钻孔灌注桩施工方案

榆马公路大桥基础为钻孔灌注桩，全桥共128根桩基。其中直径1.5m桩基112根，直径1.8m桩基16根。0#台、16#台各4根桩基，1#～15#墩各8根桩基，5#墩、6#墩桩基直径为1.8m，其它墩台桩基直径为1.5m。桩基长度分别为36m、45m、48m、50m、60m。根据设计文件显示，桥址地层结构主要为细砂、粉细砂、中砂，采用反循环钻机进行钻孔施工。

1、施工准备

钻孔前的准备工作主要包括布设施工便道，钻孔机具及其它设备工具进场，原材料进场及检验，桩位处整平压实等。

2、泥浆制备

选用优质膨润土造浆，泥浆比重控制在1.06～1.10范围；黏度控制在18～28S；含砂率新制备泥浆不大于4%；胶体率不小于95%；PH值控制在在8～10。造浆后应试验全部性能指标，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用，废弃泥浆沉淀后妥善处理。

3、测量放线、埋设护筒

测量放线确定桩位，人工埋设钢护筒。孔口护筒采用钢板制作，护筒长1.5m，内径比桩径大30cm，施工1.5m桩径桩基时采用直径为1.8米的钢护筒，施工1.8m桩径桩基时采用直径为2.1米的钢护筒。施工护筒顶面高出施工地面0.3m，护筒埋深一般为1.2米。埋设要求位置准确竖直，护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

4、钻机就位

钻机就位时用方木垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

5、钻孔

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开钻前应在护筒内存进适量泥浆，将钻头提离孔底20cm，待泥浆循环畅通后方可开始钻进。开钻时要低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应。钻孔过程中，应保持护筒内应有的水头，以防坍孔。在易坍孔的粉沙等土层钻进时，应采用低速、轻压钻进，同时提高孔内水头和加大泥浆比重。钻孔中随时检查孔位、泥浆稠度、孔径及深度，作好原始记录，并绘制地质剖面图。

6、第一次清孔

钻孔至设计高程要进行成孔检查, 孔深、孔径等采用直径等于设计桩径、长度为6倍桩径Ⅱ级钢筋制作的检孔器吊入孔内检查。成孔质量标准:孔深不小于设计孔深，桩径不小于设计孔径，桩位偏差不大于5cm，孔倾斜率不大于1%。反循环钻机采用换浆法清孔，利用钻机反循环系统的泥浆泵持续吸渣5～15分钟左右，将孔底钻渣抽净。清孔应符合下列规定：泥浆比重为1.03～1.1，含砂率小于2%，胶体率大于98％，粘度17～20s。

钻孔桩成孔质量标准

项 目 孔的中心位置(mm) 孔径(mm) 倾斜度 孔深 允 许 偏 差 群桩：100；单排桩：50 不小于设计桩径 钻孔：小于1％；挖孔：小于0.5％ 摩擦桩：不小于设计规定 支承桩：比设计深度超深不小于50mm 摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩， ≤300mm；对桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩，≤500mm 支承桩：不大于设计规定 相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20 Pa·s；含砂率：<2％；胶体率：>98％ 沉淀厚度(mm) 清孔后泥浆指标

7、吊放钢筋笼

钢筋笼在制作时要在平整的场地上进行，以保证制作的钢筋笼的整体直度。钢筋接头采用闪光对焊，闪光对焊时应选择合适的调伸长

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度、烧化留量、顶锻留量及变压器缀数等焊接参数。焊接前，应将钢筋端头15cm范围内的铁锈、污物等清除干净，以免在夹具和钢筋间因接触不良而引起“打火”。 钢筋端头应保持顺直，如有弯曲必须调直或切除，并使两钢筋处在同一轴线上，其最大偏差不得超过0.5mm。 焊接参数应根据钢种特性、气温高低、实际电压、焊机性能等具体情况由操作人员自行修正。 焊接场地应有防风、防雨措施，以免接头区骤然冷却，发生淬裂。 焊接完毕后，应待接头由红色变成黑红色后，方能松开夹具，平稳地取出钢筋，以免引起接头弯曲。受力钢筋的焊接接头应错开布置，满足规范要求。

