毕业设计(论文)格式2011.07.22

继续教育学院

毕业论文

题目: LK47+535大桥钻孔灌注桩施工工艺控制

学生姓名：瞿军恒

考籍号：923910200011

班级: 海南自考10秋

专业：交通土建工程

指导教师：范文婷

2011 年9月

LK47+535大桥钻孔灌注桩施工工艺控制

学生姓名：瞿军恒

考籍号：923910200011

站点：启开本部

指导教师：范文婷

完成日期：2011.09.05

目录

1 绪论 (1)

1.1 我国高等级公路的现状及发展规划 (1)

1.2 钻孔灌注桩的问世背景 (1)

2 工程概况 (1)

2.1 LK47+535大桥整体概况 (1)

2.2 LK47+535大桥桥位工程地质水文条件 (3)

3 桩基施工方案 (4)

3.1.施工方案选择 (4)

4 桩基施工方法 (4)

4.1施工前准备 (4)

4.2施工测量放样 (4)

4.3施工机具准备 (4)

4.4、钻孔桩施工方法 (5)

4.5桩基施工常见问题的防治措施 (7)

4.6钻孔灌注桩质量标准 (8)

4.7钢筋加工安装质量标准 (8)

5 工程质量保证措施 (9)

5.1 钻孔桩质量保证措施 (9)

6、特别注意事项以及意外情况 (10)

7 结论 (12)

参考文献 (13)

致谢 (14)

附录 (15)

LK47+535大桥钻孔灌注桩施工工艺控制

摘要

文章结合实际的桥梁工程，介绍了钻孔灌注桩的整个施工过程中的施工工艺，探讨了在钻孔灌注桩中需要特别注意的一些技术要点和施工工艺的控制，再就是针对我国现阶段高等级公路的发展规划和桥梁工程的建设现状，得出了怎样才能更好的控制钻孔灌注桩的施工工艺和确保钻孔灌注桩的成桩质量这一结论。

关键词：高等级公路；钻孔灌注桩；施工工艺；控制

1 绪论

1.1 我国高等级公路的现状及发展规划

新中国成立六十多年来，特别是改革开放之后，我国经济取得了长足的发展，特别是交通基础设施数量达到了一定的规模，各个省市的高等级公路里程都有了大幅度的提升，但是依然不能满足我国经济的发展。

1.2 钻孔灌注桩的问世背景

为了满足我国的发展，我国高速公路网规划到采用放射线与纵横网格相结合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及横贯东西、纵贯南北的大通道，由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”，总规模约8.5万公里，其中：主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他路线约1.7万公里。

2 工程概况

2.1 LK47+535大桥整体概况

LK47+535大桥处于广清高速公路扩建工程A09标天坪岭隧道分离式左线，中心桩号为LK47+535，跨径组合为（11*20）m预应力砼空心板，桥梁总长为266m，与路线中心线正交。下部结构基础采用钻灌注桩基础，全桥桩基础共有27根，桩径有1.2m（7根）、1.3m（10根），1.5m（10根）3种，桩基数量见下表。

LK47+535 大桥

2.2 LK47+535大桥桥位工程地质水文条件

2.2.1地形地貌

桥位地处低缓丘陵夹山间洼地为主，两端桥台位于低缓丘陵坡地，地形起伏较大，地面标高约29.9~43.5m。

2.2.2桥位地层岩性

根据勘察成果，桥位区地基由覆盖层及基底构成，具体如下：

2.2.3覆盖层

al）：棕褐色、棕黄色，可塑，主要由粘粒及粉粒组成。局（1）冲积粉质粘土（Q

4

部分布，厚度为3.5m,地层编号为2.

