[浙江]大桥桩基钻孔灌注桩专项施工方案

1、杭州市九堡大桥工程施工第合同段 桩基专项施工方案PAGE 中交第二航务工程局有限公司 中交二航 杭州市九堡大桥工程第合同段桩基专项施工方案中交第二航务工程局有限公司九堡大桥第一合同段项目经理部二零零九年三月目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc219624428 1、概述 PAGEREF _Toc219624428 h 4 HYPERLINK l _Toc219624429 1.1工程概况 PAGEREF _Toc219624429 h 4 HYPERLINK l _Toc219624430 1.2工程特点 PAGEREF _Toc219624430 h 5

2、HYPERLINK l _Toc219624431 1.3建设条件 PAGEREF _Toc219624431 h 5 HYPERLINK l _Toc219624432 1.3.1气象条件 PAGEREF _Toc219624432 h 5 HYPERLINK l _Toc219624433 1.3.2水文条件 PAGEREF _Toc219624433 h 5 HYPERLINK l _Toc219624434 1.3.3工程地质条件 PAGEREF _Toc219624434 h 7 HYPERLINK l _Toc219624435 2、施工工艺流程图 PAGEREF _Toc2196

3、24435 h 9 HYPERLINK l _Toc219624436 3、桩基施工 PAGEREF _Toc219624436 h 10 HYPERLINK l _Toc219624437 3.1钻孔施工准备 PAGEREF _Toc219624437 h 10 HYPERLINK l _Toc219624438 3.2钻孔桩明细表 PAGEREF _Toc219624438 h 10 HYPERLINK l _Toc219624439 3.3钻孔平台施工 PAGEREF _Toc219624439 h 10 HYPERLINK l _Toc219624440 3.4钢护筒施工 PAGERE

4、F _Toc219624440 h 15 HYPERLINK l _Toc219624441 3.4.1护筒加工 PAGEREF _Toc219624441 h 15 HYPERLINK l _Toc219624442 3.4.2钢护筒施工 PAGEREF _Toc219624442 h 17 HYPERLINK l _Toc219624443 3.5钻孔施工 PAGEREF _Toc219624443 h 18 HYPERLINK l _Toc219624444 3.5.1钻孔机械选型 PAGEREF _Toc219624444 h 18 HYPERLINK l _Toc219624445

5、3.5.2泥浆制备及循环系统 PAGEREF _Toc219624445 h 18 HYPERLINK l _Toc219624446 3.5.3钻机就位 PAGEREF _Toc219624446 h 19 HYPERLINK l _Toc219624447 3.5.4钻进成孔 PAGEREF _Toc219624447 h 19 HYPERLINK l _Toc219624448 3.5.5钻孔事故预防及处理 PAGEREF _Toc219624448 h 21 HYPERLINK l _Toc219624449 3.6钢筋笼施工 PAGEREF _Toc219624449 h 23 HY

6、PERLINK l _Toc219624450 3.6.1 钢筋笼制作 PAGEREF _Toc219624450 h 23 HYPERLINK l _Toc219624451 3.6.2 钢筋笼安装 PAGEREF _Toc219624451 h 24 HYPERLINK l _Toc219624452 3.7混凝土施工 PAGEREF _Toc219624452 h 25 HYPERLINK l _Toc219624453 3.7.1 导管下放 PAGEREF _Toc219624453 h 25 HYPERLINK l _Toc219624454 3.7.2 二次清孔、检孔 PAGERE

7、F _Toc219624454 h 25 HYPERLINK l _Toc219624455 3.7.3 水下混凝土灌注 PAGEREF _Toc219624455 h 26 HYPERLINK l _Toc219624456 3.8 后注浆施工 PAGEREF _Toc219624456 h 29 HYPERLINK l _Toc219624457 3.8.1注浆管道 PAGEREF _Toc219624457 h 29 HYPERLINK l _Toc219624458 3.8.2压降设备 PAGEREF _Toc219624458 h 29 HYPERLINK l _Toc2196244

8、59 3.8.3注浆工艺 PAGEREF _Toc219624459 h 29 HYPERLINK l _Toc219624460 3.8.4桩底终止压浆标准 PAGEREF _Toc219624460 h 29 HYPERLINK l _Toc219624461 3.9 桩身质量检测 PAGEREF _Toc219624461 h 30 HYPERLINK l _Toc219624462 3.10陆上钻孔桩施工（PN5/PN6墩） PAGEREF _Toc219624462 h 30 HYPERLINK l _Toc219624463 4.质量保证措施 PAGEREF _Toc2196244

9、63 h 31 HYPERLINK l _Toc219624464 5.安全保证措施 PAGEREF _Toc219624464 h 32 HYPERLINK l _Toc219624465 5.1安全管理机构 PAGEREF _Toc219624465 h 32 HYPERLINK l _Toc219624466 5.2 安全措施 PAGEREF _Toc219624466 h 32 HYPERLINK l _Toc219624467 6.环保措施和文明施工 PAGEREF _Toc219624467 h 33 HYPERLINK l _Toc219624468 6.1文明施工措施 PAGE

10、REF _Toc219624468 h 33 HYPERLINK l _Toc219624469 6.2环境保护措施 PAGEREF _Toc219624469 h 33 HYPERLINK l _Toc219624470 6.3施工组织机构图 PAGEREF _Toc219624470 h 34 HYPERLINK l _Toc219624471 7.主要劳动力计划表 PAGEREF _Toc219624471 h 34 HYPERLINK l _Toc219624472 8.主要材料计划表 PAGEREF _Toc219624472 h 35 HYPERLINK l _Toc2196244

