桥梁桩基施工工艺细则Word下载.docx

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第四章桩基质量检验20

第一节桩基施工过程质量检查20

第二节成孔后质量检查20

第五章施工环保与安全23

第一节环境保护23

第二节施工安全24

第一章施工准备

第一节工程概况

贵广高速铁路全线桥梁总长达19%以上，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C30～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40cm。

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4℃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。

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。

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

钻孔

方法

地层情况

相对密度

粘度（s）

含砂率（%）

胶体率（%）

PH值

正

循

环

一般地层

1.05～1.20

16～22

≤4

≥96

8～10

易坍地层

1.20～1.45

19～28

反

1.02～1.06

16～20

≥95

1.06～1.10

18～28

卵石层

1.10～1.15

20～35

冲

击

钻

1.10～1.20

18～24

8～11

1.20～1.40

22～30

卵石、浮石、岩石

1.4～1.5

25～28

≥90

注：

⑴地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；

⑵地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限；

⑶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性能。

表1-2优质泥浆性能表

项目

数值

1.03～1.10

18～22

＜2%

＞98

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

一、依据

承包单位认为如有必要或设计文件中有明确要求时，承包单位应在桥梁桩基工程开工前，可（应）选取不同地质、不同桩长的桥梁桩基进行试桩。

二、目的

通过试桩，应达到以下基本目的：

1.摸索适应于不同地质状况的成孔工艺，总结施工经验，为正式桥梁桩基施工提供施工工艺参数。

2.验证地质钻探资料或设计参数，为优化设计提供依据。

三、成果整理和应用

试桩完成后，承包单位应在试桩完成后及时整理试桩报告，主要内容应包括：

1.工程概况、试验目的及依据。

2.试桩地质情况及设备选型。

3.试桩采集到的工艺性参数。

4.数据分析处理。

5.试桩结论或建议。

试桩结果出来后，建设指挥部应及时组织设计、咨询、监理、施工单位等进行专题研究，形成成果，为优化设计和指导施工提供依据。

第三章施工工艺控制

第一节钻机安装

各施工单位应根据地质情况或试桩工艺情况确定保证钻孔质量的钻孔机类型。

钻机安装前，应检查钻机平台（陆域填土或水上平台）是否符合平台的设计要求，确保平整、稳固。

钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。

钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。

1.钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。

2.钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与转盘中心应在同一铅垂线上。

3.应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。

4.电力及机械系统运转正常。

5.钻机就位后，应测量护筒顶、平台标高，用于钻孔过程中进行孔深测量参考。

第二节钻孔

一、一般规定

1.无论采用哪种钻机钻孔，其钻孔的孔位必须准确，确保初成孔壁竖直、圆顺、坚实。

2.钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。

在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。

3.钻孔时，起、落钻头的速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。

4.钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。

5.钻孔过程应做好下列工作

1）经常检查并记录地层土质情况，并与设计地质剖面图进行核对，旋转钻与旋挖钻成孔应根据地质变化采用不同的钻速和钻压。

当钻孔地质与设计明显不同时，应及时向监理工程报告，并请设计单位派员进行现场核查或变更。

2）经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，定期测定泥浆的各项指标，并做好检测记录。

3）经常注意检查钻机位置，保持其正确和平台稳固。

4）随时测定孔深、孔径及斜度，若出现异常现象，应及时停钻并采取有效措施处理。

5）终孔时必须经过设计和监理人员到现场进行确可。

6.钻孔过程和成孔检查

各施工单位应自制专门的探孔器，对钻孔过程和成孔的孔径、孔深及斜度进行检查和验收。

对跨越长江、黄河、淮河等江河的重点桥梁的桩基，或桩基长度超过60m的桩基，应优先采用专门的超声波成孔检查仪器进行孔径、孔深及斜度检测。

其它情况的桥梁桩基，施工单位和监理单位有条件的，应积极采用超声波成孔检查仪器进行抽检。

禁止采用吊线或其它目测手段判断孔径、孔深及斜度。

钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深及斜度进行检验，填写钻孔检验记录，并应符合下列要求：

1）桩位允许偏差：

群桩为100mm,排桩为50mm。

2）孔径：

不小于设计桩径。

3）钻孔斜度：

1％。

二、旋转钻机成孔

1.正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土、碎石类土及岩石层，但反循环旋转钻机不适用于碎石、卵石直径大于钻杆内径2/3的地层。

可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。

旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。

2.开钻前应在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。

当使用反循环钻机钻孔，应将钻头提高距孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。

钻进速度应与泥浆排量相适应。

并应保持护筒内应有的水头，对不同的地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。

在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。

3.在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。

宜选用尖底钻锥中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

4.在砂类土或软土层钻进时容易坍孔，宜选用平底钻头，控制进尺，低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

5.在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。

宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。

6.在岩石中钻进时应根据岩石的特性、风化程度、钻机的扭矩和提升能力选择适当的钻具和刃齿、压重块、钻进参数及泥浆指标。

7.无论正、反循环旋转钻孔时，须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80％，这样可使钻杆维持竖直受拉状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少断钻杆及斜孔、弯孔和扩孔现象。

8.泥浆补充与净化：

开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。

每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。

9.测量：

钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。

达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

10.潜水钻机钻孔，应按钻孔孔径和地质情况选择钻头，钻头切削方向应与主轴旋转方向一致。

应按土质软硬控制进尺，并应采用控制主机电流在低于额定电流情况下进行减压钻进，钻机运行时发现不正常现象应立即停机检查，找出原因，消除故障。

三、冲击钻孔

1.在碎石类土、卵石类土、岩层及岩溶地区中宜用十字形钻头及五翼型钻头；

在砂黏土、砂和砂砾石层中宜用管形钻头。

冲击法钻孔，钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。

2.吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。

钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。

主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。

钢丝绳要有足够的长度，即以卷扬及滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。

3.开始钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔，冲程应根据土层情况分别规定：

一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中宜采用大冲程，在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程，在通过高液限粘土，含砾低液限粘土时，宜采用中冲程，在宜坍塌或流砂地段宜采用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。

钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤，勤取碴，使钻头经常冲击新鲜地层。

每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。

4.钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）1.5m～2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，取碴时应及时补浆。

护筒底脚以下2m～4m范围内土层比较松散时，应认真施工。

一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。

在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1∶1投入粘土块和小片石（粒径不大于15cm），用钻头以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。

必要时须重复回填反复冲击2～3次。

若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚固稳定。

在通过漂石和岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔等事故。

5.钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。

更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。

6.为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。

7.冲击钻孔的排碴可采用取碴筒取碴，也可将胶管沉入孔中采取换浆排碴，也可二者同时采用。

取渣后应及时向孔内添加泥浆以维护水头高度，投放粘土自行造浆。

8.冲击反循环钻孔

1）冲击反循环钻孔适用于杂填土层，粘土层，砂、卵砾土层，岩石等，在较大卵石、漂石层中施工成孔效率较其它方法高。

2）应设置满足钻孔要求的泥浆池及泥浆处理系统。

3）钻孔时若采用自动冲击时，应控制钢丝绳的放绳量，应做到勤放绳，少放绳；

若采用手动冲击时，应在钢丝绳上做记号控制冲程。

4）钻孔过程中应勤检查、勤修补钻头及其它易损，并备有钻头及易损件。

四、旋挖钻成孔

1.旋挖钻机适用于各类粘性土、砂土地层、砂卵石层及软弱岩石地层，应根据不同的地质选用不同的钻头。

不宜用于易坍塌的饱和砂层。

2.钻机安装后调整好桅杆的垂直