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郑州市元通大道跨南水北调

河南省地矿建设工程（集团）有限公司

郑州市元通大道跨南水北调总干渠桥项目部

我项目部承建的郑州市元通大道跨南水北调总干渠桥梁工程跨干渠南至渠北，全长561.4米，道路红线宽45米双幅，其中左幅桥长311.95、右幅桥长323.15米，单幅宽20.5米，左幅跨度：2×20m+36.5m+52m+36.5m+22.7m×4+2×25.55m；右幅跨度：2×20m+36.5m+52m+36.5m+25.8m×4+2×25.55m；左右幅宽度：20.5m+4m+20.5m，左幅局部宽：23.5m；右幅局部宽26.5m。

1、该桥梁工程钻孔灌注桩共204根Q／CRRC J26-2018 轨道交通装备产品禁用和限用物质.pdf，其中桩径100cm的计132根,桩径130cm的计73根。桩长最长为46m,最短为24m。

2、该大桥跨区域位于岗地与平原的过度地带，区域东侧为广阔的黄淮冲积平原，场地以西属低山岗地，山脉大体呈东西向，向东逐渐与黄淮冲积平原相接，地势总体呈西高东低的特点。

3、根据勘探设计院出具的204根桩基范围内的地质报告显示，自上而下第一层为粉质粘在0～8.80米间，σ0=140kpa；二层为粉质粘土在4.90～18.0米间，厚度9.2～13.1，σ0=200kpa，三层为粉质粘土在11.0～21.6米间，厚度3.6～16.7，σ0=220kpa；四层为夹砂粘性土在14.5～31.6米，厚度10.0～20.6，σ0=240kpa；五层为砾石在22.9～45.0米间，厚度13.4～30.5，σ0=400kpa；六层是粘土岩，σ0=280kpa。

4、中铁第一勘探设计集团有限公司依据地质勘探报告，对该桥桩基设计采用了摩擦桩设计。

5、根据勘探资料，桥区域地下水按其赋存条件及性质分为孔隙裂隙水和孔隙潜水两种类型；地下水位高程稳定在93.0—93.3m之间；但目前桩基施工至标高74.8米位置仍未见渗水现象，估计是旱季地下水位线下降所致。

1、依据中铁第一勘探设计集团有限公司设计的郑州市元通大道跨南水北调总干渠桥梁工程施工图。

三、旋挖钻桩基成孔概述

旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺点是在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层。

根据设计单位提供的地质资料和设计图纸,元通桥跨域内地质条件主要为粉质粘、夹砂粘土、砾石和泥岩组成,且在桩基成孔范围内无地下水，适合采用旋挖钻机干法成孔施工方法，考虑到有效工期相当短的因素,我部选择4～6台宇通重工YTR200型旋挖钻机，钻机械性能如下表所示。

宇通重工YTR200型

双速液压驱动+单机齿轮减速

鉴于旋挖钻在豫西、陕西、甘肃、青海等地地下水位较低的地区，桥梁桩基施工时大部分采用干法钻进成孔无水砼灌注施工法拟定的施工工艺图附下页。

B、工作状态：旋挖钻施工为动力头带动钻杆下端的钻头,利用钻头下端的切削刃对土层进行切削破碎,切削的土体被挤进钻斗,装满后将钻斗提升出孔口,旋转钻机底盘,并开启钻斗阀门,将土体排放到地面或直接卸在汽车上运走，如此反复,直钻至孔底标高

C、钻机就位施工：旋挖钻机就位后钻头对准桩位,调整钻杆垂直度,并将深度记录仪初始值调整为零，开钻慢进，待钻进深度超过护筒底边一米后，即可全速钻进，钻至设计标高后,用旋挖斗将孔底虚土清出,亦即成孔。

D、干法成孔孔壁顺直偏差小、孔径垂直偏差小，孔体圆顺且表面粗糙。

A、钻孔前调整旋挖钻机钻杆保持垂直、确保位置正确,防止因钻杆晃动引起桩位偏移。

B、初始钻进表土层保证钻杆垂直,缓慢进尺,减少钻杆晃动，钻孔过程中，采取措施（护筒埋设时高出地面30cm并围堰）防止下雨天雨水流入孔内。

C、钻孔施工连续进行，如因故停机时及时提钻,防止长时间停钻出现塌孔埋钻，钻孔完毕及时浇筑砼，若不能及时浇筑间歇时间较长时，钻孔的孔口加盖板罩，防止安全事故发生，再次开钻前检查孔深是否出现塌孔。

