大桥钻孔桩（共12篇）
大桥钻孔桩 篇1
1 嘉绍大桥的基本情况
自从20世纪60年代开始, 钻孔灌注桩应用于我国的桥梁和港口的建筑基础, 钻孔灌注桩已达150 m, 最大桩径3 m。目前有朝更大桩径发展的趋势。本文着重介绍目前国内桩径最大直径——3.8 m钻孔灌注桩施工工艺。
1.1 嘉绍大桥的工程概况
嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥第V合同段北岸水中区引桥的起止里程为K 4 3+9 7 5~K 4 6+4 2 5, K 4 6+8 0 5~K48+975, 全长共计4480 m, 采用3.8 m单桩独柱墩形式, 共65个桥墩, 左右两幅布置, 每墩一根, 桩长约为110 m, 均为摩擦桩, 单桩钢筋笼最大重量71.8 t, 永久钢护筒直径4.1 m, 底标高-35.0 m, 顶面标高与桩顶标高一致, 最大重量94.04 t, 单桩混凝土最大方量1318.4 m3。
1.2 嘉绍大桥的施工条件
嘉绍大桥的施工条件:大桥址区地层上部为较厚的沉积物地层, 泥质粉砂岩、砂砾岩风化层, 钻孔桩桩尖处于密实的圆砾、卵石层。
嘉绍大桥的水文条件:大桥址区潮流为不规则半日浅海潮, 水流方式为往复流。平均高潮位4 m, 平均低潮位为-2.41 m, 潮差6.41 m。
2 嘉绍大桥的施工方法
2.1 钢护筒施工
根据嘉绍大桥现场的施工情况, 以及其加工车间的设备起吊能力为基础, 将钢护筒施工分为三节, 具体为:底节长度为14 m, 重约42.9 t, 中节长度为14 m, 重约38.47 t, 顶节长度17.5 m, 重约49.1 t。
2.2 钻孔施工
根据桩径、桩长及桥址区地层岩性, 选用KTY4000型全液压动力头钻机成孔。KTY4000钻机采用动力头旋转钻具, 配备恒压自动钻进系统, 使用压缩空气气举反循环排渣, 适用于大口径钻孔桩施工, 具有扭矩大、成孔质量高的性能。
2.2.1 钻孔施工各重点环节的控制
护筒内外水头差控制:大桥位处潮差较大, 平均超过6 m, 为防止塌孔, 保持护筒内水头始终高于高潮位2.5 m以上的位置, 根据情况通过向孔内补充泥浆提高或者换浆排渣降低护筒内水头高度。
钻孔垂直度的控制:钻孔垂直度是一项至关重要的控制承载能力的指标, 为了更好的保证此项指标的有效性, 避免出现钻孔倾斜的现象, 在工程中必须把检测钻孔垂直度这项工作作为一项常规工作, 安装钻杆稳定器, 并每日定时进行钻盘水平度以及钻杆垂直度的检查, 并随时在钻孔过程中注意校核钻杆的垂直度, 出现倾斜时立即纠正。在遇到地基不均匀等其他情况时, 务必在施工前做好各项准备工作, 保证钻孔的垂直度。$
2.2.2 成孔质量检测
换浆清孔使泥浆指标达到验收标准后, 拆除钻机钻杆, 使用超声波孔壁测定仪测量, 检查钻孔桩的孔径、孔深和倾斜度是否符合验收标准。
2.3 钢筋笼施工
钢筋笼施工场地设置在生产区内, 在这个区域中, 分别设置三条生产线以保障生产需要。采用长线施工的方法, 需要现场配备两台26 m跨32 t龙门吊机。施工前对钢筋笼加工场地面进行硬化处理, 在处理好的地面上浇注胎模基础, 基础间距2.5 m, 在胎膜基础上安装钢结构胎模, 使用经纬仪和水准仪控制其平面位置和高度。
2.4 混凝土灌注施工
混凝土灌注施工是非常关键的一到工序, 首先要保证混凝土的质量在合格的标准之下, 其次要重视沉渣是否清除。在导管安装后通过进行孔深测量值分析, 来判断沉渣厚度是否大于20 cm, 如超过此项值就须进行第二次的清孔。二次清孔时是利用反循环进行的, 高压风管在导管内和安装了压重型钢的钢丝绳捆绑, 避免出现堵管现象出现, 因此, 沉渣利用反循环清孔能达到较好的效果, 而且费用较低, 简单容易操作, 效果还非常理想。
2.4.1 导管埋深控制
在混凝土灌注过程中, 沿钻孔桩四周应该设置四个主观测点, 定时测量混凝土面标高, 导管埋深要求按4~6 m进行控制。导管的密封性在灌注过程中起到至关重要的作用, 法兰盘和螺栓连接在导管两端, 垫好橡皮圈避免漏水, 在灌注前检查导管的密封性, 再次确保导管密封性好。
3 施工工艺实践效果
首先, 通过对已经完成浇注的42根3.8m钻孔灌注桩的客观总结, 成桩质量检测结果为Ⅰ类桩, 桩身质量良好, 施工周期较短, 完全符合国家要求和标准。
其次, 施工中几处细节的处理, 节省了时间, 大大提高了功效, 保证了施工质量。
第一, 混凝土灌注时, 30 m储料斗的运用。大储料斗的运用, 不仅保证了拔球时混凝土储备量, 而且在正常灌注过程中, 即使拆除导管, 也可将阀门关上保证两台地泵不间断输送混凝土。大大缩短了灌注时间, 确保12 h内完成灌注任务。
第二, 钢筋笼安装时, 注意对声测管和压浆管的保护, 且每下一节确保清水灌满并能流通。既保证了顺利初裂和桩底注浆要求, 又利于成桩检测。截止目前未出现一例因声测管原因而导致初裂、压降或成桩检测困难的问题。
4 结语
伴随着国家对基础交通设施建设的越来越重视, 更加先进的建筑技术会更多的应用到实际的工程当中, 钻孔灌注桩未来的发展趋势也会越来越好, 其操作简便、价格合理、适应性强等优点必然会更加广泛的被应用于桥梁建设或者其他工程建设领域。因此, 在未来钻孔灌注桩的操作流程、工程质量把关也会随之越来越严格, 这就要求我们在今后的施工过程中要更加注重实效, 提高工程质量, 节约时间及成本, 为国家和人民造福。
摘要：本文主要介绍嘉绍大桥3.8m大直径超长钻孔灌注桩的钢护筒插打、成孔、钢筋笼安装及混凝土灌注施工工艺和实际效果, 并将各工序中容易出现的问题及避免措施进行了阐述, 为同类大孔径超长水上钻孔桩提供了相关的借鉴经验。
关键词：嘉绍大桥,超长钻孔桩,施工
参考文献
[1]JT/J041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].北京:中国标准出版社, 2000.
[2]JT/G F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].北京:中国标准出版社, 2004.
[3]嘉绍大桥专用施工技术规范[S].嘉绍跨江大桥工程建设指挥部, 浙江省交通厅工程质量监督局, 交通部公路科学研究院, 2009, 10.
[4]嘉绍大桥专项工程质量检验评定标准[S].嘉绍跨江大桥工程建设指挥部, 浙江省交通厅工程质量监督局, 交通部公路科学研究院, 2009, 10.
大桥钻孔桩 篇2
编号：
工程名称
交底日期
交底提要
钻孔桩施工
一、计划交底：
1、松花江扩孔钻桥
墩桩基础共有直径钻孔桩多少根其中：
﹟墩桩基础桩顶顶标高，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
﹟墩基础桩顶顶标高：，桩底标高：，桩长：
m。
2、计划日期：
二、主要施工方法：
1、施工准备
首先按照桥墩设计坐标，采用全站仪精确放出桩位；必须经过一定的硬化处理，防止钻机倾斜。
2、护筒埋设
灌注桩采用钢护筒，采用人工配合挖机挖孔，埋设于密实土质中，埋设时，护筒口高出地面50cm，护筒底应埋设在坚固的土层中，埋深不能小于1m，护筒中心应与测量标定的桩位中心重合，其偏差不大于2cm，护筒沉放到位后进行桩位复测和桩机就位，应及时加固，控制护筒垂直度≤1％，以防在成孔过程中发生偏位或倾斜等事故。
3、泥浆池开挖、泥浆制备及控制指标
(1)
泥浆池开挖
泥浆池布置在两墩中间，采用机械开挖。
(2)
泥浆制备
泥浆制备选用优质膨润土和碱按一定比例加水拌和，施工时为了增大泥浆比重，可加入优质粘土。经沉淀后循环再利用的泥浆其比重、粘度、含砂率等指标必须满足相关规定要求。针对本工程地质情况，为防止坍孔事故的发生，泥浆比重设计为1.1～1.3。
(3)
泥浆控制指标
泥浆检测标准
泥浆比重
粘稠度
含砂率
PH值
沉渣厚度
钻孔中
1.1～1.3
19s～22s
≤4%
≥6.5
/
清孔后
1.03～1.10
17s～20s
≤2%
≥6.5
≤5cm4、钻进成孔
钻机就位，对准桩孔中心，经复测后开钻。一般采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。
5、终孔、清孔
钻孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位、孔形等进行检查，填写终孔检查证，经监理工程师签证认可后，进行孔底清碴和灌注水下砼准备工作。
当钻进至设计标高或达到要求岩层后报请监理工程师终孔，并进行终孔检查，作好记录，进行清孔作业。为准确判定孔底碴是否清完，还需用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔，若两次测孔深度相同并与终孔数字相符时测证明孔碴已清理干净，否则还需继续清至达到要求，本区段设计允许沉碴厚度不得大于5cm。
钻孔桩终孔后采用换浆法进行清孔。清孔后的沉碴要满足设计要求，经监理工程师签认后灌注水下砼。
清孔达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重≯1.1，含砂率＜2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前柱桩孔底沉碴厚度＜5cm，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。
6、钢筋笼加工与吊放
钢筋笼加工采用长线法施工，钢筋笼分节加工制作，顶笼和中笼为标准长度，底笼为调整节，钢筋笼运输到现场后采用螺纹套筒连接。
（1）钢筋笼在钢筋胎膜上加工,在预先弯制好的加强筋圆圈上，等距离的画好主筋的间距，主筋的间距必须至少采用2个间距定型固定架来进行固定，禁止人工手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计和规范误差要求；布设加强筋应按施工图纸操作（每2米一道）。
（2）钢筋笼制作时，在相邻两节钢筋笼对应的钢筋上用油漆做出通长接地标记。
（3）钢筋笼加工要确保主筋位置准确，并在钢筋笼外侧安装与桩身同标号的垫块作为钢筋保护层，每隔2m设一层，每层均布4个,梅花状布置。
（4）箍筋：加强箍筋制作要按图纸尺寸制作、加工机械要合理布置，整齐一至；成品堆放要固定区域摆放整齐；螺旋箍筋应加工成圈，误差应控制在规范许可范围内；本工程采用螺旋箍筋，首先调直钢筋，再盘好待用。
（5）注意要点：
按设计结构图及规范要求加工钢筋笼，计算拼接长度；主筋和加强筋要焊接牢固，电焊机电流要调适中，不能为快而调大，烧伤主筋和加强筋；顶笼处端部弯钩要规范化，沉放时要垂直慢放，防止破坏孔壁。
钢筋笼下放前利用检孔器检查桩径及垂直度。钢筋笼吊装时配备专用托架，平板车运至现场，在孔口利用吊车吊放；下放前检查钢筋笼垂直度，确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致；入孔后不宜左右旋转，徐徐下放并严防孔口坍塌，严禁猛提猛落和强制下落；钢筋笼安装就位后立即将钢筋笼中4根加长主筋与钢护筒顶部焊接固定，防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮。
焊接要求施工队配备足够熟练的操作工和足够的设备，确保在有效时间内完成安装；为成孔节约时间，防止沉渣过多或缩径。
7、水下砼浇筑
在钢筋笼吊装完成后，应立即组织导管安装；导管采用直径为300mm的快速卡口垂直提升，标准分节长2m，顶节采用0.5m和1.0m调节节，最下节长大于
3m；导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸；各节导管内径大小一致，偏差≯±2mm；导管运至现场后，使用前应事先进行水密性试验，检测合格后方能使用；导管安装时要放设密封圈，拧紧箍圈；下放过程中保持导管位置居中，轴线顺直，逐步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁；浇筑首盘混凝土时，导管底部至孔底距离控制在35～40cm。
浇筑水下混凝土之前，再次检测孔底泥浆沉淀厚度，如沉碴厚度大于5cm（柱桩）时，对孔内进行二次清孔，确保孔底沉碴厚度符合规定要求。
