钻孔灌注桩施工专项技术方案

1、 钻孔灌注桩施工专项技术方案一、工程概况 农安西绕越线工程只有公铁立交桥1座（桥长517.04米），其中钻孔灌注桩共计42根。地质情况从上至下分别是粉质黏土、全风化泥岩、强风化泥岩、中风化泥岩。主要人员配备项目经理1人，项目总工程师1人，计划统计负责人1人，质检工程师1人，桥梁工程师1人，试验工程师1人，机械工程师1人，测量工程师1人，财务负责人1人，专职安全员2人，其他主要技术人员共计26人（包括特种作业人员和操作手）。主要施工机械设备配备钻孔灌注桩反循环钻机2台，混凝土运输车10台，变压器1台，装载机2台，挖掘机1台， 250KW发电机组1台，30KW发电机组2台，吊车2台，板车2台，数控

2、钢筋加工设备2套，数控钢筋笼成型机2台，钢筋滚丝机2台，振捣器3台，交流电焊机5台，各种小型机具。 二、施工方案1.初步放样：施工前先排水、修路、清除桩基位置的杂草和淤泥，换填山皮土并刮平压实，使施工机具顺利进出，能保证钻机在施工中平稳，然后根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后）及水准点用光电全站仪及水准仪定位。2.钻孔：采用反循环钻孔，应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆。泥浆的配制：为保证粉质黏土及泥岩地层的成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度制定了严格的指标，经过20余次的泥浆配比试验，决定采用当地的膨胀土来配制泥浆。配制的泥浆相对密度为1.06-1.10；

3、粘度18-28Pa.s；含砂率4；PH值810，胶体率95；静切力1-2.5pa。(详细指标见JTG/TF50-2011-324/表8-1）泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，由于配置了高质量的泥浆，在长期停钻的情况下，沉积物很少，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。循环钻钻孔接长钻杆时，法兰接头之间应垫3-5mm厚的橡胶圈，拧紧螺栓，防止漏气、漏水；钻头距孔底约200-300mm，注入泥浆，启动钻机时，应慢速开始钻进。在硬土层中钻进时，宜采用低挡转速，自由进尺；在高液限黏土、含砂低液

4、限黏土中钻进时，宜采用中档转速，自由进尺；在砂类土钻进时，宜采用中、低挡转速，并控制进尺；在进入岩层后，必要时应根据地质情况增加配重，增强钻头的稳定和钻进速度。长桩施工时，应根据不同土层、不同的钻孔深度采用不同的钻压、钻速、配重、进尺速度及泥浆指标。3.成孔检测、清孔成孔检测：成孔检测一般包括孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。桩位排架桩允许值50mm极值100mm群桩100mm，倾斜度小于1桩长，孔径不小于设计桩径，孔深不小于设计规定。清孔钻孔深度达到设计标高后，应对孔径进行检查，达到规范要求后方可清孔。清孔后，孔内泥浆性能指标和沉淀层厚度均达到规范要求.钢筋笼安放至

5、设计标高后，如泥浆指标及沉淀厚度超出标准，应进行第二次清孔，直至达到标准。不能用加深钻孔深度的方法代替清孔。钢筋笼的制造和安放：钢筋笼的制造：钢筋笼的制造除满足设计要求外，在骨架处设置控制保护层厚度的垫块，竖向间距为2m，横向周围不少于4处，并在骨架顶端设吊环。钢筋笼的安放：骨架下放时注意防止碰撞孔壁，放至孔内设计标高后将骨架吊环挂在孔口，并临时与护筒口焊接牢固。下导管、灌注机具的准备、砼的配制：下导管：采用300mm钢导管，使用前进行了水密、承压和接头抗拉等试验。吊装时导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口到孔底

6、的距离一般控制在2540cm之间。导管上口设置隔水钢活塞和储料斗。灌注机具的准备：25t吊车1台；搅拌机3台（满足灌注桩在砼初凝时间内完成）；导管、储料斗、吊斗2个；1吨翻3台；备用水泵以及吸泥机，高压射水管等设备。为保持孔内水压和及时处理灌注故障，备用发电机2台。4.砼的配制钻孔桩所使用砼标号为C30水下，配合比设计时坍落度取15-21cm之间，每立方米砼水泥用量符合试验要求。水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，碎石采用4.75-9.5mm（10%）9.5-19mm（45%）19-37.5mm（45%）水灰比为0.52。砼配制后要有良好的和易性，运输和灌注过程中无显著离析、泌水现象，保持

