钻孔桩沉井施工方案

钻 孔 灌 注 桩 施 工 方 案

中铁十八局集团五公司UWW1.7A标项目部

二零零五年十月

1

钻孔灌注桩施工方案

本工程雨水井多采用钻孔灌注桩加高压旋喷维护结构,灌注桩采用Φ600，桩深15m左右，桩与桩之间700mm。混凝土采用水下C25，水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥等级不低于32.5。钻孔灌注桩施工选用GPS-10型工程钻机，彭润土造浆护壁法钻进，钻孔中及混凝土所排出的泥浆抽入泥浆罐车运出。 1、施工准备

熟悉工程设计图纸和工程地质资料，包括地质分层、土层含水量、特性以及地下水位。熟悉周围环境资料和施工区域以及区域内的地下地上管线、地下障碍物的资料。熟悉主要施工机械及其配套设备的技术性能资料。 2 、钻孔灌注桩施工流程图：

2

施工准备

商品混凝土 取样试验 混凝土配合比 报工程师审批 混凝土拌和 检查塌落度

混凝土输送

桩位放样 泥浆调制 埋设护筒 取样试验 监理工程师检查 钢筋备料 钻孔 取样试验 终孔检查孔深、孔径等 钢筋笼和格构桩制作 第一次清孔 自检成型尺寸 下钢筋笼 监理工程师检查 下导管 第二次清孔 监理检查沉渣和泥浆指标 灌注水下混凝土 3

泥浆循环与废弃泥浆处理

3 钻孔灌注桩施工方法 1、测量放线

1）对建设单位提供的现场测量点(红线点和水准点)进行妥善的保护。 2）根据红线点测放出桩位，用红漆在混凝土地坪上作好标记。 3）测量内业及外业均由技术人员复核。 2、护筒施工

1）、护筒采用钢板卷制，板厚5mm，护筒内径比桩身设计直径大

100mm，本工程选用φ700mm的护筒。

2）、护筒埋设采用人工开挖。护筒埋设位置应正确，其中心线与桩位

中心线允许偏差不大于20mm，并应保证护筒垂直。

3）、护筒埋设深度应使护筒座入老土20cm，并露出地面以上30cm。 4）、护筒开挖埋设后，周围用粘土分层回填夯实。 3、泥浆

1）在开始钻孔前必须备有足够数量的优质粘土或膨润土以供调制泥

浆。

2）泥浆由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成，其性能指标应符合JTJ041

4

测量混凝土面标高 成桩 混凝土强度和桩位 报监理工程师 进入下一根桩施工 —的规定。钻孔泥浆应经常试验，对不符合规定的泥浆，必须及时调整，使监理工程师满意。，

3）护筒内的泥浆顶面，应始终高出筒外水位至少1.0m。 4）当使用短的临时护筒时，钻孔中应充满泥浆以稳定钻孔。 4、成孔施工

1） 成孔质量标准见表1：

表1 序号 1 2 3 4 5

2）成孔操作

(a) 施工前安排专职施工员在现场负责操作，并给予书面要求，内容包括合适的钻孔方法应达到的钻孔深度、检验方法、混凝土配合比等详细要求以及完成一个桩和进行下一个桩之间的最短时间和施工进度安排等。

(b) 钻孔委派有经验的施工人员主持。钻孔前，对施工人员作全面的技术交底，使施工人员对钻孔所在地区的地质和水文等情况，必须有一全面了解。

(c) 钻孔时设备必须完好，钻孔必须有记录。

5

项 目 成孔方法 桩径允许偏差d. 垂直度允许偏差(％) 孔底沉淤(cm) 桩位允许偏差 标 准 回转式、泥浆护壁 -0.05，+0.10D ≤0.5% 20~30cm 1/12d且≤30mm (d) 钻孔过程中，若发现钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有显著差别时，应写出书面报告请示监理工程师，也可根据实际情况变更原有设计，但必须向监理工程师提供详尽的设计计算书和地质资料等。在监理工程师批准之前不得进行下一步工作。

