桩基-旋挖钻机施工技术交底XXXX-3-18.docx

旋挖桩施工技术交底
一、地质情况
南丰大道特大桥工程和三水站特大桥工程
地质资料；工程地质特征
根据勘察揭示，桥址场区的岩土层按其成因分类主要有：
1）. 第四系人工填土层（Q4ml）；2）. 第四系冲洪积层（Q4al+pl）； 3）. 第三系（N-E）泥岩、泥质粉砂岩、砂岩，现自上而下叙述如下：
1、第四系人工堆积层（Q4ml））
（1）素填土：浅灰色、灰黄色
2、.第四系冲洪积层（Q4al+pl））
（2）0淤泥：灰黑色，流塑，成分以粘粒为主，粉粒次之，含腐植质，具臭味，局部夹薄层粉砂。
（2）0-1淤泥质粉质黏土：深灰色、灰黑色，软～流塑
（2）1-2粉质黏土：浅黄色，浅灰色，灰白色，软塑。
（2）1-3粉质黏土：浅灰色，浅黄色，灰褐色，可塑，成分主要为黏粒、粉粒。
（2）1-4粉质黏土：棕红色，黄褐色，硬塑，成分主要为黏、粉粒。
（3）2-1粉砂：浅黄色、灰白色，成分主要为石英、长石，含黏粒
（6）2-2 泥岩：褐红色，棕红色，深灰色，强风化，泥质结构，层状构造。
（6）2-3 泥岩：褐红色，棕红色，深灰色，中风化，
成桩质量，拟建桥梁桩基础施工时应采取适当护壁措施，防止软土层孔壁缩径或坍孔。
3、水文地质特征及环境评价
1）地表水
拟建的南丰特大桥桥址位于北江中下游流域冲积洪平原，地表水系发育，主要表现为较多的沟涌、水渠，以及地表分布大量的人工修筑的鱼塘，地表水主要接受大气降雨补给，并以蒸发或排泄于主流北江。
2）地下水
勘察期间测得地下水埋深2.70～4.50 m，（标高-0.254～1.03m）。
3）但根据初勘所采集的场地地下水分析结果，地表水具微侵蚀性，地下水具H1酸性侵蚀。
钢材、钢筋：HRB335钢筋，HPB235钢筋。
4、墩台及基础
本册基础形式采用1.0 m及1.25m桩基础。
5、基础及下部结构施工方案
位于鱼塘内基础采用筑岛填心施工，围堰采用草袋围堰，其余采用一般施工方法，12-14号墩位于大棉涌中，采用站桥加平台施工，围堰采用钢板桩围堰。
二、旋挖桩工程量

分项工程名称
单位
数量
备注
南丰大道特大桥钻孔灌注桩
根
384
C35砼
三水站特大桥钻孔灌注桩
根
645
C30砼
钢筋笼制安
t
3560

水下混凝土
ｍ³
49866

（一）、施工工艺及流程
本工程钻孔桩施工选用三一重机入岩旋挖机（型号SY250R）。灌注桩砼采用C30水下商品砼。施工工艺流程如下图所示；

各项准备工作
钢材检验
砼运至现场
测量定位
挖泥浆池
埋设护筒
钻机就位
制钢筋笼
架设泥浆泵
钻进成孔
泥浆循环
测量孔深
排弃泥浆
下置钢筋笼
钢筋笼检验
检查导管
下灌浆导管
测量沉渣
砼灌注
试块制作
检验砼性能
成 桩
桩检测
拔出护筒
移至下桩
换浆清孔

