码头工程钻孔灌注桩施工方案

码头工程钻孔灌注桩施工方案

1概况

本工码头基础采用Φ1200钢筋混凝土嵌岩灌注桩，分4排，每排16根，共计64根，桩长为10.6～29.3m。1#、2#栈桥基础采用Φ1000

钢筋混凝土嵌岩灌注桩，共9根，桩长分别为9.7m和30～32.1m。2施工布置（略）

3施工工艺

钻孔灌注桩采用反循环回旋钻进,陆上搅拌机搅拌,用工程车水平运输至浇筑地。其施工工艺流程见灌注桩施工工艺框图。

4钢护筒

根据现场实际情况，水中灌注桩钢护筒根据各桩位地质情况采用不同长度的护筒，并以穿过淤泥层3m或进入强风化层为原则，钢板厚5～8mm，内径比桩径稍大，控制在50～100mm间。钢护筒在现场预制场分节加工成型，通过临时栈桥运至桩位处。钢护筒应坚实，不漏水，以保证不坍孔并对钻孔起导向作用。由于钢护筒入土较深，拟采用分节起吊焊接震动锤进行施打，节与节之间用电焊机满焊。钢护筒顶高程至少应高出施工水面或潮面2m，用吊环手拉葫芦固定。用全站仪控制护筒平面位置，用十字线法埋设，保证其偏差不大于50mm,倾斜度偏差不大于1%。

5泥浆配制

钻机成孔时需泥浆护壁，在开始钻孔前备有足够数量的优质粘土以供调制砂浆。根据不同地质，调配不同比重和粘度的泥浆，达到其护壁

要求。根据工程需要，在现场设4艘泥浆船，负责泥浆的供应和循环，在码头后方陆域上设废浆池，废浆用泥浆泵从泥浆船输送至废浆池沉淀后，按监理工程师要求掩埋或外运到指定地点废弃。

6 成孔

6.1钻孔工艺设备及钻头选择

成孔主要考虑采用反循环旋转钻机成孔，钻机采用可以加压的旋转钻机，钻头在淤泥及强风化层中用硬质合金刮刀钻，在进入硬质中风化岩层时，采用牙轮钻头。

6.2钻孔

水上灌注桩钻机安放在由钢管、槽钢搭建的平台上。成孔时根据不同的地质情况采取不同的钻孔工艺，确定进尺速度，经常检查孔径、倾斜度，并应检查钻机的平整程度，防止孔位偏斜，应根据地质变化情况选择合理的泥浆指标，钻进过程中，必须始终保持孔内水位高于护筒外海面平面1～1.5m，同时，专人用泥浆比重仪检测泥浆的施工过程变化，控制泥浆浓度，以起到护壁作用，不至于坍孔。钻孔应连续作业，不得中途停止。

6.3检测孔深孔径

用测绳测出钻孔深度，并检查是否与地质报告相符，如不符应及时与监理工程师、设计汇报备案并完善确认，用吊笼检查钻孔直径和垂直度，并作好记录，报监理工程师复查批准后，才可进行下道工序的施工。

6.4清孔

循环钻机采用换浆清孔方法，即钻头停止进尺，泵组继续运行，使泥浆继续循环，以便携带孔底沉渣至孔外，起到清除沉渣的目的。直至孔内泥浆浓度、含砂率符合规范要求。清孔时，孔内水位应保持在水位或潮位以上1.5～2m,以防坍孔。清孔次数按设计要求而定，一般需进行两次清孔。清孔后孔底沉淀物厚度应按图纸规定值进行检查，一般不得大于50mm。

7 钢筋笼制安

7.1 加工成型

由于本工程灌注桩钢筋笼较长，将钢筋笼在钢筋加工厂分节制作。进场钢筋经复检及焊接试验合格后，严格按施工图纸尺寸下料。钢筋调直采用钢筋调直机，钢筋接长用手动闪光对焊，下料采用钢筋切断机，钢筋笼加强箍与主筋、导向钢筋与钢筋笼用交流电焊机焊接，主筋弯折采用弯筋机弯曲，钢筋笼箍筋用卷扬机拉直后再卷盘成型。

