桥梁钻孔灌注桩施工方案全解

温州市瓯海大道西段快速路工程四标段桥梁钻孔灌注桩施工方案LOGO第五组：杨飞，戴毓琦，赵凯，华振康，张鑫，黄晓云工程概况温州市瓯海大道西段快速路工程四标段全部为钻孔灌注桩基础，桩径分1.0m、1.2m、1.3m、1.5m和1.8m五种类型，分别适用于主线标准段及匝道、大跨箱梁，地表层为淤泥层地层覆盖，根据地质测绘和钻孔资料，本标段钻孔桩均为嵌岩桩，以中风化凝灰岩为持力层。全桥段为桩号K5+185-K6+201全长1016米，钻孔灌注桩共有248根，其中1m直径8根；1.2m直径184根；1.3m直径20根；1.5m直径24根；1.8m直径12根,桩基混凝土强度等级为C25，桩基检测采用超声波检验(有资质的检测单位,由监理单位和业主定)，按照多排桩50%，单排桩100%比例预埋声测管。钻孔灌注桩施工前先采用篮板对桩基施工场地进行维护，修筑临时改线道路，并设置明显的路标信号指示。参予单位1、总包单位：宁波市政工程建设集团股份有限公司2、设计单位：杭州市城建设计研究院有限公司3、监理单位：上海浦桥工程建设监理有限公司4、勘察单位：浙江省工程物探勘院5、建设单位：温州市瓯海大道工程建设指挥部编制依据1、温州市瓯海大道西段快速路工程Ⅳ标招标文件及相关的设计图纸、招标文件答疑及技术补充规范；2、现行国家及温州市有关本工程应遵循的设计、施工规范、验收评定标准及其它相关规定、标准；3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）4、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）6、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）7、《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2003J257-200）一、准备工作：1、准备场地。三通一平：通水，通电，施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。2、测量放样首先根据设计提供的墩位中心桩坐标及方向角用全站仪定出中心控制桩及法向控制桩，然后以此测放出钻孔灌注桩桩位中心及其攀线桩。桩位中心控制桩及法向控制桩必须经过监理复核后才能使用。3、护筒的埋设★钻孔前要在测定的桩位，准确埋设护筒，用以固定钻孔位置；隔离地面水；提高井内水头以增大井内的静水压力；稳定孔口土壤和保护孔壁不坍以利钻孔工作进行。护筒采用钢护筒,由3mm钢板、4mm×30mm扁钢箍和40mm×4mm角钢肋焊制而成，护筒高2m，内径大于设计桩径30～40cm。护筒埋设方法和注意事项如下：⑴钢护筒埋设时，先在桩位处挖比护筒外径大20cm～40cm的圆坑，在坑底填筑50cm左右厚的粘土并分层夯实；再通过定位的控制桩放样把钻孔的中心位置标于坑底；然后把护筒吊进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线定在护筒顶部，移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直；此后即在护筒周围对称、均匀的回填最佳含水量的粘土，分层夯实，使之达到最佳密实度，夯填时要防治护筒偏斜。筒埋设示意图。⑵分层夯实时，每夯完一层要检查一次护筒的中心位置和垂直度。填平后要挂上垂球再检查一次，发现偏差立即纠正。⑶护筒顶要高出地面0.3m左右，并在顶部焊加强筋和吊耳，开出水口。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。护筒埋设示意图1-护筒2-夯实粘土3-砂土4-施工水位护筒埋设•4、制备泥浆：•泥浆在钻孔中的作用：在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔;泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用；同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；泥浆密度大，具有挟带钻渣作用，利于钻渣的排出。因此在钻孔的过程中，孔内应保持一定稠度的泥浆，一般密度以1.1～1.3g/cm3为宜。二、钻孔采用CZ-30型冲击钻成孔，其成孔工艺如下：1、机具布置埋好护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位（采用16t汽车吊安装，桩机为自行走，下垫20cm*20cm方木），立好钻架，对准桩孔中心，拉好风缆绳，开始冲击钻进，泥浆循环。a、泥浆循环采用箱式循环箱，必须根据建管文件的有关要求及时做好硬地坪，避免泥浆外泄。泥浆必须采用专用槽车及时外运。b、泥浆池采用φ48钢管加安全绿网维护，以泥浆池尺寸外放50cm，维护立杆间距为1.2m入土深度不小于50cm，横杆间距为60cm/道。2、开孔开钻时先在孔内灌注泥浆，进行泥浆护壁，以保持孔壁在钻进过程中不塌孔。泥浆的制备方法是将粘土直接投入到钻孔中，利用钻锥冲击制造泥浆。钻孔泥浆采用优质的粘土制备，泥浆应符合下列技术要求：胶体率不低于95%;含砂率不大于4%;造浆率不低于0.006m3/kg～0.008m3/kg;泥浆性能指标须符合下列技术要求：泥浆相对密度1.20～1.40;含砂率≦4%;胶体率≧95%;失水率≦20ml/30min;粘度20～30Pa·s;泥皮厚≦3mL/30min;静切力3～5pa;酸碱度（PH）8～11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，掏渣后要及时补水。在砂及卵石夹土等松散层钻进时按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时反复冲击2～3次。钻孔遇有卵石现象时，宜加大泥浆减少片石的比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。正常钻进时要注意以下事项：①冲程要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时宜采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层时宜采用中冲程（约75cm）。在通过高液限粘土、含沙低液限粘土时，宜采用中冲程。在易坍塌或碎石地段宜采用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。②在通过碎石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔现象。③要注意均匀地松放钢丝绳长度。一般在松软土层每次可送省5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm～5cm。