B1标段主墩桩基施工.doc

目 录
编制说明 3
一、编制依据 4
1.1施工文件 4
1.2 技术标准和规范 4
二、工程概况 4
2.1工程简介 4
2.2水文条件 5
2.3气象条件 5
2.4地质条件 5
2.4.1不良地质 6
2.4.2特殊地质层及不良地质土层 10
三、施工方案 11
3.1总体部署 11
3.1.1施工计划 11
3.1.2施工机械设备配置 11
3.1.3施工人员配备计划 11
3.2施工准备 12
3.2.1混凝土拌合楼 12
3.2.2钢结构加工厂 12
3.2.3施工便道 13
3.2.4施工用水、电 13
3.2.5材料准备 13
3.2.6技术准备 13
3.3主墩桩基础施工 14
3.3.1钻机选择 14
3.3.2施工工艺流程框图 18
3.3.3钻孔施工 19
3.3.4 钢筋笼工程 34
3.3.5 混凝土工程 40
3.3.6 超声波检测 44
四、保证措施 45
4.1质量保证措施 47
4.2进度保证措施 49
4.2.1 保证工期的组织措施 49
4.2.2 保证工期的技术措施 51
4.3安全保证措施 51
4.3.1机械安全保证措施 52
4.3.2 现场安全保证措施 52
4.4 环境保护措施 53
五、文明施工 54
5.1 文明施工内容 54
5.2 文明施工的组织与管理措施 54
5.3 施工现场管理 54
5.4 现场机械管理 55
5.5 现场物资管理 55
5.6 施工营地及施工便道绿化 55
附件： 主墩桩基地质柱状图

编 制 说 明

1、本方案的编制是在专家评审的基础上，对施工技术方案进行了修改和完善；
2、根据专家的意见，将邀请桥梁地质专家进行实地考察，分析地质情况，施工过程中将根据专家意见进一步完善工艺。
3、补充了关于大堤防护、承台防护的施工内容。
4、补充了深孔掉钻的预案。
5、进一步细化了施工组织，补充了洪水季节的施工措施。
具体内容见附件：
1、九江长江公路大桥21#主墩钻孔桩基础施工方案评审意见
2、主墩钻孔桩基础施工方案

主墩钻孔桩基础施工方案
一、编制依据
1.1施工文件
九江长江公路大桥施工设计图纸及相关技术规范
1.2 技术标准和规范
GB 50026-93 《工程测量规范》（附条文说明）
JTG D41-2000 《公路桥涵施工技术规范》
JTG/T F81-01-2004《公路桥涵设计通用规范》
JTG B01-2003 《公路工程技术标准》
JTG F80/1-2004 《公路工程质量检验评定标准》
JTJ/T 066-98 《公路全球定位系统（GPS）测量规范》
JGJ 94-94 《建筑桩基技术规范》
JGJ 18-84 《钢筋焊接及验收规范》
其它相关国家标准、行业标准、技术条件及验收方法等。
二、工程概况
2.1工程简介
福州至银川高速公路九江长江公路大桥在江西省境内九江区段跨越长江，起点桩号K7+715，终点桩号K33+145.25，全长25.43025公里，由我部承建的B1合同段起止里程桩号为K19+264～K20+574.9，线路全长1.3109km（见图1），主要工程为南主墩（21＃主墩）、过渡墩、辅助墩及上构（包括中跨合龙段）工程、南引桥（4×30m+5×30m）＋2×（4×50m）基础及上构等截面预应力砼连续箱梁，主要工程数量见表1。

