钻孔桩基础专项施工方案

云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-1-钻孔灌注桩施工技术方案第一节工程慨况第二节总体施工进度计划桥梁第三节施工准备1、总体施工顺序：2、施工场地布置（1）本项目钻孔桩有经过河沟，大部分位于旱地，钻孔场地布置综合考虑地形及地表水情况分别采取填挖平整机械压实的方法。（2）钻孔和灌注现场用水视条件从河沟抽水或用洒水车运水至工地储水池。（3）本项目已有道路通至现场。（4）钻孔桩现场大部分加设变压器外接电源。（5）施工现场要做好防排水设施，污水经无污染处理后集中排出放，钻孔泥浆沉淀后集中处置。3、施工准备（1）测量准备：根据设计图纸用经纬仪（或全站仪）现场进行桩位精确放样，在桩中心位置钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员进行复核，施工中护桩要妥善看管，不得移位和丢失。完成钻孔灌注桩的定位工作，平整场地，接通水、电，为钻机进场创造好条件。（2）各项交底：包括技术交底、试验交底、安全交底、环保交底。开工前召开现场技术交底会，第一次交底由总工、质检试验部和安全环保部领导及桥梁主管向施工员、质检员、安全员和施工队长交底，第二次由各桥桩基施工负责人和施工员向使所有参与钻孔桩施工的各专职班组组长和操作人员交底，明确本岗位的具体技术要求、职责，尽一切力量避免出现断桩。（3）材料准备：备足有关配件材料，做到开钻后中途不停站，检查所有测量仪器及施工机械，确保无误。（4）场地准备：开挖平整钻孔平台，清理、清除钻孔桩桩位内杂物保证护筒顺利下放，做好排污、排放泥浆设施。（5）机具准备①做好用电相关设施，确保停电后能快速保证钻机重新开钻。云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-2-②护筒选择和埋设a、选择钢护筒，同时根据钻孔直径选择钢护筒直径大于钻孔桩设计直径20cm。护筒埋至深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋至深度宜为2～4m，护筒埋深考虑进入粘土持力层为准，埋设固定后，引导钻头方向，隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌。b、采用注岛法施工时在岛中部位置挖坑埋设，周边采用粘土回填，人工捣实，护筒高度高于注岛顶面不低于30cm且确保高于地表水水面1～2m。c、采用就地填挖平整场地的采用人工挖坑法埋设护筒，护筒顶面高出地表面不小于30cm，护筒周回填原状土，人工压实。③水下混凝土灌注用导管、料斗i、自制导管、料斗的材料选择a、导管采用直径250，壁厚5mm无缝钢管自制，管节间采用子母套连接，连接套内设密封圈，确保连接位置密封。b、料斗采用4mm厚钢板自制，设计为圆形，上部分结构为圆柱体，下部结构为圆锥体。料斗横纵向加肋间距50×50cm，加肋采用厚10mm，高50mm钢板条。料斗顶部对称布设钢筋吊环，吊环采用20Ⅰ级钢筋制安。ii、料斗容积计算（确保首盘混凝土浇注质量）a、首盘混凝土浇注数量确定V≥πD2/4×（H1＋H2）＋πd2/4×h1（公式1）V—灌注首批混凝土所需数量（m3）。H1—桩孔底至导管底端间距，一般为0.4mD—桩孔直径（m），取标段内最大设计桩径D＝1.8m。h1—桩孔内混凝土达到埋至深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=Hwγw/γcH2—导管初次埋置深度(m)，取H2＝1.0m。d—导管内径（m），取d＝0.25m。V≥4m3，首盘混凝土浇注数量取5m3。b、作业要求首盘混凝土浇注数量为5m³时，不考虑浮力、摩擦力影响时提升设备的起重能力要求：云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-3-G=K×（G1＋G2＋G3）（公式2）G—设计提升重量K—安全作业系数，取值2.0G1—首盘混凝土重量，取G1=5×2400×9.8=117600NG2—料斗重量，取G2=750×9.8=7350NG3—导管重量，取G3=35×34.7×9.8=11902.1NG=K×（G1＋G2＋G3）=2.0×（141120＋7350＋12922.28）=273704N考虑现场施工作业条件，选取提升能力大于28吨的设备不切实际，从而拟定确保首盘混凝土浇注质量的方案为罐车（≥5m³）料斗进行。