XX大桥钻孔灌注桩方案

淮盐高速公路盐城三标<K42+300～K48+460）钻孔灌注桩项目施工技术方案淮盐高速盐城三标项目经理部二00三年五月二十九日淮盐高速公路盐城三标施工单位：镇江路桥项目总公司施工负责人：汪明中<项目经理，项目师）施工技术负责人：包爱民<项目总工：项目师）编制单位：淮盐高速公路盐城三标项目经理部审核人：汪明中<项目经理，项目师）主编人：包爱民<项目总工，项目师）参编人：万同兵编制日期：2003.05.29目录施工准备钻孔桩场地平整埋设护筒泥浆制备钻孔清孔钢筋骨架制作及安装砼灌注质量控制要点事故的处理与预防措施施工准备建宝路跨线桥，桥梁起讫桩号K46+465.30~K46+647.70，中心桩号K46+556.50，桥梁全长182.40m。桥址位于颜单镇沈韩村六组西侧约200m处，跨越建湖至宝应公路。本桥上部结构采用7×25m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式墩、肋式台，钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩首件项目计划于5月18日开钻，拟选定建宝路跨线桥1#墩1#桩作为首件项目<桩身编号由桥线左幅左侧向右幅右侧顺序编排），该桩位属于陆上桩，桩径为150cm，桩长为45m，桩底标高为-43.148m，桩顶标高为+1.852m。施工队伍进场后，即开始进行施工前的各项准备工作。现在，已完成的准备工作包括场地平整，测放桩位，钻机检修、调试与就位，钻头加工与验收，钻杆检查与验收，导管检查与水密性实验，泥浆循环系统<含泥浆池的开挖与设置，泥浆泵、管的布置与调试）的设置与验收等。根据现场的实际情况，本次首件项目拟选用GPS-15型回旋钻机，采用笼式刮刀钻头，按“正循环回旋钻进工艺”进行施工。1.1现场施工便道、便桥已施工完毕，所有材料及设备均通过乡村道路及进场便道运输进场。目前，已进场材料包括：钢筋60T<8根桩用量），425#水泥300T<8根桩用量），外加剂2.0T，黄砂500T<8根桩用量），石子680T<8根桩用量）。1.2混凝土供料系统完成JS1000砼拌和楼1座并安装调试完毕，另备了一套浇筑设备强制式拌和机1座。其他临时设施方面钢筋加工工棚、工地实验室、现场值班房、配电房<网电已供到位）均已准备完毕。1.3日前，项目部工地实验室已组建完毕，实验仪器及设备均已通过盐城市计量职能部门的标定与验收，现在等待省厅质监站的验收与取证。另外，我项目部前期已经完成灌注桩水下砼C25配合比的设计和试配结果，目前已完成首件灌注桩的原材料自检与报验工作，已批准使用。1.4测量方面全桥导线及标高控制点已复测完毕，另1#墩1#桩桩位已放样、报验完毕。1.5钻孔准备工作、桩位放样：根据施工图用全站仪进行桩位放样，对已放好的桩位进行保护，埋设护筒和钻机就位后，重新复核桩位。、机械设备及器具检查：<1）、钻机检查：对钻机的主要部件钻盘、卷扬机、钻架、钻杆长度、钻头直径等检查。同时要检查钻机的各种保护装置，包括电源、防护罩等。<2）、发电机、泥浆泵、电焊机、砼搅拌机、砼泵车等机械设备试车检查。<3）、为检查桩孔直径及垂直度，须在现场制作直径为1.5m，长9m的验孔器<即孔规）。<4）、检查导管水密性实验。<5）、为了保证首批混凝土灌注成功，必须配备容量足够的料斗<斗容量>4m3）和隔水装置。3）、场地及其他准备：<1）、运灰通道应晴雨畅通，路面平整。<2）、要有充足的材料存放。<3）、储浆池、沉淀池的设置：储浆池的容量应视制浆能力和钻孔时所需流量而定，本桩施工时的制浆池尺寸拟按长×宽×深=5.0m×3.0m×3.0m考虑，施工时，拟就近征用农田开挖后作为泥浆池，泥浆池中考虑设置储浆池及沉淀池，废浆直接就近排放，沉淀处理。沉淀池的容量也应根据泥浆流量及泥浆净化方法而定，通常长为45.0m、直径为1.5m的桩孔,沉淀池的容量大于180m3。