钻孔桩首件工程方案

苏通长江公路大桥D1合同段钻孔桩首件工程方案编制_________________复核_________________审批_________________中铁大桥局集团苏通大桥D1标项目部二OO四年七月苏通长江大桥D1标施工工艺钻孔桩施工工艺中铁大桥局集团有限公司目录第一章首件工程概况..................................................................................................................1一、首件桩位选择...............................................................................................................................1二、首件桩简介...................................................................................................................................1三、首件桩方案编制依据...................................................................................................................1四、首件桩工程的目的.......................................................................................................................1第二章施工方案.............................................................................................................................1一、工艺流程.......................................................................................................................................1二、施工工艺.......................................................................................................................................2（一）泥浆配备及泥浆循环系统...............................................................................................2（二）钻孔施工...........................................................................................................................5（三）钢筋笼制作与安装...........................................................................................................9（四）水下混凝土灌注.............................................................................................................14（五）质量检测.........................................................................................................................17苏通长江大桥D1标施工方案钻孔桩首件工程方案中铁大桥局集团有限公司1第一章首件工程概况一、首件桩位选择根据施工计划的安排，77#墩最先开钻，拟选定77#墩1#桩为首件桩。二、首件桩简介（一）工程简介77#墩采用D1.8m钻孔灌注摩擦桩，桩顶标高为-3.0m,桩底标高为-113m，桩长110m。（二）地质条件77#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂。三、首件桩方案编制依据（一）《苏通长江大桥D1合同段招标文件项目专用本》（二）《苏通长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计第三册辅桥》（三）《苏通大桥钻孔灌注桩施工作业指导书》（四）苏通大桥钻孔地质勘探资料（五）《苏通大桥工程专项质量检验评定标准》（六）《苏通大桥D1标钻孔桩施工组织设计》（七）国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定标准及验收办法。四、首件桩工程的目的通过首件桩施工，检验钻孔桩的施工工艺，包括泥浆配方、钻进工艺、清孔效果、成孔时间、成孔后质量以及成桩时间等，以进一步完善施工工艺，为后续钻孔桩施工提供依据。第二章施工方案一、工艺流程苏通长江大桥D1标施工方案钻孔桩首件工程方案中铁大桥局集团有限公司2二、施工工艺（一）泥浆配备及泥浆循环系统在此工序中应记录以下数据：基浆的原材料配比、性能指标和PHP鲜浆的原材料配比、性能指标以及基浆、PHP鲜浆的拌制工艺。1、泥浆配备1.1泥浆原材料钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。