桥钻孔灌注桩(冲击钻)施工方案

K0+165桥钻孔灌注桩（冲击钻）施工方案

一、编制依据

1. 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）。

2.本项目部编制的《实施性施工组织设计》、《总体施工进度计划》。

3.《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005规定。

4. 《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）。

5. 《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076-95）。

6. 省道204线渌井至县城西干道改线升级工程设计文件

7.现有机械设备条件、现场施工条件及施工准备情况。

二、工程概况及地质简介

K0+150桥采用简支体系预应力T梁，桥跨布置为2X25米，上部结构采用预应力混凝土T梁；下部构造为柱式墩、肋板台，基础均为钻孔灌注摩擦桩（冲击钻）基础。

本桥共40根桩，其中：0#台桩基16根，桩长15米，桩径1.0米；1#墩桩基8根，桩长20米，桩径1.8米；2#台桩基16根，桩长16米，桩径1.0米。

根据本桥桩基础设计说明要求本桥桩基均嵌入中风化泥岩不小于4米，相邻基础底连线倾角小于45度，桩身嵌岩深度以基岩面倾斜的下方嵌岩深度为准。

根据本工程设计文件结合实地踏勘情况分析：

0#台粉质粘土位于桩顶以下0-4米，强风化泥岩位于桩顶以下4-9米，以下为中风化泥岩。

1#台粉质粘土位于桩顶以下0-2米，强风化泥岩桩顶以下2-6米，以下为中风化泥岩。

2#台粉质粘土位于桩顶以下0-2米，饱水泥沼土位于桩顶以下2-11米，强风化泥岩桩顶以下11-12米，以下为中风化泥岩。

本桥0#台尾处有高压电线一跨，根据《公路工程施工安全技术规程》最小安全距离为3米，实测桩位距高压线投影最小距离为4.2米，可以保证正常施工需要。

三、钻孔机具的选择

根据本桥设计桩基穿过地层主要为粉质粘土、泥沼土、强风化及中风化泥页，并结合实施性施工组织设计安排，本标段钻孔机具拟选择CF20冲击钻成孔。

四、施工进度安排

K0+150桥桩基计划工期3个月。

五、施工技术方案

1、施工准备

1.1 技术准备

①掌握场地的工程地质和水文地质资料；

②读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请。

③准备施工用的各种报表、规范。

1.2现场准备

①对桩位进行测量定位自检，监理复核；

②护筒埋设检查、测量复核；

③泥浆池、沉淀池的检查；

④检查水泥、骨料、水质及其它添加剂数量，其质量是否满足设计与规范要求，是否与批准的混凝土配合比设计试验报告的材料相一致；

⑤检查制作钢筋笼的钢筋型号、种类、数量是否满足设计要求，钢筋加工各部位尺寸、焊接质量是否满足设计与规范要求，有无埋声测管等。

⑥备足成孔用粘土、片石、碎石等必备材料，确保意外情况出现时，不致发生停工待料及其它严重事故。

⑦桩基混凝土浇筑过程采用钻机提管，并联系一台吊车备用，务必落实。

1.3 主要机具设备配备

根据本桥桩基实际情况，前期拟配备2台CF20型冲击钻钻机进行钻孔（雨季后根据实际情况可增加设备），钢筋笼采用钢筋加工场集中加工，汽车吊分节吊装，砼采用拌合站拌制，罐车运输，导管法灌注水下砼。

0#台每根钢筋笼重约1.1吨，长度为15.5米，混凝土方量约12方，实际浇筑约14方。

1#墩每根钢筋笼重约3.8吨，长度为21.3米，混凝土方量约51方，实际浇筑约58方。

2#台每根钢筋笼重约1.3吨，长度为16.5米，混凝土方量约13方，实际浇筑约15方。

根据上述设计参数，选定以下施工机械：

1.4 主要作业人员安排

主要作业人员配备：

钻机班组：钻机班班长1人，钻机工6人；

钢筋班组：钢筋班班长1人，钢筋工5人，电焊工1人，杂工2人；

混凝土班组：砼班班长1人，砼生产及管控人员6人，砼运输3人。

2、施工工艺流程和施工方法

本桥先施工0#桥台0-4#桩基，并作为首件工程。

2.1 施工工艺流程

本工程采用冲击钻机成孔，导管法灌注水下砼施工方法施工，其施工工艺流程见下图。

2.2 施工方法及施工工艺要点

⑴施工准备

测量准备：施工测量严格按测量规范要求进行，所有测量仪器进行校核与检定，保证测量精度。桩基定位后，四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。

