完整版特大桥主墩钻孔桩工程施工方案.docx
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完整版特大桥主墩钻孔桩工程施工方案
特大桥主墩钻孔桩工程
施工方案
一、编制依据
1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
2、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）
3、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）
4、《环境空气质量标准》（GB3095-2012）
5、《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）
6、《工程测量规范》（GB50026—2007）
7、《钢筋机械连接用套筒》（JG/T163-2013）
8、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30—2005）
9、《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010）
10、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）
11、交通部下发的《高速公路施工标准化技术指南》（2012.11）
二、工程概况
1）本桥跨越**，桥梁全长741m。
桥跨布置为6×40m简支T梁+（98+180+98）m连续刚构+3×40m简支T梁，主桥中心桩号为K19+883，8#主墩基础设计为大直径群桩基础，属端承桩，桩长为23m。
桥址区属河流冲洪积地貌，**干流通过，覆盖层较厚，主要为冲洪积粉质黏土、砂砾石层，下伏奥陶系下统湄潭组（01m）泥岩、粉砂岩及灰岩，持力层为中风化灰粉砂岩，桩基础均采用机械钻孔桩施工。
主墩为双肢薄壁墩，桥横向长6m，纵桥向宽4m，双壁外距13m，采用整体式承台基础，承台高5m，平面尺寸为26m×20.5m，承台底标高为292.2m，采用直径为2.5m钻孔桩基础。
最大墩高107.799m。
主跨为为98+180+98m预应力混凝土连续刚构。
主墩桩基工期：
2个月
三、施工工艺
1.施工前期准备
1.1根据设计施工图要求及现场实际地形、地质、水文情况、结合工期、成本及可实现性情况，决定采用钻孔灌注桩。
1.2作好施工前期的施工技术准备和生产物资准备。
熟悉和审查施工图纸及其设计文件，并根据施工要求及特点进行翻样、交底。
落实各种检查及验收程序。
做好各种监视和测量仪器的检验，及生产设备的验收、调试工作。
1.3钻机的选择：
钻孔灌注桩根据桩径、桩长、地质条件、水文情况等诸多因素来选择钻机的型号、扭矩及钻具的各项参数。
一般在地层强度较高、钻孔深度较深地质情况较复杂则选用较大型号钻机，另其相反。
根据本桥现场情况我们选择10T“十字形”钻头，CK900型冲击钻冲击成孔。
2．护筒的技术要求
2.1护筒的作用：
控制桩位、导正钻具；防止孔口和孔壁坍塌；固定钢筋笼。
2.2护筒采用不小于10mm厚的钢板卷制，其内径应大于桩径至少200mm，护筒埋置深度宜为2m-4m,上部宜开设1-2个溢浆口。
2.3对护筒的壁厚、直径和埋入深度、和垂直度要根据护筒的作用作相应要求。
护筒的埋设只受表层不稳定土层影响。
护筒的埋设深度，既要保证钻机的稳定又要保证钻孔时孔壁的安全。
护筒的埋设深度在粘性土中不宜小于1.0m，在砂性土中不宜小于1.5m，其高度尚应满足泥浆面高度的要求。
如有特殊要求，护筒的制作、埋设应符合工程要求。
2.4护筒埋设应准确、稳定、垂直、四周应用土夯实，护筒中心与桩位中心平面位置偏差应大于50mm，护筒在竖直方向的倾斜度应不大于1％；对深水基础中的护筒，平面位置的偏差可适当放宽，但不应大于80mm。
3.泥浆的技术要求
3.1泥浆的作用主要是：
保护孔壁；悬浮钻渣；冷却钻具。
3.2钻孔泥浆配制。
钻孔泥浆配制有两种方法：
一、利用地层中的粘土层，进行清水钻进自然造浆。
二、用优质膨润土人工制造泥浆，本工程采用第二种方案。
3.3泥浆比重一般在1.10～1.4之间，黏度在23～28帕每秒左右。
每方泥浆配制比例为（膨润土的掺量根据泥浆性能进行动态调整控制，）：
水（kg）
膨润土（kg）
908
183
3.4成孔时对泥浆质量要求很高，要检测以下指标：
