特大桥钻进成孔技术交底

新建石家庄至武汉铁路客运专线（河南段）站前工程SWZQ-6标段许漯特大桥钻孔桩施工钻进成孔技术交底中交二航局石武铁路客专（河南段）项目部二零零八年十一月钻孔桩施工钻进成孔技术交底一、质量标准见下表。钻孔桩成孔质量要求及检验方法项目允许偏差检验方法及频率孔径不小于设计值探笼检查孔中心位置50㎜GPS或全站仪检查1次/桩孔深不小于设计规定，测绳测量1次/桩倾斜度＜1%孔深探笼检查沉淀层厚度≤100㎜测绳测量测量至符合要求为止清孔后泥浆指标比重：1.03～1.10，粘度：17～20，砂率：＜2%泥浆比重计检测比重、50000/70000漏斗法检查粘度二、施工工艺流程参见图1。三、各工序施工方法1、场地平整施工前先对场地进行平整，清除杂物，更换软土，夯填密实，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。对于较软地面，更换软土，夯填密实后在钻机作业处铺设路基板，路基板用双层δ8mm钢板制作中间用槽钢联结加固，以免钻机产生不均匀沉降。施工场地与便道之间需碾压修整成平顺坡面，以便钻机及施工车辆能顺利地从施工便道上进出。在开挖泥浆池时，为减少以后承台开挖量和开挖深度，应有意识的用挖机将承台范围内的场地扒低，开挖后的土方用于填筑施工便道。对于在水中的桩基施工，采用筑岛施工。筑岛高度一般较施工时最高水位高出0.5～0.7m。水中钻孔桩施工方案另外编制。2、测量放样首先，对业主提供的平面与高程控制点进行复核，再根据现场地形及通视条件，建立沿桥轴线方向走向的平面及高程测量控制网，同时布设控制点，根据控制点采用GPS全球定位系统进行放样，以每个墩台作为单元测放每个桩位中心点，并设置护桩。桩位中心点偏差不得大于5cm。施工区域内的高程控制网采用四等水准测量的方法进行引测。3、护筒制作及埋设(1)护筒的制作护筒采用8mm厚Q235a钢板卷制成型，护筒的内径为桩径D+20cm。（2）护筒的埋设深度在陆上施工时，护筒埋设深度为1.5～2.5m。当钻孔桩位于水中，施工时采用筑岛方案时，护筒埋设深度的确定方法是：护筒顶标高为筑岛顶标高+20cm，护筒低标高为穿过淤泥质粘土层、细砂层并进入粉质粘土层1m；当钻孔桩位于水中，施工时采用搭设钻孔平台的方案时，护筒顶标高为钻孔平台顶标高+20cm,护筒低标高为穿过淤泥质粘土层、细砂层并进入粉质粘土层1m。（3）护筒的埋设方法当采用回旋钻施工时，护筒的埋设方法是：先由人工将孔位处护筒埋设深度范围的土挖除，再利用吊车将护筒吊装到位后回填夯实。当才用旋挖钻施工时，除可采用以上护筒的埋设方法外，还可采取以下方法：先由旋挖钻头将孔位处护筒埋设深度范围的土挖除，再利用旋挖钻将护筒吊装到位后直接压入土中。水中钻孔桩施工时，护筒需通过打桩机将护筒沉放到位。图1钻孔灌注桩施工工艺流程图护筒埋设时，护筒顶口应高出原地面20-30cm。钢护筒对称设置四个吊点，吊起后使其自然垂直，利用四个吊点形成的十字线，移动下一道工序砼搅拌、输送成桩、养护及桩身质量检测填写灌注记录、制作试件混凝土浇筑安放钢筋骨架钢筋骨架分节制作、验收安放导管监理验收第二次清孔、验收导管制作及水密试验钻机就位、对中校正泥浆制备掏渣取样填写钻孔记录成孔检查、验收测孔径、孔斜、孔深复核孔位，监理认可钢护筒埋设测定孔位钢护筒加工、准备平整场地钢筋进场、检验钻孔原材料进场检验、配合比设计第一次清孔桩位复测测量沉渣厚度护筒，使护筒中心竖直线应与桩中心线重合，然后用全站仪检查，确保护筒竖直且位置准确，保证中心误差不大于50㎜，倾斜度偏差＜1%。验收合格后即在护筒周围对称、均匀的回填粘土，分层夯实，填筑高度以和原地面相平或高出地下水位1.5m为准，待灌桩完毕后拔出钢护筒周转使用。护筒埋设质量要求如下：4、泥浆制备及循环（1）泥浆池的布置为满足环保要求，布置泥浆池时在满足使用要求的前提下应遵循尽量少布置、尽量控制泥浆池面积的原则，并且保证不与周围水塘或鱼塘相连。陆上钻孔桩施工及筑岛方法进行水上钻孔桩施工时，泥浆池采取直接在墩位中间的红线内场地开挖取得；采用搭设钢钻孔平台的方法进行水上钻孔桩施工时，应采用可移动的钢制泥浆池。当采用旋挖钻施工时，泥浆池的大小为长×宽×高=10m×4m×2.5m，每两个墩共用一个。