钻孔灌注桩施工工艺流程及质量控制.docx

1、钻孔灌注桩施工工艺流程及质量控制 引言由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性，且施工工艺复杂，质量较难控制，所以文章运用三阶段质量控制原理，结合钻孔灌注桩施工工艺特点，详细分析和论述了事前、事中和事后施工质量控制要点。本项目拟建在渤海湾北岸的唐山市曹妃甸工业区，接收站工程主要包括6座储存容积为16 万立方米的LNG全包容储罐及其配套的接收、储存、加压和气化输出设施。我公司主要承建该项目地下桩基工程部分，采用后注浆钢筋混凝土灌注桩，对桩端进行后压浆处理。桩直径1.2m，桩长70m、70.3m，第层粉土为桩端持力层，场地相对标高0.000相当于绝对标高3.600m。钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应

2、用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中已占据了重要地位，但灌注桩地下施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工序，不可预计因素较多，工程质量较难控制，影响因素多。且水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉渣、缩颈、夹渣、断桩等现象，造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量控制。 第一章 编制依据与原则一、编制范围唐山LNG项目020.T.04号LNG储罐桩基础施工；二、编制依据为保证唐山LNG项目储罐桩基础工程的施工质量和施工进度满足建设和设计的要求，做到“优质、高效、安全、文明、环保”，根据下列依据

3、编制本工程指导性施工组织设计：唐山LNG项目020.T.04号LNG储罐桩基础工程招标文件；施工图纸、桩基施工技术要求及其它相关资料；建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)；建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)；工程测量规范(GB50026-2007)；基桩低应变动力检测规程（JGJ/T 93-95）；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；建筑抗震设计规范（2008年版）（GB 50011-2001）；钢筋机械连接通用技术规程JGJ 107-2003；钢筋焊接及验收规程JGJ 18-2003；钢筋阻锈剂使用技术规

4、程（YB/T9231-98）；工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-2008）；水运工程混凝土试验规程（JTJ270-98）；建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）；港口工程灌注桩设计与施工规程（JTJ248-2001）；海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）；地基动力特性测试规范（GB/T50269-97）；混凝土外加剂应用技术规范 GB 50119-2003；建筑施工扣件式钢管脚手架工程安全技术规程JGJ130-2001。其它现行国家、地方有关法律、法规、规范、规定；本公司现行的有关技术规程和标准及贵公司的相关要求。三、编制原则根据工程招标文件的有关要求和我公

5、司类似工程的施工经验，为全面落实国家现行有关规范、规程，特编制本投标文件，主要编制原则如下：1、严格执行国家和当地政府的有关政策、法规规定；2、严格执行现行有关国家规范和行业标准；3、严格执行我公司综合管理体系标准中有关规定；4、全面遵守招标文件中的有关规定，将现行规范与施工经验相结合，既满足有关施工技术规范、规程和标准，同时又结合施工经验，确保本施工方案切实可行、科学、经济合理；5、结合我公司类似工程施工经验，统筹安排，合理计划，科学组织，严密施工，制定详细可行的技术、管理措施，降低工程成本，确保提前完成施工任务；6、充分考虑桩机的使用机型和工效，确定合理可行的施工顺序和布置，确保桩机发挥最

6、大工效；7、在做好工程质量控制和工期控制的同时，必须满足安全生产、文明施工及环境保护。严格执行国家、当地政府及业主和总承包方的有关要求，保障作业人员的健康，创建和谐的施工氛围；8、施工总布置充分利用业主提供的条件、设施及当地的自然条件，因地制宜，在满足生产、生活要求的前提下，合理布局、节省投资。 第二章 工程概况 第一节 工程简介本项目拟建在渤海湾北岸的唐山曹妃甸。曹妃甸为渤海湾西北侧海域中的一个条状沙岛，沙岛与大陆岸线之间是大片浅没海滩。本项目北距河北省唐山市约80公里，东北距京唐港约61公里，西距天津新港约70公里。接收站工程主要由工艺系统、辅助生产系统和公用工程系统组成，包括6座储存容积

