跨流溪河特大桥桩基施工作业指导书

中铁十九局集团有限公司珠三角城际新白广01标五工区项目部跨流溪河特大桥桩基施工技术指导书中铁十九局集团有限公司珠三角城际新白广01标五工区项目部2016年1月桩基施工作业指导书1、项目简介流溪河特大桥位于广州市白云区人和镇境内，起讫里程为右DK57+742.78右DK61+892.5，中心里程为右DK59+920.55，全桥总长3946.40m 。基础按柱桩和摩擦桩基础设计，桩径均为1m、1.25m、1.5m，冲机钻和旋挖钻成孔，桩身采用C30水下混凝土。导管法浇筑施工。地质为泥灰岩W2。地质往下依次是砾砂、黏土、泥灰岩。墩址区域分布不均匀溶洞。2、作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准。2.2外业施工准备水电的准备工作：作好施工用水、用电的准备，确保钻孔顺利进行。材料的准备：混凝土由6工区拌合站供应，使用8m3的专用罐车运输混凝土，钢筋由本工区钢筋加工厂供应，使用平板车运输。2.3岩溶地质材料准备（1）准备足够的碎石、袋装水泥和做成泥砖的黏土。（2）起重机、吸泥机、空气压缩机、水泵等配合施工的机械设备应提前准备好。（3）泥浆池容量应考虑溶洞漏水补给要求。泥浆池、排水沟、施工场地应进行地表防渗处理，防止地表水渗入地下。（4）钻孔前技术人员应绘出每个孔位的地质柱状图，包括溶洞的大小、位置、填充情况、顶板厚度、是否存在易塌孔地层。3、施工准备3.1 场地准备如在旱地施工，应先清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。3.2测量放样3.2.1桥基施工前要对线路控制桩进行精密复测，确保控制点的准确性，测量放样时，必须进行资料复核和换手复测。3.2.2测量人员放桩基中心点，技术人员按十字交叉法引出护桩，对其护桩进行保护。3.3施工平台及钢护筒安装清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可能枕木、型钢等搭设工作平台。平台附近设置泥浆池，供制浆循环施工，施工废水经沉淀池沉淀合格后，排入排水系统。 钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径应大于钻头直径，比钻头大约40cm。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。护筒埋置深度应符合下列要求：（1）岸滩上，黏性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。（2）护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。3.4泥浆池的设置和要求 泥浆池采取就近开挖，利用泥浆泵送至桩孔形成循环，要求泥浆池不能渗漏。每两个相邻施工点设置一个泥浆池，泥浆池容积应满足二根桩基泥浆容量。钻渣运往指定的弃土场堆放。3.4.1 护壁泥浆应符合下列规定：（1）、在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，应使用泥浆护壁。在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮渣能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。冲击钻机钻孔，可浆黏土加工后投入孔中，利用钻头冲击造浆。（2）、泥浆性能指标如下 ：比重：孔底泥浆比重不宜大于：黏土、粉土1.3；大漂石、卵石层1.4；岩石1.2。黏度：入孔泥浆黏度，一般地层为1622s；松散易坍地层为1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：应大于6.5。（3）、泥浆原料宜选用优质黏土，有条件时，应优先采用膨润土造浆。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂，其掺量应经过试验确定。造浆后应试验全部性能指标，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率。4、钻孔施工 4.1钻机安装及钻孔、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。、标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm。、成孔、成孔检查成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。检孔器应按如下要求制作：检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm，长度为6D标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20米以内测锤重2Kg，20米以上测锤重3Kg。 测量护筒顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。用检孔器检测孔径和孔的竖直度，检孔器对中后在孔内靠自重下沉，不借助其他外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不能顺利下至孔底时，用钻机进行扩孔处理。检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1；沉渣厚度符合设计规定：对于直径1.5m的桩，300mm；对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩，500mm。