①相对密度，②粘度，③含砂率，④胶体率等
钻孔灌注桩成孔质量标准
项目
规定值或允许偏差
钻
孔
桩
孔的中心位置（mm）
群桩：
100；单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度（％）
〈0.5
孔深（m）
支承桩：
比设计深度超深不小于0.05
沉淀厚度（mm）
支承桩：
不大于设计规定；设计未规定时≤50
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.03-1.10；黏度：
17-20Pa.s；含砂率：
小于2％；胶体率：
＞98％
3.5在施工中，对于不同的地层应选择不同的造浆方法和造浆量。
3.6成孔过程泥浆的循环方法可用正循环或反循环泵。
成孔进行一清，泥浆循环一般从孔底经过钻头、水龙头、粗颗粒排渣槽及泥浆沉淀池再通过泥浆旋流器流入孔内。
3.7施工时，其泥浆循环需开挖泥浆沟和泥浆池、沉淀池。
泥浆循环的沉淀池容积一般要求为钻孔桩方量的2.5倍。
可以在地表开挖泥浆池的方法作为沉淀池。
3.8排渣的方法为三种：
沉淀排渣，过滤排渣，旋流排渣。
排渣系统的布设只要在泥浆循环过程中相对应的布设较长的循环管路、粗渣粒过滤器、泥浆旋流器就可。
3.9泥浆除渣处理：
钻孔过程中，废泥浆和钻渣需进行处理。
施工时，一般采用泥浆车外运，并到指定排放地点排放。
4.成孔的技术要求
4.1桩机机械设备必须鉴定合格后，才能投入使用。
钻机就位必须稳固，周正、水平、确保“三点一线”。
钻机钻头中心与桩位中心误差不大于20mm。
4.2成孔前应对钻头、钢丝绳用钢尺丈量，钻头直径一般不应小于设计孔径，钢丝绳长度误差小于1.5%。
4.3钻进过程中，应不断向孔内注入优质泥浆，保证孔壁的稳定性。
4.4在钻进过程中为防止因地层软硬不均出现的孔斜事故，施工时，采用小冲程钻进以保证钻孔垂直度。
4.5在保证孔壁稳定的前提下，在易糊钻的地层，调整泥浆性能、钻进参数等措施以减少糊钻。
4.6在易缩径的地层中钻进时，可适当抬高水头高度以及增大泥浆的粘度和比重的方法来增加泥浆对孔壁的压力，减少缩径。
4.7施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.5-2.0m。
在易坍塌地层，为防止岩层间隙水对钻孔泥浆扰动，要求钻孔液面水应大于地下水2m以上。
4.8要随时用尺丈量机上余尺，严格控制终孔深度不欠深、不超深。
4.9成孔后须用验孔器检孔。
检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的４～６倍。
每钻进４～６m，接近及通过易缩孔岩体或更换钻锥前，都必须检孔。
用新铸或新焊补的钻锥时，应先用验孔器检孔到底后，才可放入新钻锥钻进。
不可用重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。
5.钢筋笼制作和吊装技术要求
5.1.各种规格的钢筋需有出厂质保书，并经原材料抽检及实验检测合格。
5.2钢筋笼制作场地应平整，场地高差不大于1%。
钢筋笼应在制作台架上按设计图纸加工成型。
主筋应严格一一对应，间距严格统一。
5.3为了确保钢筋笼成型后有足够的强度和刚度，对钢筋笼的连接质量要严格控制。
5.4钢筋笼主筋连接主要采用直螺纹套筒、螺旋筋主要采用点焊或绑扎。
螺旋筋与主筋的连接漏焊率不能超过10％。
5.5钢筋笼连接完成后要加工钢筋笼下笼导向定位器以确保钢筋笼准确就位。
钢筋笼下笼导向定位器根据钢筋笼直径大小每2m安装一组，每组沿钢筋笼径向布置4个。
导向定位器用φ16钢筋制作，与主筋连接焊缝长10d，弯起夹角15～20°，顶点高度为主筋混凝土保护层厚度。
5.6钢筋笼起吊。
吊点处应有足够的刚度和强度，钢筋笼起吊吊点应设在主筋与加强筋的连接处。
加强钢筋直径要根据钢筋笼的直径大小来确定，采用φ22。
为防止钢筋笼在重力作用下发生笼径变形，钢筋笼吊放时，钢丝绳用“一”字钢架撑开，钢筋笼吊点主筋与加强钢筋的连接处用“十”字钢架撑住。
吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔。
钢筋笼入孔后，应徐徐下放。
若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。
严禁高起猛落、碰撞和强行下放。