7、为16 万立方米的LNG全包容储罐及其配套的接收、储存、加压和气化输出设施，以及相关的建构筑物等。场地表层为新近吹填的海砂层，场地标高约3.60m（黄海85高程）。本工程LNG 储罐基础拟采用后注浆钢筋混凝土灌注桩，对桩端进行后压浆处理。桩直径1.2m，桩长70m、70.3m，第层粉土为桩端持力层，场地相对标高0.000相当绝对标高3.600m。 第二节 现场条件一、现场自然条件曹妃甸所在地属于大陆性季风气候，具有明显的暖温带半湿润季风气候特征。工程所在地多年年平均气温11.4，极端最高气温36.3，极端最低气温为-20.9。本区域最大年降水量934.4mm，多年年平均降水量554.9mm，降

8、水多集中在夏季，69月的降水量为408mm，约占全年降水量的74%。本地区能见度小于1km的大雾平均每年出现天数为9天，大雾多出现于每年的11月至翌年的2月。本地区年平均雷暴日为12天，多数雷暴日出现6-8月份。渤海湾每年都有海冰出现，曹妃甸水域的初冰日为12月下旬，终冰日为2月下旬，冰期60-70天。该区常风向为SSW向，出现频率为10.0%，次常风向为ENE和SSE向，出现频率为9.0%。强风向为ENE向，最大风速为25m/s。全年各向平均风速为5.3m/s。根据统计，本地区台风平均3年出现一次，有时一年可发生两次。台风多发生在夏季78月份，最大风速可达25m/s。本地区位于海边，空气湿度

9、大，年平均湿度为66%，7月份相对湿度较高，为79%；同时海边空气中还含有一定的盐分，对建筑物、设备和管线存在一定程度的腐蚀。该地区年平均气压101.654kPa，历年最高气压104.83kPa，历年最低气压98.49kPa。二、工程地质条件1、场地地形、地貌本工程重要性等级为一级、场地复杂程度为二级、地基复杂程度为二级，综合确定该工程的岩土工程的勘察等级为甲级。拟建场地地貌上原属于滨海浅滩。曹妃甸一带为滦河三角洲平原海岸，具有双重岸线特征，其中内侧大陆岸线为沿滦河古三角洲前沿发育的冲积、海积平原，沿岸多盐田，潮滩发育。外侧岛屿岸线与大陆岸线走向基本一致，由蛤坨、腰坨和曹妃甸沙岛群构成砂质海滩

10、。2、不良地质作用及特殊性岩土站场位于滦南县曹妃甸岛的滨海浅滩之上，浅表地层为第四系全新统滨海相沉积层，岩性为粉细砂、淤泥质土、粉质粘土、粉土，多为层状土。场区内未发现影响场地稳定性的地质构造和其它不良地质现象，为较稳定场地。本区处于地面沉降轻微沉降区，根据资料推算历史沉降量400mm，地面沉降危险性小。3、场地地下水本次勘察在钻孔中测得地下水稳定水位埋深为1.843.60m，标高为0.011.79m。地下水为孔隙潜水，主要赋水层为层及以下砂层，含水层厚度大、透水性较强、富水性良好。地下水由地表水(海水)补给，排泄以侧向径流为主，属垂直补给侧向径流循环类型，潜水和海水相互联通，水力联系强烈，场

11、地上部含水层地下水高潮时主要受海水倒灌补给，低潮时则向海域方向迳流排泄。罐区部分场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构无腐蚀性；地下水对混凝土结构具中强腐蚀性（据试验数据及区域资料，地下水对混凝土结构建议按强腐蚀性考虑），地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。4、承载力特征值和桩基参数推荐承载力特征值、桩的极限侧阻力标准值、桩侧土水平抗力系数的比例系数m值见下表：地基土承载力特征值和桩基参数表（单位：kPa）地基土承载力特征值一览表地层承载力特征值（kPa）层吹填砂80层细砂150层细砂2401层粉质粘土120层粉质粘土1301层细砂220层细砂2601层

12、粉土170层粉质粘土1401层细砂240层细砂260层粉土1701层细砂240层粉质粘土2001层细砂260层细砂2801层粉质粘土220层粉质粘土240-1层细砂280基桩设计参数一览表地层及编号钻孔灌注桩抗拔系数qsin(kPa)qpk(kPa)层吹填砂25-0.76层细砂50-0.58层细砂70-0.501层粉质粘土40-0.75层粉质粘土40-0.751层细砂65-0.55层细砂7516000.501层粉土55-0.75层粉质粘土457000.761层细砂55-0.55层细砂7517000.50层粉土5010000.731层细砂7015000.55层粉质粘土8012000.721层细砂