c、料斗设计料斗上半部分为圆柱形，直径设计为1.8m，高度设计为1m；下半部分设计为锥形，高度设计为1m。料斗采用5mm厚钢板加工，加肋采用50mm高，10mm厚钢板条，加肋间距500×500mm。料斗设计容量为3.39m3。iii、导管试拼试压导管使用前，首先检查其是否损坏，密封圈是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。再进行水密承压和接头抗拉实验，以检查导管的密封性能、接头抗拉能力。进行水密性试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的1.3倍，P可按式（6.5.2）计算：P=γchc-γwHw（6.5.2）式中：P——导管可能受到的最大内压力（kPa）；γc——混凝土拌合物的重量（取24N/m³）；hc——导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；γw——井孔内水或泥浆的重量（kN/m³）；Hw——井孔内水或泥浆的深度（m）；iv、导管长及分节设置a、标准管节长度为3m，并配备1m长管节进行调节。现场导管按所需长度拼接，最底端导管为4m长的管节。b、根据导管长设置及本合同段内桩长设计情况，设置2套导管同时灌注，每套导管共制标准节9节，1.0m长4节，4m长1节，总计长度35m。2套导管共计长度70米。同时利用桩云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-4-顶加垫钢支撑进行调节可以满足各种桩长施工要求。④钻机选择本工程钻孔施工选用CZ50型钻机，配各种型号冲击锤头及NL16-100泥浆泵进行施工。钻机及配套设施配置数量详见主要施工机械设备配置表。第四节钻孔灌注桩施工方法钻孔灌注桩的施工流程为：平整场地测量放线泥浆制备埋设护筒钻孔检孔清孔钢筋笼安装导管安放灌筑砼质量检测（1）平整场地○1先进行原地面测量放线，与设计高程相对比，高了挖出平台，矮了注岛。（2）测量放线先将桩基中心线放出，在用4根桩将十字线应出。（3）冲击钻机泥浆制备①采用优质粘土原位孔内造浆，泥浆指标符合下列规定：a、一般地层1.1-1.2b、宜坍地层1.2-1.4粘度：入孔泥浆粘度c、一般地层18-24d、宜坍地层20-30b、含砂率：新制泥浆不大于4%c、胶体率：不小于95%d、PH值：8.0%～11%e、失水率≦20ml/30minf、泥屁厚≦3mm/30ming、静切力：一般地层1-2.5；宜坍地层3-5。②本工程中大部分为泥灰岩、紫红色泥质砂岩、深灰色玄武岩，施工拟采用钻孔自造泥浆工艺。③为防止在钻进过程中出现坍孔及控制孔底沉碴，钻孔钻进时，通过采用加膨润土和添加外加剂组合配制，加大泥浆稠度进行固定孔壁及浮渣，泥浆比重控制在1.03～1.10。为使泥浆具有较好的技术性能，适当掺入碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)等分散剂，其掺入量为加水量的云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-5-0.5%左右。④为节约泥浆，钻孔中的泥浆经沉淀后循环使用。泥浆循环时以循环管或引流槽引入泥浆池内。⑤在成孔过程中经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。⑥钻进时及时补充泥浆，保持孔内泥浆面高于地下水位1.0m-1.5m以上。⑦泥浆池设置及循环使用见下图：3示：图：3泥浆池循环系统钻孔桩沉淀池净化池造浆池泥浆池循环管循环管循环管循环管循环管⑦在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。⑧泥浆循环系统每个墩桩基位共用1套泥浆循环系统。图：4泥浆净化器地面线泥浆池沉淀池导管护筒接头进浆管排浆地沟泥浆泵云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-6-(4)、护筒的制作与埋设护筒采用6mm钢板卷制，长度2m一节，地质情况较差、地下为浅埋砂层时，加长护筒到4m，埋深不小于3.5m。护筒直径比桩径大20cm，钢护筒连接时保证不漏浆、水下砼浇筑完毕后拔护筒时不脱焊，护筒顶端预留30×20cm的出浆口，护筒顶高出地面30~50cm，并要求顶面高程高出地下水位2米左右，若现场施工条件不能保证，则将施工平台的顶面高程加高到规定高度。