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钻孔灌注桩施工作业指导书钻孔灌注桩施工作业指导书 一一.工程概况工程概况 大庆至广州高速公路第 S20 标段位于从化市吕田镇境内，起讫里程 K113+860K126+400，线路全长 12.54km.本桥跨越竹坑支流，桥位处 100 年一遇设计流量 72.9m/s,沟谷底多旱地，坡面较陡，植被茂密。桥下有宽约 3.0m 碎石机耕路相通，交通较方便，桥位附近人文活动一般。1、桥跨布置 本桥位于曲线半径为 1500m 的圆曲线上；桥面横坡为 3。本桥为标准双向六车道整体式桥梁，桥宽216.4m，桥面铺装为沥青混凝土。本 桥 桥 跨 位 置 采 用 左 右 幅 桥 对 孔 布 置，桥 起 讫 里 程 为K116+365K11 6+496，桥长 131m，空跨布置为：525，桥墩避开了小河及机耕道，桥下过水能力富裕，桥墩不受小河冲刷影响，桥下立交净空大于5.0m.本桥上部结构采用 25m 小箱梁，先简支后桥面连续，集中预制吊装施工。2、上下部结构形式 本桥下部结构采用桩柱式桥台；桥墩采用半幅双柱墩，柱间距 8.7m,盖梁为钢筋混凝土盖梁，桥共有钻孔桩 28 根;柱桩尺寸有1.3-1.5m、1.4-1.6m 两种。二二.工程地质工程地质 本标段路线横跨河岔河谷布设。主槽及河漫滩以漂（块）石土、卵石土及砾石土为主，下伏基岩以强风化弱风化千枚岩为主。三三.施工机具施工机具 1.钻机及机具 由于本标段桩基岩层岩性主要为河滩覆盖层为亚粘土及卵石土，河槽覆盖层为漂卵石土，其下为强弱风化千枚岩，因此在钻孔桩施工中选用冲击钻冲击成孔。钻孔的机具主要有抽水泵、泥浆泵等。2.封孔设备 封孔设备包括吊机、导管、卡盘、漏斗、贮料斗、拔塞、上料斗等。导管用钢管制成，每节 2.6m，每套另配制 1.0m、0.5m 各一节，以利调节。内径为 2535cm，壁厚 5mm 为宜。导管使用前须进行水密、承压和接头抗拉等试验。卡盘有翻板式、开门式、夹管式等多种均可采用，其长度应大于护筒直径 1.0m 为宜（卡口设正中），宽度一般为 0.81.0m。贮料斗的容量应根据孔径的大小而定，确保首批混凝土拔塞灌注后，导管初次埋深不小于 1.0m。四.施工方法 钻孔桩主要工序包括钢护筒埋设、泥浆护壁钻孔、成孔、钢筋笼现场绑扎及吊装、水下灌注混凝土成桩五个工序 1、护筒埋设 平整场地、清除杂物、换除粘土、夯打密实，场地准备完成后，测量定出桩位，放出钢护筒边线，依据钻孔桩中心，引出骑马桩，并保护好桩位，以便在钻机就位后控制好三心一线（钻头、钻杆、钻孔桩中心，三者应在同一铅垂线上），钢护筒设计直径根据桥梁设计规范要求，护筒直径比桩径大 2040cm,埋置深度大于 2m，高出地面部分不小于 0.3m。钢护筒测量就位后，四周用粘土回填夯实，回填时注意保持筒体竖直。2、冲击钻钻孔施工 钻孔桩施工前，必须提前备有足够数量的粘土或膨润土，掏碴后应及时补浆。钻进开始时，应多加粘土，并采用小冲程，一般不大于 1.0m，慢速钻进，当钻进至护筒底 34m 时，可加大冲程，加快钻进速度。冲击钻孔时与之距离在 5 米之内的相邻桩必须保证灌注时间达到 24 小时，有一定强度后方可进行。冲击钻的冲程大小和泥浆稠度，应按通过的土层情况来决定。当通过砂砾、砂、卵石层时，采用小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。当通过坚硬的孤石层时，采用大冲程，使卵石破碎。在任何情况下最大冲程不宜超过 6m，以防止卡钻、冲坏孔壁或成孔不圆。在易坍塌或钻孔漏水地段，宜采用小冲程，并提高泥浆的粘度和比重。钻进过程中，每进尺 23 米，应检查孔直径和竖直度，确保钻孔直径和竖直度符合要求。