桥梁钻孔桩专项施工方案

阳安二线直通线YAZTS-2标

桥梁钻孔桩及人工挖孔桩施工专项方案

第一章桥梁钻孔桩施工

1 编制依据

(1)《改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线大中桥设计图》；

(2)《西康下行货车线大桥沟大桥设计图》阳安二线直通线施桥（第一册）；

(3)《神滩河大桥设计图》阳安二线直通线施桥（第一册）；

(4)《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003 J286-2004）；

(5)《铁路桥涵钻孔桩施工技术指南》（TZ322-2010）；

(6)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010 J1155-2011）；

(7)《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）；

(8)《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）；

(9) 根据我单位现场地形踏勘资料。

2工程概况

2.1 设计概况

本标段为改建铁路阳安线增建第二线大岭铺至安康东直通线工程。起于丁家河隧道进口（XDK228+526），终于安康东站(XDK235+635)，线下全长10.5正线公里。线路行径安康市汉滨区2个乡镇。

主要工程项目有：大中桥6座分别为：

神滩河大桥（双线）、陈家沟中桥（双线）、西康上行线大桥沟大桥、西康上行货车线大桥沟大桥、西康下行货车线大桥沟大桥、西康下行货车线皂树村大桥。

其中，神滩河大桥（双线）起讫里程XDK231+649.83～XDK231+840.19，孔跨形式为64mT构+2-24m简支梁，桥全长190.35m。

陈家沟中桥（双线）起讫里程XDK232+800.69～XDK232+861.32，孔跨形式为2-24m简支梁，桥全长60.63m。

西康上行线大桥沟大桥起讫里程XDyK236+890.10～XDyK237+016.18，孔跨形式为2-24m+2-32m简支梁，桥全长126.08m。

西康上行货车线大桥沟大桥起讫里程GSHK236+890.10～GSHK237+001.31，孔跨形式为3-32m简支梁，桥全长111.22m。

西康下行货车线大桥沟大桥起讫里程XHK301+291.18～XHK301+472.65，孔跨形式为3-24m简支梁+(28+40+28)m连续梁，桥全长181.47m。

西康下行货车线皂树村大桥起讫里程XHK301+640.65～XHK301+758.42，孔跨形式为3-16m+1-24m+1-32m简支梁，桥全长117.77m。

2.2 主要技术标准

全标段桥梁桩基类型为摩擦桩，设计桩径为Φ1.0m、Φ1.25m、Φ1.5m 三种桩径，其中Φ1.5m检测方法为声波透射法，每根桩设3根Φ50mm声测管，其余Φ1.0m、Φ1.25m桩径检测方法为小应变，部分墩台不设桩基础，采用挖井基础。

钢筋主筋均采用HRB400 Φ20钢筋、加强箍筋采用HPB300 Φ16mm 钢筋，桩基灌注混凝土为C30混凝土，桩头新鲜混凝土深入承台均为10cm，桩径Φ1.0m、Φ1.25m桩身钢筋深入承台1.215m, Φ1.5m桩身钢筋深入承台1.185m，保护层采用HPB300 Φ16mm耳筋。

桩径设计情况：神滩河大桥西安台为Φ1.25m、1#墩为Φ1.5m；陈家沟中桥安康台Φ1.25m；西康上行客线大桥沟大桥西安台、1#墩及安康台为Φ1.0m，2#、3#墩为Φ1.25m；西康上行货车线大桥沟中桥全桥钻孔桩

为Φ1.0m；西康下行货车线大桥沟大桥全桥为Φ1.25m；西康下行货车线皂树村大桥全桥为Φ1.25m；

2.3 主要工程数量

桥梁工程桩基统计表

注：1、直通线桥梁桩基共141根，总长1990延米；

2、直径100cm，共33根434延米；直径125cm,共90根1385延米；直径150cm，共18根171延米；

2.4 施工用水、用电

全标段桥梁跨越地段沟壑及河流自然流水丰富，因此钻孔桩泥浆制备用水采用就近河水或山泉水。

施工用电由于标段内战线较长，跨越沟壑较多，山势陡峭，大临用电就近从安康市汉滨区关庙镇大桥沟110KV变电站接驳，引出主线路接驳至施工工点范围的变压器，现场低压用电由变压器以树干形式接驳至各施工机械。施工用电配备具体根据《阳安二线直通线YAZTS-2标临时用电施工组织设计》实施。

