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桥梁桩基础施工方案桥梁桩基础施工方案 冲冲 击击 钻钻 孔孔 一、工程概况 罗小线太子河大桥位于辽阳市文圣区的中心，与太子岛上游约 2.8km 处跨越 太子河，罗小线桩号 k14+081.5 处，桥孔布置为 20 孔 30 米装配式预应力混凝土先 简支后结构连续箱梁，桥梁全长 608 米，设计角度 90 度，宽 16米（净 15m+2*0.5m 防撞墙），本桥位于直线段内，无超高，两侧横坡 2%。本桥上部结构为装配式预应 力混凝土连续箱梁（先简支后结构连续），下部结构为肋板台，柱式墩，桩基础。 1、工程数量： 桩基工程数量表 序 号 中心桩号桥梁名称桩基数量 (根) 备注 1k14+081.5太子河大桥69 本合同段墩身桩基采用1.5m 直径的桩，桥台桩基采用1.2m 直径的桩，根据现场实际情况及技术规范规定桩基先采用人工挖孔 桩，因地下水大人工挖孔存在安全隐患后改为冲击钻施工方案。 2 2、人员设备的安排、人员设备的安排 现场管理、施工人员一览表 序号 姓 名职 务职 责 1经理施工现场管理总负责 2总工施工技术总负责 3质检工程师现场质量检查负责人 4试验工程师现场试验负责人 5工程部长技术负责人 6桥梁工程师技术负责人 7安全工程师负责全线安全生产与环境保护 8测量工程师负责施工测量放线及复测 9机械工程师施工现场负责人 10施工人员人 主要机械设备一览表 序号机械设备名称规格型 号 单位数量功率 （kw） 备注 1挖掘机1.5台1 2装载机 台1 3自卸汽车 台10 4推土机 台1 5刮平机 台1 2 场地处理 6洒水车 台1 7振动压路机 台1 8滚筒搅拌机zl350台1 9搅拌站hzs75套1140kva 10装载机zl50台1 11砼运输车8-10 立台4 12砼输送泵 台1 3 3、工期安排、工期安排 计划开工时间：2011 年 2 月 8 日;计划完工时间：2011 年 4 月 8 日,共计 60 天。 三三、施工技术方案、施工技术方案 冲击钻施工冲击钻施工 1、冲击钻施工工艺 （1）适用条件：地质范围较广土层、 漂石孤石、 强弱风化岩层等均 可，需场地平整、水电通畅等。施工流程图如下： （2）测量放样 放样前先进行场地平整，测量组根据桩基坐标放样图用全站仪 放出桩基中心桩，设立护桩，校核无误且经监理工程师确认后方可 开钻。在成桩过程中由测量组多次进行复测、监控，以保证成桩后桩 基础的位置满足施工规范及设计要求。 钻孔记录 3 桩位放样 埋设护筒 钻机就位 钻 进 制作护筒 试块制作 冲击钻钻孔桩施工工艺框图 （3）护筒制作与安放 护筒采用厚度为 10mm 的 a3 钢板卷制而成，内径比桩径大 20cm， 高度为 2.5m 一节，挖坑埋设，并在护筒周围对称、均匀地回填粘土， 并分层夯实，埋置深度不小于 2m。严格控制护筒的位置和垂直度， 护筒顶面高出地面 30cm 或高出施工时的河水位 1m 以上，以防止杂 物、地面水流入井孔内。 （4）造浆 泥浆是粘土和水的拌和物，由于其比重大，净水压力大，作用 在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔隙水渗流，保护孔壁免于坍塌，同 时，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。 在适当位置开挖沉 淀池、 泥浆池以及到各孔位的泥浆槽，钻碴在沉淀池沉淀后挖出并弃 运，防止泥浆流入农田、水渠和河道。 在钻进过程中不断用试验仪器对泥浆的各项性能指标进行测试， 根据泥浆性能和地层情况及时调整泥浆的浓度，必要时添加外加剂。 泥浆的性能指标见下表。 4 现场检查 首次清孔 吊入探孔器、钢筋笼 安设导管、二次清孔 砼运输 灌注水下砼 拔除护筒 钻机移位 破桩头 砼拌制 抗拉、水密试验 试块检测 桩 检 试块留样 泥浆性能指标表 钻孔 方法 地层 情况 泥浆性能指标 相对 密度 粘度 (pa s) 含 砂 率 ( ) 胶体 率 () 失水 率(ml 30min ) 泥皮 厚 (mm/ 30mi n) 静切 力 (pa) 酸碱 度 (ph) 冲击易坍 地层 1.20 1.40 22 30 495203358 11 (5)钻进成孔 钻机就位：首先用石棉线通过护筒的直径方向交叉定出桩孔 中心，利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确，然后调整钻架，使 钻架上的起吊滑轮线、 冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上， 其偏差不得大于 20mm。钻机精确就位后，固定好钻机，启动卷扬机 吊起冲击锥，把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进，冲孔之前， 对主要机具及配套设备需进行检查、维修。 冲孔前，需经监理工程师同意后方可开钻。 施工人员必须熟悉 施工设计图纸所提供的地质、 水文资料，以供对不同地层选用不同的 钻头、冲程及适当的泥浆比重。