φ22m大孔径钻孔桩施工方案

φ2.2m大孔径钻孔桩施工方案1、编制依据

（1）《赵河镇跨南水北调特大桥郑万豫施（桥）-61》施工图纸；

（2）《承台、钻孔灌柱桩及扩大基础钢筋布置图郑万豫施（桥）参-01》施工图纸；

（3）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR 9603－2015）；

（4）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；

（5）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；

（6）实地考察资料：现场实地考察的本项目自然条件、地区资源条件等；（7）我公司生产、技术、机械、人员现状、工程计划安排、以往类似工程的施工经验。

2、工程概况

新建郑州至万州铁路(河南段)跨南水北调中线干线方城段工程，跨南水北调干渠设计为1联（74+160+74）m连续梁拱。430、431号主墩桩基根数各15根，均为钻孔桩基础，设计直径φ2.2米，设计桩长分别为97.5米、98米，原地面至桩底约107米，桩顶距离原地面约8.5米。桩型均为摩擦桩，为保证此大直径钻孔桩的施工质量，特编制此方案。

主要地质情况

根据地质图纸显示，施工场区的岩土层按其成因分类主要有：

⑸2-2 粉质黏土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，可塑，局部夹薄层粉土，含铁锰质结核及灰白色斑块。层面埋深0.00～14.30m，层顶高程123.03～154.19m，层厚0.40～18.60m，平均厚度8.44m。标贯实测击数平均值为14.15，双桥静力触探端阻qc=2.67MPa，推荐承载力基本值σ0=150kPa，岩土施工工程分级为Ⅱ级。

⑸2-3 粉质黏土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，硬塑，含有少量铁锰质氧化物及钙质结核。层面埋深0.00～24.4m，层顶高程105.31～143.64m，层厚0.90～27.30m，，推荐承载qc=3.73MPa，双桥静力触探端阻23.09。标贯实测击数平均值为9.43m平均厚度．

力基本值σ0=200kPa，岩土施工工程分级为III级。

⑸10-2 细角砾土(Q3al+pl)：杂色，稍密，饱和，主要由灰岩、砂岩组成，呈次棱角状，一般粒径10-20mm约占65%，最大粒径50mm，主要充填物为中砂及黏性土。层面埋深0.00～16.20m，层顶高程123.70～149.52m，层厚0.90～9.20m，平均厚度4.16m。动探修正击数平均值为9.92，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为Ⅱ级。

⑹2-4 粉质黏土(Q2al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，硬塑，含有零星的铁锰质氧化物，偶见有钙质结核，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等。层面埋深13.10～50.50m，层顶高程83.17～131.66m，层厚0.90～38.90m，平均厚度13.21m。标贯实测击数平均值为34.63，推荐承载力基本值σ0=220kPa，岩土施工工程分级为III级。

⑹2-5粉质黏土(Q2al+pl)：褐黄色、灰褐色、褐色、灰色，坚硬，含有少量钙

质结核，见有零星的铁锰质氧化物，局部夹有薄层状钙质胶结层。层面埋深

28.10～104.00m，层顶高程64.91～113.85m，层厚0.80～24.70m，平均厚度7.15m。标贯实测击数平均值为44.38，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为III级。

⑹5-4细砂(Q2al+pl)：褐黄色，密实，饱和，主要矿物成分以石英、长石为主，云母次之，砂质不纯，含有少量黏粒。层面埋深22.70～100.90m，层顶高程

38.65～126.59m，层厚0.80～10.10m，平均厚度3.15m。标贯实测击数平均值为

42.47，推荐承载力基本值σ0=250kPa，岩土施工工程分级为I级。

⑹6-4中砂(Q2al+pl)：褐黄色，密实，饱和，主要矿物成分以石英、长石为主，云母次之，砂质不纯，含有少量黏粒。层面埋深15.80～96.00m，层顶高程32.57～136.64m，层厚0.80～13.80m，平均厚度4.04m。标贯实测击数平均值为44.17，推荐承载力基本值σ0=300kPa，岩土施工工程分级为I级。

⑹12-3粗角砾土(Q3al+pl)：褐黄色、灰褐色，中密，饱和，主要成分以砂岩为主，磨圆度差，呈次棱角状，一般粒径20～50mm，最大85mm，角砾含量约占75%，余为中粗砂及少量黏性土填充。层面埋深18.20～92.50m，层顶高程47.41～134.31m，层厚1.30～5.70m，平均厚度3.34m。动探修正击数平均值为12.10，推荐承载力基本值σ0=400kPa，岩土施工工程分级为Ⅲ级。

