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1、第一章 桥梁基础1 明挖基坑1.1基坑开挖基坑开挖前应按地质、水文资料，环保要求，结合现场情况，制定施工方案，确定开挖范围、开挖坡度、支护方案、弃土位置和防、排水等措施。基坑开挖坡度参见表1-1。表1-1 基坑坑壁坡度 坑壁土类坑壁坡度（高：宽）基坑顶缘无荷载基坑顶缘有静载基坑顶缘有动载砂类土1:11:1.251:1.5砾类土1:0.751:1.01:1.25粉质土、粉土质砂1:0.671:0.751:1.0粘质土1:0.331:0.51:0.75.极软岩1:0.251:0.331:0.67软质岩1:01:0.11:0.25硬质岩1:01:01:0挖基穿过不同土层时，坑壁边坡可按各层土质采用不
2、同坡度。当下层土质为密实粘质土或岩石时，下层可采用垂直坑壁。当开挖深度超过5m时应按变坡度开挖，中间设施工平台，下部坡度适当放缓。在坡度变换处可视需要设至少0.5m宽的平台。施工注意事项：基坑开挖前应先做好地面排水，在基坑顶缘四周应向外设排水坡，并在适当距离设截水水沟，且应防止水沟渗水，以免影响坑壁稳定；基坑边缘应留有护道，静载（弃土及材料堆放）距基坑边缘不小于0.5m，动载（机械及机车通道）距基坑边缘不小于1.0m；在垂直坑壁坑缘边护道还应适当增宽，弃土堆置的高度不得超过1.5m；施工时应注意观察坑缘有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生，确保安全施工；基坑开挖后应采取措施连续施工，尽早实现基坑
3、回填，确保基坑施工安全，不坍塌。机械开挖基坑时，挖至设计标高时，坑底应保留不小于30cm的厚度，用人工挖至基底高程；1.2围堰工程1.2.1一般规定(1)围堰尺寸堰顶高度：宜高出施工期间可能出现的最高水位5070cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20cm40cm；围堰外形：应考虑筑堰期间河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及对通航、导流、农用排灌等的影响；堰内面积：应能满足基础施工的需要；围堰断面：应能满足堰身强度和稳定的要求。(2)围堰要求应防水严密，尽量减少渗漏，以减轻排水工作；施工安排：一般应在枯水期进行，否则应采取周密防护措施。(3)围堰类型及适用条件（见下
4、表1-2）表1-2 围堰类型及适用条件 围堰类型适用条件土石围堰土围堰水深1.5m;流速0.5m,河边浅滩,河床渗水性较小土袋围堰水深3.0m,流速1.5m/s,河床渗水性较小,或淤泥较浅木桩竹条土围堰水深1.5-7m,流速2m/s,河床渗水较小,能打桩竹(铅丝)笼围堰水深4m以内,河床难以打桩,流速较大堆石围堰河床渗水很小,流速3m/s,石块能就地取材钢板桩围堰深水或深基坑,流速较大的砂类土,粘质土,碎石土及风化岩等坚硬的河床。防水性能好,整体刚度较强双壁围堰大型河流的深水基础,覆盖层较薄、平坦的岩石河床1.2.2土、石围堰(1)技术要求（见下表1-3）表1-3 土石围堰技术要求 类别填料顶
5、宽(m)边坡（高:宽）内侧外侧土围堰渗透性较小的粘土、砂质粘土121:11:1.51:21:3土袋围堰袋装粘质土121:0.21:0.51:0.51:1木桩竹条土围堰粘质图水深1:01:0堆石围堰内外堆卵石,石块,心墙填粘土121:01:0.51:0.51:1(2)土围堰先清除堰底河床上的杂物、树根、石块，以减少渗漏，自上游开始填筑至下游合拢。围堰填筑时不要直接向水中倒土，而应将土倒在已出水面堰头上，顺坡送入水中，以免离析，造成渗漏。水面以上的填土要分层夯实。(3)土袋围堰用草袋、麻袋或编织袋装松散的粘土，装土量为袋容量的1/22/3，袋口用麻袋线或细铁丝缝合；也可用砂土袋装，加设粘土心墙，堆
6、码土袋时，要上下相互错峰并堆码整齐。流速较大时，外圈土袋可装小卵石或粗砂，以防被水冲走，必要时并应抛片石防护。内外圈土袋堆码出水面时，即可填筑粘土心墙，填筑方法同土堰。(4)木桩竹条土围堰在船、筏或马凳脚手架上，用木夯锤或铁锤打桩，亦可采用自动降落脚手架打桩。用成束荆条或竹片在桩间编织成圆圈或矩形围墙，编列应紧密，水下部分条束用叉子推送水下挤密。内外圈桩头用铁丝拉连，铁丝拉好后，在内外圈之间填以粘质土，填土要求同土堰。(5)堆石围堰在有流石的河流上，可利用就近河沟中的大卵石堆砌成堆石围堰，石块之间加铺树枝，并将其中空隙用粘土填满，或内外石堆之间筑一道粘土心墙，以防渗漏。1.2.3钢板桩围堰钢板
