试桩方案

XXXX桩基工程

试桩方案

编制人：

审核人：

XXXXXXXXXXXXXX有限公司

2014年 11 月28 日

一、试桩目的

根据XXXX桩基工程的地质条件及空桩较长的特殊情况，试验和验证旋挖机成孔方式、钻具选择、钢筋笼安装就位方法、成桩功效等，为后续施工提供指导。

二、试桩位置选择

采用原位试桩，参照地质报告及现场条件，选择桩径为1.2米的99号桩作为试桩。试

桩机械选择中联重科的ZR360C型旋挖机。

三、试桩施工方法

（一）准备工作

1、桩机就桩位

（1）确认桩位附近平整，把桩机开到桩位旁，钻头的尖端对正桩位标注点，桩机回转中心距孔位4～4.2m，在允许的情况下，变幅油缸尽可能推动桅杆前伸，这样可以减小桩机自重和提升、下降交变拉力对孔的影响，检查在回转半径内是否有障碍物；

（2）观察机座支撑是否发生坍塌，如发生变化要及时调整水平仪，以保证桩孔不倾斜；

（3）保证钻杆中心、护筒中心在桩心上，否则会造成扩孔（灌注超方）与刮碰塌孔。

2、护筒埋设

（1）护筒用6～8mm钢板卷制焊接而成，护筒直径比桩径大300mm上部开一个溢浆口钢护筒在孔口的埋置深度5-6m；

（2）护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并作十字交点控制；

（3）旋挖护筒孔，钻进到可下护筒深度时，用副卷扬吊装护筒到孔内，再次用全站仪和细尼纶线十字交叉校核桩位与护筒中心位是否一致，如不一致，挪动护筒对正桩位，校正后在护筒外围填土夯实，把钻头尖落至与护筒上平面中心点时深度仪设零；

（4）护筒顶标高应高于施工地面200～300mm，要确保筒壁与水平面垂直（可用铅锤校对），起到隔离地面水、稳定孔口土壤、保持水头高度、导正钻孔垂直度、防止泥浆流失的作用，护筒底及周围用粘土分层夯实；

（5）吊放入护筒，同时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之重合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm；

（6）钻孔前应再次测定桩位，并确保护筒底端坐在原状土层；

（7）如果护筒底土层不是黏性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实300～500mm厚度的黏土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。

3、泥浆制备

护壁泥浆采用淡水制作的不分散、低固相、高粘度的优质泥浆。泥浆配比为膨润土3-10%，工业用碱0.5-1%，纤维素0.1%，加水拌合制成。

泥浆制备技术要求：

1）及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备泥浆进行第一次测试，使用前进行一次测试，钻孔过程中测试一次，钻孔结束进泥浆面下1米及孔底以上0.5米处各取泥浆样品一次。回收泥浆后，回浆处理后各测试一次。

2）泥浆可重复利用，回收泥浆性能指标达到要求后才可循环利用。

泥浆控制指标：粘度18-22s,含砂率不大于8%，胶体率不小于90%。

（二）钻头的选用

1、在粘土、砂土、全、强风化花岗岩中钻进采用1.2米直径的双底双开门截齿钻斗一次性成孔。

2、开始入岩时，若岩面倾斜，用子弹头筒钻或牙轮筒钻慢磨修平岩面。

3、岩面修平后，用800mm子弹头筒钻或牙轮筒钻加压取芯钻孔，然后分别用1.0m、1.2m 子弹头截齿钻头扩孔成孔。

4、最后用平底清渣筒清渣至沉渣检测合格。

（三）钻进施工方法

1、钻进粘土

粘土层钻进阻力小，吸附性强，不易脱落，据此动力头输出扭矩不宜过大，控制液压手柄高速钻进（23rmp左右为宜），钻进时连续加压，一次进尺量由钻斗直径决定，一般直径在800mm以上可装斗容的60%～90%；800mm以下钻斗的渣土不得超过斗容的60%，如果黏土的吸附力太强，导致钻渣不能倒出，可快速正反转钻杆利用惯性使渣土脱离钻斗，应选用较长斗齿及齿间距较大的钻斗以免糊钻，提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿间黏泥，更换已磨钝的斗齿；

2、钻进砂层

特别是中粗砂层，地层没有胶结性，比较松散，在提升过程中钻斗中的砂流失比较大，钻进时阻力也较大，为了提高钻进效率，动力头钻进中可提供最大扭矩，同时点加压钻进，当动力头扭矩输出达到额定值时，应该提升动力头释放压力反复钻进，直到钻斗装进一定量的渣

