钻孔桩施工技术方案.doc

钻孔桩施工方案
一、编制依据
1、《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2003）
2、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）
3、《广州市轨道交通四号线黄阁至冲尾段工程施工图》
4、《广州市轨道交通四号线车黄阁至冲尾段土建工程招标文件》
二、工程概况
广州市轨道交通四号线黄阁至冲尾段五标蕉门站位于广州市南沙开发区规划的凤凰大道东侧的绿华带上，其设计起点里程为YDK52+882.5，终点里程为YDK52+957.5，车站为高架侧式站台车站，车站的有效中心里程为YDK+920。由于车站地下覆盖有较厚的软土层，故车站采用钻（冲）孔灌注桩基础。其中Ф1.5的37根，Ф1.2的41根，Ф1.0的19根。车站主体结构总长75m，车站沿线路的柱跨为25m，采用双柱支承的“П”形结构。
三、工程地质及水文
本站地质可分为两部分，上部覆土层主要为人工填筑土、种植土，海陆交互相沉积层和残积土层，由淤泥质粘土和中粗砂（局部粉砂）组成；下伏基岩为花岗混合岩。强风化、微风化岩顶面埋深20～50m，以中风化岩(3倍桩径)作为桩基础的持力层。特点是淤泥层厚，砂夹层多，易坍孔缩颈
四、钻孔桩施工组织及安排
（一）施工方案
根据勘探地质资料及设计要求，本段土质上层以粘性土、局部为砂层，下层为岩石，集合地质条件，本工程钻孔桩施工全部采用冲击钻成孔。（对淤泥较厚桩位打设钢护筒护壁）。
（二）施工顺序

场地平整→桩位放线 → 开挖泥浆池、浆沟 → 护筒埋设

→ 钻机就位、孔位校正 → 冲击造孔、泥浆循环 → 清孔换浆 → 终孔验收

→ 下钢筋笼和导管 →二次清孔→ 灌注水下砼 → 成桩养护

（三）施工工艺流程图
平整场地
测量放线，标出桩位
埋设钢护筒
钻机就位
制作钢护筒
选择钻头
钻进
向孔内注泥浆
泥浆沉淀池沉淀
成孔
泥浆池
清孔
测量沉淀厚度
下放钢筋笼，固定牢靠
灌注水下砼
制砼试块
测量砼面高
成桩交验
砼试块检验
钻孔桩施工工艺流程图
制作钢筋笼
设立砼灌注设备
合格
检查合格
测量钻孔深度、
斜度、直径

二次清孔

（四）施工机械及设备
钻孔桩施工机械及设备一览表
设备名称
数量
设备规格、主要工作性能
冲击钻机
10台
Ф1.5（5台），Ф1.2（3台），1.0（2台），主机功率44～45kw
泥浆泵
10台
22KW
泥浆输送管
600m
Ф100
灰浆漏斗
4个
1.5m3
导管
4套
Ф250，3m/节，240m/套
汽车吊
1台
QY25
钢筋弯曲机
1台
GW40-1，6-40mm
钢筋切断机
1台
GQ32，32mm
电焊机
12台
AXP-400

（五）施工组织总体设计
1、施工进度计划
本标段工期紧，钻孔桩施工为影响整个工期的关键工序，因此控制钻孔桩施工工期尤为重要。结合本工程工期要求及实际情况，本段计划定于2005年11月6日开始施工，并于2006年1月19日全部完成钻孔桩施工，共计75个工作日，完成全部97根桩，平均每天需要完成1.3根桩。根据以往的钻孔桩施工经验，1台冲击钻在相同的地质条件下完成1根同等长度的桩需要6个工作日，故本段共需钻机10台。
2005年11月份～2006年1月份每月完成钻孔桩数量如下表：
月
份
施工
天数
完成数量
（根）
占总量百分比
（%）
示意图
11月
25天
32根
34.02%

12月
31天
41根
42.27%
1月
19天
23根
23.71%

2、钻孔桩施工主要材料计划
钻孔桩施工各月份主要材料计划见下表：

11月
12月
2006年1月
总计
钢筋（t）
153.94
190.88
116.99
461.81
C30砼（m3）
1766.67
2190.67
1342.67
5300.5