7.2运输

钢筋笼通过临时栈桥运至现场后，用钻机分节吊入孔中。入孔前，应事先在钢筋笼上安设控制钢筋笼与孔壁净距的混凝土垫块，这些垫块可靠地以等距离绑在钢筋笼周径上，沿桩长的间距不超过2m，横向圆周不得小于4处。由于钢筋笼是分节吊入孔中的，应在现场采用帮条焊对接，由现场2台电焊机同时施焊完成。钢筋笼对接完成后，吊插到位，钢筋笼底面高程允许偏差为±50mm。调整钢筋笼平面位置符合要求后，用4根钢筋对称固定在孔口护筒上。由于本工程钢筋筒需在现场进行多次对接，所用时间较长，因此在钢筋笼吊插到位后，需

再次检查孔底沉渣厚度及泥浆比重，当满足要求后方可进行下道工序施工，否则应进行再次清孔。

8 水下混凝土灌注

8.1导管

钢筋笼吊入完毕，孔底沉渣厚度及泥浆指标检查满足要求后，要立即安装导管，吊装前应对导管做气密性水压、承压和接头试验，防止导管漏水、漏气造成断桩。并对使用的导管在场地内拼装调直，用红漆在每只导管上做好标记，本工程选用导管内径250mm，壁厚6mm，导管用装有垫圈的螺旋扣连接。导管吊放用钻机作业，为防止混凝土浇注过程中出现断管后无法清理，导管用两根钢丝绳分别系在最下一端导管上，并沿导管壁与最顶上导管系在一起。

8.2混凝土配合比

基本要求：

强度：C30

坍落度：16～20cm

初凝时间：＞2.5h

粗骨料级配：5～40mm

水灰比：0.5～0.6

8.3混凝土浇注

1、灌注桩混凝土由JS-750拌和机集中搅拌，灌注桩除首批混凝土由储料斗、漏斗下灰外，砼采用工程车运输直接入仓面。首批混凝土浇注前，需检测孔底标高，经监理工程师检验合格后立即灌注水下混凝

土。

2、导管距孔底25～4Ocm，首批混凝土保证导管埋深1.0m以上。按公式V≥（πD2/4）×(H1+H2)+( πd2/4)×h1、计算首批混凝土浇注量。式中:V—灌注首批混凝土所需数量 (m3)；

D一桩孔直径，取1.Om；

H1—桩孔底至导管底端间距，取0.4m；

H2—导管初次埋置深度，取1.Om；

d—导管内径，取0.25m；

h1—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度 (m)，既h1= Hw γw/γc

式中： Hw—井孔内泥浆的深度，暂按35m计；

γw—井孔内泥浆的重度，取11KN/m3；

γc—混凝土拌和物的重度，取24KN/m3；

h1=35×ll/24=16.04(m)。

灌注首批混凝土所需数量V=3.14×1.02/4×(0.4+1.0)+3.14×0.252/

4 ×16.04=2.0 m3

3、首批混凝土浇注隔水措施用投球法，即在漏斗颈部设置一个隔水混凝土球，下面垫一层塑料布，混凝土球用8#铁丝系挂在钻机上，当首批混凝土备足开始灌注时，即把铁丝铰断，此时混凝土压着球塞，与水隔离通过导管挤走导管内的水，保证水下混凝土的质量。首批混凝土灌注完成后立即探测混凝土面高度，计算出导管埋深，符合要求后，继续灌注。浇注混凝土过程中导管底端始终保持插人混凝土内2～

6m。一根桩的混凝土必须连续浇注，不得中断，并严格控制导管提升速度，防止断桩事故发生，并及时测量计算导管埋深，正确指挥导管的提升和拆除。导管拆除应迅速、有序。混凝土浇注高度应高于设计桩顶标高O.5m，此部分混凝土待后凿除。浇注混凝土过程中溢出的泥浆则引到泥浆船中，并及时泵送至陆上废浆池，严防对周围环境造成污染。

