某大桥旋挖钻机钻孔桩施工方案

某大桥旋挖钻机钻孔桩施工方案一、桩基施工总体情况1、桥梁钻孔桩工程广泛采用机械化施工，以旋挖钻机为主，冲击钻为附；旋挖钻机具有成孔速度快、施工效率高、移动灵活方便、不使用循环泥浆、产生废浆少、对环境污染小的特点，特别适合于本工程较为松软的地层，为桩基施工的首选机械。本桥桩基工程量巨大、工期紧迫，拟投入3台BauerBG22和BauerBG15型旋挖钻机作为桩基施工的主要设备，另外，配备5台冲击旋钻机作为桩基施工的备用设备，全面展开施工，用2个月的时间完成钻孔灌注桩施工。跨越鱼塘地段，采用围堰筑岛。2、泥浆处理：由于本工程地下水位高且地层中大多存在淤泥层、粉砂、细砂层，旋挖钻机施工时，需采用静态泥浆护壁，保证孔壁的稳定。在现场每个墩身位置根据泥浆用量设一个泥浆拌合池和泥浆存放池。废弃的泥浆，存于场内的泥浆池内，用泥浆罐车倒运到指定的弃渣场。3、下钢筋笼、灌注混凝土：钢筋笼在现场钢筋加工厂内集中制作、一次绑扎成型，5台35t、2台50t汽车吊整体吊装就位，水下混凝土采用导管法连续灌注。混凝土采用输送车运输。4.桩基检测：桩基灌筑完毕后，对各墩台钻孔桩采用无破损法逐根进行完整性检测。5确定旋挖钻施工各种地质下钻孔桩的各项施工工艺参数，检测成孔后桩径随时间的变化情况。二、钻孔桩施工方法本大桥的桩基穿过土层主要为粉土、粉质黏土、黏土、粉砂岩、砂岩。本桥大部分为旱地桩基础，沿线分布有数量较多的鱼塘。根据地形和水位情况，可采用填土筑岛、草袋围堰方法施工。1、.旋挖钻成孔根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合桩基设计参数，确定本工程钻孔灌注桩成孔以旋挖钻机为主，以回旋钻机为辅，混凝土采用拌合站集中生产，钢筋笼一次绑扎成型、整体吊装，导管法灌注水下混凝土。2、工艺选择及设备选型工艺选择：该工程钻孔施工主要采用旋挖钻钻孔方式、湿法成孔施工。结合本工程钻孔桩的地质情况、数量多、工期紧等综合因素，钻头采用旋挖斗钻头，清孔时采用旋挖捞砂钻头。设备选型：根据上述情况和我公司的施工经验，选择德国产的BauerBG22和BG15型钻机，其中BG22型钻机2台，钻孔深度可达70m。3、施工方法场地平整及钻机就位。液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，现场地面承载能力大于250kN/m2，所以钻机平台处必需碾压密实。进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。4、钢护筒埋置深度以能隔开流塑状地层为主要原则。具体埋置深度还应满足计算结果，且有安全系数，根据水文地质条件、施工水位、河床深度、护筒内泥浆容重和施工情况等通过计算确定。钢护筒分节加工，顶部和底部各1m范围作加强箍。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒振埋时的阻力。钢护筒运至施工现场后，质监人员须对钢护筒的直径、圆度和焊接质量进行验收，验收合格后方可进行施工。5、钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。6、泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.05～1.2之间，粘度控制在17～20s，砂率控制在4%以内。常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。7、用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。要求沉碴厚度不大于10cm。在灌注水下混凝土前，用高压水吹底翻渣，进一步减少桩底沉碴厚度。8、钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计深度，超钻深度不大于50cm；孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可进行下道工序。表7-2-2钻孔桩钻孔允许误差表序号项目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深不小于设计孔深3孔位中心偏心群桩≤100单排桩≤504倾斜度≤1%*孔深5浇筑混凝土前桩底沉碴厚度≤100三、钻孔异常处理1、坍孔处理钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.15～1.4之间），改善其孔壁结构。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.3～0.5m/s。坍孔严重时，应回填重新钻孔。2、缩孔处理钻孔发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物，回填到偏孔处，待填料沉实后再钻孔纠偏。3、埋钻和卡钻处理埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快；卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。因此处理方案应首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。事故发生后，应保证孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁防止坍塌，为事故处理奠定基础。四、钢筋笼制作、安装1、制作钢筋笼采用劲型骨架在现场钢筋加工厂制作。在加强箍上等间距标出主筋位置，先将6～8根主筋依次逐根焊接在加强箍上，形成钢筋骨架，随后将其它主筋均匀焊接到钢筋骨架上，形成整个骨架，最后，将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上。