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1、桥梁工程钻孔桩施工方案 钻孔机械：根据桥位处的地质情况特点，本标段钻孔桩基础采用旋挖钻、反循环钻机及冲击钻机等，采用泥浆护壁法或护筒跟进法成孔。钻机型号及功率根据现场地质、设计桩径、桩长确定。钻孔施工平台：水中桩基采用围堰筑岛、草袋围堰（浅水）、钢板桩围堰、钢围堰（深水）的方案施工，围堰根据各墩位处水文条件和承台位置不同分别采用不同的围堰形式。旱地桩基采用就地平整场地法钻孔施工，桩基础靠近地方交通公路的，采用钢板桩围堰防护。桩机钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，需等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到 2.5MPa 以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。泥浆处理：每 10 墩设一
2、个泥浆拌合池和泥浆存放池，将泥浆池布置在施工范围内，沿线均匀设置泥浆池，循环使用，废弃的泥浆，存于场内的泥浆池内，用泥浆罐车倒运到指定的弃渣场。吊放钢筋笼、灌注桩体水下混凝土：钢筋笼在现场钢筋加工厂内集中分段制作，汽车吊安装，钢筋笼尽量减少分节，长钢筋笼的接头采用挤压套筒连接机械连接方式或单面搭接焊连接。采用导管法连续灌注水下混凝土，混凝土输送车运输混凝土。桩基检测：桩基灌筑完毕后，对各墩台钻孔桩采用无破损法逐根进行完整性检测。一、施工工艺 钻孔桩施工工艺流程见“钻孔桩施工工艺流程图”。孔桩施工工艺流程图 二、施工方法 钻机选型：本标段根据不同地质条件使用旋挖钻、冲击钻机和回旋钻机进行成孔施工
3、。冲击钻机和回旋钻机施工时选用优质泥浆护壁。旋挖钻机施工时，自造泥浆护壁，地质条件较差时，控制钻孔速度，并给钻孔中添加膨润土、火碱、水泥以提高泥浆的稠度和护壁能力，防止塌孔事故发生。施工准备：在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。桩位放样 护筒放样 搭设钻机平台 钻机就位 终孔、清孔 平整场地 孔桩钻进 制作护筒 泥浆池 泥浆备料 泥浆沉淀池 制作钢筋笼 注水下砼 二次清孔 自然养护 钢筋笼吊放、下导管 检测、调整泥浆指标 导管水密试验 1.场地平整 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
4、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。A、旱地墩桩基钻孔前将场地检平，清除杂物，在夯填密实土层上横向铺设枕木，然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。B、浅水桩基利用草袋围堰构筑工作平台，一般水深及深水桩机采用钢板桩围堰、钢围堰施工。2.埋设护筒 A、护筒用 48mm 的钢板制作，其内径大于钻头直径 200mm400mm。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。B、护筒的底部埋置在地下水位或河床以下到 1.5m 的稳定土层中，护筒顶高出地下水位 1.5m2.0m 左右（同时高出地面 0.5m），其高度满足孔内泥浆面的要求，设计图纸有
5、明确要求的则按设计图纸要求进行埋设。C、旱地、浅水中桩基护筒埋设采用挖埋法，一般水深及深水中桩基护筒埋设采用打入法，利用平台上钢制导向架导向和振动沉桩锤打入。埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，垂直度偏差不允许大于 1%，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。D、护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少 0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致塌孔。3.钻机就位 立好钻架，调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，将钻机调平并对准钻孔。4.泥浆的制备及循环净化 A、根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。出浆
6、循环槽槽底纵坡不大于 1.0%，使沉淀池流速不大于 10cm/秒以便于石碴沉淀。B、采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土，必要时再掺入适量 CMC 羧基纤维素或 Na2CO3 纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。泥浆采用优质膨润土造浆。制备及循环分离系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成。泥浆循环系统平面布置见泥浆循环系统平面布置图所示。在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃
7、渣，污染周围环境。C、钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，造浆配合比见下表所示：膨润土造浆配合比 （单位：kg）原料名称 淡水 膨润土 CMC 纯碱 FCI PHP 加重剂 配合比 100 84 0.0040.008 0.10.4 0.10.3 0.003 试验确定 配比中掺加剂的用量，要先进行试配，检验配合液的各项性能指标是否符合不同地层下泥浆的性能指标要求表中所列指标要求。各种掺加剂先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并经常测定泥浆指标，防止掺加剂过量，搅拌好的新鲜泥浆其性能必须适合于地基条件和施工条件。泥浆泵排浆地沟进浆管进浆管造浆池泥浆池泥浆净化器泥浆泵 阀门 阀门沉淀池排浆地沟钻孔桩钻孔桩钻孔桩
8、钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩泥浆循环系统平面布置图 不同地层下泥浆的性能指标要求表 地质情况 泥浆指标 相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力 （Pa）酸碱度（pH）亚砂土 1.201.45 1928 96 15 4 2 35 911 淤泥质亚粘土 1.201.35 1928 96 15 4 2 35 911 粘土 1.061.10 1828 95 20 4 3 12.5 911 亚粘土 1.061.10 1828 95 20 4 3 12.5 911 细砂 1.201.45 1828 95 20 4 3 12.5