（二）、设备选型
本工程钻孔桩施工选用三一重机入岩旋挖机（型号SY250R），适用于入岩、砂性、含圆砾土层，震动小、钻进速度快，供浆泵选用3PN泥浆泵，吊放钢筋笼采用PC200挖掘机吊运配合，浇捣混凝土桩心采用300钻冲桩机配合进行，导管采用φ250㎜丝扣接头型导管，节长为1-2-2.5米，底节长为>4米。
（三）、施工方法和步骤
1、施工准备
在钻孔桩施工前，必须先进行施工围档立设，施工围档结束后再进行施工用水、施工用电的架设工作。施工便道要畅通，在墩台的桩基施工范围内，采用路基板垫铺。
2、测量放线
根据设计各墩位的座标，由测量组采用全站仪、水平仪对各个桩位进行定位放线，桩位标志应准确牢固。各桩位自检合格后报监理工程师复检，合格后方可埋设护筒。
3、钢护筒制作埋设
（l）、护筒埋设（L﹤2.0 m）
护筒采用钢护筒，其内径比桩径大40cm以上。埋设护筒时，护筒中心轴线对正测定的桩位中心，护筒与桩位中心线偏差不得大于2cm，倾斜度不大于1%，高度宜高出地面0.30-0.50m或高出地下水位2.00m，护筒固定在正确位置后用粘土分层回填夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落。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﹥0.50m厚度的粘土后再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。
4、钻机就位
（1）、钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好，确定钻机工作正常后驶入工作区域内，将钻头中心直接对准桩位中心点，保证就位准确，允许误差为：以线路中心线为准，纵向：±100mm；横向+50mm、0mm。桅杆的垂直度<3‰，再将钻头中心点精确对准桩位中心点。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应经常校核钻杆的垂直度。
（2）、定位后，将适合本桩位地层的各种钻头有序地排列在主机回转半径上（约占1/3—1/2圆周），以利于快速更换钻头。同时排碴区（约占1/3—2/5圆周）要考虑运碴设备驶入场地，并进行排碴对位试验，以有效配合，减少干扰，提高钻进效率，加快施工速度。
（四）、泥浆制作与外运
泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成稳定层，隔断孔内外渗流，防止缩径和坍孔的作用。
1、泥浆制备
泥浆应选用高塑性粘土或膨润土制备。泥浆制备在泥浆池内进行，每立方米泥浆需膨润土450-500kg，加入适量纯碱（及少量CMC和PHP）等可提高泥浆的粘度，实践证明，这样的泥浆粘土颗粒悬浮均匀，沉淀少，性能稳定，能够满足该地层成孔的需要。
泥浆性能指标参考表

地层条件
泥浆比重
泥浆粘度
含砂率
胶体率
粘土、粉质粘土层
1.1～1.20
17～22S
＜2%
>95%
卵砾石混中粗砂层
1.20～1.30
20～30S
＜4%

