汉孝桩基施工方案.doc
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1、目 录一、编制依据2二、合用范围2三、目的2四、施工程序31、场地准备42、桩位放样53、埋设护筒54、安装钻机65、泥浆的制备及循环净化66、钻孔施工87、成孔检查138、第一次清孔149、钢筋笼加工及吊放1510、导管安装1711、第二次清孔1812、灌注水下混凝土1913、成桩检测2114、质量控制22五、钻孔桩施工常见事故的防止及解决23六、质量保证措施31七、安全保证措施32八、环保、水保措施33一、编制依据1、湖北城际铁路有限责任公司指导性施工组织设计;2、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准(铁建设2023160号);3、铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10415-2023
2、)4、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准(铁建设2023160号);5、铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准(TB10424-2023);6、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ213-2023);7、铁路混凝土工程施工技术指南(TZ210-2023);8、客运专线高性能混凝土暂行技术条件(科技基2023101号);9、铁路工程结构混凝土强度检测规程(TB10426-2023)10、实行性施工组织设计(桥梁工程)11、相关的设计文献告知、规定等。二、合用范围 本施工方案合用于新建铁路汉孝城际铁路HXSG-04标段DK39+846DK61+686段所有桥梁基础钻孔桩施工。三、目的 保证野猪湖特
3、大桥和孝感特大桥在本标段内钻孔桩的施工,满足设计及施工规范规定。四、施工程序根据本标段现场实际地质情况,钻孔桩基础施工采用旋转钻机、冲击钻机和旋挖钻机钻孔,吊车安装钢筋笼,混凝土由搅拌站集中供应,混凝土运送车运送,混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土。钻孔方法可参考下表,结合现场实际情况进行选用。成孔方法设计文献及现场实际情况合用地质情况设计地质情况合用桩径(cm)设计桩径(cm)孔深(m)设计最大孔深正循环粘性土、砂性土、黏土、粉质黏土、砂岩、泥质砂岩、砂砾岩100;125,1501004545m/桩径1m旋转卵石土、软岩钻机反循环粘性土、砂性土、100;125;22012579060m/桩径1.
4、25m卵石土旋挖钻各种土层、砂性土、砂卵砾石和中档硬度以下基岩100;125;150158061.5m/桩径1.5m冲击钻卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工100;125;150220158087.5m/桩径2.2m钻孔桩施工工艺流程见图1平整场地桩位放样检测、调整泥浆指标制作护筒护筒埋设泥浆备料搭设钻机平台钻机就位泥浆池泥浆沉淀池孔桩钻进终孔、清孔导管水密实验钢筋笼吊放、下导管制作钢筋笼二次清孔灌注水下砼养护图1 钻孔桩施工工艺流程图1、场地准备钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位规定、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。1
5、)岸上墩桩基的施工场地均为旱地,施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地整平,清除杂物,更换软土。在夯填密实土层上横向铺设枕木,然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢,即构成钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、泥浆循环系统及混凝土运送车等协调配套工作的规定。2)在浅水中,宜用筑岛法施工,筑岛面积应按钻孔方法、钻机大小等规定决定。3)在深水或淤泥较厚时,可搭设工作平台进行施工。平台须坚固稳定,能支承钻机和完毕钻孔作业。2、桩位放样采用全站仪根据桩位坐标进行放样,桩位放样坚持测量复核制度,在护筒埋设前放出护桩。桩位放样完毕以后报现场测量监理工程师复核无误后方可埋设护筒。3、埋设护筒1)护筒用48mm
6、的钢板制作,其内径大于钻头直径200mm。为增长刚度防止变形,在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒顶应高出施工水位或地下水位2.0m左右(同时高出地面0.5m),其高度满足孔内泥浆面的规定。2)岸滩上护筒埋深黏性土不小于1m,砂类土不小于2m,当表层土松软时,宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少0.5m,护筒四周回填黏土并分层夯实。水中筑岛时,护筒宜埋入河床面以下1m。3)岸上墩护筒埋设采用挖埋法;水中墩护筒埋设采用加压和锤击、或振动的方法进行。埋设应准确、稳定,护筒顶面中心与桩位中心的偏差不得大于50mm,倾斜度不大于1%,保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒埋设完毕后报监理工程师
7、现场检查,护筒埋设符合规定后方可安装钻机。4、安装钻机1)安装旋转钻机安装钻机时,底架应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。立好钻架并调整起吊系统,将钻头吊起渐渐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起,垫方木于钻盘底座下面,将钻机调平并对准钻孔,安装钻盘,规定钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上。钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。2)安装旋挖钻机筒埋设结束后进行钻机就位,旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内有仪表准确显示电子读数,当钻头对准桩位中心十字线时,各项数据即可锁定,勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在2cm内。钻机安装完毕后报监理工程师
8、现场检查,符合规定后方可开始钻进。5、泥浆的制备及循环净化1)根据现场实际情况,尽量采用优质泥浆。各项指标如下:(1)泥浆比重:正循环钻机钻孔时,入孔泥浆比重为1.11.3;反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.051.15。(2)黏度(s):一般地层1622,松散易坍地层1928。(3)含砂率():新制泥浆不大于4%。(4)PH值:应大于6.5。(5)胶体率():不小于95%。若现场无达成上述指标的泥浆,可通过加膨润土制备合用于施工规定的泥浆。2)根据桩基的分布位置设立制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。3)施工
