钻孔灌注桩施工方案（回旋钻）

1、 钻孔灌注桩施工方案（回旋钻）4.3.1概述本项目南引桥桩基共计426根，桩径1.8m、2.2m，桩长6575m。桩基混凝土为C30水下混凝土，单根桩基最大理论方量为266.1m3，总方量为75549.4m3。桩位地质从上至下主要为：杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉细砂、 含卵砾石中粗砂、强风化粉砂质泥岩，最后以中风化粉砂质泥岩作为基础持力层。根据设计要求，桩基设计为摩擦桩，以中风化粉砂质泥岩作为基础持力层，岩层强度为2MPa。4.3.2施工工艺流程南引桥桩基采用反循环回旋钻机成孔施工，优质泥浆护壁，废弃泥浆固化处理后与废渣运至指定地点排放。钢筋笼在钢筋集配中心采用“长线匹配法”同槽分节制

2、作，现场履带吊(汽车吊)起吊安装。桩基混凝土由龙潭A3标自建拌和站集中拌制，现场导管法水下灌注。施工工艺流程见 REF _Ref25649682 h 图 4.33。 图 STYLEREF 2 s 4.33钻孔桩施工工艺流程图4.3.3关键机械设备（1）回旋钻机根据孔径、孔深、地质情况、工期安排及成孔工效，南引桥计划投入3台FXZ-400型、3台FXZ-500型履带式全液压反循环钻机成孔施工。其技术参数见 REF _Ref25649682 h 表 4.31、4.3-2。表 STYLEREF 2 s 4.3-1 FXZ-400型全液压回转钻机技术参数表 钻机型号FXZ-400最大钻孔口径（m）4.

3、0最大钻孔深度（m）150（入岩）动力头转速（r/min）0-9动力头扭矩(KNM)10.8钻杆直径(mm)325控制方式自动钻进钻塔高度(m)7.5总功率（kw）165表 STYLEREF 2 s 4.3-2 FXZ-500型全液压回转钻机技术参数表钻机型号FXZ-500最大钻孔口径（m）5.0最大钻孔深度（m）150（入岩）动力头转速（r/min）0-5.2动力头扭矩(KNM)11.8钻杆直径(mm)377控制方式自动钻进钻塔高度(m)7.5总功率（kw）1854.3.4钢护筒施工南引桥桩基钢护筒采用Q235B钢板卷制而成，壁厚为16mm，内径为2100mm、2500mm，单根长度为3m，

4、为防止钢护筒施打时护筒口发生卷边等现象，护筒两端各设置50cm长的加劲箍。钢护筒内焊接“十字”内撑以防运输过程护筒变形。钢护筒加工制作质量要求见 REF _Ref25652961 h 表 4.33。表 STYLEREF 2 s 4.3-3钢护筒加工制作标准及检查偏差项目允许偏差备注局部偏差10%板厚任何20度圆弧内直径外直径和最小内直径之差0.3%公称直径且20mm任何位置端面倾斜度f=3mm纵轴线弯曲矢高0.1%护筒节段长度且30mm管端椭圆度10mm管端平整度10mm钢护筒平面定位采用GPS定位，高程放样采用精密水准仪几何水准法，垂直度控制采用两台经纬仪竖丝法从两个尽可能相互垂直的方向观测

5、。钢护筒与桩中心位置偏差不大于100mm，倾斜度不大于1%。对桩位进行测量放样，并埋设十字护桩，十字护桩要高出护筒顶面 20-30cm，护桩用砂浆或混凝土进行加固保护，以备钻进过程中对桩位进行检验。现场技术人员随时进行检查，保证护桩不得位移。图 STYLEREF 2 s 4.34护桩埋设示意图钢护筒采用挖机配合人工埋设。先在桩位处挖出比护筒外径 80cm-100cm 的圆坑，坑底应整平；然后通过定位的控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置。用十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检验，使护筒竖直。此后即在护

6、筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土。要分层夯实，达到最佳密实度。夯填时要防止护筒倾斜。图 STYLEREF 2 s 4.3-5钢护筒施沉4.3.5钻进成孔施工（1）钻孔平台布置在桩基施工前，先探明地埋管线情况，再平整场地施工，并夯填密实。对于较软地面，先更换软土，夯填密实后可在钻机作业处铺设路基板以调高钻孔平台的承载力和平整度，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。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从施工便道上进出。桩基浇筑时泥浆抽至泥浆池并采用泥水固化设备进行固化处理，护筒间采用暗管连通，避免封底时泥浆溢出。图 STYLEREF 2 s 4.3

