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1、杭州市三墩镇东陈路工程钻孔灌注桩施工方案 编制： 审核： 审批： 杭州华水市政工程有限公司二零一二年五月钻孔灌注桩施工方案 一 钻孔灌注桩概述杭州三墩镇东陈路工程其4座桥梁下部结构，均为重力式桥台钻孔灌注桩基础 ，单一桥台基础钻孔桩为摩擦桩 ，持力层为亚粘土层。本工程钻孔灌注桩共计108根，钻孔桩直径为10001500，有效桩长39.248.7m，采用C25水下砼灌注，拟采用GPS-10型钻机两台及GPS-15一台，计划120天左右完成全部108根钻孔桩。二钻孔桩施工准备工作 钻孔桩施工前准备工作主要包括：原材料、焊接试件、砼配合比设计等的试验工作，桩位的测量放样，场地的平整，工作平台搭设及护
2、筒埋设，泥浆的备制，最后钻机就位。（一） 试验工作钻孔桩施工前必须对其所用材料（黄沙、石子、水泥、钢筋），焊接试件（焊接钢筋），进行原材分析试验、拉伸试验，并对所用C25标号砼进行配合比设计试验，待这些试验均告合格完成后方可进行钻孔桩施工。（二） 测量放样项目经理部下设测量组，负责本工程范围内的设计桩位测量复核与其它桥梁部位的施工测量。根据设计提供的桥位，平面坐标控制系统，进行线路控制桩的复测，复测成果经现场监理工程师认可后，按照施工需要进行导线控制网的设置。每个控制点必须要有两个以上通视的后视点，以便投点测量时进行校核。控制点确定后用全战仪对所有控制点进行复核，进行控制点闭和差计算，编制成果
3、表报监理工程师审核。同时所有控制点均在作业范围外设置可靠保桩。对所有控制点经监理工程师审查核对无误认可后，我们将用做工程施工测量的依据。根据这些控制点的具体坐标与桩位具体位置坐标的关系，用经纬仪对桩位进行正确测设，并进行复核与加设十字保桩。（三） 场地平整及护筒埋设 钻孔场地的平面尺寸应根据桩基设计的平面尺寸，钻机的移位要求及作业范围，钻孔桩的施工方法等进行确定。根据所确定的钻孔场地，对其进行场内障碍物的清理并进行平整，平整应注意平整后的场地路基应具有一定的压实度。再加之，其上铺设枕木，机座架于枕木上，这样可确保工作平台的稳固。场地平整后即可进行护筒埋设，根据施工现场实际情况埋设护筒深度。护筒
4、采用比设计桩径大20cm的钢护筒壁厚10mm。护筒定位时，先以桩位中心为圆心根据筒半径在土上定出护筒位置。挖土就位后，在筒上放上枕木，用挖掘机在枕木上稍均匀施加压力，将护筒埋入土中约50cm左右。在护筒埋设过程中应检查护筒是否垂直，护筒中心是否偏位，若有问题须及时调整。护筒埋设就位后，将护筒外侧用粘土回填压实，回填厚度约40cm以防其四周出现漏水现象。护筒具有固定桩位，引导钻锥方向，隔离地表水免入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内具有一定的水头高度，以此产生静水压力防止坍孔等作用。故要严格护筒埋设，要求埋设准确、稳定、不变形、不渗漏水，能保证平面偏差与倾斜度不超过规范规定。（四） 泥浆池的设置及
5、泥浆制备采用的泥浆应选择含砂率低、粘度好的粘土制成。应呈弱碱性反应，pH值在89较为理想。尽量采用原土造浆，原土造浆时，先在泥浆池中配置好泥浆，初步确定其泥浆比重为1.3左右，胶体率大于90%粘度在1928s。 泥浆在钻孔过程中的作用： 在孔内产生较大的静水压力,并在 孔壁形成泥皮，防止坍孔； 具有夹带钻渣的作用，有利于钻渣的排出； 钻机成孔后至灌注砼前，使泥渣沉淀迟缓，减少沉渣量。因此本工程在钻孔桩施工过程中必须做好泥浆护壁工作，每隔一定时间对泥浆进行各项技术指标的测试，发现问题及时调整，确保成孔安全与质量。 钻孔桩施工中钻渣废浆的处理是个较为突出的问题，为保证工程顺利进行我们拟定在桥位两侧
6、各设置一个4101.5m的60M3泥浆池，其中45M为泥浆池所用，另15M为废浆池使用。浆经重力沉淀后，及时运出现场，于此同时，在沉淀池中，可加入无害钻渣絮凝剂，加速细粒分散絮凝沉淀。（五） 钻机就位钻机就位前，应先检查各项工作是否做好，包括机具设备的性能是否完好。应根据地质资料绘钻孔地质剖面图，挂在钻机台架上，以便在钻孔中对不同的土层调整不同的钻进速度和合适的泥浆指标。钻机就位时，应认真对中确保钻杆中心（钻头）旋转钻机转盘中心与钢护筒中心在同一直线上，若在钻进过程中发现有倾斜或位移现象，应及时纠正。钻机就位后，进行钻机的钻进调试，看钻机是否运行正常，发现异常及时查找解决。三 钻孔桩具体施工方
7、法（一） 钻进成孔 开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内打浆，并开始泥浆循环泵循环，待泥浆均匀后开始钻进。要适当控制进尺，对护筒底部应低档慢速钻进，使底脚处有较坚固的泥浆护壁。钻进超过一定深度后（钻至护筒底部以下1-2米后），可按土质情况以正常速度钻进。并作详细的现场钻孔记录，作为原始资料。在钻孔过程中，钻机的主吊钩宜始终掉住钻具，不使钻具的全部重量由孔底承受，这样可避免钻杆折断又可保证钻孔质量。由于本区土质不是很好，应经常注意土层变化，每近尺2m左右或在土层变化处捞取渣样，判断实际土层，计入钻孔记录表并与地质桩状图核对。若发现地质情况与勘测单位提供的不符应及时与相关单位联系解决。钻进过程中要保持