al）：棕黄色，湿，可塑。局部分布，厚度为10.00m，地层（2）冲积粉质粘土（Q

4

编号为5。

（3）残积砂质粉性粘土（Q el）:粉质粘土，浅红色，可塑，底部，硬塑，主要由粘粉粒组成，含少量风化残留砂粒，岩芯遇水易崩解软化。全场地分布，厚

度7.65-10.50m，地层编号为11-2-1。

2.2.4基底

主要为燕山期花岗岩（γ52（3））,按揭露情况划分为全~微风化层。

（1）全风化花岗岩：青灰色，母岩结构已风化破坏，，岩芯呈坚硬土柱状，岩石成分主要为风化长石及石英，少量黑云母。局部分布，厚度3.00m。地层编

号为14-1-24。

（2）强风化花岗岩：青灰色，褐灰色，岩芯呈半岩半土状，岩质软，手能折断岩芯，局部夹土状全风化岩。局部分布，厚度为11.50m。地层编号为14-2-24。

（3）微风化花岗岩：灰色，肉红色，含黑斑点，中粒结构，岩石成分主要为长石英及黑云母，岩石裂缝不发育，岩芯较完整，多呈长柱状，次为短柱状。局

部分布，厚度为8.30m，地层编号为14-4-24。

2.2.5水文条件

桥位区地下水主要为松散层中的孔隙潜水和块状基岩裂隙水，孔隙潜水主要赋存于填土、坡残积土层中，水量贫乏~较少，受大气降雨影响；块状基岩裂隙水赋存于花岗岩裂隙中，水量贫。地下水补给来源主要为大气降水，以蒸发及侧向迳流为主

要排泄方式。地下水为埋深约0.8~6.4m。相应标高约28.48~37.27m。参考邻近工点地下水水质分析结果判断，地下水对砼无腐蚀性。

3 桩基施工方案

3.1.施工方案选择

桩基施工方案选择主要依据桥位处的地质，水文条件，施工设备，工期要求，人力资源等因素进行选择。根据实际地质及施工条件，施工方案：所有桩基全部选择钻孔法进行桩基施工，工艺流程见附录。

4 桩基施工方法

4.1施工前准备

桥位地面在施工前，对有树木，杂草丛生或乱坑、不平的地方要进行清除，平整，有建筑物的地方进行拆除，以便为施工创造条件。

4.2施工测量放样

施工前要对桩位进行逐桩测量放样，定出桩位中心桩，并设护桩加以保护。

4.3施工机具准备

根据孔内地质情况，对土类的一般采用铁铲，风镐等工具。孔内弃土采用电动绞车和吊斗，每孔配备一台绞车，吊斗1~2个。弃土运输工具，场内采用斗车人工运输。钻机就位时用方木垫坪，将钻头中心线对准桩孔中心。

4.4、钻孔桩施工方法

（1）施工测量放样

施工前要对旧桥对应的桥墩台桩基位置桩位进行逐桩测量，后定出新建桥梁桩位中心桩，并设护桩加以保护。

（2）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300mm以上,埋深不小

于2m。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。

（3）钻孔灌注桩施工

施工放样（复测旧桥对应的桥墩台桩基位置）→埋设护筒→复测桩位→铺筑地坪→泥浆循环系统配置完备→钻机就位、校坪→钻进成孔→钢筋笼制作→一次清孔→测孔验收→钢筋笼安装→安放砼导管→二次清孔→沉渣测试→砼浇筑。

a、泥浆制备

选用优质膨润土造浆，泥浆池容积为40m3，并设容积为20～30m3的沉淀池二个，串联并用。

泥浆性能指标应符合下列技术要求：泥浆相对密度：1.1～1.4；粘度：18～30s；含砂率：＜4%；胶体率：＞95%；失水量：＜20mL/30min。

钻孔前试验泥浆的全部性能指标达到标准要求后开钻。在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等，并填写泥浆试验记录表。泥浆采取循环使用，设置泥浆循环池、沉淀池，废弃泥浆及钻渣沉淀后妥善处理。

b、埋设护筒

孔口护筒采用钢板制作，内径比桩径大30cm，长度为2.0m。采用预埋回填或人工开挖埋设置均可，护筒底部与下层相接处用粘土夯实，护筒外面与原土（或回填料）之间也要用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。顶部高出施工地面30cm。埋设准确、竖直，符合规范要求，护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计偏差小于2cm，护筒竖向的倾斜度不大于1%。

