38旋挖钻机钻孔桩施工方案

1一、工程概况1、工程概况杜家岗特大桥中心里程DK74+040.43，桥长20927.34m，我分部主要施工DK63+576~DK74+040.43。基础采用混凝土钻孔灌注桩，每个墩有8根钻孔桩，约桩长32m，桩径1.0m。本标段钻孔桩共计2572根/82304m。1）地质资料工程地质特征（1）地层岩性及特征经勘探揭示，结合区域地质资料对比分析，本场地自地表以下45.00m范围内地基土按其土按其成因、时代及物理学性质的差异可划分为第四系全新统、上更新统冲积黏土、粉质粘土及垩系下统泥质砂岩，具体分为4个层次，第①可划分为2个亚层；第②及第③层可划分为3个亚层。其中除第①层、第②层为全新统冲积层（Q4ml、Q4al）外，第③土层为上更新统地层（Q3al）；第④层为白垩系（K）泥质砂岩。（2）不良地质与特殊岩土区段内主要有1条断层被第四系地层覆盖为隐伏断层。现场勘察未发现其它明显的不良地质现象。本段桥址区未见成饱和粉砂粉土存在，可不进行地震液化的影响。勘察中在不同地段、不同深度采取一定数量土样作膨胀性实验，结果表明，桥址区的黏性土层具有弱一中等膨胀性。③1层黏土及其以下黏性土层均位于地下水位以下，不存在胀缩条件，对桥工程影响小。根据有关资料，桥址区大气影响深度一般为3.2m大气影响急剧层深度1.44m。2）水文地质特征地下水主要为第四系地层中孔隙性潜水及下部岩裂隐中，主要接受上层空隙水渗透补给，水量较小。地下水具明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变化，勘探期间由钻孔中测得稳定水位一般为0.70～2.80m（对应标高30.0～37.0m）。地下水主要以地下泾流及人工开采为主要排泄方式。3）工程地质条件表地层编号岩土名称岩土状态岩土施工工程分级基本承载力（KPa）①2黏土软~硬塑Ⅱ150②1黏土硬塑Ⅱ200②2黏土硬塑Ⅱ200③1黏土硬塑Ⅱ250③2粉质黏土硬塑Ⅱ2202③21粉质黏土软塑Ⅱ160④1全风化泥质砂岩（K）全风化Ⅲ200④2强风化泥质砂岩（K）弱风化Ⅳ300④3DK63+576.76~DK72+900段弱风化泥质砂岩（K）弱风化Ⅳ400④3DK72+900.0~DK84=504段弱风化泥质砂岩（K）弱风化Ⅳ5004）通过试钻得到的数据日期2009年6月25日开钻10：3012：00钻进7m粘土中午停钻下午2：4515:45钻进25m粘土16:50钻进33m强风化20:30钻进35.8m中风化21:45钻进36.2m弱风化次日2：30钻进39.2m弱风化停钻2、工期要求桩基施工计划2009年6月28日开工，2010年12月28日完工，工期180天。3、适用范围本方案仅适用于杜家港特大桥的A型承台下的群桩的施工。4、主要材料要求水泥：桩基采用42.5#普通硅酸盐水泥，对同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间试验，水泥的初凝时间不宜小于2h。使用原则：先到的水泥先用；按出厂时间先后顺序。工地上修建水泥仓库，仓库修在地势较高处，周围设排水沟，并下垫枕木隔潮。不宜露天堆放，临时堆放时应上有盖下有垫。覆盖物防水，支垫高度不小于30cm。砂：优先选用中砂，对选用当地的河砂应进行骨料的碱活性、坚固性、吸水率、压碎指标、有害物质含量及颗粒级配试验，含泥量不大于2.5％。3石子：采用两种连续级配碎石，粒径5～16、16～31.5mm，含泥量不大于1％。对进场的碎石进行碱活性检验、有害物质含量测试及筛分析试验。钢筋：品种和规格均符合设计规定，并有出厂合格证及试验报告。混凝土：配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计。配合比统一采用试验室下发的配合比经过现场换算的施工配合比。混凝土由搅拌站集中统一供应，搅拌站各项机械设备必须经过鉴定合格后方可供应混凝土。水：优先用饮用水，当采用其他来源的水时，按国家现行《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）规定进行检验合格方可使用。5、操作工艺流程根据钻孔桩的设计要求、工期、地质等条件，采用旋挖钻机钻孔，泥浆护壁，导管法灌注水下混泥土一次成桩的施工工艺。钻孔桩施工工艺流程见：《钻孔灌注桩施工工艺流程图》。钻孔灌注桩施工工艺流程图施工准备特殊地质处理埋设护筒护筒制作、准备钻机准备钻机就位、校正泥浆制作钻孔钻孔记录填写清孔超声波或检孔器检测孔形钢筋笼制作安放钢筋笼检查记录填写导管试拼、准备吊装、安放导管搭设平台、安装漏斗二次清孔N检查沉渣厚度Y浇筑混凝土桩检测截桩头砼强度测试进行下道工序图3.4.4.1钻孔桩施工工艺流程图浇筑记录、制作试块4二、施工准备1、测量放样：采用莱卡全站仪对桥位、墩台中心桩位进行准确放样，对桥位桩进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土机平整、压路机压实施工场地，然后铺垫枕木作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定位桩。3、场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。三、人员、机械配置1、人员安排钻孔桩作业人员配备表序号职名人数1技术员32质检员13领工员24班长25钻机司机66卷扬机司机27机电工28勤杂工29记录员210吊车司机211混凝土运输车司机412测量工213普工614发电机司机215钢筋工1616电焊工10合计62人2、机械安排5钻孔桩作业机械配备表序号机械名称规格型号数量(台.套)1砼运输车HTN604(8m3)42装载机ZL5013推土机D16514吊车QY25A35发电机GF-7556旋挖钻机FR622C57泥浆泵3PNL10四、护筒埋设及护壁泥浆1、护筒埋设a、护筒制造与埋设钻孔用护筒采用δ=6㎜钢板制作，护筒长度为2m，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面40㎝，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜,竖直线允许误差≤1%。埋深1～2m。护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。ｂ、护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%。2、护壁泥浆（1）、泥浆要求①护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要求:a．