。泥浆相对密度在终孔后检查，以满足混凝土灌注的要求为准。其允许偏差见上表。5、钢筋笼检查①在钢筋笼下沉之前，按常规检查钢筋笼的规格、绑扎、焊接等各个项目。②在钢筋笼下沉过程中检查钢筋笼各段对接的质量。所有的焊接缝都要满足规范要求。钢筋笼上、下段应在同一直线上，下沉过程中应保证钢筋笼的垂直和对中，保护好周围保护层。③钢筋笼下沉完毕后，要检查钢筋笼的顶面标高和中心位置。位置调整后应固定好再开始混凝土灌注。6、水下混凝土灌注的旁站检查①检查灌注桩混凝土的拌和与运输，保证混凝土正常供应。②导管检查。导管接头不允许漏水。导管的孔底悬高应以25~40cm为宜。首盘混凝