系杆拱桥钻孔桩施工方法.doc

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1、系杆拱桥钻孔桩施工方法一、设计文件规格1、灌注桩直径：桥台为1.50米、桥墩为1.50米。2、灌注桩长度：桥台处：31米，桥墩处：37米/43米。二、钻孔桩质量标准各桩平面偏差不大于10厘米。桩径不小于设计桩径。桩倾斜度不大于1%。孔深超深不小于设计深度。沉渣厚度满足施工规范和检验标准要求。三、机械选用从设计文件和地质资料可以清楚地知道灌注桩的成孔是桩基施工的关键。1、成孔机械的选用根据回旋钻进方法、特点、适用的地基条件、钻进的直径和钻进的深度、施工条件和施工精度、施工注意事项、施工成绩等，对照本工程的具体情况可采用潜水钻机施工。并配备配套的泥浆泵和钻杆，钻头采用笼式钻头，为保证施工工期，本工

2、程拟准备2台回旋钻机。2 、泥浆机械选用采用专门造浆的泥浆搅拌机将粘土块和水打碎并搅拌成无泥团的稠泥浆，存放于泥浆池，由泥浆泵从泥浆池中通过软管道抽送到潜水钻机泥浆管内，随钻杆送到孔内。3 、砼灌注机械选用砼泵送后，通过连接存料筒的直径为30厘米的浇筑导管送入。灌注砼存料筒按施工现场地下水位、灌注砼高度等经计算后确定。四、施工方法及施工要点本工程采用人工绑扎钢筋笼，汽车吊吊放就位，采用泵送砼，直升导管法灌注水下砼。钻孔桩应以台为单位安排施工，尽快为墩柱施工创造条件。1、钻孔灌注桩的施工步骤，其工艺流程见下图平整场地桩位放样供水测量砼面高度检测桩质量开挖凿桩头拔除护筒灌注水下砼 钢筋笼制作测沉渣

3、层厚度下导管下钢筋笼测量钻孔深度直径钻进清 孔测泥浆比重制作护筒埋设护筒并检测中心偏差钻机就位并检测中心偏位泥浆沉淀池向钻孔灌泥浆泥浆池2、场地准备在桩基施工前，应按桩基设计的平面尺寸、钻孔数量和钻机底座平面尺寸，钻机移位要求，施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况将钻机移动范围内的陆地平面整平，清除杂物，换出软土、夯打密实；水上搭设打桩工作平台。并保证工作平台的标高满足施工技术规范要求 。同时用GPS放出承台的各桩中心，并且在施工范围外打轴线控制桩，以便于钻机和护筒定位。本工程主墩钻孔桩均为水中桩，桥台桩为陆上桩。3、打桩脚手搭设打桩脚手、工作平台搭设分为水上和陆上。水上打桩脚手工作平台

4、的高程为4.0米，打桩脚手工作平台桩可采用直径40cm钢管桩搭设，钢管桩入土深度不少于4米，钢管桩采用打入法打入到设计深度，桩与桩之间采用槽钢剪刀撑相连，桩顶设截面28#工钢做横向忱梁，忱梁上纵向铺设36#工钢，间距1.5m作纵梁，梁上搁方木铺木板作平台。打桩平台钢管桩采用100T浮吊船配合60型振动锤振入。桩基施工完成后及时拔除。陆上打桩为保证机身就位稳定，除平整场地外，用木枋搭设工作平台，其高度高出地面不少于0.3米,同时高出地下水位不少于2米。4、护筒的制作与埋设护筒采用10mm厚钢板制作，节长不小于2m，内径比设计桩径大30cm。埋设方法在陆上采用挖埋式，水上采用震压法。陆上护筒顶应高

