水中钻孔灌注桩专项施工方案

水中钻孔灌注桩专项施工方案

本项目桥梁的4~8号墩全部位于咸阳湖内，根据施工需要，项目部一进场便组织专业施工队伍搭设了刚便桥及施工专用平台、马道，为保障以上墩台水中钻孔灌注桩的顺利施工，特制订本方案，以便指导施工。

一、施工准备

钻孔的准备工作主要有：整理场地、桩位测量放样、布设道路、设置供电、制作和埋设护筒、制作钻架、泥浆备料、调制、沉淀、出渣和准备钻孔机具，同时调查了解地质情况（无地质资料时应先进行地质钻探）。

采用钢结构工作平台，设备到位，做好进场便道，水电接通等工作。根据地形的实际情况加钢制工泥浆箱两个，并做好泥浆船的准备工作，严禁泥浆随处排放。

二、施工工艺

1、测量放样

采用全站仪，放出逐桩的桩位，并复核无误，报于监理工程师检查，报验合格后方可埋设护筒。

2、埋设护筒

2.1、护筒采用钢护筒，必须满足坚实、不漏水。本项目的桩基直径为1.5米，采用钢护筒的直径为1.7米。

2.2、护筒的埋置：

2.2.1在搭设完毕的平台上放出桩位坐标，对中桩打一个十字交叉的护桩（油漆点标记）。护筒中心与桩基中心偏差不得超过8cm。

2.2.2护筒顶面高出水面1.0－2.0m，本项目搭设的施工平台顶面距咸阳湖水面常水位约为2.2米，因此护筒的顶面应略高于平台顶面即可。

2.2.3护筒埋置深度：护筒需穿透淤泥层，本项目水中桩基护筒埋置深度主要参考地质勘探资料及前期钢便桥施工的数据，护筒埋置深度一般为3~9米（淤泥层以下）。

2.2.4钢护筒分节制作，分节振埋。如遇抛石，采用冲抓或潜水工等方法清除。

2.2.5护筒接头处要求内部无突出物，能耐拉、压，不漏水；灌注桩完成后，钢护筒除设计另有规定外，一般应拆除。

3、泥浆制备

泥浆采用自造浆，若粘度、比重达不到要求时，可加入塑性指数大于25的粘土。钻孔时的泥浆比重1.2左右、含沙率不大于4％、粘度为16－22。在钻孔中，泥浆应始终高出孔外水位或地下水位。

为了回收泥浆，减少环境污染，应设置泥浆循环净化系统。根据项目实际情况需要，项目专门加工钢制的泥浆箱两个，尺寸为2.4×3×1.8（米），并根据桩基位置，以贝雷架作为承载基础，将泥浆箱安放于平台以外合适位置。

钻孔及浇筑过程中，泥浆全部排入泥浆箱内，不得外排，泥浆箱满后，安排泥浆船将泥浆运至指定弃方处；桩基浇筑完毕后，将泥浆箱运至下一施工点备用。

4、钻孔

钻孔时钻架必须稳固，钻头对准桩位中心，开钻前对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水、电畅通。

钻孔严格按规范和相关技术文件的规定和要求进行施工，同时还要求符合下列规定：

4.1、开钻时应慢速推进，加粘土造浆，当所造泥浆有一定量时开始钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

4.2、一经开始应连续进行，不得中断；及时填写施工原始记录，保证记录的原始性，不得任意更改，严格交接班制度。

4.3、经常对泥浆进行试验，以确保泥浆符合要求，在地层变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中，与设计地层地质结构柱状图核对。若存在严重不符现象，写书面对照报告及时与现场工程师联系，核实后报告监理工程师记录。

4.4、升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁、钩挂护筒底部；拆装钻杆要迅速。

4.5、钻孔采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终承受部分钻具的重力。孔底承受的钻压不超过钻锥，压块重力之和（扣除浮力）的80%，以避免和减少斜孔、弯孔、扩孔现象。

4.6、钻孔停机提锥除土等保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，以防坍孔。

5、检孔、清孔

5.1、终孔后进行检孔，孔径以钻头的直径来控制，因为回旋钻的扩孔效应不大，成孔后用孔规（长度为4～6倍桩径）检测孔径。根据桥位附近的控制点，测出埋设好的护筒标高，查出本桩底标高，计算桩长，用测绳来控制长度。孔深不得小于设计值。

5.2、孔深孔径合格后，应迅速清孔，不得停闲过久，使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔困难甚至坍孔。

清孔时孔内水位应在河流水位以上1.5m至2.0m，以防钻孔的任何塌陷，清孔还应符合下列规定。

5.2.1、孔底沉淀物厚度满足规范及设计要求，禁止超挖代替清孔。

5.2.2、钻孔完成后，采用高压泵或气举法清孔，以相对密度较低、无钻渣的泥浆补入确保清孔彻底，并保持孔内水头，防止塌孔。清孔后的泥浆比重在1.03－1.1间，含砂率小于2％，粘度为17－20帕秒。

