大桥钻孔桩施工方案7

编制： 复核： 审核： 审批： 目 录第一章 编制依据- 1 -1.1编制范围- 1 -1.2编制依据- 1 -1.3编制原则- 1 -第二章 工程概况- 2 -2.1工程简介- 2 -2.2主要技术标准- 5 -2.2各墩桩基参数一览表- 6 -2.3施工条件- 9 -2.3.1水文条件- 9 -2.3.2施工平台处的冲刷- 9 -2.4地质条件- 9 -第三章 钻孔灌注桩总体安排- 11 -第四章 钻孔灌注桩工艺流程- 15 -第五章 钻孔灌注桩施工- 16 -5.1、钻孔灌注桩成孔施工- 16 -5.1.1钻机的选型- 16 -5.1.2泥浆的制配和循环- 16 -5.2钢筋工程- 27 -5.2.1概述- 27 -5.2.2钢筋笼制作- 28 -5.2.3钢筋笼的起吊运输- 31 -5.2.4钢筋笼接长和沉放- 32 -5.3水下混凝土的灌注- 33 -5.3.1水下混凝土浇注设备- 33 -5.3.2混凝土配合比设计- 34 -5.3.3混凝土浇注前的准备工作- 34 -5.3.4混凝土浇注- 36 -5.3.5桩基砼灌注应注意的问题- 37 -5. 4桩基质量检测- 37 -5.4.1桩基检测的内容- 37 -5.4.2超声波无破损法检测- 38 -5.4.3钻孔灌注桩实测项目- 38 -第六章 质量、安全、环保措施- 40 -6.1钻孔灌注桩施工质量保证措施- 40 -6.1.1防止出现斜孔、扩孔、塌孔措施- 40 -6.1.2防止孔缩径的措施- 40 -6.1.3防止渗、漏浆措施- 41 -6.1.4防止掉钻措施- 41 -6.1.5防止沉渣过厚或清孔过深措施- 41 -6.1.6防止声测管孔底堵塞、超声波检测不到位的措施- 42 -6.1.7防止钻孔桩混凝土浇注时出现堵管、断桩现象的措施- 42 -6.1.8防止钻孔桩出现接桩的措施- 43 -6.2人员、设备安全措施- 43 -6.2.1施工人员安全- 43 -6.2.2水上船舶安全- 43 -6.2.3起重安全- 44 -6.2.4施工现场安全- 44 -6.3文明施工- 45 -6.4环保措施- 45 -6.4.1水污染的防治措施- 45 -6.4.2固体、废弃物的处置措施- 45 -第七章 劳动力及设备计划- 46 -第一章 编制依据1.1编制范围本施工技术方案编制范围为XX大桥北引桥下部结构钻孔桩成孔成桩施工，即北引桥13#15#墩34根灌注桩成孔成桩施工。1.2编制依据(1)XX市XX大桥工程施工图 (2)XX市XX大桥工程地质勘察报告(3)XX市XX大桥工程施工合同及招标文件(4)XX市XX大桥工程投标技术方案(5)公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）(6)公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）(7)公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）1.3编制原则(1)全面响应并严格遵守该项目招标文件的要求。(2)本施工技术方案力求采用先进可靠的工艺、材料、设备，达到技术先进、经济合理、切实可行、安全可靠。(3)本施工技术方案根据XX市XX大桥设计成果，结合桥址的地质、水文、气候、气象条件及工程规模、技术特点、工期要求多方面的因素而编制。(4)严格遵守各有关设计、施工规范、技术规程和质量评定及验收标准，确保工程质量达到监理和业主的要求。(5)科学管理，精心施工，通过对劳动力、材料、机械等资源的合理配置，实现工程质量、安全、工期、成本及社会信誉的预期目标。第二章 工程概况2.1工程简介XXXX大桥北引桥位于XX市XX大桥12#墩北侧，包括13#、14#、15#三座桥墩。其中13#为水中墩，14#、15#均为陆上墩。主要工程量见下表表1 北引桥主要工程量一览表项 目单 位数 量起讫桩号K12+614.147K12+714.587砼m3933.5普通钢筋t2190预应力钢筋t299.8辅助钢材t18.5桩基础m/根/直径528.5/34/1.5XX大桥北引桥全长155.17m ，桥跨布置为55m+56m+44.17m的箱梁，南北引桥均为采用现浇混凝土连续箱梁结构，下部结构采用现浇墩身，带圆端的矩形承台，钻孔灌注桩基础。引桥除两个桥台外，每个墩台采用4根、5根灌注桩基础。北引桥钻孔桩直径均为150cm，共计34根。其结构形式如图1及图2所示。 图1 引桥四根桩桩基础构造图图2 引桥五根桩桩基础构造图.2.2主要技术标准(1)道路等级：城市快速路(2)设计车速：80km/h(3)车道及桥宽：双向八车道，标准桥面宽度38.25m2.75m（人行道）0.5m（防撞栏）0.5m（路缘带）3.5m（行车道）23.75m（行车道）3.5m（行车道）0.5m（路缘带）+0.75m0.5m（路缘带）3.5m（行车道）23.75m（行车道）3.5m（行车道）0.5m（路缘带）0.5m（防撞栏）2.75m（人行道）(4)桥面横坡：2；纵坡：1；竖曲线半径R10000m(5)桥梁设计荷载：城A级(6)设计基本风速：V1037.4m/s(7)桥梁设计洪水频率：1/300(8)桥梁通航标准：内河级航道（1000吨级江轮），最高通航水位6.89m（罗零高程，下同），净空24m（高）181m（宽）。