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1、城际高铁桩基础施工方法及施工工艺1.1 陆上钻孔桩施工测孔深、泥浆指标、钻进速度测孔深、泥浆指标、钻进速度排渣、投泥浆、测指标排渣、投泥浆、测指标凿桩头凿桩头钻机就位钻机就位钻进钻进中间检查中间检查终孔终孔清孔清孔测孔测孔安放钢筋笼安放钢筋笼安放导管安放导管二次清孔二次清孔灌注混凝土灌注混凝土泥浆制备泥浆制备测孔深、孔径、倾斜度测孔深、孔径、倾斜度测泥浆性能指标测泥浆性能指标监理工程师签字认可监理工程师签字认可监理工程师签字认可监理工程师签字认可检查泥浆指标及沉渣厚度检查泥浆指标及沉渣厚度制作混凝土试件制作混凝土试件水密性试验水密性试验测孔深、孔径测孔深、孔径钢筋笼及声测管制作钢筋笼及声测管制
2、作埋设钢护筒埋设钢护筒场地整平场地整平钢护筒加工钢护筒加工测量放样测量放样将场地平整完成后，填筑钻孔平台并将其压实，按照测量确定的位置埋设钢护筒，护筒埋设深度根据覆盖层的情况具体确定。钢筋笼集中制作，现场吊装。混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土搅拌运输车运输，导管法灌注水下混凝土。钻孔桩施工工艺流程详见图2-5-15。图2-5-15 钻孔桩施工工艺流程图清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆根据试验测定符合以下标准：23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。在清孔排渣时注意保持孔内水
3、头高度，防止坍塌。灌注水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，必要时用高压风冲射孔底沉淀物，保证孔底沉渣厚度符合设计及施工规范要求。1.1.1 施工准备用推土机、挖掘机将施工场地整平，并埋设钢护筒，护筒内径比桩径大20cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，高出施工地面0.5m。1.1.2 钻孔钻机就位，泥浆稠度满足护壁要求和孔壁压力，当泥浆量和泥浆的技术指标达到要求时开始钻进。开始钻进要缓慢，采用小冲程钻进，待通过护筒底口后方可正常钻进。钻进过程中要注意取样，根据地层情况及时调整冲程、泥浆稠度，在通过硬岩层时采用高冲程；在通过粉质黏土，硬塑时采用中冲程；在易坍孔地段采用小冲程，并提高
4、泥浆的稠度和相对密度。钻孔作业分班连续进行，钻进中根据钻进速度及钻渣情况准确判定并详细记录钻进过程地质变化情况。1.1.3 清孔钻孔达到要求深度后采用钻孔灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔，清孔采用泥浆置换法。1.1.4 检孔检查孔深、孔径、倾斜度及孔底沉渣厚度。1.1.5 钢筋笼制作、安装钢筋笼尽量减少分节，长钢筋笼的接头采用机械连接。每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度由厚5cm的圆形同标号水泥砂浆垫块来保证，砂浆垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个。使用大吨位汽车吊吊放
5、钢筋笼，并在孔口牢固定位，以免发生浮笼现象。1.1.6 安装导管试拼，检验、安放导管。利用导管进行二次清孔，检查孔底沉碴厚度。1.1.7 灌注水下混凝土灌注水下混凝土前，用射风冲射钻孔孔底35min，将孔底沉淀物翻动上浮，最大限度地减小沉渣厚度。计算和控制首批封底混凝土数量。首批封底混凝土要求下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土内不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是减小桩底沉渣厚度，减少工后沉降的重要环节。混凝土灌注连续进行，中途停歇时间不超过30min。在整个灌注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深，导管在混凝土中埋深控制24m，最大埋
6、深不得超过6m。考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的灌注面按高出桩顶设计高程80100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。1.1.8 泥浆清理对施工中产生的废弃泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆堆放场地，并做妥善处理。1.1.9 质量检测所有钻孔桩桩身混凝土质量均按设计要求进行检测。1.2 浅水钻孔桩施工位于浅水区的桩基，由于水量小、流速低等特点，基础施工采用编织袋围堰、筑岛钻孔进行施工。首先清除围堰底河床上的杂物、树根、石块等，以减少渗漏。自上游开始填筑至下游合拢。用编织袋装松散的粘性土，装土量为袋容量的1/21/3，袋口用细铁丝缝合，堆码时上下左
