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长双高速公路CSL07标段构造物钻孔灌注桩专项施工方案

长双高速公路CSL07标段构造物为钻孔桩基础，桥墩、桥台共217根桩，累计进尺6081延米、C30水下混凝土6902.5m³、各类钢筋542.395t。

根据长春至深圳高速公路长春至双辽段（以下简称长双）两阶段施工图设计图纸的钻探结果分析，长双高速CSL07标构造物桩基工程采用反循环钻机施工。灌注水下混凝土采用导管法，吊车配合灌注。

1.清除钻孔场地杂物，换除软土，整平夯实。

2.测量放样，采用全站仪精确放出桩的中心位置，确定护筒位置；

3.护筒埋置：护筒采用10mm钢板卷制水利枢纽工程施工道路降坡改建施工方案，直径大于设计桩径30cm，护筒顶端的泥浆溢出口底边高出地下水位1.5m,并高出施工地面30cm以上，护筒长度视桩位地质情况确定，其长度满足穿过淤泥层不小于0.5m，不大于2m；

4.护筒平面位置的偏差不大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1％。

（1）布置原则：泥浆池原则上布置在主线路基以外，两排桩公用一个泥浆池，泥浆池的排列要整齐、有序，在施工便道跨越地段，泥浆池位置可根据现场情况作适当调整。

（2）泥浆循环和净化处理：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。制备泥浆的粘土选用水化快、造浆能力强、粘度大的膨胀土或接近地表经过冻融的粘土。泥浆制备循环池和沉淀池分开设置。施工中钻碴随泥浆从孔内排出经泥浆槽进入沉淀池，沉淀后的泥浆经泥浆池返回钻进的孔内，形成不断的循环沉淀净化。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）泥浆的排放：为保护环境和文明施工，钻孔弃碴（废泥浆）放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放，以避免污染环境。废泥浆用半封闭卡车送到处理场进行处理；钻碴待沉淀后运到指定的弃土场。钻孔弃碴（废泥浆）由专业施工队伍统一处理。

（1）泥浆池开挖时沉淀池和储浆池之间留有隔墙，隔墙预留3米厚，隔墙上严禁堆放机具和行走。

（2）要废弃的泥浆（沉碴）和开挖泥浆池土方及时拉运，不得随意流放到红线以外，造成环境污染和水土流失；不得长时间存放施工现场，做好现场文明施工。

（3）泥浆池开挖时边坡按要求放坡，开挖土方不得高堆于泥浆池四周。泥浆池开挖后立即进行安全防护，并设置夜间照明设施。

（4）施工重型机械和运输车辆远离泥浆池边3m以上，倒车时要有专人指挥。

（5）本墩台桩基施工完毕后，清除泥浆池内泥浆及沉碴，用附近基坑开挖的土方回填、压实、整平。

桥梁钻孔灌注桩施工工艺流程图

1.钻机就位前，对钻机的各项准备工作、主要机具的安装、配套设备就位及水电供应的接通情况等进行检查。

2.钻孔时，根据设计图标明的钻孔地质剖面图，选用适当的钻头，钻进压力、钻进速度和泥浆。

3.钻机行走就位后，底座和顶端保持平稳，在钻进过程中不产生位移或沉陷；如果出现，必须找出原因，及时处理。回转钻机顶部的起吊滑轮缘转盘中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不大于2cm。

4.钻机作业分班连续进行；经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随时改正。经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明土层，记入记录表中，并与地质剖面图核对。

5.升降钻头时应平稳，钻头提出井口时防止碰撞护筒，拆除钻杆力求迅速。

6.因故停钻时，孔口加护盖，严禁钻头留在孔内，以防止埋钻。

7.及时填写钻进施工记录，交班时交待钻进情况及下一班应注意事项。

采用反循环钻机钻孔。若地质情况有变，根据实际地质情况及时调整钻头类型，以满足快速、优质、高效、按期完成施工任务。在钻进过程中为保证孔的铅垂度，钻机行走到位后应使转盘顶保持水平，以低档慢速钻进，同时根据地层的不同土质情况调整钻速与泥浆，及时捞渣取样，与图纸地质情况相对照，当发现地质情况有大的差异时，及时报与监理工程师，并采取相应的措施以保证成孔质量。

