冲击钻钻孔施工方案设计.docx
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冲击钻钻孔施工方案设计
一、编制依据及目的
1、《公路工程技术标准》JTGB01-2014
2、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004
4、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1—2004
5、《施工图设计文件》
二、工程概况
本合同段路线起点位于合水县板桥乡西庄北侧（K190+450）,终点位于合水县吉岘乡黄家寨子村东北侧（K204+200）。
路线自起点开始，向南偏东展线，于定祥庙西侧设置分离立交下桥改建后的定祥路，于王家庙自然村西侧设置合水服务区，路线继续向南前行，于碑子沟圈、社公台、马洼村东侧经过，至司家洼处到达马莲河大桥小桩号侧桥台，特大桥由西北向东南依次跨越马莲河、段家川，至合水塬郭北咀处到达大桩号侧桥台；然后路线稍向东偏，于西华池镇郭家咀与吉岘乡杏儿咀之间设置大桥跨越郭家沟，之后到达本段终点。
本合同段是银川-百色高速公路（G69）甜水堡至庆城至罗儿沟圈段的一部分，位于庆阳地区的合水县，其中涉及板桥乡，西华池镇，吉岘乡。
本工程设计为双向四车道高速公路，路基宽为25.5米，设计行车速度80km/h。
本标段起讫里程为K190+450～K204+000，全长13.751592公里。
全线共有桥梁3331.5m/3座，其中特大桥2573.5m/1座，大桥758m/2座。
桥梁上部结构为预应力混凝土40米连续箱梁和连续刚构箱梁，下部结构为桩基础，墩身采用柱式墩、空心薄壁墩和双肢变截面与矩形薄壁空心墩等截面组合三种形式。
全线共有桩基482根，共计23968延米。
三、施工工序
钻孔灌注桩施工工艺流程框图
自检
互检
自检
互检
互检自检
四、施工方法及工艺要求
本标段内冲击成孔的，在每个墩设置泥浆沉淀池，采用泥浆车运至指定弃渣场，钢筋笼统一在钢筋加工场加工成型，运至现场拼接、吊机下放钢筋笼，导管法连续灌注水下砼。
在同一墩位连续钻孔时，保证施工的钻孔中心距离5m以内任何桩的混凝土都已浇筑24h以后，方可开钻。
4.1施工准备
1、进行场地勘探调查，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如果妨碍施工或对安全操作有影响，采取清除、移位、保护等措施妥善处理。
2、平整场地，以便钻机安装和移位。
对不利于施工机械运行的松散场地，采取硬化、加固等措施，场地采取有效的排水措施。
3、架设电力线路，配备适合的变压器或柴油机。
4、确定科学合理的钻孔方法和设备。
4.2钢护筒埋设
平整场地后，由测量人员准确定出钻孔中心位置。
桩位放样完成后，现场技术员应及时用钢尺符合桩位，工班在桩的前后左右距中心2m处分别设置护桩，交角不小于60度。
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。
护筒采用5mm厚钢板卷制，内径应大于钻头直径20～40cm，拟采用2.5m高。
钢护筒分节加工，顶部和底部各1m范围作加强箍。
每节护筒连接采用坡口焊。
钢护筒的埋设必须认真进行，护筒底部及四周应用粘土填筑，并分层夯实处理，护筒顶高出地面0.3m左右，并在顶部焊加强筋和吊耳。
钻进过程中经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时处理。
4.3钻机就位
钻机就位前，应搭设工作平台，对钻孔的各项准备工作进行检查；安装钻机时要求底部垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头应对准桩位，以保证成桩后偏差不大于50mm。
4.4泥浆制备
用造浆机制浆，并储存于泥浆池中。
钻孔施工时，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，以保证成孔速度和质量，施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
4.5冲击钻钻孔各项性能指标如下
冲击钻钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
顶面位置
护筒高出原地面30cm；
测量检查
倾斜度
≤1%
内径
大于桩径20cm-30cm
埋设深度
符合要求
2
孔位中心
≤50mm
3
保护桩
≤50mm
4
钻进过程泥浆比重
岩石
≤1.2
5
砂黏土
≤1.3
6
坚硬大漂石、卵石
≤1.4
7
泥浆粘度
一般地层
16～22s
8
松散易坍地层
19～28s
4.6钻孔
1、开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒附近，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
