桩基冲击钻施工专项方案

/桩基专项施工方案一、工程概况芜湖市荆山桥改建工程南起利民东路，起点桩号K0+000，最终北京东路，终点桩号K1+963.574，本项目工程范围为：K0+12.705~K1+963.574，全长约1.951公里，其中跨青弋江桥梁长度1021.96米。主桥分幅布置，接受（62.5+105+62.5）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，南侧引桥接受11×32m预制组合小箱梁，北侧引桥受黄山东路限制接受分幅错孔布置，左幅接受7×32m预制组合小箱梁+（36.18+40+38.78）m现浇箱梁+3×32m预制小箱梁，右幅接受7×32m预制组合小箱梁+（38.78+40+36.18）m现浇箱梁+3×32m预制组合小箱梁。主桥下部结构接受钢筋混凝土实体桥墩，群桩基础。主墩桩基接受摩擦桩设计，直径1.8m，共计36根，12#主墩桩长38m，13#主墩桩长36m。小桩号过渡墩（11#墩，直径1.8m，桩长34m）按摩擦桩设计，大桩号过渡墩（14#墩，直径1.8m，桩长28m）按嵌岩桩设计。32m预制箱梁引桥桥墩接受桩柱式桥墩，下设钻孔灌注桩基础，桩基直径1.6m。黄山路三跨单箱双室等截面直腹板现浇箱梁桥墩接受双柱式桥墩，矩形承台下接钻孔灌注桩基础，直径1.8m。组合小箱梁同黄山路等截面现浇箱梁过渡墩桥墩接受桩柱式桥墩，下设钻孔灌注桩基础，桩基直径1.8m，引桥桥墩1~10,16~20,24~25#墩按摩擦桩设计，15、21~23、26#墩按嵌岩桩设计。引桥桥台下接群桩基础，桩基均按摩擦桩设计。梯道桥起点桩号：K1+021.0，终点桩号：K1+049.9，桥长28.9m，下部结构接受钻孔灌注桩基础，桩径1m，按摩擦桩设计。扁担河桥起点桩号K1+390.63，终点桩号K1+419.37，桥台接受钢筋混凝土扶壁式桥台,群桩基础，桩径1.2m，桩长22m，共40根。二、施工准备支配1、人员配备及劳动力进场支配桩基施工选择施工阅历丰富、技术雄厚、配备优良的施工队伍进行施工，以确保按期、优质完成工程施工任务。2、主要机械设备进场支配工程机械设备组织是工程施工组织的关键，是确保工程顺当进展的保证。项目部依据工程实际状况及工程须要支配冲击钻机队伍进场施工。为了保证设备完好，我们组织专业修理工从事特地修理、保养工作，并和操作人员签定责任书，操作人员做到持证上岗，定人、定机、定岗，做好随机日志和交接班记录，以利定期维护、检修。材料组织支配材料进场由材料设备部组织进行，材料选购 数量支配主要依据工程进度支配，同步按批进行。以选择价廉物优为原则。运输过程防范被污染及损耗。全部进场材料必需经检测单位检测合格，以保证进场原材料高质量，坚决抵制不合格材料进场，以确保工程质量优良。三、桩基础施工方案桩基主要工艺流程如下：施工准备（筑岛，平整场地等）施工放样埋设护筒钻机就位配制化学泥浆钻进终孔、清孔、检孔、成孔验收钢筋笼安装二次清孔（如需）灌注水下混凝土。（一）首先进行筑岛，平整场地，运用已经标定合格的全站仪接受逐桩坐标法进行桩的中心位置放样，为确保桩位精确无误，接受变换测站法进行二次对中校核，放样后四周设护桩并复测，误差限制在5mm以内。桩基施工前应实测桩位处地面高程并和设计图相比照，防止因原地面高程变更导致桩基摩擦长度不够影响结构受力。（二）埋设护筒：护筒埋设是重要一环，起到定位、导向，靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，防止塌孔，护筒内径比桩经大200~400mm，护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0~2.0m，护筒的埋设深度应依据设计要求或桩径及水文地质状况确定，一般状况埋置深度宜为2~4m，有冲刷影响的河床，应沉入冲刷线以下不少于1.0~1.5m。护筒底部和四周所填粘质土必需分层夯实，埋设时位置要精确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应和桩中心线重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1％，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉，并刚好订正。