7、足够的流动性。为保证灌注的顺利，坍落度尽量采取上限。灌注水下砼及应注意事项灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，必须经过成孔质量检测和清孔检测（包括泥浆指标和沉淀厚度检测等）合格后，方可进行灌注工作，如沉淀厚度超标，应二次清孔，但应注意孔壁的稳定，防止塌孔。灌注的施工过程控制在初凝时间内。砼拌和物运至灌注地点时，应检查均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和达不到要求，不能使用。首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求即可正常灌注，如发现导管大量进水，表现出现事故，按应急方法处理。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，要防止砼

8、拌和物从漏斗外掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如导管法兰卡钢筋骨架，可移动导管，使其脱开钢筋骨架后，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，可拆除1节或2节导管，（视每节导管和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌

9、注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全。已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要徐徐灌入，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。当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小。当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内砼面进入钢筋骨架底口4m以上时，适当提高导管，减少导管埋置深度（不得小于2m），以增

10、加骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。导管提升到高于骨架底部2m以上，即可恢复灌注速度。在灌注过程中，应防止污染环境和河流。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上灌一定高度，一般为0.51m。处于地面及桩顶以上的井口整体式钢性护筒，应在灌注完后立即拔出，处于地面以下护筒，需待砼抗压强度达到5Mpa后方可拆除。在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管处的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，如出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物，使灌注顺利进行。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，形成泥心。在灌桩时，每根桩应

11、做3组试块，施工单位二组强度测试后，如不合格，要及时提出报告补救处理。有关砼灌注情况，各灌注时间，砼面的深度，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人进行记录。破桩头：由人工或汽镐、电镐进行，直至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。三、钻孔常见事故处理1)塌孔(1)现象：塌孔事故多发生在孔内，主要表现为孔内水位突然下降；孔口水面冒细密的水泡；出土量显著增加，没有进尺或进尺量很小；孔口突然变浅，钻头达不到原来的孔深；钻机负荷显著增加等。(2)原因：A)护筒制作不符合要求，埋置护筒的方法不当，缺乏因地制宜、灵活的埋置方法。B)使用的泥浆不符合要求，粘土质量不符合标准或泥浆比重不足，起

12、不到护壁的作用。C)孔内的水头高度不够，低于地下水位，致使孔内水位压强降低，造成塌孔。D)在松散的砂层或粘性土的地质层，冲击速度快，忽视泥浆的密度，孔壁护壁不好，致使塌孔。E)在开始钻进时，冲击力过大，由于机械的震动力，使护筒的底部或砂层坍塌。F)掏渣时，忽视向孔内注入泥浆或水掺粘土，掏渣后；水位低于正常水头高度，地下水高于护筒水位，使护壁被水位压强破坏，造成塌孔。G)在混凝土浇筑前，吊入钢筋骨架时，骨架偏位摆动碰坏孔壁造成塌孔。H)清孔后放置时间过长，没及时浇入混凝土，而且没有采取预防措施，造成塌孔。(3)预防措施：A)严格控制泥浆的比重、粘度、胶体率等各项指标，确保泥浆指标合格后，再进行钻

13、进。B)根据地质、机械、钻进方法和泥浆指标等实际因素，确定一个合理的钻进进度，进行钻进，以保证钻孔的稳定性。C)严格控制孔内水头标高，确保孔壁处于一种负压状态。这一种情况，在水上施工的尤为量要，一般情况下，在砂层中钻孔，要使孔内的水头高出外面的水面2.53.0m为宜。D)保证护筒有足够的埋深，尽量让护简埋置在稳定的土层中。E)严禁将钻机与护简相连结，以防止由于振动引起孔口坍塌，造成大的塌孔事故。F)应根据地质情况合理地安排同一墩位处各钻孔桩的施工顺序，以防止邻近孔壁被扰动引起塌孔。(4)应对措施：发生塌孔后，应立即查明塌孔处位置，分析地质情况，然后采取如下措施：A)塌孔发生在护筒底脚处，根据实

