XX大桥钻孔桩施工方案

xx高速公路土建工程第x合同段Kx+xx-Kx+xx (Kx+xx大桥钻孔灌注桩基础工

程)专项施工

方案xx工程有限公司 xx高速公路第x合同段项目经理部二○一二年x月 1

Kxx+xx大桥钻孔灌注桩施工方案一、工程概况xx大桥为跨越xx而设置，本桥处于半径为1200m的平曲线上，全超高4％、无加宽，纵坡为0.3％(坡长3843.06)。正交90度(交角指布跨线与桥梁设计线的法线的夹角)。左幅桥梁起点桩号为Kx+xx，左幅桥梁终点桩号为 Kx+xx，右幅桥梁起点桩号为Kx+xx，桥长xxm(按单幅计列)。左幅桥型

布置为9×30m+3×40m+13×30m装配式预应力混凝土连续T梁，右幅桥型布置为

8×30m+3×40m+15×30m 装配式预应力混凝土连续T梁(先简支后结构连续，左幅桥设6联，4孔一联+5孔一联+3孔一联+5孔一联+4孔一联+4孔一联+3孔一联),全桥等宽。下部桥墩：均采用钢筋混凝土圆形墩，钻孔灌注桩基础，其中跨径30米基础大部份采用φ170cm钻孔灌注桩，共78颗1892m；跨径40米基础和设置于水渠边的桩基采用φ190cm钻孔灌注桩，共20颗592m。桥台：左幅0号台、左幅25号台均采用桩柱式桥台，钻孔灌注桩基础，φ170cm桩共6颗136m；右幅26号台采用浆砌重力式桥台，混凝土扩大基础。3全桥桩基础均采用C30水下混凝土进行灌注，共计6282m。二、水文地质情况桥位地形平缓，Kx+xx-Kx+xx段桩位处于台阶式旱地上，表层为4-5米硬塑状粉质粘土，第二层为0-7.2米软塑状粘土，底层为强风化、弱风化泥岩、砂岩，该段属季节地表水；Kx+xx-Kx+xx段桩位处于斜坡旱地上，表层为2-5米硬塑状粉质粘土，底层为强风化、弱风

化泥岩、砂岩，该段属季节地表水；Kx+xx-Kx+xx段桩位处于坝区旱（菜地），灌溉沟渠纵横交错，x大河在Kx+xx位置横穿18号与19号桩之间而过，表层为4-6米硬塑状粉质粘土，底层为强风化、弱风化泥岩、砂岩，该段地下水位较浅，受季节地表水影响较大；Kx+xx-Kx+xx段桩位处于斜坡旱地和山地，表层为2米硬塑状粉质粘土，底层为强风化、弱风化泥岩、砂岩，该段属季节地表水。三、编制依据(1)、xx公路工程有限公司xx高速公路x标合同文件及二阶段施 2

工设计图纸； (2)、交通部颁布的公路工程施工技术规范； (3)、交通部颁布的公路工程质量检验评定标准； (4)、《公路桥涵施工技术规范》JTG F50－20011；(5)、国家及地方关于安全生产等方面的法律法规； (6)、其他相关文件。四、总体计划及安排（见附表1-桩基总体计划横道图）根据该桩基的工程数量和项目总体计划，安排两个桥梁桩基础施工队负责海眼村大桥基础钻进工作，在Kx+xx 右x处安装xxKW.A变压器作为施工动力电。由于项目部混凝土集中拌合站尚在建设中，

前期混凝土采用外购商品混凝土进行浇灌。 1、工期计划及安排：基础工程总工期150天。

(1)、施工准备：3月1日至3月20日完成便道开挖、变压器安装、钻机就位及调试工作。

(2)、桩基一队8台钻机（φ170）：3月20日至5月12日完成0-7#以及8#左幅桩基，34颗812米，计划52天完成；(3)、5月13日至7月30日完成12#-25#（φ170）桩基，50颗1216米，计划77天完成； (4)、桩基二队

2台钻机（φ190）：3月20日至8月20日完成8-11#桩及全桥φ190，20颗592米，计划150天完成；五、施工布置1、施工准备(1)、技术准备技术交底：按照设计文件、施工图纸分级会审和技术交底制度，重点工程由项目总工程师、主管工程师审核，一般工程由专业工程师审核，每份图纸必须经过两名以上工程技术人员审核并填写审核意见，在严格审核的基础上由技术人员向施工专业队进行交底，即：设计意图交底、施工方案交底、质量标准交底 3

