技术交底-灌注桩.doc

2.2灌注桩分项工程
2.2.1分项工程概况
本工程引桥近岸侧桩基采用钻孔灌注桩，直径为1600mm，桩长为53m。共3个排架，每个排架有3根桩，共计9根，其中6根钻孔桩处于水中，钻孔桩施工采取搭设工作平台方法，为保证桩基施工的顺利进行，钻孔桩护筒采用6mm钢板卷制而成（直径1700mm），泥浆循环采用临近未成桩的钢护筒作为泥浆筒，强制循环；其余3根处于陆地上，不受潮水影响，优先施工，将原地面高程开挖至+4.0m高度，整平后形成工作平台，测量定位，埋设钢护筒，其施工工艺与水上钻孔桩相同。详见冲孔灌注桩施工工艺流程图。

初步测设桩位
监理旁站验收
搭设施工平台
测设桩位
埋设钢护筒
一次清孔
钻机就位
水下浇灌砼
钻进成孔
复测桩位及验收钻头
沉放钢筋笼、下导管及二次清孔
监理旁站验收
钢筋试验、制作、导管水密性试验
泥浆制备
监理旁站验收
监理旁站验收
监理旁站验收
监理旁站验收、监督
砼原材料试验、配比试验
钢护筒制作
桩位处清理

钻孔灌注桩工艺流程图
2.2.2施工准备
①、钻孔桩工作平台
根据现场地形条件及设计桩位测量放样，岸侧3根灌注桩处于原地形岸坡上,海侧6根处于滩涂（底潮位时，表层完全裸露）。参照地质勘探M11、M10孔位的土层分布，滩涂表面覆盖砂层较薄（1.0m左右），下层为强风化玄武岩（厚度为4.3m，单轴抗压强度为15≥fK＞5Mpa），中间夹带一层1.0m厚粉质黏土层，土层分布较均匀；根据扫海图标示的地层等高线分布情况分析，滩涂坡度较缓，在引桥区域没有陡坡存在。根据以上数据分析，我方考虑，钻孔桩施工平台采用回填土推平搭设，回填高程为+4.0m（第一次浇筑高程为+4.4m），顶面铺设碎石，压路机压实，形成工作平台，平台长度61m，宽度21m。
为防止波浪对平台冲刷，在平台海侧及东侧用DZ60A型振动锤打设φ529mm钢管桩，间距5.5m，在钢管桩内侧插设8mm钢板，用振动锤夯实，穿破覆盖层，埋设至强风化玄武岩，钢板与钢板之间点焊连接，形成挡墙。
1、陆上工作平台搭设
在不影响岸坡稳定条件下，将原岸坡进行削坡，向岸侧推移15m左右。参照地质勘探柱状图BK2孔位地层分布情况，顶层为4m厚粉质黏土层，下层为强风化玄武岩，为避免雨水冲刷及冲孔灌注桩施工时对周边土层的扰动，造成塌方等事故发生，将开挖后的岸坡进行削坡，坡度为1:0.75（参见《建筑施工计算手册》P282页表6-40），在岸坡前形成一个15m*15m的工作平台，平台标高+4.0m（设计高潮位+2.86m），作为陆上3根钻孔桩的施工平台。详见灌注桩施工平台立面图㈠

灌注桩施工平台立面图㈠
2、滩涂区施工平台搭设
根据扫海图上等高线分布情况分析，从岸侧第2排灌注桩至第3排灌注桩的位置泥面高程为-0.63~-0.81m，坡度较缓。距离第三排灌注桩40m处，有一个缓坡，坡底泥面工程为-2.6m，高差为1.8m左右。从滩涂岸侧至第3排灌注桩，地基表面覆盖层为1.0m左右的砂层，其下层为强风化玄武岩。所以我方考虑，滩涂区施工平台搭设采用，从陆上取块石粘土混合料进行回填，至第3排灌注桩海侧3m位置，回填标高+4.0m（设计高潮位+2.86m）。其顶面铺设碎石整平，压路机压实。详见灌注桩施工平台立面图㈡