(e) 根据孔位处的地质、水文等条件以及桩的尺寸，选择适合的钻孔方法，并符合规范的有关规定。

(f) 钻机底座应平衡、坚固，滑轮与钻盘中心孔、护筒的中心，应在同一铅垂线上。

(g) 钻具下放前，应做好检查工作，钻进过程中，应注意第一、二根钻杆的进尺，保证钻具与孔的中心垂直，同时需要吊紧钻具，均匀钻进，须指定专人操作。

(h) 钻进中需要根据地层的变化而变化钻进参数，在整个钻进过程中应指定专人操作。在粘土层中钻进速度宜为70—120转／分，在淤泥质土、亚砂土及粉砂层的钻进速度宜为40—70转／分，同时还根据钻机负荷、地层的变化、钻孔的深度、含砂量的大小等具体情况，及时采用相应的钻进速度，从而保证成孔质量，防止钻孔偏斜。

(i) 在容易缩径的地层中，应采取钻完一段再复扫一边的方法。在提拔钻具时，发现有受阻现象的孔段，应指定专人进行纠正。复扫的工作，必须认真对待和操作、处理。

(j) 钻进中泥浆的控制：在粘土、亚粘土地层中，泥浆的比重一般控制在1.1—1.3；在砂层和松散易塌的地层中，泥浆的比重一般控制在1.2—1.4，粘度18—24秒。

(k) 加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2—3分钟后再拧卸加接钻杆。

(l). 成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆箱、沉淀箱也要定期清理。 5成孔检验

1）在钻孔完成后，须用经监理工程师批准的方法和仪器，对孔深、孔

6

径、孔位、孔形和斜度等进行检查，未经检查和监理工程师批准的钻孔不得浇注混凝土。

2）孔径和孔深必须符合图纸要求。

3）当检查时发现有缺陷，应向监理工程师报告并提出补救措施的建议，在取得批准前不准继续施工。

6、清孔施工

1）成孔检验完成后，应立即进行清孔，清孔方法根据设计要求、钻孔方法、机具设备、土层等条件而定。清孔时，孔内水位应保持在孔外水位1m以上。

2）第一次清孔：钻孔至设计深度后，停止进尺，稍提钻具离孔底10—20cm，保持泥浆正常循环，定时空转钻盘，以便把孔底残余泥块磨成泥浆排出，清孔时间约为30分钟。

3）第二次清孔：第一次清孔后，提出钻具，测量孔深，接着应抓紧时间安放钢筋笼及混凝土导管，随后进行第二次清孔，时间一般为0.5—1小时。

4）第一、二次清孔后，分别测量孔深及孔底沉渣。

5）第二次清孔后，孔底沉渣厚度应20~30cm，泥浆指标为1.10—1.15，粘度为18—24秒，含砂量为不大于4％。

6）清孔结束后，孔内应保持水头高度，并应在30分钟内灌注混凝土。若超过30分钟，必须重新测定泥浆指标，如超出规范允许值，则应再次清孔。

7 钢筋笼制作

1）钢筋笼制作标准见表2。 表2

项目 允许

主筋间距 ±10 箍筋间距 ±20 7

钢筋笼直径 ±10 钢筋笼长度 ±100 层 保护±20 偏差mm

2）钢筋笼制作要求

(a) 钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。

(b) 钢筋笼采用环形模制作，制作场地保持平整。

(c) 钢筋笼焊接选用E50焊条，焊缝宽度不应小于0.7d，厚度不小于0.3d。

(d) 钢筋笼焊接过程中，应即时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。

(e) 钢筋笼主筋连接根据设计要求，采用单面焊接，焊缝长度＞10D，且同一截面接头数≤50％错开。

(f) 在每只钢筋笼上、下各设置一道钢筋定位控制件，每道沿圆周布置3只。保护层厚度为50mm。

(g) 成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。

8 钢筋笼安放

1）钢筋笼的安放标高，可由护口管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±100mm。

2）钢筋笼下放时，应对准孔位中心，一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉，防止碰撞，放至设计标高后应立即固定。

3）钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时，应使钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时应两边对称施焊。

4）孔口对接钢筋笼完毕后，需进行中间验收，合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。

5）当提升导管时，必须防止钢筋笼被拔起。浇注混凝土时，必须采取措施，以便观察和测量钢筋笼可能产生的移动并及时加以处理。

8

9 浇注水下混凝土

a）浇筑前要先下导管，使其位于孔中心处，进行二次清孔。检查泥

浆比重符合要求后，将料斗与导管连接，提升导管时要避免导管挂在钢筋笼上。

b)灌注前对孔底沉淀层厚度应再一次测定，检查合格后应立即灌注首批砼。

初灌量计算如下：

Vf=π/4×d2×(1+h+H+0.5λ)+1.1×π/4×d1×(0.5L-H-h)

