钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工方法一、工程概况：香港西铁CC212标段的钻孔灌注桩共计1344根，直径分别为0.205m、0.5m、0.6m、0.8m、1.0m、1.2m、1.5m、1.8m、2.0m、2.5m等10种，其中99根排桩(RankingPiles)的直径为205mm；桩基嵌入岩石深度分别预计为2m，桩底为扩大钟体。详细清单如下：费用中心编号工程部位桩身直径数量R1SouthernAccessΦ10006Φ20004R2NorthernAccessΦ120013R3ViaductStructurefromPier73toTMNStationΦ15008R4SiuHongLRTStationΦ15008Φ205(RankingPiles)99R5ViaductStructurefromTMNStationtoArea35Φ150018R6Area35AmenitiesStructure–NorthernHalfΦ150059Φ180020Φ25006R7Area35AmenitiesStructure–SouthernHalfΦ150048Φ180024Φ25002R8TuenMunNorthern(TMN)StationΦ100089Φ1500274R9MullahWideningΦ600300Φ1200276R10FootbridgeNo.1Φ10006R11NorthernAccessRoadworkΦ80072R12Area35StaircaseNo.1,2,3Φ50012合计1344二、主要机械配备：1.机械配备说明：机械配备时要充分考虑到施工场地及施工进度里程碑的要求，以及机械本身的施工能力。考虑到本工程中直径为Φ1000、Φ1200、Φ1500的桩较多，这三种桩共计805根，深度多在40m以内；且在施工初期，TMNStation桩基(均为Φ1000和Φ1500两种类型)的施工为施工之重点，非常适合采用MT150这种钻机。其他类型的桩则采用KPG-3000A钻机施工。配备1台150T的履带吊主要负责KPG-3000A钻机的移动、就位及钢护筒拔出等，配备3台50T的履带吊主要负责钢筋笼的吊装及辅助钻机施工等。配备1台冲抓钻机负责配合钻机钻孔施工，泥浆分离设备及泥浆泵负责钻机施工过程中泥浆的制作、供给等，变压器则将高压电源变为动力电源，专门配备1台400KVA发电机组作为备用电源。现场建立一个由6台20m3／min空压机组成的空压机站供应各台钻机的压缩空气，使之实现反循环气举出碴。每台钻机再配一台泥浆泵，给钻孔内补充泥浆。配备150t和50t履带吊机各1台，以配合钻孔工作过程中的起重工作。2.主要机械配备一览表：序号名称型号或能力数量说明1钻机MT15010台有关此种钻机的详细资料请见附件2钻机KPG-3000A6台同上3震动打桩机中-2501台配合桩机，完成钢护筒施工4履带吊150T1台负责钻机移动、就位及钢护筒施工等5履带吊50T3台负责钢筋笼吊装及钢护筒施工等6挖土机1.0m33台土方开挖7冲抓钻机KH-1801台辅助钻机施工8泥浆分离设备1套辅助钻机施工9泥浆泵7台辅助钻机施工10变压器800KVA2台辅助钻机施工11备用发电机400KW1台停电时备用12空气压缩机20m3/min6台辅助钻机施工三、施工进度计划：费用中心编号工程部位工程量计划开工日期(m/d/Y)计划完成日期(m/d/Y)里程碑要求完成日期(m/d/Y)R1SouthernAccess101/20/20008/20/200011/20/2000R2NorthernAccess131/20/200010/20/200012/20/2000R3ViaductStructurefromPier73toTMNStation81/20/20008/20/200011/20/2000R4SiuHongLRTStation1071/20/20008/20/20009/20/2000R5ViaductStructurefromTMNStationtoArea35181/20/200010/20/20002/20/2001R6Area35AmenitiesStructure–NorthernHalf851/20/200010/20/20001/20/2001R7Area35AmenitiesStructure–SouthernHalf741/20/200010/20/20001/20/2001R8TuenMunNorthern(TMN)Station363此部分项目为桩基施工之重点，考虑到上部结构的施工，对其分解并重新组合，请详见下表。R9MullahWidening576R10FootbridgeNo.161/20/20008/20/20005/20/2001R11NorthernAccessRoadwork721/20/200010/20/200012/20/2000R12Area35StaircaseNo.1,2,3121/20/200010/20/20001/20/2001工程部位项目分解及重组工程量计划开工日期(m/d/Y)计划完成日期(m/d/Y)里程碑要求完成日期(m/d/Y)R8R9TMN1202283489/20/19991/20/20001/20/2001SouthernPTI1082163249/20/19997/10/20001/20/2001NorthernPTI1351322679/20/19997/10/20001/20/2001四、场地布置说明：为保证钻孔桩施工的顺利进行，确保大型机械在施工场地内行走自如，配合施工生产和环保工作的需要，场地内需修建临时通道、泥浆池，布设泥浆和空气管路，架设临时动力线等设施，以满足业主对工程的要求。钻机MT150为履带式，可自行；钻机KPG-3000A为轨道滑移式，本工地用150T履带吊转移钻机。为保证履带吊的行走，需修建6M宽、下铺0.5m厚片石、上铺0.2m厚碎石与石屑的临时通道通往各桩孔；同时，为保证钻机自行行走，还需铺设临时道路及轨道通往各处。在SouthernPTI以南(即TuenMunRiverChannel下游)修建中央泥浆池拌制泥浆，泥浆用泥浆泵经Ф300泥浆主管路和Ф150支管路泵入桩孔。桩孔排出的泥浆在钢制临时泥浆池沉淀后泵入沉淀池。沉淀池的沉渣经泥浆分离设备处理后运往指定弃渣场。钻孔出渣用空气反循环进行，为减少噪声和便于管理，钻机使用的压缩空气统一由一小型250m3的空气压缩站供给，经布设的管路把压缩空气输往各处。为解决施工用水，拟考虑铺设Ф100水管把自来水引入工地自建的100m3水塔。为解决施工用电，拟设2台800KVA变压器，引入11KV高压电经降压后使用。场地规划见场地平面布置示意图。五、钻孔灌注桩施工方法：1.建议的施工方法：本工程将严格按各作业区里程碑要求安排施工进度计划，确保工期，详细情况见《施工进度计划表》。桩基施工采用旋转钻机成孔和套管钻机成孔的施工方法，其长度随桩的具体情况确定；旋转钻机采用中国铁路工程总公司所属大桥工程局的KPG—3000A型空气反循环液压钻机，套管钻机采用丸红株式会社(MarubeniCorporation)的MT150型钻机。钢护筒振入地面以下至基岩面，钢护筒打入设备采用中-250震动打桩机配合KPG-3000A钻机施工，MT-150型钻机可自行打入钢护筒。水下混凝土灌注采用垂直导管法施工。桩身混凝土全部采用商品混凝土，由混凝土运输车和带布料杆的混凝土泵车负责输送和浇注。钢筋接头采用带肋钢筋冷挤压方法施工。钻孔用泥浆利用泥浆池回收再用。2.钻孔灌注桩施工工艺流程图如下：