5.7上下两节钢筋笼利用钢筋笼固定架进行微调对中，确保主筋全部对准后进行连接。
5.8钢筋笼全部入孔后，应按设计要求检查安放位置并作好记录。
符合要求后，钢筋笼上端可用定位筋来控制标高和防止错位，同时要牢固固定在护筒及钻机上。
5.9在吊入钢筋骨架后、灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超出规范要求，应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
6．水下混凝土基本指标与浇灌技术要求
6.1灌注水下砼，选用φ300mm的导管，导管壁厚不小于3mm。
下导管前要对导管进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密试验的水压应不小于孔内水深1.3倍的压力，亦不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，要保证导管拼接牢固，绝对不能漏水，试验后要对导管编号，下导管时按编号拼接，同时注意导管不能接触到钢筋笼，导管标准节长度3m。
导管连接应平直可靠，密封性好，接头处采用密封圈垫予以密封。
密封圈可用厚度为3～5mm普通橡胶板。
新导管应经0.6Mpa压力检验无漏气现象方可使用。
导管的壁厚、连接部位丝扣、内壁光洁应定期检查，并作及时处理。
6.2灌注混凝土时先将球胆牢固固定在下料口，当料斗装满混凝土后迅速放下球胆。
当灌注料斗容积达不到初灌量要求时，应采用混凝土隔水栓，隔水栓要求既有良好的隔水性能，又要保证其能顺利排出。
6.3混凝土在拌制过程中应加入缓凝剂，以控制混凝土的初凝时间不小于单桩灌注总时间。
首批混凝土下落后，混凝土应连续灌注。
6.4混凝土的强度为水下C30。
6.5首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度1.0m以上的需求，所需混凝土数量可按如下计算公式：
V＝πD²/4（H1+H2）+πd²/4h1
式中：
V——灌注首批混凝土所需数量（m3）
D——桩孔直径（m），
H1——（桩孔底至导管底端间距，一般为0.2-0.4m
H2——导管初次埋置深度（m）
d——导管直径（m）；
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）;
h1=Hwγw/γc
γc——混凝土拌和物的重度，取24KN/m³；
γw——桩孔内水或泥浆的重度（KN/m³）
Hw——桩孔内水或泥浆的深度（m）
6.6灌注过程中，导管的埋深应控制在2m～6m之间，不宜大于6m。
6.7灌注混凝土测量采用标准测锤测量混凝土面高度。
测量时，在导管与钢筋笼中间部位下入测锤，至少测3—4个点，然后取其平均值，记入灌注记录表。
6.8混凝土灌注量与泥浆至混凝土面高度、混凝土面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。
孔径越大，首批灌注的混凝土量越多，由于混凝土量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入混凝土，进行后续灌注。
7.其他与成孔、灌注混凝土质量相关的技术问题
7.1冲击钻在冲击过程中要勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，预防发生质量事故。
7.2钻进中当发现孔斜时，应立即进行上下扫孔，直到将钻孔扫直，方可继续钻进，严禁发生孔斜时，强行钻进至终孔。
7.3根据不同的地层采用不同的钻进操作方法，采用合理的钻速和钻压，减少由此对孔壁稳定性产生的影响。
并注意防止缩径。
7.4水下混凝土灌注施工对施工所用混凝土应现场取样，按要求制作试块。
7.5在钢筋密集区灌注中要不断上下提动导管，以防止速度过快而产生空洞，上下提动距离以50cm为宜。
7.6提升导管时不可过快过猛，以防拖带表层混凝土造成浮浆泥渣的侵入，或挂动钢筋笼等。
7.8导管拆除操作要干净利落，防止密封圈垫落入孔内。
拆下的导管应立即用清水冲洗干净，集中堆放。
7.9设备进场前，按规划做好硬地坪铺设。
因钻孔机具较重，孔口周围应进行必要的地坪处理，必要时应铺设10cm厚的石碴、砂砾。
四、质量要求
1.基本要求：