（三）冲击钻机施工：冲击钻成孔施工是接受冲击式钻机带动确定重量冲击钻头，在确定高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由下落，利用冲击动能冲挤土层或裂开岩层形成桩孔，同时用掏渣筒或其它方法将岩屑排出。每次冲击之后，钻头在钢丝绳转向装置的带动下转动确定角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。冲击钻设备简洁，操作便利，在各类岩层、卵砾石层、漂砾石层中成孔效率较高，能耗小，但简洁出现桩孔不圆、斜孔、卡钻和吊钻等事故。冲击钻施工主要步骤：１、测放孔位及钻机对位。２、冲击钻进。３、在钻进过程中，最重要的问题是如何保证冲击钻头在孔内以最大的加速度下落，以增大冲击功。故合理确定钻头重量、悬距、冲击行程和冲击频率都相当重要。一般冲击钻头重量按其冲孔直径每100mm取100~400kg为宜，硬岩土层或刃脚较长的钻头取大值，反之取小值。悬距是指冲击梁在上死点时钻头刃脚底刃面距孔底的高度，最优悬距是保证钻头最大切入深度而使钢丝绳没有剩余长度，一般正常悬距可取0.5~0.8m之间。悬距过大或过小会使钢丝绳抖动猛烈，悬距正常，则钻机运转平稳，钻进效率高。冲击行程是指冲击梁在下死点钻头提至最高点时钻头底刃面距孔底的高度，一般专用的钢丝绳冲击钻机选择冲击行程为0.78~1.5m，冲击频率为40~48次/min较好。4、施工起先时，应当低锤密击，锤高0.4~0.6m，直至孔深达到护筒底以下3~4后，才可加快速度，将锤提高至1.5~2.0m以上转入正常冲击。5、各类土层中的冲程可参照下表选择：适用土层钻进方法护筒中及刃脚以下3~4m低冲程1m左右粘土层中、低冲程1~2m粉、细、中、粗砂中冲程2~3m岩层高冲程3~4m6、抓弃钻渣钻孔过程中会产生大量钻碴主要利用掏渣筒清除，掏渣筒直径为桩孔直径的50%～70%，正常钻进过程中,每钻进0.5~1.0m应掏渣,分次掏渣,4~6筒为宜.当在卵石、漂石层进尺小于5cm,在松散地层进尺小于15cm时,应刚好掏渣,削减钻头重复裂开现象。每次掏渣后，应刚好向孔内补充泥浆7、当钻至覆盖层变更处时，要接受低锤快击，使孔壁形成良好的导向，以防止此处成孔产生过大偏斜，导致钢筋笼无法下到设计标高。（四）调制泥浆:先在不影响桩基施工的场地开挖泥浆池，在开钻之前配备好化学泥浆，因本地段有较厚的软弱层和砂性层，易发生塌孔，故参用易塌地段泥浆标准。化学泥浆的协作比如下：膨胀土纯碱纤维素水1t5kg0.5kg13m3配置的化学泥浆指标为：相对密度粘度Pa.s砂率胶体率失水率（ml/30min）泥皮厚（mm/30min）静切力酸碱度1.20～1.4519～288~4≥96%≤15≤23～58～10在施工时要刚好对泥浆性能指标进行检查（一般每2小时检查1次），发觉泥浆性能降低，满足不了指标要求时应刚好加入新浆。（五）清孔、检孔、成孔验收1、清孔：依据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。直到其厚度符合规范和设计要求，保证清孔后的各项指标符合现场实际地质状况的须要,在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行其次次清孔，复合要求后方可灌注水下混凝土。清孔过程中要保持孔内水头高于地下水位或河流水位1.5～２.０米。清孔后从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果要符合成孔质量检验标准要求。不得用加深钻孔深度的方法代替清孔。2、检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。孔径用笼式检孔器检测，检孔器用Φ22的钢筋加工制作，其外径等于钢筋笼直径加100mm且不大于设计桩径，长度等于设计孔径的4～6倍。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心和起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器的长度推断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。3、成孔验收：成孔达到如下质量标准后，即可进行下一到工序的施工。