高速公路钻孔灌注桩技术方案

共7页，第1页广乐高速公路T2合同段钻孔灌注桩技术方案一、工程概况本标段共有桩基合计1089根，桩长在15m至30m不等，桩径有1.0m、1.2m、1.5m、1.8m、2.0m等五种，桩基位置地基地质覆盖层较薄，多为厚1m至2m的粘土或回填土，以下全-强风化岩层较薄，以下为中-微风化岩层，有砂岩、砾岩、灰岩，局部地质存在溶洞地质。位于场地开阔、平缓处，桩长较长，地下水丰富位置的桩基施工拟采用机械钻孔，由于地质以岩层为主，软土覆盖层较薄，钻孔灌注桩优先选用冲击钻成孔；位于山岭陡坡或机械就位不便位置，桩长不长的桥墩桩基成孔，在满足国家安全作业规范、规定的前提下，拟采用人工挖孔。武江大桥的主墩位于水中，主墩桩基采用围堰筑岛施工，具体桩基成孔施工方案同陆上钻孔桩施工。玉井特大桥桩基础共356根，其中桩径为2.0m的桩有144根，桩径为1.8m的桩有132根，桩径为1.5m的桩有80根，全部桩基均可在陆地上作业。单竹迳特大桥桩基础共196根，其中桩径为2.0m的桩有64根，桩径为1.8m的桩有76根，桩径为1.5m的桩有56根，全部桩基均可在陆地上作业。天顶大桥桩基础共16根，桩径都是1.8m，全部桩基均可在陆地上作业。K17～K20地段主要岩性为灰深灰色灰岩、炭质灰岩，溶洞发育，地表存在落水洞，地下存在隐伏岩溶。采用正循环工艺成孔和清孔，桩垂直度偏差要求不大于1％，桩径偏差要求不得超过－50mm，灌注混凝土前孔底沉渣厚度要求不大于50mm。桩身采用引桥C25、主桥C30水下混凝土，混凝土保护层厚度为70mm，混凝土的防腐等级为一级防护，采用普通硅酸盐水泥。二、质量标准1、保证项目（1）灌注桩用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。（2）成孔深度必须符合设计要求，桩端持力层为中风化红砂岩，桩端进入持力层深度应≥hr（入岩深度）；遇软弱夹层时必须穿越软弱夹层。（3）桩身材料：混凝土等级为引桥C25、主桥C30，为水下混凝土；钢筋HPB235级，HRB335级。（4）分段钢筋笼中的纵筋采用直螺纹套筒连接；纵向钢筋接头应每隔一根错开，同一共7页，第2页截面可接长50％的总钢筋面积的钢筋，相邻接头错开1000mm；螺旋箍筋与纵筋点焊，螺旋箍筋采用单面搭接焊10d接长。（5）采用正循环工艺成孔和清孔，桩身垂直度偏差要求不大于1％，桩径偏差要求不得超过－50mm，灌注混凝土前孔底沉渣厚度要求不大于50mm。（6）成孔过程中泥浆比重应控制在1.1～1.30。浇注混凝土前孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率≤8％，粘度≤28s；清孔至浇灌混凝土的时间不得大于30分钟，否则须重新清孔；混凝土浇注过程中要进行记录，混凝土充盈系数不得小于1.0。（7）水下混凝土的塌落度为180～220mm。水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。对浇注过程中的一切故障均应记录备案。导管埋深宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面。工程桩施工应超灌至少100mm的混凝土。2、允许偏差钻（冲）孔灌注桩允许偏差项目允许偏差(mm)钢筋笼主筋间距±10箍筋间距或螺旋箍螺距±20笼直径±10笼长度±50桩的位置偏移泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩垂直于桩基中心线1～2根桩，单排桩、群桩、基础的边桩d/6且≯100沿桩基中心线条形基础的桩、群桩基础的中间桩d/6且≯150垂直度1/100钢筋笼主筋保护层厚度（水下混凝土）±20注：d为桩的直径。三、操作工艺（一）泥浆的制备和处理1、除能自行造浆的土层外，泥浆制备要选用高塑性粘土或膨润土。共7页，第3页2、泥浆护壁要符合下列规定a、施工期间护筒内的泥浆面要高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面要高出最高水位1.5m以上。b、在清孔过程中，要不断置换泥浆，直至浇筑混凝土。d、在易产生泥浆渗漏的土层中要采取维持孔壁稳定的措施。e、废弃的泥浆、渣要按环境保护的有关规定处理。