胶体率不低于95%。b．含砂率不大于4%。c．造浆能力不低于2.5l/kg。d．塑性指数17（砂粘土应15，大于0.1mm的颗粒6%），e．如果粘土较差可加入0.1~0.2%Na2CO3或NaOH，以改善泥浆。①护壁泥土选择由试验室试验确定。②配制1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重r1和需要的泥浆比重r2计算。即每立方泥浆粘土需要量G=r2-1/(r1-1)×r1。③根据现场情况可设置制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系统。（2）、泥浆池设置6采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除至固定弃堆点，以防泥浆溢流污染环境。储浆池出浆管或槽进浆管泥浆流槽闸门沉淀池钻孔灌桩泥浆循环系统基本构造示意图（3）、泥浆配置本工程泥浆采用购置粘土造浆，相应地质情况下泥浆技术指标见表钻孔泥浆指标要求。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。钻孔泥浆指标要求钻孔方法地层情况泥浆性能指标备注相对密度粘度Pa.s静切力Pa含砂率%胶体率%失水率ml/30min酸碱度PH旋挖钻机亚粘土1.10～1.2018～243～5≤4≥95≤208～11五、钻孔作业1、钻机选型：采用旋挖钻机。2、钻机就位钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查,包括钻机基座处平整、加固,主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。拼装好的钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，用木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮边缘、转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%的要求。3、钻孔(1)开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，水电管路是否畅通，以确保正常。(2)正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。(3)开始钻进时，控制进尺速度，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。7(4)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。(5)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。(6)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。(7)钻孔过程中用检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。(8)当钻孔距设计标高1m时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。(9)当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后进行清孔。4、清孔（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。（2）清孔采用循环换浆法和捞渣法，钻孔达到设计标高后，将钻头慢速提出取下钻头换上捞沙桶，捞出孔内沉积的泥渣，然后注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率﹤2%），孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。一般情况采用换浆法，如孔底有块状物则采用捞渣法。（3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，以及泥浆比重是否合适，防止坍孔缩孔。（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。见表成孔质量标准表。成孔质量标准表项目允许偏差孔中心位置(㎜)≤50孔径(㎜)≥设计桩径倾斜度≤1%孔深不小于设计深沉渣厚度(㎜)≤300或按设计规定清孔后泥浆指标相对密度:1.03～1.10粘度:17～20Pa.s含砂率:4%胶体率:95%85、钢筋笼制作吊装（1）钢筋笼加工绑制在钢筋棚集中进行，钢筋笼分节制作运输，一般为8～10m，现场进行钢筋笼接长，接茬采用丝扣连接。拖车运输，16t汽车起重机吊装入孔。制作允许偏差为：主筋间距±10㎜，箍筋间距±20㎜，骨架外径±10㎜，骨架倾斜度0.5%。（2）钢筋骨架内设加强劲和的内撑架防止在运输和就位时变形,钢筋笼每2.0m加设一道支撑筋，防止装吊时变形吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外形轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。（3）钢筋笼在入孔前，按设计图纸要求在骨架外侧设置好耳筋，以保证钢筋保护层厚度。（4）钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，入孔后位置正确，符合设计要求，并牢固定位（设置好防浮钢管支撑）或将其中4根主筋适当加长，焊于钢护筒上，上压钻机。钢筋骨架吊放偏差为：骨架保护层厚度±20㎜，骨架中心平面位置20㎜，骨架顶端高程±20㎜，骨架底面高程±50㎜。6、水下混凝土灌注钻孔桩水下混凝土拌制在搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，导管法灌注，导管直径采用φ300㎜。（1）灌注准备:在清孔过程中，对各类设备进行检修，备足原材料。导管使用前，进行过球、水密、承压及接头抗拉试验。（2）水下混凝土材料：粗骨料采用碎石，可根据试验要求调整含砂率。粗骨料粒径最大不超过35㎜，细骨料采用级配良好的中粗砂，水泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，未经监理批准不使用缓凝剂。混凝土各项技术指标为：初凝时间﹥2.5h，含砂率0.4～0.5，水灰比0.5～0.6，坍落度18