泥浆补充与净化：开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应及时补充。并按有关技术规范检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。新制泥浆比重宜为 1.101.4g/cm3，新制泥浆含砂率不大于 4%，胶体率不小于 95%，粘度控制在 1824S。每钻进 2m 或地层变化处，应在泥浆池中捞取钻碴样品，查明土类，以便与设计资料核对，并及时做好钻孔记录。钻进过程中，钻孔往往会产生一定程度的偏斜，若偏斜较大，继续施工会发生困难，改变桩的受力状态，甚至钻孔不能进行。钻孔偏斜主要是地质条件、技术措施和操作方法等三方面的原因造成，若发现钻孔偏斜，多采用扫孔方法，将钻头提到发生偏斜位置，吊住缓缓回转扫孔，并上下反复进行，使钻头逐渐正位。3、清孔 钻孔达到设计标高并经监理工程师确认桩底岩样后，立即进行清孔，然后用伞形验孔器检查孔中心偏位、孔径、及桩孔垂直度，同时测定孔底泥浆沉淀厚度（满足设计要求），经监理工程师验收合格后，移开钻机，吊放钢筋笼灌注混凝土。4、钢筋笼的制作和下放 a、钢筋笼制作 钢筋笼在现场加工，吊车安装下放。钢筋笼采用加劲筋（间距2m）成型法，加劲筋点焊在主筋内侧，制作时校正好加劲筋与主筋的垂直度，然后焊接牢固，布好螺旋筋并点焊于主筋上。在主筋上沿圆周方向均匀分布焊接 4 个以上保护层耳环。焊接加工要确保主筋在同一搭接区段面内接头不大于 50%；主筋搭接采用焊接。焊接长度、质量必须满足规范要求。钢筋笼根据需要每隔 2m 在内侧设置“”或“米”字型内撑，以防止钢筋笼存放、转运、吊装时变形；每节钢筋笼的吊点位置还要设特别加强撑，同时对同一条钢筋笼要逐节增大加强撑的刚度，以防止吊装时吊点处变形。b、钢筋笼安装 安装时采用扁担起吊，同时使用吊机主副钩（或两台吊车抬吊）先将钢筋笼水平吊起，离开地面后再一边起主钩、一边松副钩，在空中将整节钢筋笼吊至竖直，严禁单钩吊住钢筋笼一头在地上拖拽升高来吊直钢筋笼，防止骨架变形；钢筋笼竖直后，检查其竖直度，进入孔口时，扶正缓慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼边下放边拆除内撑。钢筋笼的连接采用焊接或冷挤压连接，保证各节钢筋笼中心在同一竖直轴线上。钢筋笼下到设计标高后，定位于孔位中心，将主筋或延伸钢筋焊接在护筒上，以防止骨架在浇注砼时上浮或移位。桩基超声波检测用检测管同时固定在钢筋笼上下放，其上下两端要用钢板封牢，以免漏进泥浆。钢筋笼下放完成后，马上下放导管进行二次清孔，并做好灌注水下砼的准备。5、水下砼的灌注 a、砼的基本要求 桩基砼标号为 C30，考虑到水下砼浇注的各种因素，在进行砼配合比设计时要满足以下要求：坍落度：1822cm；坍落度降至 15cm 的最小时间：2h；砼初凝时间：6h；最大粗骨料直径：31.5mm.砼采用罐车运输至浇筑地点，采用汽车吊或罐车直接放料到料斗进行施工。砼浇筑进度30m3/h 控制，应满足设计要求。b、导管 导管选用内径为 300mm 的无缝钢管。导管使用前和使用一个时期后，除应对其规格、外观质量和拼缝结构进行认真的检查外，还需作拼接、过球、承压及水密性试验。导管分节加工，分节长度应便于拆装和搬桩基砼灌注示意图h3h2Hch1Hw运，并小于提升设备的提升高度，每节长度以 24m，还需加工两节1m 长度为高度调节。首盘砼灌注时，导管离开孔底高度宜在 3050cm 左右。c、砼浇注 当二次清孔的沉渣厚度满足设计要求并经监理工程师检查合格后，即可进行水下砼的浇筑。砼集料斗要满足首批砼需要量要求，保证首批砼管灌注后导管埋深 1m 以上后。