土后起钻倒渣，开始第二回次钻进，旋挖钻机80%埋钻的事故发生在砂层，经验表明，砂土钻进要做到

“三”慢，提钻慢，旋转慢，进尺慢；

3、花岗岩岩层的钻进

（1）遇到岩石单轴抗压强度值≥5MPa的各种风化岩石时换嵌岩筒式钻头钻进，钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，分级破碎，然后再用大直径钻斗扩孔钻进；

（2）入岩要参考地质报告，判断是真假入岩，取样验证；

（3）钻进成孔中，须随时检查钻头外齿磨损情况，必要时更换外齿。

4、加压工况

旋挖钻机在施工钻进过程中80%钻进工况是不需要用外加荷载的方式进行加压的，或者需要的加压力很小就能满足钻进的需求，实际上，当自重加压就能完成钻进作业时，钻机的输出转速就会自动降低，此时钻机操作手应主动调节外加载荷加压力的大小，使机器处于经济耐用状态，只有在钻进过程中遇到硬度≥10MPa的各种风化岩石时，才使用外荷载方式加压，且加压过程应是均匀的，加压力也不应太大，机锁式锁杆解锁注意事项：

（1）机锁式锁杆的钻杆之间有3种状态：完全解除锁定、不完全解除锁定和完全不解除锁定。后两种状态下不允许提升钻杆及后续的操作，机锁钻杆在完成钻进过程后，必须完全解除锁定，然后才能进行提升钻杆及后续的操作。

（2）钻杆正确的解锁方法是：

a.完成钻进过程后不能立即用主卷扬提升钻杆及钻斗；

b.用加压油缸提升动力头200～300mm；

c.反向旋转钻斗（与钻孔旋向相反）2～3圈；

d.以均匀的速度提升钻斗，且以慢速反转螺旋提升为宜；

e.在提升钻斗的过程中，每提升到一节钻杆的长度时请仔细留心钻杆及桅杆是否有瞬间增加重量后往前往下窜的动作。这一动作称为钻机的“点头”；

f.如果感觉钻机没有“点头”，应立即停止钻斗的提升，下放钻头到孔的底部，重复前面的操作，直到出现“点头”的感觉；

5、全长/分段机具钻孔法

施工中推荐采用全长/分段机具钻孔法进行钻孔作业。

（1）在进入工地进行钻孔前，应根据相应的地质报告、成孔深度，结合钻机的特点制定详细周密的钻孔方法，配备与地质报告相适应的钻斗及斗齿，不同的地质层运用不同的钻斗，配备不同长度、角度斗齿，并结合具体的地质层选取；

（2）依据不同的钻斗及斗齿、地质情况，确立钻机钻进过程所用钻进速度、钻进是否加压，加压力多大合适等，确立具体的钻孔作业的标准（针对具体的工地）；

（3）全长/分段机具钻孔法有助于加快成孔速度和成孔质量，提高钻机的利用效率，降低成孔的成本。

（四）入岩判断

1、入岩的判断方法主要是参考设计桩长、地质资料所反映持力层的埋深以及钻机的钻进速度，结合钻斗捞渣取样鉴定进行综合判断；

2、在钻进接近设计参考岩顶标高时开始观察返渣情况，取样验证，在监理、勘测部门确认已进入持力层后，再继续钻进；

3、孔深应根据桩机上测量系统显视屏幕显示及施工人员用钢丝测绳测量核对；

4、现场留取适量岩样备查，岩样标签注明桩号、采样孔深、采样日期。

（五）清孔

1、本工程采用旋挖钻机静浆护壁钻孔工法，为了保持孔壁的稳定性，避免在施工时出现钻孔坍塌和缩颈的现象，而在钻进过程中向孔内注入泥浆，利用静态泥浆液柱压力来保持孔壁稳定；

