旋挖钻机钻孔桩施工方案

一、工程概况

1、工程概况

杜家岗特大桥中心里程DK74+040.43，桥长20927.34m，我分部主要施工DK63+576~ DK74+040.43。基础采用混凝土钻孔灌注桩，每个墩有8根钻孔桩，约桩长32m，桩径1.0m。本标段钻孔桩共计2572根/82304m。

1）地质资料工程地质特征

（1）地层岩性及特征

经勘探揭示，结合区域地质资料对比分析，本场地自地表以下45.00m范围内地基土按其土按其成因、时代及物理学性质的差异可划分为第四系全新统、上更新统冲积黏土、粉质粘土及垩系下统泥质砂岩，具体分为4个层次，第①可划分为2个亚层；第②及第③层可划分为3个亚层。其中除第①层、第②层为全新统冲积层（Q4ml、Q4al）外，第③土层为上更新统地层（Q3al）；第④层为白垩系（K）泥质砂岩。

（2）不良地质与特殊岩土

区段内主要有1条断层被第四系地层覆盖为隐伏断层。现场勘察未发现其它明显的不良地质现象。本段桥址区未见成饱和粉砂粉土存在，可不进行地震液化的影响。勘察中在不同地段、不同深度采取一定数量土样作膨胀性实验，结果表明，桥址区的黏性土层具有弱一中等膨胀性。③1层黏土及其以下黏性土层均位于地下水位以下，不存在胀缩条件，对桥工程影响小。根据有关资料，桥址区大气影响深度一般为3.2m大气影响急剧层深度1.44m。

2）水文地质特征

地下水主要为第四系地层中孔隙性潜水及下部岩裂隐中，主要接受上层空隙水渗透补给，水量较小。地下水具明显的动态变化特征，随季节、降水量变化而变化，勘探期间由钻孔中测得稳定水位一般为0.70～2.80m（对应标高30.0～37.0m）。地下水主要以地下泾流及人工开采为主要排泄方式。

3）工程地质条件表

地层编号岩土名称

岩土

状态

岩土施工

工程分级

基本承载力

（KPa）

①2黏土软~硬Ⅱ150

②1黏土硬塑Ⅱ200

②2黏土硬塑Ⅱ200

③1黏土硬塑Ⅱ250③2粉质黏土硬塑Ⅱ220

4）通过试钻得到的数据

2、工期要求

桩基施工计划2009年6月28日开工，2010年12月28日完工，工期180天。

3、适用范围

本方案仅适用于杜家港特大桥的A型承台下的群桩的施工。

4、主要材料要求

水泥：桩基采用42.5#普通硅酸盐水泥，对同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间试验，水泥的初凝时间不宜小于2h。使用原则：先到的水泥先用；按出厂时间先后顺序。工地上修建水泥仓库，仓库修在地势较高处，周围设排水沟，并下垫枕木隔潮。不宜露天堆放，临时堆放时应上有盖下有垫。覆盖物防水，支垫高度不小于30cm。

砂：优先选用中砂，对选用当地的河砂应进行骨料的碱活性、坚固性、吸水率、压碎指标、有害物质含量及颗粒级配试验，含泥量不大于2.5％。

石子：采用两种连续级配碎石，粒径5～16、16～31.5mm，含泥量不大于1％。对进场的碎石进行碱活性检验、有害物质含量测试及筛分析试验。

钢筋：品种和规格均符合设计规定，并有出厂合格证及试验报告。

混凝土：配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计。配合比统一采用试验室下发的配合比经过现场换算的施工配合比。混凝土由搅拌站集中统一供应，搅拌站各项机械设备必须经过鉴定合格后方可供应混凝土。

水：优先用饮用水，当采用其他来源的水时，按国家现行《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）规定进行检验合格方可使用。

5、操作工艺流程

根据钻孔桩的设计要求、工期、地质等条件，采用旋挖钻机钻孔，泥浆护壁，导管法灌注水下混泥土一次成桩的施工工艺。钻孔桩施工工艺流程见：《钻孔灌注桩施工工艺流程图》。

二、施工准备

1、测量放样：采用莱卡全站仪对桥位、墩台中心桩位进行准确放样，对桥位桩进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。

2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土机平整、压路机压实施工场地，然后铺垫枕木作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定位桩。

3、场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。

钻孔灌注桩施工工艺

流程图

三、人员、机械配置

1、人员安排

钻孔桩作业人员配备表

2、机械安排

钻孔桩作业机械配备表

四、护筒埋设及护壁泥浆

1、护筒埋设

a、护筒制造与埋设

钻孔用护筒采用δ=6㎜钢板制作，护筒长度为2m，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面40㎝，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜,竖直线允许误差≤1%。埋深1～2m。

