陆上钻孔桩施工方案

1．工程概况

洪都大桥南主桥距位于南昌市赣江铁路桥下游约300m。本合同段为Ⅴ合同段:起讫桩号为K7+733.451~ K8+378.451，长度为645m，其跨径布置为：40m+（5×40m连续梁)+（85m+195m+85m)双塔单索面自锚式悬索桥+40m连续梁,主桥长365m，全长645m。主梁为钢箱梁，主塔为钢筋砼结构。

洪都大桥南主桥位于赣江的东支，赣江水流11月～次年3月为赣江枯水期水位变化为13.17～15.9m,4~6月为丰水期水位变化为16。82～17。33m。北引桥处于北河堤外的菜地和堤内的发育河漫滩（宽约100m),菜地地面平均标高约为19。7m，河漫滩地面标高约为15.59~17.145m。

PM1~PM5排架处于北引桥墩每个排架各设2个墩，每个墩各设4根φ1.5m的桩。其主要工程数量见表1—1—1。

桩基工程数量表 表1-1-1 钻孔桩（PM1~PM5墩） 钻 孔 Ф1500㎜ 40根 1072.96m 钢筋笼制安(㎏) 237541。6 C30砼(m3） 1888 2．桩基施工

根据地貌和水文情况，PM1~PM5排架桩基均可采用陆上桩基施工工艺。 2．1．桩基施工工艺流程

桩基施工工艺流程见图2—1-1

钢 护 筒 埋 放 检 查 孔 位 、调 整 钢 护 筒 顶 标 高 钢 护 筒 加 工

钻 进 掏 渣 取 样 测孔深、斜度、直径 填 写 钻 孔 记 录 检查钢筋试验报告、 钢筋焊接质量 吊移钻机至下一孔位 第一次清孔换浆 泥 浆 制 备 补 充 泥 浆 潜 水 泵 补 水 测换泥浆浓度 设计、监理、业主、施工单位联合验收 检 查 钢 筋 骨 架 测 砼 高 度 并 填 写 水 下 砼 灌 注 记 录 安 放 钢 筋 骨 架 安 放 导 管 钢筋骨架分节制作 导管制作及水密试验 设立贮料斗、球塞 浇筑水下砼测沉淀厚度、必要时二次清孔 检 查 砼 桩 质 量 整 理 本 桩 全 部 原 始 资 料 及 检 验 报 告 送 监 理 工 程 师 审 核 图2—1-1 陆上钻孔灌注桩施工工艺流程图

输 送 砼 2．2．钢护筒的制作与安放

钢护筒采用10mm厚的钢板卷制而成.根据《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ 041—2000）护筒内径为根据设计桩径扩大25cm，护筒长度为2.5m，护筒两端各加设一道加劲肋。肋为10cm宽钢板环（厚10mm）。护筒制作8套供周转使用。

钢护筒的加工标准:垂直度每10m不超过3cm，椭圆度不大于2cm,焊接采用双面坡口焊。焊缝质量要满足《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95)中的二级标准。

根据地层地质特性、埋设钢护筒.陆上护筒先在桩位处挖出比护筒外径大80cm～100cm的圆坑，放坡坡度根据护筒埋设深度确定.然后在坑底填筑50cm左

右厚的粘土,分层夯实并整平。将桩位用仪器放出，将中心位置标于坑底。钢护筒对称设置四个吊点，吊起后使其自然垂直，放入坑内。利用四个吊点形成的十字线，移动护筒，使十字线中心与坑内标志点处于同一垂线上，然后用水平尺及垂球检查,确保护筒竖直及位置准确.此后即在护筒周围对称、均匀的回填粘土,分层夯实。填筑高度以和原地面或高出地下水位2m为准。 2．3．桩基成孔施工 2．3．1．钻机选型

根据地质条件，北引桥桩基上部覆盖层主要为素填土和砂土,下伏基岩为泥质粉砂岩埋深厚度（3。1～18m）。选用JK8—6T冲击钻（正循环）6台作为成孔设备.

2．3．2．泥浆性能

根据施工区地层地质，桩机需穿越素填土、粗砂、砾砂和圆砾层,直到泥质粉砂岩地层，地质复杂,必须采用优质泥浆。可选用膨润土或优质粘土现场调制。必要时可掺加丙烯酰胺调制PHP泥浆。根据《公路桥涵施工技术规范》 （JTJ041-2000)钻进过程中泥浆的主要性能要求:泥浆比重1.20~1.45,粘度18～20s,含砂率不大于4％，胶体率不小于96％。钻进过程随时测定泥浆指标，确保孔内泥浆的性能满足清孔护壁要求。 2．3．3．泥浆的循环和净化处理

根据现场场地情况,设4根桩共用一套泥浆循环系统。泥浆循环系统由制浆池、储浆池、沉淀池组成，并用循环槽连接。储浆池标高应高于护筒口标高.在钻进或清孔过程中，使用筛网筛除大粒径钻渣，用旋流除砂器除去泥浆中的粉细砂，以降低泥浆含砂量≤4%.沉淀的废渣转到翻斗车上运到市政环保部门认可的地点倾倒，避免污染环境。 2．3．4．钻机钻进