首盘混凝土需用量由计算确定，保证首批混凝土浇筑后导管埋入混凝土中的深度≮1m，并能填充导管底部间隙。在整个砼浇筑时间内，导管口应埋入混凝土内1～3m，汽车泵完成首罐封底混凝土后，大储料斗换成小储料斗，采用砼输送车直接浇筑砼，以加快水下砼的浇筑速度。
砼浇筑过程中，应特别注意混凝土面到达钢筋笼底标高位置时的操作，当混凝土面接近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度；放慢浇筑进度，以减少混凝土向上的冲击力，当混凝土面超过钢筋笼底2m左右，应减少导管的埋深，使导管底口处于钢筋笼底标高附近，并加快浇筑速度，以增加钢筋笼的埋深；当混凝土面高于钢筋笼底2～4m后即可正常浇筑。
经常量测孔内混凝土面的上升高度，并适时缓慢平稳提升，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次管内混凝土面高度;混凝土浇筑开始后，应快速连续进行，不得中断；最后拔管时注意提拔及反插，保证桩芯混凝土密实度。
混凝土浇筑标高比设计标高高出0.5～1m，多余部分在承台施工前凿除，确保桩头无松散层。
8、导管拆、拔控制
导管的拆拔，要保证导管埋深1～3m，要以实测砼面高度与理论方量计算高度项对比，综合导管各节拼接长度来确定拆拔导管的节数及长度，严禁超拔现象发生，严防断桩发生。
导管长度及拼接要结合桩长，合理搭配导管的长短节，特别是顶部的短节要合理，以便导管拆除。
9、钻孔桩允许偏差
钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。钻孔到达设计高程后，应复核地质情况和桩孔位置，应用检孔器检查桩孔孔径和孔深，施工偏差应符合下表的规定。
钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项
目
允许偏差（mm）
孔径
不小于设计孔径
孔深
柱桩
不小于设计孔深
孔位中心偏心
群桩
≤50
倾斜度
≤1%孔深
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
柱桩
≤50
钻孔桩的钢筋骨架制作、安装质量应符合下表的规定。
钻孔桩钢筋骨架允许偏差
序号
项
目
允许偏差
检验方法
钢筋骨架在承台底以下的长度
±100mm
尺量检查
钢筋骨架直径
±10mm
主钢筋间距
±0.5dmm
尺量检查不少于5处
加强筋间距
±20mm
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
吊线尺量检查
混凝土强度应满足设计要求，每根基桩应制作不少于2组混凝土抗压强度试件，按铁道部现行混凝土与砌体工程施工标准的有关规定检验混凝土强度；钻孔桩承台底平面桩位偏差，应符合下表的规定。
四、安全交底
1、钻孔桩施工人员进入施工现场必须正确佩戴安全帽，使用安全防护用品，在影响既有线范围内施工时，施工人员黄色安全帽。施工人员严禁在既有线范围内戴红色安全帽，穿红色衣服。
2、在临近营业线施工，开工前与安全管理部门调查确认地下管线位置，如安全管理单位无法提出其准确位置，乙方应采取人工探测的方法进行调查，严禁盲目动用机械施工，必须人工挖“井”字型探沟。
3、严禁在高低压架空电线下方钻孔，移动钻机、钻杆时必须保持与高压电线的安全距离不小于6m。
4、邻近既有线旁施工机械作业，必须设置标志明显的限界杆，并拉限界绳，防止机械侵入限界，做到“一机一人”的防护要求。
5、既有线有列车通过时，紧靠既有线的施工机械应停止作业，保持静止状态，列车通过后再恢复作业。
6、钻孔机械就位后，因对钻机及配套设备进行全面检查。钻机安设必须平稳、牢固；钻架应加设斜撑或风绳。
7、循环钻孔，应选用起重能力较大的机具设备。所选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳等，应配置适当，并必须检查质量合格，钢丝绳与钻锥用绳卡固接时，绳卡数量应与钢丝绳直径相匹配。钻进过程中，钢丝绳的松弛度应掌握适宜。
8、钻机所使用的电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水、不漏电；对经常处于水、泥浆浸泡处的情况，应架空搭设。挪移钻机时，不得挤压电缆线及风水管。
9、钻机钻孔时，由于在潮湿环境作业，电动机绝缘电阻降低，漏电的可能性增大，因此一般在完成一根钻孔桩时要检查一次电机的封闭状况。钻进速度应根据地质变化加以控制，以保证安全运转。
10、钻孔使用的泥浆池必须加设防护栏。并注意防止或减少环境污染。
11、钻机停钻，必须将钻头提出孔外，置于钻架上，不得滞留孔内。
12、对于已埋设护筒未开钻或已成桩而护筒未拔除的，应铺设安全网遮罩。
13、成孔后，及时安装钢筋笼，并设专人指挥吊装。
14、起吊时为保证钢筋笼不变形，宜采用两点吊。进入钻孔时应放慢速度，扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。
15、钻孔应经成孔检查合格后,方可开始灌注砼。灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工；严禁砼拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，而使探测深度不准确；砼灌注过程中，应注意观测管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后，将此段砼清除。
16、砼灌注将近结束时，导管内砼柱高度减小，超压力降低，导管外的泥浆所含稠度增加，比重增大，砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀，使灌注工作顺利进行，拔最后一节时，提管速度要慢，防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
17、在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔中处理故障。当必须下入护筒或其他防护设施的钻孔时，应在检查孔内无有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍孔等安全设施后，方可行动。
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钻孔泥浆护壁桩的施工方法 篇3
摘要：从施工工艺、质量保证措施两方面，论述了钻孔混浆护壁桩的施工要领。
关键词：钻孔混浆 护壁桩 施工
1 施工工艺
1.1 设置护筒
护筒采用钢筒下埋式，护筒埋设时应遵守下列规定：
1.1.1 桩位经施放验收确定后方可挖设护筒。
1.1.2 利用十字交汇法将定位点引至护筒外侧，然后进行开挖，护筒埋设完成后，再用十字交汇法从定位点将桩位引至护筒内，并与相邻桩位重新测量定位，以保证桩位的准确，其偏差不得大于50mm。
1.1.3 护筒内径较钻头直径大100mm，埋入土中深度应大于1.0米。
1.1.4 护筒外环应用无杂质的粘土夯实。
1.2 安装钻机
1.2.1 潜水电钻、卷扬机及其配套设备的电缆均应接入配电箱，以便于控制，并注意通入潜水电钻的电缆不得破损、漏电。
1.2.2 安装时将钻杆卡在导向轮内，以承受反扭矩，并使钻杆不旋转。
1.3 钻头选择
选择三翼单腰带钻头，钻头中心管底端加焊一尖形铲头，起超前钻进和定心的作用，为增加回转的稳定性，在翼板端焊一导正圈，此类钻头稳定性好，且成孔孔壁光滑，翼片下镶焊梳齿状合金刀头，用以切削土层钻进，此类钻头适用于大口径中软地层的成孔。
1.4 成孔
1.4.1 钻进速度应根据地层变化、供水量及电流大小来控制，在淤泥质土中钻进速度不宜大于1米/分，而且应注意控制钻进速度，保证钻头切削下的碎屑，便于泥浆携带能够返出地面。
1.4.2 钻进速度应均匀，保证成孔孔径、孔壁的圆滑，并防止水敏地层的缩径。
1.4.3 随时注意钻进中有无异常，应根据电流值大小，钻具的摇摆程度等及时分析孔内的情况，控制钻进速度。
1.4.4 钻进成孔为特殊工序，其操作必须按公司的作业指导书进行，各作业班组按规定填写特殊工序控制表。
1.5 泥浆循环系统
1.5.1 泥浆循环系统由泥浆池、泥浆循环槽、沉淀池、泥浆泵等组成。
1.5.2 为保证泥浆的储备及供应，现场应配备1-2个清水储备箱。
1.5.3 定期由专人负责清理泥浆循环系统的沉积物，保持循环系统的畅通及泥浆的清洁。
1.5.4 设立的泥浆池的容积应保持大于单孔体积的1.5-2倍（视场地情况尽可能加大），保证有足够的储备供于泥浆循环，同时，视场地情况应适当延长循环槽的长度，增加泥浆循环途径中的沉演时间，利于保证泥浆质量。
1.5.5 泵量应保持105立方米/小时。
1.6 泥浆冲洗液
鉴于本场地的地层土质情况，成孔采用地层土自然造浆，泥浆指标的调整采用排稠浆兑清水的方式，对泥浆的性能要求如下：
含砂量：＜6%
比重：1.15～1.25
粘度：10～25S
1.7 清孔换浆工艺
1.7.1 正循环清孔
钻进至设计深度后，先将钻头提离孔底80-100mm，输入比重小于1.20新泥浆进行循环，把孔底沉渣及孔内悬浮碎碴置换出来。
1.7.2 清孔完成后，应保证泥浆比重≤1.25，同时确定与钻孔深度相符后，方可进行验收、提钻。
1.8 钢筋笼制作及吊放
1.8.1 钢筋笼制作
1.8.1.1 根据设计要求计算用料长度，切割后分别摆放、备用，并进行标识。
1.8.1.2 在制作台上制作钢筋笼并按规定要求焊接。
1.8.1.3 将支撑架按2-3米的间距摆放在同一水平面一直线上，然后将配好定数的主筋平直的摆放在支撑架上。
1.8.1.4 将焊制好的钢筋放置在平整的地面上，防止变形。
1.8.1.5 保护层采用素灰制作成直径100毫米×50毫米的圆块，以φ8毫米的钢筋穿过圆中心焊接在主筋上，同一端面不得少于3个，纵向间距为4米。
1.8.1.6 钢筋笼制作工序为关键工序，所以首件钢筋笼的制作完成后，由技术队长按有关规范标准进行自检，合格后请监理检验，须经检验合格并签字后，将其作为评定标准，进行批量制作。
1.8.1.7 对制作好的钢筋笼应按图纸尺寸和焊接质量要求进行检查，不符合要求者应予以返工，并按规范批量将焊接试件送实验室检验。
1.8.2 钢筋笼的吊放
1.8.2.1 钢筋笼的吊放应设2-4个恰当的起吊点。
1.8.2.2 钢筋笼入孔时，应对准孔位中心轻放，慢下孔，不得左右旋转摆动，若遇阻时，应查明原因进行处理，严禁高起猛落和强行下放。
1.8.2.3 钢筋笼全部入孔后，防止自重下落或灌注时上浮。
1.8.2.4 为防止钢筋笼上浮，用2寸管作压杆，压杆一端与钢筋笼固定，一端用支杆固定于地表，上部再用灌灰平台将其制定。
1.8.2.5 应准确计算吊筋长度，确定钢筋笼的准确位置。
1.9 灌注混凝土
1.9.1 吊放导管
1.9.1.1 导管安装吊放入孔时，应将密封圈安放周正，螺栓对角上紧，确保密封良好，导管在孔内的位置应居中，导管底部距孔底应在0.3-0.5米。采用φ200-250毫米导管，单节长度1.5米，底节长度3米。
1.9.1.2 导管全部入孔后，核实导管总数、导管底部位置，并填写报表。
1.9.1.3 导管就位后，进行二次清孔，清孔换浆应注意泥浆的逐渐稀释，不得一次兑入清水。清孔后应符合下列规定：孔底500mm以内的泥浆比重应≤1.25，含砂率≤8%，粘度28S。
1.9.1.4 隔水球胆放入到导管内应以其自由下落为宜，不得太大或太小，球胆应放在液面上。
1.9.2 灌注混凝土
1.9.2.1 目测其和易性，再测其塌落度（20±2）。要求不得有离析现象，否则不得灌注。
1.9.2.2 灌注应连续不断的进行，灌注速度可控制在每小时20立方米。
1.9.2.4 后续的混凝土应徐徐灌入，防止导管内造成高压气囊，将导管接口处胶垫挤出产生漏水，同时，也防止混凝土内气体排除不及时造成的不密实。
1.9.2.5 灌注时，应上下提动导管，活动范围不大于0.3米，并且不允许导管作横向活动。当混凝土液面接近钢筋笼底端位置时，应注意放慢灌灰速度，避免钢筋笼上浮。
1.9.2.6 勤测混凝土液面高度及时拆卸导管，要求检测次数不低于起拨导管的节数，发现混凝土液面上升出现导常情况时，加密探测次数，同时应查明原因，清除其现象。
1.9.2.7 混凝土供应中断时，应10-20分钟上下活动导管一次，当使用商品混凝土时应向供应商提出要求，单桩灌注时间应保持在2小时内。