1.开孔必须正确，先起动泥浆泵和转盘，待泥浆进入钻孔一定数量后,可开始钻进，适当控制进尺。

2.钻孔时采用减压钻进，即钻机主吊钩始终承受部分钻具（钻杆、钻头、压重块、）的重力。而孔底承受钻压不超过钻杆（钢丝绳）、钻锥和压块重力之和（扣除浮力）的80％，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

3.在钻孔排渣、提钻除土或因故停钻时，保持泥浆与护筒顶面相平和要求的泥浆相对密度及粘度，以防坍孔。

4.钻孔严格按钻孔操作方法施工，尽量避免坍孔、斜孔、扩孔、缩孔等现象发生。

钢筋笼采用现场制作，加工时根据骨架的自身刚度及吊机的起吊能力通常分成12～20m一节，分节制作时均需在型钢焊制的骨架定位平台上进行，以保证钢筋笼的整体垂直度及节与节间主筋连接的对位精度。

根据吊车的机械性能查表得，应使用25吨吊车完成钢筋笼安装工作。钢筋骨架按设计要求预先焊成钢筋骨架后，分段用吊车吊入钻孔中。钢筋骨架用单面焊接接长。钢筋骨架吊放前测孔深是否符合设计要求；孔壁有无缩径偏孔等防碍骨架吊放在正确就位的情况，钢筋骨架采用吊车进行吊放，吊放过程中避免骨架撞孔壁。为保证骨架外混凝土的保护厚度，在钢筋骨架外面焊定位筋，并随时校正骨架位置。

混凝土采用自拌混凝土，混凝土输送车运至现场，水下混凝土灌注采用提升导管灌注法，导管内径为30cm，按2～3m分节，节间采用内扣式螺旋联接，使用前对导管进行水密性试验，试验合格后方可使用。

1.下导管：（直径30cm）将导管编号、连接，用吊车分节放入孔内，导管下端距孔底30－40cm，上接一个漏斗，并在接口处设隔水栓以隔绝混凝土与导管中的水。

2.设储料仓：首批灌注混凝土的数量满足导管初次埋置深度≥1.0米，和填充导管底部间隙的需要，根据桩径和导管底端至钻孔底间隙，按V≥(πd2/4)h1+(πd2/4)Hc算出第一罐混凝土用量为3.56m3，配备储料仓容量大于3.8m3。

3.拌制混凝土：采用强制式混凝土搅拌机拌和混凝土。坍落度控制在180－220mm，每次混凝土拌合时间不小于1分钟。

1.灌注前探测孔底泥浆沉淀厚度，如大于规定，再次清孔，但要注意孔壁的稳定，防止塌孔。

2.混凝土拌合后运至灌注地点时，检查均匀性和坍落度，如不符合要求，进行第二次拌和，第二次拌合达不到要求时，不得使用。

3.灌注开始后，连续地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时徐徐地灌注，防止导管内造成高压空气囊。

4.灌注过程中，经常探测井孔内混凝土面位置，及时地调整导管埋深，导管埋深不小于2m且不大于6m，采用测深锤探测混凝土面。

6.接近桩顶时，采用取样盒直接取样，鉴定良好混凝土面位置，灌注结束后，良好混凝土面高于设计桩顶0.5m。

1.在灌注过程中，将孔内溢出的泥浆引流至预先挖好的坑内，防止污染环境及河流。

2.护筒拔出和提升注意事项：处于地面及桩顶以下的井口整体式刚性护筒，在灌注完混凝土后立即拔出；处于地面以上、能拆除的护筒，待混凝土抗压强度达到5Mpa后，方可拆除。

3.灌注中途发生下列故障时，在可能条件下及时进行处理，并注意下列事项：

（1）首批混凝土灌注后导管进水时，将已灌注的混凝土拌和物吸出，再改正操作方法后，重新进行灌注；

（2）在混凝土面处于井孔水面以下不深的情况下导管进水时，采用底塞隔水栓的方法，并外加一定的压力重新插入导管，恢复灌注；

（3）灌注开始不久发生导管堵塞时，用长杆冲捣或用振捣器振动导管。

（4）灌注混凝土的速度要快，一气呵成，首次灌注在储料仓和漏斗中，储备足够数量的混凝土后，剪断隔水栓吊绳，打开储料仓阀门，这时储备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，同时孔内的水位骤涨外溢，说明已灌入孔内。导管第一次埋深大于1米，在灌注混凝土的过程中要随时计算导管的埋深，并实际进行测量，导管埋深不超过6米，每次提完升导管，导管在混凝土中的最小埋深不小于2米，以防拔漏断桩。