图1 九江长江公路大桥B1合同段总体形象布置图
表1 主墩主要工程数量汇总表
名称
主桥21#主墩
桩基
28根φ2.8桩，单桩长80m
混凝土(m3)
钢筋(kg)
声测管（m）
合计
14337.3
2016213.2
9060.8
2.2水文条件
本桥位流域内雨季集中在5～10月。每年5～10月为洪季，长江下泻径流量约占总流量的71%，10月份以后明显回落，枯季为每年11月至次年4月，下泻径流量月占总流量的29%，经计算桥位设计流量及水位见表2。
表2 设计流量、设计水位一览表
频率
项目
0.33%
1%
2%
5%
10%
20%
设计水位(m)
22.92
22.07
21.87
21.75
20.79
19.98
设计流量(m)
85600
79500
78000
77100
70000
64000
2.3气象条件
桥位地区属亚热带季风气候区，具有气温温和、雨量充沛、热量丰富、光照充足以及夏冬季长、春秋季短、春寒夏热、秋冬干阴和无霜期长等特点。气温的季节性变化明显，最高月平均气温3 3.0℃，最低月平均气温4℃，历年极端最高气温41.2℃，历年极端最低气温－18.9℃。
本地区降水年内分配不均，主要集中在4～6月，该时期降水量约占全年降水量的48％，易产生地区性洪涝灾害；降水量最少的时期是1 0月～次年1月，4个月的降水量仅占年降水量的16％左右。年平均降水量1347～1440mm。
年最多雾日15d、最少雾日2d、年平均雾日l8d。全年平均无霜期249天，一般从3月中旬开始至11月中旬，初霜一般出现于11月下旬，结束在3月中旬；年平均相对湿度：77％～80％。
全年以东北风出现频率最高，多年平均风速2.0～3.1m／s，年最大风速7.7～20.0m／s，极端风速37.1m／s。
2.4地质条件
本标段位于江西省九江市，大堤内地势较平坦，地面高程一般15.9m～17.8m，分布少量民房和沟塘，大堤外侧为护坡顶平台，宽度约50m，高程18m左右。平台外侧为九江岸护坡，坡度20度左右，漫滩不发育。本段主墩处地质大概由3层组成：分别是第一层覆盖层，厚度18～58m，为大堤填筑土和粘性土，结构单一，主要由粉质粘土和粉土组成；第二层为砂层，厚度5～16m，主要由中密砂，粉砂组成。第三层为岩层，主要为微风化灰岩和砾岩组成，岩质较硬。
2.4.1不良地质
通过野外调查及钻探，桥址区主要不良地质现象为岸坡失稳、岩溶、流砂或管涌。桥址处分布有可溶性灰岩和砾岩，溶岩较为发育。根据最新钻探了解，主墩溶洞出现在离地面60～77m平面，最高达11m，内部分填充或无填充物，具体分布见图2--图9。

图2 九江长江公路大桥溶洞分布图

图3 九江长江公路大桥溶洞钻孔柱状图（zss-21-10）

图4 九江长江公路大桥溶洞钻孔柱状图（zkb-5）

图5 九江长江公路大桥溶洞钻孔柱状图（zkb-6）

图6 九江长江公路大桥溶洞钻孔柱状图（zkb-3）

图7 九江长江公路大桥溶洞位置图

图8 九江长江公路大桥溶洞立面图（Ⅰ-Ⅰ断面）

图9 九江长江公路大桥溶洞侧面图（Ⅱ-Ⅱ断面）
2.4.2特殊地质层及不良地质土层
液化区域：根据地质钻探勘测和分析，桥区砂土层将产生液化。场地液化等级为轻微接近中等。因此，桩基施工应加强护壁工作，对泥浆指标也提出了较高要求。
抛石：南岸江滩21#主墩桩位附近有抛石分布，在桩孔位处地下存在大量块石，大部分块石直径为30～50cm，最大直径达100cm（如图10～图11）。

图10 埋设护筒过程中碰到大量块石

图11 埋设护筒过程中挖出的块石
三、施工方案
3.1总体部署
主墩基础钻孔采用钻机成孔，桩基钢筋笼由钢筋加工厂统一制作，平板车运送到现场，通过龙门吊下放，混凝土由陆地拌和站集中供应，罐车输送至现场浇注（具体布置详见附图1～图3）。
3.1.1施工计划
根据2010年4月30日完成主墩承台施工的阶段目标计划，我部据此采用倒排工期，计划在2010年2月底完成全部桩基施工（具体工期安排见附件：主墩钻孔桩基础施工计划）。
3.1.2施工机械设备配置
根据施工计划安排，为保证工期，主墩基础施工主要作业机械、设备配置如表3：
表3 主墩作业主要机械、设备一览表
序号
机械或设备名称
型号
数量
额定功率( KW)
备注
1
冲击钻机
ZJ-15
10台
114.5
含泥浆净化设备
2
龙门吊
100t
1台
85

