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1、基坑围护钻孔灌注桩施工方案一、工程概况本工程隧道主体围护结构在基坑深度小于10m时采用800mm1000mm的钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕，在基坑深度大于10m时采用800mm厚的地下连续墙。800mm1000mm钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕施工范围为：K1+615K1+795隧道结构南北两侧及K2+585K2+765隧道结构南北两侧。其中K1+615K1+795南北两侧围护钻孔桩深度分18m、23m、24m三种，共381根；K2+585K2+765南北两侧围护钻孔桩深度分23m、26m两种，共369根。每根围护钻孔桩均设置声测管。本工程隧道结构U型槽段及东环河交叉段设置了结构抗浮措施，抗
2、浮措施采用800mm钻孔灌注抗拔桩，抗拔桩桩底分为-20m、-25m、-30m、-35m四种，共168根。本工程隧道结构钢支撑临时钢立柱采用以800mm钻孔灌注工程桩为基础，钢立柱桩桩底分为-25m、-30m两种，共122根。隧道结构所属800mm钻孔灌注桩设计混凝土强度等级均为水下C30。二、地基土的构成据勘探揭露：按地质成因时代及其工程特征，本标段工程区间勘探深度内揭露的第四系地层最大厚度为49.6m，为第四纪滨海湖沼相及河流相沉积物。场地浅部主要为软弱土层，中下部为软硬交替分布的层状土层，以粘性土为主，底部为凝灰岩及泥质粉砂岩岩层。地基土划分为14个工程地质层，共计38个亚层，主要分布有
3、耕土、杂填土、素填土、淤填土、粉质粘土、粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂、灰色粘土、粉细砂、含砾中细砂、风化蚀变凝灰岩、风化沉凝灰岩、风化泥质粉砂岩等。三、总体安排隧道围护钻孔桩及抗拔桩主要集中于隧道东西两头的U型槽段内，格构钢立柱均匀分布于每段隧道结构内，间距69m不等。根据施工现场实际情况及总体进度安排，将首先施行隧道东头的围护钻孔桩及抗拔桩，隧道西头的围护钻孔桩及抗拔桩待施工条件具备后再实施。格构钢立柱与隧道围护结构同期施工。计划安排6台GPS-10型钻孔桩机进行连续作业。本标段所有800mm钻孔桩采用正循环成孔的施工工艺，采用原土自然造浆法护壁，用导管灌入法灌注混凝土，混凝土采用
4、商品混凝土。四、施工前准备工作1、修筑施工便道，接通水、电，为钻机进场创造条件。2、现场临时设施。（1）泥浆池：造孔池、清孔池、沉淀池合理分设，开挖体积、深度满足施工要求。（2）空余场地硬化，为钢筋堆放及加工创造条件。3、组织设备、机具进场，并布置好施工面。4、做好测量控制点、水准点复核、放样工作，并报监理单位检查认可。5、检查有关资料是否齐全，发现问题，及时予以修改和补充。向各班组人员进行技术与安全交底，阐明本桩基工程重要性、质量保证措施、施工要点、施工计划以及安全生产措施、文明施工注意事项。所有交底均应填写技术、安全交底记录表，并由交底双方签名。6、根据业主和监理单位要求在开工前提供本桩基
