钻孔灌注桩施工工艺方案

钻孔灌注桩施工工艺方案1、施工准备；进场以来，在项目部统一领导协调下，K46+080大桥征地工作逐步展开。现工作面已基本具备，钢筋加工厂已建成，便道已经从省道13线修至桥位处。经积极联系、协调电力局，施工用电已从电网敷设布置到施工现场，在施工现场安装一台120KWA变压器，可保证用电需要，满足钻孔及浇筑混凝土电力负荷要求。计划混凝土在拌和站集中拌制，混凝土运输车运输。目前2台混凝土运输车（12m3）已进场，可以满足需要。劳务队已进场，准备工作已完善，在施工现场搭建了施工驻地，方便施工，利于管理。工作面已经平整，人员到位，机械进场，切实做到了“三通一平”，具备开工条件。对施工环境进行全面摸底，对施工水源，材料进行调查，取样、试验，并对所有施工材料按规定的方法进行试验检测。外购材料必须三证齐全（即：出厂证、检验证和合格证）。同时做好混凝土设计配合比和施工配合比、水灰比等试验，给施工配料提供可靠的依据。2、桩位复测对原测设的所有永久性标桩，现场导线点，水准点进行了核对、复测，对桥位中线及孔径中心线进行了复核，并对导线点，水准点进行了加密，建立了完善的平面控制网和高程控制网。测量放样主要使用全站仪进行，根据待放桩位的中心坐标和附近两个互视的导线点坐标，利用坐标法放出了桩位中心桩，为便于检查复核，在中心桩附近，在纵横方向上各设置两排保护桩。为了测量方便，增设了临时导线点和水准点，并测验设精密导线网控制各墩台中心线，测设方法符合有关规定。测设成果已报监理工程师审核批准。3、埋设护筒护筒的作用为固定桩位，引导钻锥方向，隔离地面水以免流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水位或施工水位有一定高度，形成静水压力，以保护孔壁不致坍塌等作用。护筒内径比钻孔桩设计直径大40mm筒顶端高度，除满足施工要求外，应高出地面0.3m、地下水位、常水位1.5m以上，使护筒内水能产生15Kpa以上的静水压力。护筒平面位置与垂直度是否准确、护筒周围与护筒底部是否紧密对于成孔、成桩的质量有重大的影响。因此埋设护筒应认真仔细，并符合有关要求。护筒采用钢护筒，板厚6mm，护筒长2m，直径大于桩径40cm。护筒采用人工挖孔埋设，挖孔前必须认真查阅管线图纸，确保桩位处没有地下管线穿越。如果遇到地下管线，现场施工人员应及时向项目部反映，得到妥善处理后方可继续施工。护筒外侧用粘土分层填筑夯实，以防止漏浆和坍塌；护筒中心于桩中心位置偏差不大于20mm,护筒的顶端高度应高出地面30cm。4、泥浆调制根据本工程地质情况，泥浆用优质粘土调制，钻孔时孔内泥浆比重控制在1.05～1.2之间，粘度控制在16s～22s。泥浆池分为供浆池、沉淀池、废浆池，各池采用砖砌成池，各池用循环槽连接，采用重力沉淀法净化泥浆。钻孔泥浆选用相对密度低、粘度好、固壁能力高的粘土（或膨润土）配制而成。泥浆性能指标见以下表格：为确保泥浆质量满足钻孔施工需要，钻孔施工过程中应对泥浆性能指标进行连续监测，钻进过程中每隔2小时测定一次进浆口和排渣口的全套泥浆指标，并根据监测结果通过加水或掺加新鲜泥浆的办法及时调整泥浆参数。5、钻机就位钻机平台处理好、测量放样报检合格后，即可拼装钻机就位。底座采用枕木垫实，保证钻机平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。钻架架立稳固后，在安装有关机具设备时，以使起重滑轮、转向滑轮和绞车三者在同一竖直平面内为宜，钻锤中心与桩中心偏差不得大于2cm。孔口周围必须有良好的排水系统，确保钻机处地面不受水浸泡。在对供浆、供电系统等进行仔细检查，完善后，现场技术员会同监理检查验收，验收通过后方可开钻。开钻前复测工作平台和护筒口高程，以控制桩深，沉淀层厚度，钢筋笼底高程，水下砼灌注高程等。6、钻机钻孔（1）调制护壁泥浆：护壁泥浆采用粘土悬浮泥浆其性能应达到钻孔所需的试验标准。每台钻机敷设三个砖砌泥浆箱，泥浆按试验要求调制，清渣、弃渣统一处理，不能乱倒。根据工程特点，泥浆采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm的粘土颗粒含量大于50%的粘土配制，粘土配制泥浆主要有比重低、粘度好、含砂量少、失水小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、造浆能力高等优点。