灌注桩试桩总结.知识讲解

郭公河特大桥桩基工程试桩总结报告

2014年10月4日上午7:10点，我单位中铁十九局集团承建的庐铜铁路站前三标郭公河特大桥72#-1桩基试桩在监理、业主、设计院地质勘探人员的共同参与下正式开钻，经过各方人员的共同努力，于晚上20:40顺利的完成了钻孔桩的灌注，并对施工中的各个关键进行了重要把控，为了以后的桩基施工更加规范、顺利、现将钻孔灌注桩的施工总结汇报如下：

一、编制依据

1、《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005

2、《铁路桥涵工程质量验收标准》TB10415-2003J286-2004

3、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008

4、《铁路砼工程施工技术指南》TZ210-2005铁建设【2010】241

5、《铁路砼工程施工质量验收标准》TB10424-2010J1155-2011

6、《铁路工程基本术语标准》GB/T50262-97

7、《铁路工程结构砼强度检测规范》TB10426-2004

8、《铁路砼工程施工技术指南》TZ210-2005

9、庐铜铁路站前三标合同段施工图纸

10、我单位类似工程施工的经验

二、试桩目的

1、确定施工设备、施工工艺可行性、施工工序的高效性。

2、验证有关各项施工工艺参数。造浆比重、护筒埋设深度、旋挖钻钻在各种土层钻进速度、钻进各阶段泥浆比重控制、钢筋笼焊接、检测、混凝土搅拌工艺：检验水下桩基配合比中砂、石、水泥、粉煤灰及用水的计量控制情况，每盘混凝土搅拌时

间，混凝土均匀性，配合比的适用性，混凝土的坍落度，混凝土灌注速度等各项工艺参数。

3、验证砼的运输：检验运输路线的路况、运到现场所需时间、砼运送至现场有无离析现象、失水控制情况。

4、砼强度增长情况，通过同条件养护试件的检测确定砼强度是否符合设计要求及施工配合比是否合理。

5、验证施工组织及管理体系及应急方案的可行性。

6、确定施工中检测的项目、方法、程序和工艺。

7、地址情况是否与设计相符。

8、进行桩身完整性检验，捡测桩基完整性是否满足设计要求。

三、工程概况

（一）工程概况

本桥位于安徽省无为县境内，桥址大小里程侧地表均为浮土，且地表植被稀疏，以水田为主，地势较缓，沿途村庄密集，交通方便。本桥为单线特大桥，中心里程DK049+607.4，起迄里程DK46+007.01～DK 53+207.79，全桥长7200.78m,共222孔。孔跨布置为：4-32m+2-24m+30-32m+3-24m+37-32m+2-24m+38-32+1-24m+84-32m+1- (32+48+32)m连续梁+5-32m+2-24m+3-32m+1-24m+7-24m简支T梁。(32+48+32)m连续梁于DK52+548.5～DK52+672处跨越郭公河，其余孔跨为后张法预应力混凝土简支T 梁。本桥两侧桥台均采用矩形桥台，桥墩采用圆端形实体墩。全桥均采用钻孔桩基础，根据跨度及地质条件不同，桩径分别为Ф1.0m、Ф1.25m 。根据盐类环境及化学环境的不同，桩基础及承台分别采用C30、C35、C40混凝土，墩台身分别采用C35、C40混凝土，梁部结构采用C50混凝土。

（二）地址资料

1、工程地址条件

桥址区底层按其成因分类主要有：第四系人工填土层（Q4m1）；第四系全新统冲积层（Q4a1）粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉土、粉细砂；第四系上更新统冲积层（Q3a1）粉质黏土、细圆砾土、粗圆砾土；第四系残坡积层粉质黏土。下伏基岩为侏罗系象山群（J1-2xn）泥质砂岩、砂岩、石英砂岩、含砾砂岩；侏罗系砖桥组凝灰质砂岩。

