桩基施工工艺

桩基施工技术方案本标段桥梁桩基施工时钻孔桩采用冲击钻施工1.1钻孔灌注桩施工技术方案钻孔灌注桩工艺流程框图1.1.1桩基施工方法桩基钻孔前应做好砼配合比设计、合格材料到位、钢筋加工成型、导管到位完好等一切准备工作，钻孔时采用钢板护筒保证孔口不坍塌及不使地表施工用水进入钻孔，护筒制作及埋设符合技术规范要求。1、 开钻准备首先做好场地布置规划，精确测定施工桩位和水准点，安放钻架、卷扬机及吊装设备，作好出渣、修钻准备工作，并对职工做好施工组织、技术安全交底，其钻架定位安放在固定的基础上，确保承受反复荷载作用的刚度，钻架高度满足钻孔过程中钻具提升到位的要求，并保证钻架在钻孔过程中不发生位移和下沉的稳固措施，钻进过程中将进行定期校核孔位、孔向，若有变动，及时调整。场地为浅水时，采用筑岛法施工，高度宜高于最高施工水位0.5〜1.0m。2、 护筒埋设采用挖埋式护筒的施工方法。护筒采用钢护筒，壁厚10mm,护筒顶面高度高出施工地面0.3m或水面1.0m〜2.0m，护筒埋设保证准确、正、直，护筒平面位置的偏差应不大于5cm,护筒倾斜度的偏差应不大于1%。护筒内径宜比桩径大20〜40cm。埋置深度宜为2〜4m,特殊情况应以加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利施工。3、 护壁泥浆选用符合要求的优质粘土，其泥浆比重、胶体率、含砂率等满足施工规范要求，护筒脚下2〜3m范围的泥浆护壁处理是保证钻进过程中不坍孔、不漏浆的关键措施，利用冲击锥低冲程(0.5-1.5m)反复冲钻造壁，以形成坚实的孔壁。4、 钻孔施工在整个钻孔过程中，孔内应经常保持其稳定性及稠度适当的护壁泥浆，在钻进过程中应保持孔内水位的稳定，及时加水和粘土，以维持孔内水头差，以防坍孔。及时除渣，随时检查钻头的直径，发现磨损情况严重，超过规定值时，及时更换和修补钻头。要随时根据钻进情况、土层土质、泥浆比重等调整钻进速度，在钻进过程中在不同深度取渣样进行地质情况分析，如与设计情况不符合及时上报监理工程师。5、 终孔、清孔当钻孔深度达到设计标高后，即终孔停钻，测量终孔标高。采用抽浆清孔法清孔，即下放除渣管及高压气管至孔底，抽出孔底钻渣、泥浆混合物。清孔力求彻底，达到施工规范要求，不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。清孔完毕，即对孔位、孔深、孔径、竖直度和泥浆沉淀厚度等进行检查，各项指标均达到设计要求经监理工程师验收合格后方可安装钢筋，清孔后的泥浆应满足以下指标：相对密度：1.03〜1.10粘度：17-22s含砂率：＜2%胶体率：＞98%。6、 成孔检查孔径、孔形检测：采用自制笼式钢筋检孔器(长度4〜6倍孔径)检查。孔深、孔底沉渣检测：采用标准测锤检测。磨擦桩施工后检查钻孔深度深度是否达到设计要求，如未达到设计要求则继续钻孔直至达到设计要求深度。嵌岩桩施工后检查基底承载力是否满足要求，如达不到设计要求，报请监理工程师、设计对施工成型的嵌岩桩进行基底处理或继续加深，直到基底满足设计承载力为止。1.1.2桩基钢筋骨架绑扎、安装桩基钢筋笼钢筋接头采用符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)规定的电弧焊搭接。在钢筋焊接前根据现场施工条件、规范和设计要求进行试焊，检验合格后再进行正式施焊钢筋采用焊接，立焊的钢筋采用绑条焊接搭接焊缝长度不得小于10d，平焊的钢筋采用搭接焊的方式焊接时接头双面焊缝的长度不得小于5d,接头应相互错开，根据设计图纸，每隔2m放置定位筋，以控制钢筋笼与孔壁净距。钢筋网架应牢固，并绑扎固定，保证混凝土灌注时不松散、移位。钢筋笼成型后，用5t载重运输车从加工厂运至现场堆存，运输及堆存过程中，保证钢筋骨架不受损。钢筋笼较长时，分段运至现场，逐段吊入孔内，在孔口进行焊接接长，焊缝长度满足施工技术规范要求，并将接头相互错开。在桩基成孔以后，即可安装钢筋骨架，安装时为保证不变形，钢筋笼用汽车吊双吊点法起吊，钢筋笼竖直以后，检查骨架是否竖直，如有弯曲变形及时加以纠正。