钻孔灌注桩施工方案--第二版(人工挖孔)

-1-钻孔灌注桩施工方案一、编制依据1、新建兰新铁路第二双线兰州至西宁施工图：《兰乌二线施桥参07-01～07》；《兰乌二线施桥参07-10》；《兰乌二线施桥(特)LXS-3(标)-5A》。2、施工规范及验收标准：《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）；《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）；《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)；《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)；《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424-2003)；《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)；《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)；《客运专线高性能砼暂行技术条件》（科技基[2005]101号）；《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-1999)。二、工程概况、场地条件和布置1、工程概况(1)地理位置兰新铁路甘青段平安湟水河特大桥147+729.54～DK163+833.52段位于青海省乐都县和平安县，跨越湟水河，地形较为平坦开阔，变化不大，地面高程在2050～2105m之间，沿线多为耕地、村庄，冲沟、灌溉渠分布较多。(2)地质条件本段地层较复杂，桥址范围内主要地层为第四系全新统人工填土、砂质黄土、黏质黄土、冲积细圆砾土、粗圆砾土、卵石土；第四系上更新统风积砂质黄土、黏质黄土；上第三系泥岩、砂岩及石膏岩，各地层岩性特征描述如下：人工填土（Q4ml3）：1～5m；砂质黄土（Q4al3）：1～15m；-2-黏质黄土（Q4al3）：1～12m；细砂（Q4al4）：0.5～2m；粗圆砾土（Q4al6）：5～8m；卵石土（Q4al7）：2～10m；碎石土（Q4dl7）：15～20m;砂质黄土（Q3eol3）：5～30m；黏质黄土（Q3al3）：10～20m；泥岩（N1Ms）：10～15m；砂岩（N1Ms）：5～35m；(3)气候特征沿线所经地区属中温带亚湿润季风区气候，其特点是：四季分明，春季干旱多大风，夏季湿润多降雨，秋季凉爽多早霜，冬季寒冷而漫长。年平均气温4.4℃～8.4℃，极端最高温度36.1℃～39.8℃，极端最低温度-39.9℃～-32.8℃，年平均降雨量481.8～682.7mm，年平均蒸发量1226.0～1781.5mm，平均相对湿度64%，年平均风速2.8～3.9m/s，最大定时风速12.0～34.0m/s，年平均八级以上大风日数4～40.5天，最大月平均日温差11.6℃～14.3℃，最大积雪厚度17～30cm。(4)主要工程数量①平安湟水河特大桥共467跨简支箱梁、6跨连续梁、484个桥墩、2个桥台。钻孔灌注桩型号为φ1.00m、φ1.25m、φ1.50m三种，桩长范围18m～50m，主筋保护层厚度均为100mm。起、止里程为DK147+729.54～DK163+833.52，全长16103.98m。②第二松花江特大桥钻孔桩主要工程数量见下表表1.1钻孔桩工程数量表序号名称型号单位数量1混凝土C30m3134948.42钢筋φ25kg273954.023φ22kg306095.954φ20kg4382912.555φ16kg312744.026φ10kg65064.577φ8kg466731.73-3-2、施工用电、用水、临时设施：(1)工地施工用水主要用于钻机施工搅拌泥浆液冲洗导管等，根据现场情况，抽取湟水河水为主要施工用水，离县区较近的工段尽量采用自来水，以上两种条件都不具备的工段采用水车拉水。(2)本工程用电主要为钢筋加工设备和钻机用电，现场接35KV施工专线接六台变压器作为主供电源，配备20台200KW发电机用于施工备用。(3)临建：施工现场租赁当地民房，可满足人员居住条件。三、项目组织机构本段由中交一航局兰新铁路甘青段项目经理部四工区承担施工任务，成立以经理杜文辉为组长的领导管理小组，对平安湟水河特大桥钻孔灌注桩的施工进行全面监控。图3.1钻孔桩工程组织机构图四、钻孔桩施工进度计划2010年4月18日～11月30日完成钻孔桩1013根。2011年1月1日～8月1日完成钻孔桩3113根。（全部完成）五、施工方案及方法-4-1、施工总体思路平安湟水河特大桥钻孔桩采用1台旋挖钻、50台冲击钻机进行间隔跳打法同时施工，计划日成桩12根进行24小时循环连续作业。(1)首架方向施工时由乐都制梁场位置处（DK148+750）32#、33#墩向两端施工，具体施工顺序如下。32#墩→0#墩(兰台)、DK153+778连续梁、DK154+137连续梁、DK154+519连续梁、33#墩→97#墩、DK160+854连续梁、109#墩→485#墩。(2)先期开工点由于DK154+100～DK155+100、DK156+200～DK156+600、DK162+650～DK163+833.52三个工段前期征地工作开展顺利，现已具备施工条件，所以这三个工段作为先期开工点进行施工。2、施工工艺及流程：详见附图1旋挖钻施工工艺流程图、附图2冲击钻施工工艺流程图3、钻孔桩成孔工艺：本标段钻孔桩基础施工将根据现场实际地质情况采用不同的成孔方法，当地质情况为粘土、砂土及卵砾石较小的地层时，采用旋转钻机钻孔；当地质情况为岩层、卵砾石较大的地层时，采用冲击钻机钻孔；在无水、少水，孔壁不易坍塌、孔深少于20米的桩基采用人工挖孔桩施工。