D、钻机在连续施工钻进过程中，时常观察钻进地质情况，进入砂层、砾石层时，要严格控制钻进速度，必须低速慢进，防止塌孔。

E、在灌注过程中技术人员随时测量孔内砼面高度，及时调整导管埋深，保证导管埋置深度在任何情况下不得小于3m（为了保证砼浇筑段有足够的压强，保证砼的密实度），控制在3～6m左右，桩顶加灌0.8～1米。

F、孔底清理经监理工程师检验合格后及时灌注砼，在砼灌注前对运至现场的商品砼进行塌落度检测，检验出厂随车资料、核定立方量，合格时进行灌注。

钢筋笼从加工场运输到桩位时，要防止撞击变形，钢筋笼安放前采用探笼探孔，以防止下笼时产生意外，安放钢筋笼时采用16T汽车吊吊装入孔，钢筋骨架在下放时防止碰撞孔壁，如放入困难，要查明原因，不得强行插入，钢筋骨架安放后的顶面和底面标高误差不得大于±5cm。

A、钢筋笼安放完成及时进行砼灌注，减少成孔的停置时间，干法成孔的桩基采用垂直导管灌注砼，靠砼反压出导管形成的扰动产生振捣作用。

B、导管为直径250mm钢管，分节长度为4米，配置1～2m短节，底节长6～7m，导管接头为橡胶密封圈丝扣连接，导管内壁圆顺、并根据不同孔深编号及自下而上标示尺度，导管在吊入孔内时，用导管夹具将其位置固定在孔中心，防止卡挂钢筋骨架。

C、采用无水砼灌注法施工，在砼通过导管进入桩孔底部时，由于落差过大（最深部高达约47米）会对桩基底部产生强大的冲力产生振动，诱使桩孔局部砂层、砾石层脱落，容易出现塌孔现象，故此在第一料斗砼灌注前在导管内安放一直径为300mm空心橡胶球（即水下灌注砼时用的避水球），球内充气，致使砼下落时起到缓冲作用，降低砼下落的速度。

D、为确保桩头部位砼的密实度，在砼灌注完成后有吊车提起导管上下活动让其产生振捣作用并且缓缓拔出导管，使桩头部位增加砼密实度，促使桩头部位砼的质量更好（专家论证不需振捣），并做好灌注记录。

先确定出墩中心,并检查与相邻墩中心之平面几何关系,确认无误后进行细部桩位的放样，将墩台的几根桩同时放出,以便检查其桩间相互关系,确认无误后埋设护桩,并进行钻机的就位，由于钢护筒直径较设计孔径大10～15cm，先按设计桩径钻至护筒底标高以下0.50～1.00m,再扩孔埋设护筒，这时桩心一般不会偏位,而重新钻进时钻头顺着第一次超钻的0.50m很容易实现导向钻进,把桩心位移降低到最小值。

桩孔允许偏差见下页表，由于各种钻头型式不同，开扩孔的部位也不同，总体来讲,钻头的扩孔部位的外径较设计桩径小3cm即可，当钻头磨耗大于2cm时要调整刀片角度或加焊，对成孔用检孔器进行检孔，探孔器长度设置5.5米。

砼桩允许偏差、检验方法及检验数量

群桩：≤100，单排：≤50

旋挖钻机上本身带有深度记录仪,对孔深可直接进行量测，但终孔前一定要用测绳进行孔深复测，由于是干法成孔,且孔底一般只有几厘米的虚土,不存在沉渣,孔深量测很容易控制。

钻孔倾斜度主要通过钻杆垂直度进行控制与调整，尽管钻机操作室内有钻杆垂直度显示仪，并可直接通过操作阀进行调整,但仍需不定期的用经纬仪对钻杆垂直度进行检校。

旋挖钻机施工机械化程度高,每台钻机每班只需配备四人,其中操作司机一人、机修工一人和普工二人，操作司机负责机械的操作运转,机修工负责机械故障的排除及机械状况的检查，普工负责配合换钻头、桩机的对位、下护筒及护筒周围土的回填等工作。

旋挖钻干法成孔，不需配备其它料具，只是当遇有较大的地下水时,只需向孔内投放稳定液或泥浆，利用钻机旋转产生的离心力将稳定液或泥浆挤入孔壁进行护壁,此时也不需要单独的造浆系统。