5、工程施工组织设计、主要原材料质保书和复验报告、设计桩身砼级配单等有关资料。7、泥浆外运：由我方负责泥浆外运工作，搞好施工现场的安全、环境卫生等工作。8、各项工作基本就绪，提交开工报告，报告业主、监理单位审批。五、设备选型钻孔灌注桩施工机械采用上海探矿机械厂生产的GPS-10型正循环钻机，其主要技术参数如下：序项 目GPS-101钻孔直径0.8 m2钻进深度45 m3转盘扭矩7 KN.m4驱动功率36 KW5主卷扬机提升能力29.4 KN6副卷扬机提升能力7钻塔额定负荷8外形尺寸5.02.8510.3 m9钻机质量8.37 t钻头采用带保径圈的锥形钻头（锥形夹角不小于120），钻头直径为800m
6、m。钻机设备进场后，必须及时进行报验。钻机、钻头及钻杆经监理验收合格后方可开钻。监理复核六、钻孔灌注桩施工本标段800mm钻孔灌注桩均采用陆上钻孔桩施工方法。1、测量放样测量放样，是工程质量达到预期效果的重要环节，测量小组由具有理论与实际施工经验的测量专业人员担任组长，并配备有实际经验的测量员组成，在整个施工过程中，充分发挥测量工作的先锋作用。根据业主提供的测量基准点，创建施工平面控制网，进行复核无误后，在现场设立平面网点进行施工放样，经校核并做好放样记录后，报监理工程师批准。2、埋设护筒护筒采用钢护筒，壁厚为3mm5mm，护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大10cm左右。护筒必须具备足够的强度和刚
7、度，接缝和接头保证紧密不漏水，必须考虑到可经过多次翻用而不会损坏变形。护筒按照预先布置好的设计桩位中心进行埋设，并应严格保持护筒的垂直。护筒埋设完成后，在桩位中心点插上12钢筋，以利于桩架就位对中，并用经纬仪和检定过的钢尺测量护筒中心与设计桩位中心之间的偏差，同时用铅锤与钢尺检查其平面尺寸大小与垂直度偏差情况，各项指标经监理验收都符合标准后方可进行使用。护筒埋设深度以进入原状土为准，一般为14m。如护筒底的土质较差、护筒底容易渗水坍塌时，必须挖深换土，在筒底换50cm厚的粘土，分层夯实后再安放护筒。护筒就位后，在护筒四周分层回填粘土并夯打密实。夯填时应对称匀称，防止护筒移位。夯填完成后必须检测
8、护筒各项指标，合格后方可使用。护筒顶必须高出地下水位2.0m，并必须高出地面0.3m左右，避免雨水及地面积水流入护筒内。钢护筒中心与桩孔中心偏差控制在2cm以内，埋设垂直度偏差控制在1%以内。3、钻机就位钻机安装就位必须保证底座平稳，必须控制好机头钻杆的垂直度与机架平台的水平度，保证钻机顶部、钻盘中心与护筒中心必须在一条垂直线上，偏差控制在2cm以内。钻进前应仔细做好钻杆、钻头长度量测工作，在钻杆上标志编号并记录各节长度。钻进中钻杆下放前应复核长度，以保证钻孔深度的准确性。钻机就位后，必须及时复测钻机平台与护筒的顶标高，作为今后量测孔深与沉渣厚度的依据。4、成孔本工程钻孔桩施工采用原土自然造浆
9、法。由于采用正循环施工工艺，泥浆上泛速度慢，清渣能力较差，因此，对泥浆性能指标的要求很高，必须引起高度重视。钻进过程中每2h检测一次泥浆指标，注意及时调整泥浆指标，使其符合规范要求，同时应注意土层变化，随时与地质图进行对照，合理调整钻进速度与钻压等钻进参数。钻进记录必须如实、准确、及时、整齐，项目部质量员必须对钻进记录进行抽查，及时掌握进尺情况与泥浆指标数据，确保施工顺利进行。初钻时应低档慢速钻进，使护筒刃脚处形成坚固的泥皮护壁，钻至护筒刃脚下1m后，可按土质情况以正常速度钻进。钻具下孔后，钻头应距孔底钻渣面5080mm，开动泥浆泵，使冲洗液循环23min，然后开动钻机，慢慢将钻头放到孔底，轻
