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前续——高桩码头施工组织设计15．3钻孔灌注桩施工5．3．1钻孔灌注桩施工工艺图钻孔桩施工工艺流程图合格不合格向孔内投放泥浆或粘土安装调试钻孔钻机埋设护筒连续钻进起钻检查孔形清孔下钢筋笼下导管二次清孔检查沉渣厚度灌注混凝土成桩泥浆循环、钻渣处理修整孔形搭设工作平台加工钢护筒继续清孔合格移至下一桩位导管水密性试验泥浆循环、处理泥浆循环、处理泥浆处理5．3．2水上钻孔桩施工5．3．2．1钻孔设备选择根据工可报告，本工程钻孔灌注桩数量较少，主要为1#、2#引桥近岸侧部分φ1500灌注桩。根据施工区域地质资料及钻孔桩直径和钻孔深度要求，考虑工期要求以及进度安排，本工程的钻孔桩拟选用4台GPS-15型钻机进行钻孔。钻机主要机械性能钻机型号钻孔直径（mm）钻孔深度（m）转盘转速（r/min）驱动力功率(KW)钻机重量(Kg)GPS-1515005012~423710000配合机械：泥浆泵4台，钢筋加工机械一套，护筒加工设备一套，电焊机5台。5．3．2．2施工顺序根据本工程的实际情况，1#—2#引桥各布置2台钻机，由岸边同时向海域侧挺进，一个排架桩完成后移到下一个排架，直到灌注桩完成。每座引桥施工顺序施工顺序图。大堤桩施工顺序方向1#、2#号引桥施工顺序图5．3．2．3平台搭设本工程灌注桩全部为水上钻孔，施工钻孔桩前，先在水上搭设钻孔工作平台，工作平台搭设必须具有足够的钻孔作业工作面和承载力。一般平台搭设面积按外围桩位中心线外2.0m处搭设，钻孔桩工作平台搭设至关重要，对钻孔的垂直度及质量有着密切的牵连，因此，工作平台搭设必须牢固，稳定而不沉降。平台搭设时，必须控制其搭设的标高，平台搭设的标高不宜过低或过高，平台标高=设计高水位+浪高+富余高度，并且结合现场实际情况，搭设必须牢固，为下一道工序打好有利基础。本工程灌注桩工作平台采用钢木混合结构，工作平台采取满堂布置。工作平台桩用Ф89～108无缝钢管以一定的间隔（一般为1.5～2.5m）布置。因单根钢管桩底部受力面积小，为了扩大其受力面积，我们采用钢管下端以上1.5m处设有帽顶，帽顶的材料采用3mm厚的钢板制作，帽顶与钢管应焊接牢固，并用Φ20钢筋与钢管和帽顶之间成斜拉式焊接，共焊4根，帽顶与钢管接触处用Φ20钢管进行平焊，这样帽顶受力时，不向上滑动端部焊接钢板以增加稳定性。钢板帽顶的主要作用是钢管帽顶与地面的接触面大，达到一定的支撑能力，使上部钻孔作业时不沉降，从而达到其主要目的。钢管打入采用简易式打桩机施工（或采用人工锤打方法施工），钢管打入土层5m左右（实际打入土层根据地质的实际情况而定）。在纵、横二方向用20#槽钢连成整体。在连接20#槽钢时，其槽钢下部的搁置点采用10cm×10cm×10cm的三角托块，三角托块焊在钢管上（双面焊接）。三角托块其主要作用承受槽钢上部受力。当槽钢单独与钢管桩焊接时牢固程度不够，利用三角块支撑上部荷载，起到不使槽钢往下滑的作用，从而保证平台的安全可靠性。槽钢与钢管桩焊接时，应注意水平高程，应用水准仪控制槽钢焊接的高差，其水平高差不得超过5cm。钢管桩之间加设L63×63×6角钢做剪刀撑使平台在横向、纵向、竖向达到稳定的要求，外侧排架还须间距3米在两侧设置八字撑，保证钻机在平台上安全工作。对覆盖层较浅的钢管，则在其底部堆放袋装水泥包保护，加强其底部的稳固性。为工作平台的稳固考虑，在未钻孔的区域可设临时联系杆件。20#槽钢上面再铺以20×20cm的方木和7cm厚松木脚手板。在桩位处必须留有足够宽度的空档，不能有钢管，避免影响钻机成孔。钻孔示意图5．3．2．4钻孔桩护筒制安钢护筒制作及安装是钻孔灌注桩的一个重要环节,它直接关系到钻孔灌注桩的质量。护筒采用圆型立柱模板结构形式，由厚度δ=6mm的钢板卷成直径0.75m的钢护筒。钢护筒一般每节高为1.25m左右，圆形通过卷板加工成型，要保证钢护筒的圆度，从而保证桩的质量，钢护筒焊接必须符合要求，焊接时，要求焊缝严密，不得进水，可用单面焊接，但必须焊接牢固。钢护筒长度根据现场水深及桩顶标高确定。护筒埋设工作是钻孔施工的开端，其平面位置与竖直度准确与否，其周围和底脚是否紧密，对成孔成桩的质量都有重大的影响，所以，埋设护筒一定要准确无误。