高速铁路桥梁桩基施工实施细则

1

1京沪高速铁路

桥梁桩基施工实施细则

京沪高速铁路建设总指挥部

京沪高速铁路股份有限公司

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、八—

前言

为规范京沪高速铁路参建各方建设行为，细化施工工艺标准和操作规程，强化过程质量控制，减少质量通病，提高工程质量，做到源头把关、过程控制、精细管理，实现建设世界一流高速铁路目标，总指（公司）组织编制了京沪高速铁路站前主要工程施工实施细则：

高性能混凝土施工实施细则；

路基工程施工实施细则；

隧道工程施工实施细则；

桥梁桩基施工实施细则；

路基CFG桩基施工实施细则；

简支箱梁预制架设施工实施细则；工程质量无损检测实施细则。

本细则共有四章，第一章施工准备，第二章试桩工作，第三章施工工艺控制，第四章桩基质量检验，第五章施工环保与安全。

本细则参照《客运专线铁路桥涵施工技术指南》（TZ213-2005）、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）、《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160 号）、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160 号）、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（铁建设

[2005]157

号）、以及目前国内桥梁桩基施工经验编写。

在执行本细则的过程中，可根据工程进展和具体情况，进行细化和补充，如与国家或行业标准矛盾之处，请以标准为准。

本细则可作为参加京沪高速铁路建设各级人员的自学或培训教材。本细则由总指（公司）组织编写，中铁大桥局集团公司、中铁十七局集团参与编写。

本细则由总指（公司）

第一章施工准备

第一节工程概况

技术质量部负责解释。

开工准备 1

施工场地、测量放样及护筒埋设 泥浆配置及设备 5

8

9桩基质量检验 20 桩基施工过程质量检查

成孔后质量检查 20

施工环保与安全 环境保护 施工安全 施工准备

工程概况 京沪高速铁路全线桥梁总长达 80鸠上，其基础多采用钻孔桩，桩的类型有摩 擦桩和柱桩两种，桩径有 1.0m 、1.25m 、1.5m 、2.0m 、2.5m 和2.8m 几种形式。桩 体混凝土按高性能设计，并根据不同侵蚀环境等级，混凝土强度等级设计为 C34 C45不同等级。地质状况及桩基分布情况为：北京至济南段地质基本以软土、松软 土、黏土、砂黏土、黏砂土和少量砂层组成，大部分桩基础由地震和沉降来控制桩 长设计；济南至徐州段地质情况十分复杂，在以黏性土为主的地段，以沉降控制来 设计桩长，在湿陷性黄土、溶洞发育的石灰岩、泥岩和砂岩互层、强风化和弱风化 的花岗岩、孤石及砂性土等地段，桩基设计主要以刚度和承载力控制来设计桩长； 徐州至丹阳段，本段桥梁基础以钻孔桩基础为主，少量地质条件较好的丘陵地段采 用明挖基础；丹阳至上海段，为长江三角洲冲积平原地区，地表覆盖层较厚，软土 广泛分布，本段桥梁均采用钻孔桩基础。

第二节 开工准备

一、 施工方案的确定

承包人应根据设计文件、地质条件、工期安排等编制详细的实施性施工组织设 计，报监理工程师批准。没有履行开工报告手续，不能开工。

二、 钢筋笼材料

钻孔桩钢筋及声测管材质应符合设计要求。如钢筋性能或型号或数量发生变 更，应经设计单位同意，并履行变更手续后实施。——

进场钢筋应按规定进行检验，作为使用本批钢筋的使用依据。经检验合格的钢 筋第二节 第三节 第四节 第二章 试桩工作

第三章施工工艺控制 第一节

钻机安装 9 第二节

钻孔 9

第三节 清孔 15 第四节 钢筋笼及声测管制作安装

第五节 混凝土浇筑 18

16 第四章

第五章 20 23

23

24

第一章 第一节 第一节 第二节

在加工和安装过程中出现异常现象（如脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等）时，应作化学成分分析。钢材焊接和机械连接应按有关规定进行检验。

三、水下混凝土

混凝土的原材料要满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》要求，现场要按照设计及高性能混凝土的要求进行配合比设计，并进行混凝土的力学性能和工作性能试验，混凝土配合比试验报告报监理工程师审批后，才能正式使用。