10、压慢转数分钟后，逐渐增加转速和增大钻压，并适当控制钻速。正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降机钢丝绳的松紧度，以减少钻杆、水龙头晃动。在钻进过程中，应根据不同地质条件，随时检查泥浆指标。在粘土层中钻孔时，宜选用尖底钻头，中等转速，大泵量，稀泥浆的钻进方法。在砂土或软土等易塌孔地层中钻孔时，宜用平底钻头，控制进尺，轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆的钻进方法。钻进时，注入孔口的泥浆密度1.15、粘度1822，排出孔口的泥浆密度1.30、粘度2026。注意保持足够的水头高度、合理控制泥浆指标，避免坍孔，水头高度一般不低于自然地面30cm。相邻桩的施工必须有足够的
11、间隔时间，以免由于已浇筑完成的混凝土因强度过低而产生质量问题。对桩距小于等于3倍桩径的相邻桩，第一根桩的混凝土浇筑结束24h后才能进行第二根桩的成孔施工。成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。为确保成孔施工顺利，防止设备故障，现场应配备足够的配件。成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆沉淀池要定期清理。5、终孔钻进达到设计标高后，应即进行终孔检查（孔深、孔径、垂直度），符合设计要求后进行第一次清孔，在混凝土导管安装完毕后，再进行第二次清孔。第二次清孔后，孔底沉渣厚度必须小于10cm，经监理检查合格后才能浇筑混凝土。在测得孔底沉渣厚度和泥浆密度等各项技术指标符合有关规定后，30min内必须浇注
12、水下混凝土，否则必须重新测定上述各项技术参数。清孔时必须注意保持水头高度为1.52.0m，同时必须控制好泥浆指标，避免因泥浆密度下降导致坍孔。清孔后的泥浆密度1.15。清孔完成后必须进行100%的成孔检测。6、钢筋笼制作钢筋进场后必须在指定地点分类堆放整齐，必须具备质保单，并及时完成有关材料与焊接试验。项目部必须及时完成材料报验工作，所有钢筋未经检测合格一律不得使用。钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。采用钢筋弯曲模具，按设计要求和规范加工钢筋笼。设专用台架制作钢筋笼，以保证笼体平直。环型箍筋与主筋采用点焊连接，螺旋绕筋与主筋采用间隔点焊连接。主筋应采用焊接，在
13、同一截面内钢筋接头不得多于主筋总数的50%，焊接长度与接头间距必须符合规范要求。在钢筋骨架的顶端焊接16吊筋，以便将骨架临时搁置在钻机平台上，挂钩的高度必须保证钢筋骨架最终定位时，其在孔内的标高符合设计要求。钢筋笼必须经项目部与监理验收合格后方可运送到安装现场。成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。钢筋笼搬运时应保持平直，防止扭转弯曲变形，起吊时必须采用两点起吊法。采用穿心圆混凝土垫块或钢筋做保护层，每隔23m安装一组，每组4个，并均匀分布。7、钢筋笼安装加工后的钢筋笼应根据规范和设计要求认真检查验收，不合格部分进行修正，合格后方可下入孔内。钢筋笼安装时采用起重机分段
14、安装成形，各段吊装时要缓慢，避免与其它物体发生碰撞而产生不可恢复的弯曲变形。钢筋笼下放入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中若遇障碍不得强行下放，查明原因，酌情处理后继续下放。当前一段放入孔内后，即用钢管临时搁置在钻机平台上，再起吊另一段，对准位置，焊接完成验收合格后，逐段放入孔内至设计标高及设计桩位中心位置，最后将最上面一段利用挂钩挂在护筒上，检测钢筋笼中心位置符合要求后，将挂钩与护筒内壁焊接固定，避免在混凝土浇注过程中钢筋笼整体上浮与偏移。孔口焊接钢筋笼时，主筋焊接部位表面污垢予以清除，上下节各主筋位置对正，且上下节笼体保持垂直状态，焊接时采取两边对称焊，焊缝应饱满