护筒沉设时采用十字拉线和吊锤严格控制桩位及垂直度，护筒平面位置由测量仪器定位，引测到工作平台上，并用红漆标明。并严格保持护筒竖直位置，其最大偏差不得大于10cm，并要求将护筒埋入较为密实的土层，保证护筒位置平直、稳定、准确、不偏位，保持孔内不坍塌，护筒顶超出高水位1.5m。水上钻孔桩护筒沉放由钻机完成。钻机施钻时，护筒没有特殊情况，护筒应全护筒跟进，以免塌孔。5．3．2．5泥浆池、泥浆槽布置泥浆池、泥浆槽布设根据实际施工情况灵活选择，在钻孔中，首选自然造浆法进行成孔，如果此方法不行，那么则采用人工造浆方法，选择性能较好的粘土调制，调制泥浆时应先将粘土加水浸透。泥浆用泥浆搅拌机进行搅拌，并经常对泥浆进行测试，不符合要求时，要随时调整。现场每台钻机设两个泥浆池，位置设置在排架前端处，用薄铁板焊制，尺寸为2m×2m×4m。循环出来的泥浆先通过沉淀池再进入泥浆池，调整其性能指标后，再进入循环使用。钻机为泵吸正循环钻进的工艺施工，根据工程地质条件，护壁泥浆性能指标参照下表控制。泥浆性能指标表序号项目技术参数钻进时护壁1泥浆比重1.15～1.302粘度（s）203含砂率（%）≤44胶体率（%）≥955酸碱度（pH值）8～106泥皮厚(mm/30min)≤35．3．2．6钻孔1）钻机就位钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。钻机先卸到海堤上组装后采用牵引法滑移就位。钻机就位后，基座应水平并固定牢固，不得产生位移，。调平底盘，用水平尺检查，钻机顶部的起吊滑轮、转盘中心和桩位中心三者应在同一垂线上，偏差控制在2cm内，符合要求后才允许开钻。钻孔开孔时，应先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入护筒内一定数量后，方可开始钻进。2）在不同土层成孔施工要点冲击钻机开始钻孔时，应经常注意进尺变化，每进1～2m或土层变化处捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录并与地质柱状图校对，在进入混凝微风化层时，应及时取样，报告现场监理工程师确认粘性土层钻进：在该土层中钻进时，采用中低转速、大泵量、稀泥浆、低钻压钻进，适当控制进尺及加强扫孔，以防止孔壁发生缩径等现象。在钻进过程中注意排渣与进尺速度的匹配情况。砂性土层钻进：在该土层中钻进时，低转速、大泵量、稠泥浆、轻压钻进，快速通过，避免在某一孔段反复循环造成扩孔。选用较大相对密度和粘度的优质泥浆。3）施工过程中注意的几点钻进过程中注意孔内补充泥浆，维持护筒内泥浆水头高度高于孔外水头1.0-1.5m，以维持孔壁内的稳定。升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒口位置时，必须防止钻头钩挂护筒。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底，维持冲洗液循环10分钟以上，以清除孔底并将管道内的钻渣排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防止钻杆接头漏水漏气，使循环无法正常工作。钻孔过程应连续操作，不得中途长时间停止。施工中因故停钻时，孔口应加护盖。钻孔过程中，用经纬仪经常检查钻杆是否垂直，防止孔位偏移。操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，钻进中发现异常情况及时上报处理。交接班时交待钻进情况及下一班注意事项。成孔后及时报请监理工程师对孔深、孔径、孔位、孔底沉渣厚度及垂直度进行检查，经监理工程师批准后方能进行下一道工序施工。钻孔应在相邻两孔或在中距5m以内的任何混凝土灌注桩强度达到5MPa时才能开始，以避免干扰邻桩混凝土的凝固。5．3．2．7清孔清孔时采取一次清孔为主、二次清孔为辅的方法进行操作。钻孔桩钻孔达到设计标高后立即进行第一次清孔，清孔采用换浆法。将钻头提离孔底50cm~100cm，继续转动，置换泥浆，改善泥浆性能，把悬浮钻渣换出。下放钢筋笼后可根据沉渣多少进行第二次清孔，利用混凝土浇注导管作为清渣管，上接异径弯头，在导管顶部连接3PN泥浆泵（或砂石泵）采取正（反）循环抽浆换浆法清孔。