1.9.2.8 控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低，必须保证凿除浮桨高度后，有效桩顶混凝土强度达到设计值，混凝土超灌高度≥0.5米。
1.9.2.9 拆除的导管应及时冲洗干净。
1.9.2.10 灌注过程中，如发现故障时，及时分析和正确判断原因，制定处理措施，填写关键工序施工记录本表。
附钻孔灌注桩工艺流程图
2 质量保证措施
2.1 建立严格的质量检验制度，进场的材料必须有合格证及试验单，并由专职取样员在现场取样，将钢材及焊件送实验室。
2.2 本工程采用现场搅拌混凝土，应检验其塌落度及和易性，不符合要求的严禁灌注，同时，按规范及设计要求加工试块。
漳江特大桥钻孔桩成桩质量的控制 篇4
钻孔灌注桩是工程中常见的桩基础, 它以施工简便、工期短、成本适中等特点在公路、铁路以及房建、港口等领域得到普遍应用。但是施工过程中各环节因素都会影响桩基础的质量。因此, 钻孔灌注桩的质量控制要从施工过程中每一个环节加强过程管理, 从技术措施上严格控制施工, 确保灌注桩成桩质量。下面就以漳江特大桥灌注桩基础施工, 从成孔控制、灌注控制和事故处理三个方面介绍一下钻孔桩基础的成桩质量控制。
1 工程概况
漳江特大桥 (DK108+389) 是厦深铁路福建段长度最长的一座桥梁。全桥147孔, 全长4 829.296 m。全桥共有桩基1 197根, 其中Ф1.0 m 80根, Ф1.25 m 1 093根, Ф1.5 m 24根。桩基础类型为摩擦桩和嵌岩桩两种。地质表层为黏土, 下覆粉质黏土、砂土, 下层为黑云母花岗岩, 桥址跨越漳江, 地处鱼塘蟹池河流腹地, 地质条件复杂钻孔施工难度大。
钻孔灌注桩施工工艺流程见图1。
2 成孔质量控制
2.1 垂直度控制
钻孔灌注桩首先要求桩身垂直, 受力竖直。为避免钻进过程成孔弯曲不垂直, 首先要做到放置钻机的场地要求压实平整, 钻机不发生倾斜。其次, 钻进过程中保证钻杆或钻头垂直, 磨损均衡。第三, 在进入岩层交界面极易发生偏向, 此时钻进要求钻头不宜过高, 需要低速钻进。
2.2 孔径控制
孔径控制过程有三点:
1) 在钻孔之前和钻进过程中, 检查钻头直径, 尤其在墩位桩径变化时尤为重要, 防止作业人员疏忽使用小于设计直径的钻头进行钻孔。
2) 按桩径要求制作验孔器检验钻孔直径, 验孔器用钢筋按照钢筋笼加密制作, 中间长度为孔径的4倍~6倍, 两头锥体长度分别为孔径的0.5倍。验孔时通过观察验孔器在孔内的下沉顺利程度, 检查孔径是否符合要求。
3) 成孔后没有及时灌注混凝土导致缩孔, 在漳江特大桥的1号~10号墩桩基础非常明显, 在清孔合格后及时灌注混凝土, 有效地保证了桩径。
2.3 泥浆护壁控制
泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之关键。泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔桩的成桩质量。泥浆在钻进过程中形成泥膜, 保护孔壁土体, 使孔壁在钻进或灌注混凝土时不发生坍孔。漳江特大桥钻进过程中比重控制在1.3 g/cm3~1.4 g/cm3, 除控制泥浆比重外, 还应控制粘度, 本桥合适的泥浆粘度为20 s~25 s, 泥浆能够形成密实泥膜很好地保护孔壁。
2.4 孔深控制
护筒埋设稳固后复核桩位并测量标高, 标高要以绝对标高计算。以此标高计算钻孔应钻的深度。当孔深达到要求深度时进行检查, 检测时用重锤探测孔底, 在测绳孔口标高处做标记, 然后需用标准钢尺校核, 保证实际孔深不小于设计值。严防施工人员在测绳上作假出现孔深不够的情况, 必须把测绳再次伸入孔底, 看标记是否变动。
另外, 孔底沉渣厚以及泥浆含砂率太大会影响孔深的测量, 检查孔深时沉渣要小, 搅动钻头使沉渣处于悬浮状态。
2.5 泥浆、孔底沉渣控制
为了保证成桩质量, 成孔后灌注混凝土前清孔泥浆比重不大于1.1 g/cm3, 含砂率小于2%, 孔底沉淀厚度要满足设计要求, 当设计无要求时摩擦桩不大于20 cm、嵌岩桩不超过5 cm。超过要求时应重新清孔, 清孔后合格即可进行浇筑水下混凝土的工作。
2.6 隔桩施工控制
在灌注完混凝土后, 桩身混凝土的强度很低, 钻孔施工相邻桩基时土体对桩产生土压力以及震动对桩的影响, 采用了对角打桩的施工控制, 即按5号, 2号, 7号……桩 (或1号, 6号, 3号……桩) 顺序施工, 有效地减小对成桩的质量影响 (见图2) 。
3 成桩质量控制
3.1 钢筋施工控制
3.1.1 原材料控制
在漳江特大桥设计中, 桩基钢筋笼主筋采用热轧带肋Ф20 mmⅡ级钢筋。钢筋笼制作前首先要对钢材进行原材料检验, 按批次进行抗拉、弯曲等试验。试验合格后方可使用。
3.1.2 加工控制
为保证钢筋笼加工质量, 漳江特大桥采取加工厂集中加工, 采用钢筋笼自动加工成型机。钢筋笼加工分节长度为12 m左右, 箍筋必须圆顺, 钢筋的绑扎与焊接必须牢固, 主筋与箍筋间隔电焊, 这样保证钢筋笼的整体性, 不发生扭曲变形。这样安装时钢筋笼不至于插入护壁中, 从而保证钢筋笼在孔位中间。质量按照TB 10752-2010高速铁路桥涵施工质量验收标准进行控制 (见表1) 。
为防止钢筋笼在运输中变形, 加工钢筋笼时在每2 m一道的加强箍筋上设置十字撑, 在安装时取掉。
3.1.3 安装控制
钢筋安装主要就是钢筋笼孔口焊接接长和固定。现场采用单面搭接焊接, 焊接时钢筋端部折角度使轴心一致, 焊接长度10d (d为钢筋直径) 。钢筋笼应逐节验收焊缝质量。准确计算钢筋笼顶至孔口的距离, 固定钢筋笼使钢筋笼高程符合要求。
3.2 混凝土施工控制
3.2.1 原材料控制
现在工程使用的混凝土均为高性能混凝土, 为确保成桩质量, 首先要从原材料入手。加大对地材的试验, 严格进场验收检查。保证氯离子和碱含量不超标, 对不合格的材料严禁用于耐久性混凝土钻孔桩。不得使用海砂和海水。
3.2.2 配合比控制
混凝土质量是保证灌注顺利和成桩质量的关键, 为保证高性能混凝土的拌合质量, 控制配合比是关键。配合比一旦选定就不能更换原材料, 否则要重新设计配合比。每当混凝土开盘前, 对原材料进行含水率测定, 开具施工配合比单, 严格把关耐久性混凝土各项指标。
3.2.3 混凝土灌注控制
混凝土灌注是钻孔桩最重要的一道工序, 其施工质量的好坏直接影响桩本身的质量。灌注前要计算好混凝土最小初灌量。例如:漳江特大桥桩长按40 m计, 计算初灌量V:
式中:D———桩孔直径, 1.25 m;
H1———桩孔底至导管底间距, 一般为0.4 m;
H2———导管初次埋置深度, 一般不小于1.0 m;
d———导管内径, 取26 cm;
h1———孔内混凝土达到H2时, 导管内平衡泥浆压力所需要的混凝土高度, m。
初灌量确定后灌注过程就从以下几个方面控制:
1) 导管连接必须牢固严密, 不得漏气、漏水。
在漳江特大桥施工中出现过这种现象, 漏气导致混凝土灌不下去堵管, 漏水导致灌注混凝土时泥浆进入导管, 混凝土掺杂泥浆影响混凝土强度。
2) 初灌料灌注速度要快。
开始灌注时, 不论采用剪球还是拔盖形式, 必须使料斗内的初灌料迅速灌到孔内, 这样利用冲力把孔底沉渣搅起, 使混凝土和孔底结合密贴。
3) 导管埋深适当。
灌注过程导管埋深不宜大于6 m, 埋入太深, 就要拆管, 使埋深控制在2 m~4 m。用探锤测量混凝土面实际高度 (量三处后取平均值) 计算混凝土上升高度, 确定导管埋深;拆除后导管最小极限埋深不得小于1 m, 否则会把混凝土上面附近的浮浆卷入混凝土内。
4) 浇筑连续性。
桩基混凝土浇筑要连续, 不得中断, 混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间, 否则应掺入缓凝剂。并控制在8 h内浇完, 以保证混凝土的均匀性。间歇时间任何情况下不得超过30 min;在停顿间上下抖动导管, 以保证混凝土的流动性, 但不能过猛而导致坍孔。
5) 导管位置居中。
每次拆完导管后, 保持导管安放在桩孔中心:a.防止导管碰挂钢筋笼使钢筋笼变形;b.保证桩身混凝土均匀, 确保成桩质量。
4 钻孔桩事故处理
钻孔桩事故可分为两种:一种是钻孔过程出现事故;另一种是灌注过程出现事故。钻孔过程事故要好处理一些, 比如:斜孔、缩孔、梅花孔和坍孔, 这些通过校正或者回填重新钻进就可以处理。危害性较大的事故就是灌注过程事故, 主要有浮笼、断桩和堵管。在此主要谈一下灌注过程事故处理。
钢筋笼上浮的原因主要有三条:灌注速度快、泥浆含砂率大、混凝土初凝时间短。灌注速度快的原因, 如果桩基础的钢筋笼是半笼, 控制浮笼应在钢筋笼底部1 m开始降低灌注速度, 混凝土超过钢筋笼底4 m左右拆除导管, 让导管底高出钢筋笼底2 m以上。如果桩基础的钢筋笼是整笼, 混凝土超过钢筋笼底部4 m拆除导管。拆完导管然后恢复正常灌注速度。
泥浆含砂率大、混凝土初凝时间短导致的浮笼原因基本一致, 就是越来越厚的砂层和初凝的混凝土包裹钢筋笼托起。所以控制这类浮笼现象应该在灌注混凝土前从清孔和混凝土搅拌入手, 提前预防。
断桩事故是在桩身混凝土灌注过程中, 泥浆或砂层进入混凝土中形成夹层, 使混凝土桩身出现断层而不完整, 原因有以下几种:
1) 拆除导管测量不准, 导管拔出混凝土面;2) 混凝土离析, 泥浆进入石子空隙;3) 泥浆含砂率大, 混凝土上升时砂层被卷入混凝土中;4) 混凝土灌注时间长, 使混凝土出现凝结迹象成块, 混凝土夹渣。
堵管是灌注过程中混凝土卡在导管中无法继续灌注的事故。导管拼接不严密漏气、混凝土离析、灌注混凝土开始时导管离孔底太近以及灌注混凝土过程中导管埋深太大等都会出现堵管导致混凝土无法继续灌注而中断。
堵管容易察觉, 发生断桩原因有的能够察觉到, 有的根本察觉不到。一旦发现灌注事故处理要及时, 采取提管、抖动导管等简单抢救措施无效后, 应该立即采取其他措施:1) 灌注开始不久, 直接拆除导管, 拔出钢筋笼, 混凝土没凝固前重新钻孔至设计高程, 重新安装钢筋、灌注混凝土;2) 灌注较多混凝土时, 首先拔出导管, 准确测量混凝土距离孔口高度, 清理管内混凝土。安装导管至混凝土面顶部, 按照初灌要求开始灌注, 当导管内泥浆排空后立即把导管插入原混凝土内, 将两次混凝土结合后正常灌注即可。对灌注过程事故不能抱有无所谓的态度, 没有把握处理的事故需要重新钻的要果断, 否则不能保证桩基质量, 到桩基检测时出现问题再来处理就会得不偿失, 不仅带来不小的损失, 还影响工期。
5 结语
钻孔桩施工的整个过程是隐蔽的, 质量控制比较困难, 要保证钻孔灌注桩的成桩质量, 关键在于施工各环节的过程中控制。漳江特大桥桩基础施工说明:技术人员对钻孔桩施工从成孔控制、灌注控制和事故处理三个方面各个环节充分重视并细心控制, 才能提高钻孔灌注桩的质量, 减少桩基础质量缺陷。
摘要：为了降低钻孔桩质量缺陷, 对漳江特大桥钻孔灌注桩在成桩各环节内的影响因素进行了分析, 并对各个影响因素提出了具体的控制方法和措施, 解决了钻孔桩成桩质量缺陷大的问题, 达到提高同类钻孔桩成桩质量的效果。
关键词：钻孔桩,质量控制,事故处理
参考文献
钻孔桩施工安全措施 篇5
工程名称
松花江特大桥钻孔桩施工
接受措施班组
交底项目
交底日期
根据图号
交底编号
措施内容：
安全措施：
1、现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴眼镜。
2、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施，并有人看守。
3、在施工前先全面检查机械，发现有问题及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。机械操作必须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。
4、施工作业平台必须规整平顺，杂物必须清除干净，防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。
5、挖掘机及吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。
6、机械司机，在施工操作时要集中精力，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况要及时纠正。要防止机械倾斜、倾倒