⑴膨润土:为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土，该土具有较好的分散悬浮性和造浆性，泥皮薄，稳定性好，造浆率高（1t土可造12～16米3泥浆），质量等级为二级标准，或者采用聚合膨润土。膨润土掺量为泥浆体积的6～10%，即100米3泥浆需用6～10t膨润土。为了增大泥浆中胶体的成份，应选择胶体率大（≥96%）和含砂率少（0～0.3%）的钻孔造浆用的膨润土，特别注意不能错用铸造用的膨润土（胶体率特低）。⑵纯碱（Na2CO3）:其指标符合GB210-92的Ⅲ类合格品的标准，主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，并增加表面负电荷，来吸附带正电荷的钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能更好，因此回流孔内泥浆中PH值应稍高一些。纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，即100米3泥浆需用碱300～500公斤。碱用量增加到使泥浆PH值达到10～12后，再加入PHP，以增大泥浆粘度。⑶羟甲基纤维素（CMC）:也能提高泥浆的粘度，具有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积的0.005%～0.01%，即100米3泥浆约需用8公斤。⑷聚丙烯酰胺（PHP）:既可单独拌制泥浆，又可作为膨润土泥浆中的掺加剂，其突出功能是使泥浆具有触变性，保持不分散、低固相、高粘度的优质性能，提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。其掺用量为泥浆体积的0.003%左右，即100米3泥浆约需用3公斤。它的增粘效果远大于CMC。⑸制浆用水取自长江河道水，水质属HCO3-～Ca2＋型水，PH=8.1～8.5，水质满足要求。苏通长江大桥D1标施工方案钻孔桩首件工程方案中铁大桥局集团有限公司31.2泥浆拌制⑴制浆设备施工现场设置完善的制浆设备，其中包括：①制浆原材料储存、堆放的船舶；②泥浆搅拌机及高压水流自循环拌制泥浆机；③泥浆船；④各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。⑵基浆的拌制及存放基浆系指由水、膨润土和纯碱拌制而成的泥浆（没有掺PHP），膨润土泥粉和水必须通过强劲的搅动才能形成胶体。先将一定量的水加入制浆机中，再按比例加入膨润土和纯碱，膨润土泥粉、纯碱和水在制浆机中充分搅拌，使膨润土颗粒充分分散，制成基浆。由于采用的膨润土品质可能不同，故纯碱和CMC的掺量都要通过试验确定，基浆的各种掺加剂都应在反复喷射循环中加入。掺料调配决定性能指标：①胶体率大小主要取决于膨润土泥粉中蒙脱石的含量，故应该尽量采购含蒙脱石成分高的膨润土。②调整基浆的PH值手段主要是增减纯碱的掺量，碱愈多则PH值愈高。③基浆粘度一般小于22秒，如需增加粘度，一般用CMC来调整。注意CMC用量不能多，它仅作降低失水量和增大泥浆流变性用。④基浆使用前必须要在储浆池中先存放24小时，使膨润土颗粒都充分膨胀，直接使用刚拌制的泥浆，不仅浪费膨润土，而且未膨化的泥粉变成沉渣还影响孔壁的稳定。⑶PHP鲜浆的拌制①PAM的水解PAM原料为非水解型，分子量为1000万左右。使用前要提前2～3天先水解，水解后称“PHP”。工地上常用常温法，提前水解的步骤如下：a、将PAM（100）置于清水（6000）中浸泡1天；b、同时加入烧碱（Na2OH）在搅拌筒中搅拌以促溶。Na2OH用量可按反应量计算，用量多少与PAM分子量和水解度成正比，约为PAM的10%左右；c、停置2～3天，使PAM分子有效地分散于水中，形成PHP浓液。苏通长江大桥D1标施工方案钻孔桩首件工程方案中铁大桥局集团有限公司4②PHP新鲜泥浆的配制将PHP（60%～70%）的浓液加入到前叙膨润土浓基浆中，经高压反复喷射混合，形成PHP新鲜浓泥浆。制作时应注意：a、浓鲜浆的粘度要大幅度提高（即粘度T≥25秒，达到30秒左右）时，必须先将基浆PH值加碱调至≥10～12（高粘度必须相应地高PH值）。b、PHP掺用剂量为泥浆体积的0.003%左右（30PPm百万分之三十）。最合理的比例应通过试验来决定，可通过表征特点来判断。PHP鲜浆的表征：PHP含量不足时泥浆呈红黄色；含量合适时呈嫩豆腐色果冻状；过量时则变成清水，水土分层。③PHP鲜浆性能如表2.1-1。表2.1-1优质PHP泥浆鲜浆指标类型指标①膨润土基浆②PHP鲜浆浓淡浓淡1、比重V（g/cm3)＜1.04＜1.031.051.042、粘度T（Pa·S）20～2217～1927～3522～263、含砂率π（%）0～0.30.3～0.50～0.20.3～0.44、胶体率G（%）9896100985、失水量B（ml/30min)＜20＜15＜12≤106、泥皮度K（㎜/30min)≤2.0≤1.5≤1.5≤17、酸碱度（PH）8～97～810～129～108、适用地层砂性土层粘性土层砂性土层粘性土层9、说明膨润土＋碱＋CMC基浆①＋PHP注：1.膨润土＋碱＋少量CMC=基浆，其比例应通过“调配”而成。2.①基浆＋PHP水解溶液=鲜浆，其比例也应通过“试验”配制而成。3.将粘度高的浓浆稀释后称“淡浆”。⑷浆液的用途①浓基浆：用来制作高粘度PHP新鲜泥浆。另外在砂性土层钻进时采用浓基浆。②淡基浆：因粘土本身能造浆，故在粘性土层钻进时可采用淡基浆。通过浓基浆苏通长江大桥D1标施工方案钻孔桩首件工程方案中铁大桥局集团有限公司5稀释后得到淡基浆。③浓鲜PHP泥浆：在浓基浆中加入PHP浓液后得到，常用在防止护筒底泥浆反穿、不稳定地层塌孔和砾砂层处泥浆漏失等紧急情况处理中。④淡鲜PHP泥浆：一般用在清孔时的“换浆”中，通过浓鲜PHP泥浆稀释后得到淡鲜泥浆。2、泥浆循环、净化系统的布置采用在钻机和泥浆船之间进行循环的方式进行泥浆循环和净化。⑴在施工平台的外侧布置一条1000t的泥浆船，泥浆船上摆放ZX-250泥浆分离器。⑵制浆系统设在泥浆船上，拌浆机拌制的泥浆直接流入泥浆船上的储浆池，泥浆船沿横向设置二道隔板，中间仓为制浆