13、80-0.55层细砂9018000.501层粉质粘土80-层粉质粘土85-1层细砂90-qsin-桩侧极限摩阻力标准值；qpk-桩端极限阻力标准值。三、工作范围本工程工作范围为LNG接收站内罐区桩基础施工，采用大直径钢筋混凝土灌注桩，为高承台桩，露出地面1.7m2.0m。分为二种桩型，一是a类型,为桩底后注浆钢筋混凝土灌注桩，桩径1.2m，桩长70.0m，第层粉土为桩端持力层；二是b类型,为桩底后注浆钢筋混凝土灌注桩，桩径1.2m，桩长70.3m，第层粉土为桩端持力层；以上桩长不含破桩头的长度1m。 第三章 钻孔灌注桩施工工艺流程 第四章 测量与定位本工程施工测量的主要任务是：施工测量控制网的

14、建立、桩基的定位等精密测量。要求测量部门技术先进、科学管理、及时总结，以高质量、高效率完成本工程的施工测量任务。一、测量质量技术管理结合拟定的施工方案及其施工工艺，本工程的施工放样控制以高精度全站仪三维坐标法为主，多种测量控制方法相结合的手段来保证桩基平面位置精确定位；以精密水准仪几何水准测量法实现高程放样。为此拟定了测量质量技术管理体系来保证施工测量的质量和精度。1、测量硬件设施配置：本工程中，拟投入1台高精度的GTS-301全站仪，5台高精度的水准仪，钢卷尺等各种仪器。所有测量工具都须经有关部门的校验合格后方能使用。2、测量人员配备：拟调派富有桩基施工测量经验的测量工程师，配备足够的专业测

15、量员。3、测量技术管理：在本工程施工中拟建立严格的测量校核、复核、审核技术管理制度。除在测量部门内部实行此制度进行自检外，项目部实行项目总工程师、专职质检员、测量工程师三级参加的技术复核制度，单项技术干部参加并负责单项的测量技术复核工作，项目总工程师负责全部测量技术的审核工作并参加全线控制网的检查与监理工程师的测量复核。二、主控制网的复测及加密控制网点的建立1、主控制网的复测根据测绘院提供的平面及高程控制网，对原测设的位置桩，三角网基点桩等平面控制网点，采用GTS-301全站仪(测角精度0.5；测距精度(2mm+2ppm)进行同等精度、边角同测的方案实施复核。对水准基点桩、高程控制网，采用精密

16、水准仪按国家三等水准测量要求复核。2、加密控制网点的建立根据施工需要，确保施工放样精度，按国家三等三角网和三等水准测量的规范要求进行平面和高程控制网点的加密，分阶段建立施工控制网和施工高等级测量基线，设测量标志桩且进行保护。三、施工测量控制1、施工测量平面控制根据业主或测绘院提供的相关资料及控制点，建立、健全本工程的平面控制网。因平面控制测量精度要求较高，作业量较大，任务较重，故测量仪器选用精度高且便于操作的全站仪，仪器在使用前进行精确的检验和校正。1.1测量放样1.1.1测量前应向EPC总承包商索要工程测量控制点和测量成果并完成工程测量复核工作。1.1.2严格控制放线的精度，重点是各单位工程

17、之间的定位放线，确保相互之间误差不超过规范要求。1.1.3本工程放线、测量的组织工作，设置专人负责，并建立自检、互检、验收的工作制度，每次放线必须做好各数据的原始记录，以备查。1.2定位放线本工程的定位放线，必须严格依据施工平面布置的设计图纸，在施工现场测出红线，经反复校核无误后埋设该工程红线控制桩，然后测出建筑物与红线的位置关系，在平面上放样。本工程定位采用的方法与步骤：首先在施工场地平面上建立直角坐标系，该坐标系同施工平面图。在此基础上，建立本工程的控制网，对本工程各区域外框轴线进行控制，并以红色三角标志作为核验用。1.3 导线复测和控制点的加密根据业主或测绘院提供的资料，对主要控制桩进行