7、钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被砸伤。氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。
8、钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。
9、钢筋笼安装过程中必须注意：焊接或者机械连接完毕，必须检查脚是否缩回，防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。
10、导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全
11、导管安装注意：导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。
12、砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。
交底单位
中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部
交底人
接收单位
接收人
施工负责人
安全负责人
施工安全措施
工程名称
松花江特大桥钻孔桩施工
接受措施班组
交底项目
交底日期
根据图号
交底编号
措施内容：
13、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。
环保措施：
1、钻孔灌注桩施工过程中超过排放标准的废浆不能直接排放，需经过一系列的处理后运输至指定地点排放，严禁有害物质污染土地和周围环境。另在现场出入口设置沉淀池和冲洗设备，进出工地的车辆必须冲洗干净后才能上路。
2、对于施工中可能产生的的各种环境污染，我们将按照“预防为主、防治结合”的原则进行环境保护。
3、施工机械在施工期间经常检查运行状况，保持良好状态，严防油料泄漏造成水质污染。同时，严禁向水中投放杂物、垃圾和排放废水、废油及冲洗物等。
4、遵守中华人民共和国国家标准《建筑施工场地噪音限值》（GB12523-90）、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）的二级标准和广东市的有关规定。控制成桩过程中产生的噪音和粉尘污染。
交底单位
中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部
交底人
接收单位
接收人
施工负责人
大桥钻孔桩 篇6
关键词冲击；大直径超长桩；岩溶；气举反循环
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0133-02
1工程概况
汝郴高速公路赤石特大桥为国内同类型桥梁规模第一，世界第三，位于宜章县赤石镇下欧村渔溪村之间的河流阶地及河漫滩上,主墩区位于河流及冲击区，主跨为165m+3×380m+165m四塔斜拉桥。全桥共四个主塔墩，其中5号墩基础采用扩大两级嵌岩基础，8号墩采用挖孔桩基础，6、7号墩基础采用24根φ2.8m及10根φ3.1m钻孔桩，桩底位于完整基岩上。
6号主墩位于河道旁，基础最长桩孔深达102.5m，据地质勘探报告表明桥址地质情况十分复杂，覆盖层分为：种植土、粘土、卵石、漂石、块石、泥灰岩、灰岩、碳质灰岩、钙质灰岩、钙质页岩、及断层角砾岩，岩溶十分发育，岩溶发育形态以溶蚀、裂隙、溶沟、溶槽为主且多层交错出现，溶洞次之，岩面倾斜角度较大40-80°；岩溶填充物松散，或无填充，且在雨季地下水位反复变化，易塌孔、偏孔、串孔等事故，造成成孔困难。
2具体施工
首先对地质勘探资料进行会审，确定开孔顺序，一般可按以下三个原则进行周密安排：1）由深到浅；2）由多到少；3）由大到小。有利于及时封闭溶洞，隔断通道，留住泥浆，护牢孔壁，及时浮渣，进尺顺利。然后在征地红线范围内筑岛，埋设刚护筒，在钻进穿透覆盖层及卵砾石地层进入岩层后，采用60t振拔锤插打小一号的内护筒至岩面，然后再钻进→成孔→下放检孔器→刮孔→孔型检测→第一次清孔→下放钢筋笼→二次清孔→沉渣检测→灌注水下混凝土；如果在溶洞中发生严重塌孔，则应及时再套进小一号钢护筒，并插打至溶洞底板，这类孔施工不宜久拖，应尽早灌注水下混凝土成桩。在跟进护筒时，由于岩面的实际高程与地质柱状图上所示高程有出入，如果一味地硬打，护筒容易触岩严重变形，因此护筒应谨慎跟进，护筒底口至少高出岩面50cm～100cm。在大护筒中套进小一号的护筒后，必须更换小一号的钻头，钻头直径不得大于（D-10）cm，D为护筒内径。避免卡钻。
2.1筑岛施工
利用挖机清理墩位处表面覆盖层及孤石、漂石，对施工区域进行筑岛。施工区域包括钻孔桩需要的泥浆池、沉淀池等区域，筑岛施工时按公路路基施工标准，即每填筑30cm黄土用挖掘机反复压实。因筑岛施工，洪水时河面受压缩而流速加快，水面升高，所以除了在上游设挡水坝，还需对岛体坡面、坡脚采取防护措施，如浆砌卵石及沙袋等，防止洪水时将岛体冲毁。
2.2钢护筒制作
钢护筒采用22mm钢板制作或利用已有的短护筒接长，钢护筒分节制作，每节长3.0m～3.6m，首节需在底口1.5m范围内用16mm钢板加强，护筒内径比桩径大20cm～40cm，即φ3.0m～φ3.5m。钢护筒连接采用坡口焊。
2.3钢护筒埋设
首节钢护筒埋设采用栽桩法，在测量放样后，利用机械开挖，人工修整基槽，开挖到设计深度（视首节钢护筒长度定）后，用吊机或钻机吊钢护筒入槽，施工时护筒顶面高出地面或岛面为0.3～0.5m，并高出水面一般1.0m。
基坑挖好后恢复桩中心点，调整钢护筒上下口平面位置，使钢护筒上下口平面中心点与放样桩中心点重合，其累计偏差不得大于5cm。
钢护筒定位后，在护筒四周分层回填粘土，分层厚度不大于50cm并每层夯实。
2.4钻机的选择与就位
在平整场地和钢护筒埋设后，进行钻机就位，钻机利用吊机组装，通过桅杆上转向滑轮吊锥测量桩中心位置，微调钻机，使吊锥与孔中心重合，然后抄实并固定走行滚筒，用水平仪抄平钻机平台，抄实平台各支点，再次调整转向滑轮处吊锥中心使与桩中心坐标重合。
2.5泥浆性能指标
选用优质粘土或PHP优质膨润土进行造浆，优质粘土在本桥岩溶地区钻孔施工中的优越性得到了充分体现，优质黄土造浆除了可以有效地防止孔壁坍塌，还具有携渣和冷却、润滑机具作用，在处理裂隙等不良地质时比普通黄土更容易堵塞裂隙。且后期清孔调浆速度快。
泥浆性能指标：密度一般为1.20～1.40、粘度为22～30Pa·s、含砂率≤4％、胶体率≥95％、泥皮厚≤3mm/30min、静切力3～5Pa、酸碱度8～11。
钻孔分三个循环进行，泥浆池在钻孔区域外匀均统一布置，一台钻机配一个泥浆池，每三个泥浆池配备一个循环池，有利于调整泥浆性能，加快钻进及成孔速度。
2.6冲击钻成孔施工
1）开孔前向孔内注水，并投放黄色优质粘土开孔造浆。开钻前期即钢护筒底及以下3.0m内，可在粘土中添加适量粒径不大于15cm的片石，用0.5～1.0m的低冲程反复冲砸，使泥膏、片石挤入孔壁形成护壁。
2）在卵石土层内正常钻进时，冲程控制在2～4m，必要时可向孔内投入黄色优质粘土混合块石进行回填冲钻，确保孔壁稳定。覆盖层钻进时底层软弱交替出现进尺较快钻头容易出现偏位，应每班检查钻头偏位情况，及时纠偏；另外覆盖层钻进时进尺较快，出渣量大，泥浆比重较大，应及时掏渣调浆，泥浆比重过大时钻头难以转动，容易形成梅花钻，比重过小时返渣速度缓慢;塌孔回填成孔冲程控制在1m～1.5m之间，沙卵石底层冲程控制在2~3m，且应根据不同底层选择不同的泥浆比重。一般来说：卵石层泥浆密度控制在1.3～1.5之间，风化岩泥浆密度控制在1.2～1.4之间，回填层泥浆密度控制在1.3～1.5之间。
3）进入基岩面时，要控制小冲程并要求回填反复冲钻，防止斜面基岩而导致斜孔或钻头摆动导致局部坍孔，必要时可投入片石或浇注砼进行冲击，进入基岩后可采用大冲程钻进。在此过程中仍然要每班检查钻头偏位情况。
4）每个孔位均应绘制地质剖面图，挂在钻机上，以便根据钻孔地质资料，结合钻孔进尺情况对不良地质进行预警，组织机械设备及劳动力、备用原材，在将进入岩溶、溶沟（缝）顶2.0m时，需改用1m～1.5m的小冲程进行钻进。
5）钻孔作业应分班連续进行，如实填写钻孔施工记录，应勤检查钻机、钻头、钢丝绳等，使其处于良好的工作状态。勤测量泥浆指标，发现问题及时反映。
3钻进施工中常见问题及处理
3.1斜钻
赤石特大桥6号墩钻孔桩所遇岩面，斜岩面较多，常有斜钻现象。后果是垂直度检测不合格，刚护筒下放到位，钢筋笼下放困难，解决办法为用东南大学的成孔检测仪确定斜钻高度，回填粘土及少量小片石，回填高度应大于斜钻高度1m~2m，反复冲砸，直至钻头偏位合格，钻进正常。
3.2吸钻、卡钻、埋钻、掉钻
吸钻卡钻主要发生在强风化钙质页岩强风化碳质泥岩，这类地层吸钻前一般进尺较快，返渣不及时，泥浆比重较大，当进入这类底层时应提前回填少量片石。吸钻后严禁强制提起钻头，应及时返浆除渣，降低泥浆比重后再试着提起钻头，当无法提起时，可以钻机前滚筒作为支点，后支点悬空，然后用测绳将炸药送入孔底，进行爆破使钻头松动提起钻头。
3.3塌孔
6号墩桩基在钻进过程钢护筒已穿透卵石层，所以塌孔经常发生在强风化钙质页岩及强风化碳质泥岩层，进入不良底层前技术人员应对不良底层进行预警，防止塌孔埋钻，做好原材机械设备准备及劳动力的组织。轻微塌孔时应向孔内投放优质黏土，保持孔内水头不损失，并保证泥浆比重不小于1.3，回填少量小粒径片石，片石及黄土比例可按1:1控制；严重塌孔时可考虑内护筒跟进，再回填黄土及小粒径片石。
6-13#桩下放钢筋笼前，曾经出现塌孔现象，测试泥浆比重为
1.15g/cm3，含沙率小于2%，气举反循环清出大量紫红色钙质页岩，并伴有卵石掉入孔内，经过对地质柱桩图和现场的实际，发现地质情况不准确，因地质情况太过复杂。为控制施工进度，防止后续桩基质量事故发生，经过技术部门研究，采取下放下一级内护筒φ3.2m下放穿过夹钙质页岩的底层，结果5天内完成钢筋下放及灌注工作，该处理方法果断，取到良好的效果。
3.4裂隙漏浆处理
裂隙对钻孔桩的主要危害是漏浆，主要处理措施是尽快补充泥浆，严禁随意补充清水，补充清水容易降低泥浆比低，增加堵塞裂隙的难度。然后按1:1比例回填黄土及片石2m~3m，且应观察水头位置，当水头不再损失时静置4~6h，让部分黄土及片石堵塞住裂隙再小冲程钻进，处理裂隙时要有充分的思想准备，有时需反复回填黄土及片石才能见效。
3.5溶洞处理
每当钻进至溶洞时，无论是否漏浆，都应坚决的回填黄土及片石，且应根据地质资料判断溶洞大小，再根据溶洞大小选择片石粒径。然后用小冲程冲击回填物，使其挤入溶洞及裂隙，此工序应随钻进过程如此反复操作，直至穿透不良地层。对于无填充的溶洞应根据地质预警，在击穿溶洞前应提前回填部分黄土及片石，击穿溶洞后立即停止冲击，提起钻头（防止水头损失过快塌孔埋钻）回填黄土及片石，补充泥浆；然后小冲程钻进直至把周围溶洞全部填满或堵死为止，直有漏浆现象全部消失后才能转入正常钻进。
3.6漏浆
漏浆发生频繁，目前正在钻进的6-24#桩漏浆次数已达30次，有时每天漏浆4～5次，部分孔漏浆深度超过30m，漏浆量超过200m3，并且其他桩孔内泥浆面无变化，下游查找是否有泥浆污水出现，也没有发现。现场及时调用水泥、粘土、粘土砖、片石等方法进行处理。
对于孔底漏浆的桩基，采取增加桩长方式处理。
4结语
汝郴高速赤石特大桥6号墩桩基施工经超声波检测均满足设计和规范要求，通过本桥在强岩溶地区的施工，以下几点应予高度重视。
4.1钻机选型
钻机是整个钻孔过程中最主要的机械设备，选择什么类型的钻机，将会决定配套什么样的施工方法，钻机选好了很多问题就迎刃而解。
4.2钢护筒
钢护筒在岩溶地区使用较为多，当需要分级钻进内护筒跟进时分级次序不宜超过三级，严格控制成孔孔径，钢护筒下放不到位时后患无穷。
4.3开孔顺序
正确的开孔顺序能起到事半功倍的效果，减少漏浆及回填次数，降低跨孔漏浆的风险。
4.4原材
經过多次现场论证，优质黄土，及片石粒径的选择在处理不良地质时尤为关键。
4.5加强学习与发扬
钻孔桩施工的施工环境、地质情况千变万化，只有不断的总结学习结合施工实际需要加以利用。
参考文献
[1]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范.人民交通出版社.
[2]冯征泉.岩溶地质条件下的钻孔桩施工技术.
[3]强岩溶地区钻孔桩施工.铁道标准设计,2005,12.
