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如皋市丁平线改造三期杨庄河桥钻孔灌注桩施工方案

如皋市丁平线三期改造工程(C段)

中铁四局如皋市丁平线三期改造工程项目经理部

新建杨庄河中桥位于双向坡上，与杨庄河水流的夹角为130°，斜桥斜做，无通航要求，桥跨布置为3*20m,上部结构为20m先张法预应力砼空心板,下部结构采用5Φ1.0m柱式墩,5Φ1.2m桩柱式台,基础均采用Φ1.2m钻孔桩基础,桥梁全长64.08m。

工程所在位置为杨庄河上，地貌为长江冲积平原，地形较为平缓，地面高程均在5米左右。地基土层在钻探深度范围内自上而下可分为六大层T／CECS536-2018 城镇污水处理厂污泥好氧发酵技术规程及条文说明.pdf，其中1、2层可分为2个亚层，2层细分为4个亚层，现将各土层特征分述如下：

1层素填土：灰褐～灰黄色，稍湿、松散，上部含少量植物根系。以亚砂土、亚粘土为主，局部上部少量杂填土。该层厚0.50～2.80m，层底标高为2.77～5.03m。

1A层素填土：灰～灰黑、杂色，很湿～饱和，软～流塑。为沟、塘回填土，以亚砂土为主，松散。

6层粉细砂：灰黄色，局部灰色，饱和，密实，砂质均匀。主要为石英、云母等。该层厚度未揭穿，最大揭露深度17.7m。

杨庄河中桥0、3号台位于岸边，1、2号墩位于水中，对1、2号墩桩基、墩柱、盖梁施工带来麻烦，必须创造施工条件，因此根据杨庄河河流常水位1.5m，最高水位2.2m,1、2号墩处水深3m，水流平缓，无通航要求，拟采用土袋围堰围护方案，较为合适。

1、2墩水中围堰先采用6米长木桩打入水中，形成外沿围护，内侧再用编制袋装松散粘土，装土量为容量的1/2～2/3，袋口用细铁丝缝合，从围堰下游岸边开始，至围堰上游岸边结束，进行堆码。堆码土袋时，要求上下左右错缝，并堆码整齐，每个墩土围堰合拢后，抽水填筑堰心土。土袋围堰顶宽0.8m，高度超过施工期最高水位50cm，侧面围堰临水面坡度采取1:0.5，内面坡度采取1:0.3，沿土袋围堰内周边填粘性土，整平、压实。（具体见附图）

本工程桩基、墩柱、盖梁施工完成后，即可采用挖掘机清除河道围堰，确保河道恢复原状。

①施工场地平整和钻孔桩定位

杨庄河中桥0、3号台位于岸边，先用挖掘机将原地面进行平整、压实，然后铺垫枕木作为钻孔平台。1、2号墩位于水中，等水中围堰施工完成后，再用挖掘机回填粘土，平整、压实，然后铺垫枕木作为钻孔平台再进行桩基施工。

场地整平压实后，然后用全站仪放出各钻孔桩孔位中心桩，并在孔位中心桩四角安全位置测放出护桩点，作为施钻中桩位控制点和检查点。同时测量钻孔桩位处的水平标高，以控制钻进深度。

护筒采用5mm厚钢板制作，直径大于钻孔桩径20cm，为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。护筒一般为2～４m，桩位处地质较差时将护筒埋置加深。护筒高出地下水位或孔外水位1.5m，并高出地面0.3m。

护筒埋设采用挖孔埋设的方法，在挖孔至一定深度符合要求后，分层对称夯填护筒四周粘土。护筒中心与桩中心线重合，平面误差控制在50mm，倾斜度控制在1%。

本着统筹安排的原则，墩加台共用一套泥浆循环系统。泥浆循环池由制浆池、沉淀池、泥浆池组成。为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉碴及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用汽车运至指定地点堆弃。

泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作，造浆用的优质粘土塑性指标应大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量应大于50%。