场地准备：保障施工道路畅通及施工现场排水通畅。

本次桥头及桥尾场地准备按路基标准，层层碾压，保证路基填筑质量，特别是桥头K0+000～K0+130段场地准备，务必将原地面处理、换填处理、路基填筑同时完成，填筑高程以场地平整，现有填料用完为宜，路基与堆料场间设排水沟，存料场坡度2%。泥浆池因地而建，便于施工为宜。

由于该桥桩基处于既有小河河道边（注：该河较小，水流不大），钻机平台采用筑岛法填筑平台，为确保施工顺利进行且不堵塞河流，在1#墩钻孔时采用顺接2#台筑岛施工，筑岛高度按现有河底1.0米为宜，河流改移至1#墩与0#台之间，河流流水面最窄处过水断面不小于3平方米。

技术准备：组织技术人员进行设计图纸及有关施工资料的审核，并进行有关人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件，进行水下混凝土配合比设计、钢筋进场并进行原材料取样，作好施工前的技术准备工作。

施工技术交底：根据施工图及规范，对现场管理人员、技术人员及施工作业人员进行技术交底。交底内容包括：施工工艺及方法、质量控制要点、安全及环保等。

安全交底时，务必将上方高压线投影线路对应地面位置及必要的安全距离和采取相应安全措施进行交底，安全交底必须落实到操作工人。

物资准备：原材料的取样试验工作已经按规范要求完成，驻地办对材料进行抽检试验并批准使用，配合比已审批。备足施工用水、粘土等必备材料，确保桩基钻孔施工正常进行。

设备准备：冲击钻机、泥浆泵等机械设备性能良好并进行试用，现场施工用电配备到位，C30水下混凝土采用商品混凝土。

⑵护筒埋设

护筒采用整体式钢制护筒，壁厚4mm，内径大于桩径20cm。护筒的埋设采用挖埋法，埋置深度 1.5m，坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层夯实，并随填随观察护筒，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋设时，其顶面高出施工地面0.3m，护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。采用护筒顶拉十字线吊垂球与桩位对比进行复核。在护筒埋设好后，在顶部焊加强筋和吊耳且开出水口。

⑶泥浆制备

泥浆采用高粘度粘土或膨润土制备，采用自然造浆方式进行护壁，泥浆的配合比和配制方法通过试验确定，制备泥浆的性能指标为：相对密度1.1~1.2，粘度18~24s，胶体率≥95%，失水量≤20mL/30min，泥皮厚≤3mm/30min，静切力1~2.5Pa，PH值8~11。当钻孔过程中发现地质与设计不符出现易坍地层时，除需及时与设计、监理、业主报告处理外，泥浆相对密度等需按规范相关规定进行调整。泥浆池设置在桥墩台下游，同时起泥浆池和沉淀池的作用。泥浆池通过泥浆沟与护筒相连，以达到循浆浮渣的目的，捞渣工作则在泥浆沟中进行。

在泥浆排放过程中，务必注意环境保护，泥浆排放一律进入沉淀池，沉淀后的泥浆循环使用，废弃泥浆经沉淀处理后，运送至指定地点处理。

⑷钻孔

①钻机就位

吊装钻机使钻机中心对准桩位中心十字线，为避免触碰高压线，0#台钻机就位应利用钻机自行走能力，钻机定位后，底座必须平整、稳固，确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。钻机就位后钻头中心和桩中心要对正准确，冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于 2cm，升降锥头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。

②钻进

钻进时，先用小冲程开孔，并使初成孔的孔壁坚实、竖直、圆顺，能起到导向的作用，待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。冲击钻进过程中，孔内水位要高于护筒底口500mm以上；掏取钻渣和停钻时，要及时向孔内补水，保持水头高度。

钻孔作业要分班连续进行，做好整个过程中的钻进记录。交接班时要交待钻进情况及下一班应注意事项。要经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，要及时调整。要经常注意地层变化，在地层变化处捞取样渣保存，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和钻进速度，并认真填写《钻孔桩钻孔检验表》。

由于本项目2#台地基有部分泥沼土，为避免扰动，钻孔过程中应采用低冲程钻孔，在钻孔过程中投入一定的片石进行护壁，不得使用卵石。

⑸检孔

当钻孔达到设计深度后即停止钻进，适当进行清孔，提钻进行测孔。采用笼式检孔器检测。检孔器用Φ12钢筋加工制作，其外径等于设计钻孔孔径，长度等于孔径的4倍。检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。检孔合格后，需报监理工程师验收，验收合格后，进入下道工序施工。本桥钻孔灌注桩成孔质量检验标准为见下表：

