立交桥桩基工程施工方案

'桩基工程本合同段钻孔灌注桩共有4种不同桩径：①120cm、①140cm、①160cm、0200cmo钻孔采用GPY-26型压式转盘工程钻机和反循环冲击式钻机成孔，泥浆护壁，二次循环清孔，下导管浇注水下混凝土成桩。钢筋笼在加工场分段制作成型，汽车吊吊放入孔，帮条焊连接。混凝土集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输浇注。钻孔灌注桩施工工艺流程见附件9.1《钻孔灌注桩施工工艺流程图》0一、施工准备工作1、平整场地道路根据桩顶设计标高、自然地面高程，用人工平整场地，按钻孔平面布置修筑钻孔机械进出场道路。场地面积要满足摆放钻机、摆设泥浆池及沉淀池的位置。在软弱地基上钻孔时，应对地基进行加固，必要时进行换填，以免钻机在施工时发生沉陷和倾斜。有鱼塘和水田的地方施工时需先做围堰隔水，抽水清淤，换填砂砾土后才能上钻机施工。有小河沟处，须先改河，让河水暂时绕行，再清淤填砂砾土，进行钻孔桩施工。待全部施工完毕以后，再把河水改回来，恢复小河的原貌。2、桩位测量放线准确地放出桩位，桩位放线时必须在精确定出桥位（墩、台位置）以后，再经过复测，定出桩位，误差控制在5mm以内。桩位用（p10mm,长35-40cm钢筋打入地面30cm,作为桩的中心点标记，然后在钢筋头周围按桩径洒上白灰圆圈作为记号，既便于寻找，又可防止机械移位时破坏桩位。3、桩位超前钻探根据设计要求施作钻孔灌注桩超前钻探，进一步探明地质状况，调整变更设计桩长及嵌岩深度。保证桩基工程质量。4、护筒制作埋设护筒的作用是固定桩位，引导钻孔方向，隔离地表水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内泥浆水位高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌。护筒在钻孔前埋入桩位，护筒的制作及埋设方法如下：a.护筒用d=6mm钢板加工制成，护筒内径比钻孔桩设计直径加大20〜30cm,护筒的长度 根据钻孔桩的地质和水位情况确定，本工程的护筒长按2.0m考虑。a.护筒的埋设要考虑桩位的地质和水位情况，本工程地表为低液限粘土，地下水位很高，埋设时护筒顶应高出地下水位1.5m，高出地面0.3m，直接置于夯实的粘土层（厚30-50cm）上，护筒四周回填粘土，分层夯实。b.护筒埋设应注意质量，防止在钻孔过程中发生孔口变形及坍塌，防止护筒底土层穿孔致使底脚悬空，造成塌孔，向外漏水、漏浆等事故。埋置好的护筒平面位置偏差小于5cm,护筒倾斜度偏差小于1%oc.护筒埋设前应用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，放四个护桩，并做好保护（直到成孔后），埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心和桩位中心重合。二、钻进作业1、钻机就位本桥的钻孔灌注桩设计为嵌岩桩，钻孔机械使用黄海机械厂生产的GPY-26型压式转盘工程钻机，其转盘扭矩大，油缸压力大，适合在中、弱风化岩层中钻大直径嵌岩桩。另外再配合部分反循环冲击钻机。钻机就位时应安平垫稳，钻杆垂直，保证在钻孔过程中钻机不会移位和倾斜。钻机就位后，要将钻头的钻尖对准孔位中心。具体方法是在护筒的刻痕处用线连成十字，钻头中心对准十字交叉点。2、泥浆制备泥浆护壁的作用是使孔内形成一定高度的水头，产生向孔壁外的渗流压力，以克服向内的径向土压，从而保护孔壁的稳定，另外，泥浆还有浮磴作用。为充分发挥泥浆的护壁和浮磴作用，必须重视泥浆的质量，泥浆的比重和性能指标应满足《公路桥涵施工技术规范》的要求，控制失水率，粘土的备料量为成孔体积的100-120%o由于钻孔桩桩径大，再加上覆盖层土质较差，成孔时使用的泥浆要按需要添加膨润粘土等护孔剂，以保护孔壁稳定。膨润土泥浆具有比重低、粘性好、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具阻力小、钻孔进率高、造浆能力大等特点，因此本工程采用膨润土作为护孔剂。保证泥皮厚度控制在规范允许范围内，以确保桩基承载能力的发挥。3、钻孔作业在钻孔桩施工中，钻孔是关键性的工序，不仅决定施工进度，而且关系到施工的成败，因此稍有疏忽，就会塌孔、缩颈、回淤量超出设计要求，使钻孔报废和重新清孔、扩孔。a.