(9)抗震设防标准：地震基本烈度为度，按照度设防。2.2各墩桩基参数一览表表2 北引桥钻孔灌注桩参数一览表墩号桩数量桩径(m)桩长(m)桩顶标高（m）桩底标高（m）单根混凝土量（m3）混凝土总量（m）每根桩钢筋总量(t)备注1381.517-8.0 -25.0 30.0 240.33 17.03 水中桩1491.5204.5 -15.5 35.3 318.09 22.09 陆上桩15171.512.52.5 -10.0 22.1 375.52 27.74 陆上桩合 计34528.5933.52190- 43 -2.3施工条件2.3.1水文条件(1)潮汐特征北引桥十三号墩位于闽江主航道北侧，桥址距闽江口马尾港20公里，受潮汐影响明显。潮汐类型为正规半日潮，最大落差达到5m左右，潮汐数据见下表：表3 2008年月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月最高5.25.065.515.565.425.295.75.395.425.465.375最低0.4700.440.460.330.370.390.180.560.560.550.32表4 2009年月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月最高5.325.145.335.495.35.615.715.255.595.665.275.14最低0.29-0.190.290.420.470.240.4700.690.650.460.36表5 潮汐特征表 2008年2009年最高潮位+5.56m最高潮位+5.71m最低潮位0m最低潮位-0.19m平均高潮位+5.37m平均高潮位+5.4m平均低潮位0.386m平均低潮位+0.35m最大潮差+5.31m最大潮差+5.37m2.3.2施工平台处的冲刷江床冲刷100年一遇自然冲刷深度按照1m考虑，边滩及浅水段考虑1.5m左右的波浪掀砂厚度。2.4地质条件桥址主桥段覆盖层为第四系冲积层，岩性上部以细中砂为主，主槽下部发育厚层砾石土，淤泥及淤泥质土发育于近林浦岸侧及绍歧侧，层厚35米，最厚达10米。覆盖层表部为厚近20米的松散稍密状的中细砂，其下20米以中密状中密砂为主。第三章 北引桥钻孔灌注桩安排北引桥12号墩、13号墩钻孔桩待钢平台搭接完成后即可开始施工， 15号墩待业主征地拆迁完成后马上进行。图3.1引桥平台一般构造图当引桥钢平台施工完成，具备开钻条件后，即可上钻机开始钻孔施工。护筒区平台搭设好之后，采取同步施工但成孔时间相对错开的方法进行施工，即钢筋笼沉放和混凝土浇注相对错开依次进行。引桥两个墩基础同时平行施工。生产区平台上配置2台250KW发电机组作为备用电源，保证钻机的施工：钢筋笼在后场加工，在定位胎膜上分节加工整体连接，加工好之后拆开连接部位，分节装驳船或车运送到施工现场，进行连接和钢筋笼安放。钢筋笼接长安放可通过布设在钢栈桥上的50t履带吊进行，引桥采用履带吊进行安放。浇注水下混凝土的导管在作业船上或生产区平台上事先接长为3-4节，等钢筋笼安放结束后进行3-4节的整体安装，以缩短成孔到混凝土浇注的时间。混凝土由陆上搅拌站生产，砼罐车运输或直接泵送至集中料斗中，通过溜槽、浇注小料斗、导管进行水下混凝土的浇注。第四章 钻孔灌注桩工艺流程北引桥钻孔桩施工工艺框图如下：提钻移机测 孔安放钢筋笼下放导管制作钢筋笼笼水密性试验合格不合格沉渣厚度测试灌注水下混凝土钻孔桩检测二次清孔孔合格泥浆回收钻机就位钻进成孔清 孔造浆泥浆处理、循环施工准备钻孔灌注桩施工工艺流程第五章 钻孔灌注桩施工5.1、钻孔灌注桩成孔施工5.1.1钻机的选型13#、14#、15#墩桩基桩径为1.5m (护筒直径为1.7m)。钻进过程中要穿过淤泥层、中砂层、微风化花岗岩等地层，选用ZK-10或ZK-15进行施工。5.1.2泥浆的制配和循环1、泥浆的制配和循环钻孔泥浆的制配采取在护筒内钻机自行造浆。钻机就位之后，将钻头提升至孔底以上10cm左右，连接好气管以及泥浆循环回路，开动钻机；根据孔内的水量和泥浆配合比计算出膨润土以及外加剂的用量，加入膨润土和外加剂，通过钻机的转动搅拌孔内混合物制造泥浆；开动空气压缩机，孔内泥浆通过气举经过钻杆和泥浆管进入泥浆净化器，通过净化器使直径大于0.074mm以上的颗粒从泥浆中分离出来，钻渣装入储渣筒内，净化后的泥浆进入循环池（循环池为桩周的钢护筒），通过连通管流入钻孔的孔内；在泥浆制配过程中，对孔内以及循环池出口处的泥浆进行检测，根据检测结果对泥浆进行调整，增减水、膨润土以及外加剂的用量，直到新制泥浆达到表5-4的新制泥浆的性能标准。为保证施工各阶段的泥浆性能指标，开钻施工期间每1小时检测一次，等泥浆性能稳定后每4小时检测一次，并根据钻进过程中地层变化情况增加检测频率。制备新浆的搅拌方法、搅拌时间和新浆的预置时间对膨润土中粘土颗粒的膨化影响很大。按照泥浆配比参数，在护筒或泥浆箱内逐渐按量加入淡水、膨润土，边添加边用空压机压缩空气搅拌；搅拌时间的控制，以目测均匀或提取的样品中粘土颗粒分散均匀为宜；搅拌好的新浆必须放置24小时后，检查各项指标合格方可投入使用。储备足够且达标的泥浆后，即行开钻。 