2.5 水文地质及交通情况

地层岩性主要地层为第四系全新统、上更新统膨胀土、砂类土及碎石类土及泥盆系千枚岩、灰岩、志留系片岩、石英岩等。

地表水属汉江水系，主要为旬河、丁家河、神滩河、艾家河及麻坪河等，均为常年流水，水量随季节变化较大。

沿线有国道316，西安至安康高速公路、安康至陕川界高速公路、十天高速公路，交通便捷。

3 施工组织管理机构及施工任务划分

注：第三作业队承担施工范围内不包含桥梁作业施工。

施工组织机构框图

4 施工进度计划及施工机械配置

由于桥梁工程工点所处沟壑狭小，部分沟壑常年流水，地貌起伏变化较大，且安康地区每年8月至10月三个月时间雨季比较集中，山洪经常发生。因此为保证施工人员、机械及材料安全，桩基施工需避开雨季集

中时间。

神滩河大桥西安台连接丁家河隧道出口，陈家沟中桥安康台连接包湾村隧道进口，两处桥台钻孔桩施工受隧道施工工期的影响，因此桩基施工需待隧道贯通后进行，比起同一单位工程的桩基施工较晚，但不影响总工期的计划要求。

桥梁工期计划表

主要机械设备配置表

机械设备根据现场施工进展情况进出场，，冲击钻根据工点施工进度情况随时进行调配，吊车使用根据现场钻孔情况相互调配使用。

5 施工重点布署

桥梁桩基施工首先考虑本标段内重点单位工程及重点分部分项工

程施工，如神滩河大桥64m双线T构连续梁主墩1#墩及边跨2#空心墩的钻孔桩施工，下行货车线大桥沟大桥（28+40+28m）单线连续梁主墩及边墩的钻孔施工，雨季来临之前及时施工河道或山洪通过沟壑位置的墩位钻孔桩。保证重点工程及具有自然安全隐患区域的桩基施工。

5.1 冲击钻钻孔

冲击钻钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：场地平整→桩位放样→埋设护筒→钻机就位、校正→泥浆制备→钻进→泥浆循环，测指标，补浆→清孔→终孔检查→安放钢筋笼→下放导管→检查沉渣厚度→水下混凝土灌注→基坑开挖→桩头凿除→桩基检测→下道工序施工

冲击钻施工工艺流程图

5.2 施工方法及要求

5.2.1钻孔准备

（1）根据设计文件提供的工程地质、水文地质资料，绘制地质剖面

图，挂在钻台上，以便针对不同地层选用不同钻头、钻进速度及适当的泥浆。备足粘土、片石、碎石等必备材料，确保意外情况出现时，不致发生停工待料及其他事故的发生。

（2）钻孔场地

钻孔位置处于陡坡时，挖成平台；场地为旱地者，应平整场地，清除杂物，夯填密实；钻机座不直接置于不实的填土上，以免产生不均匀沉陷，导致钻机倾倒造成人员机械的安全损伤。

（3）测量定位

测量人员现场放样桩位，并且做好桩位的保护工作。在设计桩处埋设护桩，形成十字线，确保钻孔前护筒的精确定位。

（4）护筒采用8mm～10mm钢板加工，长度不小于2m，护筒四周填粘土分层夯实，确保牢固、紧密、不渗漏、经久耐用，护筒内径应比冲击钻头直径约大40cm。护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。