3
吊车
徐工QY25T
1台

4
搅拌站
90型
2套
180

5
挖掘机
小松PC200型
1台

6
装载机
柳工50型
2台

7
发电机组
500KW
1套

8
交流弧焊机
南工BX1-400-2型
20台
27

9
导管
φ32.5cm
2套

10
储料斗
18m3
1个

11
砼搅拌车
日野7m3
5台

12
平板车
十通
2台

13
电力变压器
S11-MR-1250型
1台

14
电力变压器
S9-M-315/10型
1台

15
全站仪

1台

桩位控制
16
水准仪

2台

桩位标高测量
3.1.3施工人员配备计划
主墩桩基础工期紧，任务重，施工难度大。为保证现场生产安全有序的开展工作，主墩现场设置2名生产副经理，工长2名，4名技术员，2名专职安全员，操作工人120人，分三班24小时连续作业施工。同时，项目部各职能部门紧密配合现场，提供好技术、后勤等方面的支持和服务。现场施工人员组织安排及具体分工如下：
表4 主墩作业现场人员分工表
岗位
人数
职 责
现场副经理
2
负责现场施工生产组织和施工安全
工长
2
现场施工总调度
技术员
4
负责现场施工技术和质量。
专职安全员
2
负责现场施工安全
试验工程师
2
负责现场施工材料和成品质量检测
质检员
2
负责现场施工质量检测。
机械师
4
负责现场大型机械维修保养
电工
2
负责现场用电设施维修保养
机长
10
保证按操作规程操作钻机、文明生产
操作手
60
钻孔、清孔、泥浆制作
工人
60
下放钢筋笼、浇灌水下砼
3.2施工准备
3.2.1混凝土拌合楼
混凝土拌和楼设置在靠近主墩的大堤外侧，场区面积总共10000m2，共设置2台90 m3/h拌和楼，装机容量：180Kw。拌和站具体布置如下表5（具体见附图4：拌和站场区平面布置图）：
表5 拌和站规划细目表
序号
项目
设置规格
占用面积(㎡)
备注
1
拌和楼
2台90 m3/h

2
料场
砂料仓
20×15m；20×20 m
700

4.75-16mm碎石料仓
2×10×15m
300

16-26.5mm碎石料仓
2×10×20m
400

16-31.5mm碎石料仓
2×10×15m
300

3.2.2钢结构加工厂
钢筋、施工钢构件统一由后场钢结构加工厂负责加工。钢结构加工厂设置在大堤内侧离主墩约250m的上游，占地约10000m2，规划如下表6（具体附图5：加工场地平面布置图）：
表6 加工场地规划细目表
序号
项目
设置规格
占用面积(㎡)
备注
1
导管、钢护筒存放场地
27×20
540

2
模板加工、拼装场地
27×20
540

3
桩基首盘储料盘加工场地
27×30
810

4
钢筋笼加工
Φ100桩基钢筋笼加工场地
18×7
126

Φ150桩基钢筋笼加工场地
52×7
364

Φ180桩基钢筋笼加工场地
60×8
480

Φ280桩基钢筋笼加工场地
88×10
880

5
钢筋笼存放
Φ100桩基钢筋笼存放场地
18×20
360

Φ150桩基钢筋笼存放场地
52×4
208

Φ180桩基钢筋笼存放场地
60×4
240

Φ280桩基钢筋笼存放场地
88×35
3080

3.2.3施工便道
主墩基础平台为大堤坡面平台，场地狭小，施工设备进场困难，相互干扰大。我项目进场后将沿桥向修建一条进入主墩的主施工便道，宽8米，采用20CM厚混凝土硬化，与大堤外码头便道相连，延伸至主墩桥位，用于主墩设备和材料的进出场，以方便施工（具体见附图6: 主墩便道平面布置图）。
3.2.4施工用水、电
1）用水规划
生活、生产用水均采用自来水。
2）用电规划
施工用电采用从甲方提供的生产专线接入，分别在南主墩施工现场下游配备1台1250KVA的变压器，在拌和站区域配备一台315KVA的变压器。另配备一台500kw，一台300 kw发电机做为备用（具体见附图7：变压器布置图）。
3.2.5材料准备
1）施工所需的钢筋、钢板、套筒、导管、水泥、砂石料、减水剂等原材料均要准备充足并检验合格。
2）储料斗、料斗、卧泵、罐车、空压机、挖机等设备全部到位，确保各部分构件完好，并要经过调试。
3.2.6技术准备
1）提前对施工作业人员进行技术交底，就施工设备布置、施工工艺及施工中的注意事项进行交底。
2）现场在钻机上面放置相应孔位的地质资料。
3）提前进行各种集料及钢筋等材料试验检验。
4）工地配备泥浆及混凝土检测设备，随时根据施工情况随时检验泥浆稠度、含砂率、砼塌落度等。
3.3主墩桩基础施工
3.3.1钻机选择
九江长江公路大桥南岸主墩桩基础采用28φ2.8m钻孔灌注桩，桩长80m，嵌岩32～37m（如图12）。其工程地质特征为上部是粘土、粉细砂，特别有砾砂和流砂，下部有坚硬的微风化砾岩和微风化灰岩。从最新地质钻探过程中发现主墩桩基础离地面60～77m处出现溶洞，最大深度达11m。具体见图2—图9。