泥浆储备量要根据单孔成孔体积来确定制备数量，对于透水性强的漏水地层还要增大储备量，并要在施工现场储备一定的粘土，以应对裂隙发育的风化岩石地层可能出现的突发性漏水。
2、泥浆循环和净化
设置制浆池、沉淀池并用循环槽连接。施工时采用3PNL（或2PNL）型泥浆泵，将制浆池的泥浆送到桩孔内。灌桩时，桩孔内的泥浆经溢流池泵到沉淀池，沉淀池的泥浆经净化后流到制浆池，而净化后的钻渣和砂粒用车拉到指定地点。
（五）、成孔施工
1、在成孔施工时随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况，严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。在钻进过程中不能进尺太快以保证有充足的护壁时间。整个成孔过程中分班连续作业，专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况，钻进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应对钻碴定时做取样分析，核对地质资料；同时应控制好泥浆比重和粘度。
在钻进过程中，护筒内泥浆面应高出地下水位2m以上。因为在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象，桩孔内若能保持比地下水位高的水头，可以增加孔内静水压力，防止坍孔。在提钻时，须及时向孔内及时补浆，以保证孔壁的稳定性。在钻进过程中要经常检查钻斗尺寸，以防过大磨损减小孔径。
施工中根据钻头提土情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。如果发现地质情况与原钻探资料不相符时立即通知有关部门解决处理，并及时调整钻进参数。
2、旋挖钻机操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力，加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。成孔钻进时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，每回次进尺用仪表的显示方式确定当前钻头的运动位置即钻孔深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使钻机转到卸土位置完成卸土工作，再通过操作显示器上的自动回位对正装置，钻机自动回到钻孔作业位置。在重复钻进提土作业前先检查调整钻具的垂直度，以保证成孔质量。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。当钻进到设计高程，达到设计深度时，经监理工程师同意即可终止钻进。
根据已确定的泥浆稳定时间，最后用钻斗进行掏碴清孔。施工过程中每次提出的钻碴由其他施工机械随时运到指定位置。
由于投入施工的旋挖钻机的钻头具有较高的垂直度控制系统和刚性较大的钻杆及导向系统，其孔径、垂直度、孔底残碴等均可满足规范及验收标准要求。
3、根据施工场地的地层情况和投入施工的旋挖钻机性能等因素综合确定施工钻头的类型，以保证施工效率和成孔质量。
粉质粘土类：选用双层底板钻挖钻斗进行施工。此种钻斗还可在砂土类、淤泥质土中使用。
圆砾土、砂层：选用双层底板钻挖钻斗进行施工。对卵砾石层提取效果较好。
4、合理控制钻斗的转速和升降速度，有利于成孔质量。在开始钻进或穿过软、硬层交界处时，为保持钻杆竖直，宜缓慢进尺；在钻进过程中发现钻杆摇晃或难钻时，有可能是遇到硬石块或发生其它情况等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理后再行钻进，以免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏；遇到孔内渗水，塌孔、缩颈等异常情况时，应将钻具从孔内提出，研究妥善处理；在有泥浆的钻孔中要合理控制钻斗的转速和提升速度。主要指标参考值为：
钻斗转速参考值：S/min
表土层： < 6
粘土类： < 15
卵石混中粗砂< 6
风化层： < 6-10
钻斗升降速度根据地层情况和泥浆补给速度来确定
软土层中钻斗升降速度： 6-10m/min
卵石混中粗砂 6-10m/min
其它土层钻斗升降速度： > 10m/min
（六）、钢筋笼的制作与安装
1、钢筋笼的Ø10mm螺旋箍筋必须先调直，再卷园安装。
2、钢筋加径箍外径比桩孔径小14cm，设在主钢筋的外侧，钢筋笼的净保护层7cm。加径箍的第一道由钢筋笼顶面的1.30m开始,每隔2m一道.
3、螺旋钢箍间距 @=20cm 在桩顶加径箍以下3d范围加密@=10cm.
4、钢筋笼在现场分节制造、对接。钢筋笼的制作要使钢筋笼安装顺利，每节钢筋笼连接必须顺直。钢筋笼绑扎顺序是将主筋间距等距离布置好，待固定住架立筋后，再按规定的间距设箍筋，架立筋与主筋用电焊焊好，并在钢筋笼内增设临时支撑，以免钢筋笼在运输、安装过程中变形。