1.选择造浆能力强粘度大的粘土造泥浆，以增加泥浆循环使用的次数。

2.泥浆净化设置制浆池、储浆池、沉淀池并用循环槽连接。

3.沉淀池设置两个交替使用，一个进浆沉淀，另一个关闸清渣。钻渣清出存放于桥位空地自然风干后运入弃土坑内。每个沉淀池容积不小于100M3。

4.泥浆池不小于50M3，浇注混凝土时，孔内泥浆全部流入泥浆池，多余部分存于沉淀池。

5.泥浆循环系统离桩孔较远须重挖时，前一个泥浆池中的泥浆用泥浆车运入新挖泥浆池中，减少泥浆制备量，减少污染。

1.保证材料满足要求；

2.保证泥浆性能指标满足要求；

3.灌注混凝土导管前做气密性试验；

4.在钻机钻进过程中，经常检查钻杆垂直度；

5.为防止断桩，计算好高度拔出导管；

6.保证混凝土的和易性及坍落度。

十、质量检验及质量标准

1.钻孔清孔后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、竖直度（斜度），泥浆相对密度、孔底沉淀厚度等进行检测、并填写记录；

2.钻孔灌注桩成孔质量满足允许偏差要求；

3.每根灌注桩取混凝土抗压强度试件3组；

4.对每根桩进行无破损检测；

5.钻孔灌注桩水下混凝土的质量符合下列要求：

（1）强度符合设计要求；

（3）钻孔桩桩低不高于设计标高，桩底沉淀层厚度不大于设计值；

（4）凿除桩头预留部分残余松散层和薄弱层.

（5）桩基施工要求如下表

十一、钻孔灌注桩质量保证措施

钻机就位时定位应准确，水平、稳固，钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差不大于20mm。钻进过程中护壁泥浆液面应保持稳定，不低于自然地面30cm，遇到软松易塌土层及时调整泥浆性能指标。注入孔口的泥浆密度应≤1.15。泥浆循环中多余或废弃的泥浆及时排出处理。清孔后泥浆密度应小于1.15，孔底沉渣厚度小于100mm。清孔结束后孔内应保持水面高度，并应在30分钟内灌注混凝土。若超过30分钟，应重新测定沉淀层厚度。混凝土应按水下灌注混凝土的要求确定配合比，一般应在设计强度高一等级配制，混凝土试块按高一等级验收。混凝土到场后按规定进行坍落度测试，每根桩不少于2次。混凝土灌注应连续进行，导管应勤提勤拆，避免埋管。

十二、桩基础施工质量通病预防措施

原因分析：钢筋骨架在混凝土中除重力外还受到较大的浮力，在灌注过程中宜被顶托上升，顶托力主要来自混凝土从漏斗向下灌注时的位能而产生的冲击力。混凝土从导管底门流出来向上升起时，向下的冲击力转变为向上的顶托力。钢筋笼所受顶托力的大小与混凝土灌注时的位能、灌注的速度、首批混凝土的流动度、导管底门标高、首批混凝土表面标高、钢筋骨架底端标高等因素关系很大。

预防措施：混凝土表面接近钢筋笼底部时，放慢混凝土灌注速度。混凝土表面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端保持较大距离，混凝土顶表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离，但导管埋入混凝土深度不小于2m，不超过6m。

原因分析：浇注成桩后，由于钢筋笼安装、混凝土浇注过程中的人为因素，钢筋笼会出现偏位情况，尤其是对桩柱结构，必须采取措施对钢筋笼的中心位置进行控制。

预防措施：在孔口对钢筋笼的中心位置用钢筋支架或混凝土垫块进行固定，确保中心正确牢固。对桩基的上心位置进行准确放样，并准确的标志在护筒顶部，灌注前进行检测，混凝土浇注过程中要经常对钢筋笼的中心位置进行检测，发现移位立即改正。桩顶混凝土清理过程中要防止人为对钢筋笼位置的破坏。

十三、钻孔桩故障处理及预防

掉钻：对于钻孔桩，发生掉钻主要是由于操作人员对钻杆和钻头连接部位检查不周密，或拆装钻杆时不小心造成的。因此，掉钻事故应以预防为主，而预防掉钻主要应从加强操作人员的责任心抓起，严格按照操作规程操作，另外应备好打捞工具，以备万一发生掉钻时能尽快将钻头捞上来。