清渣时导管下端底口距孔底（沉渣面）20～30cm，由人工缓慢摆动导管，均匀排除沉淀物，以上过程必须保持孔内水头，禁防塌孔，待检测合格后即可拆除弯头进行混凝土灌注。清孔后泥浆比重1.1～1.2kg/m3，含砂率4%～6%，粘度为20～22s，清完孔后检查孔径、孔深及倾斜度，符合要求后进行下道工序施工。5．3．2．8钻孔检查及允许偏差1）钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形和倾斜度应采用专用仪器测定，当缺乏上述仪器时，可采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm（但不大于钻头直径），长度不小于4~6D的钢筋检孔器吊入孔内进行检测，检测结果应报请监理工程师复查。2）如经检查发现有缺陷，例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等，这些缺陷应书面报告监理工程师，并采取适当措施，予以改正。3）经检验确认成孔满足要求时，应立即填写成孔检查单，并经监理工程师签认后，方可进行下道工序施工。4）桩位纵向偏差不大于50mm，横向不大于100mm。用专制的检孔器进行检孔，检孔应符合规范及监理工程师的要求，孔倾斜率在1%以内。5．3．2．9钢筋笼制作与安装1）钢筋笼在岸上分段加工制作，机动船运至现场，用25t吊车下放，在孔口进行焊接接长。焊接采用单面焊，焊缝长度和质量必须满足施工技术规范要求，接头钢筋搭接间距必须满足设计要求。钢筋骨架要有足够的刚度以保证运输和吊放过程中不产生变形。为了保证钢筋笼的保护层厚度，在钢筋笼主筋上设置穿心圆形砼垫块，一般要求1.5～2.0m间隔对称设置。2）钢筋笼第一段入孔内后，用型钢临时搁置在护筒口，在起吊另一段，对正位置，焊接后逐渐放入孔内至设计标高，最后将最上面一段钢筋笼临时与护筒口焊牢，以防砼浇筑过程中钢筋笼上浮。钢筋笼下放时应注意碰撞孔壁，如下放困难，应查明原因。不得强行插入。钢筋笼安放好后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不大于5cm.5．3．2．10水下砼浇注1）导管水下砼灌注采用导管法。导管采用ф273mm无缝钢管制作的螺旋式快速接头，连接时在螺旋接头处抹满黄油并垫好止水胶圈，确保连接牢固不漏水，导管在陆上拼接，检查其轴线弯曲度应小于5cm,并进行水密、承压试验。2）砼配合比：砼强度等级C30水泥P.042.5粗骨料5～30mm碎石坍落度18～22cm砼缓凝时间6～8h3）砼的输送拖泵安装在已回填好的施工便道上，砼在搅拌站进行拌制后用2台运输车送至拖泵受料口，由拖泵送入砼储料斗，最后经浇筑漏斗和导管浇筑水下砼。4）砼浇注a、浇注砼前应检查储料斗、漏斗、机具设备的完好情况。导管在吊入孔内时，其位置应居中、轴线顺直，沉放时应缓慢轻放，防止卡挂钢筋。b、砼的坍落度控制在18～22cm,并通过试验确定掺入适量缓凝剂，初凝时间不小于4～6h,以应满足浇筑要求。根据计算确定首批砼为2.3m3,制作一个3m3集料斗，待集料斗内储满砼后开始拔出隔水球浇筑首批砼。c、浇筑首批砼时，导管下口至孔底距离控制在40～50cm,且使导管埋入首批砼的深度不小于1.2m,球塞拔起后，应连续进行浇筑，并尽可能缩短拆除导管的时间间隔，灌注过程中经常用测深锤探测孔内砼面位置，及时调整导管埋深，导管埋深控制在2m～4m为宜，特殊情况下不得小于1m或大于10m.d、为确保桩顶砼质量，桩顶超浇0.5～1.0m砼,为了浇筑顺利，根据潮位的高低，在桩顶标高以上的水面护筒外壁一个孔，使泥浆流出，减小压力，同时可准确地确定砼浇筑高度及桩头砼质量。e、砼浇筑过程中，专人负责填写水下砼灌注记录，全部砼浇筑完成后，慢慢拔出最后导管。f、低潮位时，注意保护桩头的完整性。5．3．2．11质量检验1）混凝土质量的和检查和验收，应符合规范的规定。2）桩身完整性检测（小应变动力测试）100%；砼试块留置每根桩至少2组，桩长大于50m时，应增加一组。3）如果监理工程师对混凝土整体性检验有疑义，或在施工中遇到的任何异常情况，说明桩的质量可能