5、出地下水位2米以上，同时护筒顶面应高出地面不少于30厘米，埋入地面以下1.5米，挖孔埋设护筒，坑底应修平，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，使护筒底中心与钻孔中心对准，用垂球检查使护筒垂直，然后在护筒四周对称均匀地回填粘土，分层夯实，防止地表水从该处渗入。夯填时要防止护筒倾斜，护筒平面位置的偏差不得大于5厘米，护筒倾斜度偏差不大于1%，本工程承台内的护筒一次全部埋好，然后检测护筒中心偏差，合格后方可让钻机就位，为防止钻孔和灌注水下砼时，泥浆四溢污染环境，应挖好流浆槽和临时储浆池。未及时钻进的护筒上要盖好护筒盖。水上护筒埋设，采用重压和附

6、壁振动器配合进行，护筒埋设好后用钢丝绳牢固地固定在打桩工作平台上。水上护筒埋设对于粘性土，护筒埋设深度不少于3米，露出水面不小于2m。为保证钻孔过程中不发生坍孔，增加护筒压水，埋设到设计高程后，视情况护筒外周填实粘土。4、泥浆制备、净化及循环根据工程所在地质条件和粘土层情况，拟采用高级泥浆护壁，本工程拟采用高质量粘土配制高级泥浆，泥浆采用在井孔外以泥浆搅拌机制成，调制的护壁泥浆和经过循环净化的泥浆应根据钻孔方法和地层情况采用不同性能的指标。钻进过程中随时检查泥浆的比重、粘稠度、含砂率、胶体率，并填写泥浆试验表。泥浆循环使用，废弃泥浆沉淀后妥善处理。各机长认真执行操作规程，根据地层情况及时调整泥

7、浆性能，保证成孔质量和速度；施工中随着孔深的增加及时地向孔内补充泥浆，要求做到补浆频率高次数多，每次补浆量适度；同时维护筒内水头，防止坍孔、串孔。灌注过程中，开挖泥浆沟，将孔内泥浆返回泥浆池，经处理后循环使用，施工过程中做好防止泥浆外溢工作。施工时严格按照国家环境保护的有关规定执行严禁向河内排放泥浆和泥渣。处理后的废泥浆由泥浆运输专用车运送到环卫部门或业主指定的地点。泥浆循环系统布置如下。泥浆泵临时循环池沉淀池储浆池制浆池桩孔说明：制浆池、储浆池、沉淀池均采用租用当地农田挖设。在河两岸分别设置两处泥浆池。沉淀池底沉淀物要及时抽出用泥浆车运到业主指定的位置倾倒。6、钻机就位钻机就位前进行设备检修

8、和试运转。根据地层情况决定泥浆指标，确定排渣方向，修筑泥浆池、沉淀池。准备好各种记录表格。钻机采用陆上打桩平台组装法，打桩钻机就位时用方木垫平，将钻机调平并将钻头中心线对准桩孔中心，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2厘米。7、钻孔开孔时，先要慢速轻钻。钻孔过程中，孔内要保证泥浆稠度适当、水位稳定，有损耗、漏失，立即补充。并对钻渣做取样分析，核对地质资料,根据地层变化情况，采取相应的钻进方式和泥浆稠度。在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，应及时纠正，开始时应低档慢速钻进，待钻至护筒刃脚以下1米后，方可按土质情况以正常速度钻进，钻进时应采用减压钻进，在粘土

9、质中钻进时，按中等转速，大泵量稀泥浆钻进，在砂类土或软土层中钻进时，宜控制进度，轻压，低档慢速 ，大泵量稠泥浆钻进。在接近地质条件分层处应慢速钻进，钻孔应三班连续，中间不得停顿时间过长，以免坍孔，对于桩距小于3倍桩径的相邻桩(且小于4.5m)，第一根桩的砼浇筑后，等24小时后才能进行第二根桩的钻孔。8、成孔检查、孔径、孔形检测：孔径采用自制笼式井径检查器检测；孔形检查一般在工程试桩结束后，开挖直接观测检查桩身形状在土层中的变化.、孔深、孔底沉渣检测：采用标准测锤检测。、桩孔竖直度检测：采用钻杆测斜法检测。9、清孔本方案清孔采用换浆法。钻到设计标高后，在终孔经检查后，进行第一次注浆清孔，稍提钻锥