11、73 9.主要机械设备计划表 PAGEREF _Toc219624473 h 35 HYPERLINK l _Toc219624474 10.钻孔桩进度计划安排 PAGEREF _Toc219624474 h 36杭州市九堡大桥工程第合同段桩基专项施工方案1、概述1.1工程概况九堡大桥属于钱塘江上规划建设的十座大桥之一，位于彭埠大桥（原钱江二桥）下游5km，下沙大桥（原钱江六桥）上游8km处。九堡大桥北岸桥位位于江干区七堡六号丁坝以东，与规划东湖路相连，南岸桥位位于钱塘江南大堤GPS24-2控制点，与萧山钱江科技城的科园大道相连。桥位处江面宽1.7km。九堡大桥工程北起沿江大道，南至滨江一路，

12、工程设计范围自桩号K0+000.000K1+855m，全长1855m。工程主要设计内容包括主桥工程、引桥工程、附属工程等。第合同段里程桩号为K0+000K0+945m，共945m长。九堡大桥第合同段均采用钻孔灌注桩承台基础，有2000mm（PS1、PS2、PN1、PN2）和1800mm(PN3、PN4、PN5、PN6)两种, 其中直径2000mm的64根，直径1800mm的20根，共计84根。具体分布位置如下图所示：图11 第一合同段钻孔桩平面布置图1.2工程特点1.2.1杭州九堡大桥位于钱塘江口，受强涌潮的影响较大。对钻孔平台设计和钻孔桩施工带来较大的负面影响。1.2.2 由于桥位位于钱塘江

13、口，受潮汐影响明显，对平台搭设顶标高和钻孔施工中的水位保持影响较大。1.2.3 桥位处冲淤比较大，夏冲冬淤，对施工组织影响较大。1.2.4 受水位、地理环境和施工工期的影响，无法采用大型船舶施工，依靠搭设栈桥逐跨推进施工，施工组织难度较大。1.2.5 台风、季节施工(如雨季、夏季、冬季)对施工作业人员影响较大。1.2.6九堡大桥钻孔灌注桩桩径较大、桩长较长、桥位地质条件复杂，且为嵌岩桩，对钻机的性能要求较高。1.2.7桥位地质复杂，有大直径漂卵石层，且为嵌岩桩，岩性强度高，钻孔难度大。1.3建设条件1.3.1气象条件杭州市属于亚热带季风气候区，四季交替明显；冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，以晴

14、冷、干燥天气为主，是低温少雨季节；夏季受太平洋副热带高压控制，以东南风为主，海洋带来充沛的水气，空气湿润，是高温、强光照季节；春节降水丰富，且降水时间长；秋季干燥，冷暖变化大，历年最大风速20m/s。据浙江省气象中心，萧山及杭州市气象局资料，杭州市常年平均温度16.2，极端最高气温为40.3，极端最低气温为-9.6；历年平均降雨量1400.7mm，日最大降雨量189.3mm；多年平均雷暴日数36天，最多雷暴年56天；多年平均大雾51天，最多大雾64天；霜期220270天；最大积雪厚度为15cm。1.3.2水文条件工程河段内河床演变特点：年内洪冲潮淤，年际受连续丰、枯水文年及下游尖山河段主槽曲直

15、的影响较大，连续风水年尖山河湾主槽顺直，河床大冲大淤；连续枯水年尖山河段主槽弯曲，河床变幅较小。深槽的年内变化与整个河段洪冲潮於的特点基本一致，年际最大冲於幅度达11m。桥位断面由于受五堡至七格弯道及北岸丁坝局部冲刷坑的影响，河床主槽主要集中在离北岸200800m的范围内，出现频率为92%。主槽摆幅在650880m之内，年内冲於变化在26m之间。桥位断面南岸处于七堡七格湾道的凸岸，在弯道水流的作用下存在滩边，边滩的宽度及高程随钱塘江流域径流的时空分布的变化而发生相应的冲於变化，变幅较大，平均低潮位以上的边滩宽度多年平均值约为330m。距离桥址上游仅2km左右的七堡水文站，可直接采用该站水文资料

16、，其潮位特征值见表1-1。表1-1 水位资料、潮位特征值项 目单 位七 堡量值出现时间平均高潮位m4.43平均低潮位m3.65平均潮差m0.69最高水位m7.981997年8月19日最低水位m1.221955年8月24日最大潮差m4.282002年9月18日平均涨潮历时h:min1:37平均落潮历时h:min10:47九堡大桥工程处于钱塘江河口沙坎顶端附近，受潮流和径流的共同作用。相关计算分析结果表明：由于桥址处于洪潮共同作用的河口段中间，桥址断面最大流量和最大洪水流速出现在特大潮落时刻。工程断面0.33%和1%频率的设计洪峰流量分别为33114m3/s和31772m3/s，相应的最大断面平均

17、流速分别为3.2m/s和2.84m/s。高水位分别为8.66m和8.30m，1%频率低水位为1.1m。桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速，见表1-2。表1-2 桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速频 率0.2%0.33%1%2%断面流量（m3/s）35563331143177227319断面平均流速（m/s）3.293.202.842.73以逐年年最高潮位与当年平均潮位的差值，即距平值，作为统计样本，采用皮尔逊型适线进行重现期分析。七堡、仓前站高、低水位统计结果见下表，桥位附近的设计高低水位取用七堡站的值。桥位附近水位频率值见表1-3 。 表1-3 桥位附近水位频率值频 率七堡仓前高

18、水位低水位高水位低水位0.33%8.668.631%8.301.108.230.102%8.081.297.980.355%7.781.557.640.8510%7.511.787.351.051.3.3工程地质条件按地质时代、成因类型及工程特性，划分为6个大层，13个亚层。自上而下如下：填土，受人类活动影响，成分较杂，结构松散，分布于表层。全新统上中段冲海相沉积层，下分四个亚层。-1亚砂土：灰、灰黄色，稍密，湿，含铁锰质氧化斑点，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-2亚砂土：灰色，稍密，湿，局部夹粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-3 粉砂夹亚砂土：