平面示意图如下：序号项目允许偏差检验方法1护筒预面位置50mm测量检查2倾斜度1%3孔位中心50mm4倾斜度1%基坑1:0.5路线中心线1:0.540*50排水沟原地面施工便道承台路线中心线1:0.5红线右边线40*50排水沟原地面30cm掺灰稳定土原地面清表后碾压25cm砖渣或山皮石施工便道30cm掺灰稳定土25cm砖渣或山皮石红线右边线111-1222-2原地面清表后碾压日期审核复核设计便道设计及泥浆池布置图石武高铁项目中交第二航务工程局当采用回旋钻施工时，泥浆池的大小为长×宽×高=7m×5m×2.5m，沉淀池的大小为长×宽×高=7m×5m×2.5m，每两个墩共用一个泥浆池和一个沉淀池。平面示意图如下：基坑1:0.5路线中心线1:0.540*50排水沟原地面施工便道承台路线中心线1:0.5红线右边线40*50排水沟原地面30cm掺灰稳定土原地面清表后碾压25cm砖渣或山皮石施工便道30cm掺灰稳定土25cm砖渣或山皮石红线右边线111-1222-2原地面清表后碾压日期审核复核设计便道设计及泥浆池布置图石武高铁项目中交第二航务工程局（2）泥浆的制备钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，并且针对不同的地质层根据泥浆的性能指标要求进行泥浆配制，造浆配合比、不同地质层下泥浆的性能指标要求见表1、2。表1膨润土造浆配合比（单位：kg）原料名称淡水膨润土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比1008～4膨润土的0.01～0.05%膨润土的0.3～0.5膨润土的0.1～0.3泥浆的0.003%试验确定表2不同地层下泥浆的性能指标要求地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（pH）亚砂土1.20～1.4519～28≥96≤15≤4≤23～59～11淤泥质亚粘土1.20～1.3519～28≥96≤15≤4≤23～59～11粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11亚粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11细砂1.20～1.4519～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11粘土、亚粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11（3）泥浆的循环回旋钻施工时，桩内循环出来的钻渣和泥浆混合物首先通过沉淀池，经沉淀后，泥浆通过自流或利用泥浆泵进入泥浆池，在泥浆池内通过调整膨润土、分散剂的掺量，将泥浆各项性能指标符合施工要求后再泵入桩内进行循环利用。泥浆循环示意图如下：泥浆泵排浆地沟进浆管进浆管造浆池泥浆池泥浆净化器泥浆泵阀门阀门沉淀池排浆地沟钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩泥浆循环系统平面布置示意图旋挖钻施工时，由于泥浆不能循环，因此为确保孔内的水头和泥浆护壁效果，需不断的向泥浆池内补充水和膨润土、分散剂。在钻孔过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时处理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。新制备的泥浆必须检测其全部性能指标，方法如下：（1）相对密度可用泥浆相对密度计测定，其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。（2）粘度可用标准漏斗粘度计测定，其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆，通过过滤网滤出砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗中流出，流满500ml量杯所需的时间（s），即为所测泥浆的粘度。（3）含砂率可用含砂率计测定，其测定方法是将调好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。