武英高速公路一期土建工程施工组织设计 - 图文

5.3.2.1钻孔桩施工

本标段特大桥 1645.58延米/1座、大中桥474.62延米/5座、分离式立交1座、汽车天桥1座、涵洞19座、通道16道。

桥梁除汽车天桥外所有桥涵基础均设计为钻孔桩基础，桩基直径分别为1.2m、1.3m、1.5m、1.8m四种，最大桩长60m。拟采用反循环钻机成孔，人工配合吊机吊装钢筋笼，钢筋笼分段制作，在井口焊接成整体。桩体混凝土在搅拌站集中拌制，砼运输车运输，导管法浇筑桩基砼。

1、设备选型

综合考虑本合同段桩基数量及地层情况以及工期安排，来配备钻机型号及数量，钻机型号采用KP1500型及CJF-18A反循环钻机。

2、施工流程及工艺

1、钻孔灌注桩施工工艺详见附录1.7“钻孔灌注桩施工工艺框图”。

2、施工流程 （1）、桩位控制

使用设计提供的的水准点及测量控制网进行引测，建立施工现场控制网，每个控制点采用混凝土围护，中间放置金属埋件，在埋件上刻十字作为轴线引测点，在桩基施工过程中，各工序均需对现场测量控制点进行校核，并作好记录。

（2）、护筒的制作和埋设

钢护筒采用5-8mm厚的钢板制作，为了便于泥浆循环，在护筒顶端留高400mm，宽200mm的出浆口，护筒长度设置在3～4m左右，筒底用粘土分层夯实。

埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，严格保持护筒的垂直度。护筒固定在正确位置后，用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度。如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在坑底回填夯实300mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口应绑扎方木对称吊紧，防止下窜。护筒顶面比原地面高出0.3m，以防止地表水及杂物进入。

（3）、泥浆池系统的设置、粘土的选择、泥浆指标控制

每台钻机配备一套完整的移动泥浆循环系统，设置沉淀池和活动池。配备3PNL泥浆泵，确保泥浆循环系统畅通。

根据工程地质情况，采用水化快、造浆能力强的优质粘土。 普通钻孔泥浆的性能和指标如下：

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比重：素填土和粘土层取为1.05～1.20，灰岩层取1.12～1.30 粘度：素填土和粘土层取16～22s，灰岩层取19～38s 含砂率<4%，胶体率>95%，PH值大于8～11 （4）、设备安装

钻机就位前，须将场地垫平填实，钻机按指定位置就位，并在技术人员指导下，调整桅杆及钻杆的角度。钻机安装就位之后，要精心调平，使得底座和端座平稳，在钻进运行中定期用仪器或挂垂球检查和校正，确保钻机不产生位移和沉陷。钻机的钻杆和桩孔中心三者在同一铅垂线上，偏差不得大于2cm。

（5）、钻孔

反循环钻机正式开钻前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，方可正式钻进。

开始钻进时，采取“低压慢进”措施，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。钻机钻进过程中每进尺2m提取一次碴样，判明土层，并作详细记录，以便与地质剖面核对。

钻进过程中，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。

当钻至距设计桩底标高l.0m时，注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料。

钻孔作业因故必须停钻时，必须把钻头提出孔道，以防埋钻，孔口加盖防护。

当钻孔深度达到设计要求时，应注意对孔深、孔径和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，进行清孔。

（6）、清孔

当钻孔深度达到设计要求时，应注意对孔深、孔径和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，进行清孔。

反循环钻孔、清孔采用换浆法。当孔内取出的泥浆测试值的平均值与注入的净化泥浆相近时，且测量孔底沉碴厚度小于300mm，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行砼灌注。

（7）、钢筋笼的制作与安装

钢筋笼加工、绑扎在钢筋棚中集中进行，焊接好的钢筋笼用平板车运至现场，吊车配合入孔，钢筋笼过长时可分段入孔后进行焊接。吊装时平稳垂直慢慢放入孔内，切忌碰撞孔壁。钢筋笼就位后再次清孔至符合规范要求。

为保证钢筋有足够的保护层，在钢筋笼四周设钢筋耳环。吊装

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时为防止钢筋笼变形在笼内加设支撑，钢筋笼入孔后采取措施牢固定位，防止灌注过程中发生掉笼或浮笼现象。

（8）、水下砼灌注

钻孔桩水下砼的灌注采用导管法，导管采用直径250mm的钢导管，每节长2m，底节长4m，配以0.5m及1m调整管节，管节间用丝扣联结。

安装导管，放入孔内，导管下口离孔底25－40cm，上口与储料斗相连，储料斗的容积要经过计算，保证导管上口高出成桩砼顶面4.0m。导管在使用前先进行试拼并做闭水压试验。导管随灌注随提升，防止断桩和短桩，作好施工记录。

安装好导管后，开始灌注前，再次核对钢筋笼标高、导管底距孔底尺寸、孔深、泥浆沉淀厚度、孔壁有无坍塌现象。不符合要求，须经过处理后方可开始灌注。

水下砼开始灌注时，首次砼要保证导管埋入深度不少于1.0m。 在水下砼灌注过程中，要经常准确探测孔内砼面的标高，及时调整埋管深度。埋管深度控制在2～4m，防止导管上浮，出现断桩事故。

砼采用搅拌站集中拌合，砼搅拌运输车运输，泵送灌注。水下砼一次连续灌注。砼存储量要满足首批入孔深度要求。水下砼的灌注应连续地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内的砼不满时应徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管，为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，经常保持孔内水头高度。

水下砼灌注应比设计桩顶高度多灌注1.0m，以保证桩顶混凝土质量。

（9）、质量检测

成桩后要及时按规范要求对成桩质量进行检测。在监理工程师在场的情况下，对每棵桩采用无破损检测法，并按要求进行钻芯取样法检测。

3、防止断桩措施 1)、断桩原因分析

断桩产生的原因主要有以下几个方面：

(1)、灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱、提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。

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(2)、在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

(3)、卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。混凝土配合比在执行过程中的误差大，坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。

(4)、坍塌。工程地质原因。在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。

(5)、另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。

2)、断桩处置

(1)、原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。

(2)、接桩。首先对桩进行声测确定好混凝土的部位，如果断桩位置地质条件允许使用挖孔桩施工，按照挖孔桩程序接桩。

(3)、桩芯凿井法。边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。

3)、防断桩要点 （1）、认真导管强度与连接。做到导管内壁光滑，孔径一致，导管使用前先进行试拼、试压，试压的压力达到孔底静水压力的1.5倍，防止堵管。

（2）、严格控制混凝土配合比，混凝土骨料最大粒径不大于32mm，并防止砼内掉入其他杂物堵塞导管；配置足够的砼拌合设备缩短灌注时间。

（3）、采用混凝土搅拌运输车运送砼，防止砼在运输过程中出现离析现象。

（4）、严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。灌注水下混凝土末期，导

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