地铁站冲击钻施工技术方案.docx

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地铁站冲击钻施工技术方案

地铁站冲击钻施工技术方案

1、施工工艺流程

桩基施工工艺流程：

测量放样→平整场地→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→造浆、冲孔、捞渣、取样、冲孔→成孔验收→第一次清孔→下放钢筋笼→第二次清孔→检查签证→灌注水下混凝土→成桩交验→拔护筒→清理桩头→无破损检测。

桩基施工工艺框图

2、冲孔灌注桩施工工艺

冲进成孔方法根据工程桩基设计情况，本工程确定选用普通冲进成孔工艺，导管水下灌注混凝土成桩技术；该项工艺技术具有施工机械化程度高，成孔成桩速度快，工期短、质量好、适用性广等优点。

护壁方式，本工程冲孔护壁采用泥浆护壁工艺；根据本场地地质条件、施工工艺特点和施工场地条件，泥浆制备为自然造浆，为保证孔壁稳定和孔底渣符合设计要求，冲进作业时，保持泥浆液面高度，以形成足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆。

3、成孔工艺

1）、护筒用6～8㎜钢板卷制焊接而成，护筒直径比桩径大200㎜上部开一个溢浆口；护筒埋设时先开挖比护筒直径大0.2～0.3m，深1.3m左右的基坑，再安装护筒；按桩位中心线找正后四周倒入粘土压实；进行复测，以确保护筒中心与桩位中心相一致。

护筒中心与桩位中心偏差控制在<50㎜，护筒顶端应高于地面0.2m；护筒底部用铁钎探测有无障碍物，若遇障碍物必须及时处理，必要时加长护筒高度；护筒埋好后用钢丝绳做保险系在钢轨上。

2）、挖循环泥浆池，采用泥浆循环的方法掏渣。

3）、冲桩机就位

护筒埋设结束后将冲孔机就位，冲孔机摆放平稳，钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，吊线检查钻机摆放是否正确。

4）、冲击钻成孔

根据基桩的直径及工程地质情况，采用5~8T冲击锤。

在钻机驱动钻锤冲击的同时，利用泥浆泵，向孔内输送泥浆（当钻进一个时期，检查孔内泥浆性能如果不符合要求时，必须根据不符情况采取不同的方法予以净化改善）。

冲洗孔底携带钻渣的冲洗液沿钢丝绳与孔壁之间的外环空间上升，从孔口回流向泥浆池，形成排渣系统。

（1）冲孔机桩就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，全面检查钻机的各运转部位是否灵活可靠，润滑油是否够量，冲孔桩机安装是否平稳钻机就位后，应水平平稳，不得产生位移和沉陷，天车、冲头和桩位中心三者应在同一铅垂线上，开孔的孔位必须准确。

（2）冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2㎝，升降机锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。

（3）冲进过程中，每进5～8尺检查钻机直径和竖直度，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对；根据实际地层变化采用相应的钻进方式，在冲进至中层易液化砂层时，冲进速度必须放慢，以确保成孔质量。

（4）在护筒下1m范围内，宜慢速冲进。

（5）冲孔作业必须连续，并作冲孔施工记录，经常对冲孔泥浆进行检测和试验，不符合要求的随时改正，注意补充新拌的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终要保证，有效地防止了孔壁坍塌，埋冲锥头的现象发生，确保了冲孔桩的成孔质量和成孔速度。

（6）冲孔应用小径冲锥冲到深度后，用大径冲锥扩孔，冲管内的泥渣和泥浆经常倒出，在冲孔排渣，提冲锥头除土或因故停冲时，应保持孔内水头和要求的泥浆指标。

5）、成孔要点

（1）钻孔桩在软土中钻进，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。

（2）冲孔桩每钻进4～5m验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处应验孔。

（3）桩进入全风化岩后，非桩端持力层每钻进30～50cm，桩端持力层每钻进10～30cm应清孔分段取样分析一次，确保入岩深度，并做记录。

（4）成孔中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等情况，应停止施工，采取相应措施后再进行施工。

6）、冲孔桩机操作要点及注意事项

（1）开冲时，应稍提冲头，在护筒内旋转造浆，开动泥浆进行循环，待泥浆均匀后以抵挡慢速开始冲进，使护筒脚处有牢固的泥皮护壁。

冲至护筒脚下1.0m后，方可按正常速度钻进。

冲进过程中必须保证冲孔的垂直。

（2）在冲进过程中，应注意地层变化。

对不同的土层，采用不同的冲进方法；在粘土中冲进，中等转速，大泵量稀泥浆，进尺不得太快；在砂土或软土层中，冲进时要控制进尺，抵挡慢速大泵量，稠泥浆冲进，防止泥浆排量不足，冲渣来不及排除而造成埋冲头事故；在土夹砾（卵）石层中冲进时，宜采用抵挡、慢速、良好的泥浆，大泵量。

（3）冲进过程中，要随时观察孔内水位及进尺变化情况，冲机的负荷情况，以便判断塌孔或漏浆。

（4）冲进过程中，对于地层交界处软硬不匀，颗粒粒径大小悬殊，采用低速慢冲，上下反复扫孔，并随时注意冲孔垂直度检测；在松软土层中冲进，根据泥浆补给情况控制冲进速度。