泥浆净化器性能指标 表5-1 名 称泥浆净化器型 号ZX-250处理能力（m3/h）250分率程度（m）74总功率（kw）45经处理后泥浆含砂率（%）1重量（kg）6750 各阶段泥浆性能指标要求 表5-2性质阶段试验方法新制泥浆循环再生泥浆清孔泥浆容重（g/cm3）1.021.061.151.031.11006型泥浆比重秤粘度（s）222520251720粘度计失水量（ml/30min）182020失水量仪泥皮厚（）1.521.5钢尺胶体率（%）989698量筒含砂率（%）0.53.02.0砂率测定仪PH值810810810试纸2、泥浆池的布置图5.1 泥浆循环示意图3、泥浆配合比本工程钻孔灌注桩施工采用不分散、低固相、高粘度的PHP泥浆。为保证钻孔桩成孔施工的顺利进行，泥浆在正式开钻之前进行配比试验，选择泥浆各项指标最优的配合比，泥浆的性能指标要求符合表5-4的规定。制浆材料膨润土：采用级钙土；水：闽江水；分散剂：采用工业碳酸纳(Na2CO3)等；絮凝剂：PHP聚丙烯酰胺絮凝剂；增粘剂：根据情况可选择添加。一般选用中粘度碱性羧甲基纤维素(CMC)；泥浆配比泥浆配比根据工艺试验成果确定，初步拟定配比见表5-3： 拌制泥浆配合比(1m3浆液) 表5-3膨润土品名材 料 用 量(kg)水膨润土Na2CO3其它外加剂钙土(级)1000608035适量4、泥浆循环净化处理根据施工现场的实际情况，钻孔施工利用钢护筒形成泥浆沉淀池。泥浆净化器作为泥浆的循环系统使用。钻机的出浆管连接在泥浆净化器上进行筛分、旋分、沉淀。筛分是泥浆通过振动筛将大块的钻渣分离出来；然后经旋流器利用离心力的将直径0.074mm以下的颗粒旋分出来；再流入泥浆池内沉淀，沉淀后的泥浆经连通槽流入钻孔内循环使用；小部分泥浆经过管路直接回流孔内。废浆和分离出的钻渣排放至指定存放地点。钻进上覆地层的淤泥层、中砂层和下覆地层的微风化基岩的泥浆主要用贮备的新浆。5、泥浆的回收利用钻进过程中，新浆和回收的泥浆主要储存在护筒内，并由专人检测泥浆指标。淤泥层、中砂和微风化基岩的钻进，泥浆的消耗量很大，而且泥浆性能指标很难控制。要不断地补充贮备的达标的新浆或不断在循环泥浆中加入膨润土，以确保泥浆的各项指标正常。为了节约材料，根据上江东江大桥、金塘大桥、杭州湾跨江大桥、黄江大桥等项目的施工经验，灌注混凝土过程中，派专人随时抽样检查排出泥浆的指标，对于性能较好的泥浆进行回收、储存。6、钻渣及泥浆的处理根据本工程的特点，严禁钻渣和泥浆就近倒入江中。因此钻进过程中不可循环使用或再利用的泥浆，混凝土灌注过程不可再回收利用的泥浆，采用泥浆泵装至泥浆船，泥浆净化器排出的钻渣，可直接接入墩边的泥浆船，然后运到指定地点进行处理。见图5.2泥浆回收示意图。图5.2 泥浆回收示意图注意事项a、严格控制泥浆质量，做到定时检测，及时添加PHP及纯碱，改善泥浆的稳定性；b、置换的泥浆必须经沉淀、排渣、检测合格后方可使用；c、由于大桥地层复杂，在进入岩层之前，应有一定量的泥浆、膨润土、锯末储备，以防岩隙漏浆。5.1.3回旋钻施工1、钻机安装钻机整体重量约20吨，拟从码头用浮吊整体吊装就位，引桥主要采用50t履带吊配合施工。钻机就位前，根据理论桩位中心及护筒垂直度，在偏差允许范围内调整钻孔中心，定位偏差不大于2cm；定位时先在钢护筒口用十字交叉红定位出桩位中心，在钻盘中心挂一线垂，用水平尺、千斤顶等工具调整钻机的机底座，垫实找平，保持天车中心、转盘中心与护筒中心在同一垂线上，并必须保持钻机水平、稳固，以保证在钻进和运行中不产生侧移或沉陷。钻机塔架与底盘保持垂直状态，并在施工中经常校核。钻机就位自检合格后，报请监理检查验收，验收合格后将钻机与平台进行固定、限位，保证在钻进中不产生位移。钻机就位后，开始下钻头，钻头的下放用履带吊；对于钻具，须用钢尺准确测量钻头、配重钻杆、钻杆及风管的实际长度，并作好记录。钻机性能指标见表5-1。 回旋钻机主要性能参数表 表5-4 钻机型号GPS22投入数量共6台最大钻孔口径（m）2.2最大钻孔深度（m）100输出扭矩（KNm）80最大提升能力(KN)30钻机高度（m）11钻机功率（KW）55主机重量(KN)130循环方式气举反循环2、钻进成孔结合本工程特点，钻孔施工拟采用回旋钻进行施工，开孔阶段采用正循环施工工艺钻进，钻进深度达到气举反循环施工要求的界面后改用气举反循环工艺钻进。当泥浆池内泥浆的各项技术指标符合要求后开始钻进。在砂层内钻进采用优质泥浆护壁、反循环减压钻进的施工工艺。根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整泥浆的指标和钻进速度。钻孔作业分班连续进行，并填写钻孔施工记录，交接班时必须交待钻进情况及下一班注意事项。钻进中应经常注意地层变化并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，以验证桩基设计标准和判别终孔。出护筒时，采用轻压、慢速钻进，该阶段为制浆、护壁、保持孔位垂直。在硬粘性土中，宜用高速钻进；在普通粘性土中，宜用中速减压钻进； 在不同地层的钻进施工中，循环泥浆比重在1.031.15g/cm3、粘度2025s、泥皮厚度小于2mm、含砂率小于3%，现场部分主要参数指标每2小时和每一地层抽检比重、粘度、含砂率及PH值不少于一次，全面掌握了孔内泥浆性能的变化情况是否在设计试验的泥浆指标范围内，以便及时调整，同时通过泥浆面观察孔壁的稳定情况，保证孔壁的安全。