14、际情况，可以立即拆除护筒，回填钻孔，重新埋设护筒后，再钻进；采用加长护筒，使护筒通过震动锤继续下沉，直至埋于坍孔位置以下，外围用黏土或装有黏土的草袋回填夯实，重钻时，控制好泥浆稠度和水头高度。B)若塌孔位置较深，则可以由测深锤和实际的地质情况分析实际的塌孔程度，若不严重，则可以加大泥浆比重，继续钻进；若塌孔较为严重时，则应立即用砂或小砾石加黏土回填至坍孔以上位置，甚至将整个钻孔全部回填，暂停一段时间，使回填土沉积密实，水位稳定后，重新钻进，时刻注意不良现象的发生。C)若回填重钻时，经采取以上措施仍连续、严重塌孔时，应将具体情况上报驻地办、总监办、项目办，请项目办、设计单位共同确定具体方案。2)

15、钻孔漏浆、护筒冒水(1）现象：护筒外壁冒水，护筒刃脚或钻孔壁向孔内外漏泥浆。(2）原因：A)埋设护筒时，回填土夯实不够，埋设太浅，护筒脚漏水；B)护筒制作不良，接缝不密合或焊缝有砂眼等，造成接缝漏浆；C)透水性强的砂砾或流沙，特别在有地下水流动的地层中进行钻进时，过稀的泥浆向孔壁外的损失很大。(3）应对措施：A)对于上述1）、2）两种情况，可以用黏土在护筒周围加固。若漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新钻进；B)对于第三种情况，加稠泥浆或倒入黏土慢慢转动，或回填土掺卵、片石反复冲击护筒壁。注意：应重视漏浆事故，严重的漏浆若不加处理，可引起塌孔。3)钻进中塌孔在钻孔过程中,如果钻孔内水位突然下降

16、,孔口冒细密的水泡就显示已塌孔。此时出渣量显著增加而不见钻头进尺,但钻机负荷显著增加,泥浆泵压力突然上升,造成憋泵。使钻孔无法正常进行,易造成掉钻、埋钻事故。(1）原因分析:A) 泥浆比重不够或其他泥浆性能指标如粘度、胶体率等不符合要求,在孔壁不能形成坚实泥皮；或不能随地质条件变化,调整泥浆比重,造成孔壁不稳。B)由于孔内出现承压水、或钻孔通过沙砾等强透水层或孔壁遇到流砂层而造成孔内水头高度低于孔外时,压向孔壁的水压力减小,造成坍孔。C) 护筒埋置太浅,或孔口附近地面受水浸变软,孔口坍塌造成护筒漏水形成坍孔。(2）预防措施： A) 在松散砂土或流砂中钻孔时,应选用较大比重、粘度的泥浆,并放慢进

17、尺速度。以稳定孔壁。B)根据不同地质,调整泥浆比重,确保泥浆具有足够的稠度确保孔内外水位差,维护孔壁稳定。C)清孔时指定专人负责补水，保证孔内必要的水头高度。(3)防治办法：A)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。坍孔部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土夯填密实重新钻孔。B)发生孔内坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上12m。如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。4) 钻孔偏斜现场钻成的桩孔，垂直桩不竖直，或桩位偏离设计桩位等。使灌注桩施工时钢筋笼难吊入，并直接影响桩基承载力要求。(1）原因分析：A)钻孔中遇有坚硬的障

18、碍物（如探头石等）。B)在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或在粒径大小悬殊的砾卵石层中钻进，钻头受力不均。C)扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。D)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。E)钻杆弯曲，接头不正。(2）预防措施：A)安装钻机时要使转盘，底座水平，起重滑轮轮轴，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。B)由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向中钻进。C)钻杆、接头应逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。(3）治理方法：A)在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使孔正直。B)偏斜严重时应回