2、根据钢筋笼的上下位置布置主筋的接头位置，绑扎时要求每个接头断面的接头数量不得多于主筋数量的50%，钢筋笼必须严格按设计图纸制作，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。钢筋笼钢筋骨架偏差见下表：钢筋笼骨架偏差表序号项目允许偏差1钢筋骨架在承台底以下长度±1002钢筋骨架直径±103主钢筋间距±104加强箍间距±105箍筋间距或螺旋筋间距±206钢筋骨架垂直度骨架长度1%3、安装钢筋笼利用吊机整体吊装到孔内，钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。由于钢筋笼较长，且要求整体一次吊装，所以必须考虑到起吊和移位时的钢筋笼变形控制。为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之二点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架与地面或平台垂直，停止第一吊点起吊，用劲形骨架固定。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放。若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。严禁高起猛落、碰撞和强行下放。为保证钢筋笼竖向轴线垂直度及混凝土保护层厚度，应在钢筋笼外周采用焊接钢筋耳环或绑扎与桩基混凝土同标号预制块形式进行控制。钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延至孔口定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错位。桩身混凝土灌注完毕，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。4、钢筋笼上浮的处理钢筋笼上浮发生于灌注混凝土的导管位于钢筋笼底部或更下方而混凝土埋管深度已经较大时，此时钢筋笼靠自身重力及孔壁的摩擦力来抵抗混凝土上顶力、摩擦力及泥浆的浮力，一旦失去平衡，钢筋笼就会上浮。为防止钢筋笼上浮，应加强观察，以便及时发现问题，并在钢筋笼顶施加竖向的约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。发现钢筋笼上浮之后，应立即停止灌注混凝土，查明原因及程度。如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管底升至钢筋笼底上方后可恢复灌注；如上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的混凝土，另行处理。五、水下混凝土灌注1、配合比选定水下混凝土的试配等级应比设计等级拌制，水灰比不大于0.35，配合比中掺入外加剂，坍落度宜控制在18～22cm。2、初灌量水下混凝土灌注采用导管法，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，钻孔桩灌注前，应计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。3、导管要求导管的内径为300mm，长度一般2m，最下端一节导管长应为4.5～6m,不得短于4m,为了配备适合的导管柱长度，上部导管长为1m或0.5m。导管采用游轮螺母连接，橡胶“O”型密封圈密封，严防漏水。导管初次使用时应做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力。以保证密封性能可靠和在水下作业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为250～400mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。4、混凝土灌注混凝土采用拌合站集中拌合，输送车运至桩位,汽车吊配合灌注。采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。首批混凝土灌注正常后，要紧凑地、连续不断地进行，严禁中途停工。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过6m。随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管应立即洗刷干净。灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。5、连续灌注混凝土灌注过程中，配备发电机，保证混凝土灌注连续进行，同时应将井孔内溢出的泥浆引至泥浆循环池回收利用，防止污染环境。水下灌注桩的混凝土面应高出设计0.5m～1.0m，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。6、灌注时堵管现象的处理(1)组装导管时要仔细、认真，防止橡皮垫圈突入导管内，以至卡住隔水塞，使混凝土下不去。(2)在灌注过程中，也会出现灌注混凝土下不去的现象，此时，应少量提起灌注导管，然后再迅速插入，如此反复可解决堵管问题。(3)对浇筑用的机械设备事先要检查，同时应有备用设备，使混凝土浇筑不致中断。(4)严格控制混凝土的原材料规格，防止超粒径碎石混入管内。保持良好的和易性。(5)控制混凝土在导管中停留时间，每罐不得大于30min。7、桩头处理与桩基检测桩基达到设计强度的70%以后，即可进行桩头处理。按设计要求逐根采用无破损检测法对桩基进行整体性检验，检验合格后才能进入下道施工工序。