7、-6钻孔平台平面布置示意图（2）钻孔顺序钻孔施工顺序安排原则：根据设计要求和基于钻孔安全考虑，相邻两根桩基不得同时成孔或灌注混凝土；相邻桩位灌注混凝土后，强度达到5Mpa以上才能开钻，以免扰动孔壁，发生串孔、断桩事故。钻机在平台布置应科学合理，确保各台钻机施工及其它交叉作业工序不互相影响。图 STYLEREF 2 s 4.3-7 钻孔顺序示意图（3）钻机安装、调试用GPS定位仪定位桩基的中心点，测量并标示出钢护筒顶标高，作为成桩作业全过程的高程控制起算点。定位完成后开始安装、调试钻机： eq oac(,1)依照辅助定位点安装钻机并与钻孔平台固定，并保证钻机平稳。 eq oac(,2)安装钻架并

8、调整起升系统， eq oac(,3)安装钻杆、钻头及配重；然后使钻塔倾斜或移动上层底盘，将所需组件吊入孔内固定； eq oac(,4)检查钻杆，清洗密圈，接长钻杆，将钻头下放至离孔底泥面约30cm高处， eq oac(,5)接通供风及泥浆循环管路，开动空压机，开启供风阀供风，在护筒内用气举法使泥浆开始循环，观察钻杆、供风管路、循环管路、水笼头等有无漏气、漏水现象，并开动钻机空转，持续5min无故障时，即可开始钻进。对于下入孔内的钻具，须记录钻头、配重、钻杆的编号和实际长度。（4）泥浆制备及循环护壁泥浆在钻孔中非常重要，尤其是对本工程深孔大直径桩基，钻孔穿过淤泥质粉质粘土层、砂层等造浆性能较差的

9、地层，泥浆控制尤为重要。因此本工程钻孔泥浆采用不分散、低固相、高粘度的PHP优质淡水泥浆。钻孔施工前先在造浆池内用泥浆搅拌机搅拌黏土或膨润土泥浆，泥浆纯搅拌时间不少于3min，达到使用要求的泥浆回流至泥浆箱存储，然后利用3PNL泵泵送至钢护筒内，当钢护筒内泥浆性能指标满足施工要求后即可开孔钻进。钻进过程中，泥浆泵利用钻杆从“孔底”把含渣泥浆抽出，经泥砂分离器分离出钻渣和泥浆。钻渣存入渣箱，由挖掘机挖出，转运至指定地点倾倒，泥浆分离至泥浆箱，通过3PNL泵再次送入护筒内用钻进，如此形成泥浆循环。在清孔阶段泥浆循环，通过气举反循环方式用导管从孔底把泥浆沉渣抽吸出孔外，通过泥砂分离器降低泥浆含砂率，

10、然后回流至泥浆箱，同时通过3PNL泵对孔内补充泥浆。图 STYLEREF 2 s 4.3-8泥浆循环示意图（5）钻进方法气举反循环钻进成孔过程划分为三个阶段：护筒内钻进阶段、护筒底口钻进阶段、护筒外钻进阶段。各阶段施工方法及要点见 REF _Ref25686997 h * MERGEFORMAT 表 4.34。表 STYLEREF 2 s 4.3-4钻进各阶段施工要点钻孔阶段施工工艺要点护筒内钻进（+6.5-2m）护筒底口2.0m以上部分，采用带钢丝球的钻头清理护筒内壁，采用刮刀钻头反循环加压清水钻进，混合泥浆经泥砂分离器处理后泥浆回流入护筒，钻渣经泥砂分离至渣箱。护筒底口钻进（-2-5m）钻

