反循环钻机桩基础施工方案
反循环钻机桩基础施工方
案
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
目录
一、工程概况 (2)
二、计划开工及完工时间 (2)
三、施工准备工作 (2)
四、反循环钻孔灌注桩施工工艺 (4)
五、质量通病及处理方法 (13)
六、施工注意事项 (16)
七、质量保证措施 (19)
八、安全保证体系 (23)
九、文明施工措施及环保 (26)
XX中桥
桩基施工方案
一、工程概况
XX中桥桥台及桥墩基础均为桩基础，桩基总长672m.
XX中桥桩基明细表
二、计划开工及完工时间
计划开工时间：2013年8月1日
计划完工时间：2013年9月15日
三、施工准备工作
1、人员安排
人员安排情况如下表
主要人员安排情况及任分配分表
机械设备投入情况如下表
主要施工机械投入情况表
3
钢材及其它一些外购材料由汽车直接运至项目部钢筋加工区及仓库，水泥、砂、石等地材由自卸车运至拌和站。
材料供应按材料使用计划进行，并按照GB/T19001-2000、GB/T24001-1996、
GB/T28001-2001管理体系严控供料和储备。
4、混凝土拌合站
本桥施工所需混凝土均在项目部设置的拌和站拌和，然后用混凝土输送车运至施工现场。拌和站采用电脑自动计量华中JS1000型拌和设备，场地采用C15混凝土硬化。
5、施工用水及排水
附近打水井一个，供施工和生活用水。
工点修建废水净化池，生产、生活废水经沉淀处理，达标后排放。
6、施工用电
可利用附近电力就近接线，安装变压器，并配置发电机，供施工和照明用电。
7、技术交底
项目部工程技术部、各施工队技术室、工班技术负责人分别编制技术交底书或作业指导书,进行层层技术交底。
8、测量放样
首先做好施工放样前内业计算工作，并认真校对、复核，然后整理成果报监理工程师审批。审批通过后到施工现场使用全站仪进行桩位放样，检查附近水准点标高，根据现场实际情况，必要时增设临时水准点。以后各道工序的测量工作均应按相应的程序进行。
四、反循环钻孔灌注桩施工工艺流程和施工方法
施工流程图见下图
灌注桩施工流程图
施工方法
1）施工准备
施工前应平整场地，清除杂物，换除表层软土，保证钻机底座填土密实，以免产生不均匀沉降；在施工范围内不妨碍桩基施工的场地挖好泥浆池和沉淀池，用钢管围护并安装安全网，设警示标志，同时做好施工现场排水工作，确保施工场地不积水。
2)桩位放样
根据设计图纸用全站仪准确放出墩台桩基中心并记录，并埋设护桩，做好标识，并注意保护，自检合格后及时向监理工程师报验。
3）泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，根据地层情况，采用相对密度为，粘度为16-20，胶体率≥95%的泥浆，含砂率≤4%的泥浆。
反循环回转钻，泥浆被泥浆泵从钻杆中心连续抽出孔底，使泥浆在孔内钻杆外产生了连续不断的下降流速，将钻孔产生的砂石等颗粒带出。在钻孔作业中，经常对泥浆质量进
行试验测定，及时调整泥浆性能指标，保持一定的水头高度，确保护壁良好不坍孔，钻进顺利。桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，用于下一根桩基钻孔护壁。
4）埋设护筒
根据桩位点设置6mm 钢护筒，护筒内径应大于桩径至少200mm，埋置深度宜为
2~4m，顶面高出地面300mm。埋设护筒时坑底应整平，然后通过定位的四个控制桩埋设，由人工、机械配合完成。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于50mm，倾斜度不得大于1%。为便于泥浆循环，在护筒顶端留有高30cm，宽20cm的一个溢浆口。
5）钻机就位
钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行全面检查，确认无误后就位，钻机安装后的底座和顶端应平稳，保证在钻进过程中不产生位移或沉陷。钻机应保持良好工作状态，电气部分无安全隐患，电机外壳应接地。
钻机就位调平机座，认真量测检查钻头中心与护筒中心是否在一条铅垂线上，与孔位中心的偏差是否在规范允许范围之内。确认无误后，最后再次检查钻杆的垂直度是否满足要求及钻杆、钻头等部位连接是否牢固、运转是否良好、钻头直径和设计桩径是否相同，校核钻具的长度，同时检测泥浆的各项指标，一切就绪后就可开始施钻。
6）钻机成孔
将钻头提高距离孔底20～30cm，真空泵加足清水（不得使用脏水），关闭控制阀使管路封闭，打开真空管路使气水畅通，然后启动真空泵产生负压，待泥浆泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥浆泵。当泥浆泵出口真空压力达到以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀室，形成反循环，启动钻机慢速开始钻进。开钻时先在孔内灌注
