东江特大桥钻孔桩方案1Word文档格式.docx
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合同总工期：
30个月，实际开工日期以开工报告为准。
2.1.2钻孔桩主要工程量
钻孔桩主要工程量表2.1
序号
工程项目
单位
数量
备注
1
桩长
Φ1.8m
m
1924
2
Φ2.2m
2805
3
钢筋
kg
1456219.5
4
声测管
75573.2
5
混凝土
m3
15558.2
2.2施工条件
2.2.1水文条件
东江特大桥为内河III级河道，设计通航水位10.56m，设计常水位为3.0m，泥面标高为-10.2~-17.1m，最低冲刷线高程-24.5~-22.09m。
根据博罗水文站资料，东江受上游洪水影响很大，其中10月到次年4月水位较低，在1.0m以下，5月到9月水位在2.0m以上，6月份最高，达到3.0m以上。
水流流速在0.8~1.65m/s间。
2.2.2地质地貌
桥位地处三角洲平原，横跨东江，地势开阔平坦，主要颁布江河、农田等，地面标高0.39~12.8m。
2.2.3气候气象
工程所在地区属温暖潮湿的亚热带气候，四季长青，气候宜人。
夏季平均气温27.6℃，最低气温在1月份，冬季平均气温15.4℃，多年平均气温22.0℃。
该地区雨量充沛，年平均降水量为1993.2mm，降水多集中在夏、秋两季，每年5～9月份为雨季。
2.2.4地质条件
根据勘探资料，桥位区岩土层主要由第四系坡残积、道路表层素填土和基底加里东期全~微风化花岗岩组成。
地层特性表表2.2
土层
层号
名称
层厚
（m）
颜色
湿度
状态
密实度
压缩
性
土层描述
1-1
素填土
0.5~1.0
灰黄色土黄色
湿
稍密
主要由粉质粘土和少量碎石组成，局部表层见植物根系，零星分布。
粉质粘土
2.70
黄褐色
稍湿
可塑
以粉质粘土为主，韧性中等，零星分布。
2-0
淤泥
1.90~6.3
饱和
流塑
中
混夹粗粒砂，略有嗅味，零星分布。
2-0-1
淤泥质粉质粘土
5.2~9.4
灰黑色灰黄色
有机质含量约15%。
局部见腐殖质，有嗅味，底部夹砂，零星分布。
2-3
粉砂
2.0~4.3
棕黄色灰黄色
松散
零星分布。
2-9
腐殖土
6.1
灰黑色
有大量腐木及烂树叶组成，夹少量粘性土，略有臭味，零星分布。
1.8
棕黄色
土质均匀，粘性强，零星分布。
3-3
7.15
浅灰黑色
混夹淤泥，级配差，略有臭味，零星分布。
3-4
细沙
4.0~4.5
灰黄色
级配差，充填淤泥，次棱角状，石英质，略有臭味，零星分布。
3-5
中砂
17.4
灰白色棕黄色
中密
级配良好，含卵砾石，卵石最大粒径约6cm，一般粒径1-3cm，充填物为少量粘性土，次棱角状，石英质，零星分布。
3-6
粗砂
1.2~18.5
灰白色灰黄色
粗粒约占60%，级配良好，底部夹卵砾石，次棱角状，石英质，局部分布。
3-7
砾砂
3.42~18.3
稍密-中密
不均匀混夹卵砾石，最大粒径约4cm，一般粒径1-3cm，级配良好，次棱角状，石英质，局部分布。
3-9
卵石圆砾
3.1~16.7
土黄色
密实
颗粒级配中等，矿物成分以石英，燧石为主，呈次圆状，粒径主要为2-5cm，其余为粉～粗砂填充，含少量粘粒，零星分布。
5.3
土质均匀，粘结力强，局部夹粗粒砂，零星分布。
30-1
1.4
褐红色
硬塑
由下伏白垩系粉砂岩风化残积形成，零星分布。
32-11-4
强风化泥质粉砂岩
0.39~25.9
母岩结构大部分风化破坏，岩芯呈半岩半土状，岩块手折易断，节理裂隙发育，局部夹中风化泥质粉砂岩，大部分布。
33-11-4
中风化泥质粉砂岩
1.3~35.1
铁泥质胶结，泥质粉砂质结构，岩芯以短柱状、块状为主，少量为柱状，节长4-25cm，中厚层状构造，局部较破碎，裂隙发育，裂隙面充填铁锰质，锤击声较脆，全场地分布。
34-11-1
微风化泥岩
9.5
铁泥质胶结，泥质结构，岩芯以长柱状为主，局部为块状，节长10-50cm，中厚层状构造，锤击声脆，零星分布。
