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1、钻孔灌注桩施工组织设计 1.施工整体部署 1.1 单桩进度计划 钻孔桩施工工效分析（60m桩长为例）序号 施工项目 作业时间（小时）备 注 1 钻机就位等准备工作 5 每天 24 小时强度作业 2 直径0 2.0m、25m 桩长钻进 24 每天 24 小时强度作业 3 换钻头 5 机械化操作，连续作业 4 直径0 1.6m、钻进至岩层 24 每天 24 小时强度作业，钻进 23m 考虑 5 换钻头 5 机械化操作，连续作业 6 强风化花岗岩层钻进 20 每天 24 小时强度作业，按 10m 考虑 7 2m 中风化岩层钻进 15 每天 24 小时强度作业 8 清孔、提钻 9 每天 24 小时强度
2、作业 9 成孔检测 3 每天 24 小时强度作业 10 下钢筋笼 10 每天 24 小时强度作业 11 下导管 3 每天 24 小时强度作业 12 二次清孔 3 每天 24 小时强度作业 13 混凝土灌注 5 每天 24 小时强度作业 14 不可预见因素 24 钻机修理、天气等因素 合计 155 1.2 整体进度计划 每个墩位单幅各有 4 根桩，由于施工钻机尺寸大，避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷 载、振动荷载后，护筒底口孔壁受挤压，导致坍孔、缩径情况的发生，必须对钻机相互位置进 行合理安排，首先按合理顺序进行开钻，一般原则是斜向隔排间隔作业的钻孔顺序，使之满足 桩间距不小于 2.5d。具体
3、如下图：钻机开钻顺序图 如图示，每台钻机按照 18的顺序开钻，根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机 2.施工方案 2.1 成孔工艺的选择 根据本工程工程地质条件，桩长在 60m左右，主要为细砂层、中砂层、圆砾层、卵石层、强风化花岗岩层、中风化花岗岩层，桩径从顶部 2.0m变化为 1.6m，采用泵吸反循环成孔工艺,其中土层、砂层、圆砾层、卵石层采用挂刀钻头，岩层采用牙轮滚刀钻头。2.2 钻机的选择 钻机选型一般根据钻孔直径和钻孔深度确定。在地层条件复杂，需使用不同钻头钻进的情 况下，也要将钻机的扭矩和驱动动力功率等因素考虑在内,本工程选用 GPS-25D 型钻机。GPS-25D 型工程钻机技术
4、参数 技术参数 参数 底座通孔直径（米）2.5 钻孔深度（米）130 钻盘最大扭矩（千牛.米）120 转盘转速（转/分）正反 6，10，15，22，28，49 主卷扬机单绳提升能力（千牛）50 工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排
5、间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为细砂层中砂层钻机功率（千瓦）75 主机外形（工作状态）（米）7.53*4*9.93 主机重量（吨）22 2.3 护筒长度、壁厚确定 护筒埋置按照桥涵第二版中公式 7-30计算。L（h HY w H Yo Yd Yw 式中：L护筒埋置深度，m h护筒内水头，即护筒水位于施工水位差，m 卜施工水位至海底深度，m Yw 护筒内泥浆容重，kN/卅;Y o 海水容重，kN/卅;Yd 护筒外海床土的容重，kN/m3。通过
6、计算，L=2.8m,按 3 米取值。由于海底不均质引起的局部渗透，为防止护筒底端向外 发生流动、管涌，而使护筒倾斜、沉陷，对计算所得埋置深度乘以安全系数 2,则 L=2.8 X2=5.4mc 由于桥位处于潮汐影响区，计入 1m局部冲刷深度，则护筒最终埋置深度 L=6.4m,此埋设深 度为河床底以下深度，河床以上根据平台标高、最高潮位确定。护筒壁度按照挖空桩计算，对护筒来说是偏安全的，则护筒最底端压力：p（Y Yw）H tan 2（45）（h H）Yw 2 式中：P护筒最底端压力，kN/m;Y-土的容重，3 kN/m；Yw-海水容重，kN/m3；卜护筒埋深，m h施工水深，m 通过计算，p 15
7、8kN /m2;工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在
8、左右主要为细砂层中砂层护筒采用 Q235钢，f=205MPa,则护筒壁厚 t KpD.（2f）式中：t 护筒壁厚，cm K安全系数；D 护筒直径，m 计算得 t=1.7cm。考虑插打护筒时，振动锤对护筒壁的作用，护筒壁厚 t 取值 2.0cm 74 除砂率（%95 脱水率（%80 总功率（kW 25 筛分和悬分出来的钻渣，直接排放在泥浆驳船上，严禁将泥浆或则钻渣排放进入海水中 3.工艺说明 3.1 钻孔平台 钻孔平台基础采用钢管桩搭设，用型钢或者贝雷片做主梁，小型钢做小纵（横）梁，平台 铺设钢板。3.2 测量放样 采用全站仪进行施测，确定桩位，桩位坐标必须复核无误后方可使用 3.3 护筒沉放