第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口，再起吊第二段，对正位置焊接后逐段放入孔内至钢筋设计底标高，最后将最上面一段的挂环挂在护筒口并将主筋与护筒口焊牢。钢筋笼在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入。钢筋骨架保护层厚度允许偏差±20mm,骨架平面中心位置20mm,钢筋笼安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其底面标高误差不得大于±50mm,钢筋笼从开始下放到混凝土灌注，时间不允许超过4小时。1.1.3埋设检测管在钢筋笼安装的同时，在钢筋笼内周边根据施工图纸的要求设置混凝土质量检测管。对于桩径不大于1.5m的基础按照120°进行埋设三根声测管，桩径大于1.5m的基础按照90°进行埋设检测管四根，声测管均采用457mm钢管，接头处采用470mm钢管套接，接头位置用麻丝缠绕以防漏浆。声测管预埋时绑扎在钢筋笼内侧，按距底部10cm,外露50cm进行布置，管底用10mm厚钢板侧焊470mm钢管密封，管顶用木塞封闭防杂物落入，检测管和钢筋笼一起入孔。1.1.4导管安装导管直径300mm,壁厚10mm,分节长度1m~2m,用装有橡胶垫圈的法兰接长，底节长5m,底端不设法兰。导管在使用前和使用一段时期后应试拼接，并进行水密、承压和接头抗拉试验，以保证不漏水，过球畅通。二次清孔完成后将导管顶部连接漏斗，架于设在孔口上方的角钢支架上。漏斗底口设置高压气球，用铁丝绑扎固定在漏斗支架上。导管在钻孔旁预先分段拼装，采用钻机机架或吊车吊放入孔。导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在25cm~40cm,且使导管埋入混凝土的深度不小于1m1.1.5浇筑混凝土混凝土由布置在3#场地的50m3/h的拌和站拌制供应，混凝土运输车运至现场，运输车直接向漏斗（漏斗连接导管）卸料入仓局部车辆无法到达的部位泵送入仓。砼粗骨料优先选用卵石，采用碎石时宜增加混凝土配合比的含砂率，集料最大粒径小于4cm。混凝土应满足如下要求：混凝土强度等级满足设计要求，水泥强度等级不宜低于42.5MPa,坍落度控制在18cm~22cm之间，扩散度为34cm~38cm,混凝土初凝时间为3h~4h。粗骨料使用碎石，骨料粒径不应大于40mm，砂用级配良好的中砂。混凝土最大水灰比0.55，含砂率为40%~50%,灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序。钻孔经成孔检查合格且孔底沉渣厚度满足设计要求后，方可开始灌注工作。导管法灌注水下混凝土流程详见《导管法灌注水下混凝土流程图》导管法灌注水下混凝土流程图先灌入首批混凝土。首批混凝土数量要经过计算，使其具有一定的冲击能量，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。首批混凝土量的计算：V=nD24x（H1+H2）+nd24xh1D——设计钻孔直径；H1——导管下口到孔底高度；H2—导管下口到首批混凝土埋管的最小高度；d——导管直径；hl 导管内混凝土高度，h1=Hwxyw/ycHw 泥浆深度；yw 泥浆重度；yc 混凝土重度；开导管用混凝土隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，用测探锤探测，锤宜为锥形，锤重力不宜小于40N，并采用轻质、遇水不伸缩、抗张拉的测尺或测绳系挂探测，计算出管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。灌注要紧凑、连续进行，严禁中途停工，中途停歇时间不得超过30min并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，致使测深不准确。导管在混凝土中埋深以2.0m~6.0m为宜，既不能小于2m也不能大于6m。