18、导线复测工作。复测精度应符合规范要求：角度闭合差（秒）40（n为测站数）对于不能满足精度要求的控制点，分析原因，作出正确的估计，组织力量重测，如果系控制点移位或与业主或测绘院提供的资料不符，在报请监理工程师，经监理工程师确认后，利用沿线附近其余的控制点对移动了的控制点进行加固或另设控制点按相同测量等级重测，重新设立控制点。若原有导线的密度不能完全满足施工需要，需沿路线布设加密点，形成附合导线，为保证测量精度和减少工作量，应避免设支线点。四、标高引进及高程控制本工程各建筑物的标高必须严格依据设计的绝对高程，作为本工程的各罐区标高。本工程的标高引进，以甲方或监理指定的水准点，采用闭合水准路线引至施

19、工现场内，在各罐区外框轴线以外适当位置设置固定水准桩。五、桩点埋设及保护定位准确及高程控制，是保证本工程施工质量的重要环节，故我们必须对控制点、水准点、控制点等桩认真埋设和保护。必须保证各桩点的位置不发生变异，对增设的测量控制标桩做到牢固可靠，并采取围护措施，设置易识别的标志，并加以保护。同时定期对各桩点进行校核，并做好记录。对已建立、健全的平面控制网定期进行复核，使其准确无误地为工程的建设提供指导性的服务。 第五章 钢护筒的埋设与回收一、钢护筒设计、制作及埋设1、护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真有效的埋设。根据现场水文地质条

20、件、为确保孔壁安全及本着控制成本有利施工的原则，再结合类似项目的经验，护筒的长度确定在5m，钢护筒用10mm钢板卷制而成，直径130cm，顶部焊接两个吊环，供提拔护筒时使用。护筒焊缝采用双面焊，严格按照规范执行，竖焊之间对接应相互错开不得小于1m。钢护筒具体制作必须严格满足建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）要求。2、护筒埋设前先根据桩位引出四角控制桩，以控制护筒埋设位置。控制桩用14钢筋制作，打入土中至少30cm，四角控制桩必须经过现场测量、技术人员复核无误方可施工。护筒埋设采用旋挖钻机开孔安放，护筒周围要填土、捣实，避免漏浆，护筒中心与桩位中心偏差不大于50mm，并保证护筒垂直、水平及

21、稳定。二、钢护筒回收与重复使用当桩孔内的混凝土的位置到达护筒口，并排尽水泥浆至新鲜混凝土，使用DZL-60型低频振动锤缓缓提出护筒，防止落入大土块，影响桩顶混凝土质量。混凝土灌注结束，护筒全部拔出后。如有变形，需重新整修达到相关要求后，再埋设到其它桩位，重复使用。 第六章 泥浆性能指标钻孔采用泥浆护壁，在施工前需制备泥浆。根据本工程地下水位较高、上部回填层较松散的地层特点及相关工程经验，从而选用高效聚合物泥浆护壁。本工程将进行集中造浆、供浆、集中收集回浆，进行集中管理，保证现场文明施工。聚合物泥浆是目前旋挖钻机成孔较先进，性能较优异的泥浆之一。泥浆成份中含有冷凝胶、高分子纤维素等多种化工原料。

22、它极长的分子链呈卷状无序地分散于泥浆中，受力层就会伸展开来，穿过不同的层面，形成连接桥，从而在孔壁上形成一张薄薄的富有很强张力的保护层，由于保护层膜薄更有利于提高桩基的承载力。该泥浆易于配制，时间短，一般情况2小时内，泥浆材料即可在溶液中充分溶解开来，从而达到使用要求。该泥浆可以最大限度的粘结住被切削下来的钻屑，从而提高排渣效率，环保性好。本泥浆可重复利用。废弃泥浆较少，最大限度减少对环境的污染。施工结束后，在泥浆中加入一定量的强氧化剂，则可水解后就地排放，对环境无污染。针对以上泥浆的特性，因此我们选择高效聚合物泥浆作为本工程钻孔桩施工的首选循环液。聚合物环保泥浆，对人体和环境没有损害。它极易