9、911 粘土、亚粘土 1.061.10 1828 95 20 4 3 12.5 911 为满足环保要求，采用泥浆分离器分离从桩内循环出来的泥浆，并通过调整膨润土、分散剂的掺量，使循环泥浆能再次利用。5.开孔及成孔方法 冲击钻开孔阶段主要为造浆固壁，孔内加粘土，采用低冲程冲砸开孔。钻孔深度在达到护筒刃脚下 3m 后，根据地质情况加大冲程进行正常冲砸造孔，进入基岩后适当减小冲程。成孔后采用高压射水枪进行清孔。三、成孔检查 钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。1.孔径和孔形检测 孔径检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行的，是根据桩径制做笼式井径探孔器入
10、孔检测，笼式井径探孔器用8 和12 的钢筋制作，其外径等于钢筋笼直径加 100 毫米，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径 46 倍（冲击钻成孔）。其长度与孔径的比值选择，可根据钻机的性能及土层的具体情况而定。检测时，将井径探孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。2.孔深和孔底沉渣检测 孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径 13cm15cm，高 2022cm，质量 4kg6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。3.成孔竖直度检测 冲击钻采用井径检测仪。4.质量标准 钻孔灌注桩成孔后，在灌注水下混凝土前，其质量检验的标准
11、见下表：钻孔桩钻孔允许偏差 序号 项 目 允许偏差（mm）1 孔径 不小于设计孔径 2 孔深 摩擦桩 不小于设计孔深 柱桩 不小于设计孔深，并进入设计土层 3 孔位中心偏心 群桩 100 4 倾斜度 1%孔深 5 浇筑混凝土前桩底沉渣厚度 摩擦桩 200 柱桩 50 四、第一次清孔 清孔处理的是使孔底沉碴（虚土）厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。1.抽浆法清孔：一边利用钻机的泥石泵抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后
12、的泥浆，使孔底钻碴清除干净。抽浆清孔比较彻底，但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。2.清孔达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无 23mm 颗粒，泥浆比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，粘度 1720s。浇筑水下混凝土前应清底，孔底沉渣应清除干净，满足铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。五、钢筋笼加工及吊放 1.钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法分节制作，用槽钢和钢板焊成组合胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按
13、设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。根据铁路施工要求，按照设计图纸布设接地钢筋。焊接加劲筋和箍筋时严禁烧伤主筋，焊接质量必须满足规范要求。2.钢筋骨架保护层的设置 绑扎混凝土预制块：混凝土预制块为 15cm20cm8cm，靠孔壁的一面制成弧面，靠骨架的一面制成平面，并有十字槽。纵向为直槽，横向为曲槽，其曲率与箍筋的曲率相同，槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度。在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的 U 型 12 号铁丝。垫块在钢筋骨架上的布置以钻孔土层变化而定，在松软土层内垫块应布置较密。一般沿钻孔竖向每隔 2 米设置一道，每道沿圆周对称的设置 4 块。3.钢筋骨
14、架的存放、运输与现场吊装 A、钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。每组骨架的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等。B、钢筋笼入孔时吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间。采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻
15、碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，连接采用挤压套筒连接或搭接连接。连接时上、下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致：先连接一个方向的两根接头，然后稍提起，以使上下节钢筋笼在自重作用下垂直，再连接其它所有的接头，接头位置必须按 50接头数量错开钢筋直径的 35 倍范围且不小于 500 mm以内连接。接头焊好后，骨架吊高，抽出支撑工字钢后，下放骨架。如此循环，使骨架下至设计标高。骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过
16、程中浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在6h 内浇筑混凝土，防止坍孔。C、声测管的布置及数量必须满足设计要求，与钢筋笼一起吊放。声测管要求全封闭（下口封闭、上端加盖），管内无异物，水下混凝土施工时严禁漏浆进管内。声测管与钢筋笼一起分段连接（采用套管丝扣连接），连接处应光滑过渡，管口高出设计桩顶 20cm，每个声测管高度保持一致。D、钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法 序号 项 目 允许偏差 检验方法 1 钢筋骨架在承台底以下长度
