钻孔灌注桩施工方法大桥

1、1.1 施工方法1.1.1 施工准备（1） 测量放样主墩承台钢板桩施打内边净空范围拟选择3333m 的矩形方框，施打前由测量人员进行施工放样。（2） 钢板桩的处理剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩；剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤；在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏；对两侧锁口用一块同型号长 23m 的短桩作通过试验，以 23 人拉动通过为宜。1.1.2 钢板桩施工（1） 导向梁安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，需设置具有一定刚度的、坚固的定位导向架系统，其主要由定位桩和导向梁组成。主墩定位桩可利用钢栈桥四周的钢管桩，采用HM488300型钢搭设定位导向梁的支撑梁，定位导向梁沿承台四周按钢板桩设计位置布设在支撑梁上，导向梁采用单层双面形式，双面导向梁之间的间距不宜过大，一般略比钢板桩墙厚度大815mm。（2） 钢板桩引孔由于主墩桩基处硬塑性黏土层施工难度大，需采用长螺旋引孔机进行引孔后沉放钢板桩，引孔至桩底标高以上2m的位置，引孔孔径为1000mm。1） 引孔施工流程

2、引孔施工顺序为：施工准备引孔定位引孔机就位第一孔钻进取土堆放第二孔钻进取土填入第一孔如此连续引孔施工最后一孔取土填实。2） 引孔施工引孔采用长螺旋引孔机，成孔直径1000mm，引孔间距1200mm，按顺序依次引孔至底标高。第一孔引孔时不可进尺太快，要慢速施工，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层下的钻进参数，然后进行连续引孔施工，确保钢板桩顺利插打。图 1.1.21引孔平面图图 1.1.22长螺旋引孔机引孔施工（3） 钢板桩插打1） 钢板桩插打顺序由于承台为矩形承台，根据现场实际施工安排，可顺时针或逆时针顺序施打将合拢口设置在背水侧承台角上，以方便合龙调整。2） 钢板桩插打方法将钢板桩用汽车运至施工现场，用插板机吊起钢板桩临时固定于导向梁边，利用自重顺锁口下插，然后利用全站仪在两个相互垂直的方向上测量观测钢板桩垂直度或采用锤球、水平尺控制垂直度，满足要求后开启振动锤，插打下沉，下沉过程中应跟踪测量垂直度，有偏差时及时矫正。插打时，钢板桩桩背紧贴导向架，锁口对准后，开始沉桩。 通过测量，确定第一片钢板桩插打合格后，以其为基准，再顺时针或逆时针顺序施打。整个钢板桩围堰施打过程中，开始时

3、可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，用全站仪或锤球、水平尺控制垂直度，调整后将沉放完一根桩后与前一根桩焊牢；到剩下最后 35 片时，要先插后打，即先将最后 35 根钢板桩全部沉放、合拢后再统一施打；若合拢有误，用倒链葫芦或滑车组对拉，使之合拢；合拢后，再逐根打到设计深度。 第一片钢板桩是整个钢板桩围堰的基准，为了确保围堰的施工质量，第一根钢板桩必须插准、打正，以免影响后面的钢板桩施工精度。第一片钢板桩施打时，在预先插打好的导向梁上设置一个限位框架，大小比钢板桩每边放大1cm，首根钢板桩依靠自重和静压下沉至一定深度，无法下沉后再启动振动锤，点振缓慢振沉至设计标高。同时在互相垂直的两个方向用经纬仪观测，以确保钢板桩插正、插直；其余各桩以第一根钢板桩为基准，再向两边对称插打钢板桩至合拢。3） 钢板桩插打过程控制由于钢板桩锁口和锁口之间缝隙较大，在插打过程中，上端总会产生向远离第一根钢板桩的方向倾斜。因此，每打四五根钢板桩就要通过测量将钢板桩的倾斜度控制在1以内，超过限定的倾斜度应予纠偏（一次性纠偏不能太多，以免锁口卡住，影响下一片钢板桩的插打）。当钢板桩偏移太多时，只能采用多次纠偏