护筒埋置深度符合下列规定：黏性土、粉土不宜小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。

（5）泥浆

泥浆池中由水、粘土（或膨胀土）和添加剂组成，泥浆性能指标要满足下表要求。

泥浆性能指标表

5.3冲击钻孔

5.3.1开孔

为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响临近孔已浇筑混凝土强度，待邻孔混凝土强度达到5MPa后方可施工。在孔口地质为人工填土时，开孔前在孔内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15cm的片石，顶部抛平，用低冲程冲砸，泥浆比重1.4左右。钻进0.5～1.0m，再回填粘土，继续以低冲程冲砸，如此反复二、三次，必要时多重复几次。待冲砸至钻头顶在护筒下超过1m时，方可加高冲程正常钻进。

5.3.2钻孔

钻孔过程应根据地质情况，采用不同方法钻进。

粘土质、粉质土采用中冲程（0.75m左右），输入较低稠度泥浆，防止卡钻、埋钻；易塌孔的土质采用小冲程（0.5m左右），多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并填加片石、碎石、卵石，使之被挤入孔壁；卵石夹土、砾石夹土、松散的砂或碎石层采用中冲程，必须加大泥浆稠度，添加小片石反复冲击，使孔壁被挤实。如冲至基岩和较硬密实的卵石层时，宜用高冲程（1m左右），但应注意如果基岩面倾斜过大，或高低不平，应回填坚硬片石，低锤快打，造成一个平台后，方可采用较高冲程。

5.3.3刃口的补焊

钻头刃口在钻进中不断磨损，每班应进行检查，当冲锤尺寸磨损到小于设计桩径15mm，应及时补焊和更换钻头，以免造成缩径或卡钻事故。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。

5.3.4检孔

为保证孔形正直，钻进中，应常校核钻机水平和对位情况，发现问

题应及时纠正或回填重钻。

5.3.5终孔检查

当孔底已达到设计标高，可停止冲击，把钻头提到孔外，进行成孔检查（孔径、孔深、倾斜率等检查），符合施工规范要求后方可清孔，在终孔与清孔的间隙时间应保持孔内水头高度。

成孔后未下钢筋笼灌注之前，采用钢筋网片覆盖作为安全防护。

Φ1.25m钻孔桩孔口防护：采用1.6×1.6m(长×宽)的Φ16钢筋网片进行覆盖，网片钢筋间距为20x20cm。

Φ1.5m钻孔桩孔口防护：采用2.0×2.0m(长×宽)的Φ16钢筋网片进行覆盖，网片钢筋间距为20x20cm。

检查孔径及孔位的垂直度采用笼式检孔器，笼式检孔器应有足够的刚度，外径应与设计桩径相同，长度宜为4～5倍的设计桩径，且不宜小于6米。检孔器两端宜做成锥形，锥形高度不宜小于检孔器的半径。5.4 清孔

钻孔达到设计标高，经终孔检查后，即可清孔，清孔应符合下列标准：

（1）孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒。

（2）泥浆比重不小于1.1，含砂率小于2%，黏度为17～20s。

（3）浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计无要求时，柱桩不大于10cm；摩擦桩不大于30cm。严禁以超钻代替沉碴。

5.5常见问题处理

5.5.1坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

(1)坍孔原因

1）泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

2）由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

4）在松软砂层中钻进进尺太快。

5）水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

6）清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

7）清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

8）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（2）坍孔的预防和处理

1) 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

2) 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

3) 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，投入黏土块夹小片石，用低锤冲击，将黏土块和小片石挤入孔壁，制止塌孔；如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

4)清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，

可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。

5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

5.5.2掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。

(1)掉钻落物原因

1）掉钻落物原因卡钻时强提强扭，操作不当，使钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

2）钢丝绳接头不良或断丝。

3）操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

(2)预防措施

1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

2）经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。

(3)处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，用小冲锥将卡钻四周给冲击开，使打捞工具能接触钻锥，将异物取出。

5.5.3梅花孔（或十字孔）

以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。

（1）形成原因

1）锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。

2）泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

3）操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。