泥浆性能的指标测定范围和方法为：a：相对密度可用泥浆相对密度计测定；b：粘度可用标准漏斗粘度计测定；c：含砂率可用含砂率计测定；d：胶体率的测定方法是将100ml泥浆倒入量杯静置24h后测定；e：失水率（ml/30min）用滤纸测定；f：酸碱度用PH试纸读出。 在不同地层应选择不同的钻压和钻进速度，具体根据施工实际情况进行调整，参考值如下表：在钻至设计桩底标高以上约10cm时，需请设计单位确认是否可作为终孔标高。终孔后按照招标技术文件要求进行成孔检测，检测指标及方法见表5-6 钻孔桩成孔检测 表5-6项次检查项目规定值或容许偏差检测方法和频率1孔深（m）符合设计要求测绳量：每桩检查2孔径（m）不小于设计探孔器：每桩检查3钻孔倾斜度（mm）护筒20m，1%桩长，且不大于500护筒20m，1/200桩长测壁仪或钻杆垂线法每桩检查3、清孔第一次清孔阶段终孔后及时进行清孔。清孔时将钻具提离孔底约15cm左右，缓慢旋转钻头，通过气举吸出孔底钻渣同时流入稀释泥浆进行泥浆调整，通过反复循环使清孔的泥浆性能指标达到清孔泥浆指标。经监理工程师验收合格后，及时停机拆除钻杆、移走钻机，进行孔深、孔径、倾斜度及孔底沉渣的检测和验收。第二次清孔阶段在钢筋笼下放就位、混凝土导管安装完成后，再次进行孔底沉渣厚度的测量，若沉渣厚度不满足要求，则进行二次清孔。二次清孔是利用灌注混凝土导管采用气举反循环工艺进行。开启空压机并同时上下反复提动导管清理孔底沉渣，直到孔底的沉渣厚度满足要求，经监理工程师验收后，再进行混凝土的灌注。二次清孔示意图见图5.3所示，清孔后检测指标见表5-7示图5.3 二次清孔示意图 清孔检测指标 表5-7项次检查项目规定值或容许偏差检测方法和频率1沉淀厚度（mm）嵌岩桩符合设计要求(30)标准测锤：每桩检查2清孔后泥浆指标相对密度1.031.10密度计粘度1720s粘度计含砂率2%砂率测定计胶体率98%4、钻进过程中注意事项孔内泥浆面任何时候均应高于水面2.0m以上。升降钻具应平稳，避免冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。加接钻杆时，先停止钻进，将钻具提离孔底8-10cm，维持泥浆循环5分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后再加接钻杆。接长钻杆时，钻杆连接螺栓应拧紧上牢，并认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。在正常钻进过程中，为了保证钻孔的垂直度，采用减压钻进，始终让加在孔底的钻压小于钻具总重量（扣除泥浆浮力）的80%。钻进过程中定期对钻头和钻杆进行检查，防止由于螺栓的脱落或钻头的磨损严重造成钻进过程中的事故。钻进过程中保证孔口的安全，孔内不得掉入任何铁件，以保证钻孔施工的顺利进行。钻孔过程应连续操作，详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，钻进中发现异常情况及时上报处理。终孔时先根据拆除的钻杆与钻头累计长度计算孔底标高，经监理工程师确定无误后移机提钻，提钻后用测绳进行二次校核孔深。提钻时注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁或护筒刃脚。注意起重时压力表的变化，当钻头上升到护筒底口，如果负荷加大则可能发生卡钻，此时可转动钻头，轻轻上提或将钻头下放换一个方向再上提，不可强拉，以致使护筒底口内卷甚至坍孔。5、 护筒内壁清理为了保证桩基质量，须对护筒内壁的泥皮以及淤泥进行清除，可在始终处于护筒内的钻杆上安装护筒内壁清扫器（钢丝刷），在钻孔的同时便清除了附着在护筒上的泥块和泥皮。5.1.4 冲击成孔施工1、设备配备考虑到桥位地质情况，且岩层发育以及工程进度要求等因素，北引桥钻孔桩采用冲击反循环施工，其钻机定位、泥浆护壁及清孔工艺、设备与回旋钻孔基本相同，成孔工艺稍有不同。北引桥钻孔桩投入数台YCJF-25型冲击钻机（性能参数见表5-8）。 冲击反循环钻机性能参数表 表5-8设备型号YCJF-25设备台（套）数1014最大钻孔直径（m）2.5 最大钻孔深度（m）85最大提升能力（t）10外形尺寸（长宽高）6.8m2.8m3.3m配备钻杆（外径壁厚）159mm6mm循环方式泵吸反循环钻机总重量（t）主机19钻具8钻机总功率（kw）主机75循环系统22钻机形式全液压冲击反循环钻机注：施工本工程中孔深65m的各种直径钻孔。2、钻孔施工 1）钻机就位平台搭设完成后进行钻机就位，钻机通过轨道自行或履带吊吊装就位。钻机摆放平稳，钻机底座全部用枕木支垫，确保机座稳固，在钻进和运行过程中不应产生位移及深陷。钻机摆放就位后，要对机具及机座稳固性等进行全面检查，在钻锥下悬挂垂球，并利用交叉护桩检查钻机摆放是否正确。钻机定位后，底座必须平整，稳固，拉好缆风绳，确保在钻进中不发生倾斜和位移。同时要求钻头和桩径中心在一铅垂线上，以保证孔位正确，钻孔顺直。开钻前对钻孔的各项准备工作进行检查，包括锤重、直径、合金块的焊接质量；钢丝绳与冲锤的连接套是否牢固可靠，是否磨损；钢丝绳的破断力是否满足施工需要，磨损情况；各机械设备运转是否正常，是否有打捞措施和设备等，以保证钻孔施工的顺利进行。2）成孔工艺各项准备工作就绪后开始钻孔工作，对于土层可以造浆孔位，向护筒内注入清水，采用慢速减压开孔造浆。