3.主要施工方法说明：(1).测量确定桩位：a.复查业主移交的坐标及水准点。b.用经纬仪(WICDT2)，测距仪(T2+DI1001)，水准仪(GPM3)进行测量，确定桩位。c.用坐标法或极坐标法测量确定桩位。(2).钢护筒施工：a.进度计划安排：打入钢护筒作为一道独立工序，先于钻孔施工。计划每天完成4根桩震入钢护筒施工任务。b.机械设备配备：配备1台中-250震动打桩锤，1台50t履带吊机，1台KH-180型冲抓钻机，8~12t自卸车4台。c.钢护筒配备数量：序号桩身直径桩根数钢护筒数量说明1Ф205999套钢护筒采用焊接连接，每套钢护筒的周转次数暂定为10次。2Ф500121套3Ф60030030套4Ф800727套5Ф100010110套6Ф120028928套7Ф150041541套8Ф1800444套9Ф200041套10Ф250081套合计1344132套d.劳力设备：操作工4人／台班，(除机电，司机及管理人员外)。e.施工方法说明：钢护筒打入地面以下至基岩面，露出地面1.5m，护筒壁厚20mm，其内径比相应桩径大100mm；当桩施工完毕后利用50吨吊机将钢护筒拔出来倒用。打入钢护筒用1台中-250震动打桩锤施工，打桩锤与钢护筒之间采用卡式连接。打入钢护筒施工顺序如下：在桩位处挖1.5~2.0m深的导向坑→摆放导向定位架→钢护筒就位→测量、调整→接打桩锤→打入钢护筒至预定位置→卸打桩锤→测量检查→验收签证。在打入钢护筒过程中，如遇到较大坚硬障碍物应进行处理之后才能继续施工，处理方法如下：用冲抓钻机抓出土层并回填适量片石，用冲击钻头冲击，直至将障碍物处理完之后方可继续打入钢护筒。在钢护筒内抓土或用冲击钻头冲击时，应随时向筒内补充水或水泥，使之高于地下水位1.5m~2.0m，保持筒内水压。打入钢护筒的质量控制按有关质量标准执行。(3).钻孔施工：a.主要劳力配备：钻机在工作时每台班只需配备3名操作工即可。冲抓钻机工作时每台班只需配备2名普工及1名司机即可，除吊机配备机电值班人员外，不需要其它辅助人员。b.钻孔过程：护筒顶口高出地面1.8~2.0m，以保护桩孔内水压和利于泥浆循环。精确测量、定位、摆放钻机。泥浆制备及泥浆池：中央泥浆池负责全部桩基施工中泥浆的制备、储存、循环及钻碴与泥浆的分离处理。离中央泥浆池较远的桩孔另外制作一个30m3左右的可移动的钢制临时泥浆池，用于该桩钻孔时排除的泥浆临时存放。中央泥浆池与临时泥浆池之间，以及中央泥浆池向钻孔内补充泥浆，均分别用管路连接，泥浆泵输送。用膨润土拌制泥浆，此泥浆适宜于反循环钻机施工。施工初期，采用4台拌浆机拌制泥浆，供钻孔用。沉淀池中沉碴利用抓泥斗清出，并用水冲洗干净后用自卸车运往弃渣区。对部分或全部钻孔完成后排出的泥浆，利用泥浆分离机进行分离，将分离出来的水，经过处理达到有关排放标准后引入排水系统排走，对分离出来的浓泥浆进行回收利用或处理。钻孔：首先利用冲抓钻机清除土层，冲抓过程中向孔内补充泥浆，确保钻孔内泥浆面高出地下水位2米，然后安装、调试、旋转钻机，做好钻孔准备工作。钻孔时，先供风后钻进，经常保持减压钻进。排碴中断时，立即将钻头提起，待碴排出后，再慢馒放下钻头；停钻时先提起钻头，然后停风。钻土层时用刮刀钻头，钻岩石时换牙轮钻头，钻钟体时换钟形扩大钻头。钻机在钻孔过程中，通过减压钻进来控制钻孔垂直度，确保钻孔质量。钻孔过程中通过泥浆泵不断向孔内补充泥浆，保持钻孔内泥浆面高于地下水位高程2米，同时钻机通过空气反循环进行排碴。孔底钟形扩大部分施工采用钟形扩孔钻头，扩孔前先用牙轮钻头钻至设计孔底标高，然后换钟形扩孔钻头。