砼灌注时配置高频振动器2台或插入式振动棒2套以便于在砼浇筑至距桩顶两米时随时使用。

　1、施工过程质量控制：

　　开钻前确认是否有前期遗留问题，查验报验手续是否完备，对拟开工桩位落实施工人员、设备机具、材料、施工方法、测量等方面的内容：

A、人员落实：人员配备是否满足要求，质量管理人员是否有相应资格并熟悉相关施工技术规范和质量验评标准；操作人员是否经过交底。

B、机械设备：拟开工桩位所需机械设备是否配备齐全、到位，设备机具性能应满足施工技术规范和施工方案要求，保证设备机具的状态完好。

C、材料落实：进场的材料是否报验合格，材料准备是否充足，需抽样检验的材料是否合格，向监理工程师报验资料是否合格、齐全。

D、施工方案和施工方法落实：组织现场施工人员熟悉施工方案，进行技术交底，完善交底手续。必要时与现场监理工程师进行沟通，要掌握关键质量控制点的技术参数。

E、监视测量装备落实：监视、测量装置配置计划中的仪器设备配备齐全、到位，本部不能做的实验检验落实委托有资质的单位，自有监视测量装备保持完好。

F、施工环境落实：现场是否具备足够的工作面，特别雨季施工天气条件是否满足施工工艺参数的要求等。

2、施工过程中的检查落实：（除落实以上各项内容外，应重点检查落实以下方面的内容）

、施工过程中各项施工技术参数是否异常，操作人员工作时有无误操作，详细做好桩基施工现场记录，索取商品砼随车质量证明书。

、施工过程中应该做的检验与试验工作有没有完成，各项技术指标的符合性，随时检验砼的塌落度，协助监理工程师做好现场监理旁站工作。

、检查现场施工技管人员及工人应对可能影响施工质量的紧急突发情况的应急应变能力。

、留置砼试块，按照规范要求多留出一组，以便今后自检或抽查时备用。

　　、施工后的检查除按施工工艺标准或施工技术规范要求必须进行的检查、检验外，检查重点为对后续验收、检验评定和下节点施工的支持作用及成品保护工作，同时注重施工过程中可追溯性资料的收集整理工作。

　　　、桩基工程施工完工后按照规定的程序和要求，对完工后的检验批、分项工程及时进行评定，经检查认可并签署验收记录后，才容许进行下节点工程施工。

在终孔和清孔后，应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、倾斜度、孔底渣土厚度、钢筋笼底面高程等进行检查。

、群桩、排架桩的桩位：全站仪或经纬仪检查纵横方向中心。

、钻孔倾斜度：查验灌注前记录，允许偏差为桩长的0.5%。

、孔底浮渣厚度：查验灌注前记录，应符合设计和施工规范要求。

、钢筋笼底面高程：查验灌注前记录，应符合设计要求。

、钻孔灌注桩混凝土的强度：按水泥混凝土抗压强度评定标准检查。

、凿除桩头多余混凝土后，检查有无残缺的松散混凝土，检验桩体完整性。

、插入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度，应符合要求。

5、旋挖钻孔灌注桩质量通病

a、护筒周围用粘土填封密实，在松散粉砂层或卵石钻进时桩机不能进尺过快或较长时间空转，根据孔内的不同地质情况及时调整钻进速度以维持孔壁稳定。

　　c、钻孔完成清孔时，指定专人负责检测清孔情况确保桩底浮渣厚度不超200mm。

　　a、钻机就位时，要使钻机底座水平，要使钻杆中心在一条竖直线上，并经常检查校正，由于钻杆较长，转动时上部有摆动，初始钻进时要低速慢进。

　　b、在有倾斜的软、硬地层钻进时控制进尺，低速钻进，如有孤石、探头石，更换合金钢钻头慢挖通透，倾斜超标时，在桩孔偏斜处上下反复扫孔，使孔校正校直；偏斜严重时，应回填粘土到桩孔偏斜处以上，待回填料沉积密实后继续钻进。