34-11-4
微风化泥质粉砂岩
47.4
铁泥质胶结，泥质粉砂质结构，岩芯以短柱状为主，少量块状及长柱状，节长5-40cm，中厚层状构造，局部夹中风化块状岩芯，锤击声脆，岩面光滑，大部分布。
由于采砂船不断采砂，造成桥位处河床面下降，江岸线后退三四十米，其中4#墩原先在滩头，标高为+3.0m，现已淹没在水中，泥面为-2m；
5#墩泥面标高由-3.26降至-13.06m，其它墩位也有不同程度变化。
第三章钻孔灌注桩整体思路
东江特大桥1#墩在水塘中，2#、4#墩在水边，3#墩在东江大堤下，5#～14#墩位于东江水域中，钻孔桩合计98根，其中陆上钻孔桩均为Φ1.8m桩合计28根；
水中墩钻孔桩Φ1.8m桩合计16根，Φ2.2m桩合计54根。
3.1陆上钻孔桩施工安排
陆上1#墩由于位于池塘中，筑岛法进行施工，采用冲击钻成孔；
2#墩旁边有一座民房，考虑到民房的安全，故采用振动较小的回旋钻机成孔；
3#墩位于东江北侧滩涂上，4#墩位于东江水边，筑岛法进行施工，采用冲击钻成孔。
在3#、4#墩各布置两台冲击钻，2#墩布置两台回旋钻，1#墩先进行筑岛施工，待3#或4#墩钻孔桩施工完再进行钻孔施工。
钻孔桩钢筋笼在后场加工场集中加工制作，待前场成孔后用平板车运至施工现场，采用履带吊进行安装。
东江北岸设置2台75m3/h搅拌站，以满足1#～4#墩钻孔桩混凝土供应。
3.2水中墩钻孔桩施工安排
5~14#在水中，需搭设钻孔平台进行钻孔灌注桩施工。
当各墩平台（包括起始平台、护筒区平台、两侧辅助桩、上部通道等）施工完成，具备开钻条件后，即可上钻机开始钻孔施工。
水中墩钻孔桩施工，其中考虑到工期安排，6#～8#三个主墩平台各布置3台冲击钻，进行钻孔施工。
主墩桩基完成后再在5#、9#墩各布置两台冲击钻机施工，在10~14#墩各布置1台钻机施工。
钻孔泥浆的制配采取钻机自行在护筒内造浆，根据地质情况选择钻进速度。
废弃泥浆及钻渣利用运输船运输至指定地点进行抛放。
钢筋笼在后场加工，在70m定位胎膜上分节加工整体连接，加工好之后拆开连接部位，用平板车运至施工临时码头，采用履带吊分节装船运送到施工现场，龙门吊或浮吊进行连接和钢筋笼安放。
5#~7#墩混凝土由岸上搅拌站提供，8#~14#墩混凝土由水上搅拌站提供。
第四章钻孔灌注桩工艺流程
4.1陆上钻孔桩施工工艺流程
图4.1陆上钻孔灌注桩施工工艺流程
4.2水中墩钻孔桩施工工艺流程
图4.2水中墩钻孔灌注桩施工工艺流程
第五章钻孔灌注桩施工
5.1桩基放样
根据施工图和每个桥墩承台中心坐标计算各墩桩位坐标，从两个以上的控制点采用极坐标法放样并检查闭合差，现场钉设桩位并做上明显桩位编号，水准仪测放出标高控制参照点位。
用钢尺、经纬仪复核每个桥墩桩与桩的相对位置，准确无误后作为控制、验收桩基施工的依据。
5.2钢护筒制作、沉放
东江特大桥1#～4#墩位于陆上，均为Φ1.8m桩，故钻孔桩施工采用人工开挖方法埋设护筒，护筒长度为2～4m，直径2.1m，对于易松散底层采用加长护筒，防止钻孔过程中发生塌孔。
埋设护筒时，现在桩位处挖出比护筒外径大80cm~100cm的圆坑，坑底整平；
然后通过定位的控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；
再把钢护筒吊放到坑内，找出护筒的圆心位置，用红十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心重合。
同时用垂球检查，让钢护筒竖直。
此后在钢护筒周围对称、均匀的回填粘土。
要求分层夯实，夯填时要防止钢护筒偏斜。
护筒顶口加焊吊耳，完成钻孔桩灌注后进行护筒的拔出，循环使用到下一个孔位。
5#～14#墩位于水中，采用先搭设钢平台，利用桁架式导向架进行护筒沉放，然后与周围钢管桩连接形成整体钻孔平台，再进行钻孔桩成孔施工。
5#～14#墩护筒长度参考表表5.1
墩号
桩号
钢护筒顶标高（m）
钢护筒底标高（m）
护筒长（m）
每延米重量（t）
单根钢护筒重量含抱箍（t）
每个墩钢护筒重量（t）
5#墩
1#、5#
