某引桥基础钻孔灌注桩施工工艺

PAGEPAGE12某引桥基础钻孔灌注桩施工工艺京珠高速公路新乡至郑州段XX合同段引桥基础φ1.5m钻孔桩，根据设计图和现行规范的要求，并结合该桥的具体情况和特点制定以下施工工艺。施工工艺编制依据本桥为双幅公路桥，其引桥基础钻孔灌注桩的施工及工艺编制依据为：《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）（以下简称“施工规范”）《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）《公路工程安全技术规范》（JTJ071-98）《北京至珠海国道主干线新乡至郑州段高速公路XX合同段两阶段施工图设计》图纸和水文地质资料二、工程概况（引桥）京珠高速公路新乡至郑州段XX合同段引桥下部结构从217#墩～243#台共计168根钻孔桩。其中217#墩～234#墩共计108根桩，每根桩桩长46m，235#墩～242#墩共计48根桩，每根桩桩长45米，243#桥台12根桩，每根桩桩长58m。钻孔桩混凝土级别C25，总量约为13826m3。三、水文、地质水文桥址区的地表水系主要为黄河水，另有零星的河塘及地表水体，桥址区地下水为孔隙或潜水及微承压水，主要贮存于砂类土层中，补水来源于黄河水。该地区为半干旱区，年蒸发量大于降水量，地下水位的变化基本上与降雨无关。通过对桥址区水质分析，黄河水及地下水对混凝土均无侵蚀性。地质桥址区地貌属黄河冲积平原型，南岸引桥钻孔桩地质情况：第一层为亚粘土，厚约18m，第二层为细砂层，厚度为20m。第三层为中砂层，厚度为16m。第四层为亚粘土，厚度为6m。设计桩尖座落在第四层的亚粘土与第五层的细砂层交界处。四、施工方法引桥基础桩径为φ1.5m，并根据地质情况决定选用GPS15B型旋转钻机钻孔，采用泵吸反循环法施工。人工挖埋φ1.7m的钢护筒，在两墩间设置泥浆池、沉淀池，以优质泥浆护壁，成孔检查合格后及时安放钢筋笼，钢筋笼在钢筋车间分节加工制造，现场采用螺纹套筒连接，采用导管法灌注水下混凝土。灌注水下混凝土要连续灌注，确保成桩质量。五、钻孔桩施工施工准备平整场地，清除杂物，更换软土并夯填密实。钻机（包括钻具）检修。本工程选用GPS15B型旋转钻机；GPS15B型钻机技术性能如下：钻孔直径：1.5m钻孔深：70m（钻孔直径1.5m时）转速（r/min）：46，25，13（正反转）主机功率（KＷ）：30主卷扬机提升能力（ＫN）：29.4（单绳最低速）钻杆（mm）：φ168×3000、φ150×3000钻机重量：8T排碴方式：正反循环钻头选用：根据桥位处的地质情况选用三翼式刮刀钻头。为保证成孔后钻孔直径符合设计要求，又能减少扩孔率，钻头直径采用比桩径小2-4cm。泥浆池和沉淀池设在两墩之间。沉淀池容积应考虑能容下3根钻孔桩钻孔的出碴，否则应边钻孔边清碴。钻孔灌注桩施工工艺流程图场地平整及测量桩位场地平整及测量桩位埋设护筒，护筒四周用粘土夯实埋设护筒，护筒四周用粘土夯实钢护筒制造并倒运钢护筒制造并倒运钻机维修钻机安装对位并牢固可靠钻机维修钻机安装对位并牢固可靠泥浆制备，采用优质膨润土或粘土造浆正循环开孔钻至护筒刃尖下3m泥浆制备，采用优质膨润土或粘土造浆正循环开孔钻至护筒刃尖下3m反循环钻到设计标高反循环钻到设计标高终孔检查孔深、孔径合格后清孔，泥浆指标合格后拆除钻机终孔检查孔深、孔径合格后清孔，泥浆指标合格后拆除钻机吊装钢筋笼材质检验，钢筋笼制造及声测管安装