7、桩施工工艺：(1)钢板桩的整理钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记验收。锁口检查：用1.52.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩做锁口通过检查。检查使用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾进行。组装及单块桩两侧娑口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏，以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。(2)围笼设备钢板桩围堰需用方木或型钢作为内导梁、导框制成围笼，其作用在于插打钢板桩时起导向作用；顶层导框可兼做施工平台；更主要的是作为钢板桩围堰的内部立体支撑，直接承受钢板桩传来的水、土压力，因此断面尺寸应通过结构内力计算确定。外导梁则只起导向作用。内外导梁间距应比钢板桩有
8、效厚度大810cm，以利钢板桩的插打。(3)围笼安装安装围笼时，应通过测量定位。用一层导框做成的围笼，一般是先打定位桩，再在定位桩上挂装导框。导框可在岸边组成，浮运到位以缆索锚碇，在开始插打板状后，逐步将导框转挂在已打好的板桩上。(4)插打与合拢钢板桩插打方法采用开始的一部分逐块插打，后一部分则先插合拢后再打的方法。矩形围堰的插打次序一般从上游开始，在下游合拢，每边由一角插至另一角，圆形围堰的插打次序应考虑受水流的影响。插打钢板桩时要严格控制好桩的垂直度，尤其是第一根桩从两个相互垂直方向同时控制，确保垂直布片。插打一块或几块桩稳定后即与导框进行联系，如为双层导框时，钢板桩与内外导框之间的间隙，
9、应用桑、槐等硬木塞紧。为了加快进度，可另用一台吊机或吊船担负吊装工作，桩架只作打桩用；一般桩可由吊桩孔起吊，过长的桩为防弯曲变形可将吊点移至距桩头不大于三分之一桩长的范围内，并用捆吊法。钢板桩吊起后人工扶持插入前一块的锁扣后继续下插，如下插困难时，可用强迫插桩法，如：桩吊起插入锁口后，快速放松吊绳，借桩自重急速下插；用锤压桩下插，必要时可加以低锤慢打；用倒链或滑车组绞拉等方法。砂砾层中打阴阳锁口的桩时，应将阳楔朝前进方向。对套形、环形锁口前进方向的锁口下方应用木或铁制的栓塞封闭，以免砂砾进入锁口，妨碍插桩。(5)抽水堵漏锁口不密的漏水可在抽水发现后以板条、棉絮、麻绒等在板桩内侧嵌塞，或在漏水缝
10、外侧水中大量炉渣与木屑或谷糠等随水夹带至漏缝处自行堵塞。漏缝处较深时，也可将炉渣等装袋，到水下适当深度时逐渐倒出炉渣堵漏。堰脚漏水时，应观察研究打桩情况或由潜水工探索找出漏水为止，采用水下混凝土封底及水下压浆拌发放深。(6)钢板桩的拔除及整理拔钢板桩前，一般应将水下（或基坑中）的支撑拆除。拔出的钢板桩应清刷干净、修补整理、涂刷防锈油。在运输堆放时，不应碰撞，防止弯曲变形，堆放场地坚实平整，板装基垫每隔3m5m有一道砖石砌朵，每层板桩之间垫以方木，顶上一层板桩应有坡度，以利排水；堆放时应按板桩类型、长度分别编号、登记、堆放整齐。1.2.4双壁钢围堰双壁钢围堰适用于大型河流中的深水基础，能承受较大
11、水压，保证基础全年施工安全渡洪。特别是河床覆盖层较薄（02m），下卧层为密实的大漂石或岩层，不能采用钢板桩围堰，且因工程要求需在坑内爆破作业等不宜设立支撑的情况下，而单壁钢套箱又难以保证结构刚度时，就更显出双壁钢围堰的优越。(1)制作双壁钢围堰由1620槽钢、7070100100角钢及扁钢焊接或部分螺栓联结，构成平面为矩形或圆形的双层骨架，底部设刃角；用角钢、扁钢和钢板制成内外壁基本板块和隔舱板，然后组拼成能满足水深和受力要求的双壁钢围堰。确定分解高度、分块大小时应首先考虑浮运需要，结合吊装能力设定底节高度，底节以上再分成高度相等的若干节，每节再结合竖向隔舱的划分，等分成若干板块，使各节块件尺