在进行配合比设计时，应参考业主提供的配合比指导意见，以更好更快地完成配合比设计选定工作。

四、钻机的选择

为保证钻孔桩的成桩质量，施工单位应选用与地质相匹配的、性能良好的成桩钻孔设备。必要时，施工单位应通过试钻来确定钻机类型和施工工艺，并经监理确认。

五、质量保障措施

施工单位在桩基施工前，应制定可行的质量保证措施，至少包括：

1. 确保钻孔工序连续、快速作业，尽量缩短成孔与灌孔时间间隔；配备的钻机、吊机、混凝土生产及浇筑设备等能力应互相匹配。

2. 编制相应的工艺措施，制定紧急情况下钻孔或浇筑混凝土等关键工序被迫中断时的应急措施，并事先报监理工程师批准。

3. 配备足够数量的技术员和质检员保证钻孔过程技术指导和质量检查；监理工程师要强化旁站监督。

4. 认真核对地下腐蚀环境情况，对有腐蚀环境影响的地段，必须按设计要求或制定桩基混凝土防腐性能的保证措施。施工单位制定的防腐保证措施需经监理确认，并报指挥部审核。防腐措施一般包括增大桩基直径、腐蚀地段桩基外围增设钢护筒等。具体措施以设计文件规定或监理认可方案为准。

六、现场标识

桩基施工现场必须文明施工，规范管理，做到标识清楚。

1. 钻机标识：每台钻机上至少要有设备标识牌、作业操作规程牌（至少包括技术、质量、安全等内容）。

2. 工程标识：每个墩（承台）处要有工程标识牌，至少包括桩基平面布置、编号、主要技术标准和参数、施工进展等内容。

3. 钢筋笼标识：加工场的原材料、半成品、成品等均应有产品标识牌，做得内容全面、责任到人、具有追溯性。未经检验合格的钢筋笼不得放行进入工程。

七、环保措施

对钻孔泥浆的排放和运输，以及钻孔对地下水和当地河流等的影响，要制定预防措施。

第三节施工场地、测量放样及护筒埋设

一、场地平台

钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。

针对不同的地形和水文地质情况，应设置牢靠的钻孔平台。江、河水中平台应具有抗风、抗浪和稳定等性能。平台联结系要牢固，严禁船只碰撞平台或护筒，夜间设置平台位置示警灯，四周设置救生圈。

施工场地或工作平台的高度应考虑施工期内可能出现的高水位或潮水位，并高出其上 2.0m。

一般要求：

1. 场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实作业场地。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

2. 场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。

3. 场地为浅水时，宜采用筑岛法。

4. 场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。平台座能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及浇筑水下混凝土时可能发生的全部重力。

5. 如场地为深水，但水流平稳，水位升降缓慢，钻机可设在组合船舶或浮箱上，但必须锚固稳定，以免造成偏位、斜孔或其它事故。

6. 当场地为深水、流速较大时，可采用双壁钢围堰，就位后灌水、下沉、落床，然后在其顶面搭设工作平台。

二、测量放样

根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。首先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并应设置护桩（护桩应设置在稳定的基础上）。施工单位的放样结果应报监理核查，待监理同意后方可进行下步施工。必要时，应将控制水准点与国家水准点进行联测。

三、护筒埋设

护筒应设固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁不坍塌等作用。

1. 一般要求

1）钢护筒埋设应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。深水中的钢护筒要采取防止变形的措施。

2）护筒内径比桩径稍大：当护筒长度在2m^ 6m范围时，有钻杆导向的正、反

循环回转钻护筒内径宜比桩径大20cm- 30cm冲击钻护筒内径比桩径宜大30cm- 40cm 深水处的护筒内径宜比桩径大40cn。

3）护筒顶面高度：当采用反循环回转方法钻孔时，护筒顶面应高出地下水位

2.0m 以上；采用正循环回转方法钻孔时，护筒顶面的泥浆溢出口底边，当地质良好，不易坍孔时，宜高出地下水位 1.0m - 1.5m 以上，当地质不良、容易坍孔时，应高出地下水位 1.5m?2.0m；采用其他方法钻孔时，护筒顶面宜高出地下水位 1.5m-2.0m。

4）护筒的埋置深度：

①旱地或浅水处，对于粘质土不小于 1.0m?1.5m，对于砂类土应将护筒周围

0.5m?1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下。

②深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m?