桩位误差不大于50mm。、清孔：1）、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。2）、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。3）、清孔后，用测绳检测孔深。4.2 岩溶地区钻孔（1）当桩身穿越小溶洞或者填充性较差的溶洞，一般情况下采用抛填粘土、抛填片石挤压处理；当桩身穿越较大空溶洞、半填充溶洞及桩身穿越串珠状溶洞时，溶洞上方土层有砂层时以及必要时可采用钢护筒跟进防护处理措施。（2）在钻至溶洞顶部1m左右，应该用小冲程（0.51.0m）钻进，缓慢将洞顶击穿。（3）在击穿全填充或半填充溶洞顶板前，应密切注意护筒内的泥浆面的变化。若泥浆面下降，应迅速补浆补水，根据溶洞的大小按一定比例回填黏土、片石和水泥后反复冲击挤压密实。当泥浆不再漏失后方可转入正常钻进。（4）钻孔钻头穿越溶洞时应小冲程缓慢钻孔，防止偏钻。发生偏孔时，应回填黏土和片石至偏孔位置0.5m以上，再重新钻进。（5）有浅埋岩溶地层或存在地面塌陷隐患的桩孔，应先加固后再进行钻孔。（6）对于存在溶洞的柱桩，桩孔达到设计标高后，应探明桩底以下不小于5m深度范围内的岩层情况，确认没有溶洞后方可终孔，如发现桩底以下还有溶洞，应及时上报工区工程技术部。4.3清孔及安放钢筋笼（1）钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、坚直度进行检查确认钻孔合格后，应立即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，柱桩不大于5cm。清孔采用泥浆循环清孔。成孔质量检查符合下表。表1 成孔质量检查和检验方法 序号检验项目允许偏差检验方法1桩径允许偏差D1000mm50mm尺量D1000mm2垂度允许偏差D1000mm1%检孔器检测D1000mm3桩位允许偏差D1000mm13根、单排桩垂直于中心线方向和群桩的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中心桩基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心D/6且不大于100mmD/4且不大于150mmD1000mm100+0.01H150+0.01H4孔深柱桩、摩擦桩+300mm用重锤测5沉渣厚度柱桩50mm重锤检查摩擦桩200mm （2）采用正循环清孔，应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。（3）清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩不大于5cm，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。（4）清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋骨架用平板拖车运输至施工现场，骨架装车时要保证每个加劲筋处设支点，各支点高度都相等，以保证骨架结构形状。钢筋骨架吊装就位采用25t汽车吊。采用二点起吊。第一吊点在骨架的中下部，第二吊点设在第二层加劲箍筋处（或根据钢筋骨架长度和施工现场具体情况确定）。对于长骨架，起吊前在骨架内部临时焊接20钢筋以加强其刚度。起吊时，与第一、第二吊点同时起吊，使骨架稍稍提起。待骨架离开地面后第一吊点停止起吊，继续起吊第二点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰壁。然后，由下而上地逐个解除临时径向骨架筋。待骨架下降到第一吊点附近的加劲箍筋接近孔口时，用型钢将骨架支承于孔口，吊来第二节骨架对接，直至该桩钢筋骨架下完到设计标高为止。整个骨架吊装完毕后将其吊筋焊接在护筒上，同时用2根I120工字钢横挑住钢筋笼上设置的吊筋搁置在钢护筒上，防止钢筋骨架下沉或上浮。固定钢筋笼时，应确保笼口位置处于钢护筒的中心位置，不得偏位。分段吊装时，上下节钢筋笼应在同一轴线上，接头必须按50%错开25d焊接。钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于10cm。在钢筋笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋保护层厚度用的部件。柱桩在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射钻孔孔底35分钟，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0.05MPa。吊入后应校正轴线位置垂直度，勿使扭转变形。钢筋笼定位并做好防浮措施后，最迟在4h内浇筑砼，防止坍孔。钢筋骨架制及安装符合下表规定：表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差 序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径203主钢筋间距0.5d4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度1%4.3水下混凝土导管安装（1）钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应，可为2030cm。