钻孔灌注桩成孔质量检验标准

⑹第一次清孔

测孔完成后，下钻继续向孔内注入泥浆，通过冲击锥低冲程的反复冲搅，利用泥浆循环方式使孔底沉碴随着泥浆排出孔外，使泥浆密度、泥浆中含钻碴量和孔壁厚度符合质量要求和设计要求，为灌注混凝土创造良好的条件。

⑺钢筋笼制作与安装

①钢筋笼制作

钢筋笼就地制作，本桥桩基钢筋笼采用分段制作，对钢筋笼进行分别编号并标识。主筋在制作前必须调直，没有局部的弯折。钢筋笼主筋及加强筋在钢筋加工场内采用搭接焊连接，接头相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%。为确保钢筋笼加工精度，钢筋笼加工在提前做好的胎架上进行钢筋笼制作。钢筋加工安装质量标准见下表所示。根据设计要求，声测管埋设经与监理单位、检测单位确定后按其要求埋设。

钢筋笼制作和安装质量标准

②钢筋笼的安装

桩身钢筋笼制作完成后，按照编号用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内。钢筋笼在吊装前，报监理工程师进行检验，监理工程师检查合格后方可进行下步工序。钢筋笼顶端根据孔顶标高设置吊筋。起吊时，吊点栓牢并布置于直径方向，起吊过程中必须防止钢筋笼变形，使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。吊入钢筋笼时对准孔位轻放慢放。若遇阻碍，随起随落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否塌孔。钢筋笼骨架的保护层厚度根据设计要求采用焊接定位钢筋控制，设置密度按竖向每隔2m设置一道，每道沿圆周布置4个。钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼是否中心偏位，使之满足规范要求，并用4根Φ16钢筋将其与钢护筒焊接，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。

声测管安装时应高于护筒顶面，在钢筋笼下放到位30分钟后对声测管灌入清水，灌完后检测管内水质情况，如管水仍清澈说明声测管密封良好，管内水混浊说明声测管漏水，必须对声测管进行处理。混凝土浇筑过程中应用木楔将声测管封闭紧密，木楔不宜太长，顶面高于护筒10cm为宜。

⑻安装导管

导管采用直径φ300mm、壁厚6mm的无缝钢管。导管的连接采用法兰盘连接。并在两法兰盘之间垫有4～5mm厚的橡胶止水垫圈。在下导管前，采用水密承压和接头抗拉试验，检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。进行水密试验的水压以不小于孔内水深1.3倍的压力，且不小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大压力的1.3倍。以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并预留40cm的悬空高度。拼装时要严格检查导管内壁和法兰盘表面，确保干净无杂物，变形和磨损严重的导管严禁使用，导管的吊放用吊车，要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，防止卡挂钢筋笼骨架。

⑼第二次清孔

在第一次清孔达到要求后，由于要安放钢筋笼及导管，至浇注砼的时间间隙较长，孔底又会产生沉碴，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是泥浆相对密度控制在1.03～1.10，黏度17～20Pa·s，含砂率＜2%，胶体率＞98%，复测沉碴厚度在2cm以内，此时清孔完成，清孔完成后报监理工程师检验完成后立即浇注水下砼。

⑽混凝土的灌注

砼灌注前，首先根据桩孔直径、导管内径等要素计算首批砼的需要量，确保首批砼灌注时能将导管埋置在1m以上。首批砼的数量按下式进行计算，本桥1.2m 钻孔桩首批混凝土方量经计算不得低于1.65m3，本桥1.5m钻孔桩首批混凝土方量经计算不得低于2.58m3。为了确保桩基封底质量，在灌注φ1.2m桩时首批砼灌注时储料斗容积不小于2m3，在灌注φ1.5m桩时首批砼灌注时储料斗容积不小于3m3。

V=πD2(H1+H2)/4+πd2h1/4 (式7.10)

式中：V-灌注首批混凝土所需数量(m3)；

D-桩孔直径(m)；

H1-桩孔底至导管底端间距(m)；

H2-导管初次埋置深度(m)；

d-导管内径(m)；

h1-桩孔内混凝土达到埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度(m)；h1=Hw*γw/γc，式中Hw指桩孔内水或泥浆的深度(m)，