10、离孔底1020厘米空转，以中速将相对密度1.031.10较纯泥浆压入，把悬浮较多钻渣的泥浆换出，使孔底钻渣切底清除干净，等清孔后泥浆含砂率降到2%以下，泥浆密度为1.031.10且孔底沉渣厚度小于规范允许值时可停止清孔，清孔时必须保证水头的高度。安放钢筋笼及导管后，在灌注水下混凝土前，辅以高压喷射风喷射进行第二次清孔，经现场监理验收确认达到设计和规范要求沉渣厚度后转入下钢筋笼和砼水下灌注。10、吊放钢筋笼钢筋笼采用卡板或支架成型法分段制作，主筋采用双面焊，主筋与螺旋筋全部焊接，其制作应符合有关规范要求。保护层厚度的控制采用定位钢筋，每2米一道，每道4个，均匀设置。钢筋笼利用打桩机架吊入桩孔，吊

11、具采用扁担梁、保证钢筋笼在吊放过程中不变形。入孔后、牢固定位，以免在灌注过程中发生浮笼或掉笼现象。钢筋分段下、分段焊接，焊接时集中焊工抢时间打歼灭战，做到歇人不歇机，不停焊，焊时做到焊缝长度、焊缝厚度、焊缝的质量达到设计和规范要求，焊时及时去除焊渣。钢筋焊接好后经项目质检工程师和监理验收确认合格后投入孔内。11、导管安装导管采用300快速接头导管，导管在使用前和使用一个阶段后，除应对质量、拼接构造认真检查外、需做拼接、过球和水密、承压、抗拉实验，以保证不漏水，过球畅通。导管在钻孔旁预先分段拼装，采用钻机机架或吊车吊放入孔。12、灌注水下砼水下砼灌注是钻孔灌注桩施工中极其关键的一个环节，不仅直接

12、影响最终的成桩质量，而且也是施工中最容量发生事故的地方，本桥施工中采用垂直导管法进行水下砼灌注。、砼配比和砼拌和：砼配比：配比由试验检测中心确定，并报监理同意后正式配比拌和砼。拌和过程中项目经理部专门派人监督检查。、首批砼数量计算：首批砼的数量应能满足导管首次埋置深度（1.0米）和填充导管底部的需要,见下图所需砼数量通过下列公式计算:VD2(H1+H2)/4+d2h1/4式中：V-灌注首批砼所需数量（米3） D-桩孔直径（米） H1-桩孔底到导管底端间距，一般为0.4米。 H2-导管初次埋置深度。 d-导管内径（米） h1-桩孔内砼达到埋置H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（

13、米），即h1=Hww/c按照不同墩号的桩长的大港河的水位综合计算其首批砼选用数量为5立方米。、砼水平运输采用600型砼泵送。、导管灌注水下砼的过程分析:有关资料表明,砼随着周围环境介质的改变，其流动性也发生变化。桩孔内泥浆比重增大，砼流出导管后扩散受到的阻滞作用也增大，故在水下砼灌注前，控制泥浆的比重也非常重要。首批砼在灌注压力下，冲出导管底口，并达到一定埋深，其顶部砼与泥浆相互掺合，形成浮浆层，砼面呈现出导管周围高，孔壁处低的缓坡形。当导管埋深较小，因泥浆与砼的比重差及砼与导管、孔壁的摩阻力差，后续灌注的砼在表层流动，容易形成夹层，桩身砼产生不连续和不均匀现象；当导管埋深较大，后续灌注的砼在

