冲孔灌注桩施工技术方案交底.docx

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冲孔灌注桩施工技术方案交底

一、施工准备

1、平整场地。

场地平整的原则是尽量以填代挖，以减少对原地表地基土的扰动，清除表层土及杂物，夯实钻机周围地基土。

2、认真审核孔桩地质断面及平面布置图，现场仔细核对跨公路桥两侧施工范围内有无与已埋管线抵触情况。

3、在施工前先检查钻机机况和操作人员到位及素质情况，组织施工人员熟悉施工流程，掌握钻孔操作技能，做好各种交底工作。

4、韩江特大桥水中桩施工采用筑岛围堰方法施工，筑岛围堰范围必须考虑泥浆池布置、钢筋笼摆放、吊车摆放、混凝土罐车行驶等。

5、梅潭河大桥水中桩采用搭设钢平台施工，钢平台必须有足够的强度及刚度。

二、施工过程

1、测量放桩

用全站仪放好桩位并测量了钻孔平台的地表高程，采用梅花引桩法把桩中心位置引到安全位置，保护桩之间的角度按60～90°控制，具体情况要依据现场的摆设选用角度。

护桩采用φ8cm的木桩，护桩设置在护筒边缘3～4m的位置，入土深度为40cm。

护桩顶高出护筒5cm为宜，用砼护好，以保证施工过程中桩位不被破坏，如下图所示：

2、护筒埋设

1护筒直径的选择：

护筒直径要比设计桩径大20～40cm,钢护筒厚度采用δ10~δ14mm。

为了保证钢护筒的刚度，防止钢护筒在加工和运输过程中产生变形，在护筒两端口位置设十字内支撑，并采用δ=20mm的钢板加强。

②、护筒埋设：

在实际施工阶段护筒入土深度要根据各墩地质情况确定。

一般情况埋置深度宜为2～4m，在河道水中有中粗砂、卵石的地质应适当加长护筒的埋深，以满足护壁的需要防止塌孔。

护筒埋设采用25T吊车配合振动沉桩捶振设或人工开挖埋设。

根据钻孔初期进行的成孔工艺试验确定护筒埋置深度。

护筒周围换填粘土并夯实，如图所示：

3、造浆

成孔中的泥浆主要由膨润土（粘土）、水、增粘剂组成。

钻孔施工中根据具体的钻孔方法和地质情况采用不同浓度泥浆悬浮钻渣和护壁。

因此，开钻前必须备有充足的优质膨润土和粘土（塑性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于50％），以备成孔过程中及清孔时造浆使用。

泥浆性能指标按下表进行选择。

钻孔方法

地层情况

泥浆性能指标

相对密度

粘度（pa.s）

含砂率（%）

胶体率（%）

失水率（ml/30min）

泥皮厚（mm/30min）

静切力（pa）

酸碱度（pH）

正循环

一般地层

1.05～1.2

16-22

8-4

≥96

≤25

≤2

1-2.5

8-10

易塌地层

1.2～1.45

19-28

8-4

≥96

≤15

≤2

3-5

8-10

反循环

一般地层

1.02～1.06

16-20

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

易塌地层

1.06～1.1

18-28

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

卵石土

1.1～1.15

20-35

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-10

推钻冲抓

一般地层

1.1～1.2

18-24

≤4

≥95

≤20

≤3

1-2.5

8-11

冲击钻孔

易塌地层

1.2～1.4

22-30

≤4

≥95

≤20

≤3

3-5

8-11

钻孔工艺的成败关键是造浆工艺，合适的泥浆性能对成孔至关重要。

施工中要求每小时必须对泥浆的各项性能指标进行测定,并及时调整至满足规范要求范围内,确保基桩成孔顺利、优质和安全。

泥浆使用前需经试验室进行试验，合格后才能使用，泥浆各项性能指标必须满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）6.2.2的规定要求。

施工中的成孔质量和安全，水头高度和合适的泥浆护壁是关键。

为保护环境不受污染，泥浆沉淀池拟设置在两墩位之间，钻孔或灌注混凝土时，泥浆经沉淀池沉淀后采用泥浆车运至指定位置，或采用泥浆分离器。

泥浆采用2个沉淀池，一级沉淀池2×4m、二级沉淀池的尺寸为3×4m，泥浆池的尺寸为3×4m，泥浆循环回流通道的尺寸为50×30cm的矩形泥沟。

一般墩位置，4根桩共用一套泥浆循环池。

泥浆池的平面布置示意图如下图：

4、冲击成孔

①、钻机就位前准备工作：

钻机技术人员及现场质检员先对钻机的各种性能和泥浆泵等进行全面检查，确保设备正常运作，并对即将使用的钻杆数量、直径以及钻头的直径（外径等于基桩设计直径）进行检查，韩江特大桥钻锤直径要比设计桩径大6cm。

