钻孔施工方案

乐雅高速公路TJ2合同段冷山互通C匝道三号大桥

钻孔灌注桩施工组织设计

一、工程概况

乐山—雅安段公路作为成渝地区环线列入国家高速公路网中，该段东连乐山—宜宾高速公路，西接成都—雅安高速公路，路线起自乐山市张徐坝，止于名山县水碾坝，主线全长101.422Km。本项目为TJ2合同段，起止桩号为（K8+180～K17+820），路线主线全长9.64Km。

乐雅路TJ2合同段共计18座大、中小桥，桩基施工工艺基本相同。其中双福河大桥主要是为跨越河流而设， 19#、20#、21#墩桩基在泥河内，根据设计图纸19#、20#、21#墩地面标高分别为387.49m、386.34m、386.4m，而泥河设计水位为388.4，基础施工受河水影响较大。施工前必须采取措施已保证基础的正常施工，采用不透水粘土筑岛，推土机摊平，压路机碾压。筑岛顶标高389.4m，比测时水位高2.9m，筑岛底标高386.0m，粘土填筑厚度约3.4m。单排筑岛尺寸为10m×30m，同时为增强筑岛抗冲刷、抗渗透能力，将筑岛上游侧加宽2.0m。为满足钻孔设备能运望现场，必须填筑一条施工便道来满足设备和人员的通行，便道设计宽度6.0m，填筑时按1：1收坡。整个筑岛和便道填筑数量为4200m3。

二、基础施工

1.方案概述

根据桥梁墩位处地质、水文状况、设计要求以及本工程的施工工期要求，本项目跨越公路或在陆地上的桥梁基础采用挖孔灌注施工，人工挖孔设备简单，可以全面开工，加快施工进度。跨越河流桥梁桩基础在河中或渗水量过大的地方采用人工无法挖进时，采用机械冲孔。砼由拌和站提供，罐车运输至桩基施工部位进行浇筑。

2.施工前准备

施工前要求做到三通一平，即通水、通电、通便道，平整施工场地。

3.基础施工

3.1.施工方案选择

按设计文件及现场地质水文情况，钻孔灌注桩分布如下：

表1：TJ2合同段钻孔灌注桩分布

3.2.机械钻孔(1).工艺流程

(2).钻孔前的准备

对于桩基处在河流中或挖孔渗水量过大的桩基采用冲击钻成孔工艺，钻孔桩施工前必须完成施工桩位场地平整后，以便安放钻机。

采用全站仪对各桩桩位进行精确放样，并根据各孔孔位布置钻机、泥浆池等，从而形成钻孔施工工作面。

钢护筒采用厚为6mm的钢板卷制而成，护筒内径比桩径大20cm。护筒脚底以上15cm处加焊厚为5mm钢带，形成11mm厚的强劲韧带，钢护筒长度根据实际地质情况予以确定，护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m，护筒焊接采用剖口双面焊，所有焊缝应连续，以保证不漏水，加工质量应符合《钢结构加工规范》的有关要求，加工或运输过程中每段护筒两端加焊“十”字撑，以防护筒在起吊运输过程中不变形。

钢护筒埋置采用挖埋法，先在桩位处挖出比护筒外径大40～100cm的圆坑，然后通过定位的控制桩放样，准确定位护筒，同时用水平尺和垂球检查使护筒垂直并在护筒上做出标记，对其进行标高检测防止护筒下沉。护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2～4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。此后，在护筒周围对称均匀的回填最佳含水量的粘土，并分层夯实。

(3).钻机安装、就位及冲头的选择

钻机安装先立好钻架并调整和安好起吊设备，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。用全站仪将护桩点引到孔口护筒壁上，形成十字交叉来进行钻头中心定位。要求钻头中心同钻架上的起吊滑轮车处钢绳、桩孔中心在同一铅垂线上，钻头中心位置偏差不得大于1cm；在钻进过程中要经常检查钻机，如有倾斜或位移，应及时纠正。

为确保钻进平稳和钻孔圆整,改善钻孔边缘破碎效果，钻头采用带圆弧副刃的四翼(十字)结构,使用钢丝绳提升，合金套旋转机构。

(4).冲孔、护壁及排渣

根据勘察资料，拟采用正循环冲击钻工艺，泥浆护壁，振动筛除渣。

开孔前应备足粘土，粘土用量约为钻孔渣土排出量的80%。粘土应具有如下特征：

①干燥时，具有较强的抗断性，破碎时形成较坚固的边棱，即使是小块也不易用手捏开；

②用刀切开时，切面光亮，颜色较深，有油脂光泽；

③用水润湿后，用手指捏搓时有粘性或滑润感，在可塑状态下，易搓成细而长的泥条而不断；

④干燥时易碎裂，在水中易膨胀，将粘土用水浸泡后搅拌，若呈混浊悬浮体一般适宜造浆。

开孔时向孔内投入粘土4～6m3，加清水用低冲程（0.5～1.0m）冲击造浆，泥浆比重1.3左右，钻进0.5m再回填卵石、粘土反复冲击。开孔后孔内泥浆液面高度控制在护筒口以上0.5m且高出地下水位1米。孔口以下3～5m以内每进尺0.5m用粘土、卵石回填两至三次。卵石部分被冲击成钻粉随泥浆排出，部分被冲击成碎块石嵌入孔壁，与部分粘土粘接成体，形成均匀密实坚固的人工造壁，并隔离孔内外水渗透。部分粘土造成泥浆用以平衡孔外水头压力。

开孔后3～5m即可安装泥浆循环系统排渣。泥浆循环系统采用3PNL泥浆泵从泥浆池内向孔底泵送优质泥浆，携带钻渣的泥浆经二级3PNL泥浆泵从孔口泵入振动筛，经筛分后流入泥浆池。

冲击过程中，锤头冲击使孔底地层松散、破碎成为钻渣，钻渣在锤头的冲击搅动下悬浮于泥浆中，随着循环的泥浆排出孔口。利用振动筛通过机械振动把大于网孔的固体颗粒筛离出来。即用泥浆泵将从孔口返出的泥浆泵入振动筛，在振动着的倾斜筛网表面，固体颗粒从筛面滚下排出，而冲洗液和小颗粒透过筛网流入循环系统。

钻进冲程控制在2～3m，泥浆比重1.3，如遇漂石地层要用与漂石同等硬度的卵石回填反复冲击，形成圆直的钻孔。

在正常钻进过程中经常检查合金套旋转机构活动情况及钢绳磨损情况。

(5).清孔

钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔位、孔径、孔的倾斜度进行检查，符合设计要求后方可清孔。根据该工程桩基础设计要求、现行规范规定及该区地层特点，采用“浑水孔”（即全孔泥浆护孔平衡地下水及地层压力）灌注水下混凝土。清孔方法采用正循环清孔，备用捞渣筒和空压机喷射，清孔时必须注意孔内水头，防止钻孔坍塌。不得用加深钻孔深度的方式来代替清孔，检查清孔满足设计及规范要求，经监理工程师认可后，再进行下道工序施工。

(6).检孔

钻进中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。每钻进4m～6m，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软