4.6
-24.2
28.8
0.5154
15.62
122.26
2#、6#
-23.5
28.1
15.26
3#、7#
4#、8#
-22.3
26.9
14.64
6#墩
1#、7#
-20.2
24.8
0.7363
19.36
227.96
2#、8#
3#、9#
-18.2
22.8
17.89
4#、10#
-19.7
24.3
19.00
5#、11#
6#、12#
7#墩
-20.4
25
19.51
228.84
-18.9
23.5
18.41
-19.2
23.8
18.63
8#墩
-21.2
25.8
20.10
246.22
-22.9
27.5
21.35
-21.9
26.5
20.62
-21.7
26.3
20.47
9#墩
14.07
112.57
10#墩
1#
-23.2
27.8
21.57
86.29
2#
3#
4#
11#墩
-21.4
26
20.25
80.99
12#墩
77.16
-20
24.6
19.22
13#墩
-16.2
20.8
16.42
65.68
14#墩
32.84
5.2.1钢护筒结构
5#、9#墩钢护筒采用直径2.1m（桩径1.8m+0.30m）厚度10mm的钢板制作；
6#～8#、10#～14#墩钢护筒采用直径2.5m（桩径2.2m+0.30m）厚度12mm的钢板制作。
钢护筒顶部与底部50cm均采用12mm钢板做抱箍，加强刚度。
底部用16跟1.5米长75×
8角钢在护筒外做竖向加劲肋，防止底部在强风化层中变形。
护筒顶标高+4.60m，根据上表得知10#墩护筒最重，单根钢护筒重约21.57t。
5.2.2护筒制作、运输及沉放
钢护筒在施工边滩涂制作，用施工驳船运至施工现场，采用30t浮吊作为起重设备，利用平台上的定位导向架沉放。
1、施工工艺流程
单根沉放工艺流程如下：
导向架安装定位→护筒入导向架→测量校核→振动下沉→测量校核→移走导向架进行下一根护筒定位。
2、振动锤选择
根据实际情况，选用DZJ120型振动锤作为钢护筒下沉设备，DZ120A型振动锤最大锤激振力775KN。
3、钢护筒定位导向架
定位导向架采用钢桁结构，分为上下两层。
用浮吊进行导向架的定位，导向架定位一次可下沉两根钢护筒。
钢护筒导向架结构如图5.1所示。
图5.1钢护筒导向架结构示意图
4、钢护筒沉放
钢护筒施工按拟定顺序进行。
、导向系统测放复核：
在平台边桩的型钢上放出横桥向和纵桥向导向架定位点，用小工字钢作为定位板，浮吊进行导向架的吊装定位。
定位完毕后将导向架临时固定在边桩型钢上，保证导向架在沉放护筒时不移位。
导向架固定完后，在导向架上放出定位块边点，用来对钢护筒精确定位。
、钢护筒起吊：
成品钢护筒加工好后驳船运到施工现场后，用35T浮吊下沉。
钢护筒采用两点悬吊，顶口对称设置四个吊孔，用卡环连接钢丝绳钩在大钩上；
另外一吊点设置在距底部0.2L处（L为护筒长度），用钢丝绳绕两圈后钢丝绳一头挂在小钩上（另一头的钢丝绳卡环上系白棕绳一根，方便解扣）。
将护筒吊离驳船后，大钩起小钩落，在水中将护筒逐渐竖直，解除挂在底部的钢丝绳。
然后起吊到导向架龙口进行沉放。
为保证护筒起吊时护筒端头不变形，在护筒内两端用16槽钢焊接米字撑。
在钢护筒起吊完成后入龙口前割除底口米字撑，顶口米字撑在搭设平台时割除，注意上口米字撑不能掉入护筒内。
钢护筒起吊如图5.2所示。
图5.2钢护筒起吊
、入土前垂直度微调：
钢护筒起吊到导向架上相应孔位后，用限位块固定钢护筒的平面位置，再用两台经纬仪或全站仪从两互相垂直的方向监控护筒垂直度。
满足要求后，将钢护筒缓缓垂直下沉至水床泥面，到深入泥面约1m左右后，测量重新监控确认垂直度符合要求后浮吊快速松钩，保证护筒垂直下沉稳定；
如入泥1m左右后垂直度不符合要求后则微调到符合要求后快速松钩在自重下下沉，准备振动下沉。
、振动下沉：
用浮吊把振动锤起吊到钢护筒顶面，使振动锤液压钳夹紧钢护筒壁。
经全面检查无误后，让振动锤先点动，再连动。
在下放过程中，需要持续监控钢护筒的垂直度，利用顶推装置微调，直至设计标高。