9、护筒在工厂加工，运输到工地后，检验其圆度并进行护筒打入、拔出试验，试验的目的一 是检验振拔工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量
10、较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为细砂层中砂层锤的动力能否满足现场施工要求，二是检验护筒在打入和拔出过程中有无变形。采用履带起重机及 DZ90型液压振动锤配合下沉护筒，护筒导向架用型钢制作，高度不小于 3m为宜。护筒下沉精度要求，平面中心位置：50mm 护筒插打完成后用进行复测。3.4 泥浆的配置及循环利用（1）泥浆基本成分 泥浆质量是保证成孔顺利的重要环节。本工程泥浆采用海水、膨胀土、羧甲基纤维素 CMC 聚丙烯酰胺 PAM 纯碱按适当配合比配 制而成，各种原材料的作用和掺入（质量）比例如下：海水：膨润土：羧甲基纤维素 CMC 聚丙烯酰胺（P
11、AM：纯碱（Na2CO）=100:11：0.09:0.25:0.32（现场施工时，应先结合现场施工海水，做泥浆试验，此数据仅供参考）。水：采用施工区域的海水。膨润土：具有密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回钻阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。纯碱（Na2CO）:可使 PH值增大，使粘土颗粒进行分散，粘粒表面负电荷增加，为粘土吸 收外界的正离子颗粒提供了条件，可增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水 率。各种添加剂：作用是使泥浆中的钻渣能成为不分散的紊凝状态，因而泥浆循环到井孔外的 泥浆池中时，易于被清除出去，从而使泥浆能保持不分散的低固相、低相
12、对密度、低粘度的优 良性能。其优质的泥浆性能好、粘度高、泥皮薄，是优质泥浆的最重要标志，使泥浆护壁更加 稳定；失水量小；不分散。（2）基浆制造 为保证基浆质量，基浆必须通过强劲的搅动才能形成均匀的胶体，采用“风管搅浆法”制 作基浆。同时为了文明施工，本工程基浆制造在密闭的铁质泥浆箱内配制，在泥浆箱内投入相应比 例的原料，利用高压气进行强劲搅动，时间不小于 10分钟，然后自流入孔内。3.5 钻机的安装、调试及移位 钻机的钻杆、配重钻杆、钻头安装之前进行编号以及实际长度的测量和记录，绘制成表，并将编号和长度标记在钻杆上。利用履带起重机安装钻机。钻机吊装就位后，利用全站仪对钻机的平面位置进行调整，同
13、 时调整钻机底座的平整度。为确保钻进过程中钻机的稳定，调平后将钻机与平台之间进行固定 并保证钻机保持水平，在工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需
14、要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为细砂层中砂层钻进过程中每间隔两小时进行钻机平台的高程检查与校正。然后通过 倾斜钻架将钻头、钻杆及配重的组合件吊入孔内并临时固定，钻机利用自身的卷扬系统安装钻 杆。3.6 钻孔 根据本工程的地质情况，钻孔施工采用泵吸反循环钻进施工工艺。当泥浆池内泥浆各项技术指标符合要求后开始钻进，钻进采用刮刀钻钻至桩径为 2m的底标 高后提钻，然后更换桩径为 1.6m的刮刀钻头直至钻进至岩面处，然后提钻更换牙轮滚刀钻头，钻至设计桩底标高处。钻进中采用优质泥浆护壁，根据不同土层的特点，及时调整泥浆的指标 和钻进速
15、度。反循环钻进时，必须保证钻架稳固，钻杆导架垂直，护筒周围封闭不漏水。在松软层钻进 时，应控制进尺速度，向孔内注水或泥浆时流速不宜过大，同时保持孔内一定的泥浆水位，避 免造成塌孔。1.孔口段钻进 清除护筒内的粘土层。采用清水钻进，钻进至护筒底口停止钻进。工艺要求，在钻头未出护筒前，将新鲜浆注入孔内，将清水换出。主要注意检查钻机的重要部位，钻进进尺速度要严格控制。2.岩层钻进 如果进尺困难及进入岩层时间过长时，要提起钻头检查损坏情况，同时也检查钻杆连接部 位的螺丝松紧及有无破坏。对泥浆要更好的进行控制，根据前几根桩施工总结，在进入岩层后，PH值及胶体率很难控制，在施工中要勤加检测，必要时停止进尺