19、灰色，稍密，饱和，局部夹亚砂土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-4 亚砂土：灰色，稍密，很湿，局部夹淤泥质亚粘土和粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应一般，无光泽，中等偏高压缩性。淤泥质亚粘土：全新统中段滨海、海湾相沉积层。灰色，流塑，具水平层理，层间夹粉砂薄层，含腐殖质，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。全新统下段浅海相沉积层，下分两个亚层。-1 淤泥质夹亚粘土：灰色，流塑，具鳞片状，局部夹薄层亚砂土，含贝壳碎屑，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。-2亚粘土：灰色，塑性，局部软塑状，饱和，局部夹薄层亚砂土，干强度中等，中等韧性，摇振无

20、反应，稍有光泽，高压缩性。亚粘土，为晚更新统上段河、湖相沉积层。灰绿、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、粉细沙，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。晚更新统上段河流冲击相沉积层，下分三个亚层。-1中细沙：灰、灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，底部偶含砾石，砾径约0.5cm，含量小于5%，中偏低压缩性。-2圆砾：灰色、灰黄色。稍密中密，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为石英岩、熔结凝灰岩，质地坚硬，粒径一般12cm，大者58cm，最大粒径10cm，卵砾石含量约50%，充填泥质和砂质，局部为砾砂，低压缩性。-3亚粘土：灰绿、灰褐、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化

21、斑点，局部夹亚砂土、夹粉细砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-4粉细砂：灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-4夹亚粘土：灰、灰褐色，硬塑，局部夹亚粘土、粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-5圆砾：灰色，中密密实，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为熔结凝灰岩，质地坚硬，局部表面略有风化，粒径一般12cm，大者810cm，底部含块石，块径达15cm以上，卵砾石含量约60%，充填泥质和砂质，低压缩性。下伏基岩（12层）有两套地层，一套为中生代白垩系上统（K2）地层，以沙砾岩为主，局部为粉砂岩，泥质胶结，胶结程度

22、差，岩层编号12-a。另一套为中生代白垩系下统朝川组（K1C）地层，以泥质粉砂岩为主，局部为粉细砂岩、含砾粉砂岩、凝灰质砂岩，泥质胶结，胶结程度一般，岩层编号12-b。按不同岩性、根据其风化程度分述如下：12-1a全风化砂砾岩、粉砂岩：灰、灰褐、黄褐色，岩芯风化呈砂土状，手捏可碎裂。母岩结构不甚清晰。12-2a强风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄、灰褐色，岩芯呈短柱状，敲击易碎，局部孔段夹弱风化粉砂岩块。12-3a弱风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄，岩芯呈柱状，敲击声较脆，锤击可碎，砾岩与粉砂岩呈互层状，局部夹强风化透镜体状夹层。12-1b全风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯风化呈粘土状，手捏呈砂状。母岩

23、结构不甚清晰。12-2b强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯呈柱状，手折可断。局部含少量砾石，夹灰白色细砂岩。12-3b弱风化泥质粉砂岩：紫红色，厚层状，岩芯呈柱状、长柱状，敲击声脆，可击碎。局部含少量砾，夹灰白色细砂岩。测量放线钻孔平台搭建钻机就位护壁泥浆制备钻进成孔检测及清孔钢筋笼加工安放钢筋笼导管就位混凝土灌注桩头处理混凝土生产施工准备护筒定位、下沉孔内泥浆排放钻渣、泥浆外运移交下道工序检验合格不合格不合格品处理钻渣临时存放二次清孔2、施工工艺流程图图2-1 钻孔桩施工工艺流程图3、桩基施工3.1钻孔施工准备钻孔平台搭设，钻孔施工前期工作准备，临时设施、生产场地、施工场地、机械设备的施工准备工

24、作。测量控制网的建立。钻孔灌注桩测量控制，平面定位采用全站仪极坐标法，高程放样采用精密水准仪几何水准法结合水准仪钢尺量距法，水上钢护筒垂直度控制采用两台经纬仪在两个相互垂直的方向观测的经纬仪竖直法。3.2钻孔桩明细表全桥设计采用钻孔灌注桩基础，有直径2000mm（PS1、PS2、PN1、PN2）和直径1800mm(PN3、PN4、PN5、PN6)两种规格。具体情况见表3-1：表3-1 桩基工程数量明细表墩号数量/根直径/mm桩底标高/m承台底标高/m桩长（m）备注PS1162000-98.53.595主墩/水上PS2162000-98.53.595主墩/水上PN1162000-98.53.59

25、5主墩/水上PN2162000-98.53.595主墩/水上PN351800-97.02.594.5引桥/水上PN451800-97.02.594.5引桥/水上PN551800-78.35+1.579.85引桥/陆上PN651800-78.35+290引桥/陆上3.3钻孔平台施工对于水上墩台(PS1、PS2、PN1、PN2、N3、PN4)，考虑减少水流、潮汐等对施工的影响以及保证钻孔灌注桩质量，采用搭设钻孔平台的方案，利用钢栈桥变水上施工为陆上施工。在主墩承台两侧设置支栈桥，将龙门吊设置在两侧支栈桥上。平台、护筒搭设主要由履带吊完成作业，钻孔平台搭设完成后，立即组织龙门吊安装，龙门吊横跨平台，