17、100mm 尺量检查 2 钢筋骨架直径 20mm 3 主钢筋间距 0.5d 尺量检查不少于 5 处 4 加强筋间距 20mm 5 箍筋间距或螺旋筋间距 20mm 6 钢筋骨架垂直度 1%吊线尺量检查 注：d 为钢筋直径，单位：mm 六、第二次清孔 由于安放钢筋笼及导管准备浇筑水下混凝土，这段时间的间隙较长，孔底产生新碴，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法清孔，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉渣厚度在设计范围以内后，清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。七、灌注水下混凝土 1.采用直升导管法进行水下混
18、凝土的灌注。导管用直径 250mm 的钢管，壁厚 3mm，每节长 2.02.5m，配 12 节长 11.5m 短管。导管使用前，应进行接长密闭试验。下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。混凝土灌注期间时用钻架吊放拆卸导管。2.水下混凝土施工采用混凝土搅拌运输车运输混凝土、输送泵泵送至导管顶部的漏斗中。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在1822cm之间，并有很好的和易性。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。3.水下灌注时先灌入的首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并保证把导管下口埋入混
19、凝土的深度不少于 1m。必要时可采用储料斗。4.使用拔球法灌注第一批混凝土。灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不得少于 2.0m，一般控制在 26m 以内。5.灌注水下混凝土时，随时探测钢护筒顶面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高。测锤法：用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面，根据测绳所示锤的沉入深度换算出混凝土的灌注深度。测砣一般制成圆锥形，锤重不宜小于 4kg，测绳采用质轻、拉力强，遇水不伸缩，标有尺度之测绳。钢管取样盒法：用多节长 1m2m 的钢管相互拧紧接长，钢管最下端设一铁盒，上有活盖用
20、细绳系着随钢管向上引出。当灌注的混凝土面接近桩顶时，将钢管取样盒插入混合物内，牵引细绳将活盖打开，混合物进入盒内，然后提出钢管，鉴别盒内之物是混凝土还是泥渣，由此确定混凝土表面的准确位置。当混凝土灌注接近设计桩顶以上1m 时，必须采用钢管取样盒法探测。6.在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度，做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除。探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误。7.施工中导管提升时
21、应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰盘卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除 1 节或 2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。拆除导管动作要快，拆装一次时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具掉入孔中，要注意安全。已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。八、成桩检测 对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合铁路工程基桩无损检测规程（TB10218）的规定。九、质量保证措施（一）钻孔中防止塌孔措施：1.护筒的埋设深度要确保穿透淤泥质软土层，做好护筒底部密封。2.现场钻孔操作人员，要仔细检测
22、泥浆比重及粘度，尤其是含砂率的检测，不同地层必须按要求进行相应调整。3.控制钢筋笼安装垂直度，安放钢筋笼时，需对准钻孔中心竖直插入，严禁触及孔壁。4.紧密衔接各道工序，尽量缩短工序间隔。5.当出现灾害性天气无法施工时，需提起钻头，调整泥浆比重，孔内灌满泥浆。对存在溶洞的桩孔，应先探明溶洞的大小、规模及溶洞内填充物情况，对溶洞进行处理后再钻进。（二）清孔措施：当地层富含粉砂类土，终孔后粉砂、粉细砂快速沉淀，给清孔带来困难，为降低孔底沉淤采取以下措施：1.采用双泥浆泵并联供应泥浆，增大泵量，提高泥浆循环速度，增强泥浆携带钻渣的能力。2.用优质膨润土和化学外加剂提高泥浆粘度，减缓砂粒沉淀速度。3.严
23、格控制钻杆接头的密封性，确保泥浆能全部从孔底返回。4.及时排除废弃泥浆，勤捞沉淀池中的沉渣，不断补充优质泥浆。5.当钻进砂层时及时开启泥浆分离器，降低含砂率。6.加快成孔与成桩速度，缩短从成孔到成桩的作业时间。7.二次清孔完成后，立即浇筑水下混凝土，避免泥碴再次沉淀。（三）钻进中的质量保证措施：1.钻进中严格控制泥浆比重，成孔后采用换浆法清孔。钢筋笼分节加工制作，吊车起吊安装就位。严格控制孔内沉渣厚度、空孔时间、水下混凝土灌注速度和灌注连续性，确保成桩质量。混凝土在拌和站集中拌制，混凝土输送车运输，导管法灌注水下混凝土。桩基完成后，按设计要求对桩基进行逐桩检测。在墩台建成后，进行群桩沉降观测。2.基岩中采用冲击成孔工艺。尤其是岩溶地区，钻进过程中要防止出现塌孔、卡钻、掉钻等现象。3.钻孔桩清孔完成后，立即用汽车吊吊放钢筋笼，为减少钢筋接头连接时间，钢筋笼接头现场采用直螺纹套筒连接或焊接连接，采用丝扣式导管进行水下混凝土浇筑，确保桩身混凝土能在 6h 内浇筑完成。（四）桩身质量检测：钻孔桩正式开工前先进行工艺性试桩，选择合适的成孔工艺，指导全线施工，确保桥梁钻孔桩的施工质量。钻孔桩要按下述要求进行桩身质量检测：1.所有钻孔桩身混凝土质量均作无损低应变动测检测；2.地质条件较差、桩长超过 50m 的钻孔桩均要进行超声波检测；3.每根钻孔桩混凝土强度试件不少于一组。