12、寸大致相等。(2)浮运就位在制作底节期间修筑好临时轨道和滑道，采用滑道下水；在墩位处设定位船、导向船组和锚定系统；敷设高压水下电缆，准备好水上供电系统。为减少水流对钢围堰的动水压力或流水的撞击力，在距围堰上游适当位置抛填铁丝石围笼，并设醒目标志，指示船只航向。底节下水浮运宜选择气候和水位的有利时机，经滑道入水后由一条主拖轮机牵引、二条副拖轮机挟持，经事先探明有足够吃水深度、无水下障碍的水域浮云，底节顶面露出水面不小于1m。浮运到墩位后进入导向船组就位。就位后向围堰壁各隔舱对称均匀加水，使底节平稳下沉，至下沉到一定高度随即拼装接高，此后继续加水，随下随接高，直至各节全部拼接完毕。(3)着床下沉着
13、床前围堰刃脚下河床面如因受水流冲刷呈现高低不平时，可从围堰内偏上游一定范围抛填一定数量大小均匀的碎石，以减小局部冲刷，使河床面较为平整，以利围堰顺利着床。(4)清基封底在围堰着床后，首先在围堰四周外侧堆砌一圈土袋，在刃脚内侧灌注水下混凝土堵漏。然后用三台吸泥机，其中一台为弯头吸泥机，按基底方格网坐标划分的区域逐块清挖，由潜水员下水逐块、逐片检查，量测坐标点高程。清基经检验合格后才能进行封底或浇筑基础混凝土。(5)围堰拆除设计、制作时应考虑好围堰拆除方案，以期回收利用。1.3基底检验基坑挖至基底设计标高，或已按设计要求加固、处理完毕后，需经过基底检验，方可进行基础圬工施工。检验内容：(1)检查基
14、坑的平面位置、坑底尺寸、高程是否符合设计要求，偏差值是否在规定允许范围以内；表1-4 基底高程的允许偏差和检验方法序号地质类别允许偏差(mm)检验方法1土50测量检查2石+50，-200每个基坑检查不少于5处。(2)检验基坑地面图纸及其均匀性、稳定性，坑壁坡面是否平顺稳定，有无排水措施，容许承载力能否满足设计要求；(3)检查挖基和地基加固、处理过程中的有关施工纪录和试验等资料；(4)检验基底地基加固、处理后的效果是否达到设计要求。表1-5 基础施工的允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差（mm）检验方法1基础前后、左右边缘距设计中心线50测量检查每边不少于2处2基础顶面高程30测量检查不少于5处
15、检验数量：施工单位全部检查。2 钻(挖)孔桩基础钻(挖)孔方法应根据设计要求、地质条件、设备情况、工期和环保要求合理选择。2.1钻(挖)孔方法种类(1)各种钻(挖)孔方法的适用范围各种钻(挖)孔方法的适用范围，与土层、孔径、孔深、是否需泥浆悬浮钻渣以及钻机的构造、功率大小有关，一般如下表2-1所示。表2-1 各种钻(挖)孔方法适用范围 钻孔方法适 用 范 围泥浆作用土层孔径（）孔深（）螺旋钻粘性土、砂类土、含少量砂砾石、卵石（含量少于，粒径小于）的土长螺旋短螺旋长螺旋短螺旋干作业不需要泥浆正循环回转钻粘性土、粉砂、细、中、粗沙，含少量砾石、卵石（含量少于）的土、软岩浮悬钻渣并护壁反循环回转钻粘
16、性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于粒径小于钻杆内径）的土用真空泵，空气吸泥机可达，气举式可达护壁潜水钻淤泥、腐植土、粘性土、稳定的砂类土，单抗压强度小于软岩非扩孔型扩孔型标准型超深型正循环浮悬钻渣反循环护壁冲抓钻淤泥、腐植土、密实粘性土、砂类土、砂砾石、卵石大于时进度慢护壁冲击钻实心锥：粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂石、较软岩石空心锥：粘性土、砂类土、砾石、松散卵石实心锥空心锥浮悬钻渣并护壁旋挖钻土层、砂层、较松散粒径较小的卵砾石层、软中硬基岩100300可达120m干作业或泥浆护壁挖孔各种土石方形或圆形：一般，最大支撑护壁不需要泥浆(2)各种钻(挖)孔方法的优缺点螺旋钻优点是：a.设备
17、简单，易于搬迁，施工方便；b.无泥浆污染，适合于城市人口密集区和干旱地区；c.震动小，噪声低，对附近居民生活和身心健康影响小；d.钻孔进度快；e.成孔造价较低。缺点是：a.桩端或多或少留有虚土；b.长螺旋钻成桩的单方承载力较打入桩低；c.适用范围限制较大。正循环回转钻优点是：a.钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度较大。缺点是：a.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；b.机具设备较复杂，机械故障较多；c.其最大缺点是由于泥浆较稠，孔壁泥浆护壁层厚度达5cm7cm，大大降低了桩周摩阻力。反循环回转钻优点是：a.排出钻渣连续性好，速度较正循环快