2、泥浆补充与净化：
调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。
并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，根据地质情况变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。
3、每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品留存于渣样盒中，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
取样的同时详细填写工程地质核查表。
钻进时，现场技术人员应核对实际地质情况与设计地质情况，如与设计不相符，及时向设计单位反映。
4、钻进过程中，应随时对孔位中心进行复查，发现偏位时，及时分析原因进行纠偏。
4.7终孔、清孔
桩孔钻至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查，采用检孔器检查孔径，检孔器直径不小于设计桩径，长度不小于4倍桩径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。
满足设计要求后约请监理工程师进行终孔检验，并填写终孔检验记录。
用抽碴筒多次从孔内抽取钻碴，并同时向孔内注水以减少泥浆比重到1.2～1.4。
当抽碴筒抽出泥浆中无2～3mm大的颗粒时则证明抽碴清孔已到目的。
如当沉碴含沙较重时，可采用冲孔换浆的方法进行清碴。
清孔后的沉碴要满足设计要求，经监理工程师签认后方可终孔。
清孔后泥浆性能指标
泥浆比重
黏度
含砂率
胶体率
1.03-1.10
17-20Pa•s
﹤2%
﹥98%
4.8钢筋笼加工制作
钢筋在加工场统一加工，根据孔深，分段制作；在钢筋场加工时采用对焊连接，并在钢筋笼外侧等间距绑扎三排方木进行加固处理，防止在运输过程中及吊安过程中钢筋笼变形；钢筋笼分节下放，下放钢筋笼时，节段间采用机械连接。
为使钢筋均匀对称于桩孔，在钢筋骨架上布置混凝土垫块，每2m左右沿圆周等距离布置4个，上下层错开布置。
采用吊车起吊下放钢筋笼，钢筋笼下到标高后，用4根φ16钢筋将钢筋笼焊在钢护筒上，以防止钢筋笼下沉。
4.9二次清孔
钢筋笼安装完毕，检查孔底沉淀情况，为了满足高速公路对桥梁基础沉降的严格要求，利用水封导管采用气举法进行二次清孔。
4.10导管安装
1、宜采用内径25—35cm刚性导管，中间节长宜为2米，底节长宜为4米。
2、导管使用前应试拼、水密试压、接头抗拉试验，并编号及自下而上标示每节长度。
试压的压力不小于孔内水深压力的1.3倍，亦不应小于导管壁可能承受灌注混凝土时最大内压P的1.3倍。
P=γchc-γwHw（γc取24kN/m3;hc为导管内混凝土柱最大高度；γw为孔内泥浆重度；Hw孔内泥浆深度）。
3、施工人员应根据孔深合理配置导管，导管底口距离孔底应为20cm～40cm，并自下而上记录每节导管长度，并对导管编号。
现场技术人员检查导管总长是否满足要求，距离孔底是否符合要求，并记录。
4.11水下混凝土浇灌
1、砼在搅拌站集中进行拌制。
砼的运输宜采用混凝土罐车运输。
混凝土拌合物应具有良好的和易性，灌注时应能保持足够的流动性，其坍落度当桩直径D＜1.5m时，宜为180-220mm；当D≥1.5m时，宜为160-200mm。
2、灌注混凝土前探测孔底沉渣厚度，如大于规定（柱桩小于5cm），应进行二次清孔，孔底沉渣厚度直接影响到成桩质量，施工人员自检无误后由现场技术人员检查，并记录，测试泥浆的比重、含砂率、粘度。
施工人员、现场技术人员检查合格后报请监理工程师验收，并记录。
二次清孔，但应注意孔壁稳定，防止坍孔。
3、封底必须使用储料斗，存储的混凝土应至少可使导管埋深1m，并不宜大于3米。
首盘封底混凝土用量由现场专业工程师计算并对施工人员交底。
水下混凝土封底必须采用隔水皮球，隔水皮球应有良好的隔水性能并能顺利排出。
封底后，施工及技术人员判断、测量封底情况，并记录。
4、水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间；混凝土灌注过程中导管埋入混凝土中深度以2～6米为宜，灌注间隔时间不宜大于2小时。
整个灌注过程，技术人员应按灌注记录表填写记录。
5、水下混凝土浇筑面应高出桩顶设计高程0.5m-1.0m。
灌注结束时，应由施工人员及现场技术人员共同用掏渣筒检查无误后方可停止灌注，拆除导管。
最后几节导管应慢速拔除，拔除时利用吊车上下缓慢活动导管，防止出现夹心桩。
6、灌注过程中如遇到无法解决的问题，施工及技术人员应及时向上级汇报。
4.12拔除护筒
水下混凝土灌注完毕，慢速将护筒拔出，回收利用。
五、钻孔桩施工质量保证措施
5.1成孔质量保证措施
1、护筒埋设时其下口必须置于粘土层中，若为砂层或砂砾层，必须加大、加深开挖，换填粘土并压实后重新定位埋设护筒，防止钻头出土时孔内水位冲刷砂层造成护筒悬空，引起孔口坍孔。