制备的泥浆指标应达到：

比重：粘土层为1.05～1.20；砂层为1.2～1.45。

粘度：粘土层为16～22秒，砂层为19～28秒。

泥浆必须充分拌匀备用。在开钻前，应充分备足制浆用粘土。

泥浆循环池设置请参见：《泥浆循环系统平面布置示意图》。

泥浆循环系统平面布置示意图

钻机就位前，对钻机和各项准备工作进行检查，包括场地布置、钻机机座铺垫的枕木平整度、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。

钻孔桩机采用拖拉就位法，拖拉采用铺垫枕木上安43kg/m钢轨作滑行道。将拼装好的循环钻机拖拉就位后，钻杆对准钻孔桩位。

认真阅读地质资料，弄清地层情况，确定分段的泥浆浓度、钻速、钻压和泥浆泵量。

工地上备一定数量的钻机和泥浆泵的易损配件，以便机械出现故障时及时更换，同时预先制作好用于打捞钻头用的工具。

钻孔为三班制连续作业，每班配备6人，见附表一

对该班的工作负责，并对进尺、地质情况作好记录。

操作钻机，并观察孔口稳定，对钻机负责。

负责用电及保证泥浆泵的正常运转。

负责钻杆装卸及清碴工作。

附表一钻机劳动力安排表

开钻前，再次检查各种机具、设备是否状态良好，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。

正式钻进前，先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后方可正式钻进。

开始钻进时，控制进尺速度及钻压，采用“低压慢速”措施，待钻至护筒下1米后，再以中速度钻进，严禁高速钻进。

钻孔作业连续进行，不得中断。因故必须停钻时，孔口加盖防护，并且把钻头提出孔道，以防埋钻。

a、必须绘制孔位处的地质剖面图，挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重等作参考。在土层变化处捞渣样，与设计地层作核对。

b、随时对泥浆进行试验检测，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆稠度和泥浆水头高度，防止发生坍孔、缩孔等质量事故。

c、经常检查钻机钻盘、钻杆，如有倾斜或位移，及时予以纠正，使钻杆维持垂直状态，经常检查孔径和垂直度，做好钻孔记录。

d、当钻孔离设计标高约1m时，应注意控制钻进速度和深度，防止超钻。并核对地质资料，判定是否进入要求的持力层。

e、当钻孔深度达到设计要求时，利用探孔器探测孔深、孔径和孔形倾斜度等，并报监理工程师确认，符合要求后进行清孔。

当钻孔深度达到设计要求并经监理工程师成孔检查验收后，立即进行清孔，以免间隔时间长，钻渣沉淀，造成清孔困难。

清孔采用换浆法，注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率＜2%，胶体率＞98%)置换孔内含渣的泥浆。但严禁用加深孔底深度的方法代替清孔。

清孔时应注意保持孔内泥浆面的高度，及泥浆比重是否合适，防止坍孔、缩孔。

当从孔内取出的泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，实测孔底沉渣厚度不大于设计25cm，方可吊放钢筋笼。