钻进过程中，经常注意土层变化，在 土层变化处均应捞取渣样，判断土层，记入施工记录表中，并与地 质柱状图土层核对，是否满足承载力要求，作为终孔时的重要依据。 钻进，钻机安装就位后，底座和顶端要平稳，不得产生位移 和沉陷。初钻时进尺适当控制，采用小冲程，使最初成孔竖直、圆顺， 防止孔位偏心、 孔口坍塌。 进入正常钻进后，采用4-5m中、 大冲程， 但最大冲程不超过 6m。钻进过程中及时排渣，并保持泥浆的密度和 粘度。 同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判 断地质的类型，填入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照。 5 如达不到设计要求的入岩深度，及时上报监理工程师，申请加长入 岩深度，或者与地质报告不相符，及时上报监理工程师和设计单位， 钻渣渣样均编号保存，以便分析备查。 钻孔作业要连续进行，不得间 断，因故必须停钻时，孔口应加盖，并严禁把冲击锥留在孔内，以 防埋钻。 （6）冲击钻钻进注意事项: 冲程要根据地层土质情况来定，一般在通过厚的土层时，用 高冲程，通过松散、 砂砾石土层时，用中冲程，在易坍塌或流砂地段 用小冲程。 冲程过高，对孔底扰动大，易引起塌孔，冲程过小，则钻 进速度较慢。为正确提升冲击锥的冲程，须在钢丝绳上进行标志。 通过漂石或岩层时，如孔底表面不平整，须先投入小片石将 表面垫平，再用十字型冲击锥进行冲击钻进，防止产生斜孔、 坍孔故 障。 要注意均匀放松钢丝绳的长度，否则松绳过少，形成“打空 锤”，使钻机、 钻架、 钢丝绳受到较大意外冲击荷载，遭受损害。 松绳 过多，容易引起钢丝绳纠缠事故。 经常检查泥浆的浓度及排渣情况。 泥浆太浓，将吸收大量的冲 击能，并妨碍冲击锥的转动，使冲击进尺明显下降，或形成梅花孔、 偏孔。 冲击锥起吊时要平稳，避免冲撞护筒和孔壁，进出孔口时， 严禁孔口附近站人，防止发生撞人事故。 按照设计图纸要求，经常捞取渣样，判断地质情况并与图纸 对照，做好钻孔进尺和地质情况记录，留存影像资料，如不符及时 上报。 (7)终孔检查 钻孔达到要求深度后，对孔深、 孔位、 孔径、 孔形和倾斜度进行检 查，并将检查结果填入终孔检查表。 确认满足设计要求后，立即填写 终孔检查证书，并经监理工程师签认，方可进行孔底清理和灌注水 下混凝土的准备工作。孔径、孔形和倾斜度采用检孔器吊入钻孔内检 6 测。 （8）清孔 钻孔达到图纸规定深度或根据桩基终孔原则经监理工程师批 准同意终孔后立即进行清孔。 清孔采用换浆法，用换浆法清孔不需另 加机具，且孔内仍为泥浆护壁，不易塌孔，但容易造成清孔不彻底， 应特别注意，一定要保证清孔时间及清孔质量，避免出现缺陷桩。 不得用加深孔深来代替清孔。 二次清孔后进行灌注水下砼。 钢筋笼下放完毕，须进行二次清 孔，当泥浆浓度、 含沙率及沉渣厚度达到设计要求和规范要求后，并 经监理同意，可以进行灌注水下混凝土。 清孔后，从孔底提取的泥浆 指标要符合规范要求，即相对密度：1.031.10；粘度：17 20pas；含砂率：98。 在灌注水下混凝土前，孔 底沉淀物厚度不超过设计图纸的规定值，提前做好灌注水下混凝土 准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土间隔时间。 （9）钢筋笼的制作及安装 钢筋笼主筋为级，焊条按照规范采用，焊缝必须饱满、 均匀。 接头采用双面焊，搭接长度不小于 5 倍钢筋直径,相邻钢筋接头错开， 同一截面接头不应超过 50%。当采用搭接焊时，要注意保持两连接钢 筋轴心在一条直线上。 制作钢筋笼的同时，依照图纸设计桩径小于等于 1.8m 时,均 匀布置三根声测管，桩径大于 1.8m 时，均匀布置四根声测管 57mm 检测管。 底节钢筋笼上的检测管下口封好并与主筋底齐平，检测管必 须牢固的固定在钢筋笼内侧。 钢筋笼接好后立即用套头接好检测管， 保证严密不漏水，检测管上口比设计桩顶高 50cm，装好后上口灌满 水并用塞子堵严实。 骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为 2m，横 向圆周不得少于 4 处。 钢筋笼制作完毕，经监理检查合格后，方可下放到桩孔内。 下 放钢筋笼时，控制钢筋笼中心位置与孔中心一致，可用浮漂法进行 7 对中。钢筋笼标高严格控制，底面高程允许误差5cm，顶端高程允 许误差+2cm。 钢筋笼吊装利用汽车起重机进行，为保证骨架起吊时不变形， 拟采用两点吊：第一点设在骨架的上部，第二点设在骨架长度的中 点到下三分之一间。在安装过程中，边下钢筋笼边拆除内部支撑。 钢筋笼就位后，及时固定，保证钢筋骨架中心位置符合设计 要求。 孔径、 孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定，当缺乏专用仪器时， 可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加 100mm，长度为 4-6 倍外径的钢筋 笼检孔器吊入钻孔内检测。 （10）导管的设立 导管采用直径 300mm、壁厚 6mm 的无缝钢管，每节3m，底节 4m，配 2 节 1m，2 节 1.5m 的短管，用以调节导管的长度及漏斗的高 度。导管的连接采用丝扣式。并在二法兰盘之间垫有4-5mm 厚的橡胶 止水垫圈。在导管使用前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是否 完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密，进行抗拉力和防渗漏试 验，试验合格后方可使用。安放时导管底至孔底的距离为400mm。 （11）灌注水下混凝土 灌注混凝土是钻孔桩施工的重要工序，在浇注前，应再次探 测孔底沉淀物厚度，如果沉淀超标，要继续进行清孔，清孔采用喷 射清孔法，对孔底高压射水（泥浆），使沉渣悬浮，然后立即灌注 首批混凝土。 混凝土拌和物要具有良好的和易性、流动性、流动性保持能力 和较小的泌水率。混凝土初凝时间要控制在 3-6h，塌落度要控制在 18-22cm，由试验确定可适当加入一些粉煤灰及缓凝减水剂。水下混 凝土的灌注要一次完成，中间不能停顿。 首灌量的确定：采用导管法灌注水下混凝土，进入导管内的 第一批混凝土能否完全排除导管内的水或泥浆，并使导管底部埋入 混凝土内一定深度（首次埋管深度1m），是顺利灌注水下混凝土 8 的关键，首灌量按下式确定： vd2h/4+d2hd /4 v-首灌量（m3）； d-桩孔直径（m）； h-导管埋深（m）； d-导管的直径（m）； hd-导管内混凝土所必须保持的最小高度（m），根据下 式计算： hd=w h w /d w -水容重（kg/m3）； h w -水深（m）； d -混凝土容重（kg/m3）。 灌注首批混凝土时，堵板提起后孔内有相应数量的泥浆翻起 并外溢，导管内无泥水溢出。 证明混凝土灌入孔底后，可连续不断地 灌注混凝土。 灌注开始后，要连续紧凑地进行，严禁中途停工，并尽可能 缩短拆除导管的间隔时间。 当导管内的混凝土不满时，后续混凝土要 徐徐地灌入，防止在导管内形成高压空气囊，压漏导管。 在浇注过程中，保持孔内水头，防止塌孔，并保持导管的埋 置深度在 26 米范围。 防止钢筋笼上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部 1m 左右时 应降低砼的灌注速度。当砼拌合物上升到骨架底口 4m 以上时，提升 导管，使其底口高于骨架底部2m 以上，即可恢复正常灌注速度。 在灌注将近结束时，导管内混凝土高度减少，压力差减少， 而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，在混凝土顶升困 难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏去部分沉淀土，使浇筑工作顺 利进行。 拔除最后一段导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥 浆挤入导管内，形成泥芯。 为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上多灌注 50100cm， 9 待混凝土强度达到 70后，用人工凿除多余的混凝土，以保证桩头 混凝土质量良好。 灌注水下混凝土时，机修人员全过程值班，并准备好备用发 电机及搅拌机。 前台测量人员必须认真细致记录好浇注过程中的混凝 土顶面标高和导管长度，以计算埋管深度，一般要求每灌注两斗混 凝土测量一次，每次沿桩周均匀测三点，最低点处的埋管深度须满 足规范要求。 2、钻孔桩成孔质量事故的预防及处理 1）塌孔 塌孔的表征 塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量 显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。原因如下： a、泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成坚 实护壁泥皮，孔壁渗漏。 b、孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够。 10 c、在松软砂层中进尺太快。 d、清孔后泥浆比重、粘度等指标降低。 e、起落钻头时碰撞孔壁。 预防及处理原则 a、保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。 b、保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同冲程。 c、固定好钻机平台，防止偏心造成起落钻头时碰撞孔壁。 d、回填粘土到坍孔处上12m，静置一定时间后重钻。 2）钻孔偏斜和缩孔 偏斜缩孔原因 a、钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向 一方。 b、在有倾斜度的软硬地层交界处，岩石倾斜处钻进。 