18、，功率较高；b.孔壁保护膜较薄，不减弱桩的摩擦力。缺点是：扩孔率大于正循环，并且钻机结构复杂，造价偏高。潜水钻潜水钻机分为正循环和反循环两种类型，其钻孔效率交易办证反循环钻均高些，钻具简单、轻便、易于搬运、噪声小，操作条件也有所改善。潜水钻机的成孔垂直度一般好于其他类型的钻机。其缺点是一旦发生蹋孔埋钻事故，钻头难于取出。冲抓锥冲抓钻不需要钻杆，进尺加深时只需多松绳即可，提锥卸土也较方便。钻机结构及附属设备简单，制造容易，造价低廉，能抓起粒径较大的碎石、卵石及软岩，且无须大量的粘稠泥浆浮渣，成孔比较经济，适用范围较广。其缺点是不能钻斜孔，钻孔深度超过20m后，钻孔进度大为降低。冲击锥分为实心锥和
19、空心锥两种。实心锥优点是适用的地层河土质广泛，可以说是“无坚不摧”；冲击锥在下冲时有些钻渣被挤入孔壁，可起加强孔壁并增加土层与桩身间的摩阻力。其缺点是钻普通土时，进度比其他方法都慢，也不能钻斜孔。空心冲击锥比实心冲击锥进度快，但因锥重较轻，不适用于漂石和岩层；钻大直径的孔时，须采取先钻小孔逐步扩孔的办法。旋挖钻优点：旋挖成孔灌注桩的施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、环境污染小的优点,克服了机械成孔时孔底沉淤土多,桩侧摩阻力低,泥浆管理差的缺点。缺点：旋挖钻机受施工地层的制约，主要适用于土层、砂层以及较松散的、粒径较小的卵砾石层、软中硬基岩，在粘性土层钻进效果最佳；而在硬岩层、较致
20、密的卵砾石、孤石层施工比较困难，并容易发生孔内事故和机械事故，体现不出旋挖钻进的优越性。(8)挖孔其优点是：无须钻孔设备，使用人工和一般挖掘、起重工具即可；成孔后对地层情况可观察了解。缺点是：不适用于有大量地下水的土层，桩孔深度一般不宜超过15m。2.2钻孔准备工作2.2.1场地准备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0.5m1.0m。施工场地应按以下不同情况进行整理：a.场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。b.场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。c.场地为浅水时，
21、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方案有利且不影响群众利益时，也可改水中钻孔为早地钻孔方案。d.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桩，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混凝土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人和撒出场地。e.如场地为深水，但水流平稳，水位升降缓慢，钻机可设在组合船舶或浮箱上，但必须锚固稳定，以免造成偏位、斜孔或其它事故。f.当场地为深水，流速较大，但河床尚平顺或
22、可以整理平顺时，可采用钢丝网水泥薄壁浮运沉井。就位后，灌水、下沉、落床，然后在其顶面搭设工作平台，在底部开孔，安设护筒。g.在采用钢板桩围堰时，平台的平面设计应考虑插打钢板桩和沉放导向架的实际需要。2.2.2护筒(1)一般要求护筒内径应比桩径稍大：当护筒长度在2m6m范围时，有钻杆导向的正、反循环回转钻护筒内径比桩径宜大20cm30cm；无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲击锥护筒内径比桩径宜大30cm40cm；深水处的护筒内径至少应比桩径大40cm。护筒顶端高度：a.当采用反循环回转方法(包括反循环潜水电钻)钻孔时，护筒顶端应高出地下水位2.Om以上，使护筒内水头产生20kPa以上的静水压力；
23、b.采用正循环回转方法(包括正循环潜水电钻)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.Om1.5m以上；当地质不良、容易坍孔时，应高出地下水位1.5m2.0m以上；c.采用其它方法钻孔时，护筒顶端宜高出地下水位1.5m2.Om；d.当护筒处于旱地时除满足a至c项要求外，还应高出地面0.3m；e.孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.Om以上，若承压水位不稳定或稳定后承压水位高出地下水位很多，应先作试桩，鉴定在高承压水地区采用钻孔灌注桩基的可能性；f.处于潮水影响地区时，应高于最高水位1.5m2.0m以上，并须采用稳定护筒内水头的措施。护筒的埋置深度：a.旱