(2)、材料准备：本桥灌注桩C30水下混凝土采用外购商品混凝土36282m，相关资料另行

上报；钢筋采用昆钢HPB235和HRB335，HPB235钢筋352T，HRB335钢筋352T。(3)、机械、人员准备：（见机械、管理人员到场清单）2、施工现场准备(1)、临时道路：本桥交通便利，可由Kx+xx村道直接进入主线铺垫的便道，分别往两端进到施工部位。(2)、临时用电：在Kx+xx右xx处架设xxKW·A变压器一台，项目部一台备用200KW柴油发电机组作为施工用电，单独上报《公路工程施工用电专项方案》；(3)、测量放样：测量放样主要用全站仪及水准仪。根据待放桩位的中心坐标和附近两个互相通视的导线点坐标，利用全站仪即可放出桩位中心线，为便于检查复核，应在中心桩附近位置，在纵横方向上各设置两个保护桩。表3.2.2-2 平面控制测量等级选用多跨桥梁总长L（m）单跨桥梁L（m）测量等级 KL≥3000 L≥500 二等 K2000≤L＜3000 300≤L＜500 三等 K1000≤L＜

六、施工组织为2000 150≤L＜300 四等 KL＜1000 L＜150 一级 K

顺利完成该工程的制作工作，由项目部安排专项施工项目班子，负责日常的施工管理工作，建立良好的施工秩序，保证工程能按质、按量、按时完成。 1、桩基施工管理机构人员：

（见附表到场管理人员名单） 2、人员、机械等到位情况：2012年3月1日至3月20日φ170冲击钻8台、φ190冲击钻2台全部进场并调试完毕，每台钻机配备9名操作手，分成三班制，每班工作时间为8个小时，每天钻进 2.0米，150个昼夜可进尺2680米（浇灌混凝土时间已考虑在内）。七、主要施工工艺及方法 4

1、钻孔桩成型：钻孔灌注桩的施工方法主要采用冲击钻成孔、泥浆护壁、水下导管灌注法成桩。（见附表2）(1)、场地准备：将施工现场进行清理现场，平整场地，接好电源、水源，并辅以发电机组。(2)、护筒设置1）、护筒内径应比桩径大200～400mm。2）、护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于l%，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。3）、旱地护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。4）、沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。5）、护筒高度应高出地面0.3m或水面1.0～2.0m。当钻孔内有

承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。当处于水位影响地区时，应高出最高施工水位1.5～2.0m，并应采取稳定护筒内水头的措施。6）、护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2～4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于 1.0～1.5m。7）、护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。(3)、泥浆池及沉淀池设置：在斜坡地段每一排桩基设置一个泥浆池和沉淀池；地势平坦处两排桩基共用一个泥浆池和沉淀池。护壁泥浆采用泥浆搅拌机搅拌，泥浆循环系统布置在施工场地内，泥浆池与沉淀池连通，并于护筒口处开挖泥浆沟通至沉淀池。池容量不小于一颗桩体积。泥浆池与沉淀池距最近的桩位不小于5米，并设置一定坡度，槽底纵坡不小于1％。(4)、泥浆制备：制浆前，先把粘土（用膨润土、工业碱、聚丙烯酰胺、木纤维素按适当的比例配制而成）尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆

时，可将打碎的粘土直 5

接投入套管内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，泥浆的配比经实验确定，满足性能指标要求，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。泥浆制备指标要求允许范围泥浆性能指标一般地层易坍地层相对密度1.1～1.2 1.2～1.4 黏度(Pa.s) 18～24 22～30 失水率（ml/30min）≤20 ≤20 泥皮厚（mm/30min）≤3 ≤3 静

切力(Pa) 1～2.5 3～5 胶体率(%) ≥95 ≥95 含砂率(%) ≤4 ≤4 酸碱度（PH ） 8～11 8～11 (5)、注意事项：在正常钻进和清孔过程中，要严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率等指标，使用优质膨润土泥浆护壁，达到桩壁无泥浆套和桩底无沉渣的设计要求。地质处于粘质土时，泥浆比重适当取小，在粉砂土层时，泥浆比重应加大。(6)、泥浆排放方案1)、泥浆池采用挖掘机挖坑，深度为3米，周围设彩旗围护及警示标志，夜间应有警示设施。2)、施工完毕沉淀后，用挖掘机装载，车辆运输到河道宽敞不妨碍河水通行、容许的地点，吸泥泵装到泥浆车上外运。外运车尽量在夜间运