图12 九江长江公路大桥南塔主墩基础结构图(单位cm)

表7 九江长江公路大桥地质物理性能参数图
根据目前的地质情况：斜岩、孤石、存在溶洞，因此我部选择了冲击成孔的钻进方式。
3.3.1.1冲击钻机工效分析
1）冲击钻机工效分析
主塔桩基直径2.8m，有效桩长80m，根据目前正在进行的试桩情况，进行工效分析如下：
表8 主墩17#桩基冲击钻施工工效分析
工序名称
地质层厚（m）
用时（小时）
备注
施工准备

12

粉质粘土层
12.6
50
0.25m/h
细砂层
17.3
173
0.1m/h
圆砾土层
0.9
3.6
0.25m/h
粉质粘土层
21.7
87
0.25m/h
微风化砾岩
11.9
148.8
0.08m/h
含砾泥质粉砂岩层
2.6
33
0.06m/h
微风化砾岩
1.5
19
0.08m/h
含砾泥质粉砂岩层
17.5
219
0.25m/h
辅助时间

24
换钢丝绳、换钻头
清孔、提钻、检孔、移钻机

24

钢筋笼安装

18
分7节下放
下导管、二清

16

砼浇注

14

其它因素

24
大风、大雨等恶劣天气
合计

865
换算成天=865/24=36天

表9 主墩14#桩基冲击钻施工工效分析
工序名称
地质层厚（m）
用时（小时）
备注
施工准备

12

粉质粘土层
13.6
54
0.25m/h
细砂层
16.7
167
0.1m/h
圆砾土层
1.2
4.8
0.25m/h
粉质粘土层
21.5
86
0.25m/h
微风化砾岩
7.2
90
0.08m/h
空洞
10.9
182
0.06m/h
微风化砾岩层
16.9
211
0.08m/h
清孔、提钻、检孔、移钻机

24

辅助时间

24
换钢丝绳、换钻头
筋笼安装

18
分7节下放
下导管、二清

16

砼浇注

14

其它因素

24
大风、大雨等恶劣天气
合计

927
换算成天=927/24=38.6，取39d
主墩桩基首件工程计划开钻时间为10月28日，实施过程中由于电力设施、主墩施工便道、水源无法按照原计划接通，导致施工进度滞后。根据其正常有效工作时间和工作效率，分析得出：各地层钻进速率可取为：粘土层内：6m/天（0.25/h）；细砂层内：2.4m/天(0.1m/h)；岩层内：1.5m/天(0.08m/h)，溶洞处理：1.5m/天(0.06m/h)，有效工作时间为24h/天。
电力设施和现场便道施工完成后，我们针对最近开孔的26#孔再次进行分析，具体如下：26#孔开孔时间为12月1日，截止到12月8日早上8点共进尺30.9m。
表10 主墩26#桩基冲击钻施工工效分析
工序名称
地质层厚（m）
用时（小时）
备注
施工准备

12

粉质粘土层
11.8
12
0.5m/h
细砂层
19.2
144
0.13m/h
圆砾土层
3.3
6.6
0.5m/h
粉质粘土层
16.2
32.4
0.5m/h
微风化砾岩
18.9
236.3
0.08m/h
微风化泥质粉砂岩层
2
33.3
0.06m/h
微风化砾岩层
5.1
63.8
0.08m/h
微风化泥质粉砂岩层
9.5
158.3
0.06m/h
清孔、提钻、检孔、移钻机

24

辅助时间

24
换钢丝绳、换钻头
筋笼安装

18
分7节下放
下导管、二清

16

砼浇注

14

其它因素

24
大风、大雨等恶劣天气
合计

818.7
换算成天=818.7/24=34，
注：其中31m以下的钻进数据借鉴目前正在钻进的几根桩的数据。
根据以上分析，采用冲击钻单根桩成桩时间按35天~40天计。冲击钻性能见表11。
表11 ZJ-15钻机性能参数表

钻孔直径：
2～4米　
钻头冲程：
2～6米
冲击频率：
6～9次每分钟　
排渣方式：
泥浆正、反循环
卷扬提升力：
15吨　
钻孔深度：
150米
钻头额定质量：
10吨　
钻塔额定载荷：
30吨　
钻塔有效高度：
6.5米　
主电机型号：
Y315S-6
整机外形尺寸（m）
7.5（长）×3（宽）×6.5（高）