5、将钢筋笼运至桩位处，用吊车起吊安放钢筋笼，下笼时，为了保证钢筋笼的顺直，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢筋笼逐节下放焊接时，使上下两截标记互相重合。上、下两节进行错位搭接，接头错开80cm以上，钢筋采用5d双面焊或10d单面焊，钢筋笼下到孔底标高后再提起10cm，用4吊筋φ12mm钢筋将钢筋笼吊在横槽钢上。
6、吊入钢筋笼时应对准孔位轻放、慢放，若遇阻碍，可随起随落和正反旋转使之下放。若无效，应立即停止下放。查明原因，进行处理。严禁高起猛落、强行下放。以防碰孔壁而引起塌孔。下放过程中，要注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，应马上停放，检查是否坍孔。
7、钢筋骨架的净保护层7cm,按每2米高间距设4个环向定位钢筋。
8、凡是桩长超过40m以上的钻孔桩，采用超声波探测桩身质量，需用安装声测管；声测管长度与钢筋笼等长+10cm伸入桩底，声测管接驳要牢固不得漏浆，防止堵塞管。
（七）、 清孔
1、钻孔至设计深度经过检查后，应立即进行清孔作业。首先按预先测定的泥浆稳定时间达到时，用钻斗把沉淀在桩孔底部的沉渣捞出来，此操作严格控制不得使孔深加大。
2、第一次清孔采用换浆的方法进行。使沉渣厚度在允许的设计要求<5cm。
（八）、下放导管
钢筋笼下放完毕，立即下放导管。
导管使用前应试拼装、做水密性和抗拔试验。导管下放前要检查每根导管是否干净、畅通以及止水“O”型密封圈是否完好，导管内壁应光滑圆顺，内径一致，直径采用25cm，中间节长为2-2.5米，底节长为>4米。导管要逐段吊装接长，垂直下放至孔底300-500mm。
初始灌注时要有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入砼面不的小于1.50米。
（九）、二次清孔
清孔的目的是换取孔内泥浆使其达到浇灌砼所要求的泥浆比重，同时清除钻渣和沉淀物，确保桩孔的质量指标符合桩孔质量要求。此外，清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使探测正确，灌注顺利。清孔是钻孔桩施工、保证成桩质量的重要一环。
1、换浆清孔法
下完导管后，通过导管采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆30min以上，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成桩质量。换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的比重和含砂率等指标接近为目的。
2、喷射清孔法
在浇筑水下砼前，利用空压机对孔底高压冲射数分钟，翻动沉淀物，使其漂浮，然后立即灌筑水下混凝土。射风压力应比孔底压力大0.05MPa。。
清孔后泥浆指标要达到设计要求，相对密度：1.03～1.10;粘度：17～20s；含砂率：<0.5%；胶体率：>95%。孔底沉渣小于5cm。
（十）、混凝土灌注
混凝土灌注前，要先将混凝土料车上的混凝土进行塌落度测试，要求达到18±2cm时方可使用，。漏斗的容量（即首批混凝土储备量）应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的需要。本次浇灌采用砼运输车运送，车内的砼可直接放入漏斗内，因此砼运输车可作为储料容器使用。
首批混凝土灌注量较大，因此需在漏斗口下设置钢板挡板，在导管的浆液面上设置隔水栓，以储存混凝土，待漏斗内的储量和后续 混凝土备足后，才开启使首批混凝土在很短的时间内一次降落到导管底。
1、灌注水下混凝土是钻孔施工的重要程序，应特别注意。钻孔须经成孔质量检验合格后，方可进行灌注工作。
2、首批混凝土灌入孔底后，立刻测探孔内混凝土面高度，计算导管内埋置深度，如符合要求即可继续灌注。
3、灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管埋深宜为3-6m（当桩身较长时，导管埋入砼中的深度可适当加大），过多则影响灌注速度或造成堵管；过少则造成浮浆或泥浆夹层。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管丝扣接头处挂住钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移动钻孔中心。当导管提升到丝扣接头处露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管。此时暂停灌注，先取走料斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头，同时将起导管用的吊勾挂上待拆的导管上，待接头拆除后吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将料斗重新放在井口的导管上，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，并注意安全，已拆除的导管要立即清洗干净，堆放整齐。