灌注桩施工平台立面图㈡
3、外侧挡墙结构
防止雨水冲刷、波浪冲击及施工设备振动对施工平台稳定性的影响，在平台海侧及东侧用DZ60A型振动锤打设φ529mm*6mm钢管桩，间距5.5m，打入土层不少于4m。在钢管桩内侧插设10mm钢板，用振动锤夯实，穿破覆盖层，埋设至强风化玄武岩，钢板与钢板之间点焊连接，形成挡墙。钢管桩及钢板布置详见灌注桩施工平台平面图：

灌注桩施工平台平面图
2.2.2护筒埋设：
根据施工现场的实际情况，先对提供的地质资料作详细分析，正确掌握水下及地下的情况，为护筒的埋设长度提供可靠数据。
护筒直径定为Φ1700mm，采用8mm厚钢板卷制，单节长度为1.5m，根据现场地质情况，陆上护筒埋设长度为1.5m~3.0m，采用吊车起吊DZ60A震动锤从预留的孔位振动下沉。水上护筒埋设长度达到6~9m，埋设前可一次性焊接成6m~9m，在平台钢管桩沉设时一并埋设，与平台钢管桩的沉设方法相同，采用吊车起吊DZ60A震动锤从预留的孔位振动下沉。到位后，及时复测桩位及垂直度，如果不符合技术要求，则拔起重新埋设。为保证刚度，可在底部加焊加强圈。如需现场接高，则采用焊接，保证焊缝饱满，不漏浆。钢护筒顶部高出平台顶面200mm，并与两侧次梁焊接在一起，保证护筒稳定，不发生偏移。
护筒安放前进行精确放样，要求将护筒底埋入较为密实的稳定土层，保证护筒位置平、直、稳固、准确、不变位，底部不漏水，能保持孔内水头稳定，形成静水压力，保护孔壁不坍塌。
2.2.3设备选择：
冲孔桩机采用JKO8型冲孔钻机，配置十字型冲击钻头，冲击锤自重6t，相应配置3PN的泥浆泵。
2.2.4泥浆循环：
根据施工条件，本工程的地质资料及设计要求，结合以往的施工经验，确定用正循环冲击成孔，泥浆护壁，二次循环清孔。
冲孔形成自由面时，由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制变形的产生，根据泥浆物理性能，结合不同的地质情况，选用不同的泥浆性能参数，可以平衡地层的侧压力，以抑制孔壁的缩颈、坍塌。
泥浆性能参数指标控制范围如下：
地层
进尺（m/h）
泥浆比重
粘度（s）
含砂率（%）
淤泥质亚粘土
≤3
1.15～1.20
22～25
<　4
亚粘土
≤3
1.10～1.15
22～25
<　4
粘土
≤4
1.05～1.15
18～20
<　4
亚砂土
≤2.5
1.20～1.30
22～25
<　4
粉细砂
≤2.5
1.25～1.35
22～25
<　5
泥浆性能参数一般选择原则为：易塌孔地层选用较大值,不易塌孔地层选用较小值。根据现有地质状况，采用外运优质粘土造浆。考虑到钻进至砂层后，维护孔壁比较困难，因此，泥浆比重适当增加，所以，在现场准备一些粘性土，在需要时，配制优质泥浆。
泥浆比重将采用泥浆比重计检测，泥浆比重计如下图