1.5m;河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m?1.0m。

5）护筒接头处要求内部无突出物，能够耐压、拉、不漏水。

6）护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm,护筒倾斜度的偏差不大于1%

2. 护筒的埋设和沉入护筒埋设是钻孔施工的首道工序，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水等均对成孔和成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标志的桩位中心，其偏差不得大于5cm，并严格保护护筒的

竖直位置。护筒下沉完毕后，测量其中心位置是否正确，护筒是否竖直。

第四节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，在施工中，应严格控制泥浆性能指标。

一、泥浆的性能要求泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH值）。各个指标之间是相互影响的。

1. 相对密度：泥浆的相对密度是泥浆与4C时同体积水的质量之比，对钻孔

孔壁稳定性有重要影响，在钻孔过程中必须按规定频次进行检测。

2. 粘度：粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂，阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻碴的能力强。但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻碴不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。此指标是钻孔中检测项目之一。

3. 静切力：静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。泥浆静切力要适当，如太大，则流动阻力大，流往沉淀池的泥浆中的钻碴不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大，钻进速度降低；如太小，则悬浮携带钻碴效果不好，钻进速度也会降低。

4. 含砂率：含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积比。泥浆含砂率大时，会

降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵。此指标是钻孔中检测项目之一。

5. 胶体率：胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻碴的能力高，否则反之。终孔前，此指标是检测项目之一。

6. 失水率：失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用下在一定时间内渗入地层的水量以ml/30min为单位。

7. 酸、碱度：以PH值表示，PH值等于7为中性泥浆，小于7 为酸性，大于7为碱性。此指标是钻孔中检测项目之一。

二、泥浆性能指标

根据钻孔方法和土层情况，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标可参照表1-1执行。

三、泥浆的制备

1. 粘土的选择

粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好。

2. 优质泥浆

优质泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，在用正、反循环回转钻进直径

1.2m以上，孔深30m以上的井孔且地层松散易坍孔时，一般采用优质泥浆，其各项指标参见表1-2。

表1-1 泥浆性能指标

⑴ 地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；

地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限； 若当地缺乏优质粘土，不能调出合格泥浆时，可掺用填加剂以改善泥浆

表1-2

优质泥浆性能表

3. 泥浆的调制 制浆前，应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。制浆有机械搅拌和钻头搅拌二种方法。

用正、反循环回转钻钻进时，由于要求的泥浆质量高，最好在井孔外以泥浆搅 拌机制成泥浆后使用。钻头搅拌是冲击成孔时，将粘土原料投入孔底，利用冲击钻 头上下冲击，搅拌成泥浆。

人工搅拌是先将粘土加水放入制浆池内浸透，然后用人工搅拌。

四、泥浆的循环和净化处理

为满足施工环保要求和泥浆重复使用，钻孔时应设置制浆池、循环池及净化处 理系统。

1. 机械净化法（泥浆分离器净化）

机械净化泥浆是将井孔内排除的混有钻碴的泥浆送到二级或三级高频振动泥浆 筛上，先将0.5mm 以上的大颗粒钻碴筛出，小于 0.5mm 以下的砂粒的泥浆通过泥 浆泵压入旋流除碴器排除，净化后返回井孔中。

泥浆循环如下：新制泥浆-泥浆池-桩孔-泥浆分离器净化-泥浆池-桩孔。

2. 非机械净化法

此方法是通过泥浆槽、沉淀池、储浆池进行循环沉淀净化泥浆。泥浆循环顺序 为：新制泥浆—泥浆池—桩孔—泥浆槽—沉淀池—储浆池—桩孔。

3. 制备泥浆的水质和设备要求

1） 要求使用符合规范要求的水，当不能用自来水时，应事先进行水质检查， 以保证泥浆质量；

2） 为清洗机械设备，宜准备管径 25mm 流量为50L/min 的给水设施；

3） 为使钻孔中的泥浆重复使用，应准备水泵和储存站；为处理清洗机械的废 水，需设置排水沟和沉淀池。

废泥浆应运送到处理场进行处理，不得在施工现场就地排放。钻碴应运输到指 定的弃碴场。

第二章 试桩工作

注： ⑵ ⑶ 性能。