24、地或浅水处，对于粘质土不小于1.Om1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m1.Om范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下；b.冰冻地区应埋入冻层以下0.5m；c.深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m1.5m；河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m1.Om；河床为软土、淤泥、砂类土时，护筒底埋置深度要能防止护管内水头降低(如桥位处于潮水区或河流水位上涨时)产生的涌砂(即流砂)现象，从而使护筒倾陷；d.有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不小于1.Om1.5m。护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1。 (2)护筒的埋设和沉
25、入按照在旱地、浅水处和深水处不同条件，现将护筒埋设的具体要求和方法分述如下：在旱地或岸滩埋设护筒当地下水位在地面以下超过lm时，可采用挖埋法，如图2-1。当桩位处的地面标高与施工水位(或地下水位)的高差小于1.5m2.Om(视钻孔方法和地层情况而定)时，宜采用填筑法安设护筒，如图2-2。即先填筑工作台地，然后挖坑埋设护筒。填筑的土台高度应使护筒的顶端比施工水位(或地下水位)高1.5m2.Om土台的边坡以1:1.51:2.0为宜。顶面平面尺寸应满足钻孔机具布置的需要并便于操作。 图2-1 挖埋护筒(cm) 图2-2 填筑式扩筒(cm) 1.护简；2.地面；3.夯填粘土；4.施工水位 1.木护筒；
26、2.井框；3.土岛；4.地下水位； (2)在水深小于3m的浅水处埋设护筒一般须围堰筑岛，岛面应当高出施工水位1.5m2.Om。亦可适当提高护筒顶面标高，以减少筑岛填土体积，然后按前述旱地埋设护筒的方法施工。若岛底河床为淤泥或软土，应先挖除或用吸泥机具排除，以免筑岛围堰和护筒沉陷，影响护筒内水头。但若需排除的淤泥和软土的数量太大时宜采用长护筒，用加压、锤击或振动方法，将护筒沉人河底土层中。护筒刃脚应尽量插入粘土中。刃脚插入土层深度：在粘土中不小于2.Om(不计淤泥和软土厚度)，在砂类土(粉土质砂、细砂、中砂、粗砂)中部小于3.Om。同时刃脚应在基桩施工期护筒局部冲刷线以下至少0.5m1.Om，以
27、防止底部穿孔向外漏水(泥浆)，或由护筒外向并孔内翻砂而导致护筒底部悬空坍孔，并防止灌注水下混凝土时由护筒底脚向外漏失混凝土。(3)在水深3m以上的深水河床沉入护筒在深水中沉入护筒，其主要工序为搭设工作平台(有搭设支架、浮船、钢板桩围堰、浮运薄壳沉井、木排、筑岛等方法)、下沉护筒定位的导向架和下沉护筒等。分述如下：工作平台a.支架工作平台：在水中墩、台位置处，用锤击或振动法沉入若干根露出水面的木桩、钢筋混凝土桩或型钢、钢管桩等作为支架桩。将各桩连接起来，并在桩顶设置纵、横梁，铺上木板或薄钢板，在水面上造成一个工作台。工作台的高度按纵、横梁的规格和施工需要而定，至少应在施工最高水位以上0.5m。为
28、了减少平台面积，混凝土拌和机和其它配合机具以及水泥和砂石料可另安置在船上。工作平台尺寸可根据一个桥墩的桩孔数量和排列进行规划。b.浮船工作平台：用船只拼成，常在流速不太大、风浪较小的河流中使用。船只大小根据水流情况、工作平台尺寸和需要的载重量决定。在两只各载重300kN的木船上横置6根长约10m的27号工字钢构成的浮船工作台。按钻架和钻孔的操作要求定出两只船的间距后，用钢丝绳绕过船底与工字钢捆扎在一起，把两船连成整体。在船上铺设木板，制成工作平台，安设钻架，即可将船引至墩位处施工。2.2.3泥浆(1)泥浆的性能要求制备的钻孔泥浆和经过循环净化的泥浆要检验泥浆的主要性能是否符合施工要求，包括相对