贮浆池的泥浆经泥浆泵和进浆管压入孔中，使从井底悬浮钻渣的泥浆上升溢出护桶口，再通过出浆槽流到沉淀池，在沉淀池将粗粒钻渣沉淀净化后再循环至贮浆池。（2）检查钻孔直径和垂直度，自始至终做好钻孔记录。开钻前请监理工程师检验，就位符合要求后方可开钻。（3）钻孔a.开始冲孔时一般地表土质比较松软，宜采用低锤快打，使孔口孔壁逐渐挤压密实，但不可冲击过猛，以免产生塌孔。b.冲孔过程中升降钻具的速度不可太快，起钻时钻具要稳不得摇晃，以免碰撞孔壁。c.孔内岩层若为断层，同一平面软硬差别较大，或是倾斜面时，应采用低锤慢打，冲击不可过猛过急，以免造成偏孔和倾斜。d.冲孔时发现打锤不进尺，甚至发生孔深变浅时，应立即停锤检查是否遇到流沙。如为流沙层立即抛填粒径20cm以上的片时，再加黏土，石子护壁料，低锤快打，边冲边挤，将片石、石子、黏土、和泥浆逐渐挤入流沙层，形成坚固孔壁。发现流沙后护壁泥浆比重应提高到1.6以上。e.冲孔过程中，在开孔阶段3-4m内不可掏渣，以便石渣泥浆尽量挤入孔壁周围空隙，待冲到4-5m后，进行正常冲孔阶段时再掏渣。掏渣时应及时加水，保持孔口水头，防止塌孔，掏渣后立即向孔内投入护壁料，以保持泥浆正常稠度。一般每工班掏渣1-2次。f.钻孔作业应分班连续进行，应经常对钻孔泥浆进行试验，随时注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明岩层，并记入记录表中，以便与地质断面图核对。若由于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。继续开钻再进行清孔，待泥浆基本除净后才能下钻。g.钻进过程中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼作成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的5倍。每钻进4-6m或土层变化处，都必须检孔，不可采用重压或强插检孔器的方式检孔。h.钻孔结束后，经过测量孔深已达设计孔深，立即吊装钢筋笼。7、终孔检查及清孔（1）清孔清孔的目的是使孔底沉渣厚度、循环液中钻渣含量和孔壁泥垢厚度符合质量要求或设计要求，本工程孔底沉渣要求不超过20cm。清孔方案分为两次清孔，第一次清孔在终孔时停止钻进，将钻头提离孔底50~80mm，维持冲洗液循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新鲜泥浆，直到达到清孔要求为止。第二次清孔在灌注砼之前进行，通过导管循环泥浆进行清孔，要求孔底沉渣不超过规定要求，泥浆比重控制在1.03-1.1之内（符合上表要求）。清孔要求：清孔过程中必须始终保持孔内原有水头差，以防坍孔。清孔结束后，现场技术员要会同监理探测孔底沉渣厚度，沉渣厚度用圆锥形测锤（重4-6kg）测定。如果发现沉渣厚度超过设计或规范要求，则应重新清孔，只有检验合格方能进行下一道工序，并认真做好清孔记录。（2）检孔桩孔钻至设计标高后，应进行孔深、孔径、倾斜度和泥浆指标的检验，自检合格后报监理工程师进行终孔检查，并填写终孔检验记录。将钻头从孔中提出后，用检孔器进行测孔径，检孔器直径等于设计直径，长度取设计桩径的5倍；（3）泥浆排污；现场开挖泥浆沉淀池长5m深2m宽5m，沉淀池容积50立方米，可容纳三根桩基的泥浆排污。清孔时将泥浆排入沉淀池，待泥浆沉淀后将沉淀池内的水泵入其他正在施钻的孔内重复利用，沉淀后的泥浆待水分蒸发后掩埋处理并回复原地貌。沉淀池四周需设立围挡设施，设置明显的标示牌防止人畜、车辆等误入沉淀池。8、钢筋笼加工及安装（1）焊接钢筋在钢筋加工棚内进行，加工棚外用钢管架设支架，外面用篷布覆盖，以保证钢筋的焊接质量。当必须在屋外加工时，最低温度不得小于-20℃，并且采用篷布对现有的钢筋场地围绕起来，以达到防雪挡风目的。a.按照设计尺寸要求制作加强筋，加强筋焊缝采用双面搭焊，焊缝长不小于5d，按图纸要求每两米左右设置一个。b.