冲击钻钻孔灌注桩首件施工方案

冲击钻钻孔灌注桩首件施工方案

一、工程概况

本合同段冲击钻钻孔灌注桩首件工程计划为成渝枢纽互通D匝道2#桥3-1#桩。该桩桩径为φ1600mm，桩长14.6m，桩底标高为428.4，桩顶标高为428.4+14.6-1.4=441.6，按照砼加灌1m控制，混凝土面控制高程为442.6，原地面标高为444.71，设计孔深为444.71-428.4=16.31m。主要施工机械有：冲击钻机、发电机、潜水泵、泥浆循环泵、吊机、混凝土搅拌机、砼罐车等。

本桩位点位于旱地，施工条件较好，施工前用只须用机械稍微平整即可。

本桥施工用电采用400KVA施工专用变压器或者90Kw发电机提供、220v居民用电提供生活用电。

设计C30水下砼29.4m3，由贾家拌合站提供，3辆砼罐车经施工便道运输至现场。

二、施工工艺

场地平整→桩位放样→埋设护筒→开挖泥浆池→冲击钻成孔→验孔→清孔→钢筋笼安装→导管水密试验→安装导管→二次清孔→灌注混凝土→泥浆清理→检测桩基。

三、施工方法

1、准备工作

1.1桩基范围内的场地平整，清除余泥及草皮、垃圾等杂物，在附近检平并压实。

1.2详细了解水文地质资料和地下管线资料。人工探察地下管线情况，探孔深度不小于3m，3m以下用铁钎进行刺探，确定无地下管线后才开始动工。

1.3桩基础附近开挖沉浆池，并根据地形、交通和施工需要设置临时围栏，防止车辆及行人闯入，白天悬红旗，夜晚挂红灯示警。

1.4钻（冲）孔桩现场应接通水、电。为保证钻（冲）孔施工连续进行，宜设置备用发电机组。

2、采用全站仪按设计桩位坐标准确放出桩的位置，用钢尺对桩位进行纵、横向的校核，确保孔口平面位置与设计桩位偏差不大于50mm，定出骑马桩并要对骑马桩进行保护且经常校核，确保中桩位置正确。

3、埋设护筒：

护筒采用4mm钢板制作，其内径为180cm，长2m。上部开设1～2个溢浆口。护筒制作要坚固耐用，不易变形，不漏水，安装好，起拨方便，并能重复使

用。

护筒上口高出地面0.3m，人工配合小型挖机挖出比护筒预埋深度深0.3～0.5m、直径比护筒大0.4～1.0m的圆坑。在坑底填0.3～0.5m厚的粘土并夯实。

将钻孔中心位置标于坑底，并将护筒放进坑内，用十字线加线坠找出护筒中心位置，移动护筒使护筒中心与坑底中心重合，其中心轴线与桩位偏差不得大于200mm，且护筒保持垂直，用水平尺校直护筒。

在护筒四周对称均匀的回填、夯实粘土。

4、泥浆制作

选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：泥浆比重：砂黏土不大于1.3。

粘度：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%。

胶体率：不小于95%。

PH值：大于6.5。

5、冲击钻进成孔

钻机就位后，精心调平，并支撑牢固，确保施工中不发生倾斜、移位。开钻时，应小心使锥尖对准设计中心。

5.1、护筒附近钻进

在护筒底部门以下2～4m范围内开孔时，应在护筒内加满相对密度1.4～1.5的泥浆，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。如开孔就遇到孤石或硬度不均的地层，要用小冲程间断冲击，以勤放绳、少放绳的方法反复冲击，这一孔段一般不捞渣。

5.2、亚粘土、亚砂土层砂性土钻进：

当钻进砂性土或软土层时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。

以相对密度为1.2～1.4的泥浆护壁，用抽筒钻头、中小冲程冲击钻进。

5.3、泥质砂岩层钻进

进入泥质砂岩层后，低锤冲击或间断冲击，如发现偏差要回填片石至偏孔上方300-500mm处，然后重新成孔。在此层中钻进时，优先选用有较大冲击力的带侧刃的一字形钻头，在设备能力允许下尽量增大钻头重量和冲击高度，始终保持孔内充满相对密度1.1～1.2的泥浆。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中

捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。

5.4、入岩深度控制

当钻机进入泥质砂岩面时，操作人员根据钻机进尺情况通知现场技术人员，现场技术人员立即测量岩顶面标高，然后根据设计要求及甲方提供的桩底标高确定入岩深度，入岩部分钻进时，应注意进尺情况，如果进尺速度突然加快或其它不正常现象时应及时通知现场技术管理人员作处理，当入岩深度达到要求后，方可停止冲击钻进。

6、验孔

验孔采用自制钢筋检孔器对孔径、孔形和倾斜率等项进行检验。检孔器外径D等于钻孔桩钢筋笼直径（146.4cm）+100mm（不得大于钻头直径）即156.4cm，长度为4～6倍外径，即625.6～938.4cm。

验孔时，先把测绳栓在检孔器的顶端，再用钢丝绳将检孔器慢慢下放，当检孔器下到井底以后用米尺测量桩基中心到钢丝绳的距离，再除以测绳的读数就是孔的斜率。桩基的平面位置用全站仪或钢尺检测。

质量要求：孔中心平面位置≤50mm,倾斜度＜1%且不大于50cm，孔径不小于设计桩径（160cm），孔深比设计深度超深不小于50mm，即孔深不小于

16.31+0.05=16.36m。沉淀厚度不大于设计规定，即不大于5cm。

7、清孔

钻孔达到设计标高，经终孔检查合格后，立即采用换浆法清孔。以中速压入1.03～1.10比重较小的泥浆，把钻孔内比重较大的泥浆换出，使泥浆比重减少到1.03～1.10，并满足泥浆粘度17～20s，胶体率＞98％，换浆时间一般需要3～5小时左右，用沉渣盒采集泥浆样品，测定泥浆比重（1.03~1.10）、含砂率（＜2%）和孔底沉渣厚度（＜50mm），以判断清孔情况。清孔后应立即用吊机下放钢筋笼。

8、钢筋笼制作及下放

钢筋进场后必须检查出厂质量证明书，出厂证明书不全或没有证明书不予使用。试验人员对钢筋做全面试验检查，并分批取样。施工前将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，保持表面洁净。

钢筋机械接头性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107)的规定。受力钢筋机械接头位置宜相互错开。当多根钢筋的机械接头位于不大于35倍钢筋直径范围内时，应视为接头处于同一连接范围，该范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率不宜超过50%。钢筋连接件的混凝土保护层厚度应满足设计及规范规定的最小厚度的要求。连接件之间的横向净距不应小于钢筋直径（28mm）且不应小于25mm。接头用套筒、连接套及锁母在运输、储存过程中应按不同规格分别堆放整齐，避免雨淋、沾污、遭受机械损伤或散失。

8.1、钢筋笼制作成整体，一次吊装就位。

8.2、制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。

8.3、钢筋骨架保护层的设置方法：

钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”，见下图或转动混凝土垫块，见右图。设置密度按竖向每隔2m 设一道，每一道沿圆周布置4个。

8.4

骨架牢固的固定在炮车上，确保运输过程中的安全稳定。

8.5、声测管的制作与安装：声测管采用Ф50×3mm 钢管，桩中设四根声测管，相互错位90度，声测管紧贴在加劲箍内侧，声测管下端伸至桩底，用钢板封头，上端伸出桩顶30cm 。按图纸要求均匀固定在钢筋笼内侧并与钢筋笼一起分节，节间用螺铰连接，与钢筋笼一起吊装（注意在钢筋笼吊前将声测管内灌满清水）。吊装时注意保持钢管竖直，不得堵塞管道，吊装完成后，用钢板封住上口，以防杂物入内堵塞声测管。

8.6、骨架的起吊和就位

钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，

再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。

骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。

然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊环内插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。