7、右互相错缝，并尽可能堆码整齐。围堰高出施工水位1m，坡率1：1。泥浆泵抽干岛中水，填土芯，施作钻孔施工平台。护筒根据钻机选型确定护筒的直径，并将其打入河床面以下，穿透河床表面的松散覆盖层。水中筑岛时护筒埋入河床面以下1m，水中平台上按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层，并有导向设备控制护筒位置，其余方法和工艺同一般钻孔桩。1.3深水区钻孔桩施工深水钻孔桩基础通过架设施工栈桥，采用钻孔作业平台进行施工，钻孔桩施工工艺流程见图2-5-16。1.3.1栈桥施工见第一章8.9。1.3.2钢护筒制作钢护筒直径定比设计桩径大0.3m，用16mm钢板在现场加工场用油压卷板机
8、卷制成型，板缝进行焊接，并根据所需长度进行拼接。制作时为防止变形，在护筒内作十字钢撑。每节护筒长2.0m，为保证护筒在锤击时不致变形，在每节护筒上边缘帮焊20cm宽、20mm钢板的钢带。下导管、第二次清孔水下砼灌注混凝土拌合运输承台施工第一次清孔吊装钢筋笼钢筋笼制作钻 孔钻机就位作泥浆循环系统搭设水上作业平台打入钢护筒打入钢管桩泥浆制备与循环净化架设施工栈桥图2-5-16 水中钻孔桩施工工艺流程图1.3.3钢护筒和钢管桩定位下沉钻孔平台基础利用钢护筒作为支撑，为保证钻孔平台的稳定，在承台尺寸范围外插打一排钢管桩，钢管桩管径550mm。钢护筒和钢管桩通过钢便桥运输至墩位处，利用全球定位系统定位并
9、插打钢管桩和护筒。施工时先将承台外一圈550钢管桩下沉到设计深度。利用钢管桩定位导向架，再精确下沉钢护筒。因桩壁厚仅10mm，顶部受锤击时，桩头易损坏，必须对桩头进行加固处理。处理方法是在桩下端内部加焊厚10mm的底横隔板，距桩顶高度等于桩径；并在桩顶面加焊厚20mm的顶盖板。并在盖板上现浇C40混凝土填实。1.3.4钢护筒定位下沉为保证钢护筒的安装精度，利用导向架对钢护筒进行准确定位，其平面、水平位置要确保准确。导向架的作用是控制并引导护筒在桩孔的正确位置竖直地沉入河床，导向架一般用型钢或小钢轨制成。平面中间为圆孔或方孔，四周为框架，立面每节长35m，两端设法兰盘可接长。最下面一节底端不设法
10、兰盘，可加压或锤击沉入河床中。框架应具有一定的刚度，以保证吊装或下沉时不变形。导向架可一个护筒单独设一个，也可将一个桥墩2或3根桩孔的导向架用型钢连接成一个整体。导向架由6kg/m的小钢轨焊成轨束立柱，立柱长度以水深、入土深度和水面到工作台的距离而定。外围用角钢制成导向环由上到下箍在立柱外面，与轨束接触处予以焊牢，如图2-5-17所示。图2-5-17 钢护筒下沉导向架示意图圆环上下共4道左右，视立柱长度而定。轨束6组，最下面的一道圆环距轨束下端约1.52.0m。导向架的内径应较护筒外径大5cm8cm。下沉时将导向架吊装在工作平台的方孔上，对好中心，垂直下落于河底，然后用加压或锤击使它沉至稳定的
11、深度。导向架顶端应低于平台。4个导向架就位后，用6圆钢筋将导向架联成整体，并固定在支撑架上，偏差不得大于5cm。导向架在岸上制作，通过施工便桥或工程驳船运至墩位处，用起重机下放精确定位与相邻钢管桩联接固定好，然后开始下沉钢护筒。将制作好的钢护筒运至拼装现场，分节吊装按需要的长度拼接，利用吊机悬挂160吨振动锤进行振动下沉，直至钢护筒达到稳固为止。为防止振坏护筒并使之充分受力，用5cm厚钢板加工成圆形桩帽盖在护筒顶，振动锤安放在桩帽上。吊插完毕后，逐根检查其位置的准确性，若位置错位、偏斜较大，超出规范要求时应重新进行。钢护筒顶面与钻孔作业平台齐平。1.3.5钻孔施工平台搭设钢管桩和钢护筒精确下沉
12、到位后用工字钢将钢管桩进行横向联接，在钢护筒周边上，设置一个三角形钢牛腿，最后在横向联接和钢牛腿上安装I40工字钢纵梁和贝雷梁作横梁，从而形成工作平台。施工时应注意钢管桩稳定。当平台距水面较高和水流速度较大时，钢管桩和钢护筒要增设横梁并在水流方向焊接剪刀撑，形成框架体系以保证稳定和安全。钻孔平台见图2-5-18。图2-5-18 钻孔平台示意图1.3.6成孔及成桩成孔采用旋挖钻机，施工工艺与批陆上钻孔桩相同，以相邻护筒作为泥浆循环池，另在平台上设置储浆池和泥浆净化器。泥浆循环净化系统见图2-5-19。图2-5-19 流泥浆循环及处理系统布置示意图钢筋笼采用吊车在平台上进行安装，混凝土运输车在作业平台上进行浇筑。