(1)旋挖钻：①测量定位根据图纸提供的设计参数，计算出各桩位的中心坐标，用GPS全球定位系统进行桩位施测，采用十字护桩定位控制中心桩位的准确性。②护筒埋设桩位施测完毕后，进行埋设护筒，护筒钢板厚3mm，长度2m～4m，高出地面20～30cm，内直径比设计桩径大200mm，用粘性土质封堵填塞周围空隙。护筒顶面位置偏差不大于50mm，斜度误差不大于1%。-5-③钻机自行就位首先要保证钻机下地积不产生沉陷，在钻机就位时，先将地面整平压实，钻杆调整垂直，然后检查护筒埋设后从新定出的桩中心与钻头中心是否相重合，如果偏差较大应调整钻机位置，确保钻孔的中心符合设计要求。④钻进成孔以钻头自重并加油压作为钻进动力，开孔钻进。粘土层钻进，每次钻程一般控制在300～500mm。砂砾石层钻进时，采用加压钻进并考虑必要的扭矩、压力，确定钻斗转数。待钻斗内装满砂、土后，提升钻斗卸土，同时注意地下水位变化，注入泥浆。关闭钻头活门，转至钻进位置，并固定旋转体上部。为防止出现孔壁坍塌事故，钻斗升降速度控制在0.8～0.9m/s，空斗时控制在1.1～1.3m/s。接近桩端时，缓慢上提钻斗，防止由于钻斗的吸引扰动桩端持力层。钻进过程中，经常检查刀尖磨损情况，保证钻斗外径与刀尖之间的距离，防止升降、旋转时刀尖刮伤孔壁。钻至地层分界处时，提前控制钻程，确保一个钻程穿过地层分界处。在接近设计孔底时，适当控制钻进速度及钻程，防止超深过多。在钻孔过程中注意检查泥浆比重和成孔倾斜率。达到设计深度后，对孔位、孔径、孔深和孔形进行全面检查，并规范填写钻孔记录表。钻孔过程中注意土壤变化，并与设计土层核对，发现异常及时报告。⑤清孔、验孔钻进至设计高程时，进行一次沉渣处理后提钻。第一次清孔需用密封性能好、带挡板的钻斗清除孔底沉渣。如沉渣时间较长时，采用泥浆泵清孔。根据所下钻杆长度初验孔深，再采用探孔器检测，若孔深、孔径达到设计要求，立即检查泥浆比重，用调好比重的泥浆进行换浆清孔，依规范要求摩擦桩沉渣不大于30cm，在换浆清孔时，应及时向孔内补充泥浆，以保持孔内水位，避免坍孔。直到排出的泥浆含砂率与换入的泥浆含砂率接近时方可结束清孔工作并进行现场围护。-6-表5.1钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1护筒预面位置50mm测量检验倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%检验数量：施工单位全部检查⑥特殊地层的处理钻孔至砂性土和粉状土层等松软地层时，采用泥浆护壁来保证不坍孔。按照规范要求，旋挖钻机采用入孔泥浆比重为1.1～1.3，视地质情况而定，可适当加大泥浆比重。入孔黏土的控制指标有：黏度19～28s；含砂率小于4%；胶体率大于95%；PH值大于6.5。为提高泥浆的黏度和胶体率，可由试验决定在泥浆中适量投入烧碱或碳酸钠。⑦成孔施工中的紧急情况应急措施：a钻孔过程中若发生坍孔，先根据地面开裂和沉陷严重程度判断孔内坍塌的严重程度，再根据设计图中地质情况分析出现坍塌的原因，若坍孔不严重，可加大泥浆比重并重复多次扫壁，待孔壁保护层稳定后继续钻进，若坍塌严重或已形成了空洞则需要回填重钻。b若出现流沙现象，则应增大泥浆比重，提高孔内压力或用黏土做成大泥块或泥砖投下，靠钻斗的挤压填堵做成稳定护壁。c弯孔不严重时，可调整钻机钻杆，并经反复上下修孔几次再继续钻进。若出现严重弯孔，则需回填至正常高程后重新钻进。d出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重来采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。⑧质量检测单跨长度≥80m的桥墩桩基、桩径≥2m、桩长≥40m，满足上述三种条件任意一种的桩基采用生测法检测；其余钻孔桩全部采用低应变检测。(2)冲击钻：-7-①施工准备钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。②埋设钢护筒护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。③开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。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。④安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。⑤钻进开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。-8-在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。⑥检孔钻孔完成后，用电子测斜仪或检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔。⑦清孔清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔时采用气举法将孔底沉渣清理干净，严禁采用加深孔深替代清孔。⑧质量检测：同上。(3)人工挖孔桩：A.施工工艺及技术要求a.场地平整平整场地、清除杂物、夯打密实。桩位处地面，高出周围地面50厘米左右，场地四周开挖排水沟，防止地表水流入孔内。b.测量放样进行施工放样，施工队配合测量班按设计图纸定出孔位，经检查无误后，由施工队埋设十字护桩，十字护桩必