，成品质量检查吊装钢筋笼材质检验，钢筋笼制造及声测管安装，成品质量检查导管水密试验安装水封导管导管水密试验安装水封导管检查孔底沉淀、泥浆指标，合格后办理签证手续检查孔底沉淀、泥浆指标，合格后办理签证手续混凝土拌制及运输混凝土拌制及运输灌注桩身混凝土灌注桩身混凝土清除桩头泥浆，桩头凿毛清除桩头泥浆，桩头凿毛桩身混凝土质量检查桩身混凝土质量检查钢护筒制造及埋设钢护筒制造护筒内径应大于桩径20cm，所以φ1.5m钻孔桩采用φ1.7m钢护筒，钢护筒长3m，壁厚为8mm。钢护筒可根据现场具体情况制造，焊缝保证强度，不漏浆。钢护筒制造质量要求钢护筒外径误差（椭圆度）小于±5mm。底面中心与顶面中心应在同一铅垂线上。护筒埋设引桥各墩护筒埋设深度不小于2.5m，且穿过回填层进入原地面不小于1m，护筒底下及四周包填粘土，并分层夯实。护筒埋设好后应高出地面0.3m，护筒周围不得有积水坑。护筒顶面位置偏差不得大于5cm，护筒倾斜度不得大于1%。钢护筒定位放样埋设前，应对墩位中心及纵横中心线进行复测，以确保护筒埋设位置准确。泥浆的要求：一定比重的泥浆在其水头压力的作用下，能固定和保护孔壁不坍孔；能悬浮钻碴，起排碴作用；能冷却钻头和减少钻头磨损，加快钻进速度。泥浆原料可选用膨润土或黄粘土。为提高泥浆的胶体率及粘度，可加入适量的烧碱或碳酸钠，改善和保持泥浆性能，稀释泥浆，降低比重，增进钻孔效益。其烧碱或碳酸钠的配方及掺量由试验决定。搅拌好的泥浆储备在泥浆池内，供循环使用，并应不断得到补充和处理净化。泥浆指标泥浆比重：正循环钻进时，入孔泥浆比重为1.1～1.3；反循环钻进时，入孔泥浆比重为1.05～1.15粘度：入孔泥浆粘度17～22s含砂率：新制泥浆不宜大4%胶体率：不应小于95%ＰＨ值：8～10泥浆指标测定从开钻到终孔每隔2～４小时应取样检测孔口和孔底的泥浆指标，并记录，便于及时分析情况和指导钻孔。此外对泥浆池内的泥浆指标也应经常检测，为比较和处理净化泥浆提供依据。施工要求钻孔桩的主要工序为隐蔽工程，施工难度大，施工质量控制尤为重要，因此每道工序都必须经过严格检查，合格后方可允许进行下道工序的施工。钻孔开钻前应复测钢护筒的位置是否符合要求，合格后把钻头吊入护筒内，并安装钻机就位，底盘应平稳，支垫要牢固。在钻进中不应产生位移和沉陷。钻机的起吊滑轮，转盘中心和孔中心三者应在同一垂线上。开钻时应低档慢速钻进，以利护壁，为了护筒刃尖处的护壁良好，先用正循环开钻，钻至护筒刃脚下３m后，再改为反循环，以正常的速度钻进。正循环开孔，应先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入护筒内一定数量并循环畅通后，方可开始钻进。每班应指定专人担任记录，及时认真填写钻孔记录。在砂层中钻进，泥浆在孔内流动速度不宜大于４cm／s。在钻进过程中，应经常注意土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压和泥浆比重。在软土、砂土等容易坍孔土层，宜采用低档慢速钻进，同时提高水头，加大泥浆比重，防止坍孔。钻孔须采用减压钻进，使钻杆保持受拉状态。不得随意加压，防止钻杆弯曲和孔斜。合理选用钻压，采用“少吃多餐”钻进技术，即少量钻进，勤给进的方法，达到提高钻进速度的目地。钻进的速度不宜太快，如果进尺太快，泥皮可能来不及成型而坍孔。在粉细砂地层中限速10m/h，粘土类可取高转速（30～46r.p.m），砂土类可取低转速（20～40r.p.m.）。