开机前应在护筒内多加一些土块，并用小冲程慢冲，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起到导向的作用，并防止孔口坍塌。开始施工时冲程不宜大于1.0m，当孔底已在护筒脚下34m时，可根据地质情况适当加大冲程。钻孔开始前还应按设计资料绘制地质剖面图，以便和实际地质核对。技术人员检查钻机就位偏差、基础是否牢固，经监理检验合格后开钻。钻孔桩钻进成孔分成两个阶段进行：护筒内的钻进阶段、护筒外的钻进阶段。(1)护筒内钻进阶段钻机就位后先进行护筒内的钻进，由于有护筒的防护，护筒内地层采取大冲程、清水进行钻进施工。钻进至护筒底口以上1.0m时，置换孔内泥浆，当孔内泥浆指标符合要求后，慢速减压钻进。(2)护筒外钻进阶段护筒口附近钻进是钻孔过程中一个重要的地段，由于护筒在沉放中护筒底口的附近地层已受到震动，只有当护筒内泥浆的各项技术指标符合要求后，才能开始正式进尺。在出护筒后地层内钻进主要采用优质泥浆护壁、泥浆循环、小冲程钻进的施工工艺。在护筒底口附近慢速钻进，形成稳定孔壁，每小时进尺控制在0.50.8m左右。在钻头出护筒35m后恢复正常钻进。根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度，每小时进尺不得超过5m，孔内及时补充优质泥浆。 钻进过程中随时注意地层变化，及时捞取渣样判别，记入记录表中，并与地质报告对照，渣样应编号保存，以便分析。当实际地质与设计图纸提供的地质相差较大时应与剖面图详细核对，收集好照片等资料，及时向监理和设计院反映，确定合理的终孔标高。钻进中应及时如实填写钻孔施工记录，与钻孔进度一致，交接时交代钻进情况及下一班的注意事项。钻进过程，根据地层情况，采取不同的冲程：冲程一般控制在1-2米；若遇较硬的岩层，冲程可适当增大，但不可超过6米，一般控制在3-5米。遇到粘土层时，应采用低冲程、稀泥浆、正循环钻进；钻进强风化层宜采用中冲程；遇到弱风化地层时应采用大冲程。通过观察钢丝绳的摆动情况，并与地质剖面图核对，当遇到地层交界等软硬不均处时，应在孔底加入片石将表面垫平，防止发生斜孔或弯孔。为正确提升钻头的冲程，应及时了解钻机速度，在钢丝绳上做好标记，冲击时要注意均匀地松放钢丝绳的长度，特别注意防止松绳过少，形成“打空锤”。因故停钻时，孔口应加护盖，并确保孔内有足够的水头高度，同时循环泥浆，防止孔内泥浆变成清水浸泡孔壁，从而造成空口坍塌。严禁将钻头留在孔内，以免埋钻。3）故障处理及预防措施（1）漏浆 开钻前需准备足够的锯末和粘土等堵漏材料，当发生轻微漏浆时，可向孔内加入膨润土，若漏浆不能止住可再向孔内加入锯末，循环堵漏。当发生严重漏浆时，立即提出钻头，并向孔内加入12.0m的粘土，同时向孔内加泥浆，保证孔内水头高度，再向孔内加入1m左右的片石，重新冲击，把粘土挤到缝隙内堵漏。（2）掉钻 事先在冲锤顶部1/3位置穿好打捞绳，因故掉钻时，及时利用钻机或吊机打捞钻具，同时进行泥浆循环，防止钻渣埋钻，必要时进行水下小当量微型爆破，使冲锤松动后提出。（3）卡锤 由于桥位地质微风化岩层较厚，岩石不易大块破碎，钻孔扩孔系数较小，同时反循环钻机的钻头在孔底为被动转向，因此反循环钻机的钻头在成孔过程中可能发生卡锤现象。为防止卡锤，钻头底部合金块应加密，并伸出钻头护圈12cm，护圈和肋板顶部做成倾斜的倒角。当发生卡锤时，保持泥浆循环，用千斤顶进行顶升。如果以上措施仍不奏效，下放护筒到底，抽干泥浆，人工下去后割除钻头。3、清孔和成孔检测钻孔到位后，清孔前应在全孔深范围内上下提升钻头扫孔，刮除孔壁较厚的泥皮，清孔时应反复循环，将孔内的沉淀、悬浮的钻渣充分置换并沉淀出来，清孔后的各项指标符合桥涵施工规范和设计要求。然后进行孔径和倾斜度的检测，检测采用长为桩径46倍，直径比钢筋笼大10cm的简易钢筋笼检孔器吊入钻孔内检测，以上各项满足要求后下放钢筋笼。5.2钢筋工程5.2.1概述本工程北引桥桩150cm桩基共计34根，单根钢筋笼最大重量为2.5吨，钢筋主筋为22的钢筋，钢筋笼全长18.8321.83m不等。钢筋笼采取单根间隔布置，内部每2m设置一道22加劲箍，螺旋筋为8。钢筋笼采取在后场分节同槽长线台座法加工制作，通过汽车运至现场（或通过汽车运至码头，经过运输船运送到施工现场），在钻孔完成验收合格后，用龙门吊分节吊入桩孔进行接长和下沉。5.2.2钢筋笼制作1、钢筋笼的分节和接头的设置除个别外，整根钢筋笼长度一般较长，必须分成多节才能进行运输和现场的拼装和连接。考虑到主筋的长度和布置位置钢筋接头必须错开的距离(0.98m)，以及现场的安装需要，引桥钢筋笼分节按9.0m控制。钢筋笼分节时，每个断面的接头数量不大于总数量50%，相邻断面的间距按0.77m设置，由于各孔主筋的长度不一，在分节时考虑在钢筋变截面处上下0.77m的范围内不出现接头。由于全桥大部分为柱桩设计，钻孔桩的实际桩长可能会与设计桩长存在偏差，导致桩基底口最后一节钢筋笼可能会加长或缩短。此时桩基钢筋笼最后一节的分节长度将根据成孔后的标高进行加长或截短调整。2、钢筋笼的制作钢筋笼加工制作在后场钢筋加工场进行。加工场区设置8个台座(两岸各4个)，台座由混凝土施工平台，小半圆形钢筋定位架构成。钢筋定位架由按钢筋位置开槽口半圆型钢板以及半圆形钢板支撑型钢组成，钢筋定位架安装固定时用经纬仪控制轴线，水准仪控制水平标高，保证钢筋定位架轴线在同一水平面和同一条线上。