钻孔技术人员在钻孔前备好钻孔必需的各种资料，将检查结果填写在检查记录表上。

施工前，现场技术员须向钻机技术员提供相应墩位的地质勘察报告和根据施工图纸绘制的钻孔地质剖面图，以便施工中根据地质剖面图按不同土层选用适当的钻头、冲进压力、设置配重、冲进速度、冲进尺寸、泥浆配置和冲进方法。

②钻机就位：

钻机的正确就位是钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心（钻杆中心）和设计桩中心轴线三者应在同一铅锤线上，其偏差不大于2cm。

对中完成后及时填写钻机对中记录。

钻机调整就位后，需牢固固定钻机以避免在钻孔过程中因钻机的振动而影响钻杆垂直度和平面位置。

③冲进：

冲进时采用正循环形式，合理布局泥浆池。

为避免泥浆对周围河道的污染，在相邻墩位附近根据需要设置足够的泥浆循环池和沉淀池，并在场地内设置一个大容量的泥浆池，专门作为泥浆存放、净化、沉淀的需要。

泥浆不得流入当地鱼塘、河道或田地。

泥浆的循环必须通过密封的管道进行，严禁乱排、乱放，污染环境。

泥浆经过沉淀池沉淀后用泥浆运输车将沉淀池内的废渣运输至环保部门指定的排放地点排放或掩埋。

钻孔作业应分班连续进行，交接班时应交待钻进情况及下一班施工应注意事项。

一般每钻进1～2小时捞取一次渣样、以及在地层变化处均应捞取渣样。

钻孔入岩时应及时通知监理工程师，并且捞取渣样，入岩后一般每50cm捞取一次渣样。

每次捞取渣样都要填写记录取样日期、时间、渣样所处深度及性质，放置在渣样盒中封存起来。

入岩及终孔渣样保留至桩基检测结果出来以后。

钻进过程中，当实际地质与设计提供的地质相差较大时，应及时通知监理工程师，同时进行分组取样，并详细填写记录，并且与地质剖面图详细核对。

冲进过程中钻机技术人员每天及时填写钻孔施工记录,及时送交监理工程师现场签认。

整个钻进过程中，始终保持孔内水位和孔外水位的水头差至少2m。

钻机每钻进4~6m，接近及通过易缩孔土层或更换钻锤前，都须检孔。

偏斜孔的原因分析和处理措施：

①钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔；处理措施为：

先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后重新安装钻机恢复施工；②钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔；③地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，然后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。

④穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔；⑤护筒脱落由于护筒背后回填质量不好，受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落；出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理；⑥由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒（作好护筒背后填筑）恢复钻孔施工。

因故停钻，应采取措施保证泥浆循环造浆护壁，防止塌孔；倘若为了避免埋钻现象发生需提起钻头，也需要采用正循环泥浆泵循环泥浆，绝不允许不循环泥浆护壁的现象发生。

成孔过程中，在淤泥地层应严格控制进尺速度，接近持力层时应减少冲程，根据实际情况控制冲程高度（已办冲程控制0.5~1m），减少对持力层的破坏。

④终孔：

当钻孔至设计桩底标高或入中风化岩深度达到设计入岩深度时，现场技术员对成孔深度进行复核，确认到位后通知质检员进行孔深、孔径、孔位、孔形和沉渣等项目进行检测（嵌岩桩要比设计超深5cm以上），检测合格后立即填写“桩基终孔确认表”，并经业主、设计代表、驻地监理工程师报验认可，方可进行下道工序。

⑤验孔和清孔：

钻孔到位后采用长度不小于4～6倍桩径、直径与桩径同等的检孔器检查孔径和垂直度。

在清孔排渣时，需配置足量的优质泥浆，同时要注意保持孔内水头（不少于1.5m的高度），防止在清孔时出现坍孔、缩孔现象。

严禁用超深成孔的方法代替清孔。

清孔过程中要确保有足够的清孔时间，并反复循环，将孔内的沉淀、悬浮的钻渣充分置换并沉淀出，清孔后的各项性能指标和桩底沉淀厚度必须满足技术规范和设计图纸的要求，从而保证最终基桩成孔的质量。