19、填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。5)缩孔孔径小于设计孔径，产生钢筋笼的混凝土保护层过小及降低桩承载力的质量问题。(1）原因分析：A)钻具补焊不及时，严重磨损的钻头往往钻出比设计桩桩径稍小的孔。B)钻进地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。(2）预防措施：应经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换钻齿。有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。(3）治理方法：采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。6)掉钻、卡钻和埋钻钻头被卡住为卡钻，钻头脱开钻杆掉入孔内为掉钻。掉钻后打捞造成坍孔为埋钻。影响钻孔正常进行，延误工期，造成人力和财力的浪费。(1）原因分析：A)孔内有探头石等，均能发生卡钻。倾斜长护

20、筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒，也能发生卡钻。B)卡钻时强提、强扭，使钻杆、钢丝绳断裂；钻杆接头不良、滑丝；电机接线错误，使不能反转的钻杆松脱，钻杆、钢丝绳、联结装置磨损，未及时更换等均造成掉钻事故。C)打捞掉入孔中钻头时，碰撞孔壁产生坍孔，造成埋钻事故。(2）预防措施：经常检查钻杆及连接件磨损情况、钢丝绳及联结装置的磨损情况，及时更换磨损件，防止掉钻。(3）治理方法：A)对于卡钻，不宜强提，只宜轻提钻头。如轻提不动时，可另下入一套小冲击钻具进行冲击，或用冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。B)对于掉钻，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。C)对于埋钻，较轻的是糊钻，此时应对泥浆稠度，钻

21、渣进出口，钻杆内径大小，排渣设备进行检查计算，并控制适当的进尺。若已严重糊钻，立即停钻提出钻头，清除钻渣。糊钻时，降低泥浆稠度，并在粘土层上回填部分砂。如是坍孔或其他原因造成的埋钻，使用空气吸泥机吸走埋钻的泥砂，提出钻头。7)混凝土浇筑事故(1）原因A)首批混凝土储量不足、导管接头不严或者焊缝破裂进水、导管提升过猛或探深错误引起超拔等导致导管进水；B)导管埋入混凝土太深，导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土之间阻力过大；提管过猛将导管拉断造成埋管；C)混凝土本身的原因、机械故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久、或灌注时间持续过长导致最初浇筑的混凝土已经初凝而引起堵管，混凝土灌注停留的时间过

22、长，使砼与钢筋笼之间因为初凝而固结起来，底下的混凝土向上翻时导致钢筋笼上浮，或由于清孔不彻底的原因引起断桩；泥浆太稠或混凝土太轻发生错误而造成混凝土标高不够。(2）预防措施灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌注过程中要明确分工，密切配合。统一指挥，做到快速、连续施工，确保灌注质量，防止发生质量事故。A)导管进水的预防。保证混凝土的初增量，确保首批混凝土能将导管埋住，定期地通过水密试验检查导管的密封性能，发现问题及时处理；浇筑过程中，认真测量导管埋深，杜绝测深错误。B)埋管、堵管。首先要加强混凝土施工的组织工作，保证混凝土施工的连续性，严格控制导管埋深，一般情况下控制2-6m。另外可以在浇筑漏斗安

23、装一个震动器，当混凝土的和易性不太好时，每隔数分钟振一次可以防止堵管。C)断桩的预防。防止导管进水，避免埋管、堵管，提高清孔质量，加强对混凝土质量的控制可以减少或避免断桩事故的发生。D)混凝土标高不够的预防。加大测量力度，灌注即将结束时，加注清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土，或者用一根竹杆试探一下等方法可以预防这种事故的发生。E)钢筋笼上浮的预防。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口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。(3）处理方法A)导管进水的处理。由于首批混凝土储量不足引起的导管

24、进水，可以将孔内散落的混凝上拌合物用空气吸泥机或抓斗清除出来，然后，重新灌注水下混凝土，由于导管接头不严或导管超拨引起的导管进水，可以将原导管或更换的导管重新插入混凝土中，用潜水泵或吸泥机将导管内的水和泥浆吸出，然后继续灌注。B)堵管的处理。用事先安装在浇筑漏斗上的附着式振动器将混疑上振下去，用吊机吊着导管，在不将导管超拔的情况下，上下提动导管使管内的混凝土下去；如果以上方法混凝土仍下不去，只有将导管拔出来，按导管进水的处理方法进行处理。C)埋管的处理。开始时，可用导链滑车、千斤顶试拔。如果仍拔不出，当孔径较大时，已浇的表层混凝土尚未初凝。可以另下一根导管，按照导管进水的处理方法进行处理。D)