如图 3：首批砼的计算图，首批砼需要量：V（d2h1+D2Hc）/4 式中：V-首批砼所需数量，m3；h1-W 井孔砼面达到 HC 时，导管内砼柱体平衡导管外泥浆压力所需的高度，即 h1Hww/c，m；Hc-灌 注 首 批 砼 时 所 需 井 孔 内 砼 面 至 孔 底 的 高 度，Hc=h2+h3,m；HW-井孔内砼面以上水或泥浆的深度，m；d-导管直径，取 d=0.25 m；D-桩孔直径（考虑 1.1 的扩孔系数），m；W、c-为水（或泥浆）、砼的容重，取W=11KN/m3,c=24KN/m3;h2-导管初次埋置深度（h21.0 m），m；h3-导管底端至钻孔底间隙，约 0.4 m，m；用顶塞法浇注首批砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算导管埋置深度，确信符合要求后即可正常灌注。砼浇注过程中应注意以下事项：、灌注开始后，应紧凑连续进行，并注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管在砼内埋深控制在 2m6m。、砼浇注面上升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被砼顶托上升，浇注速度适应放缓，而当砼进入钢筋骨架 45m 以后，适当提升导管，减小导管在钢筋骨架下的埋置深度。、在砼灌注过程中，后续砼要沿导管壁徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。另外，为保证桩基础的密实，要定时抽插振动导管，达到振动效果。、为确保桩顶质量，砼浇筑标高应比设计桩顶标高高出 50cm1.0m，在基坑开挖后,桩基础达到强度后用风镐凿除至设计标高。d、砼在浇筑过程可能遇到的问题及其处理：、首批砼灌注失败：用带高压射水的100mm 吸泥机将已灌注砼吸出，重新按要求浇筑。、导管进水：如因导管埋深不足而进水，则将导管插入砼中，用小型潜水泵抽干导管内的积水，再开始灌注；如因导管自身漏水或接头不严而漏水，则应迅速更换已经拼接检查好的备用导管，然后按前面做法处理；如上述两种方法处理不能凑效，则应拆除灌注设备，用到高压射水的300mm 空气吸泥浆机将已经灌注砼吸出，清孔后再继续浇筑砼。、卡管：初灌时隔水栓卡管，或因砼自身卡管，可用长杆冲捣导管内砼，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器使隔水栓下落。如仍不能下落，则将导管连同其内砼提出钻孔，另下导管重新开灌。如因机械发生故障或因其它原因使砼在导管内停留时间过大，孔内首批砼已初凝，宜将导管拔出，用吸泥机将孔内表层砼和泥渣吸出，重下新导管灌注。灌注结束后，此桩宜做断桩予以补强。e、桩基检测 水下砼浇筑结束 7 天后才能进行桩基检测，检测合格后可立即进行下道工序施工。若检测出桩基存在缺陷，视缺陷情况采取适当的处理办法。一般若有桩身砼夹泥、断桩、孔动、桩底沉渣等缺陷可以考虑在桩身用地质钻机钻孔、缺陷段高压水切割、气举排渣、缺陷段注压水泥浆的处理方法。待处理结束、水泥将达到设计强度后再次对桩基进行检测。如此直到检测合格为止。钻孔灌注桩成孔检查标准 编号 项目 允许偏差 附注 1 孔的中心位置 群桩：10cm 单排桩：5cm 2 孔径 不小于设计桩径 3 倾斜率 1/100 4 孔深 不小于设计孔深 5 孔底沉渣厚度 15cm 6 清孔后泥浆指标 相对密度：1.081.2 粘度 1720s,含在孔底、中、顶分别取样检砂率4%验，取均值 大广高速公路大广高速公路 D3 合同段合同段 钻钻钻钻钻钻孔孔孔孔孔孔桩桩桩桩桩桩工工工工工工程程程程程程 施工作业指导书 受控 标识 更改 状态 编 号 版本 A 编 制 人 左亮 日期 2013.8.7 审 核 人 金廷喜 日期 20013.8.7 批 准 人 唐海涛 日期 2013.8.7 中铁七局大（庆）广（州）高速公路项目经理部中铁七局大（庆）广（州）高速公路项目经理部