9、中旋转钻采用井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用的办法;泥浆造浆材料选用优质粘土,根据本标段地质情况,大部分钻孔桩采用原位土造浆即可。必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂,保证泥浆自始至终达成性能稳定、沉淀很少、护壁效果好和成孔质量高的规定。实验工程师负责泥浆配合比实验,对所有桩基的泥浆进行合理配备。4)施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池,解决后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内,形成不断的循环。钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方,不得任意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放,以避免污染环境。5)旋挖钻施工泥浆系统在砂类土、碎(卵)石土或黏土夹层中钻孔,采用膨润土泥浆护壁。
10、在黏性土中钻孔,当塑性指数大于15,可运用孔内原土造浆护壁。在旋挖钻施工中,泥浆不循环,钻孔施工时随着孔深的增长向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。 桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,运用于下一基桩钻孔护壁中。6、钻孔施工1)正循环旋转钻钻孔泥浆通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部射出,底部的钻头在旋转时将土层搅成钻渣,钻渣被泥浆悬浮,随着泥浆上升而流到孔外,泥浆通过净化后,再循环使用。(1)先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,待泥浆输入孔中一定数量后方可开始钻进。开始钻进时应低档慢速钻进,使护筒下口处有坚固护壁,钻至护筒下口1m后再按正常速度钻进。如护筒外侧土质
11、松软发现漏浆时,可提起钻头向孔中填入粘土砖,再下钻头钻孔,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,稳住泥浆后再继续钻进。接长钻杆时,先卸去长方形套,提高方钻杆达成钻头与钻杆相连处露出转盘为止。用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘,卸去方钻杆,然后吊起一节圆钻杆,连接于钻头,卸去夹持器,把圆钻杆连同钻头放入钻孔。当圆钻杆上端接近转盘时,照上述夹持器支持圆钻杆,松吊绳,将方钻杆吊来与圆钻杆联结,撤去夹持器,把方钻杆降入转盘内并安好方形套,继续钻进。以后需要再接长钻杆时,照以上环节在方钻杆同圆钻杆之间加接圆钻杆即可,一直钻孔到需要深度为止,卸钻杆如上述逆做法办理。接、卸钻杆的动作要迅速、安全,争取尽快完毕,以免停钻
12、时间过长。钻孔作业应连续进行,因故停钻时必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。(2)在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法。在粘质土中钻进,由于泥浆粘性大,钻头所受阻力也大,易糊钻。宜选用尖底钻锥中档转速、大泵量、稀泥浆钻进。在砂类土或软土层钻进时,易坍孔,宜选用平底钻头,控制进尺,低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。在卵石、砾石类土层中钻进时,因土层软硬不均,会引起钻头跳动,钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象,易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。(3)钻孔时,必须采用减压钻进,即使孔底承受的钻压不超过钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%,
13、这样可使钻杆维持竖直状态,使钻头竖直平稳旋转,避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。(4)开钻前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料核对。遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究解决措施后继续施工。(5)钻进过程中应经常测量孔深,并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达成设计孔深后及时清孔提钻,清孔时以所换新鲜泥浆达成孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。2)反循环旋转钻钻孔泥浆由钻杆外流(注)入井孔,用泵吸(泵举)或气举将泥浆钻渣混合物从钻杆中吸出,泥浆经净化后再循环使用。(1)开
14、始钻孔时,为防止堵塞钻头的吸渣口,应将钻头提高距孔底约2030cm,将真空泵加足清水,关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭,打开真空管路阀门使气水畅通,然后启动真空泵,抽出管路内的气体,产生负压,把水引到泥石泵,通过沉淀室的观测室看到泥石泵充满水时关闭真空泵,立即启动泥石泵。当泥石泵出口真空压力达成0.2Mpa以上时,打开出水控制阀,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循环,待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进,使护筒角处有牢固的泥皮护壁。钻至护筒脚下1.0m后,方可按正常速度钻进。如护筒底土质松软发现漏浆时,可提起钻头,向孔内投放粘土,再放下钻头旋转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,待不再漏浆时,