储浆池和沉淀池形成循环系统，经沉淀后循环再利用的泥浆其粘度、含砂率等指标能满足相关规定要求。<4）、各种计量设备及泥浆指标检验器具齐全。<5）、砼试模备齐。1.6施工工艺流程测量定位施工工艺流程图测量定位制作钢护筒施工场地平整制作钢护筒施工场地平整埋设钢护筒埋设钢护筒泥浆制备泥浆制备钻机就位钻机就位N钢筋笼绑扎钢筋笼绑扎测量报验 N测量报验导管水密实验钢筋笼验收导管水密实验钢筋笼验收钻孔钻孔自检钻孔N自检钻孔N验孔深验孔深清孔清孔检查沉渣厚度及验孔器验孔检查沉渣厚度及验孔器验孔下钢筋笼下钢筋笼下导管下导管灌注水下砼制备泵送砼二次清孔、验收灌注水下砼制备泵送砼二次清孔、验收制作砼试块制作砼试块灌注完毕灌注完毕检测检测分项项目验收分项项目验收2、钻孔桩场地平整根据现场情况考虑钻机及附属设备的自重，为保证地基有足够的强度，以满足钻机施工过程中平稳、且无不均匀沉降的要求，我们采取的主要措施为清除地表杂物、置换表层软土、分层夯实等，另外在地基上铺设250×250mm方木作分配梁均匀传递自重等荷载。3、埋设护筒3.1护筒尺寸确定灌注桩钢护筒内径按比灌注桩直径大30cm考虑，壁厚按δ=10mm考虑。钢护筒顶标高按高出地面0.5m(规范规定为0.3m>，同时按高于地下水位1.5m考虑(本桩位处实测地下水位约为+0.90m，规范规定应高出地下水位1.0~2.0m>，即护筒顶标高按+2.40m左右控制。3.2钢护筒制作钢护筒长初定为1.5m，连接方式为焊接。焊缝要求饱满，防止护筒漏水。3.3钢护筒沉放为方便护筒埋设，在桩位处开挖直径为1.9m、深1.0m的圆坑，将护筒放入后，立即复核护筒是否偏位，调整好护筒位置后，使护筒中心对准桩中心，将护筒周围用粘土填满并夯实，防止护筒漏水。4、泥浆制备泥浆的作用是提高静水压力，通过泥浆的循环把钻渣清出孔外，减少泥渣，而正循环回旋钻进的泥浆性能是既要求有一定的浮悬钻渣能力，又要求能很容易地流动产生上升流速，因此，在配制泥浆时必须满足规范要求,泥浆的主要性能指标控制在1.05~1.15,具体指标见钻孔泥浆性能指标表。5、钻孔5.1钻机就位钻机等设备通过吊车吊至钻孔桩桩位附近，由钻机自行移至桩位上。立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，启动卷场机把钻盘吊起，将钻机调平并对准钻孔，然后装上钻盘，保持钻盘中心同钻架上的起吊滑轮和桩孔中心在同一铅垂线上。5.2调试<初钻）：先钻动钻盘，使之空钻一段时间，以检查钻机是否能正常运转。在试运转的同时启动泥浆泵，待泥浆产生一定数量后，方可开始钻进。5.3钻进：开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进，如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒钻，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙后继续钻进。钻孔过程中，须根据土层情况，合理选择钻机的钻进速度及泥浆性能指标，具体可参考下表：地层进尺(m/h>泥浆比重粘度(Pa·s>含砂率(%>淤泥质亚粘土≤31.15~1.2022~25＜4亚粘土≤31.10~1.1522~25＜4粘土≤41.05~1.1518~20＜4亚砂土≤2.51.20~1.3022~25＜4细砂≤2.51.25~1.3522~25＜4在钻进过程中，须沿顺桥向及横桥向分别设置水平靠尺，以便经常检查，并及时调整钻盘、钻架的水平度。在钻进过程中，根据不同土层测定进浆口和排浆口的相对密度、粘度、含砂率等几项指标，如果泥浆有损耗、漏失，应及时予以补充，如泥浆指标不合要求应及时予以调整。