正循环旋挖钻孔桩施工方案

目录一、编制依据.............................................-1-二、工程概况.............................................-1-三、施工准备.............................................-2-四、施工工艺及要点........................................-3-五、钻孔施工步骤..........................................-6-六、质量控制措施.........................................-14-七、质量检验............................................-14-八、安全措施............................................-15-九、文明施工............................................-16-十、环境保护措施.........................................-19-DK18+673.82～DK19+645软土路堤钻孔桩——施工方案一、编制依据1、温福铁路温州南至福州段新建工程变更设计DK18+673.82～+921.57、DK19+009.35～+645软土路堤变更设计图；2、《新建铁路温福线温州南至福州段施工图路基设计说明》；3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号；4、《客运专线铁路路基工程技术指南》及国家相关规范；5、《铁路工程基桩无损检测规范》（TB10218-99）；6、温福线软土路基处理的相关文件；7、高层建筑施工手册；8、建筑地基与基础施工手册。二、工程概况1、为避免软基处理对已施工桥涵的影响，DK18+673.82～DK19+645段软土路堤桥涵（潘岱中桥、DK19+225框架涵及DK19+360框架小桥两侧，DK19+573框架涵小里程）附近采用钻孔灌注桩施工。2、DK18+904.17～+921.57段软土地基采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩加固。灌注桩直径80cm。桩长27m，桩间距3.2m，按正方形布置。3、DK19+229～+241.65、DK19+557.2～+569段软土地基采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩加固。灌注桩直径80cm。桩长为原地面以下13～27.5m，桩间距2.8m，按正方形布置。4、DK19+009.35～+026.75、+206.8～+221、+341.8～+356、+364～+378.2段软土地基采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩加固。灌注桩直径80cm。桩长26～32.5m，桩间距3.2m，按正方形布置。5、钻孔灌注桩单桩竖向允许设计承载力：序号里程承载力备注1DK18+904.17～+921.57段不小于1848KN桩底土为粗角砾土2DK19+009.35～+026.75段不小于1887KN桩底土为粗角砾土3DK19+206.8～+221段不小于1805KN桩底土为黏土4DK19+229～+241.65段不小于1382KN桩底土为粗角砾土5DK19+341.8～+356、DK19+364～+378.2段不小于1754KN桩底土为全风化凝灰岩及粗角砾土6DK19+557.2～+569段不小于1356KN桩底土为全风化及强风化凝灰岩6、钻孔桩施工顺序要求先施工涵洞两侧5排以上管桩后施工涵洞两侧钻孔桩，钻孔桩施工顺序由涵洞内侧往外施工。总体规划：DK19+225框架两侧钻孔桩——DK19+360两侧钻孔桩——DK19+573小里程钻孔桩——潘岱中桥钻孔桩。目前DK19+225框架涵两侧5排管桩已经施工完成，已具备钻孔桩施工条件。三、施工准备1、选择钻成孔方法冲击钻成孔灌注桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出，然后再灌注混凝土成桩。冲击钻进成孔灌注桩适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土则要十分慎重，对地下水大的土层会使桩端承载力和摩阻力大幅度降低，不宜采用。冲击钻进成孔灌注桩的特点：设备构造简单，使用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实、稳定、塌孔少，不受施工场地限制，无噪音和振动影响等，因此被广泛地采用，但存在掏泥渣较费工费时，不能连续作业，成孔速度较慢，泥渣污染环境，孔底泥渣难以掏尽，使桩承载力不够稳定等问题。考虑到在桥涵两侧对振动和挤土效应要求较高，且一部分桩桩底为全风化或强风化岩石，故采用冲击钻成孔灌注桩施工。2、机具设备主要机具设备为CA-22、CZ-30型冲击钻机或简易的冲击钻机，它由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒、以及3～5t双筒卷扬机（带离合器）等组成。所用钻具按形状分：有一字形、共字形、圆形和十字形等多种，以十字形应用最广。钻头和钻机用钢丝绳连接，钻头重1.0～1.6t，钻头直径60～150cm。转向装置是一个活动的吊环，它与主控钢丝绳的吊环联结提升冲锤。配套机具有泥浆泵（或离心式水泵）、混凝土配制、钢筋加工系统设备等。测量仪器：全站仪一台、水准仪一台、钢尺两把、长卷尺一把，测绳一根。3、施工人员每台机械配备3～4人，分组轮流作业，灌注混凝土时至少配备3名机组成员，1人操作机械，2人拆卸、安装导管。4、测量放样，平整场地，清除障碍物。5、进行室内混凝土配合比设计。四、施工工艺及要点1、钻孔灌注桩施工工艺成孔记录钢筋笼制作护筒制作砼记录填写检查记录挖泥浆池安装泥浆泵拌制泥浆清除浮浆拔出护筒浇注水下砼吊装安放导管安放钢筋笼清孔成孔检查钻进成孔安装钻机埋设护筒（或填土筑台）确定桩位埋设护桩钻孔桩施工工艺流程图2、施工工艺方法要点①冲击钻成孔灌注桩施工工艺流程是：场地平整→桩位放线，开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位，孔位校正→冲击造孔，泥浆循环，清除废浆、泥渣，清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和导管→灌注水下混凝土→成桩养护②成孔时应先在孔口设圆形6～8mm钢板护筒，它的作用是保护孔口、定位导向，维护泥浆面，防止坍方。