6、下钢筋笼、导管

钢筋笼分节制作，每节长度根据桩长而定。钢筋笼的绑扎、焊接、安装应符合规范及招标技术文件的规定和要求，同时做到：

6.1、仔细审核图纸，根据设计要求，确定主筋的下料长度。注意钢筋笼对接时采用的焊接方式（如：是采用单面焊还是双面焊），预留搭接长度。

6.1.1、我们现采用搭接电弧焊。两搭接筋应预先折向一侧，使两搭接筋轴向在一条直线上。

钢筋、焊条要有合格证书，焊条要符合施工要求。钢筋焊接接头要错开布置，在接头长度内同一根钢筋不得有两个接头。

对焊接的检验：

A、焊缝外形尺寸符合规范要求长度，焊缝不低于母材，焊缝与母材圆滑过渡。

B、焊缝和热影响区表面无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑、气孔和深度大于0.5mm 的咬边。

C、抗拉强度试验。

6.1.2、电弧焊存在一些问题分析：

A、焊缝形状的缺陷

A)、焊缝尺寸不符合要求，外观高低不平、宽窄不一。因：坡口角度不当、装配间隙不均匀，焊接参数不合适，运条速度不稳，焊条角度不对。

B）、咬边。母材部分产生沟槽或凹陷的现象。因：焊接电流过大，电弧过长，焊条角度和焊接角度不当。

C）、未焊透，降低承载力，易产生裂纹。因：间隙过窄，焊接电流太小，焊接速度太快，焊条的角度不正确，电弧产生偏吹，电弧电压太低。

D）、烧穿：熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。因：焊接电流太大，焊接速度太慢，装配间隙太大。

E）、焊瘤：熔化金属流淌到焊缝外未熔化的母材上形成的，操作技术不熟练或运条不当，电弧拉的太长，焊接速度太慢造成的。

B、气孔，焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来，形成孔穴。

预防措施：

A)、仔细清理焊件坡口及坡口两侧20－30mm范围内的油、锈、水等污物，焊条烘干后使用。

B）、正确选择焊条参数，在允许的条件下，尽可能用的热输入进行焊接。

C）、加强熔池保护，焊条药皮不能脱落，短弧焊接时，电弧不要随意拉长，装配间隙不要过大，注意引弧和收尾。

D）、直流弧焊电源比交流弧焊电源气孔倾向性小。

6.2、钢筋笼在运输过程中，不得使其变形。在起吊过程中，宜采用两点吊，第一吊点设在钢筋笼的下部，第二吊点设在钢筋笼长度的中点到上三分点之间。

6.3、所在桩的钢筋笼在砼浇注前，分段就位吊入孔内，钢筋笼顶面用有效的方法与钻架固定牢靠，在防止砼浇注过程中钢筋笼上升；还要防止钢筋笼移动和倾斜。

6.4、钢筋笼事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的圆行预制混凝土垫块，半径根据保护层厚度与固定位置而定，混凝土垫块应可靠地以等距离固定在钢筋笼周径上，沿桩长的间距不超过2m，横向四周不得少于4处、交叉排列。

6.5、为了防止下钢筋笼过程中钢筋笼碰撞孔壁，吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入。

6.6、砼导管和护筒拔出时，防止钢筋笼上升。

6.7、通过护筒标高和吊环的长度来控制钢筋笼的标高，钢筋笼底面高程的允许误差±50mm。

6.8、浇注砼用的导管管径一般为20～25cm，每节长度合适，导管水密、承压和接头抗拉试验均符合要求，导管的底部至孔底保留25～40cm左右的空间。

7、灌注水下砼

钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。为确保灌注桩的质量做到：

7.1、灌注砼前应探测孔底沉淀厚度，再次检验泥浆性能指标，若不符合要求时则应再次清孔。

7.2、运输砼的时间和距离应尽量短些，在运输途中应避免混凝土倒换运输工具或漏浆，减少颠簸和日晒，在下雨或日晒较强时应加覆盖。砼混合料运至灌注地点应检查均匀性和坍落度，如不符合要求进行第二次拌和，仍然达不到要求，不得使用。

7.3、钢筋笼安放好后，立即浇注砼，并应连续进行，不得中断。

7.4、灌注过程中，应注意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。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

7.5、首批一次性灌注混凝土的数量大于2.0m3能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部空间的需要。

7.6、在砼浇注过程中导管应伸入浇注的砼内2－6m，不能过深，也不能太浅。

7.7、浇注砼时溢出的泥浆应引流至泥浆池（车、船），以防污染或堵塞河道和交通。

7.8、砼连续浇注，直至浇注顶面高出设计标高不小于50cm。（破除桩头长度大于等于50cm。

7.9、在砼终凝前挖除桩头混凝土，留20-30cm在强度生成后凿除。保证凿除后砼面的平整、清洁，不应有浮浆、泥土或其它杂物。

7.10、拌制砼所用的材料及拌和的砼应符合规范和试验要求；如采用商品砼，应加强检查质保单、拌和记录、配合比情况及外观情况（保水性、和易性等）并做砼塌落度试验，强度试验。

7.11、桩的钻孔和开挖，在中心距离5m内的任何混凝土灌注桩完成后24h才能开始，以避免干扰邻桩混凝土的凝固。

7.12、冬季砼浇注时，不宜小于5℃，当砼浇注在0℃及以下时，要有保温措施。

钻孔桩施工工艺框图

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