为了保证钢筋笼制作时上下断面的齐平，在定位架的一头设置8mm钢板挡板，并用型钢支撑牢固。钢筋笼定位架见图5.4。图5.4 钢筋笼定位架图钢筋笼制作之前，先进行主筋剥肋直螺纹加工和钢筋笼加劲箍制作。等强度剥肋直螺纹连接技术是在一台直螺纹加工设备上将钢筋的端头通过车丝自动一次性生成。这种工艺的特点是：一次性把螺纹钢筋或圆钢端头部位的纵肋和横肋用切削的方式剥掉，然后直接滚轧成直螺纹，使丝头部位产生冷作硬化，从而使钢筋丝头达到和母材等强度的效果；操作简便，加工工序少；接头稳定可靠，螺纹压型好精度高，连接质量稳定可靠。其施工工艺流程见图5.5。钻孔桩钢筋骨架的制作实测项目要满足表5-9要求。钢筋进场成品套筒现场连接钢筋滚轧成型钢筋切割图5.5 钢筋剥肋直螺纹施工工艺流程 钻孔桩钢筋骨架安装实测项目 表5-9 项次检查项目规定值或允许偏差检查方式和频率1纵向受力钢筋间距（mm）两排及以上排距5每尺量，每构件检查2个断面同排梁、板10基础、墩台、柱202箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm）0，-20每尺量，每构件检查510间距3钢筋骨架尺寸（mm）长10按骨架总数30%抽查直径54弯起钢筋位置（mm）20每骨架抽查30%5净保护层厚度（mm）柱、梁+5，0每构件沿周边检查，每边4处基础、墩、台+10，0板+3，0加劲箍在钢筋弯曲机上特制一个弯曲圆盘上进行弯曲加工，弯曲好之后焊接成形。制作好的加劲箍内焊接28或25钢筋按“”形对加紧箍进行内撑加强。钢筋笼制作时，先人工将整根钢筋笼下半部主筋抬上钢筋定位架，每节钢筋之间用套管连接起来并将丝扣上到位；将加劲箍按间距2m进行布置，并与下半部的主筋焊接牢固；再将上半部钢筋按照钢筋的位置逐根进行焊接在加劲箍上并且每节钢筋之间用套筒连接起来。钢筋笼制作结束后进行螺旋筋的盘绕，每节钢筋笼接头断面错开2.0m的范围内暂不布置螺旋筋，等到施工现场钢筋笼沉放时二节钢筋笼连接好之后，再进行绑扎。整根通长的钢筋笼加工好之后，进行焊接加固，焊接部位包括：主筋和加强箍连接部位、以及三角撑和加强箍之间。成品钢筋笼质量抽检（外观鉴定）：钢筋表面不允许有明显的油污、焊渣；钢筋骨架没有明显不圆和施工刚度能满足要求，方可认为质量检查合格。3、钢筋笼内管道的安装在钢筋笼制作好之后，在钢筋笼分解之前，进行声测管与保护层垫块的安装。声测管的总长度按顶标高+6.0m控制，底标高与设计桩底标高相同考虑，声测管的分节长度跟钢筋笼的分节情况一致。砂浆保护层垫块净距为5.5cm，每2m一个断面均布4个。为了保证在钢筋笼现场对接时声测管能够准确对准位置，钢筋笼内的每根管道对准安装位置，用10#铁丝将管道与钢筋绑扎，每3m左右绑扎一道，并设置定位钢筋，管道与钢筋笼的绑扎要牢固，同时让管道可以在一定的范围内移动；注意严禁将声测管焊接在钢筋上，现场对接时先将管道对好，再调整管道的位置，保证管道顺畅再进行焊接连接。声测管接头位置设置在钢筋笼各节接头位置，管道的接长采用套管焊接，接头套管在后场先与管道的一端焊接好，在前场对接好后再与相连接的管道焊接，接头管长10cm，相连的管道各占5cm。焊接材料采用J4222.5mm焊条。焊接时采用小电流，防止管道烧穿，接头套管和管道的焊缝结实可靠无夹渣孔洞现象。每焊接完一个断面接头后灌淡水检验是否漏气，确认不漏气后再接长下一节钢筋笼。5.2.3钢筋笼的起吊运输1、后场起吊后场起吊不另外设置吊耳，采用四点吊，吊点的位置设置在两端第二道加劲箍和主筋连接位置处，为了防止起吊时钢筋笼变形，吊点位置尽量靠近“”撑位置。起吊时先栓好钢丝绳和卡环，在钢筋笼的一头栓上一根长绳子，绳子的另一头控制在人手里，慢慢吊车起钩，同时控制绳索的人拉住绳子，控制钢筋笼方向，保证钢筋笼不发生旋转 ，慢慢旋转扒杆将钢筋笼安放在运输车辆或运输船舶上指定位置。钢筋笼的后场起吊示意图见图5.6。图5.6 钢筋笼后场起吊示意图2、前场起吊最上面两节钢筋笼的顶口位置沿圆周对称设置8个吊耳，吊耳采用32圆钢制作，焊接材料采用J502焊条。吊耳分二层布置，每层各4个，二层吊耳之间的距离为60cm。上层吊耳用于钢筋笼起吊使用，下层吊耳待钢筋笼下沉到孔内后用吊钩临时挂在钢护筒上，进行钢筋笼对接。为了保证钢筋笼准确定位和固定，在顶节钢筋笼对称设置与吊架连接的8根带螺纹的主筋，其长度超出其他钢筋1.5m左右。3、钢筋笼的拆分和运输钢筋笼加工制作好之后，进行各节钢筋笼之间连接接头的拆开，按照现场沉放的先后进行顺序进行反向方向撤分，撤分后的钢筋笼在运输之前，用塑料套筒将剥肋直螺纹位置套上，防止在运送过程中破坏丝牙。钢筋笼运输时，按照拆分的顺序进行。钢筋笼在后场用吊车吊上运输卡车上，四周塞木垫稳固，两侧用1吨的葫芦锁死；钢筋笼运输到平台旁边后，用履带吊将钢筋笼逐根吊至钢平台上，钢筋笼在钢平台上按现场施工先后顺序进行有序堆放，为了防止钢筋笼变形和滚动，堆放时不超过两层，并保证每根钢筋笼之间保持一定的距离，钢筋笼下面进行支垫。钢筋笼运输过程中，卡车要平稳行驶，为了防止运输过程中出现意外，派专人跟踪运输。5.2.4钢筋笼接长和沉放钢筋笼接长和沉放之前应做好准备工作，将管钳、氧气、乙炔、接长的螺旋箍筋、扎丝、电焊机、焊条、1t葫芦等材料和工具准备到施工现场，并备好起重用的各种型号的钢丝绳和卸扣。当检测孔壁合格后进行钢筋笼接长和沉放，钢筋笼接长时按照每节上面的标识牌至上而下依次进行。