2、成孔过程中必须注意连续补充浆液，保持护筒内应有的水头，防止水头低于护筒底引起缩径或孔口坍塌，护壁液可多次重复使用。
3、经常测定泥浆比重，特别是遇砂层时稳定液中可加入粘土，增大泥浆护壁能力并视地质情况，及时更换钻头保证成孔质量和进度。
4、在钻进到不同的地层时,应采用不同的速度。
当在粘土层时，应放慢进尺速度，并适当的降低泥浆浓度，保证孔径，防止砼浇注时发生颈缩现象；当在砂土层时，应加快进尺速度，加大泥浆浓度，使泥浆切实起到护壁的作用，防止在砼浇注时出现夹泥层及坍孔现象。
5、在吊安钢筋笼时应注意钢筋尽量避免与孔壁碰撞,以免因碰撞而使孔壁坍塌。
5.2水下砼灌注质量保证措施
1、机械设备检修
1）拌和站必须保证对水下砼的供应及时到位,对道路交通状况,派专人了解,掌握交通情况,及时调整行车路线,防止砼灌车行进道路阻塞,延误水下砼灌注时间。
2）导管在每使用一定时间,都必须进行闭水实验,检查导管密闭性;检查导管的内壁是否光滑,导管有无破损;并进行导管的抗拉实验;每次导管安设中必须派专人对每节导管安装质量进行检查。
2、水下砼质量
1）水下砼的拌和料必须严格按设计进行配料,严禁不按配合比配料;
2）在砼浇注现场,设实验人员专门对砼的坍落度、和易性、流动性进行检查，坍落度控制在18～22cm之间；
3、灌注过程中应注意：
1）在灌注前必须再次确定沉淀物厚度；
2）灌注时尽量避开暴雨及高温天气；
3）料斗容量应根据计算确定,以满足首批砼灌下后导管埋深大于1m；
4）当砼面接近钢筋笼底时,放慢灌注速度,并使导管的埋置深度较深,防止钢筋上浮,造成事故；
5）加强对砼面的观测,及时正确的拆除导管,使导管埋深在2m～6m范围内。
5.3质量验收标准
钻孔桩质量要求
序号
质量控制项 目
质量标准和要求
施工单位检验方法
监理检验方法
备注
1
测量
放样
桩位放样误差：
要求中心位置≤5mm；
全站仪
测量
检查测量资料
2
放护桩
引出十字护桩并保护好，要求中心偏差≤5mm；
挂线、吊垂球、尺量
尺量
3
护筒
埋设
护筒严密不漏水，回填密实，埋深满足施工要求，顶面偏差≤50mm；倾斜度≤1%；孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上。
观察、挂线、吊垂球、尺量
观察
4
钻机
就位
防止钻机下沉和位移，对中误差≤10mm；钻头直径满足成孔孔径要求；
观察、水准仪抄平、
尺量
尺量
5
开钻
钻进
泥浆指标根据钻孔机具和地质条件确定。
针对卵石层情况，新制泥浆比重指标控制在1.2～1.4为宜,钻孔过程中做好钻孔记录，进入岩层或卵石层技术干部现场核实。
泥浆指标测试、
抽渣取样，尺量
巡查
6
终孔
检查
孔深≥设计孔深、孔径≥设计桩径、倾斜度＜1%。
检查钻孔记录、测绳量测、用等桩径检孔器检查
全部
见证
7
钢筋笼入孔
声测管接头严密不漏水，绑扎牢固，间距均匀；保护层误差－5～＋10mm；接头箍筋绑扎满足设计和验标要求；控制吊筋位置和长度来控制笼顶标高和位置，钢筋笼平面位置偏差≤10cm,底面高程偏差≤±10cm；。
观察和尺量
见证检查、隐蔽工程验收
8
下导管
导管接头牢固，严密不漏水；控制导管长度和导管节数，导管下口距孔底控制在50cm左右；
观察、尺量
检查施工单位原始记录
9
二次清孔
泥浆指标≤1.1，含砂率≤2%，黏度17～20s,孔深≥设计桩长；沉渣厚度：
柱桩≤5cm；磨擦桩≤10cm。
泥浆指标测试仪，
测绳量测
见证
检测
10
混凝土浇注
混凝土坍落度控制在18～22cm，保证首罐混凝土导管埋深不小于1m，控制拨管长度，导管埋深控制在2～6m；在灌注过程中，混凝土连续浇注，每根桩的灌注时间宜在混凝土的初凝时间内内完成。
坍落度筒、测绳量测和混凝土反算相校核，做好灌桩记录。
旁站
监理
11
混凝土强度
≥设计强度的1.15倍
标准养护试件抗压试验
见证检测
六、安全及环保措施
6.1安全要求
1、钻机安装时底架应垫平，保持稳定，对于地基差的部位必须进行处理后方可安装钻机。
2、钻孔过程中要在孔口、泥浆池周边设有安全防护措施，并设安全警示牌，为作业时孔口应覆盖。
3、施工用电要由专业人员进行操作，电线、配电箱的摆放安装要规范化。
4、启动前应检查并确认钻机各部件连接牢固，传动带的松紧度适当，减速箱内油位符合规定。
启动前，应将操纵杆放在空挡位置，启动后，应作空运转试验，检查仪表、温度、制动等各项工作正常，方可作业。
5、钻孔时，当机架出现摇晃、移动、偏移时，应立即停钻，经处理后，方可继续施钻。
6.2环保要求
1、施工现场要配置标准配电箱、箱底要设置三角铁支架。
临时用电线路架设规范，严禁乱拉乱接。
2、施工现场严格执行消防制度、措施和施工人员熟练掌握灭火器材。
3、在钻孔施工中要充分发挥泥浆循环系统的作用，所有多余泥浆均运至弃土场。
4、钻渣和废浆及时外运至指定位置，以免施工产生的泥浆流入河中和公路、道路。
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