大桥钻孔灌注桩基础施工方案.pdf

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1、大桥钻孔灌注桩基础施工方案 本工程新建桥梁釆用钢筋混凝土群桩基础，桥台基础釆用201.5m钢筋混凝土钻孔桩基础，桥墩基础为601.5m钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。在每个桥墩位置采用3台钻机同时钻孔，一个孔预计20天，配备6台钻机，预计基础施工共需70天左右。1.1钻孔平台的搭设 首先在墩位周围打三排4)60cm的钢管桩，每排6根，各钢管桩纵横用10#的槽钢连接成整体。在钢管桩顶部横桥向焊接双排工16型钢做横梁，在横梁上铺设工25型钢做纵梁，纵梁上铺20cm方木，上铺5cm轧花钢板作为工作平台。1.2护筒 孔口护筒采用6二6mm钢板制作，内径比桩身设计直径大200mm,护筒中心与桩位中心安装偏差W

2、20mm。护筒埋设准确竖直，护筒平面偏差小于50mm,护筒竖向的倾斜度不大于1%。釆用反循环回转法钻孔时，护筒顶端高出地下水位2.Om以上，使护筒内水头产生20KPa以上的静水压力。当护筒处于旱地时，还应高出地面0.3m。当护筒位于水中时，应高于最髙水位1.5m2.0m以上，并釆用稳定护筒内水头的措施。护筒埋置深度：旱地或浅水处，对于粘质土不小于1.0m1.5m,对于砂类土将护筒周围0.5m1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下；深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内Im1.5m；河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m1.0m；有冲刷影响的河床

3、，应埋入局部冲刷线以下不小于1.0m-1.5mo 当护筒处于水中时，预先连接成设计长度，用运输船运送至工作平台旁边，用钻机塔架吊起护筒沉入河床表面，然后用锤击方法使护筒沉入河床要求深度。1.3钻孔桩施工工艺 钻孔灌注桩施工工艺流程图见图6-1o 图6-1钻孔灌注桩施工工艺图 1.4成孔 1、钻机就位 立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔。然后装上转盘，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2cm。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。取走转盘中心的方形套，启动卷

4、扬机吊起方钻杆穿过转盘并牢固地联结到钻头，装好方形套夹住方钻杆，准备钻进。2、开钻 为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20cm30cm,将真空泵加足清水（为便于真空启动，不得用脏水），关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观察窗看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口真空压力达到0.2MPa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机慢速开始钻进。打开出水控制阀后，若压力减到0.2MPa以下时，可关闭出水控制阀，减少排量，或者在操作

5、中反复启闭控制阀门以提高泵内压力。3、接长钻杆 当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净（约需Imin3min）,然后关闭泥石泵接长钻杆；在接头法兰盘之间垫3mm5mm厚的橡皮圈，并拧紧螺栓，以防漏气、漏水；然后如上述工序，一切正常后继续钻进。4、钻进中的故障及处理（1）、反循环不正常 、启动真空泵后反循环流动不正常，泥石泵抖动，泥水减少以致中断。原因：多为管路漏气或钻头、钻杆堵塞。处理方法：首先检查钻杆法兰盘螺丝有无松动，是否垫好橡皮圈；其次检查泥石泵的石棉垫(即盘根)处有否漏气，提引水龙头填料压盖有否松动。上述几个部位都应做到紧密不漏气不漏水，还要清除钻头

6、、钻杆或泥石泵进出口处的堵塞物。、产生真空后，沉淀室的水位上升缓慢。原因：真空泵使用过久，工作性能差或管路漏气。处理方法：拧紧真空泵石棉垫螺栓使之严密，调整三角皮带的松紧程度，消除跑空现象。检查真空泵气水分离器内是否注满水，如因泵体无水而发生本项故障，加水后即可消除故障；如无法处理，应更换真空泵。、真空压力达到0.067Mpa0.080MPa时仍不来水。原因：钻头埋人土中，吸渣口堵塞；或因冬季施工，真空管路冻结；或操作时未开管路阀门。处理方法：如因钻头堵塞，可将钻头提出，清理畅通后再钻进；如因真空管路冻结，可用喷灯或炭火烤化。(2)、钻进时泥水突然中断 原因：在砂卵石中钻进，因钻杆给进太快使钻

7、头或管路堵塞。处理方法：把钻头略提升，用锤敲打钻杆及管路中的各弯头，有可能使堵塞的砂石震落；或反复启闭出水控制阀门，使管内压力突增、突减，使出水量忽大、忽小，也有可能将堵塞物清除；如仍不能疏通时，可停泵约一分钟，在管内水头未完全退落前，再启动真空泵使管内流速突增。实践证明，采用上述办法后，不太严重的堵塞都可消除，否则需拆卸钻杆,清除堵塞物。为防止因抽吸钻渣太多，以致较多的钻渣充填管路内，使泥水混合液相对密度过大，采用钻进一会儿、停钻一会儿的办法颇为有效。为了防止过大的卵石吸进管内堵塞钻杆，可在钻头进渣中央横焊一根66的钢筋。(3)、长时间启动真空泵，真空泵表针不动 原因：真空表接头堵塞，真空表

