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许家湾大桥钻孔桩施工技术交底

5、G75钻孔灌注桩总体布置

许家湾大桥是南充化学工业园区铁路专用线的组成部分。桥梁东起DK13+342.7，西至DK13+664.75，全长322.05m。桥梁主体结构由桩基、承台、墩柱和简支T梁4大部分组成。

道路排水工程钢筋混凝土箱涵施工组织方案桥梁桩基直径寸为φ1.25m,共55根桩。

人工钻孔灌注桩技术参数见下表。

人工钻孔灌注桩技术参数表表1

结合主桥地勘资料以及本单位在川渝地区进行挖孔桩施工经验，另考虑雨季施工对工效的不利影响，根据总体施工组织设计以及承台、墩身施工工期的安排，主墩挖孔灌注桩自2013年4月15日开始正式开挖，2013年7月28日全部完成。钻孔灌注桩施工进度计划见下表。

许家湾大桥钻挖孔灌注桩施工进度计划表2

钻孔桩施工工艺流程见下图。

根据已有钻孔地质水文资料、采用的钻孔施工工艺以及施工图设计要求，钻孔桩钢护筒平均长度取2.5m，底部下埋2m，遇有软质土层，将进行护筒跟进，跟进深度穿透软质土层以下。内径比桩基设计直径大20cm。所有护筒壁厚均为16mm。钢护筒加工时在上、下两端30cm范围各加一圈16mm厚钢板外加劲箍，以加强钢护筒端头，保证在施打时钢护筒不变形。

为防止钢护筒在运输过程中出现失圆，在钢护筒的上、下口和中间位置用槽钢焊设“十”字形支撑。

钢护筒采用钢板卷制拼焊而成，钢材材质为Q235。选择专业加工场制作，汽车运至施工现场。

原材料钢板护筒卷制护筒焊接

钢护筒椭圆度≤10mm

相邻管节管径差≤3mm

轴线纵向弯曲≤10mm

横、竖向焊缝满焊hf≥14mm

2、钢护筒入土深度及顶标高确定

根据现场施工条件及，结合本单位在其他项目中的桩基施工经验及《铁路桥涵施工规范》的要求，钢护筒平均入土埋深需在2m以上，另外考虑钢护筒高于周围土体0.3m，钻孔桩钢护筒长度取2.5m。

为保证钢护筒吊装施工时不变形，采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力。起吊时顶端吊点采用两点吊装，根部吊点采用1点吊装。先起吊顶部吊点，后起吊根部吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点迅速起吊到90度后，解除根部吊点使其垂直。

钻孔桩钢护筒的下沉采用实测定位：根据测量放样出的桩中心点位和钢护筒直径，先在桩位处使用挖掘机开挖钢护筒基坑，将钢护筒埋设在基坑中，复核其中心位置，满足要求后回填基坑并夯实护筒四周。