15、继续钻进。钻进过程中,保证钻孔垂直。当一节钻杆钻完后,先停止钻盘转动,并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净,然后关闭泥石泵接长钻杆;在接头法兰盘之间垫35mm厚的橡皮圈,并拧紧螺栓,以防漏气、漏水;然后如上工序,一切正常钻进。钻孔作业应连续进行,因故停钻时必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。(2)在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法。在硬粘土中钻进时,用一档转速,放松起吊钢丝绳,自由进尺;在普通粘土、砂粘土中钻进时,可用二档、三档转速,自由进尺;在砂土或含少量卵石中钻进时,宜用一、二档转速,并控制进尺,以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上;遇地下水丰富容易坍孔
16、的粉砂土,宜用低档慢速钻进,减少钻井对粉砂土的搅动,同时应加大泥浆比重和提高水头,以加强护壁防止塌孔。(3)钻孔时,必须采用减压钻进,即使孔底承受的钻压不超过钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%,这样可使钻杆维持竖直状态,使钻头竖直平稳旋转,避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。(4)施工中每钻进2m或地层变化处,应及时捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料核对。遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究解决措施后继续施工。(5)钻进过程中应经常测量孔深,并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达成设计孔深后及时清孔提钻,清孔时以所换新鲜泥浆达成孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀
17、为度。(6)泥石泵应有足够的流量,以免影响钻孔速度。如泥石泵流量局限性可用污水泵代替。为了避免泥石泵损坏时停工,每台钻机应配备两套泥石泵轮换使用。 整个钻进过程中,始终保持孔内水位高出护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m,并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。3)旋挖钻机钻孔(1)钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行检查,钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。 (2)因旋挖钻造浆能力较差,旋挖钻孔泥浆重要采用机械制浆。当钻进至接近钢护筒底口位置12m左右时,须采用低钻压、低转数钻进,并控制进尺,以保证护筒底口部位地层的稳定;当钻头钻出护筒底口23m后,再恢复正常钻进状态。 (3)
18、钻机在各地层中的钻孔指标:对于淤泥质土层和亚粘土层,采用低速、优质泥浆方法钻进;对于粘土层采用高等钻速稀泥浆钻进;对于砂层,采用轻压、低档慢速、稠泥浆钻进,以免孔壁不稳定,发生局部扩孔或局部坍孔,以防埋钻现象;对砂砾层,采用低档慢速、优质浓泥浆钻进,保证护壁厚度。 (4)钻孔作业分班连续进行,如确因故须停止钻进时,将钻头提高放至孔外,以免被泥浆埋住钻头。经常对钻孔泥浆抽检实验,不符合规定期要及时补充或调整泥浆。 (5)钻进成孔过程中,及时补充浆液量,保持对孔壁一定的水头压力以保证孔壁稳定,防止塌孔。(6)及时具体地填写钻孔施工记录,正常钻进时应参考地质资料掌握土层变化情况,及时捞取钻碴取样,判
19、断土层,记入钻孔登记表,并与地质资料进行核对,根据核对鉴定的土层及时调整钻机的转速和进尺。 (7)钻进过程中,起落钻头速度宜均匀,不得过猛后或骤然变速,以免碰撞孔壁或护筒。每钻进4米深度验孔一次,在容易缩孔处应勤验。 (8)在淤泥、粘土、砂砾、砂土层采用旋挖斗进行施工,在泥岩、泥岩加砂岩采用短螺旋钻头进行钻进。4) 冲击钻机钻孔(1)开钻时先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。护筒底脚以下2m4m范围内土层比较松散,应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加
20、冲程后,方可进行正常冲击。在开孔阶段45m,为使钻渣挤入孔壁,减少掏渣次数,正常钻进后应及时掏渣,保证有效冲击孔底。(2)在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法。冲程应根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程;在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程,冲程过大,对孔底振动大,易引起坍孔;在通过高液限粘土,含砂低液限粘土时,采用中冲程;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土 、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易
21、发生偏孔,亦可采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按11投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须反复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层自身可造浆,应减少输入的泥浆稠度,并采用0.5m 的小冲程,防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm,在密实坚硬土层每次可松绳35cm,应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏,松绳过多,则
22、会减少冲程,减少钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。为对的提高钻头的冲程,应在钢丝绳上油漆长度标志。(3)钻孔施工中,一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm,松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时,应进行取渣。或每进尺0.5m1.0m时取渣一次,每次取45筒,或取至泥浆内含渣显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度,投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时,均要检查并保存土层渣样,记录土层变化情况,遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究解决措施后继续施工。(4)钻孔作业应连续进行,因
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