29、密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、酸碱度等。根据钻孔方法和土层情况，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标可参考表2-2。表2-2 泥浆性能指标选择 钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(s)含砂率()胶体率()失水量(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度PH正循环一般地层易坍地层1.051.201.201.451622192844969625152212.535810810反循环一般地层易坍地层卵石土1.021.061.D61.101.101.1516201828203544495959520202033312.512.512.5810810810推钻冲
30、抓冲击一般地层易坍地层1.101.201.201.4018242230959520203312.535811811注：地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限。地质较好、孔径或孔深较小的，指标取低限；反之取高限。用推钻、冲抓、冲击方法钻进时，可用粘上碎块投入孔内，由推钻自行造浆固壁。若当地缺乏优质粘土、不能调出合格泥浆时，可掺用填加剂以改善泥浆性能。在不易坍塌的粘性土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转方法钻进时，可用清水提高水头(2m)维护孔壁。对遇水膨胀或易坍塌的地层如泥页岩等，其失水率应(3mL一5mL)30min。相对密度是泥浆密度与4纯水密度之比(过去称为比重)。(2)泥浆的制备粘
31、土的选择及普通泥浆的调制粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。经过野外鉴定，具有下列特征的土，可作为调制泥浆的原料。a.自然风干后，用手不易掰开捏碎；b.干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；c.用刀切开时，切面光滑，颜色较深；d.水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀。e.胶体率不低于95。f.含砂率不大于4。g.制浆能力不低于2.5L/kg。一般可选塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。当缺少适宜的粘土时，可用略差的粘土，并掺入30%的塑性指数大
32、于25的粘土；若采用粘质土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。高级泥浆(稳定液)的原料和配合比高级泥浆(稳定液)的固壁和悬浮钻渣效能高，在用正、反循环回转钻进直径1.2m以上，孔深30m以上的井孔且地层松散易坍孔时，采用高级泥浆是适宜的。高级泥浆原料和配合比应通过实验确定，一般有：a.膨润土：分钠质膨润土和钙质膨润土两种。前者质量较好。膨润土泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%，即8kg膨润土可掺100kg的水。对于粘质土
33、地层，可降低到3%5%。较差的膨润土用量为水的12左右。b.CMC(Carboxy Methyl Cellulose)全名羧甲基纤维素。具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率的作用。掺入量为膨润土的0.05%0.1%。c.FCI，又称铁铬木质素磺酸盐，为分散剂，可改善混杂有土、粉砂、混凝土及盐分等而使稳定液变质的性能，可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，既达到重复使用的目的又具有高质量性能。掺量为0.1%0.3%。d.硝基腐殖酸钠盐(简称煤碱剂)。它是由褐煤中提炼出来的腐殖酸用硝酸和氢氧化钠处理后的东西，其作用与FCI相似。它具有很强的吸附能力，在粘土颗粒表面形成结构性溶剂化膜，阻止自由水渗透