3.3.2施工工艺流程框图
`
表12 桩基施工工艺流程框图
3.3.3钻孔施工
3.3.3.1施工测量
1）总体要求
① 测量等级应采用《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中规定等级要求，并符合相关规定。平面控制网的坐标系统，应与设计采用的坐标系统相同。
② 高程控制测量应采用《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）规定的等级要求，并符合相关规定。测区的高程系统采用1985国家高程基准。
③施工过程应随时复测，严密监控钻孔平台的变形并随时监测和记录，结果及时报告设计部门。
④ 平面、水准控制测量的技术要求和测量精度要求应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求。
2）测量方案
① 测量准备工作
首先根据设计图纸提供的桥轴线平面示意图及平曲线参数、桩基平面布置图对桩基坐标进行复核，确定无误之后用于施工。
② 钢护筒定位控制
护筒埋设时,采用十字中心定位法。首先，测量人员将桩中心定位放样，打下中心控制桩，并在桩位处四周设置4个相互垂直的护桩。埋设护筒时通过定位的控制桩放样，把钻孔的位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，用十字线在护筒顶部或底部，找出护筒的圆心位置，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直。
3.3.3.2 钢护筒加工与埋设　
主墩桩基钢护筒的内直径为φ3000mm，壁厚16mm，钢护筒外委加工，运至现场下沉。为防止钢护筒变形，确保钻孔安全，我部对护筒进行加强，在护筒顶端与底端分别设置加强箍，同时在吊点位置设置内支撑，控制钢护筒在存放、吊装、运输及沉桩过程中变形（具体见图13～图14）。
施工中采用埋设法和静压下沉法，先是开挖埋设，再静压下沉到位。考虑到本工程的特殊地质（出现溶洞），为保证成孔安全，我部将护筒的埋设深度定为6m（具体根据地质情况调整埋设深度），护筒到位后高出地面0.3m。
3.3.3.2.1埋设注意事项
1）护筒就位必须准确，保证护筒中心与桩位中心一致、筒壁与水平面垂直（即筒壁与桩中心线下平行）。护筒就位后通过十字控制桩（护桩）检查桩位是否正确。
2）护筒就位后，应用粘土分层夯填埋固，填土时每20㎝一层对称夯打。分层夯实时，每夯完一层应检查一次护筒的中心位置和垂直度，填平后并再检查一次，发现偏差应立即纠正。 

图13 钢护筒结构图

图14 钢护筒内支撑结构图
3.3.3.3泥浆制备与循环
钻孔施工采用优质PHP泥浆，集中制浆、分散净化排渣并循环使用。
钻渣过滤后将钻渣装到运输车上，最后由运输车送至指定位置弃置。
钻孔灌注桩泥浆循环系统由泥浆池、泥浆槽、泥浆净化器组成，如图15。同时在泥浆池内布置一台泥浆搅拌机，进行泥浆的制备，补充所钻孔内的泥浆。泥浆循环系统流程如表13：

表13 泥浆循环系统框图

图15 泥浆净化系统平面布置图

图16 泥浆净化器
表14 泥浆净化器的主要性能参数表
名称
型号
分率程度（μm）
总功率（KW）
经处理后泥浆含砂率（％）
重量（Kg）
泥浆净化器
ZX-200
≥45
24.2
≤1
4800
1）制浆用粘土的选择
粘土应以水发快，造浆能力强，粘度大的膨润土或优质粘土为佳，其技术指标应满足表15所列要求。
表15 制浆用粘土选择标准表
指 标
胶体率
含砂率
制浆率
要 求
≥95％
≤4％
≥2.5L/kg
2）制浆粘土用量控制
粘土的用量可按下式和原则进行确定：