灌注过程中，设专人密切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及管内外混凝土面的高差，正确指挥导管的提升和拆除，填写水下混凝土灌注记录。拆除导管动作要快，时间一般不应超过15min要防止工具等掉入孔内，已拆管节立即清洗干净，堆放整齐。利用导管内的混凝土超压力使混凝土的灌注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h,直至高于设计标高1.0m以上，以便凿除浮浆，确保混凝土质量。在灌注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，对灌注过程中的一切故障均记录备案。灌注将近结束时，在拔出最后一节长导管时，要特别注意提升导管速度，必须缓慢提升最后一节导管，防止泥浆挤入导管下面形成泥心，造成人为缺陷桩。1.1.6桩的检验桩基施工完毕，桩基混凝土达到80%的设计强度后，利用浇筑前预埋的混凝土质量检测管，按照设计图纸要求对每根桩基均进行无破损检测并对桩的均质性进行检测。1.1.7凿除桩头当钻孔桩混凝土达到规范要求强度后即可进行桩基系梁基坑开挖，完成后人工凿除桩顶掺杂有钻渣和泥土的超灌部分混凝土，至系梁底部设计标高或符合规范和设计要求的新鲜混凝土为止。特别要求，在凿除桩顶混凝土时严禁将桩顶钢筋人为变形，在修凿混凝土的过程时，要用熟练的工人，在修凿过程中，要避免钢钎碰到钢筋，以防碰伤钢筋。混凝土凿除后，用铁刷将钢筋上的混凝土残渣清理干净。1.1.8防止钢筋笼上浮和断桩的措施1、防止钢筋笼上浮的措施应确保混凝土满足设计和规范要求，改善混凝土流动性能、初凝时间；检查钢筋笼是否被固定牢固；导管提升时不要太快、太猛，并竖直提升，防止钩挂钢筋笼；钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，可防止钢筋笼上升。2、防止断桩的措施灌注混凝土前要很好地清孔，灌注要连续进行，尽可能地减小拆卸导管管节等停顿时间，灌注速度要快；导管埋深不得小于2m,提升时不宜太猛，以免提出混凝土顶面；如遇堵管，要采取适当措施进行处理，不得采用将导管提起的办法处理。1.1.9特殊情况处理1、 坍孔根据以往施工中的经验，钻孔施工中容易产生坍孔，因此在施工中要采取防坍孔的措施，在粘土及卵石层小于3.0m时，将钢护筒直接埋设至基岩顶部。当粘土及卵石层厚度大于3.0m时，钻孔时应控制进尺速度，选用高质量泥浆或较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，并掺入相应的外加剂。冲击钻孔时投入粘土，使粘土膏挤入孔壁起护壁作用。施工中及时采取相应措施后，一般来说不会出现坍孔情况。一旦发生坍孔，将采取以下措施：如发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂砾和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重新钻进。如果灌注混凝土过程中坍孔，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。若坍孔不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。2、 灌注过程中堵管的处理a、 先将储料斗装满混凝土；b、 采用吊车或其他起吊设备将储料斗和导管一起提升；c、 根据导管埋入混凝土中的深度，再确定起吊设备的提升高度，采用循环多次来回上下提升导管，由于储料斗内混凝土的压力和提升导管时的振动力使管内混凝土下落，恢复正常混凝土灌注工作；3、 埋导管混凝土灌注过程中，如果始终保持导管埋深在2m〜6m则极难发生埋导管事件，但根据以往施工经验，也有不明原因造成的此类事件发生。使用两台起重能力在25t的液压千斤顶配以双I56型钢制成的扁担梁将之提出，如导管在混凝土中的埋深还在2m以上，可按上述办法重新灌注。如果导管已提出混凝土面，则将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实后，重新钻孔成桩。