2、水文地质及评价

桥址区地表水为郭公河、沟渠及密集的养殖塘水体，主要受大气降水补给，并以蒸发、人工灌溉汇往长江的方式排泄。

区内地下水主要为第四系孔隙水，赋存于第四系底层中，其中可以分为上部黏性土、粉砂中的潜水和中部-下部粉细砂、圆砾土中的微承压-承压水。其中、圆砾土层为主要含水层，具有埋深大、透水性强、水量丰富的特征，受大气降水及地表水补给，以蒸发或垂直渗入基岩裂隙中形式进行排泄。实测水位埋深0.2～8.98m。据氯离子含量判定，环境水无氯盐侵蚀性。

3、不良地质和特殊地质

桥址区场地地貌单元较简单，根据工程地质机动钻探的勘探资料及现场测绘分析，测区未发现滑坡、泥石流等不良地质现象，也无重大地质构造和不良地质现象。桥址区地层不均匀现象严重，强风化层、弱风化层中含有较多不均匀风化岩块，且弱风化界面起伏较大。

桥址区内特殊岩土主要为淤泥质粉质粘土，深灰色，流塑，夹薄层粉土、细圆砾土（中密）、凝灰质砂岩（全风化）、凝灰质砂岩（强风化）、凝灰质砂岩（弱风化）。该层于桥址区广泛分布，层面埋深0～9.4m，层厚0.9～28.3m，平均厚近12.1m。该

层具有高压缩性、高灵敏度及低强度等特性，工程性质差。

4、地震效应

根据《铁路工程抗震设计规范》（2009年版）（GB50111-2006）判定，地震基本烈度为七度。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001），地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期0.35s。

根据以上地质水文等条件，拟采用试桩桩号为郭公河特大桥72#-1桩基。

四、施工准备工作

1、混凝土的供应

本桩基混凝土采用中铁十九局庐铜项目拌合站统一供应，混凝土质量已经过审核，原材料检测，混凝土配合比等性能均符合设计及《铁路桥涵工程施工质量验收标准》的要求。提前派专人到现场勘查道路，并在前一天采用空车试运，以确定混凝土运达现场时间，以确保72#-1号桩基钻孔和灌注工作。

2、技术交底和安全技术交底

（1）项目经理部对施工技术人员与现场工人进行施工技术交底和施工前培训，掌握旋挖钻施工的操作规程及整个施工过程中的安全技术。

（2）提前对现场施工人员进行了三级安全教育，进行了安全隐患的排查，确保所有人员安全施工。

（3）让所有参加施工人员熟悉施工方案及施工流程和相关技术指标要求，确保工程质量符合要求。

3、人员配置

项目部拟采用项目经理、总工程师、项目副经理、项目总工和各部室相关人员组成的试桩施工领导小组。

领导小组人员名单

3、监理人员名单：

4、主要机械设备数量表

五、质量控制标准

1、所用水泥、粉煤灰及粗细骨料等品种、规格及质量以及桩基质量验收应符合《铁路混凝土施工质量验收标准》的要求。

2、工艺要求应符合《客货共线铁路桥涵施工技术指南》（TZ203－2008）。

3、主控项目：

（1）灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定。

（2）成孔深度必须符合设计要求，沉渣厚不大于100mm。

（3）实际浇筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积，桩身任意一段平均直径严禁小于设计直径。

（4）浇筑后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。

（5）钢筋的规格和数量必须符合设计要求。

（6）砼强度必须符合设计要求。

4、一般项目

（1）桩径不小于设计孔径。

（2）桩顶标高允许偏差±10mm；

（3）孔位中心偏心群桩≤100mm；

（4）钻孔桩钢筋骨架制作、安装应符合下表：

钢筋笼制作允许偏差

六、质量预控点

1、施工组织设计

严格审校施工方生产、技术管理、劳动力组织、施工机械配备及管理、材料供应计划，进度计划安排，施工场地布置等方面严密性、合理性，尤其重点审查施工方质保体系落实情况。可能发生的卡钻等应对方案，特殊情况如停电、水的应急措施。