26、负责钻孔施工、钢筋笼安放等平台施工作业。钻孔平台布置见图3-1，龙门吊布置图见图3-2：图3-1 钻孔平台总体布置图图3-2龙门吊布置图钢管桩主要用来承受钻孔平台所传递的荷载，根据对该区域水文，地质情况以及平台承载力分析，特别是强涌潮的施工特点，经计算，钻机平台拟采用7208mm钢管桩作为平台基础, 钢管桩打入河床下12m，采用8mm厚A3钢板卷制。钢管桩采用50t履带吊在栈桥上吊振动锤直接进行振动下沉，为避免流速过大对下沉钢管桩造成影响，选择在小潮期，流速不大的情况下进行施沉，钢管桩施打完成后立即进行连接，保证钢管桩的稳定。钢管桩采用430钢管平联，焊接形成整体，桩顶用双层I56工字钢作为分

27、配梁搭设平台，作为钻机施工平台及护筒下沉的定位导向架。两层工字钢之间采用焊接连接形成整体，然后在I56梁顶面设I12.5面板作为操作平台。面板由I12.6分配梁和=8mm厚的钢板组成，采用后场加工，前场直接吊装就位的方案。平台四周搭设45mm脚手管作为平台护拦，脚手管底部与平台焊接。钢管桩制作要求：卷制钢管桩的钢板，必须符合设计及规范要求，管节拼装应在专门台架上进行，管节对口应保持在同一轴线上进行。管节管径差，椭圆度及桩成品的外形尺寸须满足规范要求。钢管桩焊缝质量须满足要求。图3-3 钢管桩沉放示意图（1）图3-4 钢管桩沉放示意图（2）钢管桩沉桩偏差：桩位平面位置：10cm桩 顶 标 高：1

28、0cm桩 身 垂直度：1%每排钢管桩下沉到位后即进行桩身之间连接,以增大桩的横向稳定性。施沉钢管桩时须在流速不大情况下施沉，避免高潮或流速过大情况下进行施沉。钻孔钢平台结构如图3-5、图3-6、图3-7及图3-8所示。图3-5 中主墩PN1、PS1钻孔平台平面图图3-6 中主墩PN1、PS1钻孔平台立面图图3-7 边主墩PN2、PS2钻孔平台平面图图3-8边主墩PN2、PS2钻孔平台立面图引桥PN3、PN4号墩基础位于江中，共有1800mm桩基10根。采用搭设钻孔桩平台、安装反循环钻机进行桩基施工。其具体施工方法同主桥钻孔灌注桩施工方法。PN3、PN4号墩钻孔桩采用外径2100mm的钢护筒，护

29、筒壁厚=12mm。护筒入土深度根据设计桩位的地质情况，要求进入粘土层24m，护筒顶标高为+9.0m。根据PN3、PN4号墩桩基情况，拟投入2台反循环钻机进行钻孔施工，均采用S-500和GPS-20A型反循环钻机进行钻孔施工。引桥水中桩钻孔钢平台结构如图3-8所示。图3-9 引桥墩PN3、PN4钻孔平台示意图本合同段主墩钻孔平台钢管桩振动锤选用DZJ90A，振动锤性能见表3-2所示。采用履带吊配合振动锤振动下沉钢管桩,钢管桩根据吊机性能分节段吊装施工。表3-2 DZJ90振动锤性能参数表电动机功率(kW)静偏心力矩(NM)转速（转/min）激振力(kN)机重(kg)904031100054665

30、00空载振幅（mm）允许拔桩力 （kN）06.62543.4钢护筒施工3.4.1护筒加工本合同段钻孔桩采用外径2300mm和2100mm两种型号的钢护筒，护筒壁厚分别为=14mm和12mm。护筒入土深度根据设计桩位的地质情况，要求穿过粉砂层，进入淤泥质亚粘土层35m为宜，护筒顶标高为+9.0m（钻孔平台顶）。钢护筒加工时在下端30cm范围各加一圈12mm厚钢板外加劲箍，以加强钢护筒端头，保证在施打时钢护筒不变形。钢护筒加工均在后场按设计分节制作，其制作严格按照以下要求进行：放样下料：按工艺要求切割、磨削、刨边和焊接；板卷制：卷制前进行刨边；拼接：在专门台架上进行，台架要平整、稳定、管节对口应保

31、持在同一直线上，多管节接拼应尽量减少累积误差。对口拼接：相临管节的管径差应小于等于规范要求。管端椭圆度较大，应采用辅助工具校正（夹具、楔子等）相临管节对口的板边高差不超过2mm。焊接要求：管节对口拼接检查合格后，应进行定位点焊；焊接前将焊缝上下30cm范围内铁锈、油污、水气和杂物清除干净；管节拼接所用的辅助工具，不应妨碍管节焊接时的自由伸缩；焊接定位点和施焊要对称进行；钢管桩采用多层焊，每层焊缝接头错开。横、竖向焊缝外侧需焊加强方块板。精度要求：钢护筒椭圆度10mm相邻管节管径差3mm轴线纵向弯曲10mm横、竖向焊缝满焊hf10mm护筒厚度12mm钢护筒按设计分节制作一定数量后，在后场用吊车平

32、吊吊上运输车上，运往施工桥位处，在堆放及运输过程中均应每隔7.5m设置一道“米”字撑，保证护筒不变形。钢护筒在起吊、运输和堆存过程中，尽量避免因碰撞、摩擦等原因而造成自身变形和损伤。钢护筒长度根据每个墩位地质情况初步选定为25.0m。每个墩的护筒长度见表3-3。表3-3 主引桥墩钻孔桩钢护筒长度明细表墩位护筒PS1PS2PN1PN2PN3PN4PN5PN6直径（cm）230230230230210210210210壁厚(mm)1414141412121212长度(m)252525252525773.4.2钢护筒施工钢护筒施工采用定位架固定，振动锤施沉的工艺。利用钻孔平台钢管桩及加工的定位导向架