钻孔前，根据地质勘探及水文资料，绘制钻孔地质剖面图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻进压力和速度以及适当的泥浆比重参考数据。钻进过程中，应注意土层 变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，并记入记录表中。a.钻孔作业首先要安排好钻孔顺序，目的是防止邻孔未凝混凝土受振和穿孔。b.开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1米后，以正常速度钻进。c.钻孔作业必须连续进行，不得间断。因故必须停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。d.按钻进工艺、机械技术要求及钻孔操作要点进行钻孔。钻进过程中经常检查桩径、垂直度、钻机位置是否正常等，填写钻孔桩施工记录并及时交接。经常对泥浆进行试验，设置泥浆净化系统，以清除钻磴，回收泥浆和减少对环境的污染。e.在砂土中宜选用大泵量，稠泥浆，低档慢速进尺，防止排渣速度跟不上。并保持泥浆密度和粘度，避免造成糊钻或由于坍孔造成埋钻。f.在成孔过程中，每钻进1m,用罗盘式测斜仪或超声波测斜仪检测一次垂直度，发现偏斜及时纠正，保证成孔后垂直偏差小于1%o成孔结束后，复核桩和桩位的偏差，桩位偏差<50mm,桩径偏差W20mm。g.桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、桩位偏差、垂直度、泥浆厚度等并做好记录，合格后进行清孔换浆，降低孔内泥浆比重，减少沉磴厚度。准确测量孔深，计算出沉磴厚度，沉磴厚度必须控制在规范或设计要求范围内。4、反循环清孔清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。其次，清孔还为浇注水下混凝土创造良好条件，使测孔准确，浇注顺利。清孔方法采用换浆或抽浆清孔法。清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序，清孔质量的好坏影响水下混凝土浇筑、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，采用两次清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转反循环清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行，并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则，需重新测量沉渣厚度或清孔。桩孔达到设计深度后，先静止1h,等悬浮物全部沉淀后再清孔，清至孔底泥浆比重为1.2左右时，在孔内加入适量粘土用钻头旋转，将底部的砂石浮起，再次清孔，清至泥浆比重为1.05左右，测量沉磴厚度，合格后开始下钢筋笼。清孔后要对钻孔进行检查，孔的平面位置在各方向的误差均为50mm，钻孔直径应不小于桩 的设计直径，倾斜不大于孔深的1/100,井底沉渣厚度不超过50mmo清孔后的泥浆性能指标：含砂率小于2%,比重1.05-1.15,粘度17〜20Pa.So三、钢筋笼制作与安装1•钢筋笼的制作a.骨架制作方法可用卡板成型法或箍筋成型法。钢筋笼在现场平地上集中制作，分节绑扎，每隔2m设置加强箍筋一道，纵向主筋采用焊接连接，整体或分节吊装入孔。在桩长不大、汽车吊臂够长时应尽量做成一节，在桩长很大时钢筋笼可根据吊车起吊高度分段制作。每段钢筋笼必须有足够的刚度，刚度不足者应增设加强箍圈。钢筋笼制作完后，要逐节进行检验。b.钢筋表面应清洁、无损伤、无油渍、无漆污和铁锈。使用前应将锈污清除干净，带有颗粒状或片状老锈的不合格钢筋不准使用。c.当钢筋有焊接接头时，1000mm的区段内，同一根钢筋不得有两个接头。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不超过受力钢筋总截面积的50%o竖钢筋搭接釆用双面焊，焊缝长度大于5倍的钢筋直径，焊缝高度大于0.3倍钢筋直径，焊缝宽度大于0.7倍钢筋直径。设计规范要求，桩基的钢筋笼中，直径225mm的钢筋采用机械联接，采用SA级接头。接头需要相互错开，满足施工规范的要求。d.加劲箍筋和普通箍筋采用环筋形式。