缩径：对于缩径，主要是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或因地层中遇有膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻头，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁，已发生缩径时，应在该处用钻头上下反复扫孔以扩大孔径。

斜孔、螺栓孔：斜孔和螺栓孔是由于钻机位置不正、钻杆不直、钻台中心和钻杆中心不在同一直线上造成的。预防此事故的措施是：定期检查钻机的就位情况，确保钻杆垂直，钻机稳定。

断桩：灌注混凝土的失败、灌注过程中的停顿时间过长、混凝土中个别段强度达不到标准等，均会造成断桩。归纳起来，造成断桩的原因主要有混凝土堵管、导管拔不出、导管折断、灌注混凝土过程中塌孔等。灌注水下混凝土是一项技术性很强的工作，对泥浆的护壁性能及质量要求很高。施工中必须严格按操作规程进行，否则钢筋笼将难以下放，导管与钢筋笼难免挂卡，导管埋入深度将难以保证，导管拔不出来。另外，混凝土拌和质量不匀和导管不在孔中心也可能导致断桩。因此，断桩的预防措施除经常检查导管及其连接情况外，加强施工人员的责任心同样是防止断桩的重要方面。

1.进入施工现场人员必须佩戴安全帽，施工操作人员应穿戴好必要的劳动防护用品。

2.泥浆池周围必须设有防护设施，高度≥1.2m。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施，并有人看守。

3.电气设备的电源，应按有关规定架设安装；电气设备均须有良好的接地线、接零线，接地电阻不大于4Ω，并装有可靠的触电保护装置。

4.严禁在高低压架空电线下方钻孔，移动钻机、钻杆时必须保持与高压电线的安全距离。

5.配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电保护开关。

6.在施工全过程中，应严格执行有关机械的安全操作规程，由专人操作并加强机械维修保养，经安全部门检验认可，领证后方可投入使用。

7.挖掘机及吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。

8.材料运输车进出场必须打开转向灯，入场后倒车必须设专人指挥。

9.吊车及钻机工作之前必须进行机械安全检查。

10.施工作业平台必须规整平顺，杂物必须清除干净，防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。

11.现场卸料（主要指钢筋和钢板、钢管）前，必须检查卸料方向是否有人，以避免将人员砸伤。

12.桩基施工阶段，应在其桩位醒目位置立标示牌，标明桩位、桩长、桩径、施工状态等内容，尺寸40cm×60cm，白底黑字。

13.导管安装及混凝土灌注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全。

14.遇大雨、大雪、大雾和六级以上大风，应停止钻孔作业，当风力超过六级时，应将钻机塔架放倒。大风雨雪后，必须进行一次全面检查，发现问题，及时处理。 

15.操作人员要遵守钻机钻孔的安全操作规程，严禁违章作业。

16.注意现场文明施工，将不用的泥浆池(地沟)及时填平；对正在使用的泥浆池(地沟)加强管理，不得任泥浆溢流，捞取的沉渣应及时清走。各个排污通道必须有标志，夜间有照明设备，以防踩入泥浆，跌伤行人。

1.钻机就位及钻进成孔安全措施

（1）钻机在转产行走时，对陡坡等道路进行观察，必要时制定加固措施,防止钻机碰撞结构物、翻车等事故发生。

（2）钻机就位后，应有专人指挥对钻机腿用枕木垫实，保证施工时机械不倾斜、不倾倒。同时对钻机及配套设施进行全面安全检查。钻机安设牢固后，对钻架加设斜撑及揽风绳；并在钻机上安装避雷设施。

（3）钻孔前要检查各传动箱润滑油是否足量，各联接处是否牢固，泥浆循环系统（离心泵）是否正常，确认各部件性能良好后，方可开始作业。 

（4）钻孔前要检查钢丝绳有无断丝、腐蚀、生绣等，断丝超过10%应报废。检查钢丝绳锁扣是否牢固，螺帽是否松动。 

（5）钻孔时应对准桩位，先使钻杆向下，钻头接触地面，再开动钻杆转动，不得晃动钻杆。操作人员爬上臂杆上面保养时，要注意脚下不要粘泥浆，以免打滑摔伤。

（6）钻孔施工过程中，非施工人员不得进入施工现场，钻孔施工人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。