1.1.桩身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外掺剂及混合材料的质量必须符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。
1.2粗集料最大粒径不应大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于37.5mm；细集料宜采用级配良好的中砂，
1.3成孔后必须清孔，测量孔深、孔径、孔位和沉淀层厚度，确认满足设计或施工技术后，方可灌注水下混凝土。
1.4水下混凝土应连续灌注，严禁有夹层和断桩。
1.5嵌入承台的锚固钢筋长度不得低于设计规范规定的最小锚固长度要求。
1.6所有桩基必须进行无破损检测，对检测结果怀疑有缺陷的桩应进行钻芯检验，若钻芯检验的桩存在重大质量问题，应加倍钻芯数量。
1.7桩基Ⅰ类桩不低于90%，检测出现Ⅲ类桩应原桩位冲孔恢复。
1.8凿除桩头预留混凝土后，桩顶应无残余的松散混凝土。
2.实测项目：
钢筋笼制作质量标准
成孔质量验收标准
五、材料与设备
主要机械设备计划表
序号
名称
单位
数量
备注
1
装载机
台
1
场地施工等
2
挖掘机
台
2
承台开挖、场地平整
3
电焊机
台
8
加工钢筋
4
空压机
台
12
钻孔施工
5
钢筋调直机
台
4
钢筋加工
6
钢筋切断机
台
2
钢筋加工
7
钢筋弯曲机
台
1
钢筋加工
8
钻机
台
4
冲击钻孔
9
全站仪
台
1
测量放样
10
水准仪
台
2
水准测量
11
水泵
台
20
排水施工
12
泥浆泵
台
5
循环系统
主要材料计划表
序号
材料名称
规格
单位
数量
备注
1
钢筋
28mm
Kg
206671
2
25mm
Kg
7470.5
3
10mm
Kg
18094
4
钢管
ΦR57X3
m
2040
7
水泥
P.O42.5
t
1018
8
砂
中砂
m3
2000
9
碎石
5-25mm
m3
2444
10
外加剂
聚羧酸
t
10.2
六、安全措施
1.施工人员应认真贯彻执行安全生产规程中的各项规定，加强现场安全教育工作。
增强职工的安全意识，建立安全生产交底制度，要针对施工内容进行交底，并作书面记录。
2.工程施工中，当班的项目管理人员，各工序责任人，应定期和不定期对施工的机械设备、测量计量仪器具的维护、磨损、连接和状态偏离等状况进行检查和技术复核。
及时对机械设备进行保养、维修。
3.起重吊装设备使用前，均应按程序进行检查和试运转验收，确认合格后报监理鉴认批准再投入使用。
4.起重工要对投入的起重吊装设备新旧程度、起重能力及司机的熟练程度有所了解，严格遵守“十不吊”规定。
5.起重吊装设备旋转范围内严禁站人。
6.孔口用钢筋网片或木板铺盖，防止人和物掉入其中。
对现场危险区、泥浆池周围设立防护栏，作为泥浆循环用的护筒周围拉上三角旗予以警示。
7.灌桩结束后，若要求填埋的，则对桩孔用规定填料四周对称回填，回填时将溢出的泥浆引至泥浆池中，直至桩孔回填物高出地面，并作好醒目标志。
8.应制定施工现场用电安全措施，、安装、维修或拆除临时用电设施必须有证专业电工进行
9.施工现场所有电器设施都应做好接地保护。
施工现场所有电线电览均应与平台做好绝缘保护。
10.电器安装全部完成后应试运转，包括对双电源的切换试验成功后才能正式使用。
11.施工用安全设施、设备，包括安全帽、安全带等劳动防护用品须经检查，验收通过准予使用。
12.在施工时，周围要设置防护，施工人员要佩带安全帽、要穿平底防滑软底鞋。
实行每个班次至少清点一次
13.钻机在工作时，其钻机底部必须用枕木、钢锲垫实，防止钻机移位。
同时钻架要用钢丝绳拉住、将钻机作必要固定。
七、质量保证措施
（一）管理措施
①建立施工质量管理流程图和工序责任表，各工序检查、验收工作分解落实到班组个人，并通过完善以承包为主的经济责任制，明确内部奖罚制度，充分调动施工人员的积极性和责任心。
②做好工序管理的控制
a、项目经理控制好本工程人员、材料、设备、工艺方法和施工环境等五个方面的因素，确保工序投入的质量，以此保证每道工序质量的稳定。
b、加强质量检查和隐蔽工程的鉴证，对每道工序实行操作者、班组长和质检员三者百分百检查。
c、技术负责应及时掌握质量，一旦发现问题立即研究处理，隐蔽工程必须严格遵循上道工序，不合格不能进入下道工序的原则。
d、关键部位或薄弱环节设置工序质量控制点，工序质量控制点必须经质检员检验合格。