均采用双面搭焊接，焊缝长度不小于10倍钢筋直径，焊接时不得咬伤竖筋。e.为了防止钢筋笼放置偏心，保证混凝土保护层的厚度不小于50mm,在钢筋笼间隔的2m断面上，分别设置4-6个定位器，焊接在钢筋笼上。2•钢筋笼的吊装和放置钢筋笼搬运时要防止扭转、变形、弯曲。埋设放置钢筋笼时采用吊车整体吊装，对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼下放到设计位置后，马上检查钢筋笼的位置是否安装到设计位置，是否发生偏心，检查合格后，马上对钢筋笼进行固定。四、水下混凝土的浇筑浇筑钻孔桩的水下混凝土采用导管法施工。混凝土采用在有自动配料系统的拌合站集中拌合，倾卸车输送，吊车浇筑的施工方法。1•混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定，坍落度宜为180~210mm；水泥用量不少于340kg/m含砂率宜为40%〜43%,选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm,采用连续级配；混凝土中可掺外加剂改善和易性和缓凝。外加剂选用的品种和用量由试验室 通过试验确定。水泥应采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水灰比0.6o2.导管采用丝扣连接导管，导管使用前应试拼、试压，并试验隔水栓能否顺利通过，试水压力为0.6〜1.0Mpao导管应安装在钻孔桩的中心，由稳固架支固。导管的底部至孔底的距离为300mm。导管安装完毕后，再次检查孔底沉渣和孔底泥浆的情况，检查合格后方可进行混凝土浇筑工作。3•为了保证水下混凝土的质量，贮斗内混凝土的初存量因桩径不同而不同，要保证首次浇筑时导管底端能埋入混凝土中1.5m以上。随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管底端要始终埋入混凝土面以下2-6m,严禁把导管提出混凝土面。浇筑时设专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和计算的混凝土的浇筑方量。4•当井孔混凝土面接近和进入钢筋骨架时，宜使导管保持较大埋深，并放慢浇注速度，以减小混凝土的冲击力。当井孔混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，可适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。5•浇注开始后，应连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，应徐徐进行浇注，防止在导管内形成高压空气囊。6.每一根桩的混凝土浇筑必须连续进行，一次完成，要控制最后一次混凝土的灌入量，应保证在桩顶设计标高以上增加浇注0.8〜1.0m,以留出破桩头的长度，确保桩顶质量。浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制。7.在浇注即将结束时，导管内混凝土柱高度减小，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如果混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，使浇注工作顺利进行，泥浆引流至适当地点处理，以防止污染。另外加大料斗至孔口的高差，使混凝土能顺利灌注，并保证桩顶混凝土的质量。8•混凝土在拌制和浇筑过程中应经常检查混凝土的质量，检查混凝土原材料的品种、规格和用量，每一工作班的检查次数多于二次。混凝土的坍落度每个工班检查也不小于二次。混凝土配合比要因外界因素影响而有变化。为检查桩身的混凝土强度，试块在浇筑混凝土同盘的搅拌机中留取，其制作、养护、试验，符合国标《强度检验评定标准》。五、桩头处理和检测待钻孔灌注桩的混凝土强度达50%以后，方可进行桩头处理，人工用风镐凿除桩头，桩顶标高要符合设计要求，待桩头处理完毕后，对桩的承载力进行检测，检测应根据设计的要求采用静载试验或大小应变法进行。设计规范要求桩长超过40m的桩要用超声波法对整个桩身进行检查。灌注桩时，在桩身指定位置，按设计要求从桩头到桩底埋设三根①50mm的钢管，呈三角形布置。 