钻孔过程中，应经常检查钻机的位置和底盘水平以及钻杆是否弯曲，变形，避免出现弯孔。还应经常检查钻头直径，若钻头磨损严重，应及时更换。用泵吸反循环钻进时，钻头应先距孔底20—30cm，防止堵塞吸渣口，在接长钻杆时，应注意使接头紧密，防止漏气，漏水和钻杆松脱。拆接钻杆时，起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，避免撞击孔壁，造成坍孔。钻孔时要注意观察孔内泥浆面的变化，是否有漏浆情况发生，始终保持孔内泥浆面高于地下水位2m以上。正常钻进时应参考地质资料，掌握地层变化情况，及时捞取碴样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料进行核对，根据核对判定的土层及时调整钻机的转速和进尺。因故停钻时，孔口应加护盖，以免工具或其他铁件掉入孔内，影响钻孔。同时将钻头提高距孔底5m以上，以防止埋钻。钻孔事故处理发生卡钻时，不宜强提，以免愈卡愈紧或坍孔埋钻，应先查明原因，再采取措施，上下提动钻头，使之旋转，让钻头能沿下落的原道提出，在处理过程中，要继续拌泥浆，以防埋钻。发生掉钻时，应及时摸清情况，查明原因，采取有效措施，尽快处理。如钻头被埋住，应首先清除泥砂，再进行打捞。打捞可用套绳法，将单绳或双绳套住钻顶端或钻杆，收紧套绳取出；或根据具体情况，采用其它方法打捞。当孔内掉进工具时可用磁铁吸出。发生坍孔后，应分析原因和位置，然后进行处理。坍孔不严重者，可回填至坍孔位置以上，采取改善泥浆性能，加高水头，埋深护筒等措施。若坍孔严重时，应将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，停一段时间后，待回填土沉积密实，采取措施重钻。坍孔部位不深时，可埋深护筒，将护筒周围土夯填密实，重新钻孔。遇有孔身偏斜，弯曲时，可在偏斜处吊住钻头反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。遇有漏浆时，宜采取将护筒周围回填土筑实，增加护筒沉埋深度，适当减少水头高度或采取加稠泥浆，倒入粘土慢速转动等措施。终孔前后，应严格控制泥浆指标，使其达到规定要求，减少孔底沉淀。钻孔完成后，应使用检孔器检查孔深、孔径和孔的倾斜度。检孔器用钢筋焊成一圆柱体，以钢筋笼的直径加10cm为直径或等钻头直径。检孔器高度为设计孔径的4～6倍。清孔钻孔达到设计标高时，经终孔检查后，即应进行清孔。其目的在于使沉淀厚度尽可能减薄，提高孔底承载力，同时也为了保证灌注混凝土的质量，不出故障。清孔标准：灌注水下混凝土前，沉渣厚度不大于30cm；清孔方法：采用换浆法，抽渣或汲泥时，应及时向孔内注入新鲜泥浆，保持孔内水头，避免坍孔。换浆清孔时间：以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率相接近为度。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。清孔应认真操作，不得用加深孔来代替清孔。成孔质量标准项目目允许偏差孔的中心位置（mm）50倾斜度小于1%孔深不小于设计孔深深孔径（mm）不小于设计桩径径沉淀厚度（mmm）不大于500mm清孔后泥浆指标标相对密度：1..03～1.10；粘度：17～20Paa·s；含砂率率：＜2%；胶体率率：＞98%钢筋笼的制作与安装钢筋笼的制作钢筋笼在车间分节匹配制造，分节长度按起吊、运送条件而定。