γw指桩孔内水或泥浆的重度(kN/m3),γc指混凝土的重度，取24

kN/m3。

尽量缩短自砼搅拌至运输到现场的时间，以迅速、不间断为原则，防止在运输中产生砼离析，灌注前砼坍落度损失（比出罐时）不得超过2cm，如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌，严禁直接加水处理。砼灌注时间不得超过首批砼的初凝时间，当砼运至灌注地点时，检查其均匀性和塌落度，不符合要求时坚决不得使用。在灌注时，用吊车的主勾吊起储料斗，与导管相连接，把隔水栓堵放在其底部，向斗内注满砼后，用吊机副勾钢丝绳把隔水栓快速提出，使砼在很短的时间内降落到孔底，完成封底工作，之后连续、紧凑的进行灌注，严禁中途停工。在灌注砼的过程中，要注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，每灌注一盘后，及时用测绳检测砼面的上升高度，计算出导管在砼中的埋深，正确指挥导管的提升和拆除，一般情况下导管的埋深控制在2～6m，即拆导管前埋深不大于6m，拆导管后埋深不小于2m。导管提升时要保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。为保证桩顶砼质量，要比桩顶设计标高超灌不小于0.5m作为保护桩头。

本桥桩基施工在灌注砼时，必须根据试验检测规程进行现场砼的性能测试和制作试件，每根桩至少留取4组试件（自检2组、监抽1组、中抽1组）。

六、质量控制措施

1、对主要材料及设备的质量控制措施

1.1原材料质量保证措施

水泥质量控制：水泥进场要有合格证书、质检报告，使用前必须进行抽检试验。

水：拌合用水需经化验检测，水质良好，方可用于混凝土施工。

砂石质量控制：砂石料质量符合现行《公路工程桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011，进场时需进行抽样自检试验及驻地办抽样检验合格后，方可使用。

外加剂质量控制：混凝土使用的外加剂均应多次试配，效果稳定后才可确定品牌和掺量。

钢筋质量控制：钢筋进场要具有出厂质量证明书和试验报告单，进场时检查其外观和标志，并根据国家标准的规定对不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取进行力学性能检验，经检验合格后方可使用。

设立专门的混凝土质量控制机构，制定制度，加强对原材料进场的监督与控制，严禁一切未经检验或未经批准的不合格原材料运入工地。

1.2设备及检测仪器等质量控制措施

测量仪器、试验设备、各种仪器仪表、计量器具按照《中华人民共和国计量法》规定进行定期或不定期的检定。新购置的和在用的计量器具、仪器均应进行定期检定，取得合格证书后方能使用。项目设专人负责计量工作，设立帐卡档案，仪器设备由工地中心试验室指定专人管理。

2、施工过程质量控制措施

2.1钢筋工程

⑴本桥桩基所用钢筋笼均在现场加工制作。

⑵钢筋在库存过程中要防止锈蚀、污染和避免压弯，装卸钢筋时不得从高处抛掷。钢筋（含成型钢筋）要按厂名、炉批号、规格、状态等分类堆积标识。

⑶钢筋在加工前要调直，并符合下列规定：钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均要清除干净，加工后的钢筋，表面不得有削弱钢筋截面的伤痕。

⑷焊接接头位置及个数均按设计及规范要求严格执行，并在外观检查合格后按规定进行取样检验，经检验合格后方可投入使用。

⑸当采用电弧焊时，进场焊条必须为合格焊条，有合格证，焊条型号采用502，受潮的焊条不得使用。电弧焊接首选双面焊，当双面焊无法实施时采用单面焊，双面焊搭接长度不小于5d，单面焊搭接长度不小于10d。焊接时须对焊接部分进行弯曲保证钢筋连接后其轴线保持一致。施焊后的接头焊渣要清除干净，

焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤，焊缝接头区域不得有肉眼可见的焊纹。焊接质量标准为：焊缝宽度≥0.8d，焊缝深度≥0.3d，咬边深度允许0.5mm，在长度2d焊缝表面上的气孔允许为2个，夹渣面积允许6mm2。

⑹现场接笼焊接时，若风力达到4级及以上时采取防风措施，否则停止焊接作业。

2.2混凝土工程

⑴砼的拌合

①砼拌和前，要测定砂、石含水率，并根据测试结果、环境条件、工作性能等要求，根据已批配合比及时调整施工配合比。

②要严格按照调整后的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差要符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）为±1％；粗、细骨料为±2％；外加剂、拌合用水为±1％。