用龙门吊将钢筋笼吊至施工平台上，然后龙门吊就位吊起钢筋笼上口的四个吊耳，逐渐竖直后放入孔位，第一节钢筋笼下放后使用卡板将其固定在护筒上。再按照第一节钢筋笼竖立办法将第二节钢筋笼吊立垂直，进行二节钢筋笼对接，对准位置后旋上螺纹接头，连接声测管道，盘上螺旋钢筋。依此逐步将所有钢筋笼下放完毕。在钢筋笼下沉过程中，用气割割除加强箍处的内撑，每节钢筋笼最顶端的支撑暂不割除，在下节钢筋笼连接完成后再进行割除，在割除支撑时要求用白棕绳绑栓好支撑后再进行割除，严禁掉入孔中；当钢筋笼下沉到顶口的下层吊耳与钢护筒平齐时停止下沉，使用卡板将钢筋笼挂在钢护筒上，然后龙门吊落钩直到吊具上的钢丝绳不受力，解下卸扣，龙门吊吊起吊具及钢丝扣。按照第一、二节钢筋笼对接、沉放的施工方法进行其余钢筋笼接长下沉，当下沉至最后一节钢筋笼时，根据护筒的偏位情况，在钢筋笼最后一个加强箍位置焊设定位钢筋，保证钢筋笼的中心位置准确。在进行钢筋笼对接沉放施工时应注意：声测管在分节接长时，管道对接要顺直，焊接要牢固可靠，并用铁丝将管道绑扎在钢筋笼相应的位置，绑扎扎丝应不能伸出钢筋笼外。同时需在声测管内注满淡水，可预先检查焊缝是否漏水（漏水需补焊），以及混凝土灌注时以避免漏浆，确保施工前后声测管的畅通。由于最后一节钢筋笼顶口距护筒顶口有约3.0 m，钢筋笼无法下放到位并予以固定。为此，加工8根由28 钢筋作成的3.0m吊笼，并用短钢筋每1.0m进行横向连接，在每2根吊筋（沿桩基径向相邻2根为一组均匀布置）顶部焊接开孔钢板制作的吊耳4个，钢板上焊接卡口钢板用于将钢筋笼临时卡在护筒顶口位置。所有的8根吊筋底部均采用螺纹接头，最后一节钢筋笼顶口与8根吊筋对应的主筋也相应采用螺纹接头，并套上套筒，另外在最后一节钢筋笼上需有四根钢筋超出其余钢筋约1.5m。最后一节钢筋笼对接完毕后，将其下放到护筒口用卡板临时固定，再接长吊笼，解除钢筋笼上的龙门吊钢丝绳卡环后栓到吊笼的四个吊耳板上，等龙门吊吊起整根钢筋笼后拿走护筒口的临卡板，龙门吊再将钢筋笼慢慢下放，当吊笼吊耳上卡板接近护筒口时，准确对位将卡板卡在护筒口上固定。固定完毕后，将钢筋笼顶节的四根长钢筋与护筒进行可靠焊接，经计算，焊缝长度30cm即可。最后解除吊笼上的8个螺纹接头，吊笼和割除的支撑周转使用。5.3水下混凝土的灌注水下混凝土浇注是钻孔灌注桩施工的主要工序，也是影响桩身质量的关键。灌注前须仔细测量沉渣，若混凝土灌注前沉渣超过设计要求，须进行第二次清孔，满足设计要求经现场监理工程师认可后，才能灌注水下混凝土。5.3.1水下混凝土浇注设备1、导管及集料斗导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。根据首批封底混凝土方量的要求，选用14m3集中大料斗和1m3灌注小料斗能够满足混凝土浇注的需要。2、混凝土浇注设备混凝土浇注直接采用拖泵泵送。5.3.2混凝土配合比设计桩身混凝土为C30水下混凝土，配合比按江工混凝土进行设计，并通过试配确定。混凝土除满足强度要求外，还应符合下列要求：1、粗集料采用级配良好的碎石，粒径525mm。2、细集料宜采用级配良好的中砂。3、胶凝材料宜不小于400kgm3，改善混凝土的和易性、流动性。4、混凝土初凝时间大于10h。5、混凝土的坍落度控制在1822cm，2小时后混凝土坍落度不小于18cm，流动度不小于50cm。6、混凝土具有良好的和易性、流动性、泵送性，掺入适量的粉煤灰及外加剂。5.3.3混凝土浇注前的准备工作1、导管水密性试验本工程水下砼浇注导管选用壁厚=10mm，外=325mm的无缝钢管，连接为T型螺纹的快速接头。导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax。本工程导管可能承受的最大内压力计算式如下：Pmax=1.3(rchmax-rwHw)式中:Pmax导管可能承受到的最大内压力（kpa）； rc砼容重（KN/m3），取24.0kN/m3;hmax导管内砼柱最大高度（m），取91m；rw孔内泥浆的容重（KN/m3），取10.3KN/m3；HW孔内泥浆的深度（m），取90.6m；Pmax =1.3(2492-10.390.6) =1657kpa 水密性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，另一端焊接进水管接头，并与压力泵出水管相接，启动压力泵给导管注入压力水，当压力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。2、首批混凝土数量1)引桥13号墩首批砼方量计算简图按桥规JTJ041-2000规定，首批混凝土的方量应满足导管初次埋深1.0m和填充导管底部间隙的需要，设导管下口离孔底40cm，则参照规范JTJ041-2000 中的6.5.4式进行计算： V(d2/4)h1+(D2/4)（H1+H2） =(0.3052/4)12.5+(1.62/4)(1.0+0.40) =3.72m3 取7m3 式中：V首批砼所需数量（m3）； h1桩孔内砼面高度达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度h1（m） 即h1HW WC=2910.324.0=12.5m HW孔内泥浆的深度（m），取29m，（25（孔底标高-20）+4（泥浆面顶标高）=29m； H1桩底至导管底的间距，一般取0.40m；H2导管初次埋置深度，一般不小于1.0m； D桩孔直径（考虑扩孔10cm）； d导管内径（m）。