9 成桩质量检测

首先在浇注混凝土时，按规范要求留置试件，测定其试块室内标准养护强度。

当混凝土达到养护时间后，按设计要求，并遵照监理工程师指令对灌注柱进行超声波无损检测或钻芯取样检测试验。检验合格并经监理工程师签认后，进行下道工序的施工。

10 质量保证措施

10.1 成孔质量控制标准

1、护筒:平面允许误差不大于5Omm，竖直线倾斜度不大于1%，护筒埋设前做好筒平面位置预检工作,并埋置四个控制桩，四个控制桩对角交线与控制点吻合；

2、钻头对位正确，误差控制在15mm内；

3、钻机 (钻架)安置处平台平稳，钻机支腿牢固；

4、正确地做好检查记录，钻孔直径不小于设计桩径，请监理工程师一同检查钻头直径并验孔；

5、倾斜度:小于1%，终孔后用测孔器测定；

6、孔深：比设计深度超深不小于5Omm；

7、孔底沉渣厚度:不大于设计规定；

8、清孔后泥浆指标，相对密度:1.03～1.10；粘度:17～2OPa.s；含砂率：小于2%；胶体率:大于98%。

10.2 成孔事故的预防

回旋钻机成孔时采用重吊工艺并经常检测钻杆垂直度，及时纠偏。

1、坍孔预防措施:钻头到达易塌孔层时:

（1）泥浆比重不小于1.5；

（2）粘度不小于19Pa.s；

（3）孔内用高粘度泥浆反复进行扫孔。

2、缩孔预防措施:

（1）利用水头压压住孔外易塌土，保证孔内水头高出护筒外海平面1.0～1.5m，以防孔外易塌土向孔内扩展，造成缩径；

（2）钻头在易缩孔的地层进行反复扫孔。

10.3 钢筋

1、原材料控制因素

（1）每批钢筋入场时有出厂合格证、材质化验报告、准用证；（2）钢筋进场后按批号取样进行复试，每批超过60t时，按60t为一批取样复试；

（3）严格材料验收制度，要求证、物相符，并具有可追溯性。

2、加工工艺及操作

（1）焊工经考试合格者持证上岗；

（2）批量焊接前，须做试焊，焊接件试验合格后，再正常施工；（3）焊接Ⅱ级钢筋采用506焊条，Ⅰ级钢筋采用422焊条；

（4）做好自检和互检记录，弯曲接头成型等均按规范严格控制；（5）保证钢筋笼与桩侧的保护层一致，在钢筋笼上至少每隔2米设置一道保护层垫块。

3、运输

（1）吊点位置合理；

（2）运输道路平整；

（3）运输时支点正确。

4、安装

（1）井口支架牢固，定位钢筋长短合适；

（2）混凝土浇注时，导管处于孔中央，避免扰动钢筋笼；

（3）钢筋笼要对中放，偏差不大于规范值。

10.4混凝土

1、拌制

（1）原料控制因素：

A、砂、石经抽样检验符合要求后，才可用于灌注桩混凝土；

B、水泥须有出厂合格证，并经抽样检验合格后方可使用；

C、材料组成严格按试验配合比执行；

D、严格计量，将各组成材料偏差控制在以下范围内，水泥±1%、水±1%、砂石±2%；

E、按骨料含水量进行施工配合比调整。

（2）拌和控制因素

A、拌和时间按有关文件及规范执行；

B、按要求测定混凝土坍落度；

C、按现行规范要求制作混凝土抗压强度试块。

2、混凝土浇筑

（1）运输控制因素:

A、道路平整，采用混凝土罐车运输，防止混凝土离析；

B、雨天运输应采用相应措施，防止雨水进入混凝土而导致混凝土配合比发生变化；

（2）灌注控制因素:

A、控制混凝土坍落度在16～20cm；

B、灌注前后间隔时间控制在30分钟内；

C、专人测定混凝土面高度，准确计算导管埋深，严防将导管拨出混凝土面而出现断桩，并做好灌注记录工作；

D、混凝土灌注时确保桩顶混凝土质量。

11施工进度安排（略）

12机械设备及劳动力配置（略）

12.2主要劳动力配置：略

钻孔桩施工实施细则

一、工程概况

码头正侧面长403.2m，为顺岸直立式结构，码头前沿挡土设计采用Φ800钻孔灌注桩，加上设备基础钻孔桩，共534根，其中正面396根，

西北侧73根，东南侧35根，设备基础桩30根；其中492根桩底标高-18.00m，另42根入岩2m，桩底标高现场确定。

二、地质情况

拟建工程位于。。。。。东岸，拟建码头区域岸坡缓倾，在原炊填区空地上堆有石块石渣等，标高5.5m左右。

根据设计2＃码头断面图及现场地貌示地层公布自上而下分为6层：第1层：回填开山石块石渣，厚3--5m；

第2层：素填土，以碎砖、石子混杂粘土，底标高为-4.8mm；

第3层：淤泥，底标高为-10.5mm，层厚5.7m；

第4层：砂质土，底标高为-16.2mm，层厚5.7m；

第5层：砾质土，底标高为-26.4mm，层厚10.2m，钻孔桩进入本层1.8m；

第6层：花岗岩。

三、施工流程

平整场地桩位放样埋设护筒校核护筒位置并测出护筒顶标高钻机就位钻机钻进一次清孔终孔、验

孔安放钢筋笼二次清孔安放导管漏斗浇筑水下砼拆除护筒开始下根桩

四、钻孔桩施工顺序

码头钻孔灌注桩施工，按胸墙分段长进行分段施工，一个施工段为设计的胸墙分段长21.6m，每施工段配备2台钻机，每分段施工时间可在10天完成，总共19个分段，总共配备6台钻机3个施工段同时施

工，每月可完成9个分段，分段施工顺序按下图顺序进行钻孔桩施工。钻孔桩分段施工顺序

五、施工方法

1、场地清理

根据现场实际情况,采用2.0挖掘机开挖,自卸车运块石（运距1.5公里）清理钻孔桩桩位上二次回填的石块、石渣等。

2、测量放样

根据设计桩位坐标实地放出桩基中心并引出护桩加以保护。

3、护筒埋设

各护筒可采用开挖埋设法,护筒壁厚不得小于5mm,内径不宜大于设

计桩径300mm,护筒顶标高应高出地下水位1.5—2.0m,并高出地面30 0mm以上,埋深不小于1.5m。如护筒边为砂土，应将周围0.5m范围内的砂土挖出,夯填粘性土至护筒底0.5m以下，并调整固定好。

4、钻机就位

护筒埋设好，将钻机就位，立好钻架，并对准桩孔中心。

5、钻孔泥浆制备及泥浆循环

钻孔灌注锚桩施工采用不分散、低固相、高粘度的PHP泥浆，泥浆在泥浆池内拌制（采用袋装土砌筑泥浆池），然后利用泥浆泵泵送至钢护筒内，当钢护筒内泥浆性能指标满足施工要求后方能正式钻进。钻孔桩钻渣直接排入接渣池内，然后自卸车运至指定地点弃置。

泥浆主要性能指标

地层

情况相对

密度粘度

Pa.s 含砂率

% 胶体率

% 失水率

ml/30min 泥皮厚度

mm/30min 酸碱度

pH

砂土钻进1.08～1.15 22～28 ≤4 ≥95 ≤20 ≤3 8～10

清孔指标1.06～1.1 18～25 ≤2 ≥95 ≤20 ≤2 8～10

6、钻进成孔

⑴在护筒内钻进

先用刮刀清水钻进成孔，当钻至距护筒底时，加入拌制泥浆，并使泥浆的指标达到相对密度1.1左右，粘度28s左右，PH值8～10，然后轻压慢转钻进通过护筒刃脚部位，保证护筒刃脚部位地层的稳定。钻速控制在每小时0.5～1米范围内。当出了护筒以后，再正常钻进，以防钢护筒底口漏浆。

⑵砂土层中钻进

利用刮刀钻头中小钻压、中低速钻进，进尺控制在2m/h以内，同时注意向钢护筒内加泥浆，确保泥浆面比江水高出1～1.5m，并注意泥浆指标的变化情况，当泥浆指标超出规定范围，及时调整泥浆指标后，方可继续钻进。