（4）胶体率的测定方法是将100ml泥浆倒入100ml量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量其体积如为Lml，则胶体率为（100—L）%。（5）失水率（ml/30min）的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆圈，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆坍平的直径（mm），即为失水率。在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。（6）酸碱度的测定方法是取一条PH试纸放在泥浆面上，0.5秒后拿出来与标准颜色相比，即可读出酸碱度值。在钻孔施工中，泥浆可采用泥浆取样盒取样，其取样方法是用双绳控制取样盒的深度和阀门开关，当一绳将取样盒吊到孔中取样部位时，另一绳提升，关闭阀门，上提取样盒出孔口，既完成取样。现场每4～6个小时检测一次泥浆指标，主要控制泥浆池回流泥浆指标。现场检测四个指标：相对比重、粘度、含砂率、胶体率和PH值。5、钻机选型及就位本标段桩长变化范围大，结合钻孔深度、孔径、土质条件、进度等参数选择钻机类型。对60m长度以内的桩基采用旋挖钻（部分旋挖钻只能52m以内的桩基），对长度大于等于60m以上的桩基，钻机选用回旋钻机。旋挖钻施工时，就位操作程序为：钻机移至桩位处，通过操作室内电脑控制系统准确的把钻头对准桩位。调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，垂直度偏差控制在容许范围之内。回旋钻施工时，就位操作程序为：钻机移至桩位处，通过操作钻机自带的横移和纵移系统，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机转盘平台，使其水平，确保钻杆垂直，垂直度偏差控制在容许范围之内。6、成孔①成孔顺序桥墩桩基分别为8根、10根、12根3种形式，同一个墩位上的几根桩应分开施工，即必须等到第一根桩的砼浇筑完毕24小时以后才能施工相邻的第二根桩，依此类推。为了不影响钻机的施工工效，确保桩基质量，同一个墩位桩基成孔顺序见下图。桩基施工顺序图000②钻进成孔A、旋挖钻机成孔工艺旋挖钻机采用筒式钻斗。其钻进成孔工艺为：旋挖成孔首先通过底部带有活门的桶式钻头回转，利用钻头底部的斗齿切削土体，旋转钻斗并施加压力，并直接将其土体装入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，如此反复作业提高成孔效率。钻机就位固定后，调整钻杆垂直度，启动泥浆泵，注入调制好的泥浆，待泥浆输进护筒中一定数量后，钻头对准中心放入护筒内进行钻孔。在护筒内采取低档慢速钻进；钻头至护筒底口附近时，保持低转速，暂停进尺，防止反穿孔，适当时间后，继续低进尺；离开护筒底口1m后方可正常钻进。钻进时，严格观察孔内泥浆水头有无异常变化，防止塌孔。若有异常变化首先提高孔内泥浆水头，降低钻进速度，降低转速，加大泥浆比重。若有卡钻、埋钻等现象应立即提起钻头，提高水头，研究后再钻进。当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行下道工序的施工。B、反循环钻机成孔工艺施工过程中严格控制钻进工艺参数，钻进工艺参数主要指钻压、钻速及洗井参数，其中钻压是影响钻进速度和质量最关键的因素。选择钻进参数的依据主要是地层岩性和地层构造，该桥桩基地层主要以粘土为主。根据地质情况采用与钻孔直径相匹配的刮刀钻头或圆笼式刀片钻头钻进成孔。具体操作要点如下：a、表层粘土层采用反循环钻进，利用刮刀钻头大泵量、中低速钻进，控制进尺。b、砾砂层一般用反循环钻进，如果出现进尺较为困难则采用泵吸反循环钻进，轻压、慢转、大泵量、浓泥浆中低速钻进，控制进尺。并根据地层和钻进情况调整钻进参数，钻进过程中认真观察进尺和排渣情况。当泥浆中含渣量较多或排量减小时，应控制给进速度。c、终孔阶段，反循环钻进，利用刮刀钻头轻压、慢转、大泵量、中低速钻进，控制进尺。d、不论何地层反循环钻进均应减压钻进