4、的方法逐步减少偏移量，若因土质太硬导致纠编困难时，可采用倒链葫芦或滑轮组纠偏。在钢板桩插打施工过程中，经常计算合拢位置，出现问题可及时调整，确保预留合拢位置。4） 钢板桩合龙合拢前的准备：在围堰即将合龙时，开始测量并计算出钢板桩底部的直线距离，再根据钢板桩的宽度，计算出所需钢板桩的片数，并按此确定下一步钢板桩的插打工艺。 合龙时钢板桩的调整： 钢板桩围堰合龙时两侧锁扣不一定平行，根据现场实际情况采用相应的技术措施进行调整合龙。通过测量观测两端钢板桩顶端偏位情况，然后在钢板桩顶端使用千斤顶或滑车组等调整平行，也可以采取异型钢板桩合龙法，即在钢板桩合拢时发现两侧锁口不平行，在两端相距一定范围内时开始采取插打异型钢板桩合拢。5） 钢板桩插打时注意事项插打时要严格控制垂直度，特别是第一根钢板桩； 当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口和桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损了钢板桩； 振动锤的夹板由液压控制，必须经常检查液压设备，防止因液压泵失灵而引起钢板桩掉落； 振动锤要有适当的休息时间，以防电动机长期高负荷运转导致发热烧毁；1.1.3 回填土筑岛主墩钢板桩插打完成后进

5、行回填土筑岛法，筑岛尺寸即为钢板桩围堰平面尺寸，为39m39m，回填后顶面高程+19.5m。钻孔区四周设置钢栈桥，供机械设备通行。钻孔平台上布设1台80t龙门吊作为桩基施工期间的主要起重设备。主墩钻孔平台平面布置图如下：图 1.1.31筑岛平台示意图1.1.4 钢护筒埋设根据设计图纸桩基相关参数，计算各桩位坐标放样数据，复核无误后按现场进度安排进行桩位测量放点。在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求，满足公路桥涵施工技术规范（JTG/T 36502020）及招标文件的相关要求。钢护筒平面位置与垂直度准确，钢护筒周围和护筒底脚紧密、不透水。主墩桩基选用内径2.8m，壁厚16mm钢护筒，配置4个2m长钢护筒及4个4m长钢护筒供钻孔桩施工。筑岛区护筒根据填土深度选用护筒，护筒需穿过填土层，钢护筒采用直接挖孔埋设的方式，开挖孔径比钢护筒外径大10cm，护筒顶面高出原地面0.3m，埋设中心偏位不大于50mm，竖直倾斜度不大于1/100，此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。钢护筒埋设到位后，实测护筒偏位，护筒纵横十字对称轴线标示在护筒顶口，并向外引一段距

6、离（12m左右）至相对稳定处，作为校核护筒偏位用，钻进过程中，尤其在地层变化钻进时，需随时检查护筒偏位，确保成孔偏位优于规范规定。由于护筒容易沉降，应在终孔前复核其顶标高，控制孔底高程，避免超钻。护筒在桩基混凝土浇注完成、混凝土初凝前拔除，周转使用。图 1.1.41钢护筒埋设示意图1.1.5 钻孔施工（1） 泥浆制备、泥浆池设置及泥浆循环工艺1） 泥浆制备泥浆制备选用高塑性粘土或膨润土制配出来的钻孔泥浆为不分散、低固相、高粘度的优质PHP泥浆，泥浆指标应符合表 4.5.51的要求：表 1.1.51钻孔过程中泥浆指标项目名称PH值比重（g/cm3）粘度（Pa.s）胶体率(%)含砂率(%)成孔过程一般地层8101.021.061620954易塌地层8101.061.101828954配置泥浆时，要注意将泥浆搅拌均匀。在泥浆内不要有PHP或泥土块等物存在。另外配置泥浆时，需检测孔内泥浆的参数，根据需要对新泥浆的配比进行调节。钻孔设备在粘土层钻进过程中，先采用清水护壁，陆续钻进时，孔内的清水同钻锥切削下来的粘土在钻锥回转搅动下，自动形成泥浆。如果形成的泥浆质量不符合要求，需要加入掺和料或其它方