⑶含砾砂层中钻进

利用刮刀钻头中低转速钻进，适当控制进尺，控制泥浆的粘度和比重，确保此段孔壁的稳定。注意泥浆面的标高，一旦出现渗漏现象，及时采取措施解决。

7、清孔换浆

通过钻具长度计算，钻至设计孔深并经监理确认后，开始清孔。清孔将钻头提离孔底10cm，慢慢回转钻具以确保孔底钻渣全部清除。清孔同时置换孔内泥浆，并通过泥浆净化器，使砂率降至2%以下（尽量将含砂率降低至1%左右，避免二次清孔），粘度控制在17～20s，比重控制在1.25～1.45。二次清孔是在钢筋笼下完后，砼灌注前，用测绳测孔深。如果沉渣厚度大于15cm或孔底吸力较大，需要在导管内下放φ60气管30m以上，用气举反循环进行清孔，使孔底沉渣满足设计要求。

8、下放钢筋笼

钢筋骨架在集中加工进行配料制作，运输到现场。钢筋笼采用加劲筋成型法，即将按设计尺寸做好的加劲箍筋设在主筋的内侧，标出主筋的位置，并在主筋上标出加劲筋的位置，焊接时，使加劲筋与主筋的标记吻合，注意主筋必须与加劲筋垂直。将成型的骨架放于支架上，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。按设计保护层厚度预制定位筋，将其对应加劲筋设置，每圈4根。利用钻架下放钢筋笼，当骨架下降到顶部加劲箍接近孔口时，用横木穿过加劲箍下方，将骨架临时支撑于孔口，起吊第二节骨架，使上下两骨

架位于同一直线上，进行焊接，焊好后可抽去支承继续下放。当下放至设计标高后，在骨架顶端焊接定位筋并将定位筋固定在临时支撑上。

9、灌注水下砼

水下砼采用直升导管法灌注。导管直径250mm，采用δ=3mm厚钢板卷制作成，导管节长2.5m，节与节用丝扣连接。

封底砼量计算：首灌砼必须满足导管初埋深度，即储料斗体积V不小于首灌砼量。

即V≥πh1d2/4+πHCD2/4

根据设计桩径D=0.8m，导管直径d=0.25m，钻孔深取最大桩长，按泥浆面以下18m计，砼容重取24KN/m3，设孔底沉淀厚0.3m，导管底距孔底40cm，导管埋深为1.0m，则：

HC=h2+h3=1＋0.5=1.5m

Hw=25－1.5=16.5m

h1=HW×γw/γC=16.5×11/24= 7.56m

(γw=11KN/m3泥浆容重)

V≥π×7.56×0.252/4＋π×1.5×0.82/4=1.2m3

故选用V≥1.2m3的储料斗.

首灌砼灌注采用提拔法，即用

φ=10mm厚钢板加工成比导管内径

稍大的圆形，在圆板中心焊一根重

于圆板的φ16圆钢吊筋。

储砼前，将圆板置于料斗底部，

待装满砼初存量后，用卷扬机拔出

圆板，砼将导管内水压出而满入孔底。正常浇筑时，随时检测砼上升的高度以控制导管埋深，便于拆卸导管。桩顶砼应比设计高出80cm，待以后

开挖后凿除。

六、质量检验评定标准

钻孔灌注桩实测项目

项次检查项目规定值或允许偏差

1 混凝土强度（MPa）在合格标准内

2 桩位（mm）50

3 钻孔倾斜度0.5%

4 沉淀厚度（支承桩）（mm）50

5 沉淀厚度（摩擦桩）（mm）300

钢筋加工及安装实测项目

项次检查项目规定值或允许偏差

1 钢筋笼安放后，顶标高（mm）±50

2 螺旋筋间距（mm）+0，-20

3 钢筋笼（mm）长±10

直径±10

4 保护层厚度（mm）±5

七、施工控制措施及要点

1、钻进过程随时注意往孔内补充浆液，维持孔内的水头高度。孔内泥浆面任何时候均应高于江水面1～1.5m。

2、升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须谨慎操作、防止钻头钩挂护筒，避免冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。

3、加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底8～10cm，维持泥浆循环10min以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接螺栓应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。