四、冲击钻钻孔施工
（一）钻孔施工准备
1、先测量桩位，放出墩桩位中心；修筑临时便道，进行场地平整，清除杂物、淤泥等。
2、开挖泥浆池，制备泥浆：在路线左侧征地红线范围内开挖泥浆池，泥浆池的布置及数量要考虑到多墩同时施工的要求，开挖的弃土可用于回填其他废弃的泥浆池，泥浆池设造浆池和废浆池各一个，造浆池的大小设计为满足工区内桩基钻孔施工，造浆池容积宜为160m3左右，根据地形条件，泥浆池尺寸为： 10.0×8.0×2.0m。
3、测量各桩位的中心位置，并用Ф22螺纹钢做好桩位标记。
4、埋设钢护筒：成孔时先在孔口埋设圆形6～8mm厚钢板护筒，护筒内径应比设计桩径大200mm，护筒深不少于2.0m,若上部松土较厚，穿过松土层，以保护孔口和防止塌孔。护筒埋设后，将护筒周围处的回填土夯实，护筒平面位置偏差不得大于5cm，护筒倾斜度偏差不得大于0.5%，护筒顶高出施工地面，并确保成孔时护筒无沉落。对淤泥较厚的打入钢护筒护壁。
5、检查人员、机具等是否就位，做到机具、水电等全套设施正常才开始成孔。
（二）冲击钻成孔施工
1、钻机就位：垫上枕木，移动冲击钻就位，使冲击钻对准护筒中心，要求中心偏差不大于±20mm。
2、冲击钻开始冲孔时，应低锤（小冲程）密击,锤高0.4～0.6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按下表选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击。

各类土层中的冲程和泥浆密度选用表
项次
项目
冲程（m）
泥浆密度
备注
1
在护筒中
及护筒下
3m以内
0.9～1.1
1.1～1.3
土层不好时应提高泥浆密度，
必要时加入小片石和粘土块
2
粘土
1～2
清水
或稀泥浆，经常清理钻头上泥块
3
砂土
1～2
1.3～1.5
抛粘土块，勤冲勤掏渣，防塌孔
4
砂卵石
2～3
1.3～1.5
加大冲击能量，勤掏渣
5
风化岩
1～4
1.2～1.4
如岩层表面不平或倾斜，应抛入20～30cm厚块石使之略平，然后低锤快击使其成一密闭平台，再进行正常冲击，同时加大冲击能量，勤掏渣
6
塌孔回填
重成孔
1
1.3～1.5
反复冲击，加粘土块及片石

3、冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。当冲孔土层为粘性土时，可采用自成泥浆护壁，往孔内加清水，通过上下冲击使成泥浆护壁；当冲孔遇流沙、软淤泥或松砂层时，应适当加大泥浆密度，同时钻进时进尺放慢，防止孔壁塌孔。
4、每冲击1～2m应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。用泥浆循环法进行排渣，将输浆管插入孔底，泥浆在孔内向上流动，将残渣带出孔外。在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，以免水位升降波动造成对护筒底处的冲刷，同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。
5、在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。
6、成孔后，应用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深，同时需入中风化岩深度满足3D，经监理工程师核对无误后，用泥浆置换法进行清孔，用相对比重低的泥浆压入孔底，逐步把孔内悬浮的沉渣抽出。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使泥浆密度控制在 1.25～1.3之间。
7、成孔质量要求：
①钻孔应符合下表的允许偏差

钻孔桩灌注检查项目及允许偏差
项目
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法及频率
1
砼强度（Mpa）
在合格标准内
按施工规范规定检查
2
桩位（mm）
100
用全站仪检查纵横方向
3
钻孔倾斜度
1%
查灌注前纪录
4
沉淀厚度
不大于设计要求
查灌注前纪录
5
钢筋骨架地面高程（mm)
±50
查灌注前纪录

②清孔满足设计及施工规范要求，清孔后泥浆指标：相对密度1.1～1.3，粘度16～22s，含砂率<4%，胶体率>90～95%。
③钻孔桩入岩深度满足不小于3D的设计要求。
（三）冲击钻成孔常遇问题及处理办法见下表