8、孔内有1.52.0m的水头高度，钻进作业必须保持连续性，升降钻机钻头时要平稳，不得碰撞护筒或孔壁，拆除或加接钻杆力求迅速。钻孔泥浆应采用优质粘土在泥浆池中配制，各项技术标准应符合规范和规则的要求。为防止钻孔偏差，应每隔一定时间钻机钻杆中心、转盘中心、卡孔与护筒中心进行校核，发现问题及时采取措施更正，确保钻孔偏差在允许范围内。当孔底达到设计标高后，应立即进行终孔检查。检查孔深，孔径和径斜情况，满足要求后请监理工程师检查确定认可后，立即进行清孔。终孔检查时间不得隔的太久，以免泥浆钻渣沉淀增多，造成清孔困难甚至坍孔。（二） 清孔清孔是钻孔灌注桩施工过程中很重要的一道工序，清孔质量的好坏直接影响水下砼
9、灌注，桩质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，采用二次清孔，即在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度，使土层颗粒充分分化分散，为清孔的进行做好必要的前期准备。第一次清孔是利用成孔结束后不提慢转清孔，调制性能好的泥浆置换出孔内稠泥浆与钻渣，使沉淀厚度基本满足要求。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后进行，利用导管进行清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围沉渣清除干净。最终沉渣达到设计规范要求（不超过20cm）。在清孔过程中，严格控制好泥浆各性能指标，注意孔内水头高度，以防清渣不净、坍孔等现象的发生。（三
10、） 钢筋笼制作及吊装钢筋骨架我们采用现场固定模台上捆扎加工成型，按图纸制作好主筋和加强箍筋后，先在加强箍筋“+”方向点焊主筋，待电焊加固后再捆扎箍筋。钢筋笼制作完毕，减少运输途中发生形变，在下吊时也要注意不使变形，因此结扎或焊接点的密度要高。为确保保护层厚度，可用预制砼垫块捆扎于钢架四周。清孔完毕经监理工程师检查合格后，即可进行钢筋笼吊装。吊装时，利用钻孔机架缓慢放下，注意不要碰到孔壁，以免损坏孔壁造成坍孔，并控制好钢筋笼中心与标高，避免在砼灌注过程中出现位移与浮笼现象。一般可加几根连接钢筋一端焊在钢筋笼上，一端焊在钻架以固定钢筋笼。当最后灌注的砼初凝时，应割断钢骨架的吊环使不影响砼收缩，避免
11、钢筋与砼分离。钢筋骨架过长，采用分节下吊并采取一长一短交错焊接的形式进行分段焊接，注意焊接长度为10d（单面电焊，d为钢筋直径）。基本上每节长约9m，在横吊时应在内安置钢管支承梁，吊点系在支承上，在竖吊时应多加吊点，防止骨架变形。（四） 水下灌注砼待钢筋笼吊装就位、确认标高后，经监理工程师认可即可灌注水下混凝土。本工程中的灌注桩砼为C25标号，采用水下砼配合比，其配合比样品测试经监理工程师同意后方可使用。灌注桩采用导管法输入灌注处，导管为钢管，直径为25cm,每节长2m，导管入孔时丝扣接头接长下放，当导管底部离桩底30cm时，停止接管，然后安装漏斗，准备灌注砼。在砼灌注过程中，严格控制砼坍落度
12、在18-20cm之间，灌注砼应一根桩连续进行，严格中途停顿，为此我们准备了多台处于可工作状态的商品砼搅拌运输车（8M3左右/车），以保证在砼灌注过程中不出现断续问题，确保砼能连续进行灌注而成桩；同时应注意孔内砼下落情况，及时观测孔内砼面的高度，始终保持导管埋入深度不小于2m，但也不能大于6m。对于首批砼灌注应特别注意，为确保首批砼导管埋深不小于1m,在出灌时应储备足够数量的砼。应用球阀来打开第一斗水下砼，当砼灌注接近钢筋笼底部时，宜保持导管有稍大的埋深，并放缓灌注速度，以减少砼的冲击反力，避免出现浮笼现象。导管提升应勤提、缓提，保持位置居中，轴线垂直逐步提升。当砼灌至护筒顶端时，排出含淤泥等杂
13、质的砼，溢出新鲜的砼时或满足超灌要求时，停止灌注。拔出护筒，拔出的护筒应清洗干净，移至下一桩位埋设。四 灌注桩施工时事故的预防及处理（一）坍孔1 坍孔的原因：（1） 泥浆比重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） 由于护筒埋设太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口坍塌，扩展成较大坍孔；（3） 在松软砂土层中钻进，进尺太快；（4） 提住钻锥钻进，回钻速度太快，空钻时间太长；（5） 水头太大，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔；（6） 清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔，泥浆吸走后未及时补水，使孔内水位降低，减少了静水压力。清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁，清孔时间过长或