③混凝土原材料计量后，先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后再投入外加剂，并搅拌均匀。要根据具体情况制定严格的投放制定，并对投放时间、地点、数量的核准等做出具体的规定。

④砼拌制过程中，要对砼拌和物的坍落度进行测定，测定值符合理论配合比的要求。

⑵砼的运输

①混凝土采用内壁平整光滑、不吸水、不渗漏的砼罐车进行运输。

②混凝土罐车的运输能力适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，保证浇筑过程连续进行。

③采用混凝土罐车运送已搅拌好的混凝土时，运输过程中要以2～4r/min的转速搅动。当罐车到达浇筑现场时，要高速旋转20～30s后再将混凝土拌和物放入混凝土料斗中。运输车每天使用完后要清洗干净。

④砼运至工地时，要进行坍落度测定，如发生离析、严重泌水、坍落度超标时，有条件时进行二次搅拌，否则作为废料弃掉。

⑤砼运至施工现场不得加生水，如确需要加水，应按配合比加入水泥净浆。

3、质量检测

施工过程中每完成一道工序，按照施工规范及标准进行自检，合格后报监理

工程师复检，通过后方进行下道工序施工。成桩后，待桩基混凝土达到规定强度后，由检测单位采用超声波无破损检验方法进行检验，检验合格后，采用风动机凿除桩头。

七、安全保证措施

1、树立安全第一，预防为主的指导思想，严格执行安全生产规章制度和操作规程，明确岗位责任制，加强安全工作检查监督，确保安全生产。

2、定期进行安全教育，重点对班、组长及电工、焊工、机械设备操作手进行培训和考核。

3、工地内设置各种安全标志标牌，夜间施工作业要有充分的照明设施。

4、建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生产制度和规程。

5、加强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必须佩戴安全帽和上岗证，现场管理人员和作业人员的安全帽应区分，劳动保护用品穿戴齐全。安全监察人员要佩戴袖标（牌）。

6、施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。

7、冲击成孔机操作时安放平稳，以便防止冲孔机突然倾倒或钻具突然下落而发生伤亡事故。钻机钻进时，孔口人员要集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必须牢固垫稳，操纵岗位不得离人。

8、随时检查桩施工附近地面有无开裂现象，防止机架和护筒等发生倾斜和下沉。

9、冲击钻具要平稳起吊，防止冲撞护筒和孔壁，钻具进出孔口时，严禁孔口附近站人，停钻时孔口加遮盖防护。

10、用电设备要派专人看管，要有良好的接地、接零和漏电保护装置，严禁带电作业。

11、经常检查冲击钻头、钢丝绳磨损情况，卡扣松紧程度、转向装置灵活与否，防止夹钻、卡钻或掉钻。

12、0#台后高压电线，在施工中务必保证安全距离，特别是在起吊过程中必须有人监控。

八、文明施工和环保措施

1、建立健全管理组织机构。工地成立以项目经理为组长，各业务部室和生产班组成员的文明施工和环保管理组织机构。

2、加强教育宣传工作，提高全体职工的文明施工和环保意识。

3、制定各项规章制度，并加强检查和监督。

4、合理布置施工场地。合理定置各种施工设施。

5、减小施工中的噪声和振动，不扰民。对现场的便道经常洒水，以减少粉尘。

6、施工场地布置按适宜地形布置合理，整齐有序，便于施工。机具、材料堆码整齐、场地整洁。

7、施工区标牌醒目。

8、施工要做到规范化、标准化、制度化，杜绝野蛮施工和违章作业。

9、做到施工文明、语言文明，处理好与地方关系，树立本企业良好形象。

10、对重点、难点工程等要重点加强戒备，禁止闲散人员随便进入。

11、在工程施工前，要事先向业主和有关部门详细咨询，检查施工影响范围内的公用设施和民用设施的设置、拆迁情况。在其未拆迁前，对其采取一切必要措施，加以妥善保护，以免这些设施在工程施工时遭受损坏。

12、积极联系当地政府和群众，了解当地民风民俗，尊重民族的宗教信仰和生活习惯，处理好与当地政府和群众的关系，不与百姓发生冲突。

13、教育职工，严格遵守法律、法规和当地的规章制度

14、施工现场的砂、石、土等，隔断分类堆放并覆盖，运输车辆轮胎要及时清洗，运输时严密覆盖，防止遗洒、飞扬，装卸粉尘的材料时，采取洒水湿润或遮盖，防止沿途撒漏和扬尘。

15、废弃的泥浆等要按有关规定处理，不准随意排入河道。