4、钻孔过程应连续操作，不得中途长时间停止，尽可能缩短成孔周期。详细、真实、准确地填写钻孔原始记录，钻进中发现异常情况及时上报，以备处置。

5、为了保证钻头能够顺利通过护筒底口，钻机必须根据钢护筒的倾斜度及其顶口的平面位置偏位。

6、由于受到涨落潮的影响，在钻孔过程中应严格的控制孔内泥浆水头高度，以免产生反串孔或塌孔事故。

7、为了保证混凝土的浇注质量，在钻孔过程中应严格控制泥浆的质量，并且在混凝土浇注前采用二次清孔的施工工艺。

8、泥浆循环系统采用将泥浆池串通在一起作为循环池。

9、冲孔灌注桩施工过程中，定期进行验孔，检验是否缩孔、斜孔，

认真测定孔深、桩底入岩不小于2.0m。

10、冲孔灌注桩终孔后，清孔至符合要求为止，沉渣厚度控制在小于5cm以内。

11、下放钢筋笼前，复测孔深是否与原来孔深相吻合，如差值较大，可能发生塌孔，重新冲孔至设计标高。

12、灌注水下砼之前，复测孔深，检验是否与原孔深相一致。

13、首灌砼量必须通过计算，以保证导管埋深不小于1.0m。

14、导管在灌注砼前应检验其密封性，确保灌注时不漏水。

15、水下砼灌注过程中，随时测定砼面上升高度，计算导管埋深，以便安排拆卸导管，防止导管埋置过深。

16、水下砼搅拌时应严格控制其坍落度和和易性，运输过程中发生泌水的砼不能使用，以防灌注时发生堵管。

17、钻孔桩砼浇筑高度应比设计高度高出70cm~80cm，多余部分待系梁或承台基坑开挖后凿出，确保桩顶质量。

18、桩质量检测采用超声波无破损检测法。检测管随钢筋笼一起绑扎焊接固定，管口和管底用钢板焊接封死，防止异物进入，造成堵管影响检测。

19、搅拌站采用全电脑控制计量系统，正式搅拌前请有资质的计量单位对其进行标定。

20、选用材质好的砂石料场，并签订协议，加工符合要求的碎石和提供较好河砂。搅拌站场地采用砼进行硬化，砂、石分仓堆放。

21、储料场有专人进行检查收料，不符合要求的材料拒收退回，同时

试验部门加强对砂、石料检验。

22、钢筋、水泥进场必须有出厂合格证和试验资料。其品种、规格、型号都必须符合要求。

23、砼运输过程采取覆盖措施，防止水份散失和遭受雨淋。

24、钢材进场后，不同品种、规格的钢材分开堆放并进行标识。

25、钢材进场后试验人员及时取样对其进行拉力、抗弯和焊接试验，检验是否符合规定。

26、钢材在集中加工时，认真审阅图纸，下料准确无误。焊接时采用双面搭接焊，焊缝宽度和高度必须符合规范要求。在配料时注意同一断面的受力主筋焊接接头面积在同一区段内不能超过50%。且避免在最大受力处设置接头，并尽可能使接头交错排列,焊工持有操作证才能进行焊接作业,主钢筋焊接采取双面搭焊，焊接长度不小于5d，且应将钢筋焊接段进行弯折，以便焊接后的钢筋轴线处于同一直线上。当桩基钢筋笼节与节焊接时，应先焊顺岸方向，后焊接另侧方向。

八、安全控制措施及要点

1、冲孔作业前，认真检查机具、吊绳，钢丝绳与钻锥应卡接牢固。冲击过程中，钢丝绳的松弛应适宜；

2、冲孔作业点采用彩条布进行围护，不允许非施工人员围观；

3、砼灌注前应对吊索、卡子等检查；

4、搅拌站钢筋加工点由专人进行架设、布电线，操作人员严格按操作规程作业；

5、车辆运输中应限速行驶，尤其是在转弯、斜坡处应提前鸣喇叭；

6、结构支撑支立时应牢固，地基应进行夯实处理，确保整个支架稳定；

7、钻机就位后，应全面检查机具和设备。钻机必须平稳，钻架应牢固；

8、钻机停钻时将钻头提出孔外，不得滞留孔内；

9、桩基施工完成，孔口应加盖；

10、桥梁施工人员都必须戴安全帽，不得穿拖鞋，禁止喝酒后作业；

11、安全人员定期对其临时脚手架、机电设备、用电和防火方面进行详细检查、督促整改。

九、进度计划

本工程所有钻孔桩计划20xx年xx月xx日正式开钻，2015年x月x 日完成