15、，焊接完毕后补足焊接部位的螺旋箍筋，并验收合格后才可下放，进行下一节笼子的安装。钢筋笼施工时必须避免主筋偏心连接。钢立柱钻孔桩安装钢立柱时，钢立柱插入灌注桩内2m，与灌注桩主筋可靠焊接，一起吊放，钢立柱垂直度偏差1/300基坑开挖深度以内。钢筋笼安装深度和位置应符合设计要求，待全部钢筋笼下入孔内，经验收合格后，将其吊筋与孔口板进行固定，以使钢筋笼定位准确，避免钢筋笼下沉和灌注混凝土时上浮。围护钻孔桩钢筋笼安装过程中，必须同步安装声测管。声测管底标高同钢筋笼底标高，顶标高高出桩顶0.5m。声测管底部用薄钢板密封，顶部用木樽封堵密实，严禁漏水。声测管必须与钢筋笼焊接固定成整体，随钢筋笼一起沉放到位
16、。8、导管安装导管为灌注水下混凝土的重要工具，直径25cm、壁厚3mm、每节长度2.5m，底节长度4m。导管在使用前必须对规格、质量和连接构造作认真的检查验收，保证橡胶密封圈密封效果完好、螺纹丝扣完好。每节导管的连接必须牢固可靠，确保不漏水，不漏气。导管安装完成后应进行闭水检验。符合要求后，应在导管外壁用明显标记逐节编号，并标明长度尺寸，有关数据必须记录在案。吊放导管时，导管位置必须居中，轴线顺直，稳定沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。9、水下混凝土浇筑（1）水下混凝土设计本工程钻孔桩混凝土设计强度等级为水下C30。混凝土坍落度为1822cm，水灰比不得大于0.5，粗骨料最大粒径不大于4cm，
17、且不得大于钢筋笼主筋最小净距的三分之一。混凝土初凝时间控制在6h左右。混凝土级配设计由商品混凝土供应商提供，并经监理批准。（2）二清后至水下混凝土开始浇灌的时间间隔不得大于30min。超过30min，必须再次检测沉渣厚度与泥浆指标等各项技术参数，如超出规范与设计要求，必须再次清孔至符合要求。开始灌注前最下节导管底口与孔底的距离，以能排放出混凝土为宜，一般为3050cm。隔水塞采用篮球内胆。（3）首批灌注混凝土的数量： 计算图式如图所示： Vd2/4h1+D2/4HC 式中: V:首批混凝土所需数量(m3) w：孔内泥浆的容重（kN/m3），取最大值w =12 kN/m3 c：混凝土的容重（kN
18、/ m3），取c =22 kN/ m3 h2：导管初次埋置深度：h21.0m,取h2=2.0m h3: 导管底端至钻孔底间隙,取h3=0.4mHw：孔内混凝土面以上泥浆深度（m）：h1：混凝土面高度达到HC时，导管内混凝土柱需要的高度（m）h1wHw/c =1240/22=21.82m HC:灌注首批混凝土时所需孔内混凝土面至孔底的高度（m）， Hc=h2+h3=2.4m D：孔直径（m） d：导管内径取0.25m计算得首批混凝土灌注量分别为2.28m3。首批混凝土灌注成功后，混凝土经泵送，通过集料斗及导管灌注至水下，直至完成整根桩的浇筑。（4）水下混凝土灌注必须连续进行，严禁中途停顿，必须密