c、钻进成孔

钻机就位时用方木垫坪，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在2cm以内。钻孔

过程中，在护筒底应小冲程钻进，至筒底1.0m开始正常钻进，孔内严格保持泥浆稠度适当、水位稳定，及时加水加粘土，以维持孔内水头差，以防坍孔。并对钻渣作取样分析，及时做好钻孔记录，核对设计地质资料，根据地层变化情况，采用相应的钻进方式、泥浆稠度。桩基基底进入微风化岩层深度，根据微风化岩层顶面覆盖层厚度的不同进行确定，要求在1D～3D之间。

d、第一次清孔

清孔的目的是使孔底沉碴（虚土）、泥浆浓度、泥浆中含碴量符合设计和规范要求，为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程，经过检查，孔深、孔径及偏斜率符合要求后，进行清孔。清孔应符合下列规定：孔底500mm以内的泥浆相对密度小于

1.03~1.10，含砂率<2％，粘度≤20％。

e、吊放钢筋笼

钢筋笼严格按设计和规范要求制作，应符合《JTJ041-2000》的有关规定，经监理检查、确认后使用。钢筋骨架的保护层，采用定位钢筋控制，定位钢筋竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周均匀布置4个，最后安装和固定声测管。

钢筋笼主筋采用焊接，整体或分段用汽车吊吊入桩孔。分段吊入时，钢筋搭接长度、搭接要求均满足符合规范要求。牢固定位，以免在灌注砼过程中发生浮笼现象。采用钢筋笼检孔器进行检测，经检测合格后才能下放钢筋笼。钢筋笼制作：钢筋笼的制作前放样，注意预留接头钢筋长度，并应保证钢筋笼加固箍筋加工直径。

钢筋笼就位：钢筋笼现场分段制作，孔口分段吊装焊接下放就位。就位后将骨架固定在护筒上，以防骨架上浮。钢筋笼入孔采用双点起吊，确保不变形，接头应错开。单面搭焊，焊缝满足施工规范要求，焊接过程中注意钢筋笼垂直情况、并保证钢筋笼垂直放入；无破损超声波检测管安装必须按规范要求布设，安装时确保检测管垂直，防止出现堵塞现象。

f、导管安装

导管用Ф250mm的钢管，当桩径大于1.5m，用Ф300mm的导管；每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，并对导管作水压和接头抗拉试验，并保证不漏水。砼浇注架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。

g、第二次清孔

严格控制基底的沉渣厚度，禁止用超钻代替清孔，同时进行二次清孔。施工中，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。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.10，复测沉碴厚度达到设计要求，沉淀厚度达到规定要求，此时清孔就算完成，清孔结束至砼浇筑开始控制在20min以内。

h、灌注水下混凝土

钻孔桩砼的浇筑必须连续不间断地进行，并确保有一定的初灌量。浇筑过程中经常测定导管埋深，以便及时、准确测出砼面高度。

混凝土满足如下要求：粗骨料采用碎石，粒径为5～25mm，砂用级配良好的中砂。混凝土水灰比控制在0.6以下，水泥用量不小于350kg/m3，含砂率为40%～50%，塌落度18～22cm，扩散度为34～38cm。

先灌入首批混凝土要经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。打开导管用混凝土隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满后，剪断铁丝，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。随着浇注连续进行，随拔管，中途停歇时间不超过15min。在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深2～6m，既不宜小于2m也不宜大于6m。专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇注面逐渐上升，上升速度不低于2m/h，直至高于设计标高1m，在浇注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水；同时，作好砼浇筑记录。在浇注将近结束时，在孔内注入适量清水使孔内泥浆稀释，排出孔外，保证泥浆全部排出。

4.5桩基施工常见问题的防治措施

(1)灌注时导管进水：保证首批灌注混凝土量，导管接头严密，保证导管有足够的埋入深度定期对导管做水密性实验；灌注时如发现导管进水，停止灌注工作，及时提出钢筋笼，重新进行清孔或成孔工作。