4、 掉钻a、 掉钻原因：一般情况下会有以下原因造成掉钻。卡钻时强提强扭，操作不当，使钢丝绳超负荷或疲劳断裂；冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔断；转向环、转向套管等焊接处断开；钢丝绳与钻头连接处钢丝绳发绳卡数量不足或松弛；钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。b、 预防措施开钻前清除孔内落物，零星铁件可用磁铁吸取；经常检查钻具、钢丝绳和联结装置；为便于打捞落锥，在冲击锥上预先焊打捞环；c、 处理方法当大绳折断或钢丝绳卡环松脱，钻锥上还留有不小f2m长钢丝绳时，用打捞叉放入孔内上下提动，将钢丝绳卡住提出钻锥。对于严重的塌孔埋钻，采用比钻锥直径大的空心冲击锥在原锥上面的土石清除掉，接触原锥后，再换用比原锥直径稍大的空心锥，冲至原钻锥底部，使原锥与孔壁分离后，提出空心锥；将打捞钩入孔钩牢原钻锥的打捞环，先将原锥扶正，再用卷扬机提拉。5、 钻孔偏斜a、根据本工程的特点和地质情况会造成钻孔偏斜主要有以下原因：在有倾斜的软硬岩石交接处，岩面倾斜处钻进；或在卵石层钻进过程中遇到粒径悬殊较大，使钻头受力不均。钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。b、预防措施和处理方法安装钻机时要使钻机底座水平，起重滑轮缘、卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。在有倾斜的软硬岩层时，应控制进尺，低冲程钻进，或回填片石、卵石冲平后再钻进。在钻孔过程中如发现有钻孔偏斜现象，应停止钻孔，用检孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况，可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重的用砂类土和沙砾石回填到该位置以上Lm的位置，待沉积密实后重新钻进。6、梅花孔（或十字孔）a、 在钻孔过程中主要有以下原因造成钻孔不成圆形：锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击;泥浆相对密度和黏度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难;操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起来又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。b、 在施工前和施工过程中采取以下措施进行预防和处理：经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。选用适当黏度和相对密度的泥浆，在施工中经常测定及时调整,并适时掏渣。用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修正孔型。出现梅花孔后，可用片石、卵石混合黏土回填钻孔，重新冲击。2施工质量保证措施开工前和施工过程中，对职工进行质量责任教育和质量管理意识教育，牢固树立“百年大计、质量第='的观念，然后针对本工程的实际，加强对各级人员的培训工作，对主要工种进行技术业务培训和再培训，使职工具有保证作业质量的技术业务知识和能力，并要求质量检验人员和特殊工种作业人员持证上岗。1、 施工准备全面认真审阅合同要求、设计文件、设计资料和当地行政部门有关文件、法规；确定施工总体部署，制定施工方案，工艺流程及质量控制计划；选定机械设备，对施工现场进行规划和控制测量，组织和培训参建队伍，完成临时设施，作好㈣通一平”。2、 材料设备采购明确采购的材料、设备、器具的规格型号、卖方信誉及检测试验的资料，严格按质量标准订货，采购、包装和运输，按照我局程序文件中的有关程序进行检验和控制，选用合格的供货方，把好材料关，对工程上使用的所有材料进行质量检查，杜绝不合格材料和半成品进入工地。