式中Q——每立方米泥浆所需的粘土质量；
——粘土的密度；
——要求的泥浆密度；
——水的密度，取1t/m3。
钻孔所需要的总粘土量应考虑泥浆充满钻孔和泥浆槽，还有考虑钻孔孔径的扩大，孔壁漏浆等情况。根据以往施工经验，优质粘土造浆率约为3m3/t，膨润土造浆率约为12～15m3/t。
3）泥浆的指标性能
根据我公司以往的施工经验以及现场的地质条件，拟定基础钻孔灌注桩新拌泥浆配合比见表16所示。
表16 拟采用的钻孔泥浆配合比
序号
配合比（质量比）
水
优质膨润土
CMC(纤维素)
PHP
纯碱
1
100
8
0.08
0.0040
0.10
2
100
9
0.09
0.005
0.32
3
100
7.5
0.10
0.0030
0.25
其性能如表17所示。
表17 该配合比泥浆基本性能表
项目
相对密度
粘度（s）
静切力（Pa）
含砂率（%）
酸碱度PH
胶体率（%）
失水率（%）βmL/30min
泥皮厚（mm）
数值
1.1~1.25
18～22
2～4
＜4%
7~9
≥96
≤20
<2
施工时结合现场的地质水文条件，以满足最容易坍塌的土层孔壁稳定为主要条件确定泥浆的基本配合比。在钻孔施工过程中，根据钻进速度和地质情况不同，不定时地检查泥浆性能，并根据实际情况随时调整泥浆指标。
表18 各阶段钻孔中泥浆性能指标
性质
阶段
试验方法
新制泥浆
循环再生泥浆
清孔泥浆
容重（g/cm3）
1.1～1.25
1.2～1.45
1.03～1.1
泥浆相对密度剂
粘度（s）
22～30
20～25
17～20
标准漏斗粘度计
失水率（ml/30min）
15～18
14～16
≤10
滤纸、玻璃板
泥皮厚（㎜）
1.2～2.0
≤3
≤1
尺
胶体率（％）
≥98
≥95
≥95
量筒
含砂量（％）
＜2.0
≤4.0
＜2.0
含砂率计
PH值
8～11
8～11
8～11
试纸
钻孔泥浆在混凝土浇筑过程中，采用正循环或反循环抽出泥浆经过土渣分离筛，再通过泥砂分离器沉淀过滤，合格的泥浆排设到泥浆循环护筒重复使用，废浆和废渣直接排往已设置的废渣箱，集中拉走。
3.3.3.3 钻孔施工
南主墩钻孔施工水位为枯水季节，现场布置10台钻机，钻机旁设置泥浆制备与净化设备，利用下放钢筋笼的1台100t龙门吊进行设备吊装作业。
1）钻机安装就位后，进行自检，并调整底座保持平稳，保证在钻进和运行中不产生位移。
2）钻孔前，绘制钻孔地质剖面图钻孔作业采用减压钻进。当钻机就位并复检后，进行钻机调试并制作一定数量的合格泥浆，启动泥浆泵转盘，待泥浆形成循环后方可开始进尺。
3)正式开钻前，根据地质资料情况先进行上下游各1根桩基施工。选取地质钻孔时出现溶洞最深的2处桩基开孔，根据地勘的情况分析，深层溶洞应为各桩位相通的，所以通过首批的两根桩施工，回填处理溶洞，为后序的全面开孔奠定基础。
4）造浆、开孔。根据现场条件，钻机相互错开，保证有最大孔间距，钻孔顺序安排的原则是：
①相邻孔位不同时钻进；
②同一台钻机尽可能隔孔依次钻进；
③钻机移位幅度不大。
本桥采用十字形实心钻头钻孔，钻头由锥形转向装置和刃脚组成。钻头刃脚口两侧均采用耐磨焊条堆焊成宽100mm、厚10mm的磨耗层，较长时间钻孔后需提出钻头补焊磨耗层。钻孔过程中严格控制钻孔冲程，砂层及粘土层控制在1.5m～2.0m，进入溶洞顶板时根据溶洞顶岩板厚度控制冲程在0.5m～1.0m之间，进入岩层后控制其冲程在2.0m～3.0m之间。钻进过程中起落钻头速度必须均匀，不得过猛或突然变速。大绳不得一次放的太多（大绳太松冲程小，影响钻孔进度；大绳太紧容易造成打空锤，损坏机械）。
钻孔过程中每8小时采用仪器复核一次桩位，具体办法是在钻头落底后提起30cm左右，保证大绳完全拉紧钻头，用全站仪直接测量大绳中心，检验其中心是否在规范允许的误差范围内，若偏差超限，及时移动钻机，保证大绳中心与理论桩基中心重合，然后控制冲程为50cm冲钻，边钻边修孔，直至孔中心与理论中心重合后再正常钻孔。
为保证工期和施工安全，在粘土层和砂砾层采用泥浆正循环钻进,入岩后采用泥浆反循环钻进。
5）钻机就位与测量
首先在平台顶铺设钻机轨道梁，测量桩位，在轨道梁上放出钻机就位限位码。以此为引导，安装钻机初步就位。再用全站仪复测钻盘中心位置，调整到位并实施找平。就位自检合格后，由技术人员通知主管及监理工程师验收就位情况。验收后，将钻机与平台进行固定、限位，保证在钻进过程中不发生位移。
每台钻机具体摆放顺序和施工顺序编号见下图：