25、钢筋笼上浮的处理。用重物强行将钢筋笼压下去，将粘结层破坏掉后继续浇筑，如果不行，只有将钢筋笼提出来，将孔内已灌的混凝土用吸泥机清除后准备二次灌注。E)混凝土标高不够的处理。可以来用加高护筒的方法、经过抽水、除渣，再浇筑混凝土。8)断桩(1）原因A)首批封底混凝土数量不足，导管底口距孔底间距过大，下落混凝土不能有效淹埋导管口，使泥水从底口进入导管形成断桩；B)混凝土中导管提升过猛或测深不准使导管底口脱离混凝土而引起断桩；C)由于导管埋入混凝土太深或导管埋设不正被钢筋笼卡住，不能提升而终止混凝土灌注，形成断桩；D)混凝土灌注中发生严重的塌孔事故而形成断桩；E)机械设备差，因故障修理又无备用设备和手

26、段，导致混凝土初凝，不能继续灌注而断桩F)突然停电，又无发电设备而导致灌桩工作停止；G)严重缺陷桩也可作为断桩处理。(2）处理方法A)在灌注混凝土开始不久出现的问题，也就是混凝土灌注的方量还比较小时，应迅速拔出导管和钢筋骨架，将可吸出的混凝土尽量吸出，如全部吸出，问题处理后重新灌注混凝土，如部分吸出，将剩余已硬化的混凝土凿除，在进行灌注混凝土；B)如灌注中发现导管进水或其他故障，如有充足的时间，在灌注混凝土不初凝的情况下，可将导管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法，重新插入导管，去掉底塞恢复灌注或直接将导管插入已灌注的混凝土中，并不小于2m，将导管内的水和表层稀松的混凝土吸出后重新灌注。四、质

27、量保证措施1、加强思想教育，提高全员的质量意识，实行质量岗位负责制。2、认真执行质量及其它相关的管理制度，加强全面质量管理，把各项行之有效的质量管理制度落实到施工全过程中去。3、熟悉设计文件，领会设计意图，认真执行设计图纸会审、复核制度，掌握施工技术标准，使工程施工符合施工规范及设计要求，及时做好交底工作，确保工程质量达到优良标准。4、加强全面的技术培训工作，不定期地组织全体施工人员学习公路桥涵施工技术规范及其他相关性规范，提高全员的理论认识。5、由项目部质检小组对施工放样进行复核，保证测量准确无误。6、积极配合业主监理工程师的工作，虚心接受质量监督人员和业主的工作指导。7、加强原材料质量管理

28、，外购材料须有出厂合格证，地产材如砂、石等材料，事先须经试验合格并经监理工程师批准后才能采购。进库材料要妥善保管，防止受潮变质，生锈腐蚀。8、完善质量检测程序，分工协作，责任明确，各负其责，层层把关，确保各工序质量处于受控状态。五、工期保证措施1.科学实施、补充、修订施工组织设计，全面协调、均衡安排施工。2.抓好施工前准备工作，及早完成临时设施的布置，组织好各种外购材料的储备供应工作。3.配备足够的修理人员，认真搞好施工机械的维修，确保机械设备完好，提高机械利用率。4.施工过程中，根据工程实际和进展情况，及时调整工作面和修订施工组织计划，认真制定切实可行，行之有效的措施来保证工期。5.建立项目管理机构，加强计划管理和资源管理，做好人员动员工作，积极调配，将指标落实到位，以确保计划的实现。6认真做好防洪、防汛预防工作及应急措施，最大限度减少各种自然灾害对施工造成的严重影响。六、安全保证措施1、贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，坚持“管生产必须管安全”的原则及“谁主管谁负责”的安全生产责任制。2、加强安全检查及班组安全管理，严守安全纪律，实行安全奖罚制度。3、在适当位置设立警示牌，以醒目的标志提醒过