成孔质量检验标准如下：孔径（cm）孔深（m）桩位偏差（mm）沉渣厚度（mm）相对密度粘度pa.sPH值胶体率(%)砂率(%)不小于设计不小于设计≤50≤1001.03~1.1017~208-10＞98＜2（六）钢筋笼制作安装：在钢筋加工场内，按图纸设计要求放样制作主筋、加强筋和螺旋箍筋，然后分节焊接。本标段钢筋笼长度不等，为吊装便利，依据孔深不同，结合钢筋的定尺长度，钢筋笼在钢筋加工场地分4至6节制作，制作时两端断面的接头均按50％错开，接头为保证工程质量和施工进度，分别接受焊接（直径1.2米的桩基）和滚压直螺纹套筒连接。钢筋的主筋接头接受闪光对焊、单面焊接两种焊接方法，焊接质量必需满足规范要求，如用双面焊缝不应小于5d,如用单面焊缝不应小于10d（d为钢筋直径）。焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤，接头处不得有裂纹。钢筋笼的制作接受加劲筋成型法，具体方法是：制作时，按设计尺寸做好加劲筋（圆形箍圈），用石笔标出主筋的位置，把主筋摆放在平整的工作平台上，并用石笔标出加劲筋的位置。焊接时，使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记，扶正加劲筋，并用木制直角板尺校正加劲筋和主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后，人工转动钢筋骨架，将其余主筋逐根照上法焊好。然后吊起钢筋笼放于支架上，套上盘条筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，再对整个钢筋笼进行加固焊接。钢筋骨架的爱惜层按竖向每隔2m设一道，每道沿四周对称布置4个。依据钢筋骨架长度，钢筋笼分节制作，分节长度一般为8-10m。钢筋笼吊装就位接受25T汽车吊装就位，吊装时为保证不变形，接受两吊点起吊。钢筋笼竖直后，检查骨架是否竖直，如有弯曲变形加以订正。骨架进入孔中后，应将其扶正缓缓下放，严禁摇摆碰撞孔壁。当最终一道加强箍筋接近孔口时，用2根型钢从加强箍筋下穿过，将骨架通过型钢支承在孔口钻机上。再吊起其次节骨架，使它们在同一坚直轴线上对接齐焊接，先焊顺桥向相对的各两根接头，然后吊机稍稍提起，使上、下钢筋笼在自重作用下顺直。然后再焊接其他主筋接头。接头焊好后，再吊起骨架，抽出支承型钢，下放骨架。如此循环，使骨架下至设计标高为止，最终用数根同直径的钢筋把钢筋笼接长固定于护筒上，并把钢筋笼置于孔位中心。在钢筋笼安装的同时，如有声测管依据设计要求设置声测管，取正三角布置，由桩基箍筋绑扎固定，接头接受焊接方法，声测管接头及底部需密封好，顶部用木塞封闭，防止砂浆或其他杂物堵塞管道。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±10mm；骨架外径±l0mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架爱惜层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程±50mm。（七）混凝土配制和灌注砼协作比设计：砼协作比需通过试验选定。在经济合理和节约水泥用量的原则下，所配制的砼拌合物应满足和易性、流淌性、坍落度和凝固时间等性能要求，并应达到设计标号强度及其他特殊要求。砼拌制和运输：砼拌和站集中拌和，砼罐车运输，混凝土输送泵送入仓。砼灌注：灌注砼的漏斗和储料斗用3mm钢板制作，要求不漏浆、不挂浆，流淌顺畅彻底。导管内径为30cm，导管运用前应进行必要的水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍。导管顶部设置漏斗和储料斗，漏斗设置高度应适应操作的须要，并应在灌注到最终阶段，能满足对导管内砼柱高度的须要，保证上部桩身的灌注质量。依据公式V≥πD2/4（H1+H2）+πd2/4（HWγW/γC）计算首盘料方量，指导制作漏斗和储料斗，使其有足够的容量储存砼，以保证首盘料的埋深。新投入运用的灌注导管应先在地面进行连接组拼，检查导管柱是否弯曲，连接的牢靠性，丈量核对导管柱的实际长度，进行水密承压试验，检查导管的密实性，充水时压力宜不小于0.5MPa。导管吊放入孔，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好，导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑偏，撞坏钢筋笼并损坏导管，导管底部距孔底高度宜为40cm。