5、钢筋加工及安装

桩基钢筋笼在工棚内采用“靠模法”集中加工制作，地基需经过浇筑混凝土硬化处理。

由平板车将钢筋笼运输至施工现场后下放钢筋笼；转运钢筋笼时，在平板车上必须设置固定钢筋笼的型钢支架。

1钢筋笼及声测管制作：

现场技术员和钢筋工长根据监理工程师签认的孔深确定相应桩基的钢筋笼长度、规格并填写每节钢筋笼具体的配料单。

桩基钢筋笼主要受力钢筋采用直螺纹套筒连接技术，必须保证接头质量。

为保证主钢筋连接时轴线在一条直线上，要用三角架挂垂线，指挥吊车定位，使整个钢筋笼能够垂直。

箍筋和主筋之间采用点焊连接，确保箍筋和主筋位置准确；按照设计的要求进行定位钢筋的设置，每隔2m沿圆周等间距焊接6~8根，将定位钢筋与主筋焊接确保整个钢筋笼的保护层厚度，防止钢筋笼偏向。

钢筋笼采用支架成型法分节制作，每节长度根据实际桩长按9米～12米考虑。

钢筋笼制作时，钢筋笼的接头要错开布置，相邻两接头间距不得小于1m。

检测管按设计图纸进行布置，检测管上口利用φ8的圆钢制作的套圈临时固定在钢筋笼上口第一道加强箍筋上，其余用铁丝临时进行固定。

检测管的长度应通至桩底，上端高出成桩顶面必须≥120cm，下端用钢板封底焊牢，不可漏水，钢筋笼下放前，将其灌满清水，上口用塞子堵死。

当桩径D＞1.5m检测管根数为4根，当桩径D≤1.5m检测管根数为3根，壁厚3mm，外径φ57mm，沿加强箍筋内侧等间距布置。

桩基检测管布置示意图如下：

钢筋笼对接步骤

第一步：

将最下面一节钢筋笼固定在操作平台下，接头向上，吊车吊起相邻的钢筋笼竖转并按标记初对位，人工挪动上节钢筋笼，微调使上下节钢筋笼接头精确对位；

第二步：

对位完毕，按圆周三等分点，用直螺纹套筒先连接三根主筋以固定上下节钢筋笼，然后逐一完成剩余主筋的连接；同时应注意指挥吊车定位，使整个钢筋笼能够垂直。

第三步：

绑扎接头处箍筋，下放钢筋笼。

2钢筋笼的下放：

当成孔完成并按规范要求进行孔深、孔径检测符合要求并且泥浆的含砂率不大于2%后，及时进行钢筋笼的下放工作。

钢筋笼的转运及入孔起吊采用多点起吊的办法，钢筋笼入孔起吊采用四个吊点，并对称布置全面吊起，单端下落，以防止钢筋笼产生变形。

起吊钢筋笼入孔时利用25T吊车进行施工。

第二节钢筋笼轴线与第一节钢筋笼的轴线基本重合后，方可进行钢筋笼接头的操作。

连接接头时必须严格按照《桥梁施工技术规范》及《钢筋机械连接通用技术规程》的要求执行，使相应的两根主筋紧密相接，轴线重合一致。

另外在钢筋笼下放过程中应及时连接好检测管接头并绑扎固定，确保超声波检测管接缝严密、不漏浆，在砼施工时不发生移位。

钢筋笼下放完毕后用可调节拉杆将钢筋笼进行准确定位和调节钢筋笼的位置，保证钢筋笼的中心与孔中心重合。

每一节钢筋笼下放完毕之前，要往检测管中注入清水，杜绝往检测管中注入浑浊水、泥浆水的现象发生。

③、钢筋笼的定位措施，下放至设计标高后，用护桩拉十字线使钢筋笼平面居中，再另外用四根固定钢筋焊接至钢筋笼顶端，固定筋顶端弯勾后焊接至护筒。

④、施工注意事项

a、钢筋笼加工时，主筋端口不得有弯曲，采用砂轮片切断，不得用电焊、气割等加热方法切割；钢筋端面应平整并与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或扭曲；

