蒲潭大桥桩基础工程(冲击钻)施工方案.pdf

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1、省道庆元县菊水至后山桥段改建工程蒲潭大桥桩基础工程（冲击钻）施工方案蒲潭大桥桩基础工程（冲击钻）施工方案1、工程概述本桥位于 54 省道庆元县菊水至后山桥段改建工程第二标段K82+030 处，此处为河谷地貌，上部为冲积亚沙土、卵石，厚28m，下部为全中风化晶屑凝灰岩，墩及基础为双柱式钻孔灌注桩，其中0、1 号墩台桩基为嵌岩桩，进入中风化层不小于3m，其余为摩擦桩。根据地质柱状图及工期的要求，拟对该桥桩基采用冲击钻成孔，共计14 根，以每根桩长 32m 计，总钻进尺 448 米。2、施工准备2.1 技术准备2.1.1 掌握场地的工程地质和水文地质资料；2.1.2 读懂桩基设计图纸和技术要求，编写

2、施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。2.1.3 了解场地及临近区内的危房等特殊建筑物的分布2.1.4 准备施工用的各种报表、规范。2.2 现场准备2.2.1 对桩位进行测量定位自检，监理复核；2.2.2 护筒埋设检查、测量复核；2.2.3 泥浆池、沉淀池的检查；2.2.4 检查水泥、骨料、水质及其它添加剂数量，其质量是否满足设计与规范要求，是否与批准的混凝土配合比设计试验报告的材料相一致；省道庆元县菊水至后山桥段改建工程2.2.5 检查制作钢筋笼的钢筋型号、种类、数量是否满足设计要求，钢筋加工各部位尺寸、焊接质量是否满足设计与规范要求。2.3 主要机具设备冲击钻机、吊车、挖掘机

3、、混凝土导管、隔水栓、储料斗、泥浆泵等2.4 劳动力计划安排：配备技术员2 人，负责质量管理（轮班作业，必须做到有人施工就有人做技术指导）；配备管理人员 2 人，全面负责现场施工管理工作（轮班作业，必须做到有人施工就有人管理）；技工 7 人，普工 15 人，共计 22 人。本工程施工负责人为：现场负责人为 陈建德、技术负责人：许柏林、测量负责人：宋士林、试验负责人为 汪洁雄。2.5 施工工期计划安排：施工班组务必抓住目前的黄金施工时段，本着优质、快速、高效的施工目标，于 2010 年 8 月 2 日至2010 年 10 月 30 日完成全部冲击钻施工。3、施工工艺流程和施工方法3.1 施工工艺

4、流程冲击钻钻孔灌注桩施工顺序为：初步放样筑岛恢复定线护筒埋设桩机就位钻孔成孔检测清孔下钢筋笼下导管砼浇注破桩头成桩检测。3.2 施工工艺要点3.2.1 初步放样：施工前先排水、修路、清除桩基位置的杂草和淤泥，换填山皮土并刮平压实，使施工机具顺利进出，能保证钻机在省道庆元县菊水至后山桥段改建工程施工中平稳，然后根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后）及水准点用光电全站仪及水准仪定位，桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于15cm，成排成列放样，放样后用钢尺校核。3.2.2 筑岛：场地为浅水或低洼处时，采用砂袋围堰，普通土填充，筑岛高出水面 1.5cm 为准。3.2.3 护筒埋设，恢复定线：护

5、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 300mm，护筒高度宜高出地面 0.25m 或水面 1.03m，护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为 2m，有冲刷影响的河床，应沉入冲刷线以下不少于1.0m。护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，埋设时位置要准确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，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，并及时纠正。3.2.4 钻孔：应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻孔和泥浆

6、。3.2.4.1 泥浆的配制：为保证中层易液化坍塌砂质层的成孔质量和最终能将孔底清理干净，对泥浆的比重与粘度制定严格指标。泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一，由于配置了高质量的泥浆，在长期停钻的情况下，沉积物很少，此外，优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施。省道庆元县菊水至后山桥段改建工程3.2.4.2 冲击钻钻孔注意事项 钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大