导管吊装设备的吊装实力应考虑导管和充溢导管内的砼的总重量及导管壁和导管内外砼间的摩擦力，并有确定的平安储备。导管下好后，依据孔内泥浆指标和沉淀层厚度进行必要的二次清孔，确保混凝土浇注的顺当进行。各项准备工作完成后，即可起先灌注砼。灌注应连绵起伏地进行，每斗砼的灌注间隔时间应尽量缩短，提升拆卸导管所耗的时间应严格限制，一般不超过15min。各岗位工作人员应密切协作、同心同德，不得中途中断灌注作业，砼灌注速度一般可限制在20-25m3/h。为了防止停电造成灌注中断，施工现场配有满足搅拌灌注及照明须要的备用电源。砼运输到灌注现场时，应进行检查，严格限制混凝土的泌水离析现象或坍落度，如有泌水离析或坍落度不符合要求的现象，应在不提高水灰比的原则下重新拌和，重新拌和后的砼仍达不到要求，严禁灌入孔内。当导管内砼不满时应缓缓灌注，防止在导管内造成高压气囊，将导管连接处胶垫挤出，而使导管漏水，或将空气压入砼内，影响砼强度。灌注中应经常用测锤探测砼面的上上升度，并适时地拆卸导管，保持导管合理的埋深。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋深≥1.0m，在灌注过程中导管的埋置深度宜限制在2～6m。灌注的桩顶标高应预加确定的高度，一般应比设计高出0.5m～1m，预加高度可于基坑开挖后凿除，凿除时候应防止损坏桩身。处于地面及桩顶以下的井口整体性钢护筒，可在砼灌注完毕提起，在提起过程中，要防止提起过快过猛，造成填土杂物或淤泥夹入砼，影响桩身质量。灌注完毕后，整理冲洗现场，清除设备、工器具上的砼积物。灌注水下砼是钻孔灌注桩施工最终一道关键性工序，其施工质量将严峻影响桩的质量，施工中应留意以下几点：1、砼拌和必需匀整，防止砼离析而发生堵管事故。2、灌注砼必需连续作业，避开任何缘由的中断灌注，因此砼的搅拌和运输应满足连续作业的要求。3、在灌注过程中，要随时测量和记录孔内砼灌注标高和导管入孔长度，以限制和保证导管埋入孔内砼适当的深度，防止导管提升过猛，管底高出砼面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩夹泥。也要防止导管埋入过深，造成导管砼压不出或导管被砼埋住，不能提升，导致砼灌注中止而断桩。4、灌注的桩顶高应比设计值预加确定的高度，此范围内的浮浆应凿除，以确保桩顶砼的质量，由于本桥桩基穿过砂层较厚，为保证灌注桩的质量，预加高度一般不小于1m。凿除后的桩顶质量应满足技术规范要求。5、在灌注过程中，应经常视察孔内状况，出现故障应刚好分析和正确推断发生故障的缘由，制定处理故障措施。6、桩的钻孔和开挖，应在距其5米内的任何混凝土灌注桩完成24小时后才能起先，以避开干扰邻桩混凝土的凝固。7、当设计有规定或监理工程师对混凝土整体性检验有疑义，或在施工中遇到的任何异样状况，说明桩的质量可能低于标准时，应接受钻芯取样法进行检测。正常状况下，钻芯取样的频率为合同段桩基总数的3%（同时不少于2根），以检验桩的混凝土灌注质量。（八）钻孔过程中应留意事项⑴钻机就位应水平、稳定、牢靠。水龙头中心、转盘中心和孔位中心应在同始终线上，其倾斜率≤0.1%，现场值班技术人员必需每4小时测量一次。⑵值班技术人员必需时刻留意护筒内的水头高度变更状况，严防塌孔。⑶钻进过程中应随时依据钻渣颗粒大小、出渣状况、钻机运转状况。刚好调整钻机钻进参数。⑷钻杆拆除后，应立刻清洗钻杆，检查连接件、密封圈有无损坏，密封槽内有无杂物，合格后做上标记，以备下次运用。损坏的钻杆放置在一边立刻修理。⑸派专人对泥浆进行管理和各项指标的测定。⑹细致做好各项指标的记录，原始数据记录必需实事求是，不得涂改。⑺钻机操作人员要严格按工艺操作，熟悉钻机的性能，运用及修理、保养。⑻防止塌孔塌孔的表面特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出碴量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增大等。其缘由可为：a、泥浆比重不够及其泥浆指标不符合要求，使孔壁未形成坚实的泥皮。b、孔内水头高度过大或过小，使孔壁渗透。c、护筒下端孔口漏水，坍塌或孔口旁边地面受水浸泡变软或钻机搁置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成塌孔。