扩孔时，根据所需扩孔直径大小，通过钻机液压系统控制钻杆升降来调整钻头直径，达到扩孔目的。清孔：清孔的目的是清除孔内泥浆中的钻碴。在钻孔过程中，或在钻孔至设计标高后，均利用钻机排碴系统进行空气反循环排碴清孔。当钢筋笼放至孔底后，进行二次清孔，此时，利用灌注水下混凝土的导管进行空气吸泥清孔，确保孔底沉碴厚度不超过规范允许范围。钻孔检测：孔底沉碴厚度利用测锤进行检测，检测时，精确丈量测量绳的长度，通过测量数据与己确认的孔底高程数据之差值来判断孔底沉碴厚度。钻孔底的高程通过钻机钻扦来测量。桩径、孔斜及钟形扩大部分尺寸，通过国产JXY—l型超声波井斜仪来检测。检测方法是将井斜仪放入孔内不同位置的中心(大致中心)，通过地面仪表显示出的检测处四个方向孔的半径值进行计算，来确定钻孔(包括钟形扩大部分)直径和孔斜情况。(4).钻孔中易发生的事故及处理方法：a.掉钻落物处理方法：万一发生掉钻落物事故，应及时查清情况，若钻头被沉淀物埋住，应首先清孔，用打捞工具打捞；若是小件落物则用抓斗打捞。b.卡钻处理方法：卡钻后不能强提，可用小冲击锤冲击或用冲、吸的方法将卡住钻头的钻碴松动后再提出，如用以上方法无效时，可用小剂量水下爆破法提钻。c.钻杆折断：首先要使用完好无损的钻杆，如己发生钻杆折断事故，可按前述处理掉杆落物的方法打捞上来，并查明原因，换用新或大钻杆继续钻孔。(5).钢筋笼制做安装：a.钢筋笼按配料情况在现场分节制做；b.在钢筋笼外侧设置控制保护层的混凝土垫块；c.探测管均固定在钢筋笼上，随钢筋笼一起接长，放入孔中；d.钢筋笼接头采用带肋钢筋冷挤压连接法施工。此方法操作简便，质量稳定，特别适应于现场大直径带肋钢筋接头连接施工。在国内施工的许多大型、重要结构，如上海南浦大桥(斜拉桥)、广东国际大厦(63层)、虎门大桥(吊索桥)等均使用这种方法进行大直径带肋钢筋现场连接，效果显著，质量可靠，具体要求见国家标准。e.施工过程如下：按标记检查钢筋插入套筒内的深度；连接时，两根待接钢筋保持在同一轴线上；压摸对准套筒压痕标志，从套筒中央逐道向端头方向压接；每个接头压接后，检查套筒长度，做好施工记录；为加快施工进度，可在地面上先压接一端，在施工作业区将套筒另一端插入待接钢筋，再压接另一端。钢筋笼现场吊装采用150t履带吊机，井制造专用吊具。钢筋笼制做安装均严格按规范及设计要求控制质量。(6).水下混凝土灌注：水下混凝土灌注采用垂直导管法，导管用钢管制成，内径320mm。导管使用前进行水密、承压和接头抗拉等试验，进行水密试验的水压力不小于孔内水深1.5倍压力，承压水压不小于导管壁可能承受的最大压力，约1023KPa。导管上口设漏斗和储料斗，在灌注末期，漏斗底口高出井口水面6m，灌注前导管底口距孔底约0.3~0.4m。首次灌注混凝土的数量应能满足导管埋置深度不小于1.0m和填充导管底部间隙的需要，不同直径的桩首次灌注混凝土方量如下：10.8m3(Ф2500)，6.9m3(Ф2000)，5.6m3(Ф1800)，3.9m3(Ф1500)，2.5m3(Ф1200)，1.8m3(Ф1000)，1.1m3(Ф800)，0.6m3(Ф600)，0.4m3(Ф500)，0.1m3(Ф205)。拟制作集料斗体积为20m3，储料斗约5.0m3，混凝土搅拌运输车储存6.0m3，同时准备好带布料杆的混凝土泵车，确保拔球后首次混凝土数量足够，且连续灌注。水下混凝土灌注设备布置见附图。开始灌注混凝土前，在集料斗底口处设置可靠的隔水设施(活门)，并在集料斗内底口处用水润湿后铺一层塑料薄膜。导管吊装采用2台3t卷扬机和2台滑车，辅以50t履带吊机。灌注混凝土期，配备水泵、吸泥机、高压射水管等设备，以确保孔内水头和及时处理水下混凝土灌注故障。水下混凝土配台比的各项技术指标按规范要求进行设计。但首次灌注的混凝士初凝时间不早于本桩全部混