导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m，漏斗下宜用1m长导管。同时配备若干节1m和0.5m的导管。（2）导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上的顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。导管必须接头严密、牢固，并按顺序编号和标示尺度。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，按照规定，水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍，也不应小于可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，每根导管均要试压。计算公式为Pmax=1.3(rchxmax-rwHW)式中：Pmax 导管可能承受到的最大内压力（kpa） rc混凝土容重（KN/m3）,取24.0KN/m3; hxmax导管内混凝土柱最大高度（m），取18m； rw孔内泥浆的容重（KN/m3），取11.0 KN/m3; Hw孔内泥浆的深度（m），取15m； Pmax=1.3（2418-11.015）=347kpa水密试验方法是把拼装好的导管先灌满水，两端封闭，一端焊接出水管接头，别一端焊接进水管接头，并与水泵出水管相接，启动水泵给导管注入压力水，当水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。（3）导管长度应按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。导管下放前检查每根导管是否干净、畅通以及密封圈的完好性。导管安顺序逐节吊装接长下放，直至距孔底40cm为止，下放过程中注意保持与孔位中心线一致，严防导管法兰盘和钢筋笼相碰。导管接长时通过活动卡盘固定。（4）导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。4.6水下混凝土浇筑（1）混凝土搅拌混凝土浇筑采取工区搅拌站集中拌制，通过输送车将砼送至现场，直接通过混凝土输送车将混凝土输送到料斗中，经料斗进入导管进行水下混凝土灌注。（2）混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管理入混凝土的深度不得小于1m并不宜大于3m；当桩身较长时，导管理入混凝土中的深度可适当加大。漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。首批混凝土数量按规范要求，设导管下口离孔底40cm，参照规范进行计算桩基首批混凝土方量（按照1.25cm桩基最大桩长31m进行计算）。桩基首批混凝土方量计算公式如下：Vd2/4h1+HcAH1=Hww/c Hc=Hd+He式中：V首批混凝土所需数量（m3） d导管内直径（m） Hc首批混凝土要求浇筑深度（m） Hd导管底端至孔底间距，取0.4m He导管初次埋置深度，取1.0m A灌注桩浇注段的横截面面积（m） H1混凝土面高度达到H2时，导管内混凝土柱需要的高度（m2），当孔扩大时，应用护孔后的横截面面积 h1孔内混凝土达到Hc时，导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需高度（m） Hw孔内泥浆深度，取16m w孔内泥浆的容量，取12 KN/m3 c混凝土的容重，取24 KN/m3首批混凝土方量计算（以1.25桩径为例）： h1=Hww/c=16m12 KN/m3/24 KN/m3=8m A=d2/4=3.140.6252=1.23m2 V=d2/4h1+ HcA=3.140.26284+1.41.23=2.15m3计算得桩基首批砼方量为2.15m3,现场配备的集料斗方量为2.7m3故在进行首批混凝土浇注时，采用2.7m3的料斗进行灌注封孔，同时每套导管配备一个1.0m3的小料斗，加工两只带橡胶皮的盖板（一只备用），以及其它相关设备、工具。混凝土输送采用混凝土罐车运送至施工现场，搅拌一分钟后直接放入大集料斗，并放满料斗。当首批混凝土封底成功后，直接放入小集料中，边灌注边放入。（3）在安装好钢筋笼、导管，浇筑砼前应按照规范要求进行孔底沉渣厚度和泥浆性能指标检测，若沉渣厚度和泥浆指标不符合设计要求，须进行二次清孔，然后重新测定，直到满足设计要求。清孔方法：在浇筑导管顶部安设一个弯头和皮笼，用泥浆泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣，要求沉渣厚度5cm；清孔时应保持孔内泥浆面高出地下水位1.52.0m，以防止塌孔。清孔完成后，应立即进行水下砼的浇筑。水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不太太长，宜在8小时内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。混凝土封底灌注采用拔塞法施工，即在料斗的底部、导管的顶口用盖板等封住导管口，在导管的顶部放一个直径等于导管内径的皮球做为隔水球，当大料斗内灌满混凝土后立即吊出盖板，使混凝土沿导管下落，通过隔水球将泥浆强行排除导管外，同时保持混凝土不间断地通过大料斗和导管灌注至水下，从而完成首批混凝土的灌注。首批混凝土灌注成功后，大料斗换成小料斗，转入正常灌注阶段，混凝土经泵车输送，不断地通过小料斗、导管灌注至水下，直至完成整根桩的浇筑。