⑦防止坍孔、缩孔措施和处理办法

由于钻孔桩穿过砂性土、亚粘土、淤泥质亚粘土及亚粘土与粉砂互层类，钻孔施工中，容易出现坍孔和缩孔，为了确保钻孔桩的质量和进度，采取以下预防和处理措施。

A、安装钻机时要使转盘、底座平正，并经常校核。钻杆较长，转动时地下摆动大，在钻架上增添导向架。

B、在钻孔过程中，详细绘制孔位处的地质剖面图，以便对不同土层选择合适的钻头、钻压、钻速、泥浆指标等。

C、做好钻孔准备工作，选择好钻机钻头，埋设好护筒。

D、在钻孔和清孔过程中，注意保持孔内的泥浆面高度，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度。

E、在砂层中钻孔，采用较大的泥浆比重，并加大护筒埋深，提高护筒顶面高度和孔内水位，以防止发生坍孔、缩孔。

F、钻孔过程中，严禁提住钻头钻进、转速太快、空转时间太长。

G、常见钻孔事故的预防和处理办法详见：附表二

附表二常见钻孔事故的预防和处理办法

（1）泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮

（2）护筒埋置太浅，下端孔口漏水；

（3）由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失造成孔内水头高度不够；

（4）松散砂层中进尺太快；

（5）钻头、抽渣筒或钢筋笼碰撞孔壁。

（1）在松散砂层中钻进要严格控制进尺；投入粘土膏、卵石等挤入孔壁起护壁作用；

（2）发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻；

（3）发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到坍孔处以上1～2米，待沉积物密实后再钻；

（4）清孔指定专人补水；吊入钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。

（1）钻孔中遇有较大孤石；

（2）在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均；

（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；

（4）钻机底座不平，钻杆弯曲。

（1）遇孤石或倾斜的软硬地层钻进时，低钻速，控制进尺；（2）经常检查钻机底座水平、钻杆接头，逐个检查及时调正。

局部扩孔不影响钻进至设计标高，可不处理；若扩孔后继续坍塌，按坍孔处理。

钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀

及时焊补钻锥；上下反复扫孔以扩大孔径。

（3）操作不当，使不应反转的钻机反转钻杆松脱。

（1）开钻前清除孔内杂物，用电磁铁或冲抓锥打捞；

（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；

（3）采用打捞钩、打捞叉吊出。

A、在钢筋棚内集中下料，采取现场分节绑制，汽车吊机提入孔内，钢筋笼接长采用现场焊接。

B、钢筋笼吊起后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。下放过程中，注意孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。

C、钢筋笼采用2m一道加强箍加强，且主筋与加强箍全部焊接，防止装吊变形。钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑圆形的混凝土垫块，间距沿桩长不超过2.0m，横向圆周不得小于4块，以保证钢筋保护层厚度。

D、钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，钢筋笼焊接时，保证上下两节钢筋笼的轴线一致，入孔后位置准确，符合设计要求，并牢固定位。钢筋骨架底面高程偏差控制在±50mm，并采取设置防浮钢管与钻机底座联结等有效措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。

E、钢筋笼安放完毕，泥浆泵与导管相连，进行二次清孔。

F、水下混凝土灌注完毕，待桩上部混凝土初凝后，即解除钢筋笼的固定，使钢筋随混凝土收缩，避免粘结力的损失。

二次清孔沉渣厚度符合要求，并经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。水下混凝土灌注采用导管法进行，导管内径为250mm；水下混凝土由搅拌站集中拌制，混凝土运输车及输送泵运送至施工现场。

a、在清孔的同时，对各类设备进行检查，备足原材料；同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备，以保证孔内水头和及时处理灌注故障。

b、安装导管，导管底部至孔底应有250～400mm的空间，以利首批灌注混凝土顺利灌注；导管上口应高出护筒顶面2m与储料斗相连，储料斗的容积按首批灌注混凝土的数量满足导管初次埋置深度≥1.0m的要求进行设计。

导管使用前进行过球、水密、泵压和接头抗拉试验。

B、水下混凝土拌和：粗骨料选用卵石或级配良好的碎石，料径最大不超过40mm；细骨料采用级配良好的中粗砂；水泥优先采用P.O42.5水泥，水泥用量不少于350kg/m3；未经监理工程师批准不得掺入缓凝剂；水灰比控制在0.5～0.6，坍落度18～22cm。

导管安装好后，应再次测量孔底沉碴厚度，如大于设计25cm，应再次进行清孔处理，确保孔底沉碴不超出设计要求。确认沉碴符合设计要求、钢筋笼安放正确后，即可开始水下混凝土灌注。