34、，使失水量降低，但粘度增加。若掺入量少可使粘度不上升，具有部分稀释作用。掺用量与FCI同。c、d两种分散剂可任选一种使用。e.碳酸钠(Na2CO3)又称碱粉或纯碱。它的作用可使pH值增大，使粘土颗粒进行分散，粘粒表面负电荷增加，为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了条件，可增加水化膜厚度，提高泥浆浆的胶体率和稳定性，降低失水率。掺入量为孔中泥浆的0.1%0.4%。f.PHP，即聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用是使泥浆中的钻渣能成为不分散的絮凝状态，因而泥浆循环到井孔外泥浆池中时，易于被清除出去，从而使泥浆能保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。掺用剂量为泥浆液的0.003%。g.加重剂，用以增
35、加泥浆的相对密度。它们是：重晶石，即硫酸钡(r=4.24.6)；方铅石(r=6.8)；珍珠岩(r4.5)；石灰石(r=2.22.9)等。其掺加量，由试验确定。h.孔内有渗漏时，应掺锯木屑为泥水量的12；稻草末或水泥为泥水量的1.7。以上各种掺加剂的用量，应先作试配，试验其配合液的各项性能指标是否符合要求。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量。每循环周期相对密度差不宜超过0.01。一般正、反循环回转钻进松散易坍地层，孔深65m，孔径1.5m时，宜使用高级泥浆，其各项性能指标可如表2-3所示。表2-3 高级泥浆性能表项目相对密度粘度（）静切力()含砂
36、率（）酸碱度胶体率（）失水率（）泥皮厚）稳定性数值1.031.1.(3)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。制浆采用机械搅拌或钻锥搅拌。用正反循环回转钻进时，由于要求的泥浆质量高，在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。在粘土地层中钻进，可先采用清水护壁，待陆续钻进时，孔内的清水同钻锥切削下来的粘土，在钻锥回转或冲击搅动下，自然形成泥浆。若粘土层很厚，泥浆中的粘土含量将逐渐增加，故在钻进中，要及时加水稀释泥浆，使它符合要求的相对密度、粘度和其它性能指标。制出的泥浆可贮于它处备用。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
37、击制造泥浆。用冲抓制造泥浆时，先不将抓瓣张开，待粘土已冲搅成泥浆有护壁作用时，再开始张开瓣冲抓。调制泥浆的粘土用量计算在粘性土中钻孔，事先只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘土造浆补浆。在砂类土、砂砾或卵石中钻孔，事先须备足粘土，其数量可按下述公式和原则计算：q=V1=(2-3)1/(1-3)式中：q-每m3泥浆所需的粘土质量，kg； V-每m3泥浆应需的粘土体积，V=(2-3)/(1-3)； 1粘土的密度，kg/m3 2-要求的泥浆密度，2=V1十(1V)3，kg/m3； 3-水的密度，3 =1kgm3。一个钻孔需要的总粘土量，应考虑泥浆充满钻孔和泥浆槽、沉淀池，还要考虑钻孔的孔
38、径扩大、井孔壁、泥浆槽等处的渗漏，还要考虑泥浆经多次循环使用后，其性能指标变坏须换掉等情况。一般按井孔体积(考虑扩孔数量)计算的粘土量再增加6左右。(3)泥浆性能指标的测定相对密度x可用泥浆相对密度计测定。粘度用工地标准漏斗粘度计测定。校正方法：漏斗中注人700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，其偏差如超过1s，测量泥浆时应校正。静切力工地可用空心不锈钢泥浆切力计测定， 泥浆切力可用式(7-35)计算： 泥浆切力，Ncm2； 切力计重力(1.4855N)； F切力计横断面积(7.5cm2)，cm2； h切力计沉入泥浆中的深度，cm； 泥浆的容重，Ncm3； S切力计横断面周长(13
39、cm)，cm。含砂率工地可用含砂率计测定。胶体率()胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将 100ml泥浆倒入100ml的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5ml，则胶体率为100-5=95，即95%。失水率(ml30min)工地可用滤纸法测定，用一张12cm12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2ml的泥浆滴人圆圈内，30min后测量湿圆圈的平均半径(mm)，减去泥浆坍平后泥皮的平均半径(m)，即失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度(mm)，即为泥皮厚度。泥皮愈平坦愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2mm3mm。酸碱度即