33、，根据测量的护筒放样桩位，采用50t履带吊将首节钢护筒吊入定位架，测量观测准确定位并固定牢固，然后对接下一节护筒，使其竖直着床，吊安振动锤于护筒顶，夹住桩顶，振动下沉钢护筒。为提高护筒下沉的定位导向精度，以及增加钻机平台的自身刚度，在+4.00m的标高位置用I25型钢将钢管桩纵横联成整体，作为护筒下沉的下层导向架，并在上下层平联之间用I25工字钢做为斜撑进行连接，两层定位架之间为5m，按定位架与护筒间隙富余为2cm计，垂直度为0.4%，满足规范要求的0.5%。振动锤下沉工艺如图3-10所示。本合同段主墩护筒振动锤选用DZJ150, 振动锤性能见表3-4所示。护筒下沉用两台经纬仪控制平面位置和垂

34、直度，一台水准仪控制标高。钢护筒的下沉精度要求：平面位置偏差50mm，倾斜度0.5%。表3-4 DZJ150振动锤性能参数表电动机功率(kW)静偏心力矩(NM)转速（转/min）激振力(kN)机重(kg)150813010000102513000空载振幅mm允许拔桩力 kN08.5450图3-10钢护筒下沉示意图3.5钻孔施工3.5.1钻孔机械选型本合同段水中墩桩基较深,且桩基进入弱风化沙砾岩作为持力层，对钻机性能要求较高。根据施工进度及技术要求，引桥拟投入2台S500型钻机进行钻孔施工，主桥拟投入GPS-30A和ZJD-350型反循环钻机共4台进行钻孔施工，其性能参数如下表3-5所示。表3-

35、5 钻机性能参数表钻机 型号钻杆外径(mm)最大成孔直径(m)成孔深度(m)最大扭距(KN.m)主机功率(KW)排碴方式提升能力（t）总重（t）GPS-30A3513.0130200220气举反循环120主机55钻具50ZJD-3503773.0150250170气举反循环200主机37钻具20S-500300mm3.0m90176110气举反循环60主机20钻具203.5.2泥浆制备及循环系统九堡大桥工程地质条件较差，自身造浆护壁较差，特别是在圆砾地层中，因此泥浆的好坏对成孔的效果影响很大。泥浆配合比应根据试桩在不同地质条件、不同钻机性能等条件下进行试配，确保合理的配合比保证钻孔桩的成孔质量

36、。根据试配的泥浆配合比，按比例进行泥浆配制，配制需采取强制式搅拌机拌制，有一定容量的泥浆储备室，保证泥浆的供给。泥浆循环系统采用在相连钻孔桩护筒内循环，根据需要量的大小还可以增加泥浆循环池作为专用泥浆循环设施。制浆用原材料为膨润土、淡水、外加剂。其中外加剂的主要成分为分散剂（Na2CO3）、增粘剂（PHP）。膨润土泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥皮薄、稳定性好、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点；碳酸钠（Na2CO3）又称纯碱，它可使PH值增大，使粘土颗粒进行分散，粘土表面负电荷增加，增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率；PHP即聚丙烯酰胺

37、絮凝剂，可使泥浆中的钻渣能成为不分散的絮凝状态，使泥浆保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。泥浆性能指标见表36。表3-6 泥浆性能指标表指标一般地层易坍地层卵石地层比重1.021.061.061.101.101.15粘度1620s1828s2026s含砂率4464酸碱度PH值810PH值810PH值810胶体率959595失水率20（ml/30min）20（ml/30min）20（ml/30min）泥皮厚度3mm3mm3mm3.5.3钻机就位钻机通过履带吊和滚筒横移就位，根据测量放样，钻机顶部的中心、转盘中心连线与钻盘垂直，且与桩孔中心位置偏差不得大于5cm，满足要求后对钻机四角

38、用千斤顶调平，用水平尺检查钻盘水平度达到要求后，将钻机与平台加固、限位，保证钻机在钻进过程中不得产生位移或沉陷，钻架与底盘始终保持垂直状态。钻机不得在相邻孔位同时开钻，当已浇注混凝土桩的强度未达到5MPa时，相邻孔位同样不得开钻。3.5.4钻进成孔本合同段钻孔灌注桩钻孔施工采用高性能优质泥浆护壁、气举（泵吸）反循环钻进的施工工艺进行。每台钻机配置一台泥浆净化器。泥浆经泥浆净化器,使直径在0.074mm以上的土颗粒筛分到储渣筒内，处理后的泥浆通过钢护筒之间的连通管流入钻孔孔内。钻渣集中收集，运至环保部门指定地点处理。钻孔技术要求及注意事项1）开动钻机前，首先检查钻机钻盘是否水平，钻架是否移位，吊

39、钩中心，转盘中心及孔位中心必须在同一铅垂线上，检查润滑系统是否正常，停钻时，先提起钻头，再停盘，最后停止送风及送浆。2）采用减压钻进以保证钻孔垂直度，在钻头上加以配重块。3）钻机在钻进过程中，严格控制钻速。4）钻机在不同地层钻进参数根据试桩钻机钻进参数作参考。5）钻机钻出钢护筒后，钢护筒内承压水头高度保持在2m左右，保证孔壁稳定。6）升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于钢护筒底口位置时，必须防止钻头钩挂、撞击钢护筒；钻进过程中应保证孔口安全，孔内严禁掉入铁件（如扳手、螺栓等）物品，以保证钻孔施工正常顺利进行。7）根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度，孔内补充优质泥浆以保证