泥浆，不进尺，只空载转动，使泥浆充分进入孔壁。钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，在土质松散层时采用比较浓的泥浆护壁，且放慢钻进速度和转速，轻钻慢进以控制塌孔。待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80～100mm，维持冲洗液循环1～
2min，以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔，恢复钻进后，控制泵排量示宜过大，避免吸坍孔壁。钻进达到要求孔深停钻时，应维持冲洗液正常循环，清洗吸除孔底沉渣至返出冲洗液的钻渣含量小于4%为止。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。
7）清孔
钻孔达到要求深度后，用检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理，否则重新进行扫孔。
经对孔深、孔径、竖直度检查合格后即为终孔，终孔后立即进行清孔，防止沉淀过多，造成清孔困难；清孔采用二次换浆法清孔，第一次指终孔后采用钻杆的清孔，第二次指安装完钢筋笼后灌注砼前利用导管的清孔。第一次清孔：停止进尺后，将钻锥提起
20~30cm，并保持泥浆的正常循环，将相对密度~的泥浆压入孔内，将钻孔内悬浮较多的泥浆换掉，清孔时间根据泥浆比重及清孔过程中测量沉淀厚度来定。清孔过程中必须设有专人捞取钻渣，加快清孔的速度；清孔结束后，孔底沉碴厚度不得大于30mm。
钻孔桩成孔质量标准：孔的中心位置单排桩50mm ，孔径（mm）不小于设计，倾斜度＜1%，孔深不小于设计规定，沉淀厚度≤300mm ，清孔后泥浆指标相对密~,粘度：17~, 含砂率：<2%,胶体率：>98%。
8）钢筋笼骨架的制作与安装
本项目采用钢筋集中加工，钢筋场设置在拌和站钢筋加工区，钢筋骨架在钢筋加工场制作，根据钢筋笼的总长度分节制作，制作好的钢筋骨架应平整垫放。本桥桩基钢筋笼主筋采用28根φ25，间距15cm，制作时，按设计尺寸做好加劲筋(主筋每2m一道，素砼段每1m一道)，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，加强箍筋应设在主筋内侧，螺旋箍筋（φ10,间距10cm）应在主筋的外侧，并应与主筋绑扎或点焊。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。定位钢筋采用φ12，每2m左右沿圆周等距离焊4根，上下层错开布置；在钢筋骨架应每隔2-4m设置临时十字加劲撑，以防变形。制作好的钢筋骨架应平整垫放，每节骨架均应有半成品标志牌，标明品名、钢筋产地、规格型号、检验状态、使用部位、报告编号。
钢筋笼运输必须用吊车装卸，钢筋笼与运输车辆绑捆牢固，指派专人护送运输车上有明显的标志且低速行驶，确保运输安全到达施工现场。
骨架起吊采用扁担梁辅助起吊，第一节钢筋骨架吊起放入孔内过程时，拆除第一节钢筋骨架临时十字加劲撑，在钻机上用型钢穿过加劲箍筋挂住钢筋骨架并应保证型钢水平和骨架垂直。吊放第二节钢筋骨架与第一节对准后应对主钢筋进行单面焊接连接
（10d），施工完螺旋筋后再下放骨架，如此依次进行。下放钢筋骨架时，应缓慢均匀，
并应根据下放深度，随时调整钢筋骨架入孔的垂直度，应避免其倾斜及摆动。每吊放一节钢筋骨架应拍照存档，作为资料保存。
最顶上一节钢筋骨架顶面宜增设一道加强箍筋，以防止安装过程钢筋骨架顶面出现较大变形，保证钢筋骨架的定位准确。吊挂钢筋骨架的掉环应采用为经冷拉的热轧光圆钢筋制作。钢筋骨架下放到位后，应对其顶端定位并固定，防止灌注混凝土时钢筋骨架偏移、上浮。
钢筋笼下放过程不顺利时，可将钢筋笼正反旋转、慢起、反复数次逐步下放。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差
钻孔桩声测管在吊放钢筋笼的同时进行安装，分多节制作，下端用封头封死，不得漏水，接头焊接或套管套接后焊接连接，按设计位置用铁丝绑扎固定在钢筋笼上。
9）导管试压及安装
导管在使用前将丝扣清理好并涂抹黄油，保证施工中节与节能正常拆卸；使用后应及时将每节冲洗干净；保证它有良好的密封性。试验水压为 1Mpa，不漏水的导管方可使用。导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了“O”形密封圈并涂抹润滑油等。
利用吊车将导管放入，导管直径、长度应与孔深配套（距孔底左右）；全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30～50cm，进行二次清孔。初灌量应保证混凝土扩散后，导管埋入深度不小于1m，为防止混凝土与稳定液混合，在灌注混凝土前，用充气球胆浮于管内。下放导管时，丝扣要对正、扭紧，不得碰撞钢筋笼，导管直径300 mm，标准节长3 m，调整长度、、各一节。
10)灌注水下混凝土
桩基混凝土采用为C25混凝土，为项目部搅拌站提供，罐车运输至现场。首批封底混凝土下落时有一定的冲击能量，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。首批混凝土灌注后泥浆从溢浆口中排出，要保证导管下口埋入混凝土不小于1m深，然后更换料斗，用砼罐车直接灌注。
灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。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。同时应经常测探孔内混凝土面
的位置，即时调整导管埋深。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，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，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。
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,超压力降低,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。
考虑到桩头处存在浮浆，同时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，在桩顶设计标高往下处向上应超灌，灌注结束后将超灌混凝土破除，再浇筑的C30混凝土到桩顶设计标高。
在混凝土灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测并记录，在灌注混凝土时，每根桩留取三组试件。灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。
钢护筒在灌注结束后，混凝土初凝前拔出。
五、反循环钻孔灌注桩质量通病及处理方法
1、塌孔
原因：护筒埋置过浅，周围封填不密漏水；操作不当，提升钻头或放钢筋骨架时碰壁孔壁；泥浆稠度小，起不到护壁作用；泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；在松软砂层中钻进，进尺太快。
处理方法:塌孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实重新钻孔；轻度塌孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；严重塌孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进；汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头稳定；提升钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽量不要碰壁孔壁；在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。
2、钻孔偏斜
原因：桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；土层软硬不匀，致使钻头受力不均，钻孔中遇有较大孤石、探头石；扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；钻头弯曲，接头不正。
处理方法:检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以检修；偏斜过大时，填入土石重新转进，控制钻速。
3、卡钻
原因:孔内出现探头石、缩孔等未及时处理；钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住；入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形；
处理方法：卡钻不宜强提，只宜轻提；施工中注意保持护筒垂直度，防止倾斜；钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。
4、导管进水
由于初灌混凝土封底失败或者灌注过程中导管接头不密封导致导管进水，或者灌注过程中将导管拔脱进水。当封底失败时，应及时将导管、钢筋笼拔出，用旋挖钻将孔底混凝土掏出，重新安装钢筋笼、导管，清孔合格后重新灌注。导管接头不密封需要换合格导管灌注，换导管和导管拔脱都需要在继续灌注之前，用捞浆桶或者泥浆泵等将二次安装的导管内的泥浆清除干净，注意精确计算好导管埋深，确保再灌注的顺利。
灌注前应检查好导管的密封性，安装导管时要检查密封圈是否垫好，
确保导管密封性良好。严格计算好初灌封底的混凝土方量，确保有足够的混凝土封底，灌注过程中准确测量导管埋深，避免导管拔脱。
4、浮笼
在灌注过程中发现钢筋笼上浮时，应立即减缓灌注速度，在保证导管有足够埋深的情况下，快速提升导管，待钢筋笼回到设计标高位置，再拆除导管。如导管埋深不够不能拆除导管时，则将导管快速提升注意不要将导管拔脱，然后再缓慢放下导管，如此反复多次，直至钢筋笼回到设计标高位置。
为防止钢筋笼上浮，在钢筋笼安装好后将其固定在钢护筒上，其次在灌注过程中应准确测量好混凝土顶面高程，当混凝土快进入钢筋笼时，应减缓灌注速度，并严格控制导管埋深。
5、扩孔及缩孔