（5）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面控制在高出最高水位1.5m以上，冲速不要太快，在孔深4m以内不要超过2m/h，往后也不要超过3m/h。

（6）冲进过程中，经常注意泥浆指标变化情况，并掌握好孔内泥浆面高度，发现变化后及时调整。

（7）经常检查机具的运转是否正常，发现异常应立即向当班班长和技术人员报告；润滑部位每班检查一次。

（8）小工具如扳手、榔头、撬棍、垫叉等应放在离孔口较远处，防止掉入孔内。

（9）上下冲时发现阻力大的易缩径孔段，应采取上下来回反复划圆扫孔以保证孔径达到要求。

（10）操作人员要执行操作规程，按规定表格详细记录冲进中每一环节的变化。

（11）钻孔灌注桩施工泥浆循环系统由泥浆泵、护筒、连通管、泥浆池等组成。

钻孔泥浆由泥浆泵从泥浆池1内泵送进浆，使悬浮在泥浆中的钻渣上升至孔口，用泥浆泵排入泥浆池2沉淀，经过沉淀后通过连通管进入泥浆池1，再通过泥浆泵泵送进入，如此反复循环。

（12）综合泥浆池、基桩的钻孔灌注工程量及钻孔平台场地条件，钻孔施工过程，利用泥浆池对钻孔泥浆采用重力沉淀法进行净化。

（13）当满足设计要求并达到设计孔深时，经值班质检员判定并经监理认可后允许终孔。

（14）终孔后，首先进行清孔，根据泥浆质量及井内沉渣多少由质检员确定清孔时间及措施。

清孔结束后，由质检员会同监理下探孔器，孔径孔深及沉渣厚度，作好记录，填写相应表格。

合格后进行安装钢筋笼步骤。

4、钢筋笼制作安装

4.1施工工艺

该桥桩基钢筋笼制作应在现场指定钢筋加工区分节采用长线模架绑扎成型，钢筋笼安装在终孔验收合格后进行。

采用25T吊车为吊装工具，分段在井内吊制安装。

钢筋笼吊放具体分六步走：

第一步：

指挥转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。

第二步：

检查三吊点钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。

第三步：

钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，应检查钢筋笼是否平稳后主钩起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副钩配合起钩。

第四步：

钢筋笼吊起后，主钩匀速起钩，副钩配合使钢筋笼垂直于地面。

第五步：

指挥起重工卸除钢筋笼上副钩吊点的卸甲，然后远离起吊作业范围。

第六步：

指挥吊机吊笼入孔、定位，吊机走行应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。

因桥墩影响，故每节钢筋笼长度不得超过5米。

4.2钢筋笼制作注意事项

（1）钢筋笼的主筋、箍筋和加劲箍筋应按品种、规格、长度编号堆放，以免造成弯曲和错用；钢筋笼制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形；钢筋笼加劲箍和箍筋、焊点必须密实牢固；严禁钢筋笼成型有弯曲或扭曲现象。

钢筋表面应洁净，使用前应将表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。

（2）钢筋笼普通节分节为每节9M，底笼长度根据实际孔深计算。

（3）钢筋笼分段连接采用直螺纹套筒连接时，其接头互相错开，35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。

（4）直螺纹套筒连接的钢筋丝头应加以保护，在其端头加带保护帽或用套筒拧紧，按规格分类堆放整齐。

（5）本工程钢筋笼为保证在运输及吊装过程中不变形，沿加劲圈每两米设置一道十字内支撑。

（6）本工程钢筋笼下放均以吊车或塔吊下放为主，每节钢筋笼吊耳筋均设在笼顶部加劲圈下与主筋焊接，吊耳筋型号采用与主筋型号相同，形状为U型。

（7）制作完毕后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上；存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高方木以免粘上泥土；存放钢筋骨架还要注意防雨、防潮。

（8）钢筋笼每下放一节，应根据钢护筒做基础点用十字拉线法确定中心位置，特别是下放完毕时应重点检查。

如不符合设计及规范要求必须及时调整。

（9）钢筋笼安装完成并符合设计及规范要求后，定位方法采用四根钢筋制作成短撑（型号与主筋相同，长度根据钢筋笼实际的允许平面误差而定）支撑住预埋钢护并焊接。

以防止钢筋笼在砼浇注完成这个时间段内产生偏移。

4.3钢筋笼吊放注意事项

（1）抬运时在若干加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入抬棍，各抬棍受力要均匀，必须保证骨架不变形。