11、至离护筒2m时，钻头反循环空转，启动泥浆循环系统，调整孔内泥浆，当孔内泥浆指标符合要求后，优质泥浆护壁反循环减压钻进，在护筒底口附近慢速钻进，形成稳定孔壁。护筒外钻进砂层（-5-55m）减压低速钻进，防止局部扩孔或坍塌，同时充分浮渣、排渣。岩石层（-55-107m）钻头加大配重反循环、减压低速、优质泥浆钻进。钻进过程中应注意加大垂直度的检测频率，以便于过程中发现超出规范要求或有超出规范趋势时则需采取补救调整措施。（6）清孔桩基终孔后采用气举反循环配合泥沙分离器清孔，气举反循环清渣技术思路如下：高压空气送入导管中下部位后与泥浆混合，形成密度较小的气泡和泥浆混合物；在密度差、压力差的作用下向上运动

12、，并形成持续的泥浆流；从反循环系统中的泥石泵从下部抽吸底部沉渣清除出去。气举反循环清孔示意图见 REF _Ref25687377 h 图 4.310。图 STYLEREF 2 s 4.3-9气举反循环清渣技术示意图（7）检孔清孔完成后使用超声波检孔仪检测孔径、孔深、垂直度等。桩基成孔质量检测标准见 REF _Ref25687455 h * MERGEFORMAT 表 4.35。表 STYLEREF 2 s 4.3-5钻孔灌注桩成孔质量标准项目规定值或允许偏差钻孔桩孔的中心位置（mm）100（群桩）孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）1孔深（m）不小于设计值沉淀厚度(mm)小于200清孔后泥浆

13、指标相对密度：1.031.1；黏度：1720Pa.s；含砂率：2%；胶体率:大于98%（8）钻渣、废浆处理反循环钻孔施工需不断排渣，方量较大，本工程采用泥浆分离器快速分离出泥浆、钻渣。钻孔作业中产生的泥浆通过泥浆分离器上的旋流器把泥浆中的固体颗粒分离出来，分离出来的颗粒通过振动筛进行脱水排除，除砂后泥浆回流至孔内使用。桩基浇筑中产生的废浆通过泥浆固化设备进行泥水分离，分离出来的清水循环用于场地清扫及制浆，可避免泥浆外运。图 STYLEREF 2 s 4.3-10泥浆固化处理示意（9）成孔施工注意事项钻孔桩基础选择反循环工艺钻孔施工，并采用与钻孔直径相匹配的改进刮刀钻头、滚刀钻头，钻进成孔，具体

14、施工过程中应该注意以下几点： eq oac(,1)在开孔钻进时采用轻压、慢速钻进；正常钻进施工，在粘土层中，控制进尺，每钻进一个回次的单根钻杆要及时进行扫孔，以保证钻孔直径满足要求。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少时，应控制钻进速度。 eq oac(,2)在不同地层的钻进施工中，现场技术人员和实验员必须严格控制泥浆指标，部分主要泥浆指标每隔2小时和不同地质层抽验比重、粘度、含砂率及PH值不少于一次，全面掌握孔内泥浆性能的变化情况是否在设计实验的泥浆指标范围内，以便及时调整，同时通过泥浆面观察孔壁的稳定情况，保证孔壁的安全。 eq oac(,3)钻进过程中注意孔内水

15、位，随时补浆，维持护筒内的水头高度，防止孔壁塌孔。水中钻孔，因潮水涨落较大，因此钻进时应注意保护护筒内水头高度，护筒内水头任何时候均应高于水位2.0米以上。 eq oac(,4)在正常施工过程中，为保证钻孔的垂直度，采用减压钻进，始终让加在孔底的钻压小于钻具总重（扣除泥浆浮力）的80%。 eq oac(,5)升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须防止钻头钩挂护筒。 eq oac(,6)加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底810厘米，维持循环10分钟以上，以清除孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。 eq oac(,7)钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆

16、接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。 eq oac(,8)钻进过程应连续操作，不得中途长时间停止。 eq oac(,9)钻机在各个地层中钻进时，根据成孔工艺和墩位处的地质状况，采用不同的钻进参数，以保证钻孔安全。 eq oac(,10)详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，钻进中发现异常情况及时上报处理。 eq oac(,11)钻孔过程中参考地勘报，在进入不同底层时进行取样，渣样采用标签进行分类。4.3.6钢筋笼施工桩基钢筋笼竖向主筋采用HRB40032钢筋，螺旋箍筋采用HPB300 10、12钢筋。其中，一半主筋沿钢筋笼通长设置，加强圈采用32钢筋，间隔2m布置一道。承台以下15m范围内为螺旋