主要技术指标：
　 1.测量范围:0.96～3g/cm3；
　　 2.测量精度:0.01g/cm3；
　　 3.泥浆杯容量:140cm3；
4.仪器尺寸:500( 长)×100(宽)×100mm(高)mm 。
2.2.5冲击成孔：
平台搭设、护筒埋设完成后，就可将桩机分件吊上平台进行组装。本工程成孔是靠钢丝绳提升冲击锤往下反复冲击，将孔中的土、石劈裂、破碎或挤入孔壁中，用泥浆悬浮钻渣，以便冲锤能冲到新的岩层。为保证孔壁稳定，需预备储存部分粘性土。
2.2.6清孔：
清孔是冲孔灌注桩施工重要的一道工序，清孔质量的好坏直接影响桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，本工程采用两次循环清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌孔前清孔一次。第一次清孔采用换浆法清孔，利用成孔结束时，正循环清孔，终孔时将锤头提离孔外，调制性能好的的泥浆，替换孔内稠泥浆与钻屑，时间不少于30分钟。第一次清孔完成后，进行孔深和孔位的复测，并做好记录。
清孔后泥浆的性能指标要求如下：
相对密度：1.03～1.10；
粘度：17～20s；
含砂率：<4% 。
第二次清孔在钢筋笼下孔以后进行，采用泵吸反循环清孔，利用导管进行循环清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。每次清孔后沉渣均少于5cm，并在第二次清孔后及时浇筑混凝土。否则，需要重新测量沉渣或清孔，在清孔时要注意确保孔壁的稳定。清孔后的孔内水位要求高于孔外水位。
2.2.7钢筋制作和安放
冲孔桩钢筋笼制作前，钢筋选用具有质量保证书，并通过质量复检合格的钢筋，由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检。
钢筋笼在预制模中点焊成型，做到成型主筋直，误差小，箍筋圆，直观效果好。
钢筋笼的制作偏差范围控制如下：
主筋间距： ±20mm 箍筋间距： +0~-20mm
钢笼长度： ±10mm 钢笼直径： ±10mm
焊接长度： ≥10d
钢筋笼采用分段制作长度为12~19m，钢筋笼分5节制作，先制作好定位箍，然后在钢筋笼架上穿入竖向主钢筋，主筋要求分布均匀，与定位箍点焊，在主筋上用粉笔划出螺旋箍筋的位置，然后绕上螺旋筋，电焊固定。
成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不得超过2层；钢筋笼在起吊、运输和安装时应采取措施防止变形，起吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼安装采用桩架直接吊笼的方法，钢筋笼进孔时，为了使钢筋笼主筋有一定的保护层，在钢筋笼上设置保护层定位撑筋，按施工图要求布置，与钢筋笼主筋焊接，钢筋笼同一个截面的电焊接头要错开，不大于50%。
钢筋笼安放，可用钻架起吊起，应持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中若遇阻碍不得强行下放，应查明原因酌情处理后，再继续下笼；钢筋笼安装深度符合设计要求。其允许偏差±50mm；钢筋笼位置经确认后，将钢筋笼用吊筋固定在护筒上，以使钢筋笼定位。
由于钢筋笼是分节制作的，在入孔时，需焊接，焊接时上下节钢筋笼均要保持垂直，钢筋的焊接长度要满足规范要求的10d以上，焊接时要求对称施焊，焊缝长度和饱满度，均要满足规范要求。
在钢筋笼制作成型后，在安放每节钢筋笼时，超声波检测管随着钢筋笼下放，一起下放，管间采用丝扣套管连接，检测管下端封头封死。钢筋笼对接焊接完成后，在其内侧用φ8mm钢筋制作成“U”型筋，在一条线上，每间隔2m布设一个，与钢筋笼点焊连接，以固定超声波检测管，同一截面的“U”型筋连线成等边三角形。
钢筋笼在安放时，同时每2m布设一个圆形滚动砂浆垫块（1:1），同一截面上，在相邻2根检测管中间布设。
2.2.8水下混凝土灌注
混凝土采用商品混凝土，通过输送泵输送到相应位置，坍落度控制在16~22cm。
水下混凝土灌注导管采用直径250mm、壁厚3.5mm、长2.5m的无缝钢管，游轮丝扣连接，密封性好，刚性强，不易变形。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物，并进行通水密闭试验，确认无渗漏后方可使用，使用后应将导管清洗干净，涂油保护丝扣，堆放整齐。导管安放分节进行，要求旋紧丝扣，无渗漏，导管底部距孔底30cm。
首罐混凝土料斗设计：
按照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000要求，首罐混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。采用公式