d、提取钻头钻进，回转速度太快，空转时间过长。e、清孔后泥浆比重，粘度指标降低或未刚好补浆。f、吊放钢筋笼时碰撞孔壁。因此在钻进过程中要经常检查钻孔泥浆质量指标是否满足钻孔工艺要求；保证钻孔时应有的水头高度（2m左右）；在不同土层中选用适当的转速和进尺；吊放钢筋笼时应对准孔中心插入；遇有塌孔时应刚好回填粘土和砂的混合物到塌孔处以上1～2m，保持一段时间后重钻。⑼防止偏斜及缩孔偏斜和缩孔的表面特征为钢筋笼吊放不到设计位置。其缘由主要有：a、钻孔中遇有较大的孤石或探头石，使钻头偏移钻进。b、在有倾斜度的软硬地层交界处，钻头受力不均，钻进过快。c、钻杆刚度不够，接头不正，钻机底座未置水平或产生不匀整沉陷。为了防止出现斜孔和缩孔现象，必需实行以下措施：a、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮、固定钻杆的卡孔和桩中心三者在一条竖直线上。地基稳固并经常检查校正。b、在有倾斜的软硬（弱）地层钻进时，应低速钻进，限制钻进速度。c、钻杆、钻头逐个检查，刚好调正。遇有斜孔、缩孔，用检孔器检查标明偏斜或缩孔位置，在偏斜（或缩孔）处吊住钻头，上下反复扫孔，严峻者须回填砂粘土重钻。⑽防止孔中掉钻掉钻头的缘由主要是钻进时强提强扭，钻杆接头不良或乏累破坏。对于钻头掉落孔中的打捞方法应视具体状况实行不同的打捞方法，如打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等。在钻孔过程中除上述几种事项须要留意外，还需留意防止糊钻、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等事故的发生。（11）钻机在开孔之前应充分考虑错孔施工，以防相邻桩在冲击过程中造成串孔、塌孔等事故发生，影响桩基施工质量，具体施工依次见下表：（12）在用冲击钻施工时还要留意：a、限制钢丝绳松放量，勤放少放，防止钢丝绳放松过多削减冲程，放松过少则不能有效冲击，形成“打空锤”，损坏冲击机具。b、施工时应在钢丝绳上做记号限制冲程。冲击钻头原委后要刚好收绳提起钻头，防止钢丝绳缠卷钻具或反缠卷筒。c、一般不宜多用高冲程，以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔或卡钻事故。d、应经常检查钢丝绳磨损状况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵敏，以免掉钻。e、每次掏渣后或因其它缘由停钻后再次开钻时，应由低冲程慢慢加大到正常冲程，以免卡钻。f、冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊。四、钻孔灌注桩实测项目钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录D检查32桩位（mm）群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深（m）不小于设计测绳量：每桩测量34孔径（mm）不小于设计探孔器：每桩测量35钻孔倾斜度（mm）1%桩长且不大于500测壁仪：每桩检查16沉淀厚度（mm）摩擦桩符合设计规定沉淀盒或标准测锤：每桩检查2支撑桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程（mm）±50水准仪：每桩测量1注:本表摘自《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004五、平安施工1、钻孔灌注桩桩基施工作业应依据工程特点、要求、配备精良的队伍、先进的设备。2、钻机就位前，场地应清理平整，防止因场地坡度较大造成钻机倾覆。由于本桥位于软基地段，地基承载力差，吊车起吊位置、混凝土搅拌运输车停靠卸料位置处必需铺设道路板，以保证机械施工平安。3、机具进场经过房屋、陡坡、陷地时，要留意平稳，防止碰撞电杆、房屋以造成事故。3、现场运用的电缆线要定期检查，接头必需绑扎坚实，确保不透水、不漏电。对经常处于水、泥浆浸泡处的电缆线应架空搭设。4、施工用电必需配备符合要求的漏电爱惜器，并经常检查以保证其性能能满足正常运用。5、旋挖钻机在施工时旋转半径内严禁站人堆物，防止发生平安事故。6、旋挖钻机挖出的渣土刚好清运至指定地点，确保场地整齐。7、机械操作人员在施工时，要集中精力，不得擅自