40、泥浆指标符合要求，每工班泥浆检测不少于两次。8）详细、真实、准确做好钻孔施工记录，精确测量钻具长度，注意地层的变化，在地层变化与地质报告提供的资料不相一致时或者其它异常情况，及时通知现场值班技术员。9）钻机在砂乱石层钻进时，如果发现有漏浆现象，暂时停止钻进，继续泥浆循环，保证泥浆指标满足要求，根据漏浆严重程度分别采取增大孔内泥浆比重和粘度、加入锯末或水泥、抛填粘土等措施，及时进行处理。10）钻机钻进到流塑软塑状亚粘土层时，快速钻进成孔，但要注意控制进尺速度保证护壁情况良好，发现有缩孔现象通过反复扫孔等措施处理。11）钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水、漏气，使反循环无法正

41、常工作；认真、仔细检查下入孔内的钻具，保证其可靠性，避免掉钻事故的发生。12）正常钻进施工过程中，为保证钻孔的垂直度，必须采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%。13）定时检测钻机底座的水平度（底座四角高差不得大于3mm）及钻架的垂直度，发现问题及时调整，以保证钻孔的垂直度。泥浆操作注意事项:1) 严格按操作工艺办事。2) 严格按照试配确定的泥浆配合比进行泥浆配制。3) 完善设施，防止泥浆流失及污染。4) 定时测定泥浆指标，在钻进过程中严格按照泥浆指标检测并及时调整。当钻深达到设计标高，地质情况与设计桩尖地质层相符合时，经监理批准后，将钻头提离孔底30-50cm连续

42、清孔4-8小时，泥浆的坚硬颗粒数量小于5%（按体积比），才能拆钻杆、移钻机，进行成桩作业。当钻深达到设计标高，但孔底岩层与设计桩尖岩层不符合时，应及时向监理、设计及业主汇报，并根据设计意见进行处理。成孔后对孔的质量进行检测：桩的偏差要求不大于10cm，孔径不小于设计尺寸，倾斜度不大于1%，孔底沉渣厚度不大于10cm。孔径及倾斜度用检孔仪检测。检验合格后进行成桩施工。钻机钻到设计标高后，经测量达到设计标高并经监理工程师确认。终孔后，提升钻头离孔底2030cm，维持泥浆循环，用循环池泥浆对孔内泥浆进行置换清孔，清孔过程中，始终保持孔内泥浆面高于海水水位2.0m。 泥浆指标满足要求后，与监理联系进行

43、第一次检孔，对泥浆指标、成孔垂直度、桩径等进行检测，达到设计和规范要求后进行下步工序施工。桩基成孔后在现场监理的监督下对孔径、孔深进行检验。钻孔桩检孔采用“JJC-1D型灌注桩孔径检测系统”，该系统可对桩基桩径、垂直度、沉渣等进行检查。3.5.5钻孔事故预防及处理钻进施工通常有斜孔、掉钻、孔内掉物、扩孔、坍孔、缩孔、漏浆、糊钻等事故，事故及预防措施和处理措施见表3-7：表3-7 事故及预防处理措施事故名称产生原因预防措施处理措施斜孔地质原因：相邻地层的硬度相差较大，钻头在软层一边进尺速度较快，在硬岩层一边进尺速度较慢，从而在钻头底部形成进尺速度差，导致钻头趋向软地层方向。设备因素：钻机本身不垂

44、直，钻杆刚性差，钻进过程中钻机发生位移或不均匀沉降等。操作不当，控制不严。钻进设备安装符合质量要求 ；根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数；通过软硬不均地层时采用轻压慢转；钻进砂层时要特别注意控制泥浆性能及钻机速度。将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔深部位的上部，慢速回转钻具，并上下反复串动钻具。下放钻具时，要严格控制钻头下放速度，借钻头重锤作用纠正孔斜。掉钻及孔内遗落铁件由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻，致使钻杆螺栓或刀齿脱落。钻杆扭断。由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。避免孔斜。根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰。做好孔口防护工作,避免物件掉入孔内。

45、准确记录孔内钻具的各部位部件。准确判断掉钻部位，并据此制定正确的打捞方案，一般采用偏心钩、三翼滑块打捞器打捞的方法进行打捞。在打捞过程中,杜绝强拔强扭,以避免扩大事故。对打捞物品，要及时固定处理。对于孔内遗落的铁件，可采用LMC-120电磁打捞器打捞（其水中吸重达5t）。分析事故产生原因，避免以后再出现类似事件。扩孔塌孔砂卵石层钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等),不能起到护壁作用。孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔。在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进。在非稳定层段（如砂层）钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳。进尺太快引起塌孔。保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。采取合理的钻进工艺，反

46、对片面追求进尺而盲目钻进。扩孔、轻微塌孔不做处理。大扩孔、塌孔严重采用粘土回填，稳定后重新开钻。缩孔砂层及粘性土层中钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等),不能起到护壁作用。在淤泥及粘性土层中钻进进尺速度过快。保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。采取合理的钻进工艺，反对片面追求进尺而盲目钻进。在粘性土层中钻进每钻进一个钻杆回次重复进行扫孔。保证钻头直径重新下钻扫孔 保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。 采取合理的钻进工艺，反对片面追求进尺而盲目钻进。糊钻淤泥质土层中钻进泥浆性能差(如粘度太大等)。淤泥质土层中钻进进尺速度过快。保证泥浆的性能指标。反对片面追求进尺而盲目钻进，注意观察排

47、渣情况。缓慢提起钻头，处理后重新下钻漏浆粉砂层土质松散预备泥浆循环池满足漏浆后施工要求停止钻进，保持泥浆指标，造浆补足孔内泥浆，适当增大泥浆粘度、加入锯末或水泥、抛填粘土3.6钢筋笼施工钢筋笼在陆上钢筋加工场内分节制作，钢筋笼制作根据桩长的不同采取不同的节数，初步确定每分节长度为9.012.0m。钢筋加工场设置胎膜，保证钢筋笼的加工质量。3.6.1 钢筋笼制作钢筋在加工车间下料，分节同槽制作，根据运输、起吊设备性能，单节钢筋笼长度为912m。主筋采用等强度滚扎直螺纹连接，整根钢筋笼在同一制作槽制作，每根主筋先用套筒连接好，防止断面接头错位。每个断面接头数量不大于50%，接头位置满足规范要求。在