5、护筒沉放精度及保证措施
、沉放精度
以标高控制为主，严格控制垂直度
标高：
≯±
20cm；
平面位置偏差：
5cm；
倾斜度偏差：
≯1/100；
、保证措施
选在风小的天气进行钢护筒沉放。
在导向架四周设置四个限挡块调节钢护筒垂直度。
护筒下放过程中，采用两台经纬仪从两垂直方向对护筒进行动态监控。
护筒自重入土1m时即微调，通过复测后才允许再次下放；
控制振动锤转速及振动力。
振动下沉一气呵成，中途不停顿，避免桩周土层在液化后重新固结，造成摩阻力增加，下沉困难。
控制好导向架的安装精度，沉放到位的钢护筒及时与平台进行临时联结固定。
振动锤安装要求有足够的精度，底座基本水平，误差不得大于2mm，防止出现过大的偏心振动，开始振动时应先点振，待护筒进入土层一定深度且完全起振后，方可连续振动下沉。
6、钢护筒之间联通管焊接
钻孔时护筒之间泥浆联通管采用护筒之间的平联管，在焊接护筒之间平联管时注意要不漏水。
若需要跟进的护筒，护筒上的平联管仅焊平联上口，待钻机钻到护筒底口后解除护筒上平联焊接点，进行护筒的跟进。
护筒底口到达标高后再照正常平联管焊接方法焊接。
7、平台辅助设施施工
平台上辅助设施包括：
施工通道、供电系统等。
图5.3钢护筒沉放
5.3 钻机成孔施工
5.3.1钻机选型
根据总体思路布置，除北岸2#墩由于旁边有民房采用回旋钻成孔外，其余各墩均采用冲击钻成孔。
由于7#墩右幅桩底标高为-64.0m，桩长最长，故以7#主墩右幅桩基为例，桩基从平台顶（钻孔平台顶标高+5.0m）到桩底的深度达到69m，实际进尺深度约为50m左右，桩径为φ2.2m（护筒直径为φ2.5m）；
钻进过程中要穿过淤泥质粉质粘土层、粗砂层、砾砂层、强风化泥质砂岩层、中风化泥质砂岩层、微风化泥质砂岩层地层。
5.3.2泥浆的制配和循环
1、泥浆的制配
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，投入粘土，用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。
1#~4#墩护筒底口为淤泥质粉质粘土，其余各墩护筒底口均为强风化泥质粉砂岩。
各地层钻进时的淡水泥浆建议性能指标如下：
淡水泥浆施工性能指标表5.2
钻孔
方式
地层情况
相对密度
粘度（s）
含砂率（％）
胶体率（％）
泥皮厚（mm/30min）
PH值
冲击
一般地层
1.10～1.20
18～24
≤4
≥95
≤3
8～11
正循环
1.05～1.20
16～22
≥96
≤2
8～10
反循环
1.02～1.06
16～20
清孔后的泥浆
1.03～1.10
17～20
≥98
以上数据作为钻孔时泥浆技术性能的指导数据，根据实际情况再作调整。
2、泥浆的循环
用在钻孔旁边的护筒作为储浆池，平联管作为两护筒泥浆联通管。
浇注混凝土过程中溢出的可回收使用的泥浆，用泥浆泵吸至正在钻孔作业的护筒内循环使用或未开钻的护筒内储备。
溢出的质量较差的不能回收利用的泥浆引流至运渣船上，然后运输到指定地点处理后排放。
泥浆循环示意图详见图5.4和图5.5，泥浆回收见图5.6。
3、施工中应注意的问题
、应严格控制泥浆质量，做到定时检测，及时改善泥浆的稳定性；
在钻头出护筒前一米左右开始严格控制泥浆指标，5#墩护筒底口为粗砂层尤其要注意。
、置换的泥浆必须经沉淀、排渣、检测合格后方可使用；
图5.4正循环示意图
图5.5反循环示意图
图5.6泥浆回收示意图
5.3.3钻机的安装、调试和移位
钻机安装之前，测量根据桩位坐标放出钻机安装位置；
水上通过浮吊安装钻机就位，岸上通过履带吊安装钻机。
钻机安装就位，应确保机座平稳，在钻进和运行中不应产生位移及深陷。
钻机顶部的起吊滑轮缘、钢丝绳与中心和桩孔中心三者应在同一垂线上，偏差不大于2cm。
开钻前应对钻孔的各项准备工程进行检查，检查钻头的锤重、直径、合金块的
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