冲击钻钻孔灌注桩施工技术方案.doc

冲击钻钻孔灌注桩施工技术方案
一、总体概述：
1、工程概况：xx高速xx段土建施工二标三分部，位于乌兰察布市与呼和浩特市交界处。本分部路线全长23.814km，终点与京藏高速相接。路基填方307万方，挖方213万方；共设隧道1760m/2座（单洞），大中桥1753m/14座（双幅下同）；通道桥154m/7座；互通式立交1座；主线上跨分离式立交80m/1座，桥梁总长1987m，占路线长度的8.3%；服务区1处。
桩基工程共652根，地质类型大多属于粉土、砾砂、卵石与粘土。
2、方案编制应用的主要技术标准：
中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
中华人民共和国国家标准《环境空气质量标准》GB3095-96
中华人民共和国行业标准《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-2004
3、施工总目标
工期目标：根据业主招标文件的合同工期及阶段工期要求，计划于2011年5月1日开工，2013年10月31日完工
安全与文明施工目标：本工程施工严格按照交通部部颁标准施工，做到“五无”工程，即“无死亡、无重伤、无火灾、无中毒、无倒塌”，轻伤事故率控制在1.5‰以下。按文明施工的管理规定要求，严格做好施工现场的各项文明施工措施，做到“利民、便民、为民”，争创“年度文明工地”。
环保目标：
本项目工程将以维护呼和浩特市的良好自然环境及业主的良好社会形象为中心思想，做到环境保护无投诉，最大限度降低便道、施工区域的扬尘，噪声和爆破震动对周围居民区的影响。施工场界噪声排放达标，固定使用机械设备100%采取降噪措施，施工区域环境做到最大程度保护，最小程度破坏，最快恢复。
二、材料及试验：
1、砼：
在冲击钻钻孔桩施工前，我部将C30水下砼配合比报至监理组、中心实验

