冲击钻孔灌注桩试桩施工方案

冲击钻孔灌注桩试桩方案一、编制目的选择具有代表性的桩位,通过冲击钻机钻孔灌注桩试桩试验，确定有关钻孔灌注桩的施工参数、施工工艺，并形成具有指导性意义的施工方法，具体指导桥梁钻孔灌注桩的施工。试桩目的主要包含以下几项内容。通过试验对该区域钻孔灌注桩的泥浆级配、水下混凝土级配、成孔、成桩、清孔、下钢筋笼、二次清孔、灌混凝土等施工工艺进行专题研究及科学试验与检测分析。为确定合适的施工机具设备，确定钻孔灌注桩的施工工艺等提供重要的参数。二、编制依据1.招投标文件和施工承包合同2.三门峡至淅川高速公路卢氏至西坪段工程三阶段施工设计图3.交通部标准《公路工程地质勘查规范》（JTGC-2011）；4.交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；5.交通部标准《公路工程抗震规范》（JTJ004-89）；6.交通部标准《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）；7.交通部标准《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-1-2004）；8.从工地现场调查、采集、咨询、图纸审核所获取的资料；国家、地方政府有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例.三、地质资料及工程概况1.地质资料：桥位所在地隶属三门峡市卢氏县东明镇和横涧乡交界处，桥址中部为河谷漫滩地形，跨越洛河。覆盖层主要为第四系中更新统风积成因的老黄土，冲积成因的卵（砾）石，全新统冲积成因的粉质黏土，卵石，圆砾，坡积成因的碎石。基岩为第三系卢氏组泥岩，上元古界栾川群煤窑沟组强～中风化片岩、石英片岩、碳质板岩及中元古界管道口群巡检司组强～中风大理岩。桥址区岩性三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案1较复杂，岩体软硬及风化不均，节理级发育～发育，岩体破碎～级破碎，据岩石抗压结果显示岩体软硬不均，岩块单轴抗压强度值离散性较大。施工场地为多种力学性质差异较大的岩土组合地基，对于抗震较为不利，在地震发生时易使构造物发生不均匀沉降、倾斜，属抗震的不利地段。本桥址位于华北与华南古板块拼合部，地质构造复杂，主要表现在深大断裂带卢氏-栾川-确山-固始断裂带。而该深断裂带于中条、王屋山期、晋宁期、燕山期深断裂活动比较强烈，为一长期活动的岩石圈断裂。桥址区未见明显滑坡、崩塌等不良地质现象。岩体局部溶蚀现象发育，见一深约1m的溶洞，对工程地质影响不大。根据资料显示，本区地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。由5#,14#,15#墩附近地势平坦，靠近G209国道，乡村道路，施工条件较好，且能代表该段地质情况，因此拟选定为5#墩右幅4#桩、14#墩左幅4#桩和15#墩左幅4#桩进行试桩施工。2.工程概况：5#墩右幅4#桩桩径1800mm，桩长34m，设计C25砼82.5m3，Φ28用量5351.7kg，Φ10用量628.4kg；14#墩左幅4#桩桩径1800mm，桩长36m，设计C25砼91.6m3，Φ28用量5657.9kg，Φ10用量661.4kg；15#墩左幅4#桩桩径1800mm，桩长36m，设计C25砼91.6m3，Φ28用量5657.9kg，Φ10用量661.4kg。四、施工组织及施工安排试桩由项目部总工程师负责全面施工工作，架子队负责该工程的施工，试验室、测量队负责具体的试验检测和平面位置的控制工作。砼原材料选用试验并报送中心实验室批复的砂石料和水泥，钢筋采用甲控的合格钢材。投入的设备和人员见下表投入的主要机械设备表设备名称规格型号完好状况数量备注钻机CZ-6B良好1吊车25T良好1发电机120KW良好1备用三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案2泥浆泵3PN良好1混凝土罐车12m3良好4电焊机BX500良好4水泵7.5KW良好2钢筋弯曲机GW40A良好1钢筋切割机GJ5-40良好1钢筋调直机GTJ-4/8良好1装载机ZD50D良好1投入的主要人员表编号姓名职称职务备注1赵长义工程师总工程师试桩总负责2赵宏斌工程师技术员现场负责3牟太南工程师技术员4刘玉怀工程师队长5梁丕东工程师现场负责人6高建军工程师测量队长7许红卫试验工程师试验室主任8许俊杰工程师安全主管试桩计划开工日期：2012年10月5日，计划完工日期：2012年10月25日。五、施工工艺本标段准备选择右幅5#墩4#桩、左幅14#墩4#桩、左幅15#墩4#桩作为试验对象，以此为参数，确定最佳的施工工艺参数。钻孔灌注桩的施工顺序为：施工准备→初步放样→恢复定线→护筒埋设→泥浆制备→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测。1．施工准备，初步放样修筑施工场内临时便道，使施工机具顺利进出。配备630kw变压器一台，提三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案3供试桩前期用电，120kw柴油发电机一台备用。施工用水取自1#钢筋加工场生活用水。清除桩基位置的杂草和淤泥夯实后整平，保证钻机在施工中平稳。就近开挖一处30m2基坑，作为泥浆制备循环池。然后根据复测合格，并上报批复的导线点及水准点用全站仪及水准仪定出桩位。放样结束后用钢尺对所放桩位进行相对位置的校核，并做好护桩措施。2．恢复定线，护筒埋设护筒埋设是重要坏节，起到定位、导向作用，护筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，可以有效防止塌孔。护筒内径比桩径大400mm，护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0—2.0m,护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径确定，一般情况埋置深度宜为2—4m。护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，埋设时位置要准确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜度不大于1％。护筒采用钢制护筒，护筒顶部焊加强筋和吊耳，并切割出水口。钻进过程中要经常检查是否发生偏移，并及时纠正。3．钻孔钻机就位后，立好钻架，对准桩位中心，拉好风缆绳。开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度指标根据实际土层试验而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击制浆。开孔在整个过程中应保证孔内水位高出地下水位1.5－2.0m。并低于护筒顶面0.3m以防止泥浆溢出。（1）泥浆的配制：在桥墩附近开挖泥浆池，选择和备足良好的膨润土，造浆量为2倍桩的混凝土体积，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，利用泥浆泵通过φ100泥浆管路输送至各孔位处使用。