2、地质资料

详细记录钻孔地质资料，应充分了解土层情况，对于有特殊地质区域要予以特别对待。

3、场地条件

检查场地三通一平条件，同时事先查明场内地下障碍物分布情况，必要时提前清理。

4、原材料质量

严格控制现场使用原材料质量。钢筋质保书必须规范，应与进场钢筋炉号、批号相吻合。拌制混凝土用的水泥、砂、石符合有关质量要求并应有相应的质保书和生产许可。按配合比拌制混凝土，及时制作试块，按要求检查混凝土坍落度。

5、测量定位

检查控制轴线定位依据、标高引入点，并检查场内控制轴线及标高，成桩前验证桩位平面位置。

七、风险分析

钻孔灌注桩施工的工序较为复杂，其中成孔、水下混凝土灌注对钻孔灌注桩质量影响较大。钻孔灌注桩常见的质量问题包括桩斜孔、断桩、坍孔、钢筋笼上浮等。

1、桩孔倾斜

（1）产生的原因：

成孔过程中遇地质不均匀，硬软共存。

钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

（2）预防措施

安装钻进时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖线上,并经常检查校正。

由于主动钻杆较长,钻动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。

钻杆接头应逐个检查,及时调整,

在不均匀地层中钻进或接近岩面时，要求施工方控制冲程和钻孔频率已保证桩身垂直度。

2、钢筋骨架上浮

（1）产生的原因

混凝土浇注速度过快

（2）预防措施

a 尽量缩短混凝土的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时流动性过小。

b 当混凝土面接近和初进钢筋骨架，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m 以上处，并徐徐灌入混凝，以减小混凝土从导管底口出来后向上的旋挖力。

c 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，以增加骨架在导管口以下的埋置升度，从而增加混凝土对钢筋骨架握裹力。

3、坍孔

（1）产生的原因：

护壁泥浆性能不符合要求。

泥浆补充不足或钻进过程遇裂隙导致泥浆大量流失。

泥浆液面低于地下水位。

（2）预防措施：

及时检查泥浆液面，详细分析超前钻资料，在接近溶岩的土层时，充分储备泥浆。

冲进软弱土层时抛入碎石，低锤反复旋挖，待桩周土层挤密后，再继续旋挖钻进。监理检查碎石、钢护筒备料情况

八、试桩施工过程

将场地平整完成后，填筑钻孔平台并将其压实，按照测量确定的位置埋设护筒，护筒埋设深度为 2.5m，外露50cm。钢筋笼集中制作，现场吊装。混凝土由我单位DK48+300拌和站集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输，导管法灌注混凝土。

1、施工准备

（1）场地平整：清除现场杂物，换填软土，夯打密实作业场地。确保“三通一平”。现场布置图如图

（2）桩位测量：根据设计移交的测量控制点，布设测量控制网。进行施工放样。

首先放出墩位中心线，再放出桩位中心线，设置护桩，对护桩周围的土进行夯实，保证其稳定。放样结果应报监理检验。

（3）机械设备检查：确定各仪器设备正常运转，对施工中要用到的各器具进行检查，确定有效，如对导管进行检测：导管是灌注水下混凝土的重要工具，在混凝土灌注之前导管要先进行水密承压试验，水密试验时水的压力为27米水深1.5倍的压力。导管进行水密试验的方法：将导管先拼装好，根据计算灌满水，两端封闭，一端焊输压管接头，用气压泵压入空气，压强达到0.4MPa，将导管滚动数次，经过15分钟不漏水视为合格。

2、护筒埋设

护筒具有固定桩位，导向钻头，隔离地下水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁不坍塌等作用。护筒埋置深度符合下列规定：