室批准后，方可使用。浇筑钻孔桩混凝土时,在浇筑现场取样做砼试块，砼试块制做数量及频率满足监理组、中心实验室、监理部、业主及公路桥涵施工技术规范要求。
2、钢筋：
我部将按照技术规范要求的频率、方法对钢筋进行检验。检验合格后，报监理组、中心实验室批准，在监理组、中心实验室批准同意，我部方可进行桩钢筋的下料、加工、制作。
3、原材料、砼强度、砼配合比由项目部实验室负责试验、报批、下达及记录。
三、机械设备：
我部根据地质勘测报告及桩基长度，钻孔桩成孔方式采用冲击钻，钻机型号为GCF正循环，钻头采用“十字型”，在钻孔过程中地质情况与设计不符，我部将根据地层土壤软硬、颗料粗细等具体地质实际情况更换钻头。
四、施工工艺：
1、施工准备：
钻孔桩施工前，我部安排人员对钻孔桩施工现场进行“三通一平”工作，即通水、通电、通路，平整场地，做好空中电线、地下电缆、水管等障碍物的调查工作，如与桩位冲突，及时找相关单位协助解决。
2、施工测量：
在钻孔桩施工之前，根据闭合好的导线控制网，对钻孔桩的轴线及其各桩基中心坐标进行计算、复核并在现场测放出各桩基位置，放出基桩桩位后，马上安排人员设置好护桩，每根桩基设置4颗护桩，采用对角交叉法进行桩位中心复核校正。并在施工中过程注意保护好护桩，并及时复核桩基桩位是否正确，确保在整个钻孔桩施工过程中，桩基桩位的准确性。
3、护筒埋设：
钢护筒采用厚5mm钢板卷制而成，护筒的制作应有一定的强度和刚度，拼缝和接头不漏水，可在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒根据本标段的桩径设置护筒，其内径宜比桩径大20～40cm，旱地护筒长1.5m，护筒高
出地面30cm。
护筒埋设方式采用下埋式，埋设护筒时应注意如下几点：
⑴、护筒的平面位置应埋设正确，偏差不大于50mm，护筒的倾斜偏差不得大于1%。
⑵、护筒顶标高应高出地下水位1.5～2.0m，我部旱地施工护筒埋深为1.2m左右，护筒顶高出原地面30cm左右。
因护筒在施工过程中起固定桩位、钻孔导向以及充当测量基准等作用，因此埋置护筒要求准确、稳固，护筒周围用粘土或石灰土分层夯实。
4、泥浆循环系统及泥浆制作：
⑴、修建循环泥浆池，以供泥浆循环使用，泥浆池选位要合理，修筑方法为：在原地面挖出1.5米深左右、面积为75m2左右的坑，坑底面、内侧面及坑口四周夯实，坑四周高出原地面20～30cm且抹一层砂浆进行表面硬化。同时修建蓄浆池，待完工后清理现场，以免多余泥浆溢出而污染环境或农田等。
⑵、制浆前，先把粘土尽量打碎，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，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。
5、钻机就位：
钻机就位应满足规范要求，垂直度偏位不得大于1％,现场采用垂球法检测，钻机应垫平，保持平稳，使其不产生位移和沉陷，同时钻机支承垫木不得压在孔口钢护筒上。钻机桅杆应对称钻机轴线准确定位，使起重滑轮、钻锥中心、钻孔护筒中心三者在同一垂线上，以保证钻孔的垂直度。
6、钻孔：
⑴、开钻前，在护筒内多加一些粘土，地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒。冲击钻孔开钻时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3-4m后，可根据实际情况适当加大冲程。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握“勤松动，少量松绳”的原则；冲击过程中勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。
⑵、钻孔作业分班连续进行，且现场人员要经常检查钻孔泥浆比重（泥浆
指标：相对密度1.2-1.4，粘度22-30Pa .s，含砂率≤4％，胶体率大于≥95％，失水率≤20ml/30min，泥皮厚≤3mm/30min静切力3～5Pa，酸碱度8～11pH），不符合要求时，随时对泥浆比重进行调整；同时应经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明土层，做好记录并与地质剖面图核对，若与设计不符，马上上报监理组及其他有关部门。
⑶、升降锥头时须平稳，锥头提出井口时，应防止碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底部，在钻孔排渣、因故停钻时，孔口应加护盖严禁锥头留在孔内，以防埋钻。
⑷、在钻孔过程中，始终要保持孔内外既定的水位差和泥浆浓度，孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少50cm以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低30cm，防止泥浆溢出。
⑸、钻进时及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
⑹、钻孔过程应加强对桩位、成孔情况的检查工作，主要检查钻机平台是否水平，冲击锥是否居中。终孔时应对桩位、孔径、孔深、倾斜度及孔底土质等进行检验，合格立即清孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土。
⑺、钻孔故障处理及注意事项
①、钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，遇有坍孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理。坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能、加高水头等措施，继续钻进。坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重钻。
②、遇有孔身偏斜、弯曲时，应分析原因，进行处理，一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。
③、遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和防止钻头摆动过大的措施。缩孔是钻头磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻头，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时，宜在该处用钻头上下反复扫孔以扩大孔径。
④、遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采用增加护筒沉埋深度、
适当减小水头高度或采取加稠泥浆、倒入粘土小冲程钻进等措施。
⑻、钻进时操作要点
①、开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应采用小冲程慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。
②、在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。
③、在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进。
④、在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。
⑤、钻进过程中，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度。
7、检孔、清孔
⑴、检孔：
钻进中须用检孔器检孔，检孔器（圆柱状）用钢筋做成，其外径等于钢筋骨架+10cm，长度等于孔径的4～6倍，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软粘土等）或更换钻头前，都必须检孔。用新铸或新焊补的钻头时，应先用检孔到底后，才可放入新钻头钻进。不可作加重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。如孔壁弯斜较严重，检孔器不能放下去，则填土重钻。
当检孔器不能沉达原来钻进的深度，或钢丝绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置，继续钻孔。
⑵、清孔：
①、在钻孔达到要求深度后，马上按规范要求进行检孔，检查符合要求后，立即进行清孔。
②、清孔采用掏渣与补水结合进行。清渣后，可投入一些泡过的散碎粘土。
通过冲击锥低冲程的反复拌浆，使孔底剩余残渣悬浮后掏出，再用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，降低泥浆比重，泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出。（主要指标为：相对密度1.03～1.10，粘度 17～20Pa .S，含砂率<2%，胶体率>98%）。
③、清孔完毕后，孔口和孔中部以及孔底提出的泥浆的平均值应符合质量标准要求，灌注水下混凝土之前，孔底沉渣厚度符合设计要求（摩擦桩：对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；对于桩径＞1.5m或桩长＞40m或土质较差的桩，≤500mm；支承桩：不大于设计规定）。另外不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
8、制作并安装钢筋骨架
⑴、挖孔灌注桩钢筋骨架在预制场集中下料制作，运至现场绑扎成型。现场条件允许时也可在现场制作。
⑵、定位钢筋沿桩长每2m设置，焊于桩内设加强箍筋处的主筋外侧，每处沿圆周等间距设置四根；上下层定位钢筋相互错开45度设置。
⑶、钢筋骨架制作时要安装声测管，绑扎牢固，加以点焊，并在施工中保持畅通无阻，以便成桩后进行超声波检验。桩径2.0m以上的圆桩埋4根，桩径2.0m（含2.0m）以下的圆桩埋3根，矩形桩埋4根，检测钢管外径57mm，壁厚3.0mm，且应冒出桩顶50cm。
⑷、钢筋笼的安装包括搬运和就位。搬运时，我部在钢筋笼内加绑杉木杆或钢管以加强钢筋笼的刚度和强度，确保运输过程中不使钢筋笼变形。吊装时，可采用单点法将钢筋提起并对准钻孔中心缓慢放至设计标高，严禁左右旋转，高起猛落、碰撞孔壁和强行下放等。根据施工实际情况我部对钢筋笼采取分段吊装安装，钢筋笼的对接采用钢管平穿的方式首先将钢筋笼搁支在钻机大梁上，各段主钢筋采用机械连接，钢筋接头按规范要求错开。当钢筋笼全部按要求入孔后，可将接长主筋的吊环点焊于孔口钻机基座，再配合钢丝绳绑扎，以防止钢筋笼上窜或下掉。
9、灌注水下砼：
⑴、水下混凝土采用内径为30cm的导管（每段长度为3m左右，导管连接采用法兰盘夹橡胶垫连接）进行灌注，在使用前，我部对导管进行必要的密水
承压和接头抗拉等试验，试验合格后，方可用于钻孔桩的施工，确保桩基质量。
⑵、水下砼的灌注采用拌和站集中拌制，灌车运送砼。灌注形式采用钻机台架进行灌注，预计完成一根桩的混凝土灌注时间需7～8小时左右。
⑶、首批砼灌注数量：
首批砼灌注时应注意导管下口至孔底的距离，一般为40cm，首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置≥1m和填充导管底部的需要, 预先计算好首批所需混凝土数量。我部所采用的储料斗容量为3m3。在“剪球”时罐车同时连续将砼送入储料斗，在首批混凝土灌注后，马上测量混凝土面标高，确保桩基的导管初次埋置深（≥1.0m）和填充导管底间隙的需要。
⑷、灌注时，我部采用钢板制作的外径略小于导管内径的饼状物（直径为29.0cm、厚度为1.0cm）用钢丝绳悬吊作合页型“剪球”装置。
⑸、砼浇筑过程中，提升储料斗和导管的钢丝绳以及卷扬机的吊装能力，要考虑导管和充满导管内的混凝土的总重力及导管壁与导管内外混凝土间的摩阻力，并有一定的安全储备。
⑹、砼运送至灌注地点时，由试验人员对砼的均匀性、坍落度（坍落度18-22cm）进行检测，符合要求后进行砼灌注，砼灌注开始后，应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的时间，当导管内砼不满时,应徐徐地灌注混凝土，防止在导管内形成高压空气囊。
⑺、每灌注一车混凝土后，用带有刻度测深锤探测桩孔内砼面位置，再通过所剩导管的长度计算出导管的埋深， 及时调整导管埋深，导管埋深一般不宜小于2m或大于6m。每次拆除导管都要做好记录，随时掌握孔内所剩导管的长度。
⑻、当灌注至桩顶时，适当用吊车提升导管（提升时必须保证导管在混凝土内埋深大于2m）。
⑼、灌注的桩基顶标高我部预加0.5m～1.0m。预加高度松散混凝土需先清除干净，再与立柱一起浇筑，混凝土标号为30号，同时凿除时需防止损毁桩身。
⑽、灌注过程中，应将井孔内溢出的泥浆引流至适当的地点处理，防止污染环境。
⑾、灌注砼完成后，应及时拔出护筒，以备循环使用。
⑿、新浇筑的砼保护措施：
在水下混凝土灌注完毕以后24小时内，距离桩位5m以内不得进行钻孔施工或其他具有振动性的作业，以保护新浇筑的砼。
五、施工工艺流程图:
施工工艺流程图附后。
六、质量检验及质量标准：
1、钢筋加工、绑扎的隐蔽工程检查，由我部质检工程师组织检查，由工区技术人员填写原始施工记录。
2、砼浇筑记录由现场技术人员负责记录。
3、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差的标准见JTG F80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》。
4、钻、挖孔桩成孔质量标准：
项 目
允 许 偏 差
孔的中心位置（mm）
群桩：100；单排桩：50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度
钻孔：小于1%；挖孔：小于0.5%
孔深
摩擦桩：不小于设计规定；
支承桩：比设计深度超深不小于50mm
沉淀厚度（mm）
摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；对桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩，≤500mm
支承桩：不大于设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa·s；含砂率：<2%;胶体率：>98%