9、导管水密试验

导管技术要求灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为30cm。导管使

用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍，p=r c h c-r w H w

式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；

r c为砼拌和物的重度（24kN/m3）；

h c为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；

r w为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；

H w为井孔内水或泥浆的深度（m）。

即本桩的导管水密试验的最大压力值P=2.4*（16.36+1）-1.03*16.36=24.8kpa。

10、安装导管

导管采用φ30cm钢管，每节2～3m,配1～2节0.5～1.5m的短管，共配置16.36-0.4+0.3+0.2+0.5=16.96m，取0.5m整数倍为17m导管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。

导管安装后，其底部距孔底有250 ～400mm 的空间。

11、二次清孔

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求，当设计无要求时：端承桩不大于5cm及设计要求。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。

12、灌注混凝土

12.1、混凝土要求

混凝土由拌和站统一拌和，水泥、外加剂由电子计量系统控制；碎石、砂利用电子计量配料机配料。电子计量配料机使用前由试验室人员进行标定。对骨料的含水率经常进行检测，据以调整骨料和水的用量。严格按试验室确定的配合比拌制砼，拌和时间不少于90S。用砼罐车运送砼，每车砼量7.0 m3。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度。混凝土坍落度要求180mm～220mm。

12.2、首批封底混凝土

计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

首批灌注混凝土的数量应能满足首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的

需要，所需混凝土用量计算如下（桩径1.6m、孔深16.36m）：

V≥πD2（H1+H2）/4 +πd2h1/4

=3.14×1.62（0.4+1）/4 +3.14×0.32×16.36/4 =3.17m3

安全系数取用1.2，则v≥3.17×1.2=3.8m3

式中：

V——灌注首批砼所需数量（m3）；

D——桩孔直径（m）；

H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；

H2——导管初次埋置深度（m）；

d——导管内径；

h1——桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡

导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=H W r W/r c；

H Ww——井孔内水或泥浆的深度（m）；

r W——井孔内水或泥浆的重度（KN/m3）；

r c——砼拌和物的重度（25 KN/m3）。

对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。

12.3、水下混凝土浇灌

桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。灌注时采用剪球法，配备大料斗一个，能满足首盘砼方量。灌注过程中分次集中下砼，砼下料斗上加钢筋网以防止大块物体落入导致堵塞导管。第一次灌注时先将下料斗装满，然后在拔出隔离栅的同时砼搅拌车加速倒料，保证首批砼（不小于3.8m3）一次灌注完毕，导管埋深1m以上。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及

时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除，导管的埋置深度应控制在2～6m，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。管底在任何时候，应在混凝土顶面以下至少2m。输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。

在灌注过程中，后续混凝土卸料速度要均匀，徐徐灌入，不可时大时小，形成间断的封闭导管上口，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水或造成导管栓塞。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。

在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,管内压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。

在灌注混凝土时，每根桩应至少留取3组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换班时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度；在各灌注时间、砼数量、砼上升高度、混凝土面的深度、导管埋深及拆除导管节数以及发生的异常现象等，

应指定专人进行记录。

12.4、灌注砼测深方法

灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。

目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10－20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。

13、泥浆处理

钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。

14、检测桩基

验对于钻孔桩，按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后采用声波透射法进行检测，如果发现不合格要做抽芯检验。

四、质量要求及验收标准

当桩身混凝土强度达到设计要求强度时，请具有桩基检测资质的单位，对桩进行超声波检测，检测合格后并经监理工程验收后进行承台基础工程的施工。

钻孔桩钻孔允许偏差

钻孔桩钢筋骨架允许偏差

五、工期安排

计划开工日期：2012年 4 月 1 日计划完工日期：2012年4月7日计划工期：7天

六、机具人员安排

机具人员安排

施工现场组织机构框图

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分项工程安全、质量、环保体系框图

项目经

理

生产副

经理

计划科试验室机械科材料科

项目总

工

测量队

桩基施工作业队

工程科

质检负

责人

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