输，避开交通高峰，防止扰民。3)、装运过程中，管理人员必须对运输车辆的行车速度及运输过程中注意事项提出具体，防止跑、冒、滴、漏现象出现。运输过程中要责任到人，防止遗洒不文明施工现象出现。4)、管理人员定期到装、运、倒地点进行检查，符合环境保护及 6

文明施工要求。5)、河边桩用的泥浆池尽量合理安排布置在岸边，施工完毕，将沉底的泥浆用车辆倒运到陆上容许的地点进行处理，严禁将泥浆及废渣直接排入河道、沟渠。6)、泥浆检测顺序依次为：关闭泥浆泵－测泥浆比重－测含砂率－测粘度－测沉渣厚度。(8)、安装钻机就位，就位前对各项准备工作进行检查。钻机就位后，用枕木做机座，使钻机保持平稳，保证在钻进运行中不产生位移和沉陷，否则及时找出原因，及时处理。钻机就位后，开钻前，由测量人员再次检查校对孔位及钻头的对中，并在护筒对称方向打四根高出护筒的直立钢筋，对桩位中心进行保护，以免在钻孔过程中，对桩基中心进行校正；在钻进过程中，每进尺2米进行桩孔的

竖直度检测。(9)、根据地质资料0-22#桩采用本土造浆法，开钻前向孔内放入一定数量的粘土及水，并使钻机上下冲击，产生较好泥浆，泥浆指标须达到规范要求值，待泥浆量能满足需要时，钻机慢速钻进，钻进4～5m时，观察钻孔垂直度情况，方可全速钻进。

(10)、在钻进过程中，进尺的快慢根据土质情况来控制，并经常对钻孔泥浆的相对密度和浆面等检查观察。对于粘性土，宜用中等速度钻进，稀泥浆钻进，对于砂性土及含砂率高的地层，应提高泥浆的浓度，并慢速钻进。(11)、钻进过程必须连续作业，严禁无故中断，在钻进过程中随时捞取钻渣，观察土层变化情况，特别是见基岩后，应每小时捞取一次渣样，便于判断入岩深度及桩端岩性是否满足设计要求，钻进时必须定时记录进尺情况，做好施工记录及交接班情况介绍。

(12)、成孔检测： 1)、桩位偏差检查桩位的偏差主要是施工中由于各种因素的影响，如测量放线误差、护筒埋设时的偏差、钻机对位不正、钢筋笼下设时的偏差等，都会造成桩位偏离设计位置，因此要保证桩位的正确

性。桩位应在基桩施工前按设计桩位平面图放样桩的中心位置，施工 7

后对全部桩位进行复测，检查桩中心位置并在复测平面图上标明实际桩位坐标。复测桩位时，桩位测点选在新鲜桩头面的中心点（基坑开挖前测量护筒中心），然后实际测量该点偏移设计桩位的距离，并按照坐标位置，分别标明在桩位复测平面图上。测量仪器用全站仪。 2)、桩孔径、垂直度检测检测的方法：孔径、倾斜度采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内检测。孔径检测:在钻孔成孔后，当孔深、清孔泥浆指标合格后，钻机移位，用吊车将检孔器放入孔内，检孔器进入孔内后，利用在护筒顶放样十字线，通过吊绳进行检孔器对中，检孔器对中后，吊车的上吊点必须固定并且在整个检孔过程中不能变位，否则要重新对中。检孔器在孔内下落时，靠自重下沉，不能借助其他外力。如果检孔器能在自重作用下顺利下到孔底（检孔器上系有测绳），则表明孔径能满足设计桩径要求。如果在自重作用下

不能下到孔底，则表明孔径小于设计桩径，则应重新扫孔或重新钻至设计孔径。3)、垂直度检测a、当检孔器在孔顶对中下落后，通过在护筒顶观测吊绳相对于放样中心点偏移情况，可计算成孔后孔的倾斜度。b、钻孔达到设计深度时，首先由施工技术人员进行成孔检查验收，再报监理工程师现场验收。

c、经验收确认可以终孔后，进行钻孔的第一次清孔，将钻头提出孔外，然后以相对密度较低的泥浆逐步把钻孔内悬浮的钻渣和相对密度较大的泥浆换出，直到孔内泥浆的性能符合规范要求，沉渣厚度满足设计要求为止。在清孔排渣时，保持孔内水头，防止坍孔。 2、钢筋笼制作、声测管安装 (1)、钢筋笼严格按照施工图制作，分别制作成两段，经监理工程师检验合格后才准许使用，在放置钢筋笼时进行快速焊接而成，焊接工艺和要求严格按施工技术规范执行。 8