5、其它检验记录按相关技术规范执行。
七、质量保证措施
1、 质量目标：
达到《合同技术规范》标准，符合国标、部标相关标准规范。按交通部“公路工程质量检测评定标准” 分项、分部工程合格品率达到100%；分项、分部工程质量评分达到90分以上；单位工程合格率达到100%，全部单位工程质量评分达到90分以上；最终经质量检验评定部门评定为优良工程。
2、质量保证体系：（见附图）
3、自检方法和手段：
首先，测量放样设有专职测量人员认真进行计算、放样、复核、并在具体施工前，由技术人员按图纸对测量人员放的样再次进行复核，在我部现场技术人员及质检工程师复核准确无误后，方可将测设数据、桩、轴线一齐提交监理工程师检查。其次在每道工序（如钻孔、清孔、钢筋笼预制、灌注混凝土）施工之前， 由工程部对工区负责人、 工区组长进行技术交底，讲述操作规程，在每道工序完成后，工班之间进行互检，互检合格后，提交现场技术人员检查，现场技术人员检查合格后，提交我部质检工程师检查。我部质检工程师检查合格后方可提交给监理工程师检查，在监理工程师同意后方可进行下道工序施工。
4、我部将认真应用、执行ISO9002程序文件中的施工过程控制程序将质量隐患、事故隐患消失于萌芽状态之中。
八、安全保证措施：
1、确保工地临时用电安全：
⑴、临时用电工程的安装，维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。
⑵、配电箱要能防雨，箱内不得存放杂物并设门加锁，专人管理。
⑶、各类电气开关和设备的金属外壳，均要设接地或接零保护。
⑷、现场架设的电力线，不得使用裸导线，临时敷设的电线路不准挂在导电的现场物体上，必须安设绝缘支承物。
2、确保机械安全：
⑴、钻机由专人操作，人要在离卷扬机安全范围外活动作业，防止被卷住。