(2)卡管：配合比设计达到科学合理，保证坍落度，控制粗骨料粒径；避免运输途中离析；维修及保养好施工机械，避免施工中断、混凝土堵塞。当发生卡管时，及时采取措施进行处理，无法处理重新进行成孔工作。

(3)埋管：及时提升导管，控制埋管深度在2～6m之间；提管不应过猛，防止拉断；当发生事故无法处理时，重新进行成孔工作。

(4)浇短桩头：加重测深锤，防止测深错误。

(5)灌注时钢筋笼上浮：采取减小导管埋深，放缓混凝土灌注速度。

4.6钻孔灌注桩质量标准

4.7钢筋加工安装质量标准

5 工程质量保证措施

5.1 钻孔桩质量保证措施

（1）钢护筒垂直度控制措施

护筒开始施振时，先点振，若钢护筒偏差较大，可通过浮吊和下拉缆来调整。当钢护筒入土深度达到10米左右后，方可连续施振，确保钢护筒垂直精度。

（2）防止出现斜孔、扩孔、塌孔措施

a、钻机底座牢固可靠，钻机不得产生水坪位移和沉降。同时钻进的过程中每接长一根钻杆、钻进时间超过4小时和怀疑钻机有歪斜时均要进行基座检测调坪。

b、钻杆直径应大于φ273mm。

c、采用大配重减压钻进。施钻时，始终采取重锤导向，减压钻进（钻压小于钻具重量的80%）、中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，可在护筒内的钻杆上按20～30m的间距设置两个钻具扶正器，减小钻具的自由变形长度，使钻具在重力的作用下始终垂直向下，保证钻孔垂直度。

d、钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度，尤其在变土层位置采用低压慢转施工。

e、钻孔的垂直度偏差控制在5‰之内，发现孔斜后及时进行修孔。

f、选用优质泥浆护壁，本工程钻孔施工中选用不分散、低固相、高粘度的PHP 泥浆进行护壁，同时加强泥浆指标的控制，使泥浆指标始终在容许范围内，控制钻进速度，使孔壁泥皮得以牢靠形成,以保持孔壁的稳定。

g、在施工过程中，根据不同的地层情况，选择合理的钻进参数。同时注意观察孔内泥浆液面的变化情况，孔内泥浆液面应始终高于江水面2m左右，并适时往孔内补充新制备泥浆。

h、一旦发现塌孔现象，应立即停钻。如果塌孔范围较小时可通过增大泥浆粘度及比重的办法稳定孔壁；如果塌孔较为严重时，可对钻孔采用粘性土回填，待稳定一段时间后再重新钻进成孔。

（3）防止渗、漏浆措施

钻孔施工时，密切注意泥浆面的变化，一但发现有漏浆现象，分不同情况及时采取控制措施。

a、大泥浆比重和粘度，停止除砂，停钻进行泥浆循环，补浆保证浆面高度，观察浆面不在下降时方可钻进。

b、如果漏浆得不到控制，则需在浆液里加锯末，经过循环堵塞孔隙，使渗、漏浆得以控制。

c、如果在钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。

d、在采用上述措施后，若漏浆得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时间后，再进行施钻。

（4）防止掉钻措施

掉钻的主要原因是因为钻杆与钻杆或钻杆与钻头之间的连接承受不了扭矩或自重，使接头脱落、断裂或钻杆断裂所至。防止吊钻措施为：加强接头连接质量检查，加强钻杆质量检查，对焊接部位进行超声波检测，每使用一次就全面仔细检查一次，避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中，同时钻进施工时要中低压中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，减小扭矩。