（1）钢护筒埋设坚实不漏水；

（2）护筒内径比桩径稍大，采用内径1.25m钢护筒

（3）护筒顶面高程：采用正循环旋挖钻，护筒顶面泥浆溢出口底，通过泥浆流槽与泥浆池相连，进行泥浆循环，护筒顶高出地面50cm左右。

（4）钢护筒埋设深度：本地表层为素填土埋深为2m，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒接头处要求内部无突出物，能够耐压、拉、不漏水，

（5）护筒顶面中心与设计桩位偏差为3.6cm，倾斜度为0.8%。

钢护筒埋设各项指标均符合规范要求。

3、钻机就位

钻机底座位于挖机换填夯打密实过的场地上，土层密实，承载力满足要求，避免钻机造成不均匀沉降，钻头进行对中，正对孔位中心，通过了监理检验。

4、泥浆配置及设备

泥浆的性能指标对钻孔中的护壁效果和成孔质量有很大影响，本桩基施工采用孔外造浆，选用优质膨润土进行造浆。

泥浆的性能指标：相对密度、黏度、静切力、含砂率、胶体率、酸碱度（PH值）（1）相对密度：对钻孔孔壁稳定性有重要影响，本桩泥浆比重保持在1.05-1.15，护壁效果较好。

（2）黏度：泥浆黏度大，孔壁泥皮厚，利于防止翻砂、阻隔渗漏，悬浮钻渣的能力强。但黏度过大，易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作。泥浆净化困难，影响钻进速度。黏度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂，渗漏不利，故制备泥浆粘度测试为22s。

（3）静切力：泥浆如静切力太大，则流动阻力大，钻渣不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大，钻进速度降低；如太小，则悬浮。

泥浆调制：制浆前，先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。

选用优质膨润土等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能。

泥浆循环如下：新制泥浆→泥浆池→桩孔→泥浆池→桩孔。

5、钻孔

先用低档慢速钻进，钻至护筒以下1米后，再调为正常速度。钻进过程中，本土质地层多为土层，砾石，钻头选用旋挖斗。钻进过程中，每2m或遇地质变化处取渣样，并检查泥浆指标，注意土层变化，及时对不同地层调整钻速、钻进压力、泥浆比重。设计为砾石、细砂等易坍孔的土层中，采用低档慢速，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。钻至设计标高并经岩样判别确认与设计相符为中砂层，确定到位，停止钻进。旋挖钻机钻孔施工工艺流程见。

6、检孔

首先通知设计院对地质情况进行了校核，经确认，底层为弱风化岩，各地层情况与设计地质相符，同意进行下一步工序。

本试验桩采用自制测孔器进行检测，测孔器采用φ16的钢筋制作，其外径等于桩基的设计孔径为0.98m，长度6米。检测时，将测孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表，径符合要求，经检查桩孔合格。

测孔器形式如下：

本试验桩采用标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径14cm，高22cm，质量6kg。测绳采用钢测绳，必须用经检校过的钢尺进行校核。

对孔深、孔形、孔径和垂直度、沉碴厚度进行检查，填写终孔检查单，监理工程师进行签字认可，具体检测指标如下表所示。

钻孔桩成孔检验检查项目

7、清孔

钻孔达到设计高程，经检孔合格，立即进行清孔，清孔采用换浆法并用旋挖钻掏取沉渣。清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm 颗粒，泥浆比重为1.08，不大于1.1，含砂率为1.4%，小于2%，粘度为17s，在17～20s之间；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，为6cm，不大于设计要求的10cm。

在清孔排渣时密切关注保持孔内水头，防止坍塌。

8、钢筋笼制作、安装及声测管安装

钢筋笼制作采用HPB300钢筋，桩长24m，钢筋笼实际长度24.72m，分三节制作，各节长度为8.90m，8.90m，6.92m包括2个10cm长的接头，采用20根φ16圆钢作为主筋，钢筋笼制作时主筋接头采用单面搭接焊，搭接长度为10cm，搭接长度每一截面上接头数量不超过50%，箍筋间距为10cm 、20cm。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，应在专用台架上进行，并纵横设控制架，确保符合要求。钢筋骨架的保护层厚度由直径14cm的垫块来保证，按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周等距布置4个，监理工程师进行了检验，合格。