⑵、钻头和钻杆在孔内起落要平稳，防止冲撞护筒和护壁。
⑶、起重机作业时，人员应站在安全半径之外，指挥人员必须站在吊车司机可以看到的安全地点，并明确规定指挥联络信号。当风力大于4级时，应停止作业。
九、工期保证措施：
精心组织合理安排，配备足够人员、机械设备，从资源上保证工期，把计划落实到每一天，以天保周计划，以周保旬计划。以旬保月计划。
十、环境保护、文明施工：
1、为了减少施工产生的噪音干扰附近居民，在靠近居民区的施工点，尽量避免深夜施工。
2、施工过程中，任何施工杂物及垃圾应按监理工程师的指示集中堆放或及时清运出现场。控制好钻孔泥浆排放，杜绝泥浆溢出泥浆池。沉淀后的泥浆可以循环使用，沉渣运至监理 工程师指定地点堆放，不得随意堆放，污染环境及河流。

冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程图
开工申请报告

测量定位

埋设护筒

挖泥浆池
钻机就位

钻进

量孔深、孔径
成孔

制作运输钢筋骨架

验孔

监理工程师验收合格
清孔

监理工程师验收合格
备

料
吊放钢筋骨架
钢筋备料

砼拌和
运输砼
设立导管

灌注水下砼
砼面高度测量
检查合格
检查不合格

拔护筒

桩基检测