（二）护筒埋设钢护筒板厚10mm，钢护筒直径比桩径大30cm，埋深2—4m。挖埋的钢护筒周边用粘土回填并分层夯实。钢护筒埋设，倾斜度小于1%，中心平面位置偏差不大于5cm。（三）桩机就位钻（冲）孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻（冲）孔深度，要在机架或钢丝绳上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。（四）钻（冲）孔作业为保证成孔直径，钻头或冲锤外径要与桩径一致。为防止表层土受振动坍塌，钻（冲）孔时不要让泥浆水位下降，当钻（冲）至持力层后，按设计要求钻（冲）至进入持力层深度，在施工过程中经常测定泥浆相对密度。（五）孔底清理及钢筋笼安放1、在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度控制在设计要求范围。相对密度1.03-1.10，黏度17-20Pa.s，含砂率＜2%；胶体率＞98%。2、在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度要根据实际情况作适当调整；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度要相应提高。3、在钻（冲）孔至设计标高后，要对孔底沉渣进行清理。采用循环换浆法或泵吸反循环清孔，保证孔内泥浆的物理性能指标符合规范要求，并且孔底沉渣厚度小于5cm。4、吊放钢筋笼：钢筋笼放前要绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，要立即固定，防止上浮。（六）水下混凝土浇筑1、主要机具设备导管:根据查阅有关资料并经计算，选用壁厚8mm，内径为30cm的无缝钢管，导管共7页，第4页底节长度定为4m，标准长度为3m，另配有0.5m、1.0m、2.0m长的辅助导管，导管接头采用快插驳接接口。接头座具有互换性，导管制成后按1.5倍孔底水位进行水密承压试验，另外还做接头抗拉试验，以保证导管在砼灌注过程中不漏水和爆裂。漏斗与储料斗:用8mm厚钢板和型钢加工漏斗和储料斗，根据桩径及规范要求计算出首盘砼数量，确定漏斗容积，以达到首批砼数量能使导管埋入1.0m以上。按桩基扩孔20cm计，直径为φ2.7m，导管离底40cm，首批砼需9.4立方。砼拌和及输送机具:在两承台处各配备2台HBT60型砼输送泵，每岸砼最大输送能力都在80m3/h以上。2、水下砼配合比与拌制及运输本桥钻孔灌注桩水下砼配合比，须满足设计及规范要求的水下砼的各项技术指标，并报监理工程师批准。考虑每根桩基础灌注时间在4～6小时左右，在配合比试验时选用高效缓凝剂，延长砼的初凝时间，要求达到8小时左右。砼的运输采用砼罐车从搅拌楼运输至施工现场，经输送泵将砼泵送储料斗，通进控制储料斗阀门，砼通过溜槽进入漏斗内进行浇筑。3、水下砼浇筑方法灌注水下砼时，采用剪球法，避免造成混凝土混合料渗入泥浆。将导管提离孔底4Ocm，将储料斗和漏斗装满砼，剪球灌注首批砼。并保证首期砼的数量应满足足够的埋管深度，孔内翻起的泥浆则用泥浆泵抽往后备泥浆沉淀池，此后由两台输送泵同时不断地将拌制好的砼送入漏斗(或储料斗)，至导管埋深4～5m后，视其情况拆去1-2节导管，如此循环直至砼顶面高出设计标高1.0m左右。最后拆除灌注砼的导管、漏斗等设备。灌注水下砼注意事项:①砼所用水泥、集料、水和外掺剂，以及砼的配合比设计、拌和、运输等都要符合设计、规范和施工的要求，并预先取得规范要求的证明材料；砼配比设计需经监理工程师批准后方可施工。②试验人员值班，确保砼按经监理认可的配合比拌制，并按施工技术规范规定的频率全面检查砼的温度、坍落度等指标，严禁将不符合要求的砼送入漏斗中灌注。③每次下导管前必须仔细检查导管的完好性和密封性，确保不漏水和防止中途断裂脱落，保证水下砼的顺利进行；下导管完成后需严格检查导管与孔底之间的高度，确保砼灌注质量。④掌握好砼的坍落度、凝结时间，保证首灌砼的数量及初灌高度。⑤在开启阀门以前，导管底离孔底的距离一般不超过4Ocm，首批砼一定要足够数量共7页，第5页以满足灌注后导管埋深1.0m以上的要求。灌注后及时测量砼面的高度，以确定首批砼埋管深度，如不符合要求，应立即用空压机通过导管吸去已灌注砼，清理干净，符合要求后重新灌注。