16、，循环调浆。3.确保反循环施工不出现塌孔现象必须具备以下几点：确保孔壁的任何部分的静水压力在 0.02MPa 以上，护筒内的水位要高出自然地下水位 2m以 上。泥浆护壁 在钻挖中，孔内泥浆一面循环，一面对孔壁形成一层泥浆膜。泥浆的作用如下：将钻孔内 不同上层中的空隙渗填密实，使孔内漏水减少到最低限度；保持孔内有一定水压以稳定孔壁；延缓砂粒等悬浮状土颗粒的沉降，易于处理沉渣。保持一定的泥浆比重 在不含粘土或粉土的纯砂层钻进时，泥浆箱内加入粘土、膨润土、纯碱、添加剂等，并搅 拌成合格优质的泥浆。成孔时，泥浆比重减少，可添加膨润土等增大比重。4.泵吸反循环钻进注意事项：起动砂石泵，待反循环正常后，才
17、能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底；开始钻进时，应先轻压慢工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成
18、孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为细砂层中砂层转；待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵塞。钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况；排量减少或出水中含钻渣量较多 时，应控制进尺速度，防止因循环泥浆比重太大而中断循环。钻进参数应根据地层、桩径、砂石泵的合理排量和钻机的经济钻速加以选择和调整。在砂砾、卵砾石地层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进、间断回转的方式来控制钻进速度。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提高孔底 80100mm 维持泥浆循环 12min，以清 洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。钻杆连接应拧紧上
19、牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持泥 浆循环，吸出坍落物和涌砂，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抵制继续 涌砂和坍孔，恢复钻进后，泵排量不宜过大以防吸坍孔壁。合理埋设孔口护筒，护筒上口高出地下水位的高度，应按水头高度设置要求控制，护筒 底口及外侧应用粘土夯实，不渗不漏。钻进至设计孔深位置停钻后，将钻头提离孔底 100150mm 继续维持泥浆循环，必要时,可低速回转钻头，同时向孔内送入清水，如此反循环清孔 1520min左右，使返出孔内的泥浆 含砂量达到规定要求为止。3.7 终孔、提钻及成孔检测 钻至
20、设计标高后，向监理工程师报验，对终孔标高及泥浆指标进行检验，检验合格后，应 立即提钻。提钻后，采用超声波或者机械式成孔检测仪，对孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度进行检测，检测符合设计要求后，移动钻机，准备下放钢筋笼工作。3.8 安装钢筋笼及混凝土灌注 钢筋采用机械连接接头，标准节段长度 12m钢筋在后场成段加工，运至现场安装，安装采 用履带起重机。钢筋安装完成后，下导管，进行二次清孔。二次清孔采用泵吸反循环，当泥浆指标，孔底 沉渣满足设计及规范要求后，应立即进行混凝土灌注。混凝土在拌和站集中拌制，混凝土罐车运输至现场，采用拖泵输送至料斗内。首盘混凝土采用剪球法，灌注过程中，导管埋深应严格控制在 2
21、6m 工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为
22、细砂层中砂层混凝土灌注过程中，严禁中途停顿，防止出现质量事故。混凝土桩头严格控制在 1.52.0。工作直径桩长钻进换钻头直径钻进至岩层换钻头强风化花岗岩层钻进中风化岩层钻进清孔提钻成孔检测下钢筋笼下导管二次清孔混凝土灌注不可预见因素合计作业时间小时备注每天小时强度作业每天小时强度作业机械化操作连续作每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业每天小时强度作业钻机修理天气等因素整体进度计划每个墩位单幅各有根桩由于施工钻机尺寸大避免钻孔施工时地基承受钻机的竖向荷载振动荷载后护筒底口排间隔作业的钻孔顺序使之满足桩间距不小于具体如下图如图示每台钻机按照的顺序开钻根据工期需要尽可能的布置数量较多的钻机钻机开钻顺序图施工方案成孔工艺的选择根据本工程工程地质条件桩长在左右主要为细砂层中砂层