正常灌注阶段保持导管埋深在26m范围，每次拆除导管1节，拆除导管后，导管底口的埋置深度不应小于2.0m。在混凝土灌注的过程中应经常测量混凝土面标高，以确定导管埋深、拆除导管的时机。另外还应该在拆除导管之前询问搅拌站已经泵送至现场的混凝土理论方量，以便与现场根据实测标高计算的混凝土方量进行比较，防止出现差错。当混凝土灌注临近结束时，再一次核对混凝土的灌入方量，以确定所测混凝土的高度是否准确，混凝土顶面标高到位后，停止灌注，折除灌注导管。砼面标高控制在比设计桩顶标高（按设计要求每根桩桩顶伸入承台10cm）高1.0m，以保证桩头砼质量。在灌注过程中，由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至泥浆池中。（4）在浇筑水下混凝土前，应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的“工程检查证”，在浇筑水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。4.7水下混凝土灌注的注意事项1、砼灌注前必须准备充足的砂、石料、水泥、外加剂等原材料；设备必须维修保养、调试运转，并备足够的易损件；集料斗每次灌注砼前均应清理干净。2、严格控制进入料斗内砼的坝落度。坝落度太小，砼流动性差，易造成堵管；坍落度太大，砼容易泌水离析，也会造成堵管。发现砼有异常应停止灌注，处理不合格混凝土，同时查明原因处理后才能继续施工。3、导管连接时，接必须清洗干净、涂上黄油，并加上密封圈，对于破损的密封圈进行调换，接头的螺纹要旋转到位，以防漏水。每次砼浇注拆管后应及时清洗导管，以免水泥砂浆附着凝固后下次浇注时造成堵管。4、在灌注过程中，若发生意外而导致暂停，应不时地上下缓慢提升导管，以免导管埋置太深而提升不支或砼假凝而堵管。5、认真监测砼面上升高度、导管埋深，并和已灌入的砼数量校核，以便确定扩孔率或砼面上升是否正常。6、在灌注将近结束时，若混凝土顶升困难，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。在拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。7、导管进水为了防止导管进水，灌注水下混凝土前严格检查、控制导管的焊缝和接头的质量；并控制好导管底口的位置，确保首批混凝土量能够埋住导管底口；灌注过程中控制好导管底口的位置，根据浇筑量并经常测定砼面标高，以确保导管有足够的埋置深度。当发生导管进水现象，及时查明原因，果断采取相应的措施。如果首批混凝土储量不足，或虽然混凝土的储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机吸出，重新按正确方法进行灌注施工。8、浮笼钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管提各挂住钢筋笼所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注的速度（m3/min）过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼重力所致。为防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关，桩径1.25m允许灌注速度0.55（m3/min）。9、导管堵塞当发生堵塞时，采取办法后无法排除故障，应立即拨出导管，用钻机快速钻进清孔内混混土，至设计标高时重新验收合格后再灌注混凝土。10、埋管导管无法拨出称为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土间摩擦阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度，一般不得超过6m；在导管上端安装附着式振捣器，拨管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早的初凝。11、灌短桩头灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤测难以判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍塌，未被发觉，测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。预防方法是：在灌注过程中注意将有测绳测的混凝土位置与根据灌注的混凝土方量计算出的理论混凝土浇注高度互相校核，确保不误测。5、质量检测本标段没有桩长大于50米的钻孔桩，因此不需要在钢筋笼安装时预理声测管和声波透射法进行检测。钻孔桩全部采用小应变检测。按总桩数的3%-5%对桩过行取芯试验，检验桩底沉渣厚度。6、安全及环保要求6.1钻机、钻具和吊钻头的钢丝绳应配置适应，使用时应有专人检查维修。吊钻头用的钢丝绳无死弯、无断丝，安全系数不应小于12；钢丝绳松弛度应适宜，并制动良好；钢丝绳卡数量与钢丝绳直径相匹配。6.2冲孔时，非作业人员不得进入冲击区域范围内。当检测钻孔或吊泥浆出孔时，钻头应放置在安全位置。6.3提升钻头到接近护筒底缘时，应减速平稳提升。6.4拆卸导管时，应在导管完全松开后，方可起吊移开；采用人工抬运导管时，应有防滑措施。6.5钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆池沉淀后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做好妥善处理。第16页