应注意防治松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。3、掏渣采用掏渣筒掏渣，破碎的钻渣，部分和泥浆一起挤入孔壁，大部分靠掏渣筒清除出孔外，在冲击一定时间后，将冲击锥提出，换上掏渣筒，下入孔底掏取钻渣，倒进钻孔外的倒渣沟中。掏渣后要及时向孔内添加粘土和清水以维护水头高度，粘土一次不可投入过多，以免粘锥，卡锥。4、分级钻进为适应钻机负荷能力，在钻大孔时，要分级扩钻到设计孔径，当用十字式钻锥钻150cm以上孔径时，一般分两级钻进。第一次钻头直径可为孔径的0.4～0.6倍。当用管锥钻70cm以上孔径时，一般分2～4级钻进。分级钻进时，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，可先在小孔钻成后向小孔填泥块1/4～1/3孔深处。一般先钻的孔只宜超前数米，随后即钻次级的孔；如超前过深，将使先钻的孔淤塞。5、检孔钻进中采用检孔器验孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。每钻进4m～6m，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软塑粘土、低液限粘土等）或更换钻锥前，都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锥时，要先用检孔器检孔到底后，才可放入新钻锥钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器的方法检孔。当检孔器不能沉到原来钻进的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，要考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置继续钻孔。不得用钻锥修孔，以防卡钻。6、钻孔的安全要求冲击锥起吊要平稳，防止冲撞护筒和孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止钻锥撞击人身事故；因故停机时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。7、注意问题①冲击钻钻孔时，为防止冲击震动造成邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌混凝土的凝固，影响邻桩混凝土质量，要待邻孔混凝土浇灌完毕，并达到2.5MPa抗压强度后，才能开钻。②钻孔和冲孔工作要一气呵成，中间停顿时间不得过长，如因工休或其他原因停止钻进时，不得将钻头停放在孔底，以免泥浆吸住钻头。继续开钻时应先进行清孔，待沉淀泥浆基本除净后才能下钻。若钻孔结束后，经过测量孔深已达到设计要求时（一般应较设计深度加深0.5m）即吊装钢筋骨架，如预计钻孔完成后不能紧接着进行骨架吊装和灌注混凝土时，不得拆除钻孔设备。③钻孔时须及时记录，在土层变化处捞取渣样，判明土层，以便与地质剖面图相核对。当与地质剖面图严重不符实，要及时向监理工程师汇报，并按监理工程师的指示处理。④钻孔周围地面上不得堆放重物和杂物，孔口附近应清除积水经常保持排水良好，场地干燥。施钻过程中，并应随时检查护筒四周填土变化，注意是否有沉陷坍塌现象。三、清孔钻孔达到图纸设计深度后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准后，要立即二次进行清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位以上1.5m～2.0m，以防止钻孔的任何塌陷。采用掏渣法清孔，要求用手摸泥浆中无2mm～3mm大的颗粒为止，并且泥浆的密度减少到1.03～1.1。清孔前，投入水泥1～2袋，通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次，使孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物，然后用掏渣筒掏出。降低泥浆相对密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆相对密度逐渐降低后向孔口溢出，达到所要求的清孔标准后，即可停止清孔。清孔时，要将附着于护壁筒的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣和泥沙等沉淀物清除。清孔按图纸要求和清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合图纸规定值。对于大直径、深孔，要在掏渣清孔后，再用气举抽浆法清孔。四、钻孔检查及允许误差钻孔在终孔和清孔后，采用测孔仪对孔径、孔形和倾斜度进行测定，钢筋检孔器辅助检测。检测结果报请监理工程师复查。如经检查发现缺陷，例如中心线不符，超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等，对这些缺陷书面报告监理工程师，并采取适当措施，予以改正。钻孔的允许偏差应符合表8－1的规定。五、钢筋骨架的制作与安放钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，每节长度9～12m，运至现场后采用16t履带式起重机吊入孔内或钻机附带吊进，并在孔口进行剥肋滚压套筒接长及焊接接长。钢筋骨架制作采用加强筋（间距2m）成型法，加强筋自身搭接部分采用双面焊，制作时加强筋点焊在主筋内侧，校正好加强筋与主筋的垂直度，然后点焊牢固，布好螺旋筋并点焊于主筋上，按设计在每根加强筋四周均匀焊接4根定位钢筋；焊接加工要确保主筋在搭接区断面接头不大于50%，直径≧25mm的钢筋采用剥肋滚压套筒接长，焊接采用单面焊焊缝长不小于10d（d为钢筋直径）。钢筋骨架采用25t汽车起重机起吊，第一段放入孔内用钢管临时固定在护筒口，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与桩机焊牢。钢筋骨架在下放时注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不得大于±5cm。钢筋骨架安放注意事项在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。钢筋骨架吊装示意图六、灌注水下混凝土（一）、准备工作：水下混凝土灌注采用导管法。导管接头为卡口式，直径300mm，壁厚10mm，每节管长2m。导管在使用前须进行水密、承压和接头抗拉试验。灌注混凝土前要将灌注机具如储料斗、溜槽、漏斗等准备好。导管在吊入孔内时，其位置要居中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。水下混凝土设计强度等级C25，水灰比宜为0.5～0.6，坍落度宜为18～20cm，水泥