（7）操作期间，操作人员不得擅自离开工作岗位或做其他的事。钻孔过程中，如遇机架摇晃、移动、偏斜或钻头内发出有节奏的响声时，应立即停钻，查明原因并处理后，方可继续施钻。

（8）钻机钻进时紧密监视钻进情况，观察孔内有无异常情况、钻架是否倾斜、各连接部位是否松动、是否有塌孔征兆，有情况立即纠正。

（9）钻机行走期间要有专人指挥和专人看管电缆线以防钻机压坏电缆。如遇卡钻时，应立即切断动力源，停止下钻，未查明原因排除故障前，不准强行启动。 

（10）钻孔时，孔口加盖板，以防工具掉入孔内。成孔后，必须将孔口用5cm厚的木板或竹夹板加盖保护或浇筑混凝土，以防闲杂人员或牲畜掉到桩孔内，孔口附近不准堆放重物和材料。

2.钢筋笼制作、安装安全防护措施

（1）钢筋调直现场，禁止非施工人员入内，钢筋调直前事先检查调直设备各部件是否安全可靠。进行钢筋除锈和焊接时，施工人员穿戴好防护用品。

（2）钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被撞伤。氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。

（3）起吊钢筋骨架时，做到稳起稳落，安装牢靠后起吊。严格按吊装作业安全技术规程施工。

（4）吊车作业时，在吊臂转动范围内，不得有人走动或进行其他作业。

3.混凝土灌注安全防护措施

（1）灌注混凝土桩时，施工人员分工明确，统一指挥，做到快捷、连续施工，以防事故的发生。检查漏斗的吊具、漏斗、串角挂钩和吊环是否稳固可靠。泵送混凝土时，管道支撑确保牢固并搭设专用支架，严禁捆绑在其他支架上，管道上不准悬挂重物。

（3）护筒周围不宜站人，防止不慎跌入孔中。

（4）导管安装注意：导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。

（5）混凝土灌注过程中，轮胎下须垫有枕木。混凝土运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。倒车过程中，车后不得有人。

（6）吊车提升拆除导管过程中，各现场人员必须注意吊钩位置，以免将头砸伤。

（7）拆卸导管人员必须戴好安全帽，并注意防止扳手、螺丝等往下掉落。拆卸导管时，其上空不得进行其他作业。

（8）导管提升后继续灌注混凝土前，必须检查其是否垫稳或挂牢。

（9）泥浆池边设置明显的警示牌和刚性的安全防护措施。泥浆池四周用φ48钢管单排架作围栏;立杆长度1.8米,打入地下0.5m;围栏高度1.3m;钢管之间用脚手架扣件或粗铁线连接结实。

（10）场内要设泥浆池，泥渣要及时用车运走。灌注混凝土期间，泥浆要用车运走，不得把泥浆排放在路面上或河流内。

（1）作业人员进入施工现场必须戴好安全帽，电工作业时必须穿绝缘鞋广场园林景观工程施工组织设计，电焊工作业时必须佩戴防护眼镜。

（2）施工主线应采用“三相五线制”,并做到“一机、一闸、一箱、一漏电保护”，所有机械电器设备均要有效保护接地线或接零线。

（3）现场线路必须按规定摆设整齐，不准乱拖在地面上，以防碾压；埋设地下时树立标志，接头处按标准包扎后必须架空或设接头箱，并有防水措施，桩架及底盘上所有电线严禁有接头。

（4）配电箱须安漏电保护开关，离地高度不小于1.2m，应有防雨措施，并装门加锁。

（5）不得在高低压电线下方钻孔和吊放钢筋等施工作业。电源线路、电箱接线正确，绝缘可靠，接地牢固，触电保护器灵敏有效，电源容量和导线截面符合桩机说明书和安全用电规范的要求。

（6）机架上电箱电器完好，电动机接地不少于两处外墙干挂石材幕墙施工工艺，接保护零线牢固可靠，触电保护器动作灵敏。不准带负荷启动电动机，严禁用脚代手进行操作。

（7）在高压线下严禁施工，桩架边缘与高压线的最少安全水平允许施工距离：10千伏以下为6m，35千伏以下为8m，施工时并采取相应的防护措施。

（8）电工接线时不能带电操作，拆修时应在合闸处挂上“严禁合闸”的警告牌，并派专人看管。