导管埋深值参考表

导管内径（mm）
桩孔直径（mm）
初灌量埋深（m）
连续灌筑埋深（m）
桩顶部灌注埋深（m）
正常灌注
最小埋深
250-300
1000-3000
1.5-3.0
2.5-3.5
1.5-2.0
1.0-1.2

4、在灌注过程中，当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗的灌入，以避免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
5、当混凝土面升至钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：
（1）尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时，混凝土的流动性小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增加混凝土的流动性；
（2）当混凝土面接近或初进钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入混凝土，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；
（3）当孔内混凝土面进入钢筋骨架4-5米时以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
水下混凝土适当灌注时间表

桩长(m)
≤30
30-50
50-70
灌注量(m3)
≤40
40-80
≤40
40-80
80-120
≤50
50-100
100-160
时间(h)
2-3
4-5
3-4
5-6
6-7
3-5
6-8
7-9

6、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，加灌的高度，可按设计或孔深、成孔方法、清孔方法确定。
混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土量，以免造成浪费。施工用的钢护筒，可在灌注结束、混凝土初凝前拔出。
7、在灌注将近结束时，导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管内的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔除最后一节长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
（十）、工序质量保证体系
只有按标准化要求作业，才能保证每一道工序都是合格的，最终工程产品质量才能稳定合格，因而对影响工序质量的因素必须进行严格控制。
1、操作人员必须有高度的责任心和质量意识，技术熟练，标准明确，对于粗心大意，不遵守操作规程，只求数量不讲质量的操作人员，项目部将按照公司有关规定给予严肃处理，对工作质量认真负责，作用突出的人员给予精神及物质奖励。
2、正确配置施工机械，作好施工前和施工中的机械设备的维修保养，使机械设备经常保持良好状态。
3、正确合理的确定施工方法、工艺流程安排、工序间的衔接，保证工艺流程的先进性、经济合理性，预防质量事故的发生。
（三）、质量检查保证体系
对工程质量建立以质检科为首的质量检查体系。质检组要认真编制质量计划，设置工序控制点，组织开展质量检查评比活动。实行三检制，每道工序都必须经过自检、互检、项目部质检工程师检验合格后，填写《工程质量检验单》通守认证后方能进行下一道工序的施工。在施工过程中，质检工程师应有计划地会同值班施工人员进行施工作业过程中的检查，必要时随班检查，并作好检查记录。在检查中发现的质量问题，应及时向施工人员提出，并要求其立即改正。
（四）、质量保证措施
旋挖钻孔灌注桩是一项施工技术复杂、环节多、质量要求高、工序控制严的隐蔽工程，并受自然因素和人为因素影响较大，为了能优质高效地完成施工任务，达到合格工程的质量标准，施工中采取如下质量保证措施：
1、加强施工前质量教育，提高质量意识，牢固树立“质量第一”的思想，正确理解质量与效益的关系。
2、建立施工项目部质量保证体系,落实各岗位、工序质量责任制，将质量责任制层层分解落实到个人。抓住易出问题的关键部位、关键环节提前控制，做到事前预防问题，事中处理问题，事后杜绝问题。
3、加强技术管理，严格执行设计要求及施工规范要求。
4、强化工序管理，建立健全“三检制”，对每道工序、质量均按规范标准进行检查、验收，杜绝不合格工序进入下一道工序。对关键工序重点控制，包括桩位定位放线、成孔、钢筋笼隐蔽验收、混凝土灌注、成桩必须经过监理人员验收签字，方能进入下一施工工序。
5、对各种施工用原材料，均设专人验收，并按规范要求抽检，确保合格率100%后，方可使用。
6、经常检查纠正钻机桅杆的水平和垂直度，根据出碴情况和钻杆进尺，及时记录地质情况，保留典型地层的地质标本。
7、认真做好交接班记录及施工记录，各种原始报表须做到真实、准确、齐全。并经常检查钻孔记录和灌注记录，发现问题及时纠正。
8、实行值班经理全班巡查制度，技术员、质监员跟班作
业，监督检查质量实施情况。
（五）、防止塌孔控制措施
1、本钻机重量较大，可成孔直径大，再加上可能反复使用大型起重机械辅助作业等，均会引起地基的较大附加应力，容易引起地表一定深度范围内产生缩径、塌孔。在计算护筒壁厚、埋深时应充分考虑重型设备的影响，必要时通过试钻确定。当出现地表严重下沉（主机下沉3cm/天以上）应立即停止钻进，查清原因，必要时接长补打护筒。
2、泥浆水头控制非常重要。由于旋挖钻机采用钻头上下活塞式运动，钻头下放和提出后，泥浆上下落差1.0—2.0米,容易造成护筒之下的松散砂土遭受泥浆高速冲洗,护筒下方砂层被淘洗,是导致护筒掉落的主要原因。控制措施是加长护筒，并使泥浆液面始终高于护筒底部1.0米以上,力避泥浆液面冲刷护筒底部。
3、当采用泥浆护壁法施工含有易塌孔、缩径地层时，一定要注意钻头提升速度。因为旋挖钻机的自造浆能力较差，泥浆的质量较普通钻机要差许多。且满斗土料的快速提升会形成活塞作用，出现孔内负压和较高的泥浆流速，容易产生塌孔。所以一般提升速度应严格控制在6-10米/分，含有砂土、软土的桩孔提升速度应小于6米/分。
4、当出现深层局部塌孔时，可采用部分回填黏土，提高泥浆比重，提高内外水头差方法，易塌孔地层可采用膨润土加纤维的优质泥浆增加护壁效果。由于旋挖钻机斗容大、施工速度快所以补浆能力要与之配套。当同一施工工地或较近的工程项目有普通钻机施工时，可以使用普通钻机的废浆进行二次利用。比重较高的废泥浆对旋挖钻机施工易塌地层固壁效果非常好。而对普通钻机来讲也减少了废浆的干化与外运成本。
（十一）、雨季施工技术措施
1、做好施工现场临时道路的铺设，特别是混凝土料车进出路线、吊车移动路线、钻机移动路线的铺设工作。
2、下雨天做好排水工作，防止场地积水，采取措施防止地面水流入孔内影响成孔质量。
3、严格坚持“随钻随浇砼”的规定，防止塌孔。
4、混凝土料车出料口、储料斗和导管漏斗之上搭设塑料布，防止雨水进行混凝土加大水灰比，影响混凝土质量。
5、做好钢筋笼和设备的防水工作，以免钢筋及钢筋笼锈蚀而影响质量、设备损坏而影响工期，给施工造成损失而加大施工成本。