小李庄西生产桥灌注桩施工作业指导书.doc

小李庄西生产桥钻孔灌注桩施工作业指导书一、编制目的指导本标段小李庄西生产桥SH(3)49+844.6钻孔灌注桩施工。二、编制依据1 南水北调中线一期工程总干渠沙河南黄河南（委托监管项目）宝丰郏县段第六标工程施工招标文件及合同文件（合同编号：HNJ-2010/BJSG-006）；2 小李庄西生产桥施工图纸；3 公路工程技术标准（04957）JTG B01-2003；4 公路路基施工技术规范（06221）JTG F10-2006；5 公路沥青路面施工技术规范（05328）JTG F40-2004；6 公路桥涵施工技术规范（03770）JTG041-2000；7 公路工程基桩动测技术规范（0783）JTG/T F81-01-2004；8 公路工程质量检验评定标准（第一册）（土建工程）（05327）；三、灌注桩施工方法及工艺流程 设计基桩直径为1.0、1.2m两种，采用旋挖钻机成孔。1）钻孔灌注桩施工工艺流程：安设钻架固壁浆液循环系统安设清孔设施拔除护筒平整场地构筑钻机平台桩位放样埋设护筒制作护筒钻机就位钻 进下钢筋笼测量孔深孔径孔斜清 孔测量沉渣土厚度泥浆比重制作吊运钢筋笼安设导管溜槽等浇筑砼制备、运输砼试装检验导管测量砼高度养 护灌注桩施工工艺流程图放线定位该桥坐标控制点DXL2、DXX2、DXI3和DXB3建立准确的坐标控制网，按设计给定坐标用全站仪准确放样出各桩位的控制线及中心位置，考虑到桩位点在埋设护筒时会被破坏，所以桩点确定之后，再放四个保护桩用保护桩校核护筒的准确性，保证桩位点偏差符合要求。2）挖泥浆池：尺寸约为长3m宽2.5m深2m，沉淀池尺寸约为长4m宽4m深1.5m，储水池尺寸约为长3m宽2m，深1.5m,准备准备约10m3合格粘土。3）埋设护筒：护筒采用8mm的钢护筒，高2米，护筒内径比钻头直径大40cm，根据灌注桩位置、地理条件和地下水位情况，采用挖土埋设法安设护筒，并使护筒高出地面30cm，高出地下水位2.0米以上。在护筒底及周围回填粘土、夯填密实，防止漏水，护筒中心与桩位中心偏差不大于5cm，垂直偏差不大于1%。基桩直径设计为1.41.6m，故采用人工埋设护筒。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。在钻孔过程中的钻头偏位、孔位倾斜和钢筋笼偏位均按十字线控制，因此在钻孔过程中或终孔后下钢筋笼前必须经常复测(特别是水中或砂性土路段的护筒)护筒顶标高及中心线，以确保桩位准确及钢筋笼位置的准确性。附护筒埋设方式见图表2。图表2 附护筒埋设方式图4）钻机就位：机架保持水平，机座垫稳，钻机下垫枕木，钻头中心对准基桩中心后，报经监理检验，开始旋挖钻孔作业。5）泥浆拌制：钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成，添加剂使用碱粉或纯碱，约为孔中泥浆的0.1%-0.4%。相对密度1.20-1.40a、 粘度pa.s22-30b、 静切力pa1-2.5c、 含水率95%e、 失水率20%f、 酸碱度PH8-10。g、 调制泥浆将，合格粘土加水采用制浆机机械拌制，拌合机械型号XL-1500,将拌制好的泥浆放入护筒内、数量约为护筒高度1/4。6）钻孔开钻前先往护筒内注水，进行旋挖造浆，直至泥浆各项指标检查合格后方可开始钻进。在护筒韧脚位置应降低旋挖能，缓慢钻进，防止将护筒扰动。钻孔开始后，分班连续作业，一次成孔。钻具联结要牢固、竖直，开始钻进速度不宜太快，钻进速度与泥浆排放量相适应，在钻进过程中，钻杆接口为丝纹，严禁倒转。在钻进过程中经常检查钻机的稳固、位移和倾斜情况，以防成孔偏斜等现象发生，并注意土层变化，采取渣样，判断土层，由专人负责并做好记录，施工中经常测试泥浆指标变化情况并注意调整孔内泥浆比重。经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因及时处理。经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩机是否倾斜，若发现异常应及时调整，护筒内泥浆顶面保持高出筒外水位1.5m以上，做好泥浆回收净化，循环使用工作。严格遵守操作技术规程，做好钻孔记录，详细记录工作内容，钻进时间，本次进尺深度，累计进尺深度，泥浆的各项指标及地质变化。在土层变化处捞取渣样，判明土层，以便与地质剖面图相核对。当与地质剖面图严重不符实，要及时向监理工程师汇报，并按监理工程师的指示处理。为防止振动使邻孔壁坍塌以及影响邻孔已浇筑砼凝固，采用对角打法施工。钻孔施工过程中钻机要平稳防止冲撞护筒和孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止钻锥撞击人身事故；因故停机时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。钻进中及钻孔完成后采用检孔器验孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm（不得大于旋挖锥直径），长度等于孔径的46倍，检测孔形、孔径和孔的垂直度。每钻进4m6m、接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软塑粘土、低液限粘土等）或更换钻锥前，都必须检孔。钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工人员共同判断并准确测定孔深，以此作为最终孔深的依据。7）清孔孔底标高达到设计标高后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准后，要立即进行清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位以上1.5m2.0m，以防止孔壁塌陷。清孔通过换浆进行，采用泵吸反循环进行二次清孔，以确保灌注水下混凝土前沉碴厚度不超过规范规定值；吸碴换浆时及时向孔内注入新鲜泥浆，保持孔内泥浆的浆面高程，避免塌孔。