应充分利用供料原长，以节省钢料，减少接头数量为原则。钢筋笼采用镦粗直螺纹套筒连接，接头应50%错开，接头间错开的间距不小于35d。钢筋笼应匹配制造，分段编号，安装时对号入座。钢筋笼外圈每隔5米左右设置一道保护层垫块。垫块可采用预制圆环砂浆垫块或其它有助于控制保护层的措施。钢筋笼制作和吊放的允许偏差项目允许偏差钢筋骨架外径（mm）±10主筋间距（mmm）±10箍筋间距（mmm）±20钢筋骨架倾斜度度±0.5%骨架保护层厚度度（mm）±20骨架中心平面位位置（mmm）20钢筋笼的安装吊装钢筋笼时，应应对准孔位位中心，平平稳地轻放放、慢放，严严禁猛起猛猛落，下放放时应注意意观察，避避免碰撞孔孔壁，防止止塌孔；钢筋笼起吊点应应置于加强强箍筋处，加加强箍筋与与主筋必须须全部焊接接，并应有有十字撑撑撑住，以防防变形；钢筋笼安装对接接时，接头头必须正直直，各节应应在同一轴轴线上。连连接质量必必须符合相相关标准要要求，并经经检查合格格后才能放放入孔内。钢筋笼就位后，应应固定在稳稳固的支承承架上，如如钢护筒下下沉较深，足足以承受钢钢筋笼重量量时，可与与钢护筒可可靠电焊，防防止在灌注注混凝土过过程中下沉沉或上浮；；待桩身混凝土初初凝后，解解除钢筋笼笼的固定约约束。使其其同混凝土土一道收缩缩，避免粘粘着力的损损失。灌注桩身混凝土土水下混凝土灌注注采用垂直直导管法。导导管使用前前应对每个个接头逐一一检修，并并用油漆编编号。导管直径采用2273mmm，底节长长6m，其他各各节长均为为2m，接头头为扣接式式，易于装装拆，使用用时每个接接头必须上上保险销。导管使用前应进进行水密试试验和接头头抗拉试验验。进行水水密试验的的压力宜等等于孔底静静水压力的的1.3倍，且不不得有漏水水现象，进进行承压试试验时以水水压不应小小于导管壁壁可能承受受的最大压压力；抗拉拉力试验值值大于导管管自重和管管内装满混混凝土后总总重的1..3倍。水封前，应再次次检查孔底底沉淀、泥泥浆指标，不不得超过设设计规定值值。如不满满足要求时时，要经过过二次清孔孔达到合格格要求并办办理检查签签证手续后后，才可开开始水封。水封前，导管下下口距孔底底控制在00.3～0.5m。水下混凝土由商商品砼工厂厂提供，采采用砼搅拌拌车运输。水下混凝土开盘盘前在贮存存混凝土漏漏斗颈口处处安装球塞塞，球塞可可用塑料布布包混凝土土。水封混凝土砍球球前，混凝凝土的贮存存量应能保保证首批填填充混凝土土入孔后，使使导管埋置置深度不小小于1m。灌注注过程中应应严格掌握握导管的埋埋入深度始始终控制在在2～6m。水下混凝土在运运输过程中中的延续时时间（水及及水泥进入入搅拌机起起到混凝土土倾入导管管内）不宜宜超过混凝凝土流动度度保持时间间的一半，并并不宜超过过45分钟。水下混凝土灌注注开始后，应应连续不断断地进行，一一气呵成，中中途不得停停灌，以免免造成断桩桩事故。如如果中途因因故中断灌灌注，则其其停灌时间间不宜超过过３０分钟钟，否则应应采取补救救措施。测量水下混凝土土面的位置置用测绳吊吊着锤铊进进行，锤铊铊重宜为３３～４kgg，测铊用用钢板焊成成园锥体，里里面装砂子子，锤铊底底直径为φ9～12cmm，高约122～15cmm。在灌注混凝土过过程中，应应随时注意意测量混凝凝土面的标标高，并在在灌注每车车混凝土时时测量一至至二次混凝凝土面标高高，或根据据每次灌注注砼灌注数数量和成孔孔直径换算算砼面上升升高度来确确定测量次次数，以便便掌握导管管的埋入深深度和是否否需要提升升导管；到到接近设计计标高时，