14、已灌入的砼内部流动，砼表层平坦，呈均匀上升状态，首批灌入的砼始终处于最上层，保证了砼的砼内部的连续、均匀、密实度；若导管埋深过大，导管内的砼压力不足以克服管外砼及泥浆的压力，则管内砼流出困难，进而产生堵管现象，故必须控制导管埋入深度，以使砼自由流动。浇筑导管内径为30厘米的螺旋钢导管，导管之间采用橡皮圈止水螺纹丝扣连接，所有导管连接顺直可靠、不漏水。浇筑所用贮料斗容积为2.5立方米。采用水下导管隔水法浇筑。导管最下口第一次距孔底深度0.4米左右。在导管的上口与贮料斗连接处用10毫米厚铁板覆盖住导管口，待贮料斗内装满砼后再拔除铁板，使灌注首批砼下落，一次性排水，确保首批砼的灌注满足规范要求，导管

15、的初始埋深不小于1米。在浇筑过程中导管埋深控制在26米之间。砼在拌和过程中控制好拌和速度，做到料熟料匀。浇筑时对砼的坍落度进行抽样检查，要求控制在1822厘米之间，用4Kg测深锤对砼面进行探测，导管每拔一次即探测一次，确保导管埋深不小于2米。、灌注砼要紧凑、连续进行，严禁中途停工，中途停歇时间不得超过30min，并防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。导管在砼中初次埋深以1.52.0m为宜，灌注过程中，导管埋深宜在26米之间，拆除导管要快，当混凝土升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于

16、钢筋笼底口3米以下和1米以上处，并徐徐灌注砼，减小冲击力，当孔内砼进入钢筋骨架45米以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力，为防止钢筋笼上浮也可在孔底设置直径不小于主筋的12道加强环形筋，并以适量牵引筋牢固墙接于钢筋笼底部。水下砼的质量对于桩的质量影响十分大，设专人密切注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内砼面高度及管内外砼面的高度差，正确指挥导管的提升和拆除，灌注应紧凑、连续，严禁中途停工，如确有短时间停顿，应上下拔动导管，以免时间太长导管拔不动。拆除导管动作要快，时间一般不超过1.5Min，要防止工具等掉入孔内，已拆

17、管节立清洗干净，堆放整齐。利用导管内的砼超压力使砼的灌注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高0.51.0m，以便凿除浮浆，确保砼质量。在砼灌注过程中，当导管内砼含有空气时，后续砼宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将砼整斗倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，撞击管节间的橡胶垫而使导管漏水。施工过程中及时填写水下砼灌注记录，同时对灌注过程中的一切故障均记录备案。灌注将近结束时，在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拔出最后一节长导管时，速度要慢，防止桩顶泥浆挤入导管下形成泥心。水下砼应灌至设计桩顶标高以上不少于1米处。、意外事故的处理:、堵管：主要原因：a砼

18、的和易性差,泌水。b因运输设备故障，造成砼灌注间隔时间过长，c施工操作不当，抖管导致管内砼分层，下部密实。处理方法是将孔口盖住，卸开下料漏斗，清除导管内泌水与浮浆后，增接1节1.5米导管，微动导管，重新灌注合格的砼。预防措施是增加备用运输设备，调整施工配合比，严格按操作规程作业。、钢筋笼上浮：主要原因：导管埋深控制不好、固定钢筋笼的撑杆刚度不够。预防措施：控制导管底口的位置及埋深，在砼接近钢筋底口时加大导管埋深，并减缓灌注速度。、拔护筒：钢护筒在浇筑完毕，砼初凝后810小时拔，由于护筒埋设比较深，拔力比较大，准备用内清外冲的办法配合汽车吊拔。13、桩的检测本工程桩拟采用小应变动测和超声波检测法