使用大吨位汽车起重机吊装钢筋笼。安装到位，用吊筋吊装在护筒顶，并与护筒进行了焊接定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。

9、水下混凝土浇筑

（1）待钢筋笼吊装就位后，即搭设平台下放导管，采用φ30cm刚性卡口式导管，导管使用前检查防水胶垫，完整、无老化现象，导管共26.5m长，高出孔底38cm，并对导管由下而上依次顺序编号，安装导管时注意避开钢筋笼，导管在桩位旁预先进行分段拼装，在吊放时再逐段拼装，分段拼装时仔细检查，导管没有变形和磨损严重的状况，导管内壁如粘附有灰浆和泥砂已清除干净。

（2）混凝土灌注前，对孔底沉淀厚度进行了测定，沉渣厚度为6cm，符合设计规范要求，现场监理工程师同意进行水下混凝土灌注。

（3）罐车到达现场后首先进行坍落度测试，共测得1次坍落度为200mm符合规范要180-220mm的要求，并制作3组共9块试块。

(4）导管底口距孔底38cm，采用容量为2m3的料斗进行浇筑，一次性可封底2.2m，导管埋深为 2.2m。灌注前，漏斗底用一圆形铁板盖严，并用钢丝绳吊住，用木棒抵住，以防混凝土将其冲开；当储料斗内混凝土数量达至最大储量时，拉起铁板，2014年10月4日晚18：50首批混凝土灌入内，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度为2.2m继续灌注。

(5)混凝土灌注开始后保证紧凑、连续地进行，灌注过程中观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时准确测量孔内混凝土面高度，正确控制导管的提升和拆除，严格控制导管埋深保持在2-6m。

(6)为确保在混凝土灌注过程中，用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面，根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的灌注深度。测锤为圆锥形，锤重6kg，测绳采用质轻、拉力强，遇水不伸缩，标有尺度的测绳，每车灌注结束后均测量混凝土面高度,根据导管埋深拔除钢筋笼，20:40灌注结束，确定混凝

土顶面标高为5.77m，超灌桩头长度为1.397m，灌注方量为20.5m3，设计为18.83m3，计算扩孔系数为1.029.

10、主要控制点：

按上述施工过程进行，每道工序主要的控制要点于下表：

九、成果总结

通过试验桩各个工序的施工，我们基本达到了即定目标，取得了第一手宝贵的现场资料：

1、确定了钻孔灌注桩的施工工艺可行，并遵循原定方案进行施工。

2、通过检测工程钻机等机具，消除了机械设备的缺陷，确定各机械设备正常运转，可满足施工需求。

3、通过这次试验桩的施工，确定了现有机械配置，人员配置较为合理，进一步进行优化改进。

4、得到了实际的施工进度。

设计桩长24米，实际孔深26.88米，10月4日上午07：:10开始钻进， 11:00成孔，用时3个小时50分钟，附现场钻孔记录表。

5、建立了正确的检验程序，即：施工队自检项目部检查监理抽检；

6、清孔

根据实际情况，为提高工效要求：

（1）清孔过程中保证泥浆比重在1.08左右以便能更好的发挥护壁作用，清除孔底沉渣。

（2）钢筋笼安装后，安装导管对孔底进行清理，使孔底沉渣满足规范要求。

7、地质情况

通过现场施工的情况，以及通过设计单位对渣样的鉴定，地质情况与设计基本相符合，地质柱状图见原始记录。

8、同时在试桩过程中发现了几个现场难题以及解决方法上报审核：

（1）施工准备不足

成孔后钢筋笼还未制作完毕，导致成孔后待灌时间较长，致使沉渣较多。

处理方法：重视加强施工准备工作，成孔前做好钢筋笼等准备工作，减少待灌时间，保证成桩质量。

(2)造浆

在钻孔过程中因地质问题泥浆在各夹层流失严重，现场无天然造浆原料，仅仅增加用水会导致泥浆稀释，泥浆比重过小不但会导致护壁效果减弱，扩孔系数增大，增加混凝土用量，严重时会造成塌孔。