冲击钻泥浆性能指标如下：泥浆比重：岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。粘度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。为保证成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度必须严格控制，经过实地试验确定泥浆配合比。泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，配制高质量的泥浆，在长期停钻的情况下，沉积物会很少，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。（2）护筒底脚下2～4m范围内一般比较松散易坍孔，按1∶1投入粘土和三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案4小片石（粒径不大于15cm），用冲击钻锥，小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，要重复回填反复冲击2～3次力求孔壁坚实。冲程根据土层情况分别调整，在通过土层中时，采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砂砾石或卵石土层时采用中冲程（75cm），在易坍塌或流砂地段用小冲程，并提高泥浆的粘度和比重。若遇倾斜岩层冲击面不平时，先投入粘土、小片石将表面垫平，再用十字型钻锥进行冲击钻进以防斜孔、坍孔。一般情况下，密实坚硬土层每小时钻进小于5－10cm，松软地层每小时钻进小于15－30cm时，应进行掏渣。或每进尺0.5-1m时掏渣一次。掏至泥浆内含渣明显减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。在开钻阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待4－5m后进行掏渣，正常钻进每班至少掏渣一次。掏渣后应及时向孔内注入清水或添加泥浆以维护水头高度。投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥卡锥。在掏渣过程中认真做好记录，判别地质构造，与设计图纸对比，如有较大出入应立即向项目部现场工程师汇报，每交接班时应详细交待钻入情况和下一班的注意事项，做好交班记录。（3）冲击钻钻孔注意事项①钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作再进行检查。钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。②冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。③钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意及时补充新拌好的泥浆。冲击成孔整个施工过程中，泥浆的损失较小。水头必须始终保证在2m左右，达到有效地防止孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，确保钻孔桩的成孔质量和成孔速度。④钻进过程中，每进5—8尺检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式和进尺速度，在钻至中层易坍层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。⑤因故停止钻孔时，应保持孔内水头和符合要求的泥浆指标。⑥施工中要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层可松绳5－8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3－5cm。应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案5钻机、钻架及钢丝绳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。⑦在任何情况下，最大冲程不宜大于6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。⑧为正确提升钻锥的冲程，用油漆作标记。⑨在掏渣后或因其它原因停止钻孔，开钻后应由低冲程逐级渐加到正常冲程，以免卡钻。⑩冲击锥起吊应平稳，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事故，因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。4．成孔检测、清孔钻孔深度达到设计要求后，对孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等进行检查，填写终孔检查证，经监理工程师签证认可后，进行孔底清碴工作。冲击钻成孔的桩基，用抽碴筒多次从孔内抽取钻碴，并同时向孔内注水以减少泥浆比重到1.1～1.25。当抽碴筒抽出泥浆中无2～3mm大的颗粒则证明抽碴清孔已到目的。为准确判定孔底碴是否清完，用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔，若两次测孔深度相同并与终测孔数字相符时证明孔碴已清理干净，否则还需继续清至达到要求，沉碴厚度不得大于规范要求的标准。清孔应达到以下标准：泥浆比重≯1.1，含砂率＜2%，粘度17～20s，孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒；浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度≯20c。清孔时间不宜过长，注意保持孔内水头在地下水位1.5~2.0m以上，防止坍孔。清孔符合要求后，应在最短时间内灌注水下混凝土。检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用ф22的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（180cm），长度为6m。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。三门峡至淅川高速公路LXTJ-1标项目经理部冲击钻孔灌注桩试桩方案65．钢筋骨架和导管的吊放（1）钢筋骨架的吊放①钢筋的种类、型号及直径应经检查须符合设计要求，钢筋骨架制作完毕应进行检查，并对每节钢筋笼进行编号。②长桩骨架宜根据吊装条件分段进行制作。分段焊接时，钢筋焊接接头应错开。为尽量缩短焊接时间，规定可采用几台焊接机同时进行，焊接质量（应经监理检查）必须满足规范要求。其中直径大于25mm的螺纹钢筋采用螺纹套筒连接。③钢筋骨架在运输和吊放过程中要采取措施防止