钢筋笼质量检查标准项次检查项目允许偏差 1 主筋间距 ±10mm 2 箍筋间距 ±20mm 3 骨架外径±10mm 4 骨架倾斜度 ±0.5%骨架长 5 骨架中心平

面位置 20mm 6 钢筋保护层 ±20mm 7 骨架顶端高

程 ±20mm (2)、声测管的制作安装声测管宜采用金属管，管内径为45～60mm，声测管长度等于设计桩长，距离桩底10cm,超出钢筋笼10cm；柱子高度小于等于15m设置3颗，柱子高度15m至30m设置4颗，节间用螺纹套管缠绕止水带进行联接，确保接头密封，底部用钢板密封确保不漏水，在管内注满清水，管顶用软木塞或套件进行封闭。声测管用铁线帮扎在钢筋笼内侧，确保牢固、定位准确、顺直而且平行。 (3)、吊环设置：本桥桩基最长32m，钢筋笼分成两截每节16m，每节钢筋笼设置两个吊点，主吊点设置于每节距离顶部1/4箍筋处均布4个，吊环采用φ16圆钢制成Ω直径8-10cm；附吊点设置于钢筋笼顶部箍筋处，用作入孔时抽换之用，吊环在钢筋笼制作场地焊接牢固，并与钢筋笼整体受力，焊接要求与规范同等，在吊点处加以方木对撑并用铁丝固定在钢筋笼上，放入钢筋笼过程中剪断铁丝取出支撑木。吊装方法：在第一节钢筋笼起吊部位使用两根钢丝绳分别固定在四个吊环上，吊装时应缓慢，并辅以附臂拴住笼底，主臂与附臂必须协调一致，

待钢筋笼竖直后，附臂钢绳即可去掉，竖直后缓慢放入孔内，防止破坏护壁，待起吊部位接近护筒高度时，用准备好的硬度较高的方木或者工字钢穿过箍筋横担于机座上，待第二节钢筋笼吊至固定好的第一段钢筋笼上方，进行接头焊接，钢筋接头采用搭接电弧焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于5d，单面焊缝的长度不应小于10d（d 为钢筋直径）。 9

钢筋接头采用帮条电弧焊时，帮条应采用与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。帮条长度，如用双面焊缝不应小于5d，如用单面焊缝不应小于10d （d为钢筋直径）。吊放钢筋笼时注意不撞孔壁，防止坍孔，并防止将泥土杂物带入孔内，吊入后应校正轴线位置垂直度，勿使扭转变形。钢筋笼定位后，在混凝土初凝之前完成灌注工作。3、导管插入导管用直径300mm 的钢管，壁厚4mm，每节长2.0-2.5m，配1-2节长1-1.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，灌注砼

前要进行水压试验，检查接头处密封情况,导管接头在进场前先送至昆明外委做抗拉试验。导管的长度保持导管底部距孔底0.3～0.5米。

4、二次清孔由于吊放钢筋笼及吊放导管，使得孔内泥浆性能发生变化，此时，应通过导管进行二次清孔，使泥浆循环，性能均一，清孔后泥浆性能及沉渣厚度符合钻、挖孔成孔质量标准，立可进行混凝土的灌注工作。钻、挖孔成孔质量标准项目允许偏差孔的中心位置(mm) 50 孔径(mm) 不小于没计桩径倾斜度

小于1% 孔深不小于设计规定沉淀厚度(mm) ≤500mm 相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa·s；清孔后泥浆指标含砂率：＜2%；胶体率：＞98% 5、灌注水下混凝土混凝土采用集中拌合，由砼运输车送到灌注现场，检查混凝土的坍落度及离析程度，出机坍落度控制在20～22cm,运输至现场达到 10

18cm,在储浆漏斗底部安装隔离阀门。灌注第一盘混凝土时，导管上方漏斗和吊送混凝土的砂浆盆必须有足够的混凝土储存量,保证首盘混凝土能将导管内泥浆全部排除，漏斗中储满混凝土时，吊车将准备好的满盆混凝土