7、于2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终保证在2m 左右，有效地防止了孔壁坍塌，埋钻头的现象发生，确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。钻进过程中，每进 58 尺检查钻孔直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在钻至中层易液化砂层时，钻进速度必须放慢，以确保成孔质量。冲击钻应用小径钻钻到深度后，用大径钻扩孔，钻管内的泥渣和泥浆经常倒出，在钻孔排渣，提钻头除土

8、或因故停钻时，应保持孔内水头和要求的泥浆指标。3.2.5 成孔检测、清孔3.2.5.1 成孔检测：成孔检测一般包括孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等。孔的中心位置应在100mm范围内，孔径设计桩径，倾斜度小于1，孔深不小于设计规定。省道庆元县菊水至后山桥段改建工程3.2.5.2 清孔 只有成孔检测合格后才可清孔。清孔方法一般有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射等。蒲潭大桥采用空压机喷射方法，采用高压泵向孔底射浆，用水下填充导管进行空气反循环清孔。喷射压力适中（0.81Mpa），使孔底及边角处的钻渣也能随之吸出，并注意射浆管必须插到孔底，射浆管的插入深度不到位就会引起喷射塌孔。

9、清孔指标有孔内泥浆性能指标及沉淀厚度，实际工作中通常只测泥浆比重 1.031.1，沉淀厚度20cm，即满足清孔标准。钢筋笼安放至设计标高后，如泥浆指标及沉淀厚度超出标准，应进行第二次清孔，直至达到标准。不能用加深钻孔深度的方法代替清孔。3.2.6 钢筋笼的制造和安放3.2.6.1 我方预定在后方配料，然后运至现场成型。钢筋笼的制造：钢筋笼制作时必须保证顺直，加劲箍焊接牢固，保护层筋不能漏焊，声测管要保证长度及确何不漏水，吊装前在骨架顶端焊好定位筋和定位吊环。3.2.6.2 钢筋笼的安放：整个桩采用 四段钢筋笼，在孔口进行单面邦条焊，接头错开 1m。骨架下放时注意防止碰撞孔壁，放至孔内设计标高后

10、将骨架吊环挂在孔口，并临时与护筒口焊接牢固。3.2.7 下导管下导管：导管采用钢导管，使用前进行水密、承压和接头抗拉等试验。吊装时导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验，省道庆元县菊水至后山桥段改建工程应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口到孔底的距离一般控制在 3050cm 之间。3.2.8 灌注水下砼及应注意事项3.2.8.1 灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，必须经过成孔质量检测和清孔检测（包括泥浆指标和沉淀厚度检测等）合格后，方可进行灌注工作，如沉淀量超标，应再次清孔，但应注意孔壁的稳定，防止塌孔。灌注的时间控制在初凝时间内2.5h。3.2.8.

11、2 首批砼的数量必须保证导管初次埋深1m 和填充导管底部的需要。首批砼拌和物下落后，砼应连续灌注，在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在 26m。3.2.8.3 砼拌和物运至灌注地点时，应检查均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和达不到要求，不能使用。3.2.8.4 首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求即可正常灌注，如发现导管大量进水，表现出现事故，按应急方法处理。3.2.8.5 灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止砼拌和物从漏斗处掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中应注意观察管内砼

12、下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。省道庆元县菊水至后山桥段改建工程3.2.8.6 导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如导管法兰卡钢筋骨架，可移动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。3.2.8.7 当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除 1 节和 2 节导管，（视每节导管和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌注。3.2.8.8 拆

13、除导管动作要快，时间一般不宜超过15 分钟，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全。已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。3.2.8.9 在灌注过程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。3.2.8.10 当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小。当砼面接近和初进入钢筋骨架时（1m左右），应保持较深埋管，并徐徐灌入，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内砼面进入钢筋骨架底口4m 以上时，适当提高

14、导管，减少导管埋置深度（不得小于1m），以增加骨架在导管底口以省道庆元县菊水至后山桥段改建工程下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。导管提升到高于骨架底部 2m 以上，即可恢复灌注速度。3.2.8.11 在灌注过程中，应防止污染环境和河流。3.2.8.12 为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上灌一定高度，可按孔深，成孔方法，清孔方法查定。一般为0.51m，深桩为 1m。3.2.8.13 处于地面及桩顶以上的井口整体式钢性护筒，应在灌注完后立即拔出，处于地面以下护筒，需待砼抗压强度达到5Mpa 后方可拆除。3.2.8.14 在灌注将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管处的泥浆