式中：V－灌注首罐混凝土所需数量（m3）
D－桩孔直径（m）
H1－桩孔底至导管底端间距
H2－导管初次埋置深度（m）
d－导管内径（m）
h1－桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1＝Hw×γw/γc（式中Hw为井孔内泥浆的深度；γw为井孔内水或泥浆的重度；γc为混凝土重度。）
导管上部，安放集料斗，容积为2.0m3，第一料斗混凝土数量应确保导管埋入混凝土中1.0m左右，当集料斗中混凝土达到要求的量后，剪断隔水球铁丝，带着混凝土直入孔底，使隔水球压出导管中泥浆。在灌注过程中，应缓提升导管，并确保导管下端始终埋入混凝土中不小于2m，但不大于6m。孔口灌注人员应随时测量孔中混凝土的灌注深度，防止埋入过深，难以提升，埋置过浅，或提拔过快造成混凝土脱节影响成桩质量。当班技术人员应计算该桩的混凝土灌入方量及充盈系数，了解孔内有无缩颈或坍孔、扩孔现象并做好施工记录。在施工过程中，严禁将混凝土直接倒入孔中，混凝土浇筑应连续不得中断。为了避免混凝土连续浇筑，我方已于混凝土供应商协商，并达成统一意见，此混凝土供应商设有2台混凝土搅拌机组（搅拌能力360m3/h），在混凝土运送的过程中，一台机组作为备用机组。由于场外运输道路均比较畅通、平整、宽敞，对混凝土的运输不存在影响因素。场内道路较差，特别是受下雨天影响，道路泥泞，容易陷车，我方准备从富源化工大门至围墙海侧端头，修筑一条主干道，作为混凝土运输主要通道，从新地能源项目部门口，绕场区东侧一条道路作为备用通道。
为保证桩身上部混凝土强度，在确认混凝土已到达护筒口后，多浇筑1~2m的混凝土，将桩顶部分含杂质较多的混凝土翻出。
在桩身砼强度达设计强度的100%后，按设计要求对桩基进行无破损检测，合格后方可进行下道工序的施工。
2.2.9钻孔桩质量控制要点
1.严格控制灌注桩平面位置及倾斜度，保证桩身不超过内衬壁内侧边。
2.钻机就位抄平、垫实、固定可靠，钻架垂直，钻头中心与孔位中心要重合，钻进过程中注意观测，及时纠偏。
3.派专人负责对地下水位实施观测，及时调整孔内液面高度。
4.设专职试验员按不低于1次/2小时的频率检测泥浆的比重、粘度、PH值、含砂率，及时调整，确保孔壁稳定、顺利钻进。
5.备足堵漏材料和回填粘土，及时处理可能发生的漏浆、塌孔事故。
6.合理选择钻孔参数（钻压、钻速），对软弱地层采用慢速钻进。适当提高水头，避免缩径，对软硬不匀地层或倾斜岩面采用减压，慢速钻进，避免造成斜孔。
7.配备足够容量的集料斗，确保首批混凝土浇注量，浇筑时由专业人员检查导管的埋深及混凝土拌和料质量，防止埋管、堵管。
8.强化施工管理，合理安排人、料、机，使钻孔、浇注混凝土连续进行。
9.建立施工现场中心试验室，对桩基施工用的原材料按标准和试验规程进行检验，符合规范要求，经监理工程师批准后，才能使用。
2.2.10钻孔事故处理与预防措施
1.钻进过程，经常检查泥浆的比重，排渣情况，结合地层情况，防止出现糊钻。出现糊钻，调稀泥浆，以清洗钻头。
2.钻进时，操作人员不得随意进尺，密切注意钻杆转动情况，判断是否斜孔，出现斜孔时，先判断斜孔的位置，后吊住钻头进行扫孔，使钻孔正直。
3.钻到松散地层时，控制泥浆的性能指标，防止漏浆、塌孔，出现塌孔后，将孔用砂石与粘土回填，暂停钻孔；出现漏浆，立即加稠泥浆，增加护壁。
4.钻杆折断或孔内有异物时，用打捞工具打捞，避免损伤刀头或埋钻。
5.若钻至岩层时，及时捞取岩样，分析调整钻进参数，当出现石渣堵管时，可暂将反循环改为正循环，依靠泵压将石块等压出。
2.2.11接桩施工
钻孔灌注桩桩身砼经桩基无损检测合格后，即进行接桩施工，钻孔灌注桩第一次浇筑高程为+4.4m，桩顶设计标高为6.92m，接桩高度2.52m，接桩采用定制Φ1.7m圆柱模板作侧模，在下节桩混凝土强度达到85%时，将顶面10cm钢护筒切除，表面混凝土凿毛，在护筒外壁四个方向焊接牛腿（[20槽钢），牛腿夹角90°。在牛腿上方打入木簪，以调节钢模的垂直度，浇筑前在内侧均匀涂刷脱模剂，固定牢固，采用商品砼一次性浇注至设计标高，浇注过程中用振捣棒振捣密实。为方便施工人员上下，在护筒周边搭设脚手架，脚手架上布设木板。详见模板支护示意图：