鄱阳湖特大桥溶洞区钻孔桩施工 篇7
关键词：鄱阳湖,钻孔桩,溶洞,断层
1 工程概况
新建铁路铜陵至九江线鄱阳湖大桥位于鄱阳湖入长江通道的九江市湖口地段, 距长江口约6km。全桥共145个墩台, 867根桩基。其中φ1.5m钻孔桩618根, φ2.0m钻孔桩210根, φ2.5m钻孔桩39根。桥址区域地层分布较全, 除侏罗系地层缺失外, 其它地层自元古界至第四系均有出露。桥址区覆盖层主要为第四系冲湖积物, 除1#~8#墩和132#~144#墩覆盖层较薄, 为1.00~17.90m, 大部地段厚20.00~40.80m, 局部厚43.70~59.30m;岩性为淤泥、粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉~砾砂、圆砾土和卵石土, 局部揭露有厚几厘米~2.50m的砂砾胶结层, 大桥两端山前分布有少量坡残积角砾土。
基岩主要为下古生界寒武系~志留系砂岩、页岩和灰岩, 局部为粉砂质泥岩。砂岩分布于27#墩以东地段;页岩分布于27#墩以西和8#~12#墩地段;灰岩分布于62#墩~79#墩宽约480m (沿桥中线) 地段。湖床以下, 岩面高程一般为-31.69~-12.22m;其中56#墩~62#墩和69#墩~72#墩地段, 岩面较低, 高程分别为-43.29~-35.99m和-49.83m;向两侧湖岸, 岩面逐渐抬升, 至坡角岩石多直接出露。受构造挤压和风化影响, 岩石风化差异明显, 风化带厚薄不均, 最大强风化破碎岩厚度超过50m, 微风化岩面波状起伏。
基岩断裂构造十分发育, 勘察结果表明, 桥址区有7条较大规模断裂通过, 其中影响最大的一条为北东向张家村断裂 (F1) , 另一条为北北东向湖口——鞋山隐伏断裂 (F2) 。张家村断裂 (F1) 及其影响带宽约1.8公里, 分布于28#墩~98#墩地段;湖口——鞋山隐伏断裂 (F2) 宽约70米, 分布于9#墩附近;F3断裂分布于130#~132#墩地段, 带宽约100米。其余地段小型断裂十分发育。
2 钻机选型及钻孔方法的确定
根据同类型地质钻孔桩施工经验及试桩经验, 采用小扭矩回旋钻机不能有效地穿越卵石、漂石层;大扭矩回旋钻机自重太大, 需要大型起重设备, 安装周期太长, 无法满足多工点的需要。回旋钻机处理工勘遗留物困难, 在地质岩层破裂带施工难度大。采用冲击钻可有效地处理工勘遗留物, 冲击钻施工的孔壁比回旋钻机施工的孔壁稳定, 处理溶洞和裂隙漏浆时, 更能防止塌孔, 且移位、安装均比较快。
从上述思路出发, 决定在溶洞区采用深埋护筒, 正循环、冲击钻机 (手摇式冲击钻和磕头钻) 成孔。施工时, 各墩位6根护筒之间浇注混凝土形成整体, 防止护筒不均匀下沉, 影响钻孔平台安全。
在砂岩、页岩地段采用旋转钻机和冲击钻机成孔, 其中在断层及裂隙发育地段采用冲击钻机。
3 钻孔桩施工
3.1 泥浆指标
钻孔过程中, 泥浆起着极其重要作用:保护孔壁, 防止塌孔;悬浮钻渣, 加快钻进速度。要充分发挥泥浆的作用, 其指标的选取致关重要:1) 埋设护筒深水施工时, 既要保护孔壁, 防止坍孔;又要不使泥浆反串。2) 既要能悬浮钻渣, 又要使钻渣在泥浆池中循环时迅速下沉。尤其是在本桥钻孔桩施工中, 完全采用泥浆循环 (或泥浆分离器) 进行清渣, 泥浆指标显得更为重要。我们严格控制不同地层中的泥浆指标, 见表1。
3.2 主要施工工序
3.2.1 钢护筒埋设
钢护筒外径φ1.8米, 入土深度15~20米。水中墩钢护筒通过导向船导向, 采用DZ160型震拔机插打, 要求水中墩钢护筒上端高出水面1.5米以上, 钢护筒中心偏位≤5cm, 竖直度≤1%。钢护筒插打完毕, 在钢护筒之间浇注混凝土, 将6根钢护筒连成整体, 防止钻孔过程中平台塌陷。
3.2.2 泥浆循环系统的设置
泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泥浆泵、出浆管和进浆管四大部分组成, 见图1。
泥浆从孔口经由出浆管进入泥浆池, 经过沉淀, 再由泥浆泵将泥浆经由进浆管送回孔底。进浆管的下管口是一节长约0.6米的特制钢管, 钢管上焊接一个圆环, 套在钻头顶部钢丝主绳上, 上下用卡环夹住, 使钢管不致上下移动, 又能绕钢丝主绳转动, 避免在钻孔过程中进浆管与钢丝主绳缠绕在一起。含渣泥浆再从孔底上翻至孔口, 经出浆管进入泥浆池。通过泥浆循环, 孔底的钻渣即可在泥浆池中沉淀下来, 再人工将钻渣清除, 达到清渣的目的。本泥浆循环系统不需掏渣筒取渣, 节约了清渣时间, 提高了钻孔效率。
3.2.3 钻孔施工
开孔时, 直接向孔内投入狗头石与粘土1:1的混合物, 以钻头冲击造浆。开孔时采用2米以下的小冲程。特别是在护筒底口以下3米以内, 须反复投入片石 (或狗头石) 与粘土的混合物, 采用小冲程冲砸密实, 防止缩孔或塌孔。孔内水位应保持高于孔外水面1.5米。对于水中桩, 在钻过护筒底口以下3米之前, 孔内水位应适当降至高于孔外水面1米左右, 以防孔内泥浆反窜。钻孔过程中, 须密切注意泥浆的浓度和钻孔进度, 以此决定是否需要投粘土造浆。
3.2.4 清孔
采用换浆法或泥浆分离器清孔。清孔分两次进行, 第一次, 钻孔深度距设计孔底标高1米左右时, 将泥浆池中的泥浆全部放掉, 向孔中投入约10m3粘土重新造浆替换原来的泥浆;孔深达到设计孔底标高后, 钻头在孔底1.5米范围内上下缓慢活动, 泥浆继续循环约2小时, 并适当加入清水降低泥浆比重。泥浆指标满足要求:相对密度1.05~1.2、粘度17~20s、含砂率<4%之后, 再将钻头提出, 下检孔器, 检查合格后, 即可下钢筋笼和砼灌注导管, 然后进行第二次清孔。第二次清孔时, 先将泥浆管从砼灌注导管中插入孔底, 然后盖上闷头, 开动泥浆泵, 让泥浆循环, 直到孔底检测沉渣厚度满足验标要求。
3.2.5 钢筋笼的制安
采取每隔两米在钢筋笼的四向焊上定位钢筋以保证钢筋笼四周具有足够的保护层厚度, 采取在每道加劲筋内必须增设六角内撑, 快要进入孔口时再将其割除, 以防止钢筋笼吊装时变形。
3.2.6 灌注水下砼
采用泵送灌注水下砼。施工中需防出现夹泥缺陷桩。导管埋深控制在2~6米。砼灌注完毕之后, 在砼初凝之前, 要及时清理桩头。
3.2.7 桩基检测
所有桩基均采用超声波检测仪进行声测检查。声测管接头要严密, 防止孔内泥浆和水泥浆进入声测管内而堵塞声测管。检测之前, 在各声测管内加满清水。鄱阳湖大桥共检测桩基867根, 其中Ⅰ类桩865根, Ⅱ类桩2根。
4 特殊地质的处理
4.1 溶洞的处理
溶洞容易造成掉钻、卡钻, 同时由于溶洞与鄱阳湖湖床相通, 当孔深至溶洞部位时, 孔内水位会突然迅速下降而极易造成塌孔。因此安全通过溶洞非常重要, 为此采用超声波探测仪并根据地质报告, 在钻孔至溶洞顶1~0.5m时, 减小冲击钻冲程, 在1~1.5米范围内变换冲程, 逐渐将洞顶击穿, 防止卡钻。同时备足粘土、水泥、片石或狗头石 (直径10~20cm) , 对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。待冲穿溶洞后迅速提钻, 按粘土、片石4:1的比例分层交替抛投。数量拟按溶洞大小, 漏浆多少而定, 抛投之后小冲程重新开钻, 2小时后泥浆比重应达到1.35~1.40, PH值8~10。
钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况, 以便判断是否歪钻。若歪钻应按1:1的比例回填粘土和片石至弯孔处0.5米以上, 重新冲砸。
4.2 断层、裂隙漏浆的处理
4.2.1 材料准备
入岩前, 准备充足的水源 (或泥浆) 和一至二台泥浆泵。准备足够的粘土、水泥, 并将粘土 (掺混水泥) 做成泥球, 直径15~20cm。准备一定数量的小片石或狗头石, 直径10~20cm。
4.2.2 处理
1) 密切注意护筒内泥浆面的变化情况, 当泥浆面迅速下降时, 证明在漏浆, 首先要是尽快补水 (或补泥浆) , 然后投泥球, 将漏浆堵住, 之后将粘土和片石按大约1:1的比例往下投约2米, 再重新开钻, 这样砸碎的片石和大颗粒土可将裂隙填充一定的距离 (阻碍裂隙宽度变化) , 即可钻进一定深度而不漏浆。当再次漏浆时, 仍按上述方法处理, 即可逐步钻至设计孔底标高。
2) 部分地段, 上述方法效果欠佳时, 对于小的断层、裂隙采用直接投水泥, 对于大的断层、裂隙采用灌注C30水下混凝土, 待砼强度达到70%后重新开钻。这样在断层、裂隙采范围内形成了一个砼护圈, 从而阻止了断层、裂隙引起的漏浆、塔孔。
5 主要施工事故的预防和处理
5.1 掉钻
掉钻事故多由主绳断裂所引起。钢丝绳断裂主要是操作人员控制失误, 打空锤所引起的, 因此, 除了及时更换破损钢丝绳外还需加强操作人员技能和责任心的培养。钻孔过程中遇有钻头提不上来的情况时, 不能强行提拉, 要摸清情况, 采取相应对策。钻头一定要装上保险绳, 保险绳安装要牢固。掉钻之后, 应及时打捞上来, 以免时间过长, 钻头被沉渣埋住。
5.2 埋钻
埋钻主要有两种情况:一是沉渣埋钻, 其次是坍孔埋钻。要避免沉渣埋钻, 钻头不能长时间停留在孔底不动, 万不得已的情况下, 一定不能停止向孔底输送泥浆, 使泥浆继续循环。预防坍孔埋钻, 在于防止塌孔。如果沉渣埋钻不太严重, 可不停地将钻头一提一松, 逐渐将钻头松动, 然后拔出。本桥有多个孔当时由于突然停电一个多小时造成埋钻, 即采用该方法处理的。如果沉渣埋钻比较严重, 则需采用其它方法。如65~79#墩有多个孔钻孔至50~60m时, 突然掉钻, 后来被8~15米深的沉渣埋于孔底, 采用前述方法无法拔出。用泥浆泵从上至下逐步将沉渣清除, 再用钻机提拔, 仍然无效。最后采用微量爆破:先探清钻头四个刃脚的位置, 然后在刃脚处放入电雷管和微量炸药。爆破后将刃脚处沉渣震松、震散, 最后用钻机将钻头提出孔底。
若发生坍孔埋钻, 最要紧的是将主绳保住, 让主绳上端露出地面以上。坍孔后, 要检查护筒情况, 如果护筒倾斜或偏位不符合要求时, 必须将护筒扶正或拔出重新插打, 其次要将坍塌处重新回填碾压密实。再采用回旋钻机扫孔至埋钻位置, 然后通过提拔或“反冲”法将钻头拔出。扫孔过程中要注意保护主绳。在40#墩4号孔, 由于地勘资料上未显示有溶洞而未作好预防准备, 钻孔至40米深时, 突然大量漏浆, 补水不及, 造成塌孔, 将钻头埋于38米深处, 覆盖厚达20米。坍孔发生后, 尽快将钻机从施工平台上移走, 以防平台下陷殃及钻机。将主绳系于平台构件上, 经检查护筒未发生倾斜和偏移。在护筒里回填粘土, 再接长护筒继续向下插打5米。将钻头周围塌陷处回填密实之后, 安装回旋钻机, 采用φ1.5米的笼式钻头。扫孔到位后, 用吊机提拉 (提升力18t) 未能成功。改为“反冲”法提拉:吊机继续用18t的力提住被埋钻头, 移开回旋钻机, 换上冲击钻机, 冲击钻机吊1.8t重的小钻头不停地冲击被埋钻头, 每冲击一次, 被埋钻头可反弹约5cm, 经反复冲击, 被埋钻头上升2米后被顺利拔出。
5.3 卡钻
发生卡钻有两种情况:其一是在比较软弱的地层由于缩孔产生卡钻;另一种是在比较硬的地层中由于钻头倾斜或探头物、溶洞等而产生卡钻。对于缩孔卡钻, 一般只要不停上下提动钻头即可解决。第二种卡钻的情况, 处理起来就困难得多, 必要时需采用爆破方法, 将包扎好的乳化炸药放到钻头底部或钻头3/4处, 实施水下松动爆破, 取出钻头。施工中, 多数情况炸药无法直接放在钻头底部或3/4处, 先用地质钻钻小孔至钻头底部, 将炸药从地质钻机的套管中放入孔底, 提起套管实施爆破, 将钻头松动后提出钻头。在采取水下爆破施工时, 必须采用小当量松动爆破, 尽可能的减少爆破对孔壁的影响造成塌孔。有时甚至不得不把钻头埋在孔底。
5.4 十字槽
十字槽问题是冲击钻相比于旋转钻的一大缺点。但只要措施得当, 是比较容易避免的。产生十字槽的主要原因是钻头没有转动, 可分为三种情况:其一是由于泥浆浓度太太阻碍了钻头旋转, 其次是钻头冲程没有变化, 另外就是孔内有探头物。针对这些原因, 充分控制泥浆指标, 不停变换冲程, 十字槽基本可避免发生。十字槽的处理:其一, 如果十字槽发生在比较软弱的地层中, 而且又不太长的话, 可通过在钻头周围加焊竖向钢板进行修孔处理;其二, 如果十字槽发生在较硬地层或十字槽很长的话, 则只有回填碎石或砼重新冲砸。
5.5 坍孔
从鄱阳湖特大桥的情况来看, 采用冲击钻, 正常情况下 (保持泥浆浓度和泥浆面高度) , 不太容易发生塌孔。主要是遇到空溶洞或裂隙漏浆而补水不及时, 就有可能塌孔。因此保持泥浆浓度和泥浆面高度是防止塌孔的主要措施。塌孔发生后, 我们均是采用加深护筒, 然后回填重新冲砸的方法处理。
6 钻孔施工的其他事项
6.1 修孔
冲击钻头容易磨损, 要及时加焊, 及时修孔。进入岩层之前, 要将钻头修补一次, 要避免在岩层中修孔, 如果岩层中孔径不够, 应将岩层部分回填重新冲砸。
6.2 水下爆破处理卡钻
在比较软弱的地层中应该严禁孔中爆破。在较硬地层中, 可采用微量爆破, 对于处理埋钻、卡钻等帮助很大。但在裂隙和溶洞发育的岩层中应该小心, 应防止爆破之后, 引起漏浆、塌孔。钻孔过程中发生卡钻事故后, 通常的做法是在一定的范围内不断加大提升钻头的能力, 但是力的方向始终向上不变。而水下爆破的作用是:1) 有可能将卡钻障碍物直接破坏, 消除障碍;2) 爆破发生后, 作用在钻头上的力使钻头产生扭转或倾斜, 从而避开障碍物。
卡钻可实施水下爆破的条件:各类岩石卡钻:1) 覆盖层为粘土、亚粘土、淤泥均可实施爆破;2) 覆盖层中有较厚的卵石, 卵石含泥量较高也可实施爆破。
卵石层卡钻:卵石层卡钻实施爆破情况比较复杂, 实施爆破必须慎重。但具备以下条件时仍可小剂量实施。1) 钻孔过程中, 泥浆比重较大, 护壁很好, 不漏浆;2) 爆破时, 孔内外水位差较大, 且孔内泥浆比重较大;3) 药量的控制是爆破方式处理卡钻事故成功的关键。原则上来讲岩石药量可大, 卵石药量需小;水深药量可大, 水浅药量需小;水位差大药量可大, 水位差小药量需小。具体做法:首先选用200~400g炸药实施爆破, 若未获成功, 测量孔深, 在确定孔壁安全后可逐步加大, 但一般不超过1000g。
7 结语
舞水河大桥水中大直径钻孔桩施工 篇8
恰当的施工方案是桥梁施工顺利推进的有力保障, 本文结合上瑞高速舞水河特大桥水中大直径钻孔桩施工现场实际条件, 水中桩基施工采用筑岛和钢管桩平台两种方案结合, 既减少了施工投入又加快了施工速度, 有效避免了季节性河流对施工的干扰和潜在的安全风险。