本工程桩基需穿越素填土、粗砂、砾砂、圆砾和泥质粉砂岩地层，故用冲击正循环. 冲击钻机开孔时应先向孔内灌注泥浆，用冲击锥小冲程反复冲击造浆，始终保持孔内水位高于地下水位1。5—2。0m，并低于护筒顶面0.3m.在砂土地质、或岩面不平整基岩，按1：1比例投入粘土和小片石，用冲击锥以小冲程反复冲击，使胶泥挤入孔壁护壁，或重复回填反复冲击达到开孔岩面平整。

冲击钻机正常钻进时根据桥梁桩基各层地质：在素填土或砂土层钻进时，采用0。65—1.0m冲程；进入风化岩层采用1。0—1.35m冲程；其它地层钻进采用小冲程.注意均匀地松放钢丝的绳长度,松软土层每次可松绳5-8cm，密实坚硬土层每次可松绳3-5cm，严防“打空锤\"和松绳过多而产生钢丝绳纠缠发生事故。

钻进中须用检孔器检孔,每钻进5M或地质变化层、软土层、易缩孔地段都必须检孔,如弯孔、斜孔、缩孔不严重时,采用微调钻机位置继续钻进.

钻孔要求冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁;转向装置要灵活，每冲一次转动一个角度,成孔呈完整的圆柱状,达到不卡钻、不倒锥和不糊钻;因故停钻时、孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内以防埋钻。

钻孔桩在终孔和清孔完成后，应进行孔位、孔径、孔深、孔形、沉碴厚度和倾斜度的检测.孔径、孔深、孔形和倾斜度要用专用仪器检测，当缺乏专用仪器时，根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）的规定可采用外径为钻孔桩钢筋笼加100㎜（不大于钻头直径），长度为4～6倍的外径的钢筋检孔器吊如钻孔内检测.本工程采用Ф20的钢筋加工成检孔器，检孔器直径为145㎝长度为8.0m.

2．3．5．成孔质量检测

钻孔桩成孔质量检测标准见表2—3—1。成孔检测完后，必须经监理工程师 检验合格后才能进入下一道工序的施工。

钻孔灌注桩成孔允许偏差 表2—3—1

序 号 1 2 3 4 5 检 测 项 目 孔 位 孔 径 倾 斜 度 孔 深 沉淀厚度（mm） 50mm 不小于设计桩径 〈1/100 比设计超深 ≥ 50mm 不大于50mm 允 许 偏 差 2．4．常见事故预防与处理

2．4．1．偏孔 钻孔桩偏孔处理：检查偏差较小时，应适当调整钻机使钢丝绳与钻孔桩中心在同一点后，再重新钻进；若偏差过大,与上述程序同样,钻机调整完后，然后用

粘土、石渣混合物填到孔未偏处，再重新钻进。 2．4．2．塌孔埋钻

因泥浆浓度变小或地质原因造成塌孔并造成埋钻时，应首先考虑处理埋钻，可用冲、吸等方法将钻头上覆盖物清除，松动后将钻头提出,然后处理塌孔,处理方法视塌孔深度而定,若深度较小，主要是因为地质原因而塌孔，可接长护筒继续钻进;若深度较大，可填进粘土和石渣重新钻孔；在处理塌孔或埋钻事故时，均必须保证泥浆性能符合要求。 2．5．钢筋笼制作、运输及安装 2．5．1．钢筋的进场及检验

钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存,不得混存，且设立识别标志。钢筋在运输过程中，避免锈蚀和污染，钢筋露天堆置时垫高并加遮盖。钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单，按批抽取试样做力学性能试验。

2．5．2．钢筋笼制作

根据本工程桩基长度，以及起重设备的起重能力和吊幅，和钢筋笼吊装过程中不变形，确定引桥桩基钢筋笼分3节制作，每节笼长7.5～13m。也可以根据现场情况和每个钻孔桩的长度作适当调整.

钢筋笼制作采用加工房下料加工,现场支架法成型.支架用型钢或砖砌制成，由固定的和活动的两部分组成。固定支架为半圆形，其上按主筋位置设置锯齿形槽口；活动支架由两根竖向支柱和若干根横向支架构成，横向支架数目视主筋数目而定。横向支架在预先量好的主筋位置设置锯齿凹槽。支架每3m设一个。 制作时先将主筋逐根放入固定支架的凹槽中.然后将预先制成的加强筋按设计位置放在主筋内侧，并与下方主筋及检测管点焊,再将上方主筋置于活动支架的凹槽中，再将箍筋按设计位置放在骨架外围，弯绕成圆箍，并将加强筋及箍筋分别与主筋点焊。最后把活动支架中竖向支柱与横向支架的螺栓拆除，取出整个钢架骨架。