原因:扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆动过大所致；缩孔是因钻锥磨损过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。
处理方法:注意采取防止塌孔和防止钻锥摆动过大的措施；注意及时补焊钻锥，并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁；已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
4、卡管
在混凝土灌注过程中，混凝土在导管中下不去，首先应借用吊车的吊绳抖动导管，或者安装附着式振捣器使导管中混凝土下落。以上方法均不起作用时，则应该将导管拔出，清理导管内堵塞的混凝土后重新安装导管，清理干净导管内的泥浆后重新灌注。
灌注过程中要求严格控制好混凝土的和易性、坍落度来避免卡管。
5、混凝土在灌注时不易下落
在进行首批混凝土灌注时，有时也会遇到灰料下落困难或不下落，特别是限于条件采用吊车和灌灰架进行首批混凝土灌注时，往往会为满足初灌量的要求而制作一个容量大的灌灰斗，而当现场制作、运输混凝土较慢时，往往会造成储满初灌量所需混凝土要花费较长的时间，混凝土在储料斗存放时间过长，加之如初灌前对料斗没有提前进行清理、湿润，储料斗设计不合理，清孔后泥浆比重偏大，以及料斗内局部混凝土料离析等因素均有可能造成下料困难。有时可考虑上下提升储料斗或辅以外力振动储料斗的方法，也许会轻易解决上述问题。在正常混凝土灌注时有时也会造成灌注速度减慢，下灰困难的情况，特别是灌注接近顶部混凝土时，主要原因是随着孔内混凝土面的升高，导管内的混凝土所能产生的下压力减少，一般情况下导管内的混凝土所产生的压力需大于孔内泥浆所产生的水头压力和顶升混凝土所需超压力（与混凝土的性质有关，管壁的摩阻力大小等有关，一般约在100KPa以上）之和，因此需适量提升并抖动导管以帮助下料。
六、施工注意事项
钢筋的存放
1）钢筋必须按照不同规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂、且应设置识别标志。钢筋堆置在棚内，并加高至地面以上50cm。
2) 钢筋表面洁净，使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。
3) 钢筋平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋使用前调直。
钢筋的连接
1）钢筋纵向接长采用单面焊接连接，连接强度满足规范要求，连接时严格按照设计要求和验收标准执行。
2）在任一接头中心至长度为120cm的区段内，同一根钢筋不得有两个接头，在该区段内有接头受力钢筋截面面积不得超过受力钢筋总面积的50%。
3）箍筋和主筋节点采用70%绑丝绑扎，30%点焊。
钢筋笼运、安装
1）钻孔灌注桩钢筋笼加工采用场内集中加工，炮车运送至现场，采用吊车吊放安装。
2）钢筋笼吊装时，防止钢筋笼变型，或箍筋脱落。钢筋笼吊放安装时，要严格安装，放样出的桩中心保证定位准确。
导管安装
导管安装前要检查其内壁光滑度，并编号，标识尺寸，做好记录。最下一节下口不设法兰，使拔管不带动混凝土，然后依次安装管节。在考虑孔底悬空20～40cm后，计算到卡盘顶面的高度，以便最上几节用、 1m、管节调整导管长度。导管接口法兰面须平整，两法兰盘间须垫合适的橡皮胶密封圈（3～5mm），并在密封圈两面均匀的涂上一层黄油，以利密封。导管应放在孔中心。在导管上口接贮料斗，贮料斗在使用前应用水浇湿，拔塞的千斤绳上端应扎在贮料斗顶口。布置好贮料斗、混凝土运输车和吊车等的位置，以便操作，进退自如。准备工作应尽量缩短时间，减少孔底沉淀。
水下混凝土灌注
灌注前，控制孔底沉渣厚度，如大于规定，进行第二次清孔，但要注意稳定孔壁，防止塌孔。
混凝土必须具备良好的和易性，坍落度控制在180～220㎜，每立方米混凝土中的水泥用量不少于设计配比用量。混凝土运到灌注地点以后，应检查和易性和塌落度，如不符和要求时，应进行第二次拌合，仍不符合要求时，不得使用。每根桩要制作五组试件。贮料斗装满混凝土时，拔塞灌注首批混凝土。拔塞的同时继续在料斗内放混凝土,保证首批混凝土灌注后，导管埋深不得小于1m。用吊斗灌注顺利后，应立即拆除贮料斗，在导管上口接漏斗，使混凝土运输车直接对导管口灌注，以减少环节，加快灌注速度。灌注过程要注意保持孔内水头，并经常探测井孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深并做好灌注记录。导管埋深控制在2～6m之间，严禁把导管提出砼面，避免造成断桩。探测孔内混凝土面标高要尽量准确，测锤宜用5Kg左右的铁质平底锥形体。灌注到钢筋笼底部时，应使导管埋深稍大，并减慢灌注速度，以减小对钢筋笼的冲击力，混凝土进入钢筋笼一定深度后，应提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。孔内溢出的泥浆应通过泥浆槽回收到泥浆池内，防止环境污染，也可重复使用。灌注接近桩顶时，由于混凝土冲击力的减小而堵管，可采用抬高灌注点来增大压差灌注。最终灌注高度应比设计桩顶高出以上。最