图17 桩基施工顺序示意图

图18 第一批桩基施工钻机摆放位置示意图

图19 第二批桩基施工钻机摆放位置示意图

图20 第三批桩基施工钻机摆放位置示意图
6）钻进过程中注意事项
（1）升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须谨慎操作、防止钻头钩挂护筒，避免冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。
（2）钻孔作业分班连续进行；经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，及时调整；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中，且与地质剖面图核对。
（3）因故停止钻进，保持孔内水头防塌孔，孔口加护盖。严禁钻头留在孔内，以防埋钻。
（4）反循环钻进时应及时补水，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。
（5）冲击循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。
（6）勤检查钻机、钻头是否偏移，防止出现斜孔。
（7）出渣：
正循环出渣：将直径钢射浆管插入孔底，射入拌好的泥浆。射入的泥浆带着残留的钻渣，经护筒口通过泥浆净化器处理后再泵入孔底。如此反复循环多次，直到钻渣被逐渐清除。反循环出渣：采用气举方式出渣。
7）钻孔过程中质量监控
(1)复测桩位：开孔时必须对准桩位，误差控制在误差范围之内。
(2)护筒埋设应正确、稳定，护筒与坑壁之间应用粘土填实，并在护筒四周对称埋设四根钢筋，对角线交点落在桩位中心。在冲孔过程中随时校正并及时纠正桩位偏差，控制护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm 。
(3)冲孔过程中泥浆稠度要根据不同地层作相应的调整，特别在冲至砂、砾砂层时，要及时调浓泥浆稠度，防止塌孔。
(4)由于灰岩地区土洞、溶洞发育，在施工过程中如果发生孔内漏浆、坍塌等现象，必须及时采取相应措施，回填片石、黄泥；严重时要反复多次回填并投放水泥，才能有效防止孔内漏浆、坍塌，保证成孔。
(5)开孔和进入基岩后，应低锤冲击或间断冲击，特别是快到终孔时应低锤冲击，以防止将桩底持力层冲碎，影响桩承载力。
(6)在终孔验收时要认真参照超前钻孔工程地质资料，并根据冲孔返渣情况是否符合要求，才能决定是否终孔。
3.3.3.4溶洞处理方案
遇到溶洞时，其处理方法则采用“堵”或“隔”或“堵、隔”结合的方法。采用哪一种方法这要根据溶洞的大小、形状，漏浆的严重性来定。溶洞的划分如下：
表19 溶洞划分标准表
序号
溶洞划分
划分标准
1
按溶洞大小分
大溶洞：洞高>3 m
小溶洞：洞高<3 m
2
按洞内有无充填物分
有充填溶洞：洞内充填满亚砂土、亚粘土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状
半充填溶洞：洞内一半左右有充填物
无充填溶洞：洞内无充填物即空洞
3
按是否漏水分
全漏水溶洞：严重漏水并与其他溶洞或地下河连通
半漏水溶洞
不漏水溶洞
4
按溶洞垂向个数分
单个溶洞
多个溶洞
本项目的溶洞宽9.2m，长7.08m，高10.9m，向九江方向发展，大致分布在离地面下60-70m的位置。根据现场地质钻探资料和现场钻探过程中表现出来漏浆、坍孔现象，我部认为桩位处的溶洞可能为无充填、半漏水的大溶洞。其表现有垂直高度大（高10.9m），地质钻探时出现部分漏浆，钻探表明填充少，基本无填充。
1）溶洞处理：
方案一：抛土、石回填法
按正常钻进至溶洞顶板2～3m位置时，在溶洞顶采用换小直径钻头击穿溶洞，以防止水头下降太快，进行溶洞回填处理（按1：1的比例回填粘土加片石，同时补充水和泥浆），当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进的方案。具体如下：