吊至漏斗口后即可进行首盘混凝土的灌注，准备就绪后同时快速打开隔离栓的阀门和砂浆盆阀门，使砼迅速灌入孔内，首批灌注混凝土必须满足埋管1.0m以上。灌注一旦开始，必须连续进行，不得中断，在灌注过程中，视砼量不时测量混凝土在孔内的上升高度，当满足埋管6米时,须拆除导管，拆卸导管要满足砼面始终埋管3米。当灌注至桩顶上部时或灌注完毕时，拨管应采用慢提及反插法。灌注过程中的停待时间内，应不断提动导管，使混凝土具有足够的和易性和密实度，避免断桩离析现象。泥浆用泥浆泵抽至泥浆池。为了保证砼强度，灌注的桩顶标高应比设计高出0.5-1.0m左右。灌注过程中，必须同步制作砼抗压试件。 6、钻孔灌注桩的桩头处理桩灌注3天后进行桩头砼的凿除，首先技术人员在孔壁定出水平桩，根据标高用风镐破桩头距设计标高15-20cm后，采用人工凿至设计标高，处理后的桩头表面应平整，标高应准确。7、桩基的检测桩基混凝土强度达到设计强度后即可进行检测，由第三方检测机构负责检测。当检测后，桩身质

量不符合要求时，应研究处理方案，报监理单位处理；经检测合格报请监理工程师验收后方可进行下道工序施工。八、防止质量通病措施1、钻孔⑴、偏孔现象处理造成原因：由于孔位部份地质(岩层)硬度不均匀、岩层走向呈倾斜状、出现孤石均会造成偏孔。处理措施：采用回填片石，直至孔位竖直。 11

⑵、孔壁坍陷：钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因：主要是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。⑶、缩颈：缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：成孔时间过久或塑性土膨胀。防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泥浆循环量，适当加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成

泥皮，则孔壁不会渗水，四周土体也不会引起膨胀。如出现缩颈，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。⑷、卡钻现象造成原因：地质勘探资料不准确，出现断层地质构造或岩层与土层交替，导致钻头在穿透岩层进入土层时卡住。防止措施：当出现断层或夹层地质时，技术人员必须亲临钻孔现场指挥，根据地勘资料上不同岩层（土层）厚度，缩小钻头提取高度，提取高度不宜大于3米，当夹层钻通，洗孔完毕方能进行正常钻进。⑸、梅花孔处理造成原因：①在钻进过程中由于岩石摩擦致使钻头磨损偏角，②钻头提取高度不足，以至于钻头无法自行旋转钻进，③钻头自身旋转性差。防止措施：①钻进过程，每天交班前必须检查钻头磨损现象，及时更换钻头，②适当增高提取高度，但需密切注意钻机周边土层的振动，防止振动过大造成塌孔现象，③更换成旋转性较好的钻头（四菱钻头优于六菱钻头）。⑹、桩底沉渣量过多。造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注 12

入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过

程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。防治措施：成孔后，钻头提高孔底10-20厘米，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。 2、钢筋工程 (1)、钢筋笼中心定位时，要用控制桩进行复核，确保中心无误。 (2)、声侧管与钢筋笼的主筋焊接牢固，堵头严密，接缝牢固，防止漏浆堵管。 (3)、钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。

3、砼灌注(1)、开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40厘米，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1米以上，以利用混凝土的巨大冲击力将孔底沉渣翻至混凝土上方，达到清除孔底沉渣的目的。 (2)、导管使用前，要对导管进

行检漏和抗拉力试验，以防止导管渗漏。(3)、砼灌注确保连续性。 (4)、砼的塌落度要控制在18～22㎝、和易性好，防止离析。 4、钢筋笼上浮处理及预防 (1)、钢筋笼上浮的形成原因：当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土自导管翻出由下而上的压力较大，托动了钢筋笼上浮；或由于混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。 (2)、钢筋笼上浮的防止措施： 13 1)、减少沉渣厚度：沉渣过厚尤其块状粘土，在和混凝土一起上升的过程中，非常容易使钢筋笼上浮。当钻进到设计孔深时，应搅浆1小时左右，并把钻头上携带的粘土块、孔底残留的粘土块搅碎，清干净。2)、混凝土一定要搅拌好：当混凝土坍落度偏小或和易性差时钢筋笼易上浮，应严格控制混凝土配制、坍落度，坚决禁止使用不合格的混凝土。3)、导管埋深的影响：尽量减小埋深，减小对钢筋笼的冲力，实践施工中发现埋深越小笼子越不容易上浮。4)、尽可能减少浇注时间：