清孔后从孔底提出泥浆试样进行性能指标试验，试验结果应符合公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2004）表6.8.3的相关规定。在提钻移机和后续准备工作中，孔底可能有新的沉淀物，待钢筋笼安装完毕，检查沉淀层厚度，进行第二次清孔，利用简易吸泥机将高压风经过风管射入孔底，使沉淀物随着强大的气流经过吸管排出，由监理工程师再次检验孔深、孔径、泥浆各项指标和沉淀厚度合格后，再进行下道工序。本桥桩设计要求清孔后，孔底沉渣厚度小于20cm。钻孔检查及允许误差钻孔在终孔和清孔后，采用测孔仪对孔径、孔形和倾斜度进行测定，钢筋检孔器辅助检测。检测结果报请监理工程师复查。如经检查发现缺陷，例如中心线不符，超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等，要就这些缺陷书面报告监理工程师，并采取措施，予以改正。钻孔的允许偏差应符合下列图表的规定。.钻孔成孔质量标准项目允许偏差孔的中心位置（）群桩：100；单排桩：50孔径（）不小于设计桩径倾斜度钻孔：小于1%；挖孔：小于0.5%孔深摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于50沉淀厚度20cm8）钢筋笼制作与安装钢筋进场必须具有质量证明文件，每种规格均需检验批抽样检测合格后方可使用。钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行。钢筋笼纵向钢筋焊接方法采用双面搭接焊，搭接长度不小于5d。钢筋笼的加强筋必须与主筋焊牢，以保证钢筋笼整体性和牢固性，并且采用十字支撑临时连接，下笼时拆除。钢筋笼在安装过程中不能产生弯曲、扭转等变形。钢筋笼可分节制作，采用汽车吊安装就位。分段制作的钢筋笼在孔口吊装焊接时，采用单面搭接焊，焊缝长度不小于10d。保护层钢筋（导向鼻）直接焊接在主筋上，以保证钢筋保护层厚度。钢筋笼顶端要焊吊挂筋，吊挂筋的长度应经过计算，用于控制钢筋笼顶标高，吊挂筋应高出钢护筒。钢筋笼就位后，吊挂筋通过担笼杠支承在护筒外侧的枕木上，不能直吊放在护筒上。钢筋笼安装就位后，钢筋笼中心与桩位设计中心的偏差在规范允许范围之内。为避免钢筋笼在运输途中发生变形，每节钢筋笼制作时间隔2.0米在加劲箍位置设置“十”字支撑，避免钢筋笼变形。在钢筋笼主筋外缘每隔2.0 米设置“耳朵”（竖向焊接）保证钢筋保护层厚度，同一截面圆周均匀分布6个。为防止浇筑混凝土时骨架上升，加长主筋至孔底或在钢筋笼顶部用钢筋框架焊接固定。骨架制作方法可用卡板成型法或箍筋成型法。钢筋笼内安装的超声波检测管与加强箍可靠连接，上下两端管口和中间接头必须连接严密，确保不漏水，管内不得有杂物。分段钢筋笼吊装接长的，检测管接口按照正常接口连接严密，不得有漏气、漏水现象，并进行加压试验。钢筋笼制作允许偏差项目允许偏差（）主筋间距10箍筋间距20钢筋笼直径10钢筋笼长度1009）声测管制作及安装：钢筋笼绑扎完后，然后按设计图纸安装桩基声测管，每根基桩用三根检测管检测，三根检测管平面夹角为120度。声测管采用57,管厚3.5mm钢管。声测管上端高出基桩顶面1米，下端至桩底，声测管每节长69米，节间采用套管连接，套管57*6mm。安装时将声测管绑扎于加劲钢筋之上，其底端用A3钢板76x10mm焊牢封底，要求不漏水，浇筑砼之前，往管内注满水，顶端采用木塞子堵死。声测管安装用铁丝固定在钢筋笼上，随钢筋笼一起安装，在安装时保证声测管位置准确，声测管接头使用套管与声测管焊接，接头焊缝要焊接严密，不得有气孔，夹渣存在，防止混凝土浇筑过程中，混凝土浆进入声测管造成堵塞，致使声测无法进行。在灌注混凝土之前先将声测管内灌满清水。10）浇筑水下砼砼浇筑采用直升导管法，分班连续作业。桩基砼标号设计为C25砼。砼拌合站设在一号营地，采用2台9m3砼拌合车运输。导管使用直径25cm，导管使用应进行水密承压和接头抗拉试验，导管应事先排序号编号，每次使用时都应对接口，橡胶垫圈，连接部件等认真检查。为防导管堵塞，砼坍落度一般为18-22cm控制范围。按编号顺序下设导管，之后将导管提高至孔底10-15cm,固定好将隔离球放入导管内，装上漏斗，拌合车应直接倒入砼漏斗下入导管，将导管提高30-40cm,放出隔离球，并不断灌入砼，在浇筑过程中由现场施工员负责定时测量砼的浇筑高度，控制砼均匀上升，逐步拆除导管，并控制导管始终埋入砼内，其埋如深度不小于1.5m。导管提升速度要慢，而且与砼灌注速度相适应。砼灌注要连续作业，灌注至桩顶时，高出设计标高0.5-1.0m，桩基灌注完成后，应及时拔出护筒。在施工中应保证场地清洁卫生，灌注砼时，泥浆流入泥浆池中，不可到处外溢，禁止泥浆流入河道，污染河流。桩基工程施工过程中，应安排专人，定人定时记录测量钻孔深度、砼浇筑高度，随时测量孔径、孔斜及淤泥厚度，钢筋笼高程、垂直度、保护层厚度，以此控制施工按设计要求进行。钻进过程中不断置换泥浆，保持浆液面稳定；浇筑砼前，进行第二次清孔，检测泥浆的密度、含砂率和粘度。砼浇筑过程中，每台班取一组(3块)试样。凿除桩头：在砼初凝后或终凝前，凿除桩顶砼达到设计高程，采用风镐或人工凿除，桩顶要大致平整，砼表面均匀密实，凿除时须防止损坏桩身。桩基灌注完毕后，应及时拔出护筒。桩基检验：灌注桩检测采用超声波检测法检测。桩基工程施工过程中，定人定时记录测量钻孔深度、砼浇筑高度，随时测量孔径、孔斜及淤泥厚度，钢筋笼高程、垂直度、保护层厚度，以此控制施工按设计要求进行。钻进过程中不断置换泥浆，保持浆液面稳定；浇筑砼前，进行第二次清孔，检测泥浆的密度、含砂率和粘度。砼浇筑过程中，每根桩抽取3组试样。11)钻孔灌注桩施工质量控制要点钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施：护筒冒水护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。