冲击钻成孔常遇问题及处理办法
常遇问题
产生原因
预防措施及处理方法
桩孔不圆，
成梅花形
1、钻头的转向装置失灵，冲击时钻头未转动；
2、泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。
1、经常检查转向装置的灵活性；
2、调整泥浆的粘度和相对密度。
钻孔偏斜
1、冲击钻遇探头石、漂石，大小不均，钻头受力不均
2、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉降。
3、土层软硬不均；孔径大，钻头小，冲击时钻头向一侧倾斜。
1、发现探头石时，应回填碎石或将钻机稍移向探头石一侧，用高冲程猛击探头石，破碎探头石后再钻进；
2、经常检查及时调整。
3、进入软硬不均地层，采取低锤密击，保持孔底平整，穿过此层后再正常钻进。
孔壁坍塌
1、泥浆相对密度偏低，起不到护壁的作用，孔内泥浆面低于孔外水位；
2、遇流砂、软淤泥、破碎地层或松软层钻进时进尺过快；
3、地层变化时未及时调整泥浆相对密度；
4、清孔或漏浆时补浆不及时，造成泥浆面过低，空压不够而塌孔；
5、成孔后未及时灌注砼或下钢筋笼时撞击孔壁造成塌孔。
1、探明塌孔部位，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到塌孔位置以上1～2m，等回填物沉积密实后再重新冲孔；
2、按不同地质采用不同的泥浆相对密度，提高泥浆面，严重塌孔时，用泥土泥膏投入，待孔壁稳定后，采用低速重新钻进；
3、地层变化时要随时调整泥浆相对密度，清孔或漏浆时应及时补充泥浆，保持浆面在护筒范围以内；
4、成孔后应及时灌注砼，下钢筋笼时应保持竖直，不撞击孔壁。
流砂
1、孔外水压力比孔内大，孔壁松散，使大量流砂涌塞孔底。

1、流砂严重时可抛入碎砖石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，使成竖厚孔壁，阻止流砂涌入保持孔内水头。
吊脚桩
1、清孔后泥浆相对密度较低，孔壁塌孔或孔底涌进泥砂，或未立即灌筑砼；
2、沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使孔壁落孔底
1、做好清孔工作，达到要求立即灌注砼
2、注意孔壁，不让重物碰撞孔壁。
冲击钻头被卡
1、钻孔不圆，钻头被孔的狭窄部位卡住（叫下卡）；冲击钻头在孔内遇到大的探头（叫上卡）；石块落在钻头与孔壁之间；
2、未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小，钻头入孔冲击被卡；
3、在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过高，以至钻头被吸住。
1、若孔不圆，钻头向下游活动余地，可是钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头；使钻头上下活动，让石块落下；
2、若孔径已变小，应严格控制钻头直径，并在孔径变小处反复冲刮孔壁，以增大孔径；
3、用泥浆甭向孔内泵送性能良好的泥浆，替换孔内粘度过高的泥浆。