3、 过程控制（1） 施工过程的控制主要通过质量体系的正常运行，按照我局程序文件中的有关过程控制程序进行质量控制,根据设计及规范与招标文件《技术规范》要求、工艺标准和验收标准，对各分项、分部工程进行延续性检验与评价。（2） 加强技术管理的基础工作，施工中对隐蔽工程和每道工序严格执行施工质量三检制”和“四不准”，坚持专检、互检、交接检制度，做到：①人力材料、机械设备不足，不准开工；②未经检查认可的材料，不准使用；③未经批准的施工工艺在施工中不准采用；④上道工序未经监理工程师验收下道工序不准施工。（3） 为了达到过程的有效控制，必须做到质量、成本、工期三位一体，在施工过程中，明确各职能部门的控制任务，进行密切协作，做好技术交底工作，作好施工设备和检测仪器的检查保养管理工作，建立关键工序的管理点和控制点，作好对设计变更、工艺更改和所有施工文件的控制和不合格产品的控制工作。严格按设计图纸施工，严格按招标文件规定执行。4、为保证施工质量，除建立健全质量管理体系，强化全面质量管理”意识外，还须注意：（1） 严格按设计图及国家有关技术规范施工。（2） 工程测量由测量队负责，各项工程开工前，由测量人员精确放样，再由监理及项目技术主管复核，无误后方可开工。（3） 严格控制砂石、水泥、外加剂、钢筋、钢绞线、锚具等原材料质量。（4） 健全自检体系，严格按部颁质量检验评定标准对质量进行检查。填写各道工序自检记录，达合格要求后，报监理工程师检查签认。严格做到上道工序不合格，决不进行下道工序的施工。（5） 严格执行监理工程师规定的监理程序进行施工。（6） 加强检测试验工作，用数据指导施工。原材料的质量靠测试数据说明，坚决杜绝一切不合格的原材料进入施工现场。合格的材料必须在严格的工艺下进行操作，依靠严密的质检体系来确保工序质量，以工序质量确保分部工程质量，以分部工程质量确保单位工程质量。（7） 施工过程中合理安排施工组织，保证施工连续不间断，防止钻孔施工过程中出现塌孔、缩径及桩基混凝土浇筑过程中出现断桩的情况和人工挖孔桩施工过程中出现积水浸泡孔壁造成塌孔及浇筑施工中出现施工缝等不利情况。（8） 在桩基钻孔施工及混凝土浇筑过程中合理配备发电机，防止因停电造成施工中断的情况发生。3施工安全措施本工程施工中将严格按照招标文件的有关规定，结合本工程的实际，制定各项安全规章制度和各项安全措施，建立安全保证体系，切实做到安全为了生产，生产必须安全。1、贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理％勺方针，严格遵守JTJ076-95《公路工程施工安全技术规程》及国家、建设部、交通部颁发的各项劳动法规、安全法规、安全技术规则和局施工安全管理办法。结合实际情况，制定各项安全规章制度和各项安全措施，制定本项目各工种、各工序的安全操作细则，切实做到施工安全。2、 人行通道处设置安全警示牌，对存在安全隐患的地方采取相应的安全防护措施。在施工作业中应采取各种有效的防护措施，做好照明、防尘、防水、降温等，保护环境卫生，保障施工人员的健康和生产安全。3、 设有专业安全检查人员，随时到现场监督，发现问题及时处理，尽量避免安全事故的发生，使事故解决在萌芽状态中。4、 在人工挖孔桩施工过程中用电焊管做好井口防护，孔口部位砖砌筑防护并高出地表20cm防止地面雨水流入孔内造成塌孔。5、 人工挖孔桩开挖施工时人员使用爬梯进出挖孔桩作业，爬梯与孔壁固定牢靠，同时为防止孔壁坍塌加强孔壁护壁质量检查，不合格的护壁必须重新施工。6、 施工作业中采取各种有效的防护措施，做好通风，照明、防尘、防水、降温和防治有害气体等的措施，保护环境卫生，加强劳动保护，按规定配发和使用劳动保护用品和用具，保证施工人员的健康和生产安全。7、 加强安全教育，提高安全员的安全意识，严格按照安全操作规程作业，严禁违章、违规作业，制止盲目蛮干。8、 加强工程车辆交通安全管理，防止交通安全事故的发生。9、 施工中重点做好防止高处坠落、触电及机械设备伤害等事故发生。10、 按照施工总平面图设置临时设施，严禁侵占场内道路及安全防护等设施，同时应符合防火、防尘、防爆、防洪、防雷电等安全规定和文明施工的要求。11、 钢筋安装施工前制定详细的专项安全技术