⑥在砼的灌注过程中，专人测量孔深，准确掌握砼面上升高度，作好砼灌注记录，以便严格控制导管埋深在2～6m之间，防止砼埋入过深，部分砼初凝，导管提不起来，或导管埋入太浅而脱空的事件发生。⑦事先做好各种预防措施，包括增加备用输送泵、增加一套备用导管和砼输送管以应急，保证砼灌注的连续性。⑧在施工过程中要派专人进行施工记录，做到资料详实可靠（七）试块留置同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于l组。（八）雨期施工雨天施工现场必须有排水措施，严防地面雨水流人桩孔内。要防止桩机移动，以免造成桩孔歪斜等情况。雨天禁止在室外进行焊接作业。四、施工注意事项1、避免工程质量通病（1）预防塌孔a、在松散砂土或流砂中钻进时应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆，或投入粘土掺片石，低锤冲击，使粘土块、片石挤入孔壁。b、如地下水位变化过大，采取加高护筒、增大水头等措施。c、严格控制冲程高度。2）预防钻孔漏浆加稠泥浆或投入粘土，慢速转动或低锤密击，或在回填土内掺片石，反复冲击，增强护壁。3）预防斜孔与纠偏a、安装钻（冲）桩机时，底座要水平。起重滑轮缘、钻头（冲锤）、护筒中心要在同一轴线上，并经常检查校正。共7页，第6页b、已经斜孔时，应该在孔内填充优质的粘土块和石块，将斜孔部分填平，慢速转动或低锤密击，往复扫孔纠正。（4）预防钢筋笼放置与设计要求不符、钢筋笼变形、保护层不够、深度位置不符合要求a、钢筋笼过长时应分段制作，吊放钢筋笼入孔时再分段焊接。b、钢筋笼在运输和吊放的过程中，按要求设置加劲箍，并在钢筋笼内每隔3～4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在钢筋笼吊放入孔时再拆除。c、在钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块，混凝土垫块根据保护层的厚度及孔径而定。d、清孔时将沉渣清理干净，保证实际有效孔深满足设计要求。e、钢筋笼应垂直缓慢放入孔内，防止碰撞孔壁。钢筋笼放入孔内后，要采取措施固定好位置。f、对在运输、堆放及吊装过程中已经发生变形的钢筋笼，应进行修理后再使用。（5）预防断桩a、混凝土塌落度应严格按设计要求规范要求控制。b、边灌混凝土边拔导管，做到连续作业。灌注时勤测混凝土顶面上升高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。五、溶洞地质地段桩基施工玉井特单竹迳大桥为灰岩地质，溶蚀发育，存在隐伏溶洞。灰岩分布区溶洞发育，洞大小不一，洞高约0.2～17.0m。桩基溶洞处理主要采取充填封闭法、钢护筒施工法。补充地质钻探，施工图标示大溶洞的桩必须一孔一钻，探明桩位处溶洞规模、具体垂向高度和顶底位置标高。针对不同的溶洞高度制定不同的施工方案：洞高在5m或5m以下者，采取抛填片石、碎石土、粘土块、袋装水泥、灌砂浆或混凝土等方法，填堵溶洞；5m以上或多层溶洞者，采取双护筒法穿过溶洞，嵌套在岩面，确保施工顺利进行。在施工现场，必须预备足够数量的片石、砾石混合物、水泥等，以备及时发现问题及时处理。1.溶洞高5m或5m以下桩基施工方案在钻进过程中，保持泥浆合适的稠度（泥浆比重以1.10～1.20为宜）。先钻至溶洞底板，然后采用片石、砾石混合物等回填溶洞，回填高度一次以超过溶洞顶2米为准，每回填一次利用小冲程挤压，再回填，再挤压，如此反复进行，直至完全填充溶洞后再共7页，第7页进行钻进，在钻进过程中，适当增加粘土的数量，提高泥浆浓度。当溶洞填充物为流塑状时，回填物可能随同流塑状填充物流动，抛填数量难以估计，且清孔困难，在施工混凝土灌注桩时质量也有隐患。因大量泥浆涌入桩孔或混凝土大量流失极易造成断桩。因此，在钻至溶洞底板后，可向孔内灌注C20水下混凝土至溶洞顶0.5m，待混凝土达到3天强度后，重新钻进。灌注的混凝土会在桩孔四周形成一个圆形或半圆形围护，有效地防止溶洞内流塑状填充物涌入及混凝土流失等问题。2.溶洞高5m以上桩基施工方案对于洞高大于5m的溶洞，填充较困难，拟采取双护筒法施工，采用两级钢护筒护壁穿越溶洞区，护筒由厚1.0cm的钢板卷制而成。施工过程如下：对于桩基设计