2．5．3．钢筋笼运输及安装

钢筋笼采用自制的钢筋笼专用拖车拖运至施工现场，采用16t吊车在桩位处分节吊装.下节钢筋笼下沉到孔口时，临时用支架或扁担卡住，再吊起上节钢筋

笼就位与下节拼接;拼接时应注意钢筋笼轴线保持一致，并保证焊接质量；拼接完成后吊车吊起第二节钢筋笼并取出支架继续下沉直到准确到位。为增加钢筋笼的刚度，根据施工图纸说明在钢筋笼主筋上每隔2m设加强箍筋一道；在钢筋笼上端，根据钢筋骨架长度、直径，均匀设置吊环或采用固定吊杆。为防止浇筑混凝土时钢筋笼上浮，可用型钢或钢管将钢筋笼骨架与护筒临时焊接,待砼初凝后拆除。

钢筋笼主筋采用滚扎直螺纹套筒连接，加强箍筋与主筋采用搭接焊，螺旋筋和主筋之间采用扎丝绑杂。钢筋的焊接应符合《钢筋焊接及验收规程》（JTJ18)的规定。

2．6．钻孔桩水下砼灌注

2．6．1．原材料选用与砼性能要求

北引桥桩基为C30砼,根据前期的准备情况和现场情况，暂定用商品砼灌注钻孔桩水下砼。

选用P.O. 32.5普通硅酸盐水泥，5~31。5mm质地坚硬的碎石作粗骨料，中粗砂作细骨料。粗集料最大粒径不大于40mm，细集料用中粗砂，砂率采用0.4～0.5，水灰比0.4~0。5.

砼性能要求:按泵送砼配备，坍落度取18～22cm，坍落度损失2小时内不超过4cm。掺适量缓凝型减水剂,保证初凝时间不少于10小时。混凝土试配强度、配合比参照执行《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55）,通过试配确定，并用《港口工程》水下砼试配强度进行检验,经多次试配选择最佳配合比. 2．6．2．灌注砼工具

导管：采用φ280mm×δ8mm无缝钢管加工成刚性砼下料导管，并用快速工具式接头连接,内设两道“O”型橡胶密封止水圈。管分节长度为0.5m、1。0m、2.0m、2.6m、3.8m五种，所有导管必须进行水密性试验和压力试验后，方可使用。水密试验压力取P=1.3p=1.3×(γc×hc-γw×hw）=0。5MPa。

导管定位卡：采用[22槽钢及20mm厚钢板加工而成的活动板式的支架定位。 下料漏斗:用δ=10mm钢板加工成5。0m3的贮料斗，用于首批砼的灌注.按规范公式计算得首批砼需用量为4。0m3。 2．6．3．水下砼灌注前的准备

清孔结束下完钢筋笼以后进行灌注前的检查，包括:孔底沉渣厚度、钢筋笼长度与顶底高程等,检查合格后填写水下砼灌注前检查表，并经监理工程师签认后方可采用泵送砼导管法灌注水下砼。 2．6．4．灌注首批砼

砼采用预制场拌和楼集中搅拌，砼拖泵浇灌工艺。测量控制导管底距孔底30～40cm左右，将贮料斗内贮满砼（方量4.5m3,满足首批砼要求），用钻机拔出球塞，砼下落后检测导管内和孔内砼面高程，确保导管埋深在1。0m以上,方可换小下料漏斗继续灌注砼，否则应采用空气吸泥器清除已浇砼，重新灌注首批砼直至合格。首批砼方量计算如下： V=h1×πd2/4+Hc×πD2/4，式中：

Hc——导管底端距孔底距离与导管初始埋深之和， 取 Hc=1.0+0。4=1。4m；

h1-— 孔内砼高度达Hc时导管内砼柱面与孔内砼面的高度差： h1=H WτW/τc=(1.2×28.6）/2.4=14。3m，其中： Hw—— 孔内水面与砼面的高度差(m) τw、τc—— 分别为孔内泥浆、砼容量

d、D -— 分别为导管、桩孔的直径（m），d=0.28m，D=1.5m； 经过计算,V=3.53m3，取 V=4。0m3。首批砼方量4。0m3即可。 2．6．5．终止灌注水下砼

在灌注砼过程中，应经常测量检测砼面高程和埋管深度，根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000)要求，导管埋置深度控制在2～6m。按设计施工图纸要求，桩基水下砼灌注至超出实际桩顶标高1。0m（以备凿出桩顶松散砼）时终止水下砼的灌注。护筒顶开槽口,以利浮浆大部分溢出，便于桩头凿除. 2．6．6．水下砼浇注要点

① 灌注砼前，水泥、砂石料等原材料应准备充分，保证砼连续灌注。 ② 导管使用前必须进行水密、承压和接头抗拉试验（≥0.5MPa）,合格后方可使用。

③ 砼采用集中搅拌，搅拌站有专人负责砼和易性、坍落度及各种材料的控制.

④ 严格保证首批砼的灌注，发现导管内进水，应分析原因，及时果断采取措施.

⑤ 正常灌注过程中严格按照操作规程施工，正确指挥导管的提升与拆除,并作好原始施工记录。

⑥ 灌注砼前认真检查各种机械设备状况，并派维修人员跟班作业.所有设备均另备有一套，备有150kw发电机。防止砼浇注中断。