=π/4×0.6×(1+1.5+0.4+0.5×0.1)+ 1.1×π/4×0.32×(0.5×-1.5-0.4) =1.39+1.48=4.27m3

其中式中Vf 砼初灌量 d2 钻孔桩直径 d1 导管直径 L 钻孔孔深

H 导管埋入深度取1.5m h 沉渣厚度取 0.4m

c)灌注前将导管用铁板盖住或用阻隔球隔住砼，往漏斗里加料必须满足首批灌注量要求，达到导管埋置深度，然后拔栓，将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算导管埋置深度, 如符合要求，即可正常灌注。

d)灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。导管埋入混凝土的深度，一般应控制在1～4m为宜，在任何情况下，不得少于1m或大于6m，拔管前须仔细测探，防止误测，增加测绳频率，并复核浇长是否正常。当导管提升到法兰接头离孔口以上有一定高度时，可拆除1节或2节导管。拆除时动作要快，时间一般不宜超过15分钟，已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。为确保桩顶质量，在桩顶标高以上应加灌1～2m

9

高度。

e)在灌注混凝土时，每根桩要做2组试块（每组3块），进行标准养护，测28天强度，用来检验桩的强度。对于桩头要覆盖养生，保持潮湿。

f) 施工时采用商品混凝土，实际浇灌的水下混凝土强度比设计的混凝土强度提高一级。

g) 水下混凝土用的水泥、集料、水、外掺剂以及混凝土的配合比设计、拌和、运输等必须符合规范的规定。

h) 混凝土运至浇注地点时，应检查其均匀性和坍落度。如不符合要求，不得使用。

i) 水下混凝土浇注应连续进行。混凝土浇注期间，应配备水泵以及吸泥机、高压射水管等设备，以保持孔内水头和及时排除浇注时的故障。

j) 导管应采用直径不小于250mm的管节组成，接头应具备装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。导管的支承应保证在需要减慢或停止混凝土流动时使导管能迅速升降。

k) 导管在任何时候必须保证在无气泡和水泡的情况下充满混凝土直到漏斗底部。出料口必须埋在己浇注的混凝土中2m以上，并应不大于6m。

l) 浇注混凝土的数量应作记录，应随时测量并记录导管埋置深度和混凝土的表面高度。

m) 浇注过程中，应将孔内溢出的泥浆引流至泥浆箱处理，防止污染河流及周围的环境。

n) 如果导管中的混凝土混入空气和水，必须立即报告监理工程师，并向监理工程师提出补救措施请求批推。

3） 钻孔桩水下混凝土的质量应符合下列要求： (a) 强度应满足设计要求。 (b) 无断层或夹层。

(c) 桩头凿除预留部分后，无残余松散层和薄弱混凝土层。 (d) 需嵌入承台内的混凝土桩及锚固钢筋长度应符合图纸要求。

10

钻孔灌注桩的允许偏差及检验方法见表3。

钻孔灌注桩允许偏差 表3 项目 桩位允差 平面纵向轴线偏差 垂直度允差 桩顶标高允差 桩长、桩径、混凝土强度等级

4应急措施

钻孔灌注桩施工中严格按照操作规程施工，为了避免下列几种情况出现采取相应措施如下：

1、预防断桩措施

(1)在若有断桩，可用地质钻机钻两个孔进行压浆处理（一个进浆孔，一个出浆孔），孔深必须达到补强位置以下1m。水泥浆达到强度后必须再钻孔探测，检查压浆效果；

(2)灌注中必须严格遵守操作规程，导管提升必须匀速平稳，施工发现堵管必须及时处理；

(3)加强测深员的技术培训，正确指导导管提升。 2、预防孔壁坍塌措施

(1)孔内泥浆水位必须比地下水位高0.5～1.0m以上，应维持约0.02ＭPa静水压力；

(2)当遇到强透水层而导致孔内水位急剧下降引起孔壁坍塌时，可在地基处理后再继续施工；

(3)遇到较高的承压水头导致孔底翻砂和孔壁坍塌时，可提上钻头撤离钻机，用粘土回填，过一段时间（一般为半个月）后再重新施工，施工时可略提高泥浆的相对密度（尤其在承压水头标高附近）；

11

允许偏差 1/12d且≤30mm 〈100mm ≤0.5% ±50 符合设计要求