c、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。 预防和处理 a、 安装钻机时使底座水平，起重滑轮、 钻头中心和孔位中心三者 在一条直线上，并经常检查校正。 b、倾斜的软硬地层钻进时，采取低冲程钻进，及时填筑大块石 料进行纠偏。 钻头、 接头逐个检查，及时调整。 遇有斜孔、 偏孔时，用 检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、 缩孔处上下反复 扫孔。偏孔、缩孔严重时回填重钻。 3）卡钻 主要原因 出现缩孔和斜孔时，不及时纠正，强提钻头；钻头处接头不良 或钢丝绳疲劳断裂使钻头掉入孔中。 预防和处理 a、经常检查钻具，钻头磨损较大时及时加焊；钢丝绳经常检查， 陈旧或者有断丝时必须更换。 b、 在钻孔过程中除以上几种主要事故外，还需注意防止糊钻、 扩 11 孔、偏孔、卡钻、钻孔漏浆等。 3、钻孔桩水下混凝土灌注质量事故的预防及处理 1）导管进水 主要原因 首批砼储量不足，或导管底口距孔底间距过大，砼下落后不能 埋住导管底口以致泥水从底口进入。 处理方法 将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除， 重新灌注。 2）卡管 主要原因 a、初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小， 流动性差、 粗骨料过大、 拌合物不均匀产生离析、 导管接逢处漏水、 大 雨中运输混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中 造成堵塞。 b、机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长， 或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混 凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。 混凝土灌注导管内外压力差不够。 预防措施 备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性能。 处理办法 拔管、吸渣、重灌。 3）坍孔 发生坍孔后，应查明原因采取相应措施，如保持或加大水头， 排除震动源等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出孔中泥土，如不继 续坍孔可恢复正常灌注，如坍孔不停止、 坍孔部位较深，宜将导管拔 出将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土 掺砂砾回填，待回填土一段时间后，重新钻孔成桩。 4）埋管 12 原因 导管埋入混凝土过深；混凝土初凝摩阻力过大；提导管过猛 将导管拉断。 预防办法 埋管深度不超过 6 米；拔管前或停灌时间较长时，使混凝土不 过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂；提升导管时不可猛拔。 处理办法 用吊车、千斤顶试拔，仍拔不出，根据实际情况，可将泥浆抽 走一部分，将导管切断一部分，重新下导管灌注。 5）防止钢筋笼上浮的措施： 灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋 过钢筋笼底端 4m 以上时，应及时将导管提至钢筋笼底端2m 以上； 当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导 管埋深和已浇砼标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。 4、质量控制指标 钢筋安装实测项目质量控制指标 钻孔桩成孔质量允许偏差表 如下表： 钢筋安装实测项目质量控制指标 项次检 查 项 目规定值或允许偏差 1主筋钢筋间距(mm)10 2箍筋、螺旋筋间距(mm)20 3钢筋骨架外径(mm)10 4骨架倾斜度（%）0.5 5保护层厚度(mm)20 6骨架中心平面位置(mm)20 7骨架顶端高程(mm)+20 8骨架底面高程(mm)50 钻孔桩成孔质量允许偏差表 编 号 项目允许偏差附注 1孔的中心位 置 群桩：10cm，单排桩：5cm全站仪检 查 13 2孔径不小于设计检孔器检 查 3倾斜度钻孔:1%桩长;挖孔:0.5% 4孔深不小于设计用测绳测 5孔底沉渣厚 度 摩擦桩：符合设计要求，无要求 时，桩径1.5m 的桩，30cm； 桩径1.5m 或桩长40m 或土质 较差的桩，50cm。 嵌岩桩：不大 于设计规定。 四四、安全技术措施、安全技术措施 （1）所有作业人员均应进行岗前安全教育培训，经考试合格后 方能上岗作业，特种作业人员必须持证上岗。 所有桩基作业开始前均做好书面施工技术、 安全技术交底， 书面危险源告知工作。 所有作业点落实专职安全员进行全过程监督，隐患排查整 治工作，做到职民同点上下班，作业点上落实安全监护人，明确监 护责任。 所有工作人员正确佩戴劳保用品（安全