1 工程概况
长乐坪舞水河大桥是上瑞高速湖南省新晃段跨越舞水河的特大桥, 中心里程为K82+260。大桥全长为592.08m, 95根桩基础。其中70根旱桩采用人工挖孔, 5#~9#水中桩共25根, 孔径2.5m桩长在19m~31.5m之间, 采用冲击钻成孔。
2 确定水中桩基施工方案
由于桩基施工位于水中, 施工时受洪水、通航、涨水和冲涮的影响, 为便于排除施工干扰, 根据施工调查、施工工期要求等, 因地制宜, 其中5#、6#、9#桩水深2m~3m靠近河岸, 利用路基施工弃方采取筑岛法, 而7#、8#桩水深4m~6m采用在桩位处设置钢管桩支架工作平台后钻孔施工方案。
3 钻孔准备
3.1 筑岛
由于受下游2km处狮子岩水电站影响, 桥位处朝夕水位差约0.5m。故筑岛顶面标高控制在315.5比常水位桩高314.5m高1.0m。筑岛面积, 根据施工需要, 确定为38×8m。 (图1)
3.2 钢管桩支架工作平台
3.2.1 钢管桩支架工作平台型式
采用钢管桩, 贝雷架与型钢组合平台。
钻机布置为直置形式, 即钻机布置方向与水流方向平行。
3.2.2 工作平台设计
根据施工荷载确定钢管桩直径, 埋深及横梁尺寸见图2。
3.2.2. 1 施工荷载
施工荷载包括平台自重 (纵梁贝雷梁、横梁I37和台面铺装) 。钻机和辅助施工机械重量, 如:电焊机、泥浆泵和其它施工荷载, 并考虑1.2的附加系数作为不可预料因素影响, 即平台设计荷载为1.2Q (Q为总荷载) 。
3.2.2. 2 钢管桩
钢管桩直径一般为0.5~1.0m不等, 根据本桥设计地质资料情况, 我们选用直径为0.53m的钢管桩, 每根长12m钢管桩接长采用电焊连接, 打入深度以入河床3m为限, 其承载力不足时, 在桩内灌注砂子增加其承载力。钢管桩构造如图3。
3.2.3 搭设水中平台
3.2.3. 1 施工设备
施工设备包括:机动船、工作船、25t吊车以及放在船上的施工机具和材料。
3.2.3. 2 钢管桩施工
(1) 钢管桩定位:
计算好每一根钢管桩的坐标, 利用全站仪大致定位工作船, 再放样桩位微调工作船位置, 然后在船边用全站仪精确放样远离桩位方向1~2m两个定位点, 两点一线即可定出钢管桩的位置。
(2) 钢管桩沉入:
利用工作船上两个定位缆索和岸上一个定位缆索在桩顶固定, 控制钢管桩倾斜度, 吊车起吊振动锤连带桩帽插入钢管桩, 在振沉过程中利用交会法原理, 两台镜子不断观测钢管桩的倾斜情况, 是否在其视线上, 如偏差过大应通知施工人员及时调整, 沉入后的钢管桩位置偏差≤20cm即可。
3.2.3. 3 平台施工
钢管桩施工完毕后, 根据每根桩最后沉入的难易情况及打入河床的深度, 在部分空管中灌砂后, 用0.8×0.8m钢板封顶, 同时焊接剪刀撑, 然后再铺设纵梁贝雷梁、横梁I37工字钢及台面。
3.2.4 钢护筒施工
3.2.4. 1 钢护筒加工
根据桩位地质资料, 我们选用1cm钢板卷制钢护筒, 护筒直径为2.8m比设计直径大0.3m, 为便于运输每节长度以3m或4.5m为宜, 运输时上吊口处用[8槽钢加十字内撑, 防止变形, 长度不够现场要对接焊, 并在护筒外侧每隔3m间距焊缝处加焊0.4×0.4m补强板, 护筒底脚贴焊50cm钢板加强刃脚刚度。
3.2.4. 2 导向架焊接
在平台上放样确定设计桩位, [14槽钢对扣焊接后以钢管桩为焊点形成井字形导向架, 导向架中心与平台上放样的设计桩位重合。
3.2.4. 3 钢护筒埋设
(1) 筑岛施工的桩基础, 其钢护筒沉入深度考虑到清除桩头和节约钢材, 以沉入到系梁底部为宜。
(2) 平台施工的桩基础, 在平台上设三个缆索通过护筒顶部吊耳调整钢护筒垂直度, 锤帽与护筒利用T形钢板焊为一体, 否则振动时, 振动锤跳动会使振力损失过大, 不易沉入, 护筒沉入河床深度以振动时护筒明显反弹为止。
3.3 钻孔桩施工
护筒埋设好后, 吊车吊装钻机组装就位进行钻孔施工。
3.3.1 泥浆
泥浆循环利用相邻桩基钢护筒作为泥浆池, 护筒之间采用泥浆槽连接, 泥浆槽分为两级中间通过振动筛清除钻碴。
3.3.2 钻孔中的故障处理
(1) 刚开钻钻头对地基的扰动影响较大, 容易出现裂隙和松散层, 且护筒内泥浆水头比重都比护筒处侧大, 易出现漏浆现像。
采用小冲程、慢进尺、多加黄土或片石填充砂砾石空隙, 造好泥浆护壁, 防止漏浆。
常用方法为多加黄土, 泥浆中同时掺入锯沫或稻草后再钻进, 观察情况, 如仍漏浆就在原护筒上接长护筒, 继续打入, 穿过漏浆处, 堵住漏浆。
8#-4桩在开钻后, 漏浆加黄土和片石再钻, 漏浆现像消失;8#-1、8#-2桩采取上述方法后仍漏浆, 接长护筒用振动锤沉入1m, 止漏。
(2) 刚进入岩层时为斜岩面 (即一边软、一边硬) , 现象为钻锤偏斜, 卡钻, 采取措施为回填片石, 小冲程、慢进尺、反复几次直至完全进入岩层, 钻锤不再偏斜为止。
3.4 清孔
采用换浆法清孔, 就是在泥浆循环过程中利用振动筛将钻碴清除后重新用泥浆泵从泥浆池中再抽出注入孔底, 把孔内悬浮的钻碴较多的泥浆换出。
本方法清孔速度慢, 不需另加机具, 对泥浆护壁损坏小, 不坍孔;缺点是清孔不彻底而且清孔时间太长, 因此清孔标准应控制在含砂率小于8%, 比重1.25~1.30即可终止清孔;但封底前准备工作时间不能太长, 否则应在准备工作就绪后重新量测沉淀厚度, 其值不能大于5cm, 如超限, 就要再次清孔。
3.5 水下砼浇筑
3.5.1 钢筋制做
钢筋笼在岸上加工成形, 成孔后用工作船运至孔边, 考虑吊装难度一般不宜过长, 以不大于15m为一节, 在第一次清孔结束后吊放钢筋笼。
3.5.2 水下砼浇注
水下砼的浇注施工技术要求:
(1) 首批砼灌注封底是全桩砼浇注成功的关键, 开盘前检查导管悬空以40cm左右为宜, 由技术人员提供封底砼的数量, 初灌后量测导管埋深、查看导管是否进水, 如进水不得已时根据实际情况可采取二次封底, 但即使成功该桩的检测结果也达不到优良;
(2) 由于桩径较大, 所以灌注过程中我们要求导管埋深必须大于3m, 前盘加强量测砼表面高度, 后盘技术人员记录砼的数量, 每2m校核一次有效防止了夹层、断桩事故的出现;
(3) 桩径大, 首批砼方量大, 封底时砼的上浮力较大, 当孔深L≤20m时, 钢筋笼上端必须与平台固定, 防止钢筋笼上浮。前期灌注的9#-2、9#-4桩长16.5m, 未采取措施造成钢筋笼上浮10cm~20cm;
(4) 浇注结束拨导管速度宜缓慢, 防止因首批灌注的砼覆盖层接近终期时, 流动性大大降低, 形成泥心;
(5) 灌注到顶时, 根据灌注时泥浆相对密度和含砂率确定预留桩头的长度 (0.5~1.0m) 。当清孔差, 泥浆相对密度大, 含砂率高时取高限;
(6) 桩头采取两种处理办法:砼灌注完毕后人工立即挖除或用泥浆泵抽清水稀释顶层砼, 预留20cm在后序系梁施工时再予以凿除。
通过合理的施工方案和严格的施工管理, 舞水河特大桥在施工期间始终保持良好的施工进度, 从准备开始筑岛、搭设钢管桩平台到桩基结束用时4个月, 缩短工期2个月有效避开了汛期影响, 整个桥梁桩基进度质量可控, 对工程顺利推进奠定了良好基础。
4 结束语
针对水中大直径钻孔桩基础的施工, 选择合理的施工方案是施工顺利进行的基础。施工实践表明, 舞水大桥桩基施工我们选定筑岛和钢管桩支架工作平台两种方案, 施工方法和施工设备配套合理, 有效的保证了施工顺利进行和业主工期要求。经过四个月的时间, 我们如期按业主年度计划完成了舞水河大桥水中钻孔桩的施工, 经过检测全部为一类桩。
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大桥钻孔桩 篇9
根据桥址地质情况,桩基施工选用钻机施工,导管法灌注桩身混凝土。钻孔桩施工首先进行试桩,并对试桩进行荷载试验,符合设计要求后方可正式开钻。
1.1 施工放样与平台准备
本合同段将采用搭工作台的方式,进行钻孔施工,因为考虑到污水水位较深,工作平台应安装牢固,满足钻机施工要求,平台高度要超出平常水面1-2m,并考虑汛期的最高水位。采用全站仪对桩中心位置坐标进行测量和检测。
1.2 埋设护筒
护筒采用钢护筒,内径大于桩径300mm。护筒顶端高程应高出地下水位或孔外水位1.5-2.0m。当护筒处于旱地时,其顶端应高出地下水位1.5-2.0m,还应高出地面0.3m。护筒底端埋置深度,在旱地或浅水处,对于粘性土应为1.0-1.5m;对于砂土应将护筒周围0.5-1.0范围内的土挖除,夯填粘性土至护筒底0.5m以下,其埋置深度不得小于1.5m。当软土、淤泥层较厚时,护筒底埋置于不透水层粘土内1.0m-1.5m或卵石层内0.5m-1.0m。护筒平面位置的偏差不得大于50mm,护筒轴线与桩轴线的偏差不得大于1%。在水中埋设护筒时,应保证护筒的稳定及竖直度。
1.3 泥浆制备
钻孔桩泥浆一般由水、粘土及添加剂组成,具有悬浮钻渣,冷却钻头,润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用,根据我司钻孔经验和地层情况,为加快施工进度,采用高效聚丙烯铣不分散低固相泥浆,保证穿过软弱地层时不出现塌孔和桩尖无泥浆沉淀。
1.4 钻孔施工
钻渣由泥浆悬浮在孔底上面,用掏渣筒掏取钻渣,提出孔外,直至达到孔底标高。钻进过程中,每进尺2-3m,应检查孔直径和竖直度。
泥浆补充与净化: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,须及时补充,保证泥浆顶面高出地下水位1.5m,且不低于护筒顶面,并按有关技术规范检查泥浆指标,遇土层变化须增加检查次数,并适当调整泥浆指标。
钻孔施工中严格按施工规范进行,并定时定人记录观测数据,钻孔桩施工前,必须提前有足够数量的粘土或膨润土,掏渣后应及时补水。
每钻进2m或地层变化处,应在泥浆池中捞取钻渣样品,查明土类记录,以便与设计资料核对。
钻进过程中,如发现钻孔偏斜,可采用扫孔方法,将钻头提到发生偏斜位置,吊住钻头缓缓回转扫孔,并上下反复进行,使钻头逐渐正位。
钻孔达到设计标高并清孔后,应检查孔径、孔深、孔形、竖向高和孔底地质、孔底泥浆沉淀厚度是否与设计相符合,经监理工程师核查后,吊放钢筋笼灌注混凝土。
1.5 清孔
1.5.1 第一次清孔。
终孔后,经监理检查合格后,用钻机进行换泥浆清孔,将沉渣厚度、泥浆含砂率、泥浆比重稠度达到规定要求后,撤钻机。
当钢筋笼放好,安装好封孔导管后进行二次清孔。(见图1)
1.5.2 第二次清孔
a.灌注水下混凝土的导管作为吸管,高压风管设在导管内。高压风管沉入导管内的入水深度至少应大于水面至出浆口高度的1.5倍,且不小于15m。b.开始工作时应先向孔内供优质泥浆,然后送风清孔。停止清孔时,应先关气后断水,以防水头损失而造成塌孔。c.风量大小应严格控制。若导管直径25cm,则送风量需20m3/min,可采用1台20m/min的空压机送入风管。风压可按下面公式计算:
P=H/10+0.5
H——为风管口入水深度(m)
d.清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度。因为孔较深,中途宜停顿片刻,待孔内悬浮钻碴均沉淀后,再送风清孔一次。当风管口设置很低,在清孔过程中不能保持孔口水头时,不可马上停止送风,应先将风管或导管提升一定高度,才停止送风,以免稠浆渣将风管口堵塞。
1.6 成孔检测
钻孔深度、直径、位置和垂直度直接关系到成桩质量,因此在钻孔过程中密切观察,且在钻孔达到设计要求深度后,对孔位、孔径、孔深及垂直度进行检查,确认满足要求后,填写成孔“检查表”。成孔检查后,我们利用循环钻机将钻孔内泥浆稀释,检测孔底沉渣厚度,直至符合规范要求,以达到清孔的目的。
1.7 钢筋笼和水下混凝土施工
钢筋笼制作和钻孔同时进行,吊入前将钢筋笼焊接成整体,布置好垫块,安装声测管后,吊入孔内再固定钢筋笼,以防浇灌混凝土时骨架上升,将内径为300mm混凝土导管加垫后栓接,记录各节长度及总长度后吊入孔内,并填写钻孔灌注之前检测表。
2 水下混凝土浇筑(导管法)
成孔检测完毕之后,应在4h内开始灌注混凝土。
灌注混凝土是钻孔桩施工的关键工序,应严格按规范进行施工。钻孔应经成孔质量检验合格后,方可开始灌注工作。罐车运输到位,由汽车吊提升导管,灌注混凝土。灌注前,对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定,满足要求立即灌注首批混凝土。灌注过程中,应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。同时注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,以便及时提升中拆除导管。施工中导管埋入混凝土的深度应控制在1到2m。混凝土浇筑采用起重机配吊斗浇注。导管在浇筑前进行水密、承压和接头抗拉试验。在灌注混凝土开始时,导管底部至孔底应有5cm至40cm的空间,在第一次灌注时,导管漏斗应保持足够的混凝土,以保证第一次灌入混凝土后,导管埋深达1m以上,灌注过程中,排泄端应伸入先前灌筑的混凝土内2-6m,以防水冲入管内。导管排泄端与混凝土表面的相应位置,应始终予以严密观测,保证导管在无空气和水进入的状态下工作。混凝土应连续浇筑至顶面,并高出理论截面80cm,以保证截面以下的混凝土具有满意质量。混凝土浇筑过程中随时测量并记录导管埋置深度和混凝土的表面高度,浇注水下混凝土须防止因机械故障而导致中断浇注。在灌注混凝土时,按规定制作混凝土试块。有关混凝土灌注情况、灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等,指定专人进行记录。
混凝土浇注时,混凝土的温度不应低于5℃,当气温低于0℃时,灌注混凝土应取保温措施。强度未达到设计等级的50%时桩顶混凝土不得受冻。
混凝土养护:浇注完成之后,应及时清理现场,清除桩头浮浆,待混凝土强度达5Mpa时,凿除桩头浮浆混凝土,凿除浮浆混凝土时,要注意不要震坏桩身混凝土,地面以下的护记筒最好是浇注混凝土后马上拔出,如是地面以上的护筒须待混凝土强度达到5Mpa方可拆除,不要在混凝土开始凝固时拔出,以免损坏桩头混凝土。
桩身须经过无破损检测合格后方可进入下一道工序。
参考文献
[1]公路桥涵设计通用规范.交通部标准(JTG D60-2004).