水下混凝土灌注开始时，首批灌注混凝土的数量应满足导管初次埋置深度≥1.0m的要求，采用混凝土输送泵连续不断的灌注。

在水下混凝土灌注过程中，经常采用带测锤的测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。一般埋管深度控制在2～6m左右，以防导管提离混凝土面发生断桩。提管由吊机完成，人工拆管，并及时冲洗导管，整齐堆存备用。

水下混凝土灌注应连续有节奏地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，以防导管内产生高压气囊压漏导管。并防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，经常保持孔内水头高度。

水下混凝土灌注应高出设计桩顶0.5m～1.0m左右，以保证钻孔桩与上部结构之间的混凝土连接质量。钻孔桩高出设计桩顶的多余部分混凝土在上部结构（承台或墩柱或台帽）施工前凿除，桩头无松散层。

水下混凝土灌注完成后，护筒不应立即拔出，应在水下混凝土强度达到2.5MPa后方可拆除。

水下混凝土灌注过程中，经常检测混凝土坍落度，不符合要求的混凝土不得灌入导管。

按技术规范的要求检查和验收混凝土的质量，作好原材料及混凝土的取样及试验，并经监理工程师现场验证。钻孔灌注桩成桩后，根据业主要求，对桩基100％做小应变检测，同时对确有疑问的桩基，根据监理要求进行钻芯取样判定。

钻孔灌注桩施工工艺流程见附图二。

1、在钻进过程中对每个桩孔作好详细的施工记录，并针对地层变化处要留取渣样。基桩地质情况与原设计文件不符，要提出书面报告，及时与监理和设计联系、沟通。

钻孔桩成孔应满足允许偏差，成孔质量标准详见附表三。

附表三钻孔桩成孔质量标准表

比设计深度超深不小于50mm

2、钢筋接头连接采用电焊连接：搭接焊及帮条焊φ25钢筋单面为0.25m、双面为0.125m，φ20钢筋单面为0.20m、双面为0.10m。接头错开位置不得小于钢筋直径的35倍要求且不得小于50cm。

4、桩基混凝土灌注前必须把孔内杂物清干净，检查钢筋笼位置是否正确，导管是否牢固。

5、混凝土浇筑必须连续进行，间隔时间不得超过50分钟，一次浇筑完毕为止。

6、混凝土浇筑完毕后，混凝土面应做养护措施。

1、钻机设备必须安置平稳、牢固。

2、进入工地现场必须戴安全帽，特殊工种必须持证上岗。

3、禁止乱拉、乱接用电及带负荷接电或断电，并禁止带电操作。用电设备必须设有独立的漏电装置，闸箱做到防水防雨上锁措施。

4、使用切断机时应机械运转正常后，方可断料，断料时手与刀口距离不得少于15cm。活动刀片前进时禁止送料。禁止超过机械的负载能力。

5、钢筋断料应有专人扶住，操作时动作要一致，不得任意拖拉。机械运转中严禁用手直接清除刀口附近的短头等杂物。

6、电焊机必须接地良好，设独立开关，施焊时及时清除焊渣SY／T 4213-2017标准下载，且必须戴防护眼镜及面罩。

7、雷雨时，禁止露天焊接作业。工作结束，必须切断电源，并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。

8、吊装作业时，必须设专人指挥，起重臂下严禁站人。起重作业人员必须持证上岗，严禁无证操作。

9、起重机作业前必须检查制动器、吊钩、钢丝绳和安全防护装置是否完好，严禁机械带病作业。

1、所用材料应分种类、分型号有序堆放，下班后，各种机械擦洗干净，用完后的工具放回原处，做到环境清洁卫生。

2、确保施工现场附近和过往群众的安全与方便，在确有必要的地方提供照明、警示、栅栏、警告标志等安全防护设施。

4、做到文明用语、衣装整洁CJT484-2016标准下载，保护环境卫生，重视当地风俗习惯，树立良好的企业形象。

5、钻孔桩泥浆、污水不直接排放至沟渠，集中处理后用运输车辆运至弃土场。施工中所剩的杂料废物不乱丢乱弃，现场整齐干净，防止施工污染。