按照计算，即需加工集料斗容积为14m3，另加工一个1.2m3的小料斗，预制两只封板（一只备用）以及其它相关设备、工具。5.3.4混凝土浇注混凝土采用2台75m3/h搅拌站拌制， 通过2台HBT80 型拖泵进行泵送，将混凝土输送至平台集料大料斗，料斗门放料，经流槽进入小料斗和导管进行灌注。混凝土封底灌注采用隔水栓（15cm厚泡沫板制作）拨球法，即在漏斗底部导管的顶口安装泡沫隔水栓，再用塞子（塞子下面用螺栓上一块隔水胶皮）封住导管口。塞子通过钢丝绳挂在起重设备吊钩上，漏斗也通过另一套钢丝绳挂在起重设备吊钩上，两根钢丝绳长度不同，导管封底时可提升塞子一定高度而小料斗不受影响，当混凝土堵塞导管时可提升漏斗从而提高导管悬空，增大压差便于混凝土下落。当集料斗内混凝土方量达到7m3 （经计算，首批混凝土的灌注量为3.72m3）后，开启集料斗料门通过溜槽给漏斗供料，当漏斗内灌满混凝土后立即吊出塞子，使混凝土沿导管下落，同时保持集料斗的储料不间断地通过漏斗和导管灌注至水下，从而完成首批混凝土的灌注。封底成功后，随即转入正常灌注阶段。混凝土经泵送，不断地通过集料斗、浇筑料斗及导管灌注至水下，直至完成整根桩的浇筑。正常灌注阶段导管埋深控制在46m，且每715分钟测量一次混凝土面标高，测点为2个，当测点出现较大的高差时，应及时调整导管埋深，同时混凝土在护筒刃脚以下时须保持护筒内泥浆面高于水位1.5m。对于主桥桩基，当灌注至变截面处和护筒底口时，注意匀速浇注。当混凝土灌注临近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管。灌注完成时，砼面应不小于设计桩顶标高1.0m，以保证桩头混凝土质量。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其他待钻护筒内回收利用，对于混凝土浇注至桩顶部分含水泥浆的废浆用泥浆泵泵送至运渣驳上，然后运送到处理场内进行处理，与栈桥相连的各墩采用汽车运输。5.3.5桩基砼灌注应注意的问题1、混凝土灌注前必须准备到场合格的砂、石料、水泥、外加剂等，并保证达到设计方量的1.5倍；设备必须维修保养、调试运转，并备足够的易损件；漏斗、集料斗每次灌注混凝土前均应涂上一薄层黄油，检查阀门是否灵活。2、灌注料斗底部与导管连接的短导管上开设3个20的出气孔，混凝土灌注前清理出气孔保持通畅，封底混凝土灌注时，发现出气孔堵塞时及时进行疏通。首批混凝土灌注完毕后，更换方量较小的集料小料斗进行正常灌注，小料斗采用支架支托在浇注平台上，确保小料斗底口与导管之间形成一定的缝隙，同样达到防止气堵的目的。3、严格控制进入储料斗内混凝土的坍落度。坍落度太小，混凝土流动性差，易造成堵管；坍落度太大，混凝土容易泌水离析，也会造成堵管。发现混凝土有异常应停止灌注，处理不合格混凝土，同时查明原因处理后才能继续施工。4、导管连接时，接头须清洗干净、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。使用前须做水密、导管长度的检查。每次混凝土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。5、必须核实每罐混凝土外加剂的添加数量，以免混凝土提前初凝造成堵管。6、认真监测砼柱上升高度，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。7、应配备足够的泵送管，以便泵管堵塞或破裂时及时更换。8、须加强混凝土拌和设备的保养检修，确保混凝土浇注过程中不致因设备原因而影响桩的质量，考虑混凝土搅拌设备的备用。5. 4桩基质量检测5.4.1桩基检测的内容1、混凝土质量的检查和验收，应按设计和规范规定的要求进行。2、每根桩均按设计要求进行超声波无损检测。3、按规范和设计要求对钻孔桩进行钻芯取样检查，以检验桩身混凝土质量。5.4.2超声波无破损法检测声波透射法检测大直径钻孔灌注桩的测试系统主要由发射系统、发射换能器、接收换能器、放大和接收系统以及计算机组成。检测时，发射和接收换能器分别置于两个对测声测管中，发射系统产生超声波，超声波在介质混凝土中的传播过程中，经多次反射、折射、绕射及不同的吸收衰减，使接收信号在混凝土中的传播时间、振幅、波形及频率等发生变化，从而判定混凝土的密实性、缺陷情况、完整程度及均匀性。1 声测管2 发射换能器3 接收换能器4 超声仪桩测试方法基本采用平测法，起测点设于管底，发射和接收换能器在声测管中位于同一深度以一定的点距由下至上逐点测试，出现异常数据时，在异常数据段进行加密观测，以控制异常边界，采用声速判别异常数据进而圈定缺陷在桩身截面上的分布及纵深。图5.7 超声波无破损法检测5.4.3钻孔灌注桩实测项目成桩后按照公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）进行桩位、孔径、孔深以及桩身混凝土强度等项目的检测，检测项目见下表5-10： 钻孔灌注桩实测项目 表5-10检查项目规定值或允许偏差检查项目和频率权值混凝土强度（MPa）在合格标准内按照评定标准执行3桩位（mm）群桩1