护筒内径应比钻头直径大200mm，深2m，如上部松土较厚，宜穿过松土层，以保护孔口和防止坍孔。然后使冲击钻就位，冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4～0.6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按表1-1选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。表1-1项次项目冲程（m）泥浆密度（t/m3）备注1在护筒中及护筒脚下3m以内0.9～1.11.1～1.3土层不好时宜提高泥浆密度，必要时加入小片石和粘土块2粘土1～2清水或稀泥浆，经常清理钻头上泥块3砂土1～21.3～1.5抛粘土块，勤冲洗掏渣，防踏孔4砂卵石2～31.3～1.5加大冲击能量，勤掏渣5风化岩1～41.2～1.4如岩层表面不平或倾斜应抛入20～30cm厚块石使之略平，然后低锤快击使其成一紧密平台，再进行正常冲击，同时加大冲击能量，勤掏渣6塌孔回填重成孔11.3～1.5反复冲击，加粘土块及片石③冲击钻成孔，冲击锤头的重量一般按其冲击直径每100mm取100～140Kg为宜，一般正常悬距可取0.5～0.8m；冲击为0.78～1.5m，冲击频率为40～48次/min为宜。④冲击时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的粘土层，亦可采取自成泥浆护壁，方法在孔内注满清水，通过上下冲击使成泥浆护壁。每冲击1～2m应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。排渣方法有泥浆循环法和抽渣筒法两种。前者是将输浆管插入孔底泥浆在孔内向上流动，将残渣带出孔外。本法造孔工效高，护壁效果好，泥浆较易处理，但对孔深时，循环泥浆的压力和流量要求高，较难实施，故只适于浅孔应用。抽渣筒法是用一个下部带活门的钢筒，将其放到孔底，作上下来回活动，提升高度在2m左右，当抽筒向下活动时，活门打开，残渣进入筒内；向上运动时，活门关闭，可将孔内残渣抽出孔外。排渣时，必须及时向孔内补充泥浆，以防亏浆造成孔内坍塌。⑤在钻进过程中，每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击，间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。⑥在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升降波动造成对护筒底口处的冲刷，同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。⑦成孔后，应用测绳挂0.5Kg重铁砣测量检查孔深，核对无误后，进行清孔。可使用底部带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借水泵用清水置换使密度控制在1.15～1.25之间。⑧清孔后应立即放入钢筋笼，并固定在孔口钢护筒上，使在浇灌混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过4小时，以防泥浆沉淀和坍孔。混凝土灌注一般采用导管法在水中灌注。3、钻进中故障处理3.1坍孔当在钻进中发现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，钻机进尺很慢等现象时，即表明可能发生了坍孔，应立即停钻处理。3.1.1找出坍孔原因：泥浆比重不当，水头高度不够，冲程较大等，都容易引起坍孔。3.1.2预防方法：选用高质量的粘土泥浆，如果是砂层宜用比重大，粘度高的泥浆。在钻进中井内应保持足够的水头高度，埋设护筒要符合规定要求，终孔后应保持一定的水头，并及时灌注水下混凝土。3.1.3处理方法：如发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒，并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。发生钻孔内坍塌时，可向空内投入土块夹小片石重新钻孔，采用低锤冲击将土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。3.2钻孔偏斜弯曲时3.2.1偏斜原因：产生偏斜原因主要有地质条件、技术措施和操作方法三个方面的问题。3.2.2预防方法：为防止斜孔应注意以下事项：①安装钻进时，钻机支架要水平，钢丝绳中心同桩中心在同一垂直线上。②开钻时，冲击锤冲程不宜过大，护筒应埋设稳固，影响垂直度。③钻进过程中应经常检查钢丝绳中心、桩中心和钻机中心是否在同一垂直线上。④遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住冲击锤控制进尺。⑤加强技术管理，经常检查钻孔情况，发现偏斜立即纠正。3.2.3处理方法：应采用回填粘土加硬质小块石到偏斜的位置上，待沉积密实后，小冲程缓缓重新钻孔校正。3.3钻孔漏水3.3.1漏水原因①透水性强的砂砾或流砂中，过稀的泥浆向由孔壁外漏失很大。②埋设护筒时，回填土夯实不够或护筒制作不良，接缝不严密或焊接有砂眼等造成漏水。3.3.2处理方法发现漏水时，首先应集中力量加水或泥浆，保持必要的水头，然后根据漏水原因决定处理方法。五、钻孔施工步骤1、施工前准备：清理、平整、压实场地，挖出泥浆池和排浆沟，钻孔作业组、砼灌注及钢筋加工制作作业组就位。2、钻机定位：根据设计文件要求，采用全站仪施测，务求定位准确，并做好记录及签字手续。如有疑问，要换手复测，直至准确无误，测量偏差在技术规范允许范围之内。3、护筒的制作和埋设（1）护筒的作用：控制桩位，导正钻具；保护孔口，隔离地表水渗漏，防止孔口及孔壁土坍塌；保持或提高孔内的水头高度，增加对孔壁的静水压力，以防止孔壁坍塌；护筒顶面可作为钻孔深度、钢筋笼下放深度、砼面位置及导管埋深的测量基准；护筒顶面可设置桩位中心的标记，以此可调整钢筋笼位置，使其中心与桩中心一致；固定钢筋笼。（2）护筒设置：护筒的质量、规格应充分满足《铁路路桥涵施工技术规范》之规定。设置护筒时应符合如下规定：1）护筒种类采用钢板护筒，用6～8mm的钢板卷制而成。它用料少、重量轻、密封性好，可重复使用。2）护筒尺寸①护筒内径应比桩径稍大，一般大