3、施工计划安排

赵河镇跨南水北调中线DK244+382（74+160+74）m连续梁拱根据指导性施工组织设计天。60日完成。工期31月10年2016日开工，29月8年2016方案，本工点桩基计划．

430#墩桩基施工计划：2016年8月29日～2016年10月28日；

431#墩桩基施工计划：2016年9月1日～2016年10月31日；

各单根桩基施工计划详见附件1《赵河镇跨南水北调干渠特大桥桩基施工计划横道图》

4、成孔方法和机械设备的选择

4.1 施工工艺

结合本工程钻孔桩的设计、工期和设备情况等综合因素，钻孔采用反循环钻孔方式。反循环钻孔优点是排渣连续性好，速度较正循环快，功效较高。该工艺是超深、超大直径施工的最佳选择，不受地域、地层等其它因素的影响。所以本工点钻孔灌注桩施工采用回转钻进、泵吸反循环为主的成孔工艺，施工工艺流程见下图。．

平整场地测定孔埋设护制作护挖泥浆池、沉淀加工钻钻机就

泥浆循环、滤碴、补浆、测指中间检测孔深、泥浆比重、钻进速测孔深、孔径、孔斜注清水、

换泥浆、测比填表格、监理工程师签字认测孔深、孔填表、监理工程师签字认安放钢筋钢筋笼

制安放导清理、检二次清检查泥浆比重及沉渣厚灌注混凝测量混凝土面高度和制作混凝土试件管

埋深深凿桩桩基检测

4.1 反循环施工工艺流程图图

钻机类型的选择4.2

钻机的选择4.2.1

～90地质资料显示桥址地层特征为黏土与砂土互层结构，地表为人工填土，承载力在。采用钻孔灌注桩施工，根据以上情况分析，钻机的扭矩是影响工程施工进度的关键400kpa，额定功20T.mGF-400因素，因此本工点拟配置特制型正反循环钻机，该钻机动力扭矩为，可满足施工要求。4m，最大开口直径150m钻孔深度可达135kw,率．

4.2.2 钻头的选用

钻头采用普通三翼梳齿刮刀钻头，如遇到特殊复杂地层，可选用国内先进的滚刀钻头进行接力钻进。

4.2.3 起吊设备的选择

由于该工程的钻孔灌注桩钢筋笼重量较大；在钻孔灌注桩施工过程中，两台钻机分别在南水北调两侧交叉施工；钢筋笼运送不到位，需要吊车小距离转运、吊装。故选择起吊能力为50T、25T的汽车吊各1台配合使用。

5、作业前准备

5.1 主要施工人员配置

序姓职主要职

辅助全面组织、协调工1分部经张启

施工方案制定、技术指2分部总工程韩会

负责施工现场生产、协调、管生产副经3

负责施工现场安全、文明施安全副经王宝4

施工现场技术管理、指分部副总工程谢建5

材料检验、试样留取、质量检试验室主6

现场物资、材料供应 7 王杨物资部经理

现场技术控制、质量控制武攀8 现场质检员

测量定位张伦测量队长 9

施工人员组织、安排施工队负责人 10 刘国军

钢筋笼加工、安装30钢筋工11 人

钻孔、灌注水下砼人12

20钻机配套人员

5.2 主要机械设备

序号机械名称型号单位数量

搅拌机1 座310 10m 辆砼运输车2

32 80m/h

1装载CLG8553

2450T/25T汽车2电焊BX1-5005

1GQ506钢筋切断

GT4-1217钢筋调直

GW418钢筋弯曲2挖掘9PC220

2正反循环钻10GF-401WG螺杆空压11132AD

3发电12250Kw/200Kw

1

电动切管套丝13

R4-II

5.3 场地准备

该工点在南水北调干渠水源保护区内，施工现场布置应考虑水源污染的影响，以及跨干渠交通限制因素，结合现场情况综合考虑。拌合站、钢筋场、生活区设在主线里程DK245+500右侧，远离水源保护区，临时钢筋存放区、临时生活区、钢筋存放区等设在干渠左右两侧保护围栏200m外，并严格管理，不得随意倾倒生活、建筑垃圾、废水等。