48、后场制作钢筋骨架前，平整场地并作地基处理，在场地上浇注钢筋笼加工轨道混凝土梁，平整度由测量控制在10mm以内。在混凝土梁上间隔2m间距准确安置钢筋骨架定位框，以便钢筋骨架的准确定位，在端头设立10mm钢板加工的定位槽板，每一主筋均须安放到对应的定位槽内，确保两端面尺寸一致且主筋顺直。钢筋笼保护层垫块用圆形垫块，每个截面布置数量和截面间距按照设计和规范要求布置，使钢筋笼顺利下放和保护层满足要求。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号，根据前场需要，钢筋笼通过载重汽车按编号分节运至施工现场。为防止钢筋笼吊装、运输、下放过程中变形，每节在钢筋笼内环加强圈处用25mm钢筋加焊 “十”字形支撑，待钢筋笼

49、下放到孔口时，将 “十”字形支撑割去。3.6.2 钢筋笼安装3.6.2.1钢筋笼吊架为了防止钢筋笼下放吊装中钢丝绳成夹角发生钢筋笼挤压变形，加工一吊架与钢筋笼直径一致，保持钢丝绳受力时成平行状态。3.6.2.2首节钢筋笼吊安钢筋笼运到施工现场后，用履带吊通过吊架吊起首节钢筋笼，缓缓放入孔内，注意钢筋笼中心线和桩位中心线保持一致，同时在下落过程中，割除钢筋笼的“十”字形支撑，下放到最后一个“十”字形支撑时，用4个10t的手拉葫芦挂在钢筋笼下放架上，让手拉葫芦承受钢筋笼的重量，然后取掉吊车，进行下节钢筋笼施工。图3-10 钢筋笼下放吊架3.6.2.3钢筋笼接长吊起下节钢筋笼，主筋对准前节钢筋笼主筋

50、，上下节主筋用直螺纹套筒连接。对于少数由于起吊钢筋笼变形引起的错位，可以用小型（13吨）手动葫芦牵引就位。对于极少数错位严重的，无法进行丝扣对接，则可采用双面邦条焊的焊接方法解决，双面邦条焊要求焊缝平整密实，焊缝长度符合规范规定，确保焊接强度质量与主筋等强度。3.6.2.4声测管接长为了检验桩基质量，埋设四根声测管。声测管采用无缝焊管现场焊接接长的施工工艺，接头外套焊接形式。声测管与钢筋笼等长度，接头布置在钢筋笼接头部位，按钢筋笼等长度设置，与钢筋笼加强箍绑扎牢固，一起转运至现场。3.6.2.5钢筋笼下放、就位钢筋笼下放过程中，注意保持与桩中心一致，防止钢筋笼刮孔壁。钢筋笼下放到位后，主要控制

51、钢筋笼的中心位置与桩位中心在同一轴线上，钢筋笼的顶面高程满足承台施工及搭接要求。钢筋笼用四根钢筋与钢护筒焊接固定。3.6.2.6钢筋笼制作质量控制要求钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距10mm； 箍筋间距20mm；骨架外径l0mm； 骨架倾斜度0.5；骨架保护层厚度20mm ； 骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm； 骨架底面高程50mm。3.7混凝土施工3.7.1 导管下放钢筋笼施工完成后，应立即进行导管安放。导管选用快速法兰盘连接，内径300mm，外径325mm，壁厚12.5mm。导管底节长度为9m，标准节段为2m、3m及1m，导管使用前进行1.5倍孔底水压的水密性试验

52、，以保证砼浇注过程中不漏水、不爆管。导管固定采用放在护筒上搁置的导管定位支撑架上，导管定位支撑架由型钢制作。导管下放前检查每根导管是否干净、畅通、有无小孔眼以及止水“O”型密封圈的完好性。最下节导管下口不能是接头形式，以免提升导管时勾挂钢筋笼。导管逐节吊装接长、垂直下放，直至距孔底40cm为止，下放过程中注意保持与孔位中心线一致。3.7.2 二次清孔、检孔标准测绳和标准测锤（重4公斤）来检测实际孔深，根据钻孔终孔孔深反算孔底的沉渣厚度，检查泥浆指标和沉渣是否满足要求，如果不能满足要求，马上进行二次清孔，直到孔底沉渣厚度低于设计及规范要求。二次清孔时间要尽量短，一次清孔就要把泥浆指标控制好，尽量

53、避免二次清孔。各项指标符合要求后，报请现场监理和检孔单位检测泥浆指标和沉渣厚度，检孔满足设计和规范要求后，立即进行混凝土灌注。3.7.3 水下混凝土灌注3.7.3.1混凝土配合比基本要求混凝土配合比通过实验室试配确定：陆上灌注桩水下混凝土标号为C30，水上钻孔灌注桩混凝土标号为C35，灌注时的坍落度控制在1820cm；粗骨料的粒径范围为5mm25mm；混凝土初凝时间不小于24小时；掺加适量的粉煤灰及外加剂，改善混凝土的和易性、流动性。混凝土配制应符合下列要求：1）粗骨料采用级配良好的坚硬碎石。2）粗骨料粒径不得大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4，同时不得大于25mm。3）细骨料宜采用级