23、于混合，可加强钻孔作业中的护壁强度，防止地下水的渗透，加快沉淀凝聚速度，成孔现场十分整洁。该泥浆能对孔壁提供压力，防止因潮汐作用引起的地下水的补给和排泄而造成塌孔，同时最大化旋挖钻机的钻进能力，提高钻进速度。一、泥浆配制对于本工程的地质特点，选用下表配合比制浆，并根据实际情况加以调整。 新制泥浆配比(1m3浆液) 表6-1材料名称成份 配比说明淡水H2O1000kg静态泥浆的主体。水中不应含有较多钙、镁等杂质离子，亦可在盐水中配制聚合物泥浆高分子聚合物0.4kg0.8kg化学聚合物泥浆的主要材料,增加粘度控制孔壁稳定纯碱Na2CO30.5kg0.8kg改善水质、促进聚合物迅速水解1、配制泥浆以

24、前，先使用pH试纸测试配制水源的pH值，根据具体情况在泥浆池中添加少量纯碱（纯碱的添加量一般为每立方米0.5kg左右，具体加量视现场pH测试结果确定），将泥浆池中水的pH值调节到810。2、在配制泥浆时将聚合物泥浆材料均匀地加洒在喷射的水流上，泥浆池中的泥浆要保持循环状态直至泥浆材料充分水化分散。每方泥浆中泥浆材料的添加量为0.40.8kg。 浇注砼前泥浆性能要求表6-2 项 目 性能要求 说 明泥浆比重1.011.2含砂率4%黏度28s二、泥浆制备及供应本项目设立2处容量为200 m3的储浆池供现场成孔使用。1、制浆设备，每处造浆池配有10m3空压机1台组成。空压机性能参数表6-3。空压机主

25、要性能参数表6-3 型 号技术参数佳力士规格（内径臂厚长）mm4006980功率（KW）65设计压力（MPa）1.4最高工作压力（MPa）1.25耐压实验压力（MPa）1.75工作介质压缩空气、油排气量m3/min10总重（Kg）6902、在配制泥浆时将造浆材料均匀地加洒在喷射的水流上。在造浆池中安装一套供气系统，使用空压机提供一定压力的气体，经管路将空气注入泥浆池底部的管路内，通过管道上气孔将气体喷出，使泥浆始终保持循环搅动状态，搅拌时间约为1小时，这样可以使泥浆混合均匀。3、进场验收合格的造浆材料堆放在仓库，仓库底板进行防潮防水处理，并进行垫高，在垫高处分层堆放材料，不可乱堆乱放。该仓库为

26、专用仓库，防止其与其他材料发生非预期使用的交叉污染。4、回浆池用来收集灌注中回收的泥浆，由于混凝土会污染泥浆，最下面与混凝土接触的泥浆不得回收，避免混凝土混入泥浆中，导致泥浆性能产生变化。根据以往的施工经验，该类地层条件下，回浆池泥浆沉淀2小时以后，含砂率可控制在2%以内。从而在保证质量的前提下，增加制备泥浆的效率，在同等方量情况下，节省了人力资源，降低了成本。三、泥浆清理在工程施工结束后，可以在泥浆池中添加适量的强氧化剂，同时通过空压机吹气系统将泥浆混合均匀，静止片刻，泥浆就会被降解，粘度逐渐降低直至清水状态，待泥浆完全降解后即可直接排放。 第七章 钻进成孔一、成孔工艺旋挖钻机成孔工艺与其它

27、桩基不同。旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻斗自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切削土层并向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。二、主要施工方法

28、（工序）1、施工机械设备的选择 钻机的选型本施工区域地质情况复杂而不稳定，钻孔深度约为68.3m，设计桩径直径为1200，钻进过程中要穿过吹填砂层、细砂层、粉质粘土层、粉土层等。依据工程勘察资料、结合设计要求、工程进度等因素，拟选用宇通重工YTR260型和三一重工SR250型旋挖钻机进行钻孔桩的成孔施工。该类钻机功率大，效率高，成孔时间短，针对本合同段桩基而言是比较理想的施工设备。改善钻斗护壁能力旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机施工初期，提升料筒时，如发现提升力显著增大，可能孔壁有颈缩现象。筒式钻斗护壁作用相对较差，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。

29、因此，须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加设4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻斗旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，对钻孔颈缩现象能够得到较好改善。2、钻孔定位在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，机塔垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，注入稳定液后，进行钻孔。3、钻进成孔成孔前

30、必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。成孔过程中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。钻进过程中必须控