护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。

ｂ、护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%。2、护壁泥浆

（1）、泥浆要求

①护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要求:

a．胶体率不低于95%。

b．含砂率不大于4%。

c．造浆能力不低于2.5l/kg。

d．塑性指数>17（砂粘土应>15，大于0.1mm的颗粒<6%），

e．如果粘土较差可加入0.1~0.2%Na2CO3或NaOH，以改善泥浆。

①护壁泥土选择由试验室试验确定。

②配制1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重r1和需要的泥浆比重r2计算。

即每立方泥浆粘土需要量G=r2-1/(r1-1)×r1。

③根据现场情况可设置制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系统。

（2）、泥浆池设置

采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的

五、钻孔作业

1、钻机选型：采用旋挖钻机。

2、钻机就位

钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查,包括钻机基座处平整、加固,主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。拼装好的钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，用木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮边缘、转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%的要求。

3、钻孔

(1)开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，水电管路是否畅通，以

确保正常。

(2)正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。

(3)开始钻进时，控制进尺速度，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。

(4)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。

(5)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。

(6)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。

(7)钻孔过程中用检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。

(8)当钻孔距设计标高1m时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。

(9)当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后进行清孔。

4、清孔

（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。

（2）清孔采用循环换浆法和捞渣法，钻孔达到设计标高后，将钻头慢速提出取下钻头换上捞沙桶，捞出孔内沉积的泥渣，然后注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率﹤2%），孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。一般情况采用换浆法，如孔底有块状物则采用捞渣法。

（3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，以及泥浆比重是否合适，防止坍孔缩孔。

（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。见表成孔质量标准表。

成孔质量标准表

5、钢筋笼制作吊装

（1）钢筋笼加工绑制在钢筋棚集中进行，钢筋笼分节制作运输，一般为8～10m，现场进行钢筋笼接长，接茬采用丝扣连接。拖车运输，16t汽车起重机吊装入孔。制作允许偏差为：主筋间距±10㎜，箍筋间距±20㎜，骨架外径±10㎜，骨架倾斜度0.5%。

（2）钢筋骨架内设加强劲和的内撑架防止在运输和就位时变形,钢筋笼每2.0m加设一道支撑筋，防止装吊时变形吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外形轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。

（3）钢筋笼在入孔前，按设计图纸要求在骨架外侧设置好耳筋，以保证钢筋保护层厚度。

（4）钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，入孔后位置正确，符合设计要求，并牢固定位（设置好防浮钢管支撑）或将其中4根主筋适当加长，焊于钢护筒上，上压钻机。钢筋骨架吊放偏差为：骨架保护层厚度±20㎜，骨架中心平面位置20㎜，骨架顶端高程±20㎜，骨架底面高程±50㎜。

6、水下混凝土灌注

钻孔桩水下混凝土拌制在搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，导管法灌注，导管直径采用φ300㎜。

（1）灌注准备:在清孔过程中，对各类设备进行检修，备足原材料。导管使用前，进行过球、水密、承压及接头抗拉试验。

（2）水下混凝土材料：粗骨料采用碎石，可根据试验要求调整含砂率。粗骨料粒径最大不超过35㎜，细骨料采用级配良好的中粗砂，水泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，未经监理批准不使用缓凝剂。混凝土各项技术指标为：初凝时间﹥2.5h，含砂率0.4～0.5，水灰比0.5～0.6，坍落度180～220㎜，混凝土在运输、灌注过程中无显著离析、泌水现象，强度等级不低于设计的1.2倍。

（3）水下混凝土灌注方法

①安装导管，放入孔内，导管下口离孔底25～40㎝，上口与储料斗相连，储料斗的容积不小于5m3。确保首批混凝土灌注后导管埋入深度大于1m。

②导管安装后，再次探测孔底沉渣厚度，如超过设计要求，则进行第二次清孔处理至合格为止。漏斗安装前要搭设一个牢固的工作平台。

③混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的，混凝土不得使用。

④在水下混凝土灌注过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。埋管深度控制在2～６m内，导管提高采用16t吊车操作。砼灌注速度不应太急以防导管上浮。

⑤水下混凝土灌注应连续有节奏进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水位高度。

⑥为防止钢筋骨架上浮，灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应减慢混凝土的灌注速度。混凝土顶面上升至钢筋骨架底口上部4m以上时，可提升导管，使导管底口高于钢筋骨架底部2m以上，再恢复正常灌注速度。