54、配良好的中砂。4）混凝土配制时的任何掺和料均必须有出厂检验合格证书和试配资料，并得到监理工程师的认可。5）水泥中含碱量小于0.6%，骨料要求做碱骨料反应试验。3.7.3.2 多余泥浆处理墩位的泥浆处理，在钻孔平台上放置10m3左右的临时泥浆池，灌注时多余泥浆暂时存放在临时蓄浆池，再用泥浆泵抽到泥浆运输车或泥浆运输船运走处理；对于浅水区泥浆船又进不去的墩位，直接用泥浆泵通过临时施工栈桥抽到泥浆运输车或泥浆运输船运走集中处理。3.7.3.3 灌注施工工艺1）水下混凝土运输水下混凝土由陆上混凝土搅拌站供料，混凝土运输车直接接料后转运到施工现场，再用混凝土输送泵将料泵送入大集料斗，小集料斗连接导管，直

55、接入仓。混凝土运输车预备58辆。混凝土浇注强度按30m3/h控制，控制浇注混凝土时间在10小时以内。2）首批混凝土封底A 首批混凝土封底计算首批混凝土需要量计算式如下：（按最深桩基计算）其中：V灌注首批混凝土所需数量（m3）D钻孔直径（m）H1桩孔底至导管底端间距一般为0.4m。H2导管初次埋置深度，H21.0m。d导管内径h桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）。考虑孔底扩孔等情况，首批封底混凝土需要量约8m3，使用大集料斗备料。B 首批混凝土封底工艺钻孔桩首次封底采用拔塞法施工。灌注混凝土前，安装小集料斗（导管上），在小集料斗底口安装偏心塞子

56、封住小集料斗；混凝土罐车直接将混凝土放入小集料斗，当小集料斗装的混凝土离料斗顶口还有约20cm时，吊车起吊拔出小集料斗偏心塞子，在小集料斗混凝土下落的同时打开大集料斗料门，补充混凝土入小集料斗中，保证封底混凝土量没有灌注完前保证小集料斗不要漏空。为了防止大块异物堵塞导管，宜在小料斗上加封过滤网。3）水下混凝土浇注在完成封底后应不间断的浇注砼，保证砼浇注的连续性。当导管埋深在3m以上时，应提高导管约1m左右，保证砼的顺利翻浆；当导管埋深达到6m时，应及时拆除导管，保证导管埋深在26m之间。当砼浇注出现不连续时，应每隔15分钟上下提动导管，保证砼的正常翻浆。每次拆管之前，必须测量砼面，通过导管长度

57、来计算导管埋深，根据导管埋深确定拆除导管的长度，保证导管不悬空，保证浇注质量。当混凝土浇筑快要结束时，应上下提升导管，保证桩顶混凝土的密实。4）混凝土灌注要点A 使用单根导管（325）灌注水下混凝土，导管应置于孔位中心，防止导管接头勾挂钢筋骨架。B 灌注水下混凝土之前测量孔底及标高，并探测沉渣厚度，如厚超过规定，通过泵吸反循环清孔或由孔底高压射水或射风15分钟左右，使沉渣浮起，满足要求后立即灌注水下混凝土。C 用拔塞法开灌首批混凝土，注意混凝土和易性要好，避免首批混凝土灌注时卡管。D 灌注中，尽量使混凝土沿导管一侧注放，防止造成高压气塞而堵管。在导管上口（钢护筒最高水位以上小集料斗以下）开一小

58、口出气，出气口堵塞时用钢筋捅通。E 灌注过程中，导管埋深宜大于2m且小于6m。F 灌注结束后的混凝土标高应比设计高0.51.0m以保证桩头。5）混凝土灌注注意事项及事故处理A 灌注水下混凝土之前首次使用的导管应进行必要的水密承压试验。B 灌注水下混凝土前导管下口至孔底的距离一般在40cm左右。C 为了保证首批封底混凝土灌注成功，灌注混凝土的吊车起吊能力必须满足能够整体起吊小集料斗满装混凝土和导管。D 首批混凝土灌注失败，用带高压射水的325导管内安装吸泥管将已灌混凝土吸出，重新按要求开灌。E 导管进水a 如因导管埋深不足而进水，则将导管插入混凝土中用小型潜水泵抽干导管内的积水，再进行灌注。b

59、如因导管自身漏水或接头不严而漏水，则应迅速更换已经拼接好的备用导管，然后按a处理。c 如上述两种方法处理不能奏效，则应拆除灌注设备。用带高压射水的325空气吸泥将已灌注混凝土吸出，清孔后再开灌混凝土。F 导管堵塞a初灌时气压卡管或混凝土自身卡管，可用长杆冲捣导管内混凝土，或用振动器振动导管，如仍不能下落，则将导管拔出，清孔后，重新进行灌注。b如因机械发生故障或因其它原因使混凝土在导管内停留时间过大，孔内首批混凝土已初凝，宜将导管和钢筋笼拔出，用吸泥机将孔内混凝土和泥碴吸出，不能吸除的采用钻机重新钻孔清渣，达到设计成桩要求后重新下放钢筋笼重新灌注。c上述方法达不到要求时，应重钻补桩或会同有关单位

60、研究补救措施。6）质量标准及检验方法A 水下混凝土灌注记录必须完整、准确。B 桩位中心偏位要满足规范和设计要求。C 混凝土强度不低于设计要求。D 每根桩均应检查桩身混凝土的匀质性，检验方法由监理工程师确定。3.8 后注浆施工3.8.1注浆管道根据设计要求每根桩基均应采取桩端注浆加固，每桩设4根声测管，利用声测管向桩底实施后注浆施工。采用桩底后注浆法可以改善地层受力性能，提高基桩承载能力和基础的整体刚度。注浆管与超声波管结合，采用60mm无缝钢管。施工时按设计图纸加工并按设计要求安装，桩端注浆管比钢筋笼长出 1500mm，管的顶部与伸入平台附近。注浆管道设丝口闷头封闭，下端口也需封闭。注浆管防止