19、切注意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，计算导管埋入深度（一般埋管深度控制在26m，在任何情况下不得小于1m或大于10m）。（5）随着孔内混凝土的上升，导管应勤提勤拔，及时逐节拆除，拆下的管节应立即冲洗干净，堆放整齐。（6）当混凝土面升至钢筋骨架下端时，应保持埋管较深，并适当放慢灌注速度，以防止钢筋骨架被托顶上升。当孔内混凝土面进入钢筋骨架12m后，应适当提升导管，但导管埋置深度不宜小于3m。（7）隧道围护钻孔桩混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出0.5m，抗拔桩及格构钢柱钻孔桩混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出5%的桩长，且不小于2m，保证设计桩顶标高以下的混凝土强度
20、符合设计要求。（8）在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，如出现混凝土面上升困难时，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。（9）商品混凝土级配通知单必须随车跟来，及时交项目部。按规定完成混凝土试块，试块制作取样要有代表性，并按规范要求精心养护，28d后送检。必须事先联系好混凝土供应商，保证混凝土浇注的连续性。（10）混凝土施工过程中必须按要求及时测量混凝土坍落度。单桩混凝土数量小于25m3的，每根桩测定2次，大于25m3的，每根桩测定3次。每班配备专职记录员，按规定做好各种原始施工记录和隐蔽工程验收记录，填写各
21、类施工记录表。收集整理各种材料质保书、试验、测试报告。做好竣工验收工作及资料移交工作。有关混凝土的灌注情况、灌注时间、混凝土面高度、埋管深度、导管拆卸以及异常情况等，指定专人如实记录并整理。（11）实际灌注混凝土体积和按设计桩身计算体积加预留长度体积之比，即混凝土充盈系数，围护钻孔桩不得小于1（抗拔及格构钻孔桩不得小于1.1），也不宜大于1.3。（12）导管使用后应及时清除管壁内外粘附的混凝土残浆，以防再次使用时阻塞。10、试成孔按照设计要求，本工程800mm钻孔灌注桩施工前必须进行试成孔，数量为不小于二个。试成孔的目的是为了核对地质资料，检验所选用的设备、机具、施工工艺以及技术要求是否能满足
22、设计要求。试成孔施工过程中必须认真记录钻孔进尺读数，认真核对地质资料，钻孔完成后，必须照常进行清孔，清孔完成后及时测定孔底标高，然后待2h后再次测定孔底标高，确定沉渣厚度。试成孔必须采用井径仪等检测设备进行孔径、孔深、沉渣厚度等项目的检测，因此，在试成孔施工过程中必须及时通知有关检测单位及时进行相关的检测工作。如检测数据反映无法满足设计要求，必须及时总结，发现问题根源，必要时重新制订施工工艺，再次进行试成孔直至有关检测数据符合设计要求。11、常见问题及解决方法（1）缩径、扩孔、孔壁坍塌合理选取钻头直径，钻头形式采用双腰带翼状钻头，以提高钻进时的稳定性，减少回钻阻力，有利于清除孔底沉渣，提高钻进
23、效果，降低扩孔系数。采用优质泥浆护壁成孔是防止流沙和扩孔的有效措施，同时严格遵守工艺流程，加快施工速度，减少各工序之间衔接时间，避免孔壁裸露时间过长。保持孔口水头高度，孔内水位必须比地下水位高2m以上，维持0.02MPa静水压力。当遇到强透水层而导致孔内水位急剧下降引起孔壁坍塌时，可在桩位周围进行压密注浆，加固地基后再继续施工。遇到较高的承压水头导致孔底翻砂和孔壁坍塌时，可提上钻头撤离钻机，用粘土回填，过一段时间（一般为半个月）后再重新施工，施工时可略提高泥浆的相对密度（尤其在承压水头标高附近）。根据地层变化情况，及时合理地控制泥浆参数和成孔速度，避免孔壁坍塌。严格注意钢筋笼绑扎、吊装、连接、