14、清孔后停顿过久。（7） 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁；（8） 当涨潮或汛期，其孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。2 坍孔的预防和处理：（1） 在松散粉砂土层中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆；（2） 潮汐或汛期应采取升高护筒，增加水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定；（3） 护筒埋设深度要适当，提钻钻进要控制好回钻速度，空钻时间不宜太长；（4） 发生孔口坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到坍孔处以上12米，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；（5） 清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头
15、高度，供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1.51.6倍钻孔中水柱压力，如坍孔严重须按前述方法处理；（6） 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入；（7） 移开重物，减小或排除振动。（二）桩位倾斜1 倾斜原因：（1） 钻孔中遇有较大的孤石或探头石；（2） 在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不匀；（3） 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；（4） 钻机底座未安装水平或产生不均匀沉陷；（5） 钻杆弯曲，接头不正。2预防和处理：（1） 安装钻机时要使转盘、
16、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正；（2） 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，使其沿导向架向下钻进；（3） 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；（4） 在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或填片、卵石冲平后在钻进；（5） 用检孔器检孔，查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般可在倾斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂石粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。（三）掉钻落物1 掉钻落物的原因：使用年限已久，机具老化；卡钻时强提强扭、操
17、作不当使钢丝绳或钻杆疲劳断裂；钻杆接头不良或滑丝、马达接线错误，使不该正转的钻机正转钻杆松脱、钢丝绳与钻头连接钢丝绳卡数量不足或松驰等；操作不慎落入扳手锹棍等物。2预防和处理： （1）开钻前应清孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取；较大落物和钻具，也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。 （2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置。（四）糊钻 糊钻是由于在软塑土中钻进，因进尺太快，钻渣量大，来不及出渣或出浆口堵塞而造成糊钻。 预防处理办法：首先应对钻杆内径大小进行计算决定。还应控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。若已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻锥残渣。（五） 扩孔和缩孔扩孔是孔壁坍塌而造成的
18、结果，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，只是砼灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事件处理。缩孔原因有两种：一是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往出现较设计桩径稍小的孔；二是由于地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。（六） 钻杆折断1.折断原因： （1）用地质和水文地质钻探小孔径钻孔的钻杆，来作桥梁大孔径钻孔使用，其强度、刚度太小，容易折断； （2）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断； （3）钻杆使用太久，连接处有损伤或接头磨损过大； （4）地层坚硬，进尺太快，超负荷引起。2.预防与处理： （1）选择钻杆直径