六、地质破碎带钻孔灌注桩施工措施本合同段内存在有地质破碎断裂带，是钻孔施工的重大病害。1、成孔工艺成孔主要用冲击式钻机。冲击钻是利用钻头自身重量冲击成孔，而地质破碎断裂带地区基岩面凹凸不平，岩石坚硬，钻头在剧烈冲击基岩面时易在V形岩沟中被卡住，且所成孔往往易成斜孔，因此宜采用“吊打”施工方法，这种短行程、密频率的冲孔工艺既可避免卡钻又可有效减少斜孔问题。回旋钻由钻头转动循序渐进成孔，和岩面之间不存在垂直方向的剧烈对撞，因而不会卡钻。回旋钻造孔也会发生斜孔，但通过提升钻杆多次重复钻进即可修复，因此在破碎断裂带钻孔宜采用回旋钻机施工。2、防范措施查明地质资料：与设计单位共同摸准地质资料，地质破碎带分布情况。采取安全措施：钻孔设备应放在钢架网上施工，这样塌孔时，钻孔设备可被钢网托于地面，避免损失。对钻探查明要穿过地质破碎断裂带的桩位，宜在施工前处理，以消除施工隐患。方法是从钻探孔试灌大密度泥浆（1.5g/cm3）,若很快灌满，则表明地质破碎断裂带规模不大且为独立的，可不再做其他处理；如久灌不满，则表明地质破碎断裂带规模很大或为连通地质破碎断裂带，采取灌黄泥、砂浆等填充料，填满后再往下施工。3•施工措施浆面变化情况：正常情况下浆面基本保持在一定高度（规范要求高于地下水位1m）,若浆面异常变动（如急剧下降）应及时停止钻进，同时补填粘土块或补浆直至填满为止。泥浆变化：钻入岩层后泥浆一般为黄色，当逐渐变为黑色时，说明可能遇到有淤泥填充的地质破碎断裂带，应补充密度为1.3〜1.5g/cm3泥浆，以保证成桩质量。钻进速度变化：在同一地质层钻进，速度一般保持在较稳定的范围内，当钻进速度突然加快，甚至不用加压钻头也可钻进，说明有地质破碎断裂带存在，此时应立即停钻，观察浆面变化情况，采取相应措施。4•塌孔处理若地质破碎断裂带规模较小，可很快被孔内泥浆、土体填满，影响不大；塌孔稳定后可在原3o孔位回填重新钻孔。重新钻孔所用泥浆密度鋪4.3〜1.5g/cm°若地质破碎断裂带规模很大或遇到暗河，通常一次塌陷不能填满，只是形成相对稳定状态再扰动则会加大塌孔盟且通常会将钻头陷死在洞中不能拔出。遇此情况一般只能放弃钻 头，申请设计改变桩位重新施工。七、钻孔灌注桩通过溶洞时施工施1＞钻孔通过溶洞施工理钻孔桩通过溶洞时用震动锤下沉钢护筒至岩面，钢护筒高出施工水位1.0m以上，严防岩面以上覆盖层在钻孔桩施工中坍塌。对于填充物为软塑或粘性土的较小溶洞，采用单护筒冲击造浆护壁法成孔，对于充填物为流塑性或空洞较大的溶洞，采用双护筒法成孔。钢护筒沉至岩面，可以保持水头，维持孔内泥浆稳定，故能避免因水流的冲刷和泥浆的剧下降造成孔口坍塌。当钻进充填物为软塑或粘性土的较小溶洞地层时，投入适量粘土和片石,增大孔壁的稳能力利用钻头冲击将粘土和片石挤入溶洞，还可掺入水泥、烧碱和锯末,当钻机穿过顶板，进入充填物为流塑或空洞较大的溶洞时，将内护筒沉入溶洞至稳定性岩面,内护筒作用是防止溶洞内流塑状的充填物涌入孔内，还可止灌注混凝土时混凝土的流失2、钻孔通过岩溶时的施工要岩溶处成孔经过处理后的岩溶处，成孔方法基本上与普通石质地层成孔方法相同，采取用冲击钻冲击的方式成孔。成孔时应注意以下现①加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能煤质量配合比为黄土冰泥:烧碱=1:0.2:0.4,锯末按黄土体积的10%掺入。②当岩面的倾斜较大时，钻头勵撞击护筒或孔壁，造成偏孔或塌孔，这时，回填片石，以低冲程反复冲砸，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。③通过溶洞进入充填地层的处置法对溶洞较小，充填物多为松散不稳定的土层者采用泥浆护壁方法，使用优质泥浆，保持孔内的水位高度，适时向孔内投入潮湿泥块或袋装粘土和粒径不大于13cm的片石，采用低冲程将抛填物挤入溶洞孔壁或溶洞裂缝以加固护壁，使之形成闭环，防止漏浆和塌孔。3、双护筒冲击钻孔对空洞较大的溶洞或充填物为流塑状时采用双护筒冲击钻孔法。外护筒下到岩面或设计深度以后，即开始对覆盖层和溶洞顶板进神钻，其钻孔方法和統的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大10〜20cm,以便内护筒顺利通过覆盖层和溶洞顶板。当钻孔穿过覆盖层和溶洞顶板后进入溶洞空屈，将内护筒下沉至位，即进行内护筒的排泥和稳固岩面的钻孔。护筒内排泥可采用冲击泥浆排渣法，也可采用擬法。'