钢护筒下沉完毕后测量人员及时测量出钢护筒偏位情况，并在护筒顶口放出桩位纵横中心线及钢护筒顶标高。

同一承台内的钢护筒下沉完毕后，进行泥浆连通管的焊接。

护壁泥浆在钻孔中非常重要，尤其是本工程钻孔桩穿越土层强风化岩石层、中风化岩石层，其造浆性能差，泥浆控制显得尤为重要。

⑴钻孔施工采用优质泥浆护壁。正式开钻之前，试验室进行泥浆配合比试配和验证，确定施工中采用的泥浆配合比，各阶段泥浆性能指标应符合以下规定：

①比重：冲击钻使用管型钻头钻孔时，入孔泥浆比重可为1.1～1.3；冲击钻使用实心钻头时，孔底泥浆比重不宜大于：黏土、粉土1.3、卵石层1.4、岩石1.2。

②黏度：入孔泥浆黏度，一般地层为16～22s；

松散易塌地层为19～28s。

③含砂率：新制泥浆不大于4%。

④胶体率：不小于95%。

⑤PH值：应大于6.5。

⑵泥浆循环系统主要由造浆池、存浆池、泥浆净化器及沉渣池组成。

⑶陆上钻孔桩泥浆循环系统采用现场开挖围筑，水上钻孔桩泥浆循环系统则以现场制作的泥浆箱为造浆池，存浆池考虑利用附近的钢护筒代替。

⑷泥浆经泥浆净化器处理后，使直径在0.075mm及以上的土颗粒筛分离出来，处理后的泥浆通过泥浆管泵流入钻孔桩钢护筒内进行循环。

⑸孔内由混凝土置换出来的泥浆经泥浆泵泵入其它待钻钢护筒回收利用，对于混凝土浇至桩顶以上部分含有水泥浆的废浆不能回收再利用。

⑴钻机通过吊车安装，滚筒横移辅助就位。

⑵钻机钻头、钢丝绳中心与桩位中心位置偏差不得大于2cm。

⑶随时用2m水平尺观察钻孔平台的沉降位移情况，发现问题及时反馈给相关部门和人员处理。

⑷钻进过程中钻进时间超过4小时和怀疑钻机有歪斜时均要进行钻机中心位置的检测，防止钻机中心偏位超过允许偏差。

钻机就位后,要对钻机进行调整，以保证钻架吊点中心与孔位中心在同一铅垂线上，开动卷扬机，检查卷扬机及导向滑轮系统是否正常。

钻孔桩采用冲锤冲击成孔，泥浆正循环除渣，泵吸正循环清孔施工工艺。

⑴钻孔作业应分班连续进行，认真填写施工记录，开孔及整个钻进过程中，孔内水位要求保持1.5m～2.0m水头高度，并低于护筒顶面0.3m以防溢出泥浆，掏渣后应及时补水。每钻进2m和在地层变化处均应捞取渣样，以便与勘察设计时的地质剖面图进行核对，同时也为泥浆、钻锤及钻进速度的选择提供更为直接的资料。

⑵在钻孔施工过程中，冲程要根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或漂石之类的土层中宜采用大冲程(4～5m)，最大冲程不得超过6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆。如孔内岩层表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。

⑶钢丝绳的长度要均匀地松放，一般在松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm～5cm。为正确提升钻锤的冲程，在钢丝绳上采用油漆做出长度标志，防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架、钢丝绳及钻孔平台承受过大的冲击荷载；松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳缠绕发生事故。

⑷采取泥浆正循环除渣，通过粘土造浆悬浮岩屑，再将钻渣循环至孔口，采用筛网将泥浆中的岩屑除去。

⑸在掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。

钻头钻至设计桩底标高以下0.05m，且地质情况与设计图纸相符，沉渣厚度不大于5cm后，停止钻孔，捞取渣样，经监理工程师认可后方可进行下步操作。若遇地质情况与设计图纸不符，应立即联系监理工程师并上报设计单位。

当成孔并得到监理的认可后，进行第一次清孔。第一次清孔采用泵吸正循环法清孔，将泥浆泵的管道连接到泥沙分离器上，在泥沙分离器的底口引出一条泥浆管，通过钻机的复卷扬将泥浆管伸至孔底，通过灌入清孔泥浆置换孔底泥浆，直至孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度满足设计规定，完成第一次清孔。

钢筋笼和混凝土浇筑导管安装下放完毕后，探测孔底沉渣厚度，如不能满足设计要求，则需进行二次清孔。二次清孔也是采取泵吸正循环法，在已下放的导管端头安装变径接头，泥浆管与变径接头连接，将清孔泥浆通过导管注入孔底，完成二次清孔。完成清孔后，上报监理，在得到监理的许可后方可进行下道工序的施工。

⑴孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒。

⑵泥浆比重不大于1.1。

⑷黏度为17～20s。

⑸浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计无要求时，柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。否则应进行二次清空。

⑹柱桩在浇筑水下混凝土前应用射水或射风冲射钻孔孔底3～5min，将水（风）压力应比孔底压力大0.05MPa。

8、常见钻孔灌注桩事故预防及处理措施

若遇岩石破碎，裂隙发育地层，泥浆渗漏的可能性极大，因此，必须采取预防措施，防止孔内水头突然下降导致孔口护筒被水压压坏或引起局部破碎岩塌孔，故始终保持护筒内泥浆面高出护筒外水面1.5m~2.0m，一旦发生渗漏，能及时直观地发现这一情况，立即进行补水。

钻头的转向装置失灵，冲击式钻头未转动

经常检查转向装置的灵活性

泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

调整泥浆的粘度和相对密度

冲击太小，钻头转动时间不充分或转动很小

用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形

冲击中遇探头石、漂石、大小不均匀、钻头受力不均匀

发现石头后，应回填卵石，或将钻机稍移向探头石一侧，用高冲程猛击探头石，破碎探头石后再钻进。

遇岩石时采用低冲程，并使钻头充分转动，加快冲程频率，进入岩石后采用高冲程钻进，若发现孔斜，应回填重钻

钻机底座未安置水平或产生不均匀沉降

冲击钻头被卡，提不起来

钻孔不圆，钻头被孔的狭窄位卡住(叫下卡)

若孔不圆，钻头向下有活动的余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头

冲击钻头在孔内遇到大的探头石(叫上卡)

使钻头向下活动，脱离卡点

石头落在钻头与孔壁之间

使钻头上下活动，让石块落下

未及时焊补钻头，钻孔直径变小，钻孔冲击被卡

及时修补冲击钻头，若孔已变小，应严格控制钻头直径，并在孔径变小处反复冲刮孔壁，以增大孔径

上部孔壁坍落物卡住钻头

用打捞钩或打捞活套助提

放绳太多，冲击钻头倾倒，顶住孔壁

使用专门工具将顶住孔壁的钻头拨正

大绳在转向装置联接处被磨断；或在靠近转向装置处被扭断；或绳卡松脱；或冲锤本身薄弱断面折断

用打捞活套打捞，用打捞钩打捞；用冲抓锤来抓取掉落的冲锤

转向装置与顶锥的联结处脱开

预防掉锤，勤检查易损坏部位和机构

冲击钻头倾倒，撞击孔壁

探明坍塌位置，将砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物回填到坍孔位置以上1～2m，等回填物沉积密实后再重新冲孔