南水北调施工区域计划临时征地4600平方米，分别用作布置泥浆池、存渣池、存浆池、钢筋笼组装、存放区，职工生活区等，具体规划详见附件2《赵河镇跨南水北调干渠特大桥桩基施工平面布置图》

（1）考虑钢筋笼运输困难，避免钢筋笼供应不及时对钻孔进度造成不利影响，特大桩钢筋笼计划在现场组装；

（2）施工区域处于南水北调水源保护区，泥浆必须外运，为保证钻孔进度，计划场外平方米用作存浆池，保证不因为泥浆无处排放造成停工或则泥浆乱排放造成2500就近征地．

环境污染；

（3）职工生活区建设在离南水北调干渠100米以外的区域，并修建临时可移动厕所，保证生活垃圾不污染水源。

5.4 护筒的设置

(1)钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒用10mm的钢板卷制而成，长度不小于3m，护筒内径不小于2.4m。每节护筒连接采用坡口焊，以减少护筒埋设时的阻力。

每节钢护筒内设置3道内支撑，保证钢护筒在吊装和运输过程中不致变形。(2)护筒的埋置方法

钢护筒运至施工现场后，质检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使用。

用全站仪测定各桩的中心位置，然后在纵横方向设置护桩，护筒埋设后，用四个正交方向的护桩来确定护筒中心位置，然后把纵横线恢复到护筒上，以此来调整钻机中心位置。

护筒的安放就位采用钻机先行钻孔并扩孔，随后下放安设护筒，通过护筒自重、挖掘机的加压装置配合采用加压下沉的方法。为保证护筒的垂直度，在护筒顶部加盖一厚度为25mm的钢板，在钢板的中心加压使护筒均匀下沉。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%，入土深度不小于2m，护筒顶面保证高出施工水位2m以上并高出施工地面不小于0.5m。埋设时在护筒四周回填黏土并分层夯实。

5.5 泥浆制备及循环净化

(1)泥浆池

每个墩位旁边设置双泥浆池，钻进泥浆池和存放泥浆池相结合的工艺进行施工，用22kw的泥浆砂石泵进行循环。因钻进泥浆池临近南水北调水源保护区范围内，拟采用钢板桩围堰设置为15×6×3m。弃渣区为普通原地面开挖，尺寸为40×10×3m，开钻后配置1台挖机专门负责泥浆清渣和装运，确保钻孔泥浆不污染到南水北调水源保护区。

(2)泥浆选择

泥浆性能指标应符合下列规定：

31.15g/cm1.05～泥浆比重：入孔泥浆比重为黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。

含砂率：新制泥浆不大于4%。

。95%率：不小于体胶

pH值：应大于6.5。

制备泥浆采用水力搅拌器，先在泥浆坑注水，边搅拌边加入膨润土或塑性大的黏土，并添加纤维、火碱等材料，确保泥浆指标达到使用要求。

泥浆原料选用膨胀土造浆。为提高泥浆黏度和胶体率，在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂，其掺量经过试验确定。

泥浆制备完成后，由试验人员对泥浆的指标性能进行测试，按照试验规程进行试验，记录制备泥浆的比重，粘度、含砂率三个指标的数据，并进行对比参考，根据结果及时的调整，以确保制备的泥浆满足钻孔要求，对于制备的泥浆，若不能满足要求，则一律不能投入使用，严格把控质量对于淤泥质土或粉砂等软弱土层，采用低档慢速、大泵量（35kw）、稠泥浆成孔，控制进尺速度，避免先扩径后缩径的情况出现；对于粘土层则采用中等速度、大泵量、稀泥浆钻进；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆成孔，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部塌孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；遇到地质变化都放缓钻进速度。

6、钻孔施工

6.1 钻机安装及钻孔

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护。钻机安装就位必须做到钻头和钻杆中心与护筒中心的在一垂直线上，偏差不得大于5cm。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移。

钻孔作业之前，设备应先试运转检查，以防止成孔或灌注中途发生机械故障。所有机电设备接线必须安全可靠。

开孔的孔位必须准确，孔位偏差不得大于5cm，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实，须由现场技术人员验收合格后，方能开孔钻进。

开始钻孔时应稍提钻具，以正循环方式在护筒内造浆，并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后方开始钻进。若无法形成较理想的泥浆时，加入膨润土和纤维素，纯碱进行搅拌造浆，膨润土采用优质的纳质膨润土，待泥浆性能符合要求后方可钻进。