8、损坏或管路漏气。处理方法：先关出水控制阀和沉淀室放水阀，然后检查钻头有无露出水处，真空泵离合器是否接触，弄清原因后予以排除，或更换真空表。5、第一次清孔 清孔的目的是使孔底沉笹（虚土）泥浆浓度、泥浆中含钻笹量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求，为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程，经过检查孔深、孔径、孔的偏斜情况符合要求后，将钻渣抽净。在终孔后停止进尺，用泥石泵持续吸渣5min15min,使孔底钻渣清楚干净。清孔符合下列规定：清孔后距孔底0.2m1.0m处的泥浆比重控制在1.15-1.25g/cm3,含砂率W10%,粘度W28s,灌注砕前，孔底沉磴厚度W300mm。6、吊放钢筋笼 钢筋笼的

9、制作，除按设计要求外，釆用导管法灌注水下混凝土时，灌注桩钢筋笼内径应比导管接头外径大100mm以上。钢筋笼在制作、运输、安装过程中采取保护措施，防止产生不可修复的变形。钢筋骨架的保护层，通过螺旋筋上穿入中心开孔、厚5cm的圆形C30水泥砂浆垫块来保证，砂浆块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周穿入6个布置。钢筋笼主筋采用对焊，用吊车吊入桩孔，牢固定位，以免在灌注砕过程中发生浮笼现象。钢筋笼吊放入孔时不得碰撞孔壁，其顶面标高、平面位置均应符合设计要求，误差不大于50mm。7、导管安装 导管用4）250mm的钢管，壁厚3mm,每节长2.05.0m,配12节长1.01.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓

10、连接，接头处用橡胶圈密封防水，并对导管做水压和接头抗拉试验，并保证不漏水。砕浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砕漏斗。8、第二次清孔 在第一次清孔达到要求后，因为要安放钢筋笼及导管，至浇注砕的时间间隔较长，孔底又会产生沉礎，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔标准是孔深达到设计要求，距孔底0.2m1.0m处的泥浆比重复测值在1.15-1.25g/cm3范围内，复测沉確厚度在300mm以内，此时清孔完成，立即灌注砕。9、灌注水下混凝土 混凝土满足如下要求：混凝土强度等级较设计强度提高，粗骨料釆用碎石，粒径不大于40mm且不大于钢筋主筋最小净距的1/3

11、,砂用级配良好的中砂。所用水泥标号不低于P32.5号，水泥用量不小于350kg/m塌落度为1622cm。混凝土初凝时间为34h。先灌入首批混凝土，首批混凝土要经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于血深。放开隔水球，隔水球预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过15mino在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以1.54m为宜，既不能小于lm也不能大于6m。专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的髙差,及时填写水下混凝土浇注记录。利用导管内的混凝土的

12、超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h,直至高于设计标高lm,在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤岀管节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，对浇注过程中的一切故障均记录备案。在浇注将近结束时，在孔内注入适量水使孔内泥浆稀释，排出孔外，保证泥浆全部排出。导管法灌注混凝土施工流程见图6-2o 1安设导管（导管底部与孔底之间留出30-50cm空隙）2悬挂隔水球,使其与导管水面紧贴 3灌入首批混凝土 4曲断铁丝，隔水球下落孔底 5连续灌注混凝土，上提导管 6混凝土灌注完毕，拔出护简 图6

13、-2 导管法灌注混凝土施工流程图 10、泥浆处置 在市区施工为确保文明施工，防止污染环境，对钻孔桩泥浆处置是工作的重点，钻孔用的泥浆釆用钢板焊成的泥浆槽盛放。泥浆随时淸运，防止泥浆外溢污染周围道路和环境。灌注砕时随时用泥浆泵抽到泥浆船内运走。11、破桩头、质量检测 在砕灌注完成后及时将桩顶的泥浆、泥浆与球的混合物、多余的超灌玲清除干净，桩顶预留20cm以上的高度，待砕强度增长后再人工破除，使桩顶砕密实。钻孔桩灌注7天后，地桩基进行相对应的检测，检测合格后进行下道工序施工，对检测有问题的桩根据存在问题的程度和检测单位的处理意见上报处理方案，经监理和业主批复后按批复意见进行处理。12、钻孔过程中常

14、见事故的预防及处理（1）、塌孔 、塌孔的表征 塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣显著增加而不见进尺等。、塌孔的原因 1）、泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未能形成坚实护壁 泥皮，孔壁渗漏。2）、掏渣后未即及时补充泥浆，或孔内出现承压水，孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够。3）、在松软砂层中钻进，进尺太快。4）、护筒埋置太浅，下端漏水、坍塌。5）、起落钻头时碰撞孔壁。、预防及处理原则 1）、保证钻空时泥浆质量的各项指标满足规范要求。2）、保证钻空时有充足的水头差，不同土层选用不同的转速和进尺。3）、起落钻头时对准钻孔中心插入。4）、回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1