b、钢筋笼加工时钢筋笼端面应与钢筋轴线垂直，吊装过后也应保持垂直。

钢筋骨架倾斜度控制在±0.5％内，骨架中心平面位置偏差不大于20mm，骨架顶端高程±20mm,骨架底面高程±50mm。

c、钢筋焊接好后要及时将焊渣清除干净。

d、下钢筋笼前必须下检孔器，确保钻孔直径和垂直度，检孔器优先采用大刚度型或电子器，检孔器尺寸按桩径实施。

6、吊放导管

a、

导管、储料斗：

为确保基桩施工的顺利进行，需配备足够长度、内径为300mm的导管，并制作与其配套的储料斗。

为了保证首批砼能使导管埋深≥1m和填充导管底部的需要，经计算桩基首批料计算方法如下。

b、

首批混凝土用量计算如下。

式中：

V为首批砼所需数量（m3）；D为井孔直径；Hc=h2+h3=1.4,d导管内径，这里取0.3m。

h1为桩孔内砼达到h2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即有h1=Hwγw/γc，HW为井孔内水或泥浆深度，γw为井孔内水或泥浆容重，取11.5KN/m3；γc为砼容重，采用24KN/m3；

b、水密法检查导管的密水性。

灌注桩所用导管用无缝钢管制造，内径300mm，底节长度定为3m，标准节长度2.5m，另有0.5m、1m长的辅助导管。

导管接头用法兰连接（也有企口连接的，但是必须外部用钢筋连接固定），接头处设置防水胶垫。

导管在安装以前和使用一个时期后，除了应对其规格、质量、和拼接构造进行认真检查以外，还需要做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验。

水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力；进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。

计算公式如下：

Pmax=1.3（γc×hmax－γw×HW）

式中：

γc——砼容重，采用24KN/m3；

hmax——导管内砼桩最大高度，采用导管全长；

γw——钻孔内水或泥浆容重，取11.5KN/m3；

HW——水或泥浆深度。

试验方法是把拼装好的导管先灌入70％的水，两端封闭，一端接风焊管头，输入计算的风压。

导管滚动数次，经过15分钟不漏水即为合格。

导管内需要保证过球顺畅，符合要求后，在导管壁用明显标记逐节编号并且标明尺寸。

导管应该配备总数20～30％的备用导管。

8、二次清孔

成孔后，为保证钢筋骨架顺利安放，进行第一次清孔。

安放导管后，为确保清孔质量，采用反循环工艺进行第二次清孔。

清孔后泥浆各项指标均应符合规范及设计要求，按照设计要求，孔底沉渣厚度不大于5cm；泥浆比重1.03～1.10，粘度为17～20秒，含砂率小于2%，胶体率大于98%的规定。

清孔完毕后，经监理认可后开始混凝土灌注。

8、水下砼浇注

①、准备工作：

包括各种机械设备的检查（如拌和设备，砼罐车、吊机、输送泵等），以及灌注水下砼使用的导管要进行水压试验。

相关技术管理人员必须到位，各种紧急预防措施必须启动。

3砼制备及运输：

砼制备采用拌和站集中拌制，现场施工员要提前和拌和站预约供应混凝土计划，包括数量、混凝土标号、部位等。

按照总监办批复的砼配合比进行砼的拌和；其坍落度控制在180～200mm。

首批砼的初凝时间根据实际情况予以控制，但必须满足砼灌注的时间要求。

技术条件及掺用量通过试验确定，在进行混凝土拌和时要保证有足够的拌和时间，并配有专门的试验技术人员值班，随时监控砼质量。

砼的运输采用砼罐车将砼直接运至灌注地点，并直接由砼罐车将砼输送至料斗内。

③、砼灌注：

砼灌注前，现场技术员和质检员要对孔底沉淀厚度再次进行检测，如沉淀厚度大于5cm，要采用正循环或反循环继续清孔，直至满足要求后方可进行砼灌注。

现场技术员要根据实际情况在原始记录表上填写孔深、导管总长，并标明导管节数及导管组合，确定合理的导管悬空（宜为0.40m）。

首批料采用砼罐车直接将砼输送至首批砼料斗内储存，当首批砼方量（最好是两车砼的方量）能满足导管埋深≥1.0m的要求后，由专人指挥吊车起吊“钢板塞子”气垫阀门进行砼灌注，砼连续卸料，避免出现泥浆反冒情况。

在灌注过程中，现场技术员应积极检测孔深，掌握导管埋深情况，严格按照技术规范要求控制导管埋深在2～6米间，同时根据砼的工作性能和灌注速度将导管的埋深在2～6米范围内作适当地调整。