反循环钻进参数为：

钻压 10～25KN

转速 20～40rpm

/h

3180m～ 100泵量

钻进过程中必须严格按照施工方案、作业指导书和施工规范进行；钻头起、落速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，钻渣不得堆积在钻孔周围；钻孔作业应连续进行，因故停钻时，需将钻头提离孔底5m以上，如需要将钻头提出孔外时，孔口应加护盖。

钻孔过程中经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。

6.2 钻进操作要点

（1）钻具下入孔内，钻头应距孔底钻渣面20～50cm，并开动砂石（泥浆）泵，使冲洗液循环2～3分钟，待泥浆循环畅通后开动钻机，慢慢将钻头放至孔底。轻压慢转数分钟后，逐渐增加转速和增大钻压，并适当控制钻速。钻至护筒下

1m后再以正常速度钻进。钻进过程中，应经常检查土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。在砂土或软土等容易坍孔的土层中钻孔时，宜采用慢速轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。

（2）正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应精力集中，掌握升降机钢丝绳的松紧度，减少钻杆水龙头晃动。

（3）在砂砾层钻进时，易引起钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻孔偏斜等现象，故操作时应特别注意，控制给进，加大泵量，降低转速。必要时，钻具应加导向，防止孔斜超差。

（4）在易塌孔地层中钻进时，应适当加大泥浆的比重和粘度来稳定孔壁。（5）加接钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环3～5分钟再拧卸加接钻杆。

（6）钻进过程中，应防止扳手、管钳、垫叉等金属工具掉落孔内，损坏钻头。钻进过程中要及时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交代本班钻进情况及下一班需注意的事项。

在钻孔过程中应及时滤渣，经常检查泥浆的各项指标，同时密切关注地层的变化，并与设计图纸进行核对。根据不同的地层控制钻机的钻进速度。另外须随时注意护筒口泥浆面高度，发现有漏浆情况出现，或孔内水位高于护筒底脚0.5m以上时须及时报告，查明原因，并及时用水泵补水入护筒，保持孔内水头高度和泥浆比重及黏度，以免水头不够而发生塌孔事故。

7、清孔及钢筋笼加工、安装

7.1 第一次清孔

清孔目的是抽换原泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除孔内钻渣，减少孔底沉渣厚度，防止桩底存留沉淀过厚而降低桩的承载力。终孔后，应立即进行清孔，不得停歇过久使泥浆钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。钻进至设计高程后，可

检查钻杆长度，对所钻孔深度进行复合，然后在不起钻的情况下，将钻具提离孔底50cm左右，下入测绳对钻孔实际深度进行验证，确认已达到设计要求的孔深后，可停止向下钻进，保持钻头不接触孔底，慢速回转钻具，开始清孔。

清孔应达到以下标准：孔内排出、抽出或捞出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。

进行换浆清孔时，应保持一定水头高度，以防止塌孔。

7.2 检孔

孔径检测在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行。采用电子探孔器对成孔孔深、孔径和竖直度进行探测。成孔质量检查项目及规定值或允许偏差见第9章<质量标准与检验方法>

对孔径、孔深、孔位及竖直度进行检查确认合格后，经监理工程师认可，即进行钢筋笼的吊装。

7.3 钢筋笼加工及吊装

7.3.1 原材料检验

钢筋须按不同规格、等级、牌号及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂，立牌以便识别。钢筋应具有出厂质量证明书，使用前需按规范要求抽检，符合规范要求的方能使用到工程中。

7.3.2 钢筋骨架制作

钢筋笼骨架采分节制作，半成品在钢筋加工场内制作。完成后运输至钻孔孔位旁边，现场加工，钢筋笼固定以后由人工焊接成型，箍筋由人工旋转缠绕到主筋上绑扎，从而形成完成钢筋笼骨架。为防止钢筋骨架变形，每道加强筋需设置三角撑，其钢筋直径与主筋相同。

钢筋主筋净保护层厚度为7cm，采用同强度等级的砼垫块。砼垫块为圆柱形，直径14cm,厚度3cm，每道加强筋对称设置4个垫块，用直径10mm的钢筋焊接在骨架上；或采用耳筋保证保护层厚度。

）

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759.23321.14252.8152.1239.781530.76