（5）防止沉渣过厚或清孔过深措施

a、距孔底标高差50cm左右，钻具不再进尺，采用大气量低转速开始清孔循环，泥浆进行全部净化，经过2小时后，停机下钻杆探孔深，此时若不到孔底标高，差多少，钻具再下多少，此项工作在钻孔桩工艺实验中要得出钻具距孔底多少距离经过清孔达到标高的参数。通过以上工艺来保证孔不会超钻，不会清孔过深,导致出现沉渣少的假象。

b、防止沉渣超标的一个重要方法是成孔后，孔内泥浆指标要达到规定要求，规范规定含砂率应小于2%。

6 特别注意事项以及意外情况

（1）施工作业区应设置明显的标志且与非作业区严格隔离，严禁非作业人员进入施工现场。

（2）钻孔桩机在陡坡或水上作业时，必须按施工组织设计要求设置坚固稳定的工作平台，并经验收合格。

（3）护筒埋设应严格按桩位中心轴线和垂直位置进行，埋设深度必须确保成孔过程中不发生筒边窜水造成坍孔事故。当桩孔附近有管线时，护筒的埋入深度宜超过管线深度。确保管线在钻孔桩成孔过程中的安全，埋设后的扩筒上应加盖。

（4）钻机就位，机架不能靠在护筒上，以免机械振动引起护筒漏水导致坍孔，造成事故。

（5）机械操作人员在施工操作中思想要集中，不准随便离开岗位，经常注意机械运转情况，发现异常及时纠正或停机，做到严格服从指挥信号，持证谨慎操作。

（6）冲抓钻或冲击钻操作时，不准任何人进入落钻区，以防砸伤。

（7）回转切削成孔机械，在装、拆钻杆时必须注意与吊、放操作工人之间的配合，以防伤人。在钻进过程中，若发生钻机突发卡钻震动迹象时，必须立即停机，排除孔内故障。

（8）桩孔成型后，应尽快灌注混凝土，若因故不能灌注混凝土时，应在扩筒上加盖，以免掉土和发生人员坠落事故。

（9）钢筋笼子的吊点必须焊接牢固，起吊时必须设专人指挥，不准斜吊或横向拖拉，确保钢筋笼垂直入钻孔。

（10）除全套管钻孔施工法外，其他几种成孔方法，应注意孔内水位稳定；水位上下波动太大将会诱发坍孔；在潮汐地区或在河道中钻孔时必须有专人随时观测记录水位变化情况，及时调整护筒内的水位。

（11）坍孔最容易造成灌注桩安全事故，严重时将危及操作人员的自身安全及周边管线或建筑物的安全。因此，必须采取切实措施，严格执行操作规程，从每根桩开钻至混凝土浇筑完成必须连续作业，禁止中间停顿。

7 结论

今天，在我们展望我国未来发展的时候，我们会发现科技俨然成为了经济发展的首要资源，引起增长模式和发展观念的变化，从注重数量和速度向注重数量和速度以及质量方向转变，这就要求在公路基础设施的建设中必须建立在质量，速度，数量的前提下，所以我们高等级公路桥梁桩基础钻孔灌注桩施工这一块，我们必须注重其成桩质量，才能更好的保证桥梁的质量。即必须坚持“严细、快速”的原则，施工各道工序严格要求，严格把关。在保证桩基础质量的前提下，严格精细，快速准确。

参考文献

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[2] 交通部科学研究所.公路工程质量检验评定规范（土建工程）[JTGF80/1—2004].北京：人民交通出版社.2004.

[3] 周水兴.何兆益.邹毅松.路桥施工手册.北京：人民交通出版社.2001.

[4] 王建华.孔胜江.桥涵工程试验检测技术.北京：人民交通出版社.2004.

[5] 刘文莲.广清高速公路扩建工程A09合同段两阶段施工图设计第四册第一分册.广东：广东省公路工程勘察设计院出版.2009.

[6] 李辅元.桥梁工程.北京:人民交通出版社，2005.

[7] 冯忠居.基础工程.北京：人民交通出版社，2001.

[8] 王钧利. 桥梁施工技术及质量控制 .北京：水利水电出版社，2006

致谢

对给我在LK47+535大桥桩基础施工的过程中进行各种技术指导的总工程师李木光同志表示真诚的感谢，使我在保证成桩质量的前提下顺利快速的完成了该座桥的桩基施工。感谢施工队伍管理人员在这一过程中积极的配合，感谢工人师傅们认真负责的态度。

附录

钻孔桩施工工艺流程图