15、及所含渣土稠度增加，比重增大，如出现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物，使灌注顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管，形成泥心。3.2.8.15 有关砼灌注情况，各灌注时间，砼面的深度，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人进行记录。3.2.9 破桩头：由人工用风镐进行，直至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。3.2.10 成桩检测砼强度达到后做桩基检测。4、质量控制措施4.1 成孔过程关键点质量控制省道庆元县菊水至后山桥段改建工程4.1.1 孔底沉渣控制孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣

16、厚度对端承桩不得超过 100 mm（浙江要求为 50 mm）、磨擦桩为 300 mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，主要是由于泥浆性能不符合要求，影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以 1112、粘度为 1825 s为宜。钻孔结束后，监理人员应要求施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出

17、来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。4.1.2 孔壁坍塌控制孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。监理人员首先应认真审阅场地省道庆元县菊水至后山桥段改建工程工程地质勘察报告，对地层情况做到心中

18、有数；其次必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采用优质冲洗液护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，要督促施工单位及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。4.1.3 扩径和缩径控制扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载

19、力，而扩径会增加成本，必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现，监理人员应检查钻机是否固定、平稳，要求减压钻进，防止钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前监理人员应详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层，如有应要求施工单位采用失水率35 ml30 min 的优质泥浆进行护壁，经常对钻头的直径进行校正，钻头直径一般比所需成孔直径小2025 mm 为宜。省道庆元县菊水

20、至后山桥段改建工程4.2 灌注过程质量监控4.2.1 混凝土坍落度控制混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在 1822cm 范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量，监理人员必须重视以下几点：制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的材料要进行二次复检方可投入使用；混凝土的配合比要通过试验确定；做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作，严格按配合比进行投料；要设有专人对搅拌室的混凝土进

21、行坍落度等指标的检验；按设计要求做好混凝土的试块工作，并保证取样的真实性。4.2.2 导管埋深控制导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达 10 m 以上的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在16 m，过省道庆元县菊水至后山桥段改建工程大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题

22、，直接影响桩的质量。4.2.3 钢筋笼上浮控制在灌注混凝土前，钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮，解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。另外，监理人员还应要求施工单位做好如下控制措施：在钢筋笼上加压重物，并在上端加焊 4 根较粗钢筋（20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上；用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺；当混凝土上升至

23、钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（15 m），并稍稍减缓混凝土的灌注速度。4.2.4 桩头质量控制有关规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中，超灌量控制不当是经常存在的问题，超灌量过大，造成浪费，超灌量不足，桩质量不能得到满足。另外，在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时省道庆元县菊水至后山桥段改建工程会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产

24、生极大影响。监理人员必须重视影响桩头质量的因素，要求施工单位采取如下控制措施：严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层；施工中应测准混凝土上升面标高；应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取 0510 m 的超灌高度；清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样，孔底50 cm 范围内的泥浆比重125、粘度28 s；在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在 16 m 范围。5、安全环保措施5.1 建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生产制度和规程。5.2 强安全生产教

25、育和安全交底工作，进入工地必须戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。5.3 施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。5.4 冲击成孔机操作时应安放平稳，以便防止冲孔机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。钻机钻进时，孔口人员应集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必须牢固垫稳，操纵岗位不得离人。5.5 随时检查桩施工附近地面有无开裂现象，防止机架和护筒等发生倾斜和下沉。省道庆元县菊水至后山桥段改建工程5.6 冲击钻具应平稳起吊，防止冲撞护筒和孔壁，钻具进出孔口时，严禁孔口附近站人，停钻时孔口加遮盖防护。在危及人身安全设备旁设立醒目警示标志，严禁人员靠近跨越。5.7 用电设备应派专人看管，应有良好的接地、接零和漏电保护装置，严禁带电作业。非电工不准随意拆卸或修理电器设备，对过路电缆应深埋或架空。5.8 经常检查冲击钻头、钢丝绳磨损情况，卡扣松紧程度、转向装置灵活与否，防止夹钻、卡钻或掉钻。5.9 废弃的泥浆等应按环境保护的有关规定处理。