19、和管壁厚度尺寸时，应进行计算决定； （2）不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防止反转松脱的固锁设施； （3）应控制进尺，遇坚硬、复杂地层要仔细操作； （4）经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏的要及时更换； （5）如已发生钻杆折断事故，可将掉落钻头打捞上来，并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。（七）钻孔漏浆在透水性强或地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过大使孔壁渗浆。为防止漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁，在有护筒防护范围内，接缝处漏
20、浆，可由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。（八）导管进水1进水原因： (1)首批混凝土储量不足或安置导管或混凝土储量已够但在提升导管准备开启栓阀时，导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后，不能埋设导管底口，以致泥水从底口进入； （2）导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入； （3）导管提升过猛或测深有误，导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。2 预防和处理方法： (1)若是上述第一种原因引起的，应将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机或抓斗清出，然后重新下导管并准备足够储量的首批混凝土重新灌注。 (2)若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重
21、下新管或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。最后用潜水泵将管内的水抽干，继续灌注混凝土。为了防止抽水后导管外的泥水穿透原灌注的混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够的深度，一般宜大于0.5m。由于潜水泵不可能把导管内的水全部抽干，继续灌注的混凝土配合比应增加水泥用量提高稠度再灌入导管内。以后的混凝土灌注可恢复正常的配合比。(九)卡管 在灌注过程中，混凝土在导管中下不去称为卡管。其具体形成原因及预防处理办法如下：（1）初灌时隔水栓卡管。由于混凝土本身的原因，如坍落度过小，流动性差，夹有大卵石，拌和不均匀，运输途中产生离析，导管接缝处漏水，雨天运送
22、混凝土未加遮盖，使混凝土中的水泥浆流失，粗骨料集中而造成导管堵塞。处理办法：可用长杆捣振导管内混凝土，用吊绳抖动导管或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理和修整，然后重新吊装导管，重新灌注砼。（2）当由于某种原因使混凝土在导管内停滞时间过久，增大了管内混凝土下落的阻力而堵管。预防方法：是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，必要时可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久，导管内有堵塞的混凝土，此时处理方法：是将导管拔出，用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆、渣土吸出，重下新导管灌注，但灌注结束后，这根桩宜作
23、断桩予补强。（十）埋管1埋管原因：导管无法拔出称为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深，导管内 外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或由于提管过猛将导管拉断。2预防和处理方法预防方法：应严格控制埋管深度不得超过6m，在导管上端装设附着式振捣器，每隔数分钟振动一次，使导管周围得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，导管接头螺栓应事先检查是否稳妥，提伸导管时不可猛拔。若埋管已经发生，初时可用滑车组、倒链（神仙葫轳）、千斤顶试拔。如试拔不出，当桩孔较大，已灌注的表层混凝土尚未初凝时，可另下一根导管，按导管漏水处理；如表层混凝土已初凝，新管插不下去，则按断桩处理。当已灌注的混凝土距桩顶不深时，可将原护筒向上接长（或外加一道钢护筒）加压或锤击使护筒底脚沉到已灌注的混凝土面以下，抽除孔内剩余的水或泥浆，除渣后，接灌普通混凝土。杭州华水市政工程有限公司东陈路工程项目部