⑦灌注桩的砼顶面标高比设计标高高出1.0m，以保证混凝土强度，超灌的桩头在浇筑承台前凿除。

⑧灌注将结束时，核对灌入的混凝土数量，以确定所测混凝土顶面高度是否正确。

六、施工注意事项

1.为了不污染河道及施工场地，废钻渣、泥浆沉淀后及时用汽车外运至适当的地点处理。

2.采用隔孔跳跃式钻孔作业，为防止对邻近的桩造成影响，通常在本桩砼灌注完毕24小时后，本桩5.0m范围内的其他桩才可开钻。

七、质量及安全保证措施

1、质量保证措施

加强全体职工的质量意识，树立“质量第一”的观点。

加强对进场水泥、钢材、砂、碎石等材料的质量控制，所有进场材料必须有出厂合格证，检测试验报告，并按照规定频率送检。在分项工程开工前由项目总工主持，组织工程技术人员、试验人员、项目队长、作业班长、技术工人，针对本项目工程特点，学习技术规范，做好岗前培训，学习监理程序，密切配合监理工程师工作，接受监理工程师检查指导。各工序开展之前由工程技术人员对作业班组长进行详尽的技术交底，班组长在施工前对作业人员交底。项目队专职质检员对各工序质量进行检查，并填写各种检查证，经自检合格后上报质检部及驻地监理检查。若发现操作过程中存在质量问题或达不到质量验收标准，及时整改，并按质量控制程序，组织相关人员进行质量偏差原因分析，制定纠偏措施，确保工程质量达标。在易发生质量通病的工序设置预控点，制定事先防范措施，加强专项检查。

建立内部质量检查制度及奖惩机制

项目经理部每月进行一次、项目队每旬进行一次创优质量大检查，创优检查由主管领导组织有关部门参加，分别进行内、外业检查。

实行全员安全质量保证承包合同，把安全质量与经济效益挂钩。方法是职工缴纳风险抵押金，经理部从管理费中抽取10%作为创优奖基金，奖优罚劣。对于一次合格率满足标准且工程内实外美，现场管理有序者，给予奖励，项目部通报表扬；反之则处以罚款，扣掉风险

抵押金，并通报批评。

2、质量控制及检验

1）钻孔质量标准

主控项目质量标准及检查方法表

钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法

2）钢筋及钢筋骨架质量标准

主控项目质量标准及检查方法表

3）混凝土质量标准

钢筋加工及钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法表

八、安全及环保要求

1、安全要求

2、安全保证措施

（1）加强安全教育，使之制度化、经常化，提高全体人员的安全意识，贯彻专业检查和群众检查相结合的原则，施工现场设专职安全员，做到随时检查督促，发现隐患及时排除，严禁违章作业。

（2）每五天进行一次专业安全技术教育，施工人员在施工前接受安全技术教育，持证上岗，每周进行不少于一次学习操作规程与安全条例。搞好安全生产的宣传，施工现场做到有固定标语和针对性醒目标牌，确保安全生产。

（3）坚持班前安全教育和检查。进入施工现场人员均佩戴安全帽，严禁穿拖鞋、高跟鞋进场作业。

（4）严禁机械带病运转，超负荷作业。夜间作业时，有足够的照明设备，工作视线不清时不得作业。

（5）钻机就位后，钻机安设时必须平稳牢固；钻架应加设斜撑或缆风绳。

（6）钻机使用的电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水不漏电；对经常处于水、泥浆浸泡处架空搭设。挪移钻机时，不得挤压电缆线及风水管路。

（7）钻机停钻，必须将钻头提出孔外，置于钻架上，不得滞留孔内。

（8）对已埋设护筒或已成桩护筒尚未拔除的，应架设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。

1）各项临时设施布置要合理、紧凑、整齐、有序、安全、卫生，严禁擅自随意搭建。

2）各种建筑材料、周转料、机具等，要分类、分品种、分规格堆码，设置整齐、标识齐全。

3）施工用电必须做到“一机一闸一漏”，所有钢筋施工机械严格按《机械安全操作规程》进行操作。

4）配电箱及开关必须防雨，设门并配锁，进、出线口必须设在箱体下底面，箱内禁放杂物，并定期检查。

5）严禁将电线栓在铁耙钉、钢筋或其它导电金属物上。

6）经常检查线路及各接头处，防止触电事故的发生。

7）电工、电焊工必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套，且必须持证上岗。

3、环保要求

1）钻孔泥浆用泥浆净化器进行循环处理，干硬的钻渣运送到指定地点堆放，纯泥浆循环利用。

2）基坑抽水经沉淀后排放，禁止带泥污的污水直接排放到水中。

3）机械施工排放的油污等废弃物应集中处理，定期清理外运，禁止随地丢弃。

4）注意夜间施工的噪音影响,必须在夜间从事有噪音污染的施工应先发安民告示,以征得附近居民的理解。

5）凡对环境有污染的废物,如建筑垃圾、生产垃圾、泥浆等废弃材料等，必须征得建设单位和当地环保部门同意后，在指定的地点排放、堆码、掩埋或销毁。

6）做好当地水系的保护工作，在施工时对边坡及时进行防护。植被绿化，弃土、弃渣及时运出现场，不得随意堆弃。

7）便道、搅拌站的设置及大堆料的堆放等临时设施应充分考虑其对原地面排水的影响，以免阻挡地表径流的排泄。

8）材料、机械不得随意乱放。要认真计算、合理调配，做到工完料尽、场清。

9）施工完成后，对施工便道施工场地及生活基地进行环境清扫和整平，尽量恢复地面的天然状态。