造成原因：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。防治措施：在埋筒时，坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.01.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。孔壁坍陷钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，或投入粘土掺片石，低垂反复冲击，使粘土块、片石挤入孔壁，增强护壁；如地下水位变化过大，采取加高护筒、增大水头等措施，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。 缩颈缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：塑性土膨胀。防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。钻孔偏斜成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。防治措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时底座要水平，转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于2cm。在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，在孔内填充优质的粘土块和石块，将斜孔部分填平，慢速转动或低锤密击，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。桩底沉渣量过多造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。防治措施：成孔后，钻头提高孔底1020cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为3040mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大旋挖力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。12)水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施卡管：即水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。造成原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。防治措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验室确定，坍落度宜为1822cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.61.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。卡管情况一旦发生，必须立即采取有效措施解决，否则将造成断桩事故。处理方法：a、堵管时，立即测量导管埋深，然后用吊机上下提升活动导管（但必须保证导管最小埋深不得小于1米），然后用大锤敲打导管；b、可以用垫块支撑住导管，然后猛抽掉垫块，使混凝土及导管产生产生一个向下的旋挖力，促使混凝土下滑；c、用较长的（810米）振动棒或钢筋从导管顶口往下插，直接将混凝土往下压；d、如果通过上述各种方法以及组合方法仍不能排出故障（各种方法操作的总时间不得超过一小时），则应立即拆除水封设备，用吊机或钻机将钢筋笼拔出，然后用高压水泵将混凝土冲散，重新钻孔。钢筋笼上浮：钢筋笼的位置高于设计位置的现象。造成原因：钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后旋挖力较大，推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇筑时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.52.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土灌注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端23m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在24m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行灌注，上浮现象即可消失。断桩：混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。造成原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇筑混凝土时，导管提升和起拔过高，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象；浇筑混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。防治措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。边灌混凝土边拔导管，随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。严格计量混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。断桩的处理方法：a、二次成孔法灌注过程