24、入孔、定位等各个环节的施工质量，避免破坏孔壁。确保护筒底部进入粘土0.5m以上或护筒周围用粘土分层夯实，以免护筒漏水造成护筒底部与周围地基土松软导致坍踏。（2）孔斜由于钻机安装不水平、钻具刚度小、地层软硬不均匀、钻头形状不对称、不适当加压等原因造成孔斜，一般在钻进过程中应能及时察觉，如已造成孔斜，可用钻具扫孔纠斜。严禁不合格钻杆、不规则钻头下入孔内。（3）在粘土层中进尺缓慢加强洗孔，适当增大泵量或向孔内投入适量砂石以解除泥包糊钻。合理调整钻进参数，选择合理的钻速和钻压。（4）钻孔过程中遇大漂石等障碍物根据钻渣样本确定水下障碍物的性质，采取合理方法予以解决。先采用十字冲击锥将障碍物冲击击碎后，再
25、用四瓣式冲抓锥将碎渣抓起，碎渣应有专用场地堆放，并用专门车辆运离现场，必须符合文明施工要求。采用镶有钨钢刀头的牙轮钻头用于坚硬漂石（岩石）或水下混凝土障碍物施工。（5）钻杆掉落在成孔时如发生断钻杆、钻杆脱扣或出于操作不小心把钻具掉入孔内等事故，可使用特制的打捞钩处理断、脱事故。为防止脱扣，下钻前必须检查好钻杆连接螺栓和插销，若有损坏的，不得下入孔内。（6）导管掉落、堵塞、凝结下导管时，如发生导管脱落掉入孔内，可用特制球卡式或倒刺式打捞套打捞。发生导管堵塞的原因可能有：由于导管变形或内壁有硬块；混凝土质量差、混有大块石或其他杂物；清孔不彻底。发生堵塞事故时，可把导管全部拔出，清除管内混凝土，再根
26、据具体情况，决定重新清孔或直接用二清冲击法处理。（7）钢筋笼上浮造成浮笼的原因很多，主要为：混凝土面上升进入钢筋笼底部埋管深度太大；由于灌注时间太长混凝土已初凝；清孔不彻底。处理方法：在混凝土面即将进入钢筋笼底端时，控制埋管深度；缩短灌注时间；将吊筋固定于灌注底座；清孔彻底。（8）断桩可用地质钻机钻两个孔进行压浆处理（一个进浆孔，一个出浆孔），孔深必须达到补强位置以下1m。水泥浆达到设计强度后必须再钻孔探测，检查压浆效果。灌注中必须严格遵守操作规程，导管提升必须匀速平稳，施工发现堵管必须及时处理。加强测深员的技术培训，正确指导导管提升。七、管线保护首先应该详细核对墩位处的管线资料，做到护筒埋设
27、之前就心中有素。对有碍的管线事前做好针对性的保护方案，并及时通知有关单位知晓和派人前来现场监护。对柔性管线（如各类电力、通信电缆等）原则上采取挪位，并用支架或以埋设方式临时固定。对硬性管线（如雨、污水管等），必须事前通知业主、设计、监理，并提请设计对原来管线进行改道（改道距离符合要求以减少因钻孔对管线的扰动），待管线改道之后对报废管道进行挖除，挖除之后进行桩基施工。八、泥浆处理方案1、平面布置原则经济性原则：充分利用工程所在区域现有地形加以改造，以节约土地，尽量减少临时工程的投入。实用性原则：现场布置规划设计尽量靠近施工工点，实用方便，不重复建设，确保各项设施的高效使用。方便管理原则：便于施工
28、管理，便于劳动力、机具设备和材料等调配，有利于减少施工干扰，有利于文明工地建设。安全性原则：场地布置将符合有关安全生产、劳动保护、防火、防洪等法律、法规和要求，将方便安全措施的有效实行，有利于安全救助。环保性原则：根据现场调查获得的当地有关施工环境资料，结合当地环保部门要求，有利于环保和水土保持，尽可能减少对环境产生的不利影响。2、循环池、储浆池设置根据施工现场的实际情况设计现场泥浆池平面布置。每个泥浆池分循环池、储浆池，中间设泥浆通道。循环池与桩基钻孔用泥浆槽连接，泥浆在桩基钻孔与循环池间循环。3、泥浆外运泥浆运输采用专门的泥浆运输车，泥浆车采用全封闭的罐式运输车。运输车在罐顶和底部设进浆口和排浆口，泥浆通过泥浆泵打入罐车，装满后，将进浆口封闭，运输至指定地点弃浆，通过排浆口排出。运输罐车的封闭性较好，杜绝了泥浆运输过程中的污染。