护筒中心位置与设计桩位中心位置偏差不大于5cm，护筒的倾斜度偏差不大于1％，护筒入土不小于1.5m，地质较差时根据现场情况确定，一般不小于3.5m。砂性土将护筒周围0.5～1.0ｍ范围内的砂性土挖除，回填粘性土，并夯实至护筒底0.5ｍ以上，以确保护筒背后不被泥浆冲刷、掏空造成护筒下沉、塌孔。（5）机具布置：在埋好护筒和备足护壁泥浆粘土后，将桩机就位，对准桩孔中心，拉好风缆绳，就可开始钻进。钻机就位后底座顶端安装平稳，避免在钻进过程中产生位移和沉陷，校核钢丝绳、钻头中心、桩中心放样点处于同一铅垂线上，确保成孔时，桩位正确。（6）开孔：开钻时先在护孔内灌注泥浆，泥浆相对密度指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方开始钻进。开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位1.5-2.0m，并低于护筒顶面0.3m，以防溢出，掏渣后应及时补水。在砂及卵石夹土等松散层开工或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击钻以小冲程反复冲击使粘土、片石挤入孔壁。一般细粘土可采用浓泥浆小冲程，高频率反复冲击，使孔壁坚实不坍不漏。（7）钻进：a、钻速：开始钻孔时先慢速进行，对护筒底部，应低档慢速钻进，使底脚处有坚固的泥皮护壁。如护筒底土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔内倒入粘土块，再放入钻头倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后继续钻进。钻头穿过护筒底部2.0m后再提高速度正常钻进。在硬粘土中钻进，宜低速钻进、自由进尺；在普通粘性土中，宜用中高速钻进、自由进尺；在砂土及含少量砾卵石的碎石土中，宜低中速钻进、控制进尺，防止排渣速度跟不上；钻进过程中，每进尺6～8m，应检查钻孔直径和垂直度。如坍孔将钻头埋住，则采用下插小孔径云南省第二建筑工程公司钻孔灌注桩基础专项施工技术方案-7-无缝管制成的花管压入高压风及高压水的方式将钻头提出，如未埋钻具则直接将之提出，之后使用粘土掺杂约20%碎石回填，回填后静置十五日以后使用冲击钻成孔，钻进过程中在坍孔处不断回填粘土及碎石直至穿过该处为止。b、冲程：当钻机正常钻进时，冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时宜采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程（约75cm）。冲程过高，对孔底振动大，易引起坍孔，在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，宜采用中冲程，在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层、如表面不平整，应先投入粘土，小片石，将表面整平，以防发生斜孔，坍孔事故。c、地质取样：钻进过程中经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样判明土层，并记入记录表中，以便与地质剖面图核对，并经常对钻孔进行试验，及时测量泥浆比重、粘度、砂率，如泥浆性能指标不符合土层要求及时调整，交接班时交待本班钻进情况及下班应注意事项。d、掏渣：破碎的钻渣、部分和泥浆一起被挤进孔壁，大部分靠掏渣筒清除出孔外，故在冲击相当时间后，应将冲击锥提出，换上掏渣筒，下入孔掏取钻渣，倒进钻孔外的倒渣沟中。掏渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度。e、分级钻进：为适应钻机负荷能力，在钻大孔时，可分级扩钻到设计孔径，当用十字型钻锥钻150cm以上孔径时，一般分两级钻进。第一级钻头直径可为孔径的0.4~0.6倍。分级钻进，会产生大粒径的卵石掉入先一级已钻成的小孔中，造成扩钻困难，可在小孔钻成后向小孔填泥块到1/4~1/3孔深处。一般先钻的孔只宜超前数米，随后即钻次孔；如超前过深，将使先钻的孔淤塞。f、钻孔注意事项：i、冲击钻起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人身