五、钢筋笼的制作与吊装
1、采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，现场进行加工。钢筋的加工遵照图纸设计要求进行。
2、按施工的实际桩长来决定钢筋的下料，依桩的长短来确定分段制作的长度，
本段钢筋笼分段进行加工。
3、依设计图纸的规定，先制定相应的加劲筋，然后按规定的根数布置主筋，设立每隔2m一道的加劲筋，排列好后将主筋按规定间距焊死在加劲筋上，再依设计规定的间距焊接箍筋。
4、成孔验收第一次清孔后，利用吊车将钢筋笼吊入桩孔，钢筋笼分段制作，每下完一节后用钢筒或方木固定在钢护筒上，再用吊车吊住另一节进行焊接，段间钢筋焊接长度为10D。在钢筋笼外侧焊设计图纸上的定位钢筋，以保证保护层的厚度。吊放钢筋骨架入桩孔时，均匀下落，保证钢筋笼居中。钢筋笼顶部与护筒固定，以防灌注砼时钢筋骨架上升。砼检测用超声波管按设计图纸安装，符合规范要求。
5、骨架落到设计标高后，将其校正在桩中心位置并固定，待砼灌注完毕并初凝后才解除固定设施。
6、钢筋骨架安装完成后必须进行二次清孔工作，且在灌注砼前，应射水冲射孔底3～5min，翻动沉淀物。
7、质量要求：
①钢筋的品种规格、质量和性能应符合设计及施工有关标准的规定。
②钢筋的加工、骨架的制作应符合设计要求及有关规范的规定。
③安装钢筋时，配置的钢筋级别、直径、根数和间距符合设计要求，焊接的钢筋和钢筋骨架，没有变形、松脱和开焊。清除钢筋表面浮皮及铁锈。
④向驻地监理工程师报告钢筋质量自检查结果，并办理验收手续。
六、水下混凝土灌注
1、导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。同时检查拼装后的垂直情况，根据桩孔的总长，确定导管的拼装长度。使用前，进行过球、水密及承丈压试验，试验时的水压，大于井孔内水深至1.5倍的压力。吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。
2、导管吊放完毕，在导管口加封带管的铁板，往导管内加灌泥浆，使沉淀在孔底的沉渣飘流，即灌注砼前换浆工作。
3、复测孔底标高，检查沉渣的厚度，判断是否达到设计要求及满足灌注要求。
满足要求后，方可灌注砼。
4、在导管上端连接砼漏斗，其容量必须满足储存首批砼数量的要求。开始灌注时，在漏斗下口设置干水泥球，当漏斗箱内储足首批灌注的砼数量时，剪断吊住干水泥球的铁丝，使砼猝然落下，迅速落至孔底并把导管裹住。灌注砼时确保有足够的砼储备量，以保证桩基砼浇筑的连续性及桩基的施工质量。
5、灌注砼期间，配备水泵、吸泥机及高压射水管等设备，以保持井内水头和及时处理灌注故障。灌注首批砼时导管下口至孔底的距离为25～35cm，导管埋入砼中的深度不小于1m，储料槽和漏斗中砼冲出活门全部下落后，将导管下降10～20cm，以增加导管埋深。
6、砼的灌注连续进行，有短时间停歇时，经常动动导管，使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注砼边提升导管和边拆除上一节导管，使砼经常处于流动状态，尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管底埋置于混凝土的深度达3m左右，或导管中混凝土落不下去时，开始将导管提升。提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于2m且不大于6m。根据砼的浇筑情况和埋管深度逐节拆除导管。提升导管要保持导管垂直及居中，不能倾斜以免牵动钢筋骨架。
7、在灌注过程中，由于在潮汐地区，应随时观察保持孔内水头高度。
8、井孔内砼面位置的探测，采用锤重不小于4kg的锥形探测锤探测。砼灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管，拔管采用慢提及反插，灌注的桩顶标高预加0.5～1m。
9、灌注时取较有代表性的砼做抗压试件，灌注完成后及时清洗灌注工具及清除部分表面泥浆层。待终凝后再凿砼桩头到砼新鲜面。
10、桩基砼质量的检测采用小应变动测、超声波检测，并按规范及设计要求数量钻芯取样。
11、保持施工场地的清洁，灌注水下砼孔内排出多余的泥浆应及时清运，不得任其四处流淌。
12、对每根桩做好一切施工记录，并按规定留取混凝土试验件，做出试压结果。将上述资料整理好，提交有关部门检查及验收。
13、待砼强度达到要求后，按设计及有关规定的要求，确定检测桩的数量，提前埋设好检测管。待砼强度达到要求后，联系质检部门对桩的各项技术指标进行检测。
七、钻孔桩施工质量保证措施
钻孔桩施工质量保证技术措施
1、严格控制钻机位置，防止冲击钻在冲孔时发生位移，经常检查钻头是否对准护筒中心，控制桩位偏差在100mm以内。
2、冲孔时随时注意地层土质的变化，根据不同的地质采用不同的泥浆相对密度；遇流砂、软淤泥等不良地质时，控制钻进速度，防止孔壁坍塌。
3、钻进时遇土层软硬不均时采取低锤密击，保持孔底平整，防止钻孔偏斜；经常检查钻机底座是否产生不均匀沉降，并及时调整。
4、 钢筋笼吊装安放好后，再次清孔，使底部沉渣满足要求，泥浆比重控制在1.1～1.3之间。
5、钢筋笼应符合图纸设计尺寸，笼体应完整牢固，焊好垫块保证钢筋笼有足够的保护层。
6、开始灌注砼时导管埋入砼深度不小于0.8m，灌注过程中保持导管埋入砼深度为3～6m。

八、钻孔桩安全文明施工保证措施
钻孔桩安全文明施工防护措施
1、已成桩孔口的覆盖，对成桩等孔洞部位，做好简易标识牌，避免人员掉入摔伤。
2、安置钻机部位场地应夯实整平，防止钻机在冲孔时发生倾覆伤人。
3、钢筋笼在吊装时由专人负责指挥，吊车在起吊前，支腿应支架在硬实的土层上，并垫上枕木，在起吊半径范围内禁止闲杂人员逗留。
4、移动设备的供电线，应使用橡胶套电缆，穿过行车道时，应穿管埋地铺设，破损电缆不得使用。
5、配电箱的接线采用电缆线，电源总开关放置在干燥处，设集中开关箱，并由专人看管，其他人不准随意开关电源。
6、废弃泥浆需运至指定地点，不得随意排放，污染农田。
7、弃土运至指定地点堆放，所有弃土运输车都保证车容整洁。
8、施工期间派专人对场内道路进行清扫，保持路况良好和路面清洁。
9、居民区段夜间施工采用噪音较小的电动设备，力求将施工噪音控制在规范允许的范围之内。
10、定期对职工进行环保教育，提高职工环保意识，工地不出现乱丢乱扔现象，保持整个工区环境清洁卫生。

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