7、法加以改进。2） 泥浆池布置由于主墩处于淮河水域中，开挖泥浆池易污染淮河水环境，因此泥浆池拟设置在淮河大堤另一侧，通过接长泵管实现泥浆循环。泥浆池分为沉淀池及储浆池。泥浆池容积选取一般为钻孔完成后总排浆体积的1.22.0倍，开挖深度不宜超过2m。本项目主墩桩基拟设置1个容积为560m3储浆池（平面尺寸为20m14m2m）及1个容积为300 m3沉淀池（平面尺寸为15m10m2m），储浆池容积设置只考虑浇筑单根桩混凝土时用，按1.3倍单根桩基混凝土431.97m3考虑。平时钻孔过程中所需补充泥浆由循环池供应。图 1.1.51泥浆池布置示意图泥浆池挖设完成后及时安装栏杆并悬挂安全网及安全警示标志，做好保护工作，栏杆高度不低于1.2m。防护栏杆安装时需起到硬防护功能，且具有反光标识。图 1.1.52泥浆池防护示意图3） 泥浆循环及回收泥浆循环系统由钻孔桩、沉淀池、储浆池组成。从钻孔中流出带有钻渣的泥浆经泥浆槽流入沉淀池，由沉淀池经初步沉淀后流入储浆池泥浆泵吸入，在泥浆池中用搅拌机将泥浆调制均匀待用。首先在泥浆池内造浆，开钻后，泥浆箱内泥浆通过软管自流至钢护筒内，回旋钻钻杆泵吸泥浆至泥浆池，泥

8、浆含砂率较大时，泥浆箱中的泥浆经过泥浆净化器，将粒径大于0.074mm的钻渣排出，再回流至钢护筒内，形成一套循环体系，所有管路均密封处理，防止泥浆外漏。由于施工区域覆盖层主要为粉质黏土，泥浆的制配首选原状土在护筒内自行造浆，开钻施工期间每2h检测一次，等泥浆性能稳定后每4h检测一次，确保泥浆性能满足要求。采用反循环工艺循环泥浆。主墩钻孔桩施工产生的钻渣和泥浆全部采取外运方式进行处理。钻渣通过运渣车运至指定地点处理。4） 废渣池在泥浆池边开挖一个容积15m15m2m废渣池，用以钻孔产生的废渣弃置，当废渣池储料接近最大容积时，采用运渣车外运的方式处理废渣。（2） 回旋钻成孔1） 钻机就位、试调对于回旋钻机，当钻机安放至平台上钻机初次就位后，测量利用控制点和全站仪放出桩位中心，根据测量得出偏差结果进行钻机的中心位置的调整，同时调整钻机底座的平整度，测量再次进行校核，直到满足要求为止。2） 钻机钻进成孔钻机安装就位、调试后。开动空压机，开启供气阀供气，在护筒内用气举法开始循环，观察钻杆、孔内水面，供风管路、循环管路、水笼头等有无漏气现象并观察水头情况，开动钻机空转，若一切正常，即可开始钻进。成

9、孔过程划分为三个阶段：护筒内钻进阶段、土层内钻进阶段、第一次清孔阶段。护筒内钻进阶段从护筒底口2.0m以上，利用钻头反循环加压清水钻进，每小时进尺控制在46m左右，孔内补充清水，混合泥浆经泥浆净化器处理后泥浆回流入护筒，钻渣经泥沙分离后由运渣车运至指定位置处理。土层内钻进阶段钻至离护筒2m时，钻头反循环空转，启动泥浆循环系统，置换孔内泥浆，当孔内泥浆指标符合要求后，泥浆护壁反循环减压钻进，在护筒底口附近慢速钻进，形成稳定孔壁。钻头出护筒5m后恢复正常钻进，根据不同土层的特点，在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度，补充泥浆。第一次清孔阶段当钻深达到设计标高以上0.51m位置时，泥浆指标按终孔的泥浆指标控制，从而尽量缩短终孔后清孔的时间。当钻深达到设计标高后，将钻头提离孔底约3050cm，连续清孔23h，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔保证泥浆质量。当桩底沉渣厚度不大于5cm时，向孔底泵入新造泥浆后，才能拆钻杆、移钻机，进行成桩作业。钻机、钻杆、配重和钻头要求分类集中堆放，原则上不得影响已成孔桩位的混凝土浇筑和正在钻进的桩孔施工。图 1.1.53气举反循环回转钻示意图3） 回旋钻施工要点保持孔内液面高度，以保证对地面有0.02MPa 以上的静水侧压力，应该在开孔钻进前埋设好护筒（护筒下部应压入不透水层或人工固填捣实的黏土），及时向孔内补充冲洗液，防止液面降低。向钻孔供水的方法有自流供水和水泵供水两种。以前者最为简便，对孔壁冲刷作用较小。当地下水埋藏浅，地下水位不足时，应使用较长的护筒，使护筒上口超出地面一定高度，以抬高孔内液面高度，保持对孔壁的静水压力；否则，遇不稳定地层时，易发生孔壁坍

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