、缩孔防治：及时修补钻锥，使之符合尺寸要求，恢复正常工作。

　　、卡钻、埋钻和掉钻防治

　　a、经常检查转向装置保证其灵活，经常检查钻杆、钢丝绳及连接装置的磨损情况，及时更换易磨损件，防止卡钻或掉钻。

b、卡钻时不宜强力提拔，只宜轻提钻头正反旋转轻轻提出

c、对于埋钻，如是坍孔或其它原因造成的埋钻，使用高压空气吸泥机吸走埋钻的泥砂，提出钻头或放入高压风管，用压缩空气吹开埋住钻头的钻渣后提出钻头。

d、掉钻头时用打捞叉、钩、绳索等工具捞取，若已被砂石埋住可按上述办法清除砂石，使打捞工具接触落物后再打捞。

　、钢筋笼运输变形、偏位防治

a、钢筋笼应根据运输和吊装能力及吊装条件分段制作、分段运输、分段吊装，吊入钻孔内再搭接焊连接。

b、钢筋笼在运输及吊装时，除每隔2m左右焊一道加强箍筋外，还应在钢筋笼内每隔4m装一个可拆卸的十字形临时加强支撑，待钢筋笼吊入钻孔时逐一拆除。

c、钢筋笼主筋保护层钢筋焊接牢固，符合设计保护层厚度要求，保证钢筋笼在灌注混凝土时不会发生偏移。

　　a、导管底口至孔底间隙不得超过300～500mm左右，在提升导管前，用标准测深锤测量混凝土表面标高，始终保持导管底口埋于混泥土中不小于3m且不大于6m，控制导管提升高度。

b、下导管前检查导管拼装后的轴线，试拼后各节导管应从下至上编号，标上累计长度，吊入孔内拼装时，各节导管号和圆周方向应与试拼时相同，不得错乱。

c、要确保混凝土均匀、连续的灌注，保证混凝土的连续灌注，中断灌注不应超过30min，混凝土的坍落度宜为18cm左右±2cm，使混凝土具有良好的和易性，混凝土的含砂率宜为45%左右，最大水灰比宜不超过0.4，并掺入外加剂、粉煤灰等材料，在运输和灌注过程中，混凝土应不发生显著离析和秘水。

e、灌注开始发生堵管时，可用长杆冲捣、用吊绳抖动导管或用振动器震动导管等方法，迫使混凝土下落，若无效果，需将导管连同管内混凝土拔出、清除，换新导管，准备足够储量混凝土重新灌注。

、灌注混凝土时钢筋笼上浮防治

　　a、摩擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底，钢筋骨架上端在孔口处必须有足够的加压固定设施。

　　b、灌注中，当混凝土表面接近钢筋笼底部时，应放慢混凝土灌注速度，使导管保持较大埋深，并使导管底口与钢筋笼底端保持较大的距离，以便减小对钢筋笼的冲击。

　　c、混凝土面进入钢筋笼一定深度后，应适当提升导管，使钢筋笼底端至导管底口有一定的深度，但应注意导管埋入混凝土表面不得小于3m。

　　、灌注混凝土过程坍孔防治

　　a、如塌孔采用吸泥机吸出坍入孔内的泥土、移开孔旁重物和排除施工震动等有效措施防止继续坍孔，如不再坍孔，可继续灌注混凝土，但灌注结束后，该桩应作问题桩处理。

　　b、用上述方法处理坍孔仍未停止，或坍孔部位又较深时，宜将导管及钢筋笼拔出，回填粘土后重新钻孔。

a、灌注混凝土接近结束时上海林彬塑料制品有限公司1#生产车间钢结构工程施工组织设计，如桩头部位过深，肉眼无法查看时用分节接长的钢花管，插入混凝土中取样，鉴定混凝土表面的位置，也可判定砼浇筑过程中是否存在塌孔现象存在。

　　b、短桩头处理：当桩基浇筑高度不够时，开挖后做接桩处理，凿掉砼桩头，清理砼表面，砌筑桩基井壁（或者采用同径圆柱钢模板）达到设计高度，周边回填压实，然后在桩头砼表面浇灌素水泥浆后浇灌砼，并采用振捣棒振捣密实。

　　、钻孔灌注桩夹泥、断桩防治

　　a、混凝土和易性要好，坍落度应控制在18cm左右±2cm，灌注直径较大长桩混凝土时，混凝土中应掺入缓凝剂，尽量延长混凝土初凝时间。

c、在提拔导管时，要通过测量混凝土的灌注深度及以拆下导管的长度，认真计算提拔导管的长度，严禁未经测量和计算而盲目提拔导管超拔露出管口。

d、在钢筋笼对接采用搭接焊时，主筋接头左右搭接保证焊口平顺，保证焊缝不要在钢筋笼内侧形成错台DB43／T 1774.1-2020标准下载，以防钢筋笼卡住导管。

f、发电机组、运输车辆、导管等要有备用，工程材料要有安全储备，以保证混凝土灌注连续性、一气呵成，当发生断桩、夹泥事故时，应用地质钻机钻芯取样检查，在查明情况的基础上，对断桩、夹泥或局部混凝土松散的桩，可采取用压浆补强或另行补桩的方法处理。