同时应在泥浆槽中捞取钻渣样品，作好记录，以便与设计资料核对，如土层与设计有偏差，应认真作好记录，必要时征求监理项目师的意见，报指挥部和设计代表，进行桩长的修正。5.4因故停钻时，孔口应加护盖，钻头应提起以免埋钻。5.5在钻孔排渣、提钻头等因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位，同时泥浆应具有要求的相对密度及粘度，以防坍孔。5.6孔底标高可根据钻杆累计长度及钻机平台标高来确定，另用测深绳来复核。5.7在吊放钢筋笼前先将孔规用吊车放入孔中检查，若孔规不能顺利放入，则表明缩孔或弯孔，必须重新接好钻具，在需处理阶段，反复扫孔，直至孔规能顺利放入为止。6、清孔6.1终孔检查孔深、孔径达到设计要求后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难，甚至坍孔。6.2清孔泥浆宜采用相对密度较小<小于1.10）的泥浆把钻孔内的浮渣和相对密度较大的泥浆换出。6.3正循环回旋钻机采用换浆法清孔，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔后泥浆的性能指标要求如下：相对密度：1.03~1.10。粘度:17~20Pa·s含砂率：＜2%胶体率：＞98%7、钢筋骨架制作及安装7.1钢筋骨架按照施工图在钢筋加工场地上分段制作成型，标准分段长度为9m<单根钢筋长度），制作4节，另加一节8m非标准段。钢筋笼相邻钢筋接头错开1m<按规范要求大于35d即87.5cm）。骨架间现场焊接接头采用焊接方式单面焊处理，焊接长度必须满足规范要求<大于10d）。7.2钢筋骨架采用加强筋成型法制作。即在制作时按设计尺寸做好加强筋圈，标出主筋位置，将主筋摆在平整的工作台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，校正加强筋与主筋的垂直度后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一边，即先弯后焊，使两结合钢筋轴线一致；接头单面焊缝的长度不应小于10d<即25cm）。7.3成型后的钢筋笼通过吊车吊送至钢筋运输车上，由运输车送至灌注桩桩位处。7.4钢筋骨架保护层块应穿在钢筋笼上，以保证钢筋笼下放时四周钢筋保护层厚度均匀，符合设计要求及规范规定<7cm±10mm）。7.5钢筋骨架采用钢扁担以两点吊方式，逐节下沉，钢筋笼吊装时不能变形，另外吊点焊接必须牢固，以免发生钢筋笼因吊点脱焊堕入孔中。7.6钢筋笼沉放完毕后，应检查钢筋笼偏位情况，调整顶节钢筋笼的中心位置。当偏位符合要求后应将钢筋笼通过顶端吊环钢筋焊接固定在钻机架上，以防钢筋骨架被混凝土顶托上升和偏位。8、混凝土灌注8.1混凝土浇筑采用混凝土拌和楼拌和，混凝土罐车运输，根据设计要求及配合比进行水下灌注砼的现场配制，要求砼坍落度控制在18～22cm内。8.2灌注设备的安装利用钻机进行导管的安装，导管下口与孔底应留25～40cm距离。导管安装完毕后进行混凝土灌注设备的安装。8.3灌注混凝土前的检查工作灌注前，对孔底沉渣厚度、泥浆指标等再进行一次测定。如果沉渣厚度不能满足设计要求，则利用导管进行二次清孔，直至满足要求。8.4水下混凝土灌注8.4.1计算首批混凝土储备量，满足灌注要求。8.4.2首批混凝土灌注时，导管下口与孔底应留25~40cm的距离，导管埋入混凝土深度不小于1m。根据首批灌注混凝土方量计算公式计算。V≥лD2<H1+H2）/4+лd2h1/4其中D为桩孔直径；d为导管内径；H1为桩孔底至导管底端间距；H2为导管初次埋置深度；h1为导管内混凝土柱平衡导管外<或泥浆）压力所需的高度。h1=Hwｒw/ｒc，Hw为孔内泥浆的深度，ｒw为孔内泥浆的容重，ｒc为混凝土拌和物的容重。其中：H1=0.40m，H2=1.00m，D=1.50m，d=0.30m，Hw=45m，ｒw=10.5KN/m3，ｒc=24KN/m3。