泥浆相对密度偏低，起不到护壁作用

按不同地层土质采用不同泥浆相对密度

孔内泥浆面低于孔外水位

遇破碎地层钻进时进尺太快

严重坍孔，用粘土，泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速重新钻进

清孔后泥浆密度过低,孔壁坍塌或未立即灌混凝土

作好清孔工作，达到要求，立即灌注混凝土

清渣未净，残留沉渣过厚

注意泥浆浓度，及时清渣

沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使孔壁土坍落孔底

注意孔壁，不让重物碰撞孔壁

⑶在钻进过程中，如发生故障或突然停电，应尽快设法将钻头提起，以免埋钻。

⑷在钻进过程中，应定时检查钻头直径，当冲锤磨损到比原尺寸小2～3cm或刃口磨钝时，应及时补焊。

⑸成孔的安全要求：冲击锤起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锤撞击人身事故。因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锤留在孔内，以防埋钻。

钻孔桩内设置通长钢筋笼，单根钢筋笼总重量＜2t。

钻孔桩钢筋笼主筋型号为HPB235Φ20。钢筋笼主筋部分采用单根钢筋布置，沿笼长方向每间隔2m设加强箍筋一道，加强箍筋型号为HPB235Φ20，箍筋型号为Q235φ8，间距20cm布置。为成桩质量检测，桩基采用声波透射法检测，沿钢筋笼加强箍筋内侧需布置3根通长声测管，声测管规格为φ5cm×3mm，声测管连接焊接，套管长度为80mm。声测管下端距离钢筋笼底口为10cm，顶端伸出钢护笼顶口50cm。其余桩基采用瞬态激振时域频域分析法检测。

（1）钢筋笼在后场加工场加工制作。下料前应将钢筋调直并清理污锈，钢筋表面应平直，无局部弯折，钢筋笼在胎模上分节同槽制作。在考虑钢筋定尺并满足钢筋笼运输条件的前提下，为尽量减少钢接头，钢筋笼标准节分节长度取9m，最底下一节钢筋笼长度则根据成孔后的实测深度进行调整，保证好钢筋主筋以及箍筋间距符合设计要求。

（2）钢筋连接方式采用闪光对焊与搭接焊，每节钢筋笼之间主筋连接方式采用单面搭接焊。搭接焊搭接部位必须弯折4度角，保证焊接完成后钢筋受拉部位受力在同一轴线上。双面搭接焊的焊缝长度应不小于5d（d为钢筋直径）,单面搭接焊的焊缝长度应不小于10d。

（3）钢筋笼制作时，先在制作好的加劲箍内加焊“十”字形支撑（支撑钢筋直径同加强箍钢筋），确保不变形。待钢筋笼下放至孔口适当位置时，将“十”字形支撑割除。

（4）为对齐钢筋，在钢筋笼一端胎模外垂直竖立一块t=10mm的圆环形钢板并加固。

（5）每节钢筋笼两端主筋接头断面按1m进行错位布置，同一连接区内钢筋接头数量按50％控制。为方便现场主筋连接，两节钢筋笼接头处箍筋暂不安装绑扎固定，待现场主筋连接好后，再绑扎到位。

（6）在相邻节段钢筋笼相互连接的同一根主筋上作上标记，以便在钢筋笼接长时以此根主筋为基准进行钢筋笼的对齐和现场连接。

（7）为满足钢筋笼起吊和换钩的要求，钢筋笼设吊耳：最顶上的一节钢筋笼吊耳设在距钢筋笼顶端20cm处，其余吊耳均设在本节钢筋笼第二个加劲箍下方，吊耳对称布置2个。最顶上一节吊耳位置采用双加劲箍住宅小区施工组织设计(4)，并进行支撑加强。

（8）钢筋笼制作完成后，经监理工程师认证并挂牌标识，注明验收事宜、桩号及节段号，防止转运和下放钢筋笼时混淆。

（9）钢筋笼保护层设置

箍筋绑扎时进行钢筋笼混凝土保护层垫块的安装。

保护层垫块采用穿心式圆形塑料垫块，直径根据钢筋笼保护层确定，厚度5cm。

混凝土垫块布置：沿钢筋笼长度方向每间隔2m呈梅花形布置4个垫块，上、下层定位块相互错位45o，下放时注意尽量不碰到孔壁。

钢筋笼制作规范要求表四

钢筋笼按制作时的编号顺序从最底层钢筋笼→顶层钢筋笼依次吊装在平板车（安装搁置支架）上DB11／T 1322.59-2018 安全生产等级评定技术规范 第59部分：乡村旅游经营单位.pdf，四周塞垫稳固，两侧用手拉葫芦或花篮螺丝锁死，运输至施工现场使用。

为了防止钢筋笼下放吊装中钢丝绳成夹角发生变形，加工一吊架与钢筋笼直径一致，保持钢丝绳受力时成平行状态。