15、2m,静置一定时间后重钻。（2）、钻孔偏斜和缩孔、偏斜缩孔的原因 1）、钻孔中遇较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方。2）、在有倾斜度的软硬地层交界处，岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石中钻进，钻头受力不均。3）、在软地层中钻进过快，水头压力差小。、预防和处理 1）、小铁件可用电磁铁打捞。钻头的打捞应视具体情况而定，主要有釆用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等工具。2）、在钻孔过程中除以上几种主要事故外，还需要注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡孔折断、钻孔漏浆等。13、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

16、下落后不能埋住 导管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 1)、初灌时隔水栓卡管，或因为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。2)、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能。、处理办法 拔

17、管、吸渣、重灌。(3)、坍孔 发生坍孔后，应查明原因采取相对应措施，如保持或加大水头排除震动源等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出孔中泥土，如不继续坍孔可恢复正常灌注，如坍孔不停止、坍孔部位较深，宜将导管拔除。保存孔位回填粘土，研究处理措施。1.5钢板桩围堰 沿钻孔平台钢管桩外侧的桩顶下50cm处焊接2根工字钢(22号)，作为钢板桩的导向框，再利用工作平台，沿导向架施工钢板桩围堰，钢板桩围堰布置如图6-3o 1.5.1钢板桩的整理 采用鞍IV型钢板桩，钢板桩技术规格见表6-1。表6-1钢板桩技术规格表 w -S-型号 截面尺寸（mm）每延长米面 积（cm2）每延长米重量（kg）每延长米截面矩（前）

18、B h t!t2 鞍IV 400 155 15.5 10.5 247.00 77.0 2042 锁口检查：用一块长1.52.0m符合类型、规格的钢板桩作标准，将所有同类型的钢板桩作锁口通过检查，检查是用绞车或卷扬机拉动标准钢板桩平车，从桩头至桩尾作通过式锁口检查。凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均应整修，按具体情况分别用冷弯，热敲（温度不超过8001000笆）、焊补、枷补、割除、接长等。钢板桩长度不够时，可用同类型的钢板桩同强度焊接，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板;相邻钢板桩接长缝应注意错开。整修后的钢板桩应符合下列验收标准：高度允许偏差8mm；宽度绝对偏差+10mm、-5mm,相对

19、偏差3mm；弯曲和挠度用2m长锁口样板能顺利通过全长，挠度小于1%;桩端平面平整，倾斜小于3mm；钢板桩背面及锁口里光滑无阻。组桩及单块桩两侧锁口均在插打前涂以黄油或热的混合油膏（重量配合比，黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1）,以减少插打时的摩阻力，并增加防渗性能。1.5.2钢板桩的插打 采用单层围標打桩法施工。在围標上用红漆划分桩位，以便在插打过程中逐组核对尺寸，为使搬运和插打过程中，不致弄错钢板桩的顺序，根据锁口套插情况，将钢板桩编为甲、乙两种，并用红漆标示。准备工作完成后，将组拼好的钢板桩运至指定位置，利用浮吊起吊、下插,然后用DZJ90型震动打桩机，锤击沉入河床。自围笼上游中

20、心线开始，由两侧对称向下游依次插入，到下游合拢。钢板桩插打作业步骤如下：1、在钢板桩锁口内涂黄油。在桩顶系千斤绳一根，滑车组一付。在桩的下端系风缆二根。2、安绑主副吊点千斤。其中副吊点（下端吊点）未焊吊环，用钢丝绳捆扎时，应垫以木块，以防滑移和受力后吊点处锁口变形。3、用浮吊起吊。当提升到一定高度时，放松副吊点，使钢板桩接近垂直状态，并利用风缆控制正反方向。4、钢板桩就位下插。第一组钢板桩系沿导向框下插，是整个围堰钢板桩的基准，要反复挂线检查，使其方向垂直位置准确。其余各桩组，则以已插桩组为准，对好锁口后，利用自重下插。当自重不能迫使其下插时，可利用滑车组，进行加压。5、解除夹弧板。当钢板桩下插到接近夹弧板位置时，应及时解除夹弧板，然后继续下插，直到河床。6、吊车松钩，并拆除原悬挂在桩顶上的滑车组及千斤绳等。7、安设沉桩锤，并进行锤击或震动，使钢板桩下沉到河床预定标高位置。8、将已插好的钢板桩，点焊固定于导向框上。按上述步骤逐组下插钢板桩，直至完成。1-5.3钢板桩插打质量要求 1、已插下的钢板桩，对垂直于导向框的倾斜度，或插桩前进方向的倾斜度小于5%0o 2、插入桩位的钢板桩须紧靠导向框，如不能紧靠时，其间隙应小于20毫米。3、每组钢板桩必须按编号插入正确的桩位，每组偏差应小于15毫米。