（2）单根扁担可采用工14型钢，严禁随意采用承载力不足器件。

（3）吊放钢筋笼入孔：

当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。

（4）顶笼吊耳筋型号采用与钢筋笼主筋相同，对称分部，长度根据实际孔深设计算，确保钢筋笼顶面标高与设计符合。

（5）钢筋笼放入桩孔时必须按照设计安装定位钢筋。

（6）在吊装、运输过程中可采用十字加强支撑注意割除，以免阻止导管或串通下放。

割除的支撑注意回收利用。

（7）混凝土灌注前及灌注中，应时刻注意、采取措施校正设计标高、固定钢筋笼位置。

（8）桩头外露的主钢筋要妥善保护，不得任意弯折或切断。

5、钻孔桩混凝土灌注

5.1准备工作

①钻孔桩混凝土灌注是成桩的最后一环，在浇注混凝土之前，制定详尽的施工作业指导书，做好充分的准备工作。

②提前向混凝土拌和站下发书面通知，提出数量、标号、质量要求、供应时间，做好砼准备工作。

③混凝土浇注之前，必须准备好备用供电系统。

④要求混凝土拌和站按二倍浇注桩身砼体积备齐砂、石、水泥、外加剂等材料。

⑤备置首方料斗，容量不小于3.5m³。

5.2混凝土浇注

①混凝土浇注导管采用Φ250型快速接口管，按《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000要求，在浇注前进行密封耐压试验，长度测量标码等工作。

②钻孔桩混凝土浇注工序要求衔接紧凑、有条不紊，清孔完成后，应立即下放钢筋笼，接着下放导管。

③在浇注混凝土前再次检查孔度沉渣厚度，如不满足，则立即利用导管进行二次清孔。

④下导管口离孔底0.2～0.4m，第一批灌注混凝土数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）。

⑤灌注开始后，应连续、快速地进行，做到一气呵成，在灌注过程中，要特别注意保持孔内的静压水头，不少于2.0m，同时要及时测量砼面的高度及上升速度。

⑥根据导管长度，推算和控制埋管深度。

导管最大埋深不大于6m，最小埋深不小于2m。

⑦桩顶标高的确定：

灌注桩顶要比设计桩顶标高多浇注0.8-1.0m，以确保桩顶质量。

⑧做好每根桩水下混凝土灌注记录和砼施工记录。

⑨灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度小于1.25；含沙率不得大于8%；黏度不得大于28s。

6近承台桩基施工

现场未施工围护桩在高架桥承台附近的桩基有四处，如图：

图5.6-1受影响围护桩桩位及与承台位置关系图1

图5.6-2受影响围护桩桩位及与承台位置关系图2

图5.6-3受影响围护桩桩位及与承台位置关系图3

图5.6-4受影响围护桩桩位及与承台位置关系图4

在施做这些桩基时，应加强对桥墩的监测，每两小时进行一次测量，检测桥墩是否有沉降，若发现监测数据异常，则需马上停止施工，请相关单位商量后再决定下步施工方法。

桥墩监测图：

图5.6-5桥墩监测点布置示意图

7、钻孔灌注桩施工中常见质量通病的预防措施

7.1主要风险

（1）混凝土灌注过程中，由于混凝土和易性较差、混凝土离析严重，或导管埋深过长、导管提空等，导致断桩。

（2）混凝土由漏斗顺导管向下灌注时，产生一种顶托力，使钢筋笼上浮。

7.2拟采取的主要对策

（1）防坍孔对策

①采用高性能的淡水泥浆成孔。

②根据不同土层选择不同的钻进速度。

在通过土层较差时宜采用慢速进尺。

以防止进尺过快，对孔壁扰动过大，造成后期孔壁失稳引起坍孔。

（2）防偏斜孔对策

①加强现场质量管理工作；对于特殊地质，由技术人员对工班长进行详细的施工技术交底，并传达至每一位操作人员，做到心中有数。

②钻进过程中需密切观察遭遇异物情况，随时调整进尺，避免钻斗偏斜。

③钻孔过程中每钻进一定尺度检查一次钻机的位置及稳定情况，一旦发现钻机移位应及时检查与调整。

并对检查出的偏斜长度进行扫孔。

从而确保孔的垂直度。

（3）防断桩对策

①设计和易性良好的混凝土配合比，坍落度控制在18～22cm，初凝时间在12h以上。

同时在施工过程中注意对混凝土质量的控制。

②针对混凝土灌注方量大，灌注时间长的特点，混凝土搅拌、混凝土运输车等混凝土设备均有备用措施，防止出现意外情况时，混凝土仍然能够连续灌注，同时配备发电机组作为备用电源，防止突然断电时灌注桩基水下混凝土出现的风险。

③加强领导现场值班和人员的管理工作，做到职责明确，确保每个操作人员的工作质量从而保证基桩砼的施工质量。

④加强对通讯设备的检查，确保施工过程中信息畅通，指挥到位。

⑤严格按照《技术规范》要求，进行导管埋深控制，现场技术人员勤测孔深，保证实测数据和计算数据准确无误。

（4）防止钢筋笼上浮

①钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。

②灌注中，当砼表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼端间保持较大距离，以便减少对钢筋笼的冲击。

③混凝土液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。

但注意导管埋入砼表面应不小于2-6m，不大于6m。

如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时，现场操作人员应及时补救，补救方法是马上起拔部分导管；导管拆除一部分后，可适当上下活动导管；这时可以看到，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点；坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。

当然，如果钢筋笼严重上浮，那么这一补救措施也不一定会十分奏效。