h1=Hw·ｒw/ｒc=43.6×1.05/2.4=19.075mV≥лD2<H1+H2）/4+лd2h1/4=л×1.52<0.40+1.00）/4+л×0.302×19.075/4=3.822m38.4.3由技术人员做好灌注记录，继续灌注混凝土,直到导管下端埋入混凝土中的深度达4m时，适当提升导管，然后再继续灌注混凝土。8.4.4每次拆除导管后应保持下端被埋置深度不小于2m；每次拆除导管前，其下端被埋置深度不宜大于6m。8.4.5灌注过程中，应随时用测深绳量测孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确掌握导管的提升与拆除。8.4.6灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊。8.4.7灌注过程中，当砼面灌注至距钢筋笼底1.0～2.0m时，应减缓砼的灌注速度，当钢筋笼埋入砼中1.0～2.0m后，再行恢复至正常速度灌注，这样以防砼灌注过程钢筋笼出现上浮。8.4.8为确保桩顶质量，灌注桩混凝土灌注标高应比设计桩顶预加一定高度<不小于80cm）。桩身成型后，应及时凿除桩头松散砼，并预留20cm砼待检测合格后用手工凿除，使其标高与设计桩顶标高一致。9、质量控制要点9.1控制钢护筒平面位置，确保偏差小于5cm，倾斜度＜1%。9.2钻机就位后须抄平、垫实、固定可靠，确保钻架垂直，钻头中心与孔位中心要求重合，钻进过程中注意观测，及时纠偏。当出现斜孔时，应先判断斜孔的位置，然后吊住钻头进行扫孔，使钻孔纠直。9.3派专人负责对地下水位实施观测，及时调整孔内液面高度，保持孔内水头高度。9.4设专职实验员按不低于1次/2小时的频率检测泥浆性能，并及时调整，确保孔壁稳定、钻进顺利。9.5备足堵漏材料和回填粘土、水泥等，及时处理可能发生的漏浆、塌孔事故。9.6合理选择钻孔参数<钻压、钻速），对软弱地层采用慢速钻进。适当提高水头，避免缩颈，对软硬不匀地层采用减压，慢速钻进，避免造成斜孔。9.7成孔后再次复核桩位及孔径、孔深，确保符合图纸及规范要求。9.8配备足够容量的集料斗<＞4.0m3），确保首批灌注砼浇注量，浇筑时，由专业人员检查导管的埋深及砼拌和料的质量，防止埋管、堵管。10、事故的处理与预防措施10.1钻孔过程中塌孔10.1.1塌孔的征兆：钻孔内水位突然下降，孔内冒细密水泡，钻进中钻具接触塌陷就会出现长时间不进尺或进尺很慢，而钻头被埋住，钻机负荷增大发出异响。10.1.2泥浆比重不够，护壁不可靠，特别是在较软或较复杂的土层中没有因地制宜地采用适当的泥浆而减弱护壁效果。10.1.3水头高度不够，孔内水压降低，则孔壁四周的水头带土粒流向孔内，长时间会导致塌孔。10.1.4护筒埋深不够，孔口坍塌。10.1.5预防的方法和措施在松散的砂层、亚砂层要选用适合该土层的高质量泥浆且保持足够的水头高度，并按要求深埋护筒，供水时不得将水直接冲射孔壁，在淤泥层和松软的砂层、亚砂层采用稠泥浆，慢钻进措施。当钻到松散地层时，应控制泥浆的性能指标，防止漏浆、塌孔。当轻度塌孔时，可加大泥浆比重和提高水位；严重塌孔时，应将备用粘土回填，暂停钻孔，待孔壁稳定后低速钻进。当出现漏浆时，应立即加稠泥浆，增强护壁。10.2钻孔过程中的卡钻或掉钻10.2.1对于向下能钻动的上卡口可用上下提升法，并配钢线绳左右拔移旋转，卡钻时不能强提只宜轻提，不行时再用冲、吸的方法将钻锤周围的钻渣松动后再提。10.2.2掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，则用冲吸的方法先清除泥沙，使打捞工具接触落体后再打捞。10.3砼灌注时预防措施10.3.1钻进过程，经常检查泥浆的比重，排渣情况，结合地层情况，防止出现糊钻。当出现糊钻时，应调