检测管采用优质管材，根据设计要求布置3根声测管，在全桩长范围内固定在加强筋内侧；在吊放入孔时用十号铁线绑扎在加强筋及主筋上。声测管接头要内壁平整、密封，保证管内畅通、不漏水；顶部、底部要用堵头板焊接密封。声测管使用前要对其进行水密实验，防止水泥浆液渗入孔内造成堵塞。c.在加强筋上标出主筋位置，然后将主筋依次点焊在加强筋上。d.钢筋笼分段加工制作完成后，存放在平整、干燥的场地上，钢筋笼底应离开地面不小于20厘米。按不同桩孔号分类、编号存放。e.钢筋笼制作完成自检合格后，报现场施工员、质检员检查填写钢筋检验单，通过后报请监理进行检查。f.钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm。(2)钢筋笼安放：桩基成孔并经检测合格、监理工程师检验认可后，即可将经检验合格的钢筋笼运至现场安放入孔。a.钢筋笼的起吊和就位利用吊机或钻机进行。为保证钢筋笼起吊时不变形，在吊点处加强筋焊缝补强，并在吊点加强筋内设置十字撑，十字撑在下放时割除。b.钢筋笼安放过程中用刚度大的型钢固定位置后再进行滚轧直螺纹连接接头。c.为防止钢筋偏位及满足保护层要求，在加强筋位置螺旋筋外侧设置定位筋，沿周边等分设置4个，每个两米设一组，每组四根均匀设于桩基加强筋四周。d.钢筋笼顶端沿周边均匀设置4只吊环，采用Φ25Ⅱ级钢筋制作，控制好钢筋长度以保证钢筋笼受力均衡、位置正确。e.为了防止钢筋笼偏位，采用导向钢管作临时限位装置，导向管采用Φ50mm钢管，长度6米，沿骨架圆周均布设置4根，分别与钢筋骨架顶部两道加强筋联结（灌注至导向管底上两米时将导向管抽出）。f.下放完成后钢筋班组负责人、施工员、质检员填写钢筋加工及安装工程质量检验报告单并请监理检查、签字。g.钢筋骨架吊放的允许偏差为：骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。9、安放水下砼导管和漏斗，二次清孔导管、漏斗吊装前应试拼，接口连接严密，牢固。吊装时，导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验。砼利用管径不小于25cm的丝扣密封导管节灌注，导管应进行水密封、承压和接头抗拉试验。钢筋笼固定后，在灌注水下砼前用丝扣密封管进行二次清孔，此次清孔是灌注前最后一次清孔，主要针对泥浆的性能指标及孔底的沉淀层，泥浆的性能指标要达到相对1.03～1.1，粘度17～20，含砂率＜4%，沉淀层厚度不大于5cm，如清孔不达标，则需继续进行直到符合要求为止。10、灌注水下砼（1）首盘混凝土的制备a.水下混凝土配合比设计:桩基水下混凝土配合比，按照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）2000）要求，坍落度控制在180mm～220mm。为确保混凝土初凝时间不小于12h，砼由拌和场统一拌和，专用砼运输车运输。b.水下混凝土灌注机具准备:钻孔桩水下混凝土采用直升导管法灌注,导管接头采用丝扣连接,直径250mm，壁厚4mm，分段长度2.0m，1.0m，0.5m。c.水下混凝土灌注:（1）按照规范要求，首批灌注混凝土的数量应能满足导管埋置深度（≥1.0米）和填充导管底部的需要。本桥桩径为Φ1300mm，桩长10～20米。现计算首批灌注混凝土量，计算式如下（以10m桩长为例）：V=Hc×πD/4+h1×πd/4式中Hc——导管初次埋深加导管底至桩孔底间距：1.5+0.4=1.9mh1——孔内砼高度达Hc时，导管内砼柱与导管外水压平衡所需高度。h1=（10-1.9）×10.1/24=3.51md：导管直径，D：桩径V=1.9×π×1.3/4+3.51×π×0.25/4=2.629m3³h1Hchwh2h3其中，导管下口至孔底的距离控制在40cm，且导管初埋混凝土深度为1.5m，故首盘砼方量应大于2.629m3，除首盘混凝土用量外，须再备用一车混凝土。（2）现场技术员应根据上面所计算的首盘方量进行施工，实际施工时可采用小料斗加混凝土罐车快放方式进行，因混凝土灌注速度较快，为防止泥浆外溢，应在灌注前适当降低孔内泥浆面高度，以满足1.5倍首斗混凝土方量为宜，并配合泥浆泵快速抽浆，确保首盘压管成功。（3）混凝土灌注过程中，应尽量保持灌注连续性，并尽可