处理方法：钻孔准备时根据桩长制造相应的泥浆数量，并联系相关厂家，购买储备纤维素、膨胀土等造浆原料，在钻进过程中持续造浆，保证泥浆比重，降低塌孔的风险。

（3）沉渣实际情况及处理

试桩钻进显示地质分层数量多，多为粘土、细圆砾土（中密）、凝灰质砂岩（全风化）、凝灰质砂岩（强风化）、凝灰质砂岩（弱风化），造成沉渣不断堆积，且因孔深较大，钢筋笼分节焊接，耗时较长，沉渣随时间不断增多，影响成桩质量。

处理方法：尽量缩短各环节用时，多次量取，确定孔深及沉渣，下钢筋笼过程中适时提起钢筋笼用旋挖钻机掏取沉渣，下入导管后循环泥浆清除沉渣，保证沉渣厚度在10cm内，保证成桩质量。

（4）钢筋笼

因地质问题，防止塌孔，钢筋笼的及时供应，以及保质量省时间的接焊，对降低塌孔风险，保证成桩质量有重要作用。

处理方法：根据钻孔进度安排提前安排钢筋笼的制作，并及时运到现场。保证在成孔前该孔钢筋笼制作完毕，下垫上盖保证钢筋笼质量，同时适当增加钢筋笼单节长度，用炮车进行运输，减少对接焊接次数，缩短成孔待灌时间，减少沉淀，保证成桩质量。

（5）废渣的处理

旋挖钻钻进过程中掏取的废渣大量堆积在现场既有安全隐患，也会导致施工现场脏乱，环境卫生差。

处理方法：在泥浆池旁边开挖弃渣池，钻进过程中产生的废渣弃放到弃渣池内，集中组织外运。同时做好安全防护，保证现场整洁，做到文明施工。

（6）混凝土控制

第一车混凝土的坍落度对于控制浮笼有重要作用，若坍落度过小，会导致灌注过程不顺畅，增大浮笼几率。混凝土质量直接影响成桩质量，

处理方法：灌注混凝土时，砼搅拌站、现场均安排实验人员值班。每车混凝土到现场由试验员检测，有不符合要求的混凝土安排返回搅拌站处理。

中铁十九局庐铜铁路站前三标项目经理部

2014年10月6

目录

一、编制依据 (1)

二、试桩目的 (1)

三、工程概况 (2)

（一）工程概况 (2)

（二）地址资料 (3)

四、施工准备工作 (4)

1、混凝土的供应 (4)

2、技术交底和安全技术交底 (4)

3、人员配置 (4)

4、主要机械设备数量表 (6)

五、质量控制标准 (6)

六、质量预控点 (7)

1、施工组织设计 (7)

2、地质资料 (7)

3、场地条件 (7)

4、原材料质量 (8)

5、测量定位 (8)

七、风险分析 (8)

1、桩孔倾斜 (8)

2、钢筋骨架上浮 (8)

3、坍孔 (9)

八、试桩施工过程 (9)

1、施工准备 (9)

2、护筒埋设 (10)

3、钻机就位 (10)

4、泥浆配置及设备 (10)

5、钻孔 (11)

6、检孔 (12)

7、清孔 (13)

8、钢筋笼制作、安装及声测管安装 (13)

9、水下混凝土浇筑 (14)

10、主要控制点： (15)

九、成果总结 (15)