灌注过程中通过上下提导管插捣砼至密实状态。

导管拆除前要准确测量砼顶面至基准面的高度，计算导管埋深，确定拆管长度，并通过导管总长减去已拆除的导管长度复核拆管后埋深是否符合技术规范要求。

绝对不允许出现导管超深或提空的现象。

导管拆除时全体操作人员必须听从现场技术员的指挥，吊装工人严格按照要求指挥吊机提升导管，拆管工人须在确定导管固定好后方能进行导管拆除，用钻机上的起吊设备和钢丝绳将导管固定。

导管拆除时可根据现场具体情况确定是否暂停砼的生产。

导管拆除后，现场技术员应检查导管内情况。

第一次拆管后，为便于操作，可采用小料斗代替大储料斗接在导管上，由罐车直接向小料斗内输送砼的方式进行砼的灌注。

砼灌注过程中现场技术员应经常观察砼下落情况和孔内泥浆面的变化，积极检测孔内砼面至基准面高度，掌握孔内砼的上升情况，以便了解可能存在的扩孔、缩孔位置，绘制砼灌注柱状图。

另外，试验组必须派专人值班，按规定频率检查砼的塌落度及和易性，并保持随时与前场现场技术员联系，确保砼的灌注顺利进行。

现场技术员要经常检查砼质量，如发现不合格应将其废弃。

砼灌注至离设计桩顶标高6～7米时，现场技术员应检测孔深，准确计算砼面距设计桩顶的高度，以便计算最后所需砼方量，并及时与后场拌和站联系，避免造成砼的损失。

砼灌注完成时孔内砼全截面应高出桩顶标高50～100cm，并尽可能清除孔内桩顶5～10cm以上的不良砼和泥浆。

基桩砼灌注过程中，试验人员应在监理工程师旁站的前提下按技术规范要求制作砼试件。

在进行混凝土施工中，技术人员全过程监控现场，密切观注施工情况，加强与生产调度和值班领导的沟通，如有异常情况及时汇报，确保基桩施工万无一失。

④、试验、检验程序。

基桩施工过程中要严格遵守三级检查制度，即每道工序由现场技术员自检，质检员复检合格后，报监理工程师，经验收合格方可进行下道工序施工。

原材料的试验由试验组在试验监理工程师的指导下完成，并按规定的频率自检符合技术规范要求后，报驻地监理工程师抽检并签认。

9、桩基施工注意事项

1）、钻孔工作过程中采取隔排交叉钻孔的形式，避免钻机之间产生冲突和干扰。

在某根桩基砼灌注完成24h内不得进行相邻基桩的钻孔作业，防止钻（冲）进过程中土体扰动对已灌注桩体的影响。

施工中地层实际情况与详细工程相应墩位的钻孔勘查资料不符时，应经监理工程师、业主代表、设计代表的签认后才适当调整桩长。

2）、试验员和现场技术员检查每盘（每车）砼质量，包括是否出现坍落度过大或过小，砼是否严重离析、板结泌水或夹有水泥结块和大粒径的石子，砼的拌和时间是否满足，和易性是否达到要求；掺入外加剂的型号和数量是否满足要求。

3）、每次砼灌注前，必须进行导管压水试验。

检查导管接头连接是否牢固，有无漏水现象。

4）、施工过程中注意控制砼的落差，使其满足规范要求，确保砼密实度，在进行导管拆除时导管提升应缓慢平稳。

应注意做好钢筋笼的固定措施，防止钢筋笼上浮。

5）、准确计算首批砼方量，复核导管悬空情况。

灌注过程中积极检测孔内砼上升高度，准确计算导管埋深，及时拆除导管。

6）、保证基桩砼灌注在砼初凝前连续、快速地进行，做到一气呵成。

7）、砼灌注开始后，注意保持孔内的静压水头不少于2.0m。

8）、砼灌注前应组织专人对各种机械设备进行检查、维修，确保机械设备正常运作；水电配置满足施工要求，并备有发电机。

9）、施工时应有不少于2倍基桩方量的存料。

10）、基桩施工属于关键工序，施工前要制定详细的基桩施工作业指导书和进行详细的基桩施工技术交底。

11）、钻进过程中应该经常量测钻锤的直径，若发现磨损必须马上补焊。

12）、当灌注至距桩顶标高8m~10m时，应及时将坍落度调小至12cm~16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。

13）、在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。

14）、桩基灌注完成后，要在井孔顶面覆盖钢筋网或竹网，防止人员不小心掉落桩孔。

15）、钢筋笼吊入完成后马上进行第二次清孔，孔内泥浆性能指标和孔底沉淀符合要求后，要及时进行水下混凝土的灌注。

16）、凿桩头时要注意不能损坏声测管，避免影响桩基检测。