e、现场抽检测试项目（水泥、砂、石料、钢材焊接、砼强度等）必须由具有资质的单位检验，并认真执行取样、送样旁站见证制度。
（二）技术措施：
1、成孔控制
钻机开钻前，应检查护筒埋设质量，护筒直径应大于孔径200mm，护筒中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%，同时高出地面20cm，埋深一般为2.0m-4m，但必须超过回填土层。
外围用粘土埋实，不发生位移。
检查钻机就位、钻机水平、周正稳固性。
检查天伦，转盘中心，护筒中心在同一铅垂线上，做到“三点一线”，并用水平尺校正施工平台和转盘水平度，符合要求后，方可开钻。
成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻，并做好原始记录。
要求开钻时轻压慢转，以保持钻具的导向和稳定性。
进尺后，针对不同地层，适当调整技术参数。
对于粉质土，应加大泥浆比重，低速钻进，防止塌孔。
终孔前0.5-1.0m，采用低速大泵量进行扫孔至终孔。
成孔过程中，孔内液面要保持稳定。
2、清孔控制
清孔分两次进行，以一清为主，二清为辅。
第一次清孔经检验孔深达到设计标高后立即进行。
将钻具提离孔底10～20cm，低速回转，输入泥浆循环，全泵量冲孔，时间不少于30分钟。
第二次清孔在下放钢筋和导管安装完毕后进行，须采用气举排渣法进行清孔。
清孔时输入孔内的泥浆密度就控制在1.15g/cm3以下。
清孔结束后，沉渣厚度≤5cm，泥浆比重在出口测得，应≤1.1，含砂率＜2%，粘度≤22帕.秒。
二次清孔完成后，应在30分钟内开始浇注水下砼，超过30分钟应再次清孔。
3、钢筋笼制作安装控制
钢筋笼宜分段制作，在孔口焊接，主筋应校直，清除表面污垢、浮锈、准确控制下料长度，主筋与箍筋点焊牢固，不得损伤主筋，在钢筋箍筋上每隔2米，同一截面对称安放四块圆饼式穿心垫块，保护块的直径100mm，厚度50mm，并有足够的强度（与桩身同强度）。
安装时应采取防变形措施，起吊吊点宜设在加强筋部位，入孔时应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼遇到阻力时，应查明原因，处理后，再继续下笼，钢筋笼孔口焊接，下节笼上端露出操作平台宜高一米，上下节主筋校正垂直。
每节笼焊接完补中焊接部位的箍筋，钢筋笼安装深度应符合设计要求，安装完成将钢筋笼吊筋进行固定，使钢筋笼定位。
4、浇注水下砼控制
桩基工程砼采用拌和站集中拌和，严格控制配合比。
砼坍落度宜为18～22cm，水下砼按设计要求强度配置，具有良好的和易性和流动性，砼初凝时间应为正常浇注时间的二倍，浇注前应充分做好准确，保证浇注时连续紧凑的进行，导管内壁应清除干净，连接丝口处应完好，接管应平直可靠，密封性好，导管底口高度宜能放出隔水塞和砼为宜，一般在40cm。
浇注用隔水塞就具有良好的隔水性能，使砼与泥浆隔离。
砼罐斗应有足够的刚度，容量满足首罐量埋管深度要求。
砼的初灌量，应能保证导管埋深大于1米，然后截断隔水塞的铁丝将砼浇注到孔底。
砼浇注过程中导管应始终埋在砼中，严禁将导管提出砼面。
导管埋入砼的深度宜为2～6米，每次拆管不应超过5m。
并经常测量砼面上升情况，浇注过程中，应间断抽动导管。
砼面接近钢筋笼底端时，导管埋入砼面的深度宜保持3米，灌注速度应适当放慢，提升导管时应平稳，避免钩带钢筋笼。
八、环保措施
1.成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。
2.将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。
3.将环境措施的相关方案和要求向全体施工人员详细交底。
4.设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，从根本上防止施工废浆乱流。
5.定期清运沉淀泥浆，做好泥沙、弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施。
弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理的堆放及处治。
6.对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬污染周围环境。
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