19、，在承台所有桩砼龄期都在7天以上方可开挖基坑，然后凿除桩头，在设计桩头以上20厘米左右范围内用人工凿除，然后冲洗桩头，做小应变动测和超声波检测，并检测各桩的平面偏差，绘制桩位平面图。五、灌注桩施工注意事项(一)成孔过程中事故的预防及处理1、坍孔(1)、现象：成孔过程中或成孔后，孔壁坍落，造成孔底积泥孔深不足。(2)、原因分析、陆上挖埋式护筒的底部和四周未用粘土填实，水中振动埋入式护筒的深度不足或护筒部埋设在砂类等透水层中。、孔内水位高度不够，不足以平衡水头压力。、水上钻孔时，孔内水位未随潮水涨落而作相应变动。、当钻至砂砾等强透水层时，水源补给不足引起孔内水位急剧下降。、出现较强承压水时，易导致

20、孔底翻砂和孔壁坍塌。、钻孔附近的振动影响。、泥浆比重偏小。、成孔速度过快，在孔壁上来不及形成泥膜。、吊放钢筋笼时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。、成孔后未及时浇筑混凝土，静置时间过长。(3)、防治措施、陆上埋设护筒时，宜在护筒底部夯填50厘米厚粘土，必须夯打密实。放置护筒后，在护筒四周对称均衡地夯填粘土，防止护筒变形或位移，应夯填密实不渗水。、水中振动沉入护筒时，应根据地质资料，将护筒沉穿淤泥和透水层，护筒之间要有可靠的联系，使护筒不会因水流影响而晃动。、孔内水位必须稳定地高出孔外水位1米以上，在潮汐影响区域内钻孔时，宜有虹吸管等连通措施，以调节孔内水位。泥浆泵等钻孔配套设备能量应有一定的安全系数

21、，并应有备用设备，以应急需。、施工通道的布置应离孔位一定距离，尤其在地表下有淤泥质粘土之类的软弱土层更应注意。、应根据不同土层采用不同的泥浆比重。、应根据不同土层采用不同的转速，如在砂性土或含少量卵石中钻进时，可用一或二档转速，并控制进尺。在地下水位高的粉砂中钻进时，宜用低挡慢速钻进，同时应加大泥浆比重和提高孔内水位。、钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁。、尽量缩短成也后至浇筑混凝土的间隔时间。、发生坍孔时，应用优质粘回填至坍孔处1米以上，待自然沉实后再继续钻进。2、钻孔漏浆(1)、现象在成孔过程中或成孔后，孔内不能稳定维持一定水位，泥浆向孔外渗漏。(2)、原因分析、护筒埋置深度不够，泥浆从

22、护筒底部向外流失。、护筒制作粗糙，接头和纵向拼缝处不严密，使泥浆产生渗漏。、护筒内静水压力过大，亦会发生护筒刃脚处泥浆渗漏。(3)、防治措施、成孔过程中护筒内保持适当的静水压力。、在安置护筒前严格验收制作质量，并在纵、横接缝处设置止水垫片。、加稠泥浆，放慢钻进速度，钻至护筒刃脚处回填粘土，反复冲击，增强护壁效果。、护筒一般应埋置在粘土层内不少于1米。3、成孔偏斜(1)、现象成孔后不垂直，偏差值大于规定的L/100。(2)、原因分析、施工场地不平整，不坚实，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。、钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。、钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。、遇有地

23、下障碍物，把钻头挤向一侧。(3)、防治措施、钻机就位时，应使转盘、底座水平，使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同垂直线上，并在钻在钻进过程中防止位移。、场地平整坚实，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。、偏斜过大时，应回填粘土，待沉积密实后再钻。4、泥浆处理本工程桩基均采用钻孔灌注桩，泥浆外运数量极高，开工前，向有关部门申报手续，并经批准后才能组织外运，泥浆外运需委托有资质的专业单位进行。施工中必须设置泥浆池、沉淀池等，严格执行南通市有关文明施工的规定。 (二)水下混凝土灌注事故的预防及处理1、导管进水、主要原因首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。、处理方法将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除，重新灌注。 2、卡管、主要原因a、初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小，流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接逢处漏水、大雨中运输混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞。b、机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。混凝土灌注导管内外压力差不够。、预防措施准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性。 、处理办法拔管、吸渣、重灌。