40、酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。工地测量pH值方法可用比色法测定，也可用pH酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出pH值。稳定性高质量泥浆要求有稳定性性能指标。测定方法是将泥浆注满250mL的量筒，用盖盖上静置24h后，小心地用吸管吸出量筒上、中、下三部分的泥浆试样，用相对密度计分别测出其上、中、下各部分泥浆的相对密度，其相对密度值的差即为稳定性。例如上部分泥浆的相对密度为1.18而下部分为1.21，则稳定性为0.03。以上各项泥浆性能指标的测定时间，按钻进方法不同要求也不同。用冲抓锥、冲击锥钻孔时，开始制浆和每班开始工作最好测定一次全套泥浆指标。无条件时，可只测
41、定相对密度、钻度、含砂率、胶体率几项指标，以后可每隔1h2h测定钻孔口和孔底(用钻具取出)的相对密度、粘度、含砂率等项指标。对于正、反循环钻孔的泥浆可按下述要求测定：a.每班开始工作时，测定一次各池闸门出口处泥浆面下0.5m处的全套泥浆指标。以后钻进过程中每隔2h测定一次进浆口和排浆口的相对密度、粘度、含砂率、pH值4项指标。b.停钻过程中，每天测定一次各池闸门出口处泥浆面下0.5m处的全套泥浆指标。(4)制备泥浆的水质和设备要求要求使用不纯物含量少的水，当不能用自来水时，应事先进行水质检查，以保证泥浆质量。当制备泥浆的水不能确保时，需另外准备10m320m3的清水或泥浆储存设备。为清洗机械设
42、备，宜准备管径25mm、流量为50Lmin的给水设施。为使钻孔中的泥浆重复使用，应准备水泵和储存钻；为处理清洗机械设备的废水,需设置排水沟和沉淀池。废泥浆应用罐车送到处理场进行处理，不得在施工现场就地排放。2.2.4钻孔灌注桩的施工工艺流程当同时进行几根桩或几个墩台施工时，要注意它们之间的配合，避免相互干扰和冲突，并尽可能做到均衡使用机具和劳动力。从一根桩或一个墩台完成施工转到下一根桩或下一个墩台时，既要抓好新钻孔工作，也要做好已成桩或墩台的养护和质量检查工作。施工准备 桩位放样 平整场地 筑 岛 埋设护筒 钻机就位 钻 进 清 孔 检查成孔质量 钢筋笼制作 下钢筋笼 下 导 管 检查沉淀厚度
43、 水下砼灌注 拔除护筒 成桩质量检验试件压检孔内注泥浆泥浆沉淀池 泥浆池 泥浆备料拼装导管检查检查砼质量及砼面标高制作检查试件砼制备输送图2-3 钻孔桩施工工艺流程框图2.3成孔工艺2.3.1正、反循环回转法成孔无论正、反循环回转钻深孔时，若从主吊钩以下的提引水龙头、钻杆到钻锥全部钻具重力都作用于钻孔底都，则细长的钻杆容易受压而弯曲，造成钻孔也随着弯曲，发生扩孔率较大的现象。为避免此现象须采取减压钻进，即将主吊钩稍提携一些，使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80，这样可使钻杆不受压力，而且还受一部分拉力，在整个钻进过程中因受拉而维持竖直状态，使钻锥回转平稳，避免或减少斜
44、孔、弯孔和扩孔现象。钻压值一般按经验估计，直径1.1m的孔最大钻压为20kN左右，直径1.5m的孔约为30kN40kN，根据钻压值和上述80的要求可算出配重块的质量。钻压的调整方法：一般在大吊钩滑车组的钢丝绳终端设一电阻式传感器，传感器输出电压信号传给操纵室中的电子秤。钢丝绳拉力达到一定值时，电子秤就给出信号，提升大钩的卷扬机会自动松绳，钻锥则自动给进。劳动组织：正循环回转钻进每台班一般配备711人，其中班长兼指挥、记录1人，司机1人,卷扬机司机1人，泥浆泵机电工12人，装卸钻杆及清渣36人。反循环与正循环相比，除了前述的钻孔进度较快外(约快45倍)，还有需用泥浆料(粘土)少(土质如用清水头护壁时可完全不用粘土)、转盘所消耗动力较少、清孔时间较快等优点兹将国内应用较多的泵吸式和气举式两种反循环回转钻的成孔工艺介绍如下：(1)泵吸式反循环回转钻成孔工艺钻机就位开钻接长钻杆控制钻速(2