2、第一次清孔应在完成孔之后并在吊装钢筋笼之前用测绳测出沉渣厚度超出设计要求立即进行，第一次清孔，采用钻机放慢钻速利用双底捞渣钻斗将悬浮沉渣全部带出的方式进行；

3、当下钢筋笼之后用测绳测出沉渣厚度超出设计要求，可用泵送泥浆正循环清孔或气举反循环清孔；

4、测量孔内泥浆相对密度，当泥浆相对密度大于1.25时，需置换泥浆，使相对密度小于1.25，若相对密度变化太小时，要将护筒中泥浆位提高，以防压力不足塌孔；

5、采用气举反循环清孔时，防止冲洗液给量不足，孔内水位下降导致垮孔，返回孔内冲洗液的比重控制在1.15-1.25，孔内水头高度保持不小于1.5m；

6、清孔后用测绳复测孔深，以防提升钻头时刮碰塌孔和提钻速度过高塌孔；

7、孔底沉渣在监理工程师监督下用标准测绳测量沉渣厚度，测绳探头为钢筋吊锤或其它重物，定期复测测绳标尺位置的准确度，且应有备用测绳，泥浆比重用比重计测定，粘度用粘度计测定；

8、成孔待灌注时间一般不超过4h，清孔要直到商品砼运输车进入现场并检测孔底沉渣、泥浆性能满足要求后，即刻开始进行灌注准备，浇灌水下混凝土，浇灌混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度小于1. 15，含砂率≤4％，粘度≤22s。一般（16-22秒），容易塌孔土层，泥浆比重小于1.1。

（六）钢筋笼的制作及安装

⑴钢筋笼制作要以终孔的深度为准，即入岩深度为准。钢筋班组要提前跟现场分管区域的技术员进行交涉，技术员要提前1天将即将终孔的桩长给钢筋班组，做好钢筋制作安装和终孔的衔接工作。钢筋笼在现场的钢筋加工场制作成型。钢筋笼在加工场下料，同槽制作。主筋采用机械连接，每个断面接头数量不大于50%，相邻接头断面间距不小于1m。钢筋笼制作时，在骨架外侧的箍筋上穿入圆形的滚轮式水泥垫块，间距沿桩长不超过2m，横向圆周不得少于3块，以保证钢筋保护层厚度。根据前场需要，钢筋笼通过平板车运至现场。为防止钢筋笼在吊装运输过程中变形，圆形的加强箍采用Φ22的钢筋，并且间距适当加密。

⑵钢筋笼运至现场后，用25吨汽车吊进行钢筋笼的安装就位工作。钢筋笼缓慢垂直下放，避免与孔壁碰撞。

⑶钢筋笼准确下放到设计标高后，在钢筋笼上用电焊焊接4个吊筋，然后将钢筋笼上的吊筋固定在护筒上，以承受钢筋笼自重和防止砼灌注过程中钢筋笼上浮，确保钢筋笼的中心线与孔中心线吻合，不发生倾斜和移动。

⑷钢筋骨架制作和吊放的允许偏差。

钢筋骨架质量要求表

（七）混凝土浇注

⑴混凝土配合比

桩身混凝土设计标号C40水下混凝土，混凝土配合比设计通过试配确定，砼除满足强度要求外，还须符合下列要求：

①拌制的混凝土初凝时间要大于整桩混凝土浇灌所需时间。

②粗集料采用级配良好的坚硬碎石。

③最大粒径不大于导管内径的1/6及钢筋最小净距的1/4,同时不大于25mm。

④细集料采用级配良好的中砂。

⑤混凝土的含砂率宜为40%～50%。

⑥坍落度宜为180～220mm。

⑵下放导管及二次清孔

钢筋笼安装完毕，依次安装储料斗、导管并进行二次清孔。导管采用外径Φ273×4mm 的无缝钢管制作，管节间采用快速螺纹接头连接。

导管经水密检验合格后投入使用。下放导管时准确记录每节导管长度及安装顺序。将导管拧紧上牢，防止出现掉管事故。

导管底口距离孔底30～40cm，导管下放完毕，重新测量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超过要求，则进行二次清孔直至孔底沉渣厚度符合要求为止。

⑶水下混凝土浇注

①底混凝土的确定

首批砼浇注是确保水下砼浇注质量的关键，砼的数量满足导管初次埋深≥1.0m和填充导管底部的需要，考虑1.15的扩孔系数和一定的安全系数，首批砼浇注方量按3m3控制。

②混凝土的浇注

首批混凝土运至灌注地点以后，应立即组织试验人员检查混凝土的均匀性和坍落度，符合要求后，应制取混凝土试件进行标准养生，用以检查混凝土强度。混凝土灌注采用混凝土车直接开上冲孔平台进行灌注。

浇注前，在漏斗底部出口处，接头上口处铺球塞，再在上面用一带吊缆的定型铁板盖住。导管底口离孔底30～40厘米。待集中料斗注满后，快速提升吊缆，开始浇筑砼，首灌的时候要密切观察，防止堵管现象发生。