图21 溶洞处理工艺流程图
方案二：钢护筒跟进法施工
①根据超前钻探的资料，当冲孔施工接近溶洞顶部时，调整钻机冲程，改用小冲程钻进，轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，冲程一般控制在0.5～1.5m。溶洞顶板被击穿时，要及时提起钻头，如果出现漏浆，及时向孔内抛填粘土和块石，同时进行补浆，防止坍孔。
②护筒的沉放方法：孔内水位稳定后，在顶部厚度范围上下反复提升冲锤穿过溶洞顶部，当冲锤不再明显受阻碍时，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时注入高密度护壁泥浆，然后移开桩机，采用60kW以上的振动锤和门吊机配合打设钢护筒。钢护筒采用分节吊装焊接，接口对焊，振打入桩孔内，穿过溶洞。
方案三：混凝土填充法
如果溶洞较大，反复充填后仍无法形成有效护壁，则采用填充混凝土的形式填充溶洞，待孔内水位稳定，混凝土龄期达到3天后，继续钻孔施工。
方案比较：
表20 溶洞处理方案比较
序号
溶洞处理方案
优点
缺点
1
抛土、石回填法
常规做法,施工方便快捷，处理溶洞周期快
1、若溶洞较高，泥浆侧向压力较大，形成的护壁自稳性差；
2、在回填片石、砾石混合物后，混合物有可能随同流塑状填充物再次涌向桩孔，抛填数量难以估计，清孔困难。
2
护筒跟进法
能有效保证桩孔的稳定，不容易塌孔
1、现场场地狭小，实施困难；
2、桩孔四周泥浆侧向压力不均匀，易造成护筒倾斜；
3、如溶洞内有凸出岩块，护筒跟进困难，容易卷口，且很难顺直；
4、溶洞底部岩面倾斜，在护筒及时跟进后，泥浆也可能从岩面低处缺口涌人桩孔，影响成桩质量。
3
混凝土填充法
能较好解决护壁的问题，保证成孔的稳定，成桩质量
1、混凝土填充施工周期长，易造成塌孔；
目前根据提供的地质钻探资料基本能确定溶洞的大小、规模以及其发育情况，我部拟采用方案一进行处理，同时根据实际施工过程中遇到的意外情况针对性地选取合适的施工方案，在保证质量和安全的前提下，提高施工效率。
2）施工措施：
①击穿溶洞顶部岩层时的措施
岩溶地区溶洞顶部岩层倾斜，岩石强度不一，易导致偏孔，卡钻等问题发生，因此必须在钻进过程中仔细核对地址情况，随时检查钻进机组和孔位。根据地质资料在钻至溶洞顶2～3m位置时，更换小钻头，同时加大泥浆的浓度。在钻至溶洞顶0.5m左右时，调整钻机冲程，改用小冲程钻进，做到轻击、慢打，以防止偏孔，卡钻发生。当发现主绳摆动加大，并偏移桩设计中心，此时则注意孔内水位，泥浆稠度及其他情况，当孔内水位变化较大，或泥浆稠度，颜色发生变化时，说明溶洞顶板已被击穿。
②穿过溶洞的施工对策
进入溶洞后要立即升起钻头，同时采用片石、粘土混合物回填溶洞，回填高度一次以1.5m～2.0m为准，每回填一次以小冲程挤压，再回填，再挤压，如此反复进行，直至完全填充溶洞后再进行钻进（若采用混凝土填充，则必须等混凝土有一定强度后方可进行钻进；采用护筒跟进法施工，在护筒下放到位后就可继续钻进）。但在钻进过程中，要适当增加粘土数量，提高泥浆密度（泥浆比重以1.25g/m³～1.35g/m³为宜）。本工程溶洞较大，因此在采取填充的同时根据现场泥浆水位下降情况，现场准备好泥浆泵、抽水泵，做好补充泥浆和水的准备。若出现大量泥浆漏失，必须立即向孔内不断补充泥浆和水，必要时还可以投入部分水泥，直到孔内水位稳定，水位稳定后才进行抛填；若不出现大量漏浆现象，则可直接进行抛填。
③在洞底岩面上钻孔时的措施
溶洞底板岩面一般不规则，呈现台阶或基岩向不同方向倾斜，则极易造成钻孔过程偏孔。因此，钻进到达溶洞底板时，需调整钻机冲程，改用小冲程钻进，并随时检查孔位。当主绳摆动加大，并朝同一方向偏离桩孔设计中心时，说明已发生偏孔。此时要提钻回填片石，回填高度以原偏孔位置为准，然后再钻进，反复进行，直至完全纠正为止。
3.3.3.5常见问题及处理措施　
（1）坍孔
具体表现：钻孔过程中，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，则证明发生坍孔。
主要原因：
①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚硬泥皮。
②由于出渣时未及时补充泥浆（或水），在河水、潮水上涨，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后停顿时间过长。
预防措施
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。投如粘土，掺片、卵石，地冲程捶击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。
②汛