[2]公路桥涵地基与基础设计规范.交通部标准(JTG D63-2007).
大桥钻孔桩 篇10
沈海复线宁连高速宁德段A2标桥型布置为左幅2×(4×30)+3×30+3×40+2×(3×30)+32×(5×30)m、右幅2×(4×30)+3×40+4×30+33×(5×30)m预应力砼连续箱型梁。
本标段全线范围为宁德特大桥(局部)长5 430 m,共有724根桩,均为排架式结构,其中直径1.8 m桩基708根,总长42963米,直径2.2 m桩基16根,总长1 028 m,桩基长度在23~77 m不等,包括196根摩擦桩、528根端承桩。
2施工条件及重难点分析
2.1施工条件概况
(1)地质条件。本标段沿线场地内地层自上而下顺序依次特征描述为下:淤泥、粉质粘土、含卵石粉质粘土、卵石、残积砾质粘性土、全风化花岗岩、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩、碎块状强风化辉绿岩、微风化辉绿岩。其中摩擦桩设计桩底岩层为砂土状强风化或者碎块状强风化花岗岩,端承桩设计桩底岩层为入微风化花岗岩、中风化花岗岩或者微风化辉绿岩,设计入岩深度0.5~7 m不等。
(2)水文条件。桥区内水系主要为宁德海湾海水,桥址区内地表水主要为三都澳(漳湾)海水。据《福建省三都澳地区水文、工程环境地质综合调查地质报告(1:5万)》资料对于潮汐类型记载,该潮汐属于正规半日潮,一个太阴日内发生四次“潮”(两次高潮、两次低潮),且每次潮周期历时12 h 35分左右。太平洋潮波的传入产生沿海潮汐,海区开阔,而近岸水浅,沿海潮汐聚集能力形成一种大潮差,高潮水位6~7 m,低潮水位1~3 m,潮差3~7 m。
(3)施工环境条件。在桩基施工前,钻孔施工平台已施工完毕,标准钻孔平台长33 m,宽13 m,采用钢管桩、型钢以及贝雷梁组合搭设而成,如图3所示。
2.2施工重难点分析
根据地质条件特性需要选择不同的施工策略,宁德特大桥所处地理环境,给施工工艺选择带来难度,具体表现如下:
(1)淤泥质土层。本标段桥址区淤泥层厚度在20~35.2 m不等,一般在25.2m,局部路11.8 m,呈深灰色,饱和,流塑状,鳞片状结构,含腐植质,嗅味臭,干强度中等,韧性较低,切面光滑,摇震反应慢,属高压缩性土,力学强度差,在钻孔过程中容易出现淤泥层穿孔漏浆、塌孔以及在混凝土浇筑过程中相邻护筒在淤泥层串孔的现象。
(2)卵石层地质。本标段卵石层厚度5~20.7 m不等,浅黄色、青灰色,饱和,中密,下粗上细,分选及磨圆较差,结构疏松,次圆状,新鲜坚硬,一般无风化现象。成分以花岗岩为主,火成岩次之,粒径为3~8 cm,少数大于10 cm,个别可达20 cm,呈现出孔隙大、透水强、压缩性低和抗剪强度大等特点。由此,建筑结构会由于卵石颗粒松散,颗粒不均,胶结性差、摩阻力较大等特性造成在钻进时钻具容易出现模式,甚至出现卡钻、孔壁坍塌及进钻困难等问题。
(3)大潮差施工难点分析。本工程由于海区开阔,近岸水浅,潮汐能量聚集而形成大潮差,高潮水位6~7 m,低潮水位1~3 m,潮差3~7 m,对钻孔桩施工中孔内泥浆水头影响较大,若水头过高,护筒内压力远大于外压力,则容易在护筒底口的淤泥层或者卵石层出现穿孔漏浆,反之,若护筒内水位低于外面潮水位,则有可能在外压力的作用下,卵石层或者淤泥层出现坍塌的现象。
3钻孔方式选择
根据本桥桩基直径、长度及所属地层、水文情况,项目部首先考虑同时使用冲击钻配合正循环回旋钻两种钻孔方式,由于回旋钻不适合中、微风化花岗岩层施工,所以回旋钻最初被考虑用来施工摩擦桩施工,但在实际钻孔过程中,相对于冲击钻而言,发现回旋钻成孔在本桥桩基施工中暴露出以下缺点:
(1)本桥桩基淤泥层比较厚,在淤泥层钻孔时由于回旋钻钻进速度快,对于淤泥层反复扫孔力度不够,出现严重缩孔现象。
(2)回旋钻一清完毕后除相关部件提锤消耗时间过长,若在提完钻锤后,发现钻锤刮孔壁等其他情况导致孔底成渣过厚需要恢复一清时,重新组合下锤所消耗的时间同样过长。
(3)本桥卵石层厚度大、强度高,回旋钻在本桥施工过程出现钻杆损坏现象频繁。
(4)回旋钻在钻孔过程中泥浆较稠,故孔壁泥浆护壁层厚度达到5~7 cm,大大降低了桩周摩擦力。
综合以上原因并考虑到:
(1)本桥端承桩占73%,端承桩微风化花岗岩层平均饱和强度106.5 Mpa。
(2)在施工过程中,能保证钻机及桩锤在平台之间能满足快速吊装及转运需要,相比而言冲击钻更加轻便。
(3)保证钻孔平台在钻桩施工过程中的安全受力以及节约钻孔平台结构受力材料,相比而言轻盈的冲击钻更占优势。
因此决定本标段桩基全部采用冲击钻,采用CK2500钻机配合8t梅花型冲击钻锤钻孔。
4钻孔过程关键点控制
4.1冲孔过程控制
整个钻孔灌注工序过程中开孔及钻进过程至关重要,为后续冲程、泥浆、桩锤和钻进等工序操作时技术指标的选择提供参考依据。在本项目实施过程中,根据具体桩位分析实际淤泥层性质,并配合相应的钻孔过程控制(泥浆性能、水头、钻孔方式、冲程等),护筒埋深平均控制在8m左右,最长不超过10m,在实际钻孔中取得很好的结果。同时,制作了6mx3mx1.5m铁制泥浆箱作为泥浆沉淀池并在泥浆箱一端安置泥浆振动分砂器,大大提高了清除泥浆内残渣的效率。这里泥浆的护孔作用主要是保证卵石层及开孔段不产生塌孔现象,另外为满足排查需要,对泥浆的要求主要在相对密度上。泥浆的主要技术指标见表2。与此同时,冲孔过程控制开孔,护筒内钻进,正常钻进三个部分。
(1)开孔
开工前先检查钻头直径以及钢丝绳的磨损情况,根据本桥实践经验,钻头直径:Φ1.8m直径桩基钻头直径按Φ1.79-1.80m控制,Φ2.2m直径桩基钻头直径按Φ2.19-2.2m控制,经实际验证该钻头尺寸能保证较好的成孔直径,在卵石层结束后要及时检查钻锤的磨损情况,发现磨损的要及时补焊恢复,确保卵石以下岩层不出现严重缩孔现象。
开孔具有导向作用,因此开孔的孔位必须准确,开孔的平面位置决定了最终成桩位置,更有利于后续承台系梁和立柱墩身的施工控制。
(2)护筒内钻进
钻进过程中要根据钻具运转的平稳情况判断钻头是否摩擦护筒及孔内是否有异物。发现问题应采取有效措施进行处理。钻进至护筒底口部位时,需特别注意钻头碰挂护筒底口同时采用小冲程,防止钻头碰刮护筒容易致使护筒下沉、倾斜等现象。为保证钻头正常使用,在钻进过程中不得强行进行,需要根据护筒倾斜情况适当调整,待钻头整体钻出护筒大约2m时,才允许正常进行工序。
(3)正常钻进
(1)根据土层优劣情况,在钻孔施工过程中冲程分别作如下规定:若为中风化、卵石层、微风化花岗岩等土层时一般采用大冲程(4~5 m),最大冲程不得超过6 m,防止卡钻,冲坏孔壁或使孔壁不圆。对于强风化花岩层等强度不大的岩层采用3~4 m中等冲程,如孔内岩层表面不平整,应先投入粘土、小片石,将表面垫平,再进行冲击钻进,防止斜孔、坍孔事故。
(2)对于海上桩基,需根据潮水变化进行动态控制,护筒内常态水位控制在比护筒外水面高0.8 m以内,特殊情况不得超过1.5 m,但护筒内泥浆面不得低于外面潮水位,避免孔内外压力差导致的缩孔、穿孔等质量问题的发生。
4.2终孔后清孔及检孔
(1)终孔及检孔
桩孔钻至设计标高后,对成孔的孔径、孔深和倾斜度进行检查,若桩基中嵌入岩石的深度和坚硬度满足设计要求,停止钻孔,捞取渣样并验孔。采用配套的桩基成桩检测系统对成孔、桩径、孔深、倾斜度等检查,按照设计规范及要求,成孔控制质量指标如表3所示。
(2)清孔
终孔各项指标检查合格后,利用钻机进行第一次清孔,待钢筋笼吊装入孔后,即以导管作为注浆管进行第二次清孔。
(1)清孔过程中保持孔内泥浆面的高度及泥浆比重,防止坍孔、缩孔。
(2)清孔时的技术参数控制以泥浆含砂率和泥浆比重为主。对泥浆比重,一清一般到1.17~1.18左右,这样有利于二清时能迅速清除提钻锤以及下钢筋笼时刮碰孔壁而产生的新的沉渣,二清降至1.15左右;含砂率控制在1%以内。
4.3水下混凝土施工
混凝土浇筑是桩基施工当中至关重要的一环,其浇筑过程是否顺利直接决定桩基最终成桩质量:(1)对施工区域现场进行清理,对搅拌机、罐车、泵车等机械设备进行检验,对砂、石、水泥、外加剂等原材料充足准备;(2)导管初次使用应做水密、接头抗拉试验,检查每根导管是否干净、畅通以及“O”型密封圈的完好性,防止漏气影响混凝土下放。
同样,混凝土配合比是桩基混凝土浇筑中不可忽视,不良的混凝土配合比将可能导致浇筑时混凝土下放困难、容易堵管、抱管甚至埋管等情况从而影响桩基成桩质量。本标段混凝土最重要控制点为坍落度(180~220 mm)以及初凝时间(不小于15 h)。
在首盘混凝土浇筑之前,必须对导管进行探底,保证导管下部悬空高度处于30~40 cm左右以保证混凝土的顺利下放,对于2.2 m桩径悬空高度宜取下限30cm,这样能最大程度冲走孔底可能存在的沉渣,保证孔底干净。桩基混凝土灌注过程中,实时监测混凝土顶面高度及导管埋深,应将导管埋深严格控制在4~6 cm范围内,防止导管埋深过浅导致夹泥断层或者埋置过深导致导管堵塞甚至埋管。
5常见问题及处理预案
实施工序复杂且存在不可预测的问题,这里给出常见问题以及处理预案:
(1)钢丝绳破断、掉锤。采用打捞勾打捞钻头。打捞勾系(37)40 mm的钢丝绳,钢丝绳端头连接到钻机的卷扬机上,将打捞勾放入孔底边,缓慢拖动至另一边,确认勾住钻锤上的钢丝绳后,再开动卷扬机,打捞出钻头,必要时汽车吊配合钻机一起打捞。
(2)护筒口冒浆。护筒内水头过高,或钻头起落时碰撞护筒使护筒口周围土体松散容易造成护筒口冒浆。本桥通过泥浆循环系统(上下移动孔内泥浆泵)使护筒内保持0.8m以内的水头高度。钻头起落时,注意缓慢进行,及时调整钻头位置,防止碰撞护筒。
(3)塌孔。塌孔问题的出现可能在护筒口淤泥层以及卵石层,当出现塌孔问题时,重新回填片石或黏土至塌孔段上部2至3米,然后重新冲击成孔。
(4)串孔。本桥相邻桩间距较大,且对相邻桩不采取同时开孔作业,故本桥不存在串口问题。
6实施效果
至目前为止,宁德特大桥已完成95根钻孔灌注桩的施工,50根钻孔灌注桩成桩检测,没有出现一列塌孔、断桩的现象,桩基检测结果喜人,II类桩不到3%,其余全部为I类桩,这证明桩基施工每个阶段严格控制把关,做到一丝不苟,精益求精,就一定能取得令人满意的效果。
摘要：钻孔灌注桩属于隐蔽工程,成桩环节多,施工过程容易出现质量事故以及人为不可估计因素,必须重视施工全过程质量监控。结合宁德特大桥冲击钻施工所面临的实际地质、水文以及设计桩长、桩径等具体情况,着重就桩基成孔方式及配套设备选择、成孔过程、灌注水下混凝土以及事故处理等环节的质量程序和关键点质量控制方法进行讨论和分析,并结合实际施工中出现的若干问题,提出保证钻孔灌注桩施工质量的监控措施。
关键词：钻孔灌注桩,成孔技术,灌注混凝土
参考文献
[1]刘琦,王雪红.浅谈钻孔桩冬季施工[J].黑龙江交通科技,2009,(04)
[2]朱定法,吴汉斌.大直径钻孔桩基础施工中泥浆处理系统的应用[J].世界桥梁,2002(2)
大桥钻孔桩 篇11
关键词:钻孔桩;施工质量;问题处理
钻孔桩由于施工简单易操作,适应性强,所需机械设备少,因此在铁路、公路、水利、水电、房屋建筑中被广泛采用。在钻孔校施工中易发生的工程质量问题有:护筒冒水、脱落、偏孔、斜孔、孔壁坍塌、钢筋笼上浮、断桩等。施工时一旦发生质量问题不易观察,处理也非常困难,所以我们必须认真对待在施工过程中经常出现的施工质量问题,找出其相应的处理方法,保证工程质量。
一、护筒冒水、脱落
原因:埋设护筒时护筒背后回填质量不好或护筒水位差太木,,或钻头起落时碰撞。受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定和脱落。
防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。钻头起落时,应防止碰撞护筒。出现护筒冒水和脱落应立即停止钻孔,将钻机移开,采取相应措施处理。用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
二、偏孔、斜孔
原因:钻机安装时就位稳定性差,支撑不好、桩架不稳定、导杆不垂直或土(岩)层软硬不均匀。
防止措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;将桩架重新安装牢固、平稳垂直;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,为避免钻孔倾斜,在钻机就位和钻孔过程中,要随时注意校核钻杆的垂直度,发现倾斜及时纠正,如偏移过大,钻速要开慢档。应填人石子(或片石)粘土,重新成孔;如有探头石,可用取岩钻除去或低锤密击将石击碎;遇基岩倾斜,可投入片石于低处,再开钻或密打,如进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时,处理大孤石和坚硬岩石,采用自重大的复合式牙轮钻头都是有效的方法。