17、箍筋加密区域，间距10cm，加密区以外螺旋筋间距20cm。钢筋笼主筋净保护层8cm，保护层垫块采用C30预制圆形混凝土垫块，每组4个，间隔2m布置一组，沿加强圈呈梅花形均匀布置。桩基钢筋笼在钢筋集配中心采用“长线匹配法”分节加工制作，主要包括骨架制作及箍筋、保护层垫块、声测管、吊耳等安装。制作钢筋笼时，应从顶节向底节开始匹配。钢筋下料前，应根据钢筋笼分节长度和钢筋原材的长度作出合理化钢筋配料单，配料单须主管技术员签字确认无误后方可实施。钢筋笼标准节12m，底节长度根据桩基长度进行调整。钢筋笼加工质量验收标准见 REF _Ref27903851 h * MERGEFORMAT 表 4.36。表

18、STYLEREF 2 s 4.36钻孔灌注桩钢筋骨架作和安装质量标准项目允许偏差项目允许偏差主筋间距（mm）10保护层厚度（mm）20箍筋间距（mm）20中心平面位置（mm）20外径（mm）10顶端高程（mm）20倾斜度（%）0.5底面高程（mm）50桩基钢筋笼主筋连接接头性能必须满足钢筋机械连接技术规程(JGJ 107-2016)中相关规定。丝头加工、套筒质量现场检检验项目、检验方法及检验要求见 REF _Ref25690810 h 表 4.37、 REF _Ref25690801 h 表 4.38。表 STYLEREF 2 s 4.37丝头检测项目、方法及要求序号检验项目量具名称检验要求1

19、外观质量目测丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀2外形质量卡尺或专用量具牙顶宽度大于0.3P的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长；标准型接头的丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度，且允许误差为+2P。3丝头尺寸通端螺纹环规能顺利旋入螺纹并达到旋合长度止端螺纹环规允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不超过3P（P为螺距）表 4.3-8连接套筒质量检验要求序号检验项目量具名称检验要求1外观质量目测螺纹牙型应饱满，连接套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷2外形尺寸卡尺或专用量具长度及外径尺寸符合设计要求3内螺纹尺寸通端螺纹塞规能顺利旋入连接套筒两端并达到旋合

20、长度止端螺纹塞规塞规不能通过套筒内螺纹，但允许从套筒两端部分旋合，旋入量不超过3P（P为螺距） 图 STYLEREF 2 s 4.311钢筋笼制作钢筋笼在钢筋加工中心用平板车运至现场后用汽车吊进行卸车，车上专用堆存胎架，并用手拉葫芦锁紧，防止运输途中发生倾覆。 图 STYLEREF 2 s 4.312钢筋笼运输及存放钢筋笼运输至现场后，利用龙门吊（履带吊）从底节至顶节逐节吊装下放，示意图见 REF _Ref25695415 h 图 4.313。 图 STYLEREF 2 s 4.313钢筋笼吊装示意图钢筋笼主筋对接采用机械连接，当钢筋笼主筋全部对位完成后开始套筒连接，套筒采用专用扳手拧紧，拧紧

21、程度以标准丝头外露一个完整丝为准。每节钢筋笼套筒拧紧完成后，采用标定后的扭矩扳手检查套筒拧紧扭矩，拧紧扭矩为320Nm。4.3.7水下混凝土浇筑桩基设计为C30水下混凝土，最大单桩混凝土设计理论方量为266m，混凝土采用2台HZS180拌和站集中供应，通过混凝土罐车运输至墩位处，采用泵车输送至各桩位处。首封混凝土考虑导管埋深2m，封底方量约为10m，采用10m首封大料斗和一个2m容量的小料斗，进行首封混凝土灌注，采用0.3m小料斗进行混凝土正常灌注。混凝土灌注能力约70m/h，预计4h左右灌注完成。成桩施工控制要点见 REF _Ref25696257 h 表 4.36。表 STYLEREF 2 s 4.3.16成桩施工控制要点施工工序施工控制要点二次清孔导管采用32510mm无缝钢管，需进行水密、管壁承压和接头抗拉试验；各节导管之间接头要拧紧