三、孔壁坍塌
原因:一是土质松散,泥浆护壁不好,提升和下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁;二是钻进速度过快、空钻时间过长;三是护筒周围未用黏土紧密填实,孔内泥浆液面下降,孔内水压降低等造成坍孔;四是成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
防止措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆;在孔壁坍塌段用石子粘土投人,重新开钻,并调整泥浆比重和液面高度;搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁;使用冲机钻时,填人混合料后低锤密击,造成坚固孔壁后,再正常冲击;成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
四、钢筋笼上浮
原因:一是钢筋笼放置初始位置过高或过低,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,钢筋笼自重太轻被混凝土拖顶上浮;二是导管掩埋过长;提升时,易摇晃,难以对准笨的中心,易发生挂笼现象;三是导管提升过程、混凝土下沉太快,瞬时反冲力使钢筋笼上浮;四是由于混凝土灌注过钢筋笼旦导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近韧凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升或钢筋笼被混凝士顶起;五是钢筋笼制作质量不佳,或吊装不当而变形或桩孔倾斜,钢筋笼随之而变形,增加了混凝土上升力。
防治措施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力,可采用吊装加套管等方法顶住钢筋笼上口;加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小。混凝土接近笼时,灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝i浇注的呸高及导管埋深,可改用转动导管密实混凝土;每浇灌一斗混凝土,检查一次埋深,勤测深,勤拆管,直到钢筋笼埋牢后,恢复正常埋置深度,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已.浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
五、断桩
原因:由于导管底端距孔底距离过大,混凝土孔内水稀释,坍落度损失过大和浇灌过程不连续。混凝土桩体与摹岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管窜封丕良,冲洗液浸入混凝土中,使水灰比发生变化,形成桩内混凝土出现不凝体;灌注过程中发生埋管、卡管以及发生坍孔等其他一些情况都将造成断桩。
防治措施:按有关规范要求,通过计算机和试配,确定退凝土配合比。成孔后,必须认真清孔,一般冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,混凝土浇注过程中,应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠。混凝土应有良好的和易性和流动性,坍落度损失应满足灌注要求,初凝时间应为正常灌注时间的2倍,要求灌注过程连续、快速。在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,止水成功后方可灌注混凝土。在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
六、孔内沉渣量大
造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:采用性能良好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺和螺扣接头加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,减少沉渣量。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求开始灌注混凝土,导管底部至孔底的距离宜为30~50mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣达到清除孔底沉渣的目的。
七、混凝土凝固后不连续及拌合比例和符合要求,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩
造成原因:由于导管底端距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象;浇注混凝土时,没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出现疏松、空洞的现象。
大桥钻孔桩 篇12
关键词：桥梁,钻孔桩,承台,施工
1 工程概况
1)本桥位于四川与云南交界的金沙江段,距上游溪洛渡铁索桥(溪洛渡沟)约1.0 km,距下游瘌子沟约1.2 km。距金沙江溪洛渡电站的坝址约3 km。本工程按“分段实施,突出重点,合理安排,统筹兼顾”的总体思路安排施工。以金沙江大桥部分为施工重点,金沙江右岸先行施工引桥部分的桥墩,待枯水期到来,立即投入大桥1号,2号钻孔灌注桩的施工。其他配套设施,即照明工程、绿化等工程根据路基及桥梁工程的施工进度相应展开。采用D=1.5 m C30混凝土钻孔桩基础,1号,2号墩钻孔桩深24 m,0号,3号台钻孔桩深32 m。每个墩台8个钻孔桩,共32根钻孔桩,桩间距5.65 m,圆形墩柱,墩身直径D=1.3 m,耳墙式桥台、盆式橡胶支座,墩柱身最大高度9.5 m。梁为后张法箱形公路简支梁,25 m梁48片,30 m梁16片。
桥位处地质资料为:表层为人工填筑粉质黏土,其下依次为:黄土质粉质黏土、粉砂、粉土、膨胀土。
2)桥址区为亚热带气候区。根据雷波、永善和中心场三站气象资料统计,年平均气温为19.7 ℃～12.2 ℃。极端最高气温为41 ℃～34.3 ℃。极端最低气温为0.3 ℃～8.9 ℃。年降水量为547.3 mm～832.7 mm,一日最大降水量为72.4 mm～130.4 mm,5月～10月为雨季,集中年降水量的88.4%～83.75%,相对湿度为66%～84%。最大瞬时风速25 m/s(SE)。
3)施工条件及工程概况:施工用水自金沙江抽取,水资源丰富,因该桥位于山岭深度切割区,交通和通讯极为不便,给施工带来了很大的影响。技术标准:Ⅱ级公路标准,桥面宽度为12.5 m,沥青路面宽12.0 m。
2施工组织设计
2.1 施工准备
结合本标段施工特点,在满足正常施工和生产管理的条件下,本着节约、安全、整洁、文明的原则进行布置。预制厂、拌和站与生活区分开,满足使用要求,减少施工干扰,维护施工交通安全,保护环境。作业区与办公生产区分开,保证物流畅通方便信息沟通,降低搬运成本,创造良好的生产生活环境。临时设施可靠、合理、经济,充分就地利用既有设施,充分考虑雨季、夜间、节假日施工和平衡交叉作业的影响因素。
2.2 钻孔桩作业施工平台
工程大桥主墩在枯水期时才可露出施工平台,但均为积沙及淤泥,故在施工1号,2号桥墩时需搭设钻孔桩作业施工平台。平台采用钢管桩基础,上部采用64式军便梁及工字钢组成。钢管桩采用振动桩锤打入,军便梁人工安装。钢管桩用25 t吊车及型钢导向架将钢管桩及振动桩锤对中桩位,钢管桩精确对中后,放松吊钩,靠其自重力下沉停止后,开启振动锤(先点振,确定无误后,连续振动下沉),直至设计位置。钢管桩打入后,同墩三根钢管桩顶面焊接t=20 mm的钢板钢管桩帽,并焊接Ⅰ45双工字钢横梁,管桩间采用∠90×90×10角钢斜撑连接。 纵梁采用高强螺栓与横梁连接,桥面满铺方木采用U形螺栓配合钢带连成整体。
3 深水钻孔桩、承台施工工艺
3.1 钻孔灌注桩施工
根据桥址的地质技术资料,钻孔桩成孔采用CZ30冲击钻机。施工前先搭设钻孔钢平台,然后埋设护筒。钻孔时采用泥浆护壁,应严格控制好泥浆比重,钻孔至设计标高时,立即进行清孔和检孔,经监理工程师确定合格后,安装钢筋笼,导管和漏斗,连续灌注混凝土至桩顶设计标高0.8 m以上为止,施工全过程实行三班倒连续作业。导管使用前应进行承压和抗拉试验,合格后方可使用。钻孔桩灌注完毕后,混凝土强度达到5 MPa时,拆除护筒,挖基础土方,并凿除桩头浮浆,护筒采用δ=8 mm钢板加工而成,相隔50 cm处设加强箍,厚度为24 mm的钢板。护筒的基本长为2 m,其内径较钻孔桩直径大20 cm。护筒运至各墩施工平台上,按照水位情况焊接接长,并在钢管桩上焊接型钢作为护筒的下沉导向架,确保其位置准确及稳固,采用60 t振动锤将护筒沉至设计深度。护筒6 m～10 m,深入河床3 m～6 m(穿过流沙层),其顶面标高较地面高50 cm以上。对护筒垂直度、中心位置进行测量,然后进行钻机对位。
钻孔采用泥浆护壁。泥浆比重控制在1.1～1.3,粘度18 s～24 s,含沙率不大于4%,胶体率不小于96%,必要时投放适量膨润土改善泥浆的性能。
钻孔施工过程中,水头高度为3 m～5 m,并根据护筒外水面标高及时调整,以保证孔内必要的水压力。
开钻时,先在孔内灌注泥浆,护筒下2 m范围内采用低冲程冲进,保证井口坚实、竖直、圆顺并防止孔口坍塌。
钻进深度超过2 m时增大冲程进行正常钻进。钻进时,起落钻头速度均匀,避免过猛或骤然变速,以免碰撞孔壁。钻孔作业连续进行,随时测定泥浆比重,并保持孔内泥浆顶面高度,防止塌孔。相邻钻孔桩钻进时须待邻孔水下混凝土灌注完毕24 h后进行。
钻进达到要求孔深停钻时,仍要求钻机间隔一定的时间进行钻头提拉,以保证泥浆上下均匀,不致使泥浆下沉。清洗使用掏碴筒反复进行掏碴,直至沉碴厚度小于5 cm为止。起钻时注意操作轻稳,防止钻头拖刮孔壁,并向孔内补入适量清水,稳定孔内水头高度。
检孔:钻孔完成后采用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4倍～6倍,钻孔达到设计深度后对孔位、孔径、倾斜度进行检查,符合要求报监理工程师签证批准,然后开始清孔。
清孔:钻孔至设计标高后,对桩径、倾斜度进行检测,合格后清孔。清孔时向孔内加注清水,保持孔内水头高度,以免塌孔。清孔后对桩底沉碴厚度进行检测,同时检查泥浆的各项指标,直到达到清孔要求为止。
钢筋笼:钢筋笼分段成型,笼体要求焊接完整牢固,每隔2 m距离设置定位筋,使用汽车吊吊装就位,现场焊接接长并进行可靠固定,以防提升导管或拔除钢护筒时钢筋笼被拔起或被混凝土灌注而上浮。
浇筑水下混凝土:混凝土浇筑使用导管直径为300 mm(导管在使用前进行密水、承压和接头抗拉试验),混凝土浇筑连续进行,并尽可能缩短浇筑时间(必要时混凝土中掺加缓凝型减水剂)。混凝土的坍落度为18 cm～22 cm,浇筑时导管下口至孔底的距离一般为25 cm～40 cm,初次埋深不小于1.0 m,灌注过程中经常探测混凝土面的标高,使导管埋入混凝土中的深度始终为1 m～6 m。提导管缓慢进行,防止提漏造成断桩。混凝土浇筑的最终顶面高出设计80 cm。
混凝土浇筑完成后,及时拔除护筒。
已完成的桩基在凿除桩头后,根据业主要求进行检测。
3.2 承台施工
承台施工采用明挖有挡开挖。挡护采用坑壁支护采用间断式水平支撑的方法。间断式水平支撑即采用圆木作为立柱,在立柱间插设木板以防止坑壁坍塌。水平支撑每隔5 m设一道。基坑底尺寸比基础放大0.5 m～1.0 m,测设开挖边线。基坑采用反铲挖掘机开挖,距基底20 cm～30 cm时以人工开挖、整修。基坑顶弃土、堆料距坑缘不小于0.5 m,动载(机械及车辆)距坑缘不小于1.0 m。基坑开挖连续不间断施工。基坑有水时,基坑边缘挖排水沟,做集水井,潜水泵抽排积水,严防浸泡基底。基坑开挖完毕,经监理工程师检查认可后进行基础混凝土或浆砌片石的施工。
基础开挖前应征得监理工程师的许可,确认基础平面位置正确后方可开挖。
基础混凝土采用现场拌合,机械运输,插入式振捣器捣固,采用养生剂养生。模板采用组合钢模板,钢筋在预制场集中机械加工,运至工地,人工绑扎。拆模后及时回填基坑。
4 结语
根据溪洛渡金沙江大桥的基本情况及招标文件,结合有关施工规范和有关标准图及质量检验评定标准,详细叙述了溪洛渡金沙江大桥深水钻孔桩及承台的施工流程,并针对重点和关键工序,着重介绍了深水钻孔桩的施工工艺,便于施工类似工程予以借鉴。
参考文献
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