钢筋骨架在制作场分段制作，长度为12米～16米，用自制平板拖车托运至孔位处，25T吊车吊装入孔，在井口焊接接长。为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用两点起吊。第一点设在骨架下面，另一点设在钢筋笼中部与钢筋笼2/3处之间，起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二点同时起吊，随着第二点的不断提起，慢慢放松第一吊点，直到骨架与路面或作业平台垂直，停止第一吊点起吊，用颈形骨架固定。就位后要牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放。 钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录，符合要求后，采用吊筋将钢筋笼进行固定，防止钢筋笼因自重下落或灌注砼时往上串动造成错位。吊筋采用两根Ф16圆钢，长度根据护筒顶标高和钢筋笼顶标高计算得出。在吊筋与钢筋笼主筋焊接时，采用双面搭接焊，焊接缝长度为10㎝，焊缝要求饱满、无夹渣。桩身混凝土灌注完毕后，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。

检测管采用φ57×3.5mm钢管，连接方式为焊接连接，当钢筋笼分节焊接时，检测管亦应根据钢筋笼长短分节连接。检测管底部和顶部采用10mm厚钢板焊封，检测管对接完成后即将管身与钢筋焊接在一起。桩径1.5米的单根桩采用3根检测管，桩径1.8米的单根桩采用4根检测管。

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8、导管安装

导管用3mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，采用直径250mm导管，导管分节长度便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2m左右，下端节可加长至4-6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。

导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管使用前进行试拼和试压，导管组装后的轴线偏差，不超过钻孔深度的0.5%并不大于10cm；试压时静水压力为孔底静水压力的1.5倍。吊放导管时位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼，导管下口距孔底为0.4m。

9、第二次清孔

在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，至浇注混凝土的时间较长，孔底又会产生沉渣，所以待安放钢筋笼及导管结束后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。当泥浆比重为1.03～1.1，含砂率小于2%，胶体率大于98％，粘度17～20s，沉渣厚度满足要求，此时清孔达到要求，应立即浇注水下混凝土。

10、灌注水下混凝土

水下混凝土施工时先灌入首批封底混凝土，首批混凝土数量要经过计算，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。漏斗口处须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。随着浇注连续进行，及时提拔导管，混凝土浇注应连续进行，中途不得停歇。在整个浇注过程中，导管埋深以1～3m为宜，既不能小于1m，也不能大于

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6m。在灌注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入导管内，以免导管内形成高压气囊，冲出管节间的橡胶垫而使导管漏水。施工中有专人负责测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土灌注记录。灌注高度应高于设计标高1.0m左右。在灌注将近结束时，在孔内注入适量的水使孔内泥浆稀释，有效排出泥浆,加大导管内外的压力差,保证灌注效果。 11、钻孔灌注桩施工容易发生的问题及处理措施 a 坍孔 现象

成孔过程中或成孔后，孔壁坍塌。 原因分析

（1）护筒的底部和四周未用黏土填实。 （2）孔内水位高度不够，不足以平衡水头压力。

（3）当钻至砂砾等强透水层时，水源补给不足引起孔内水位急剧下降。

（4）出现较强承压水时，易导致孔底翻砂和孔壁坍塌。 （5）钻孔附近的振动影响。 （6）泥浆比重偏小。

（7）成孔速度过快，孔壁上来不及形成泥膜。 （8）吊放钢筋笼时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。 （9）成孔后未及时浇筑混凝土，静置时间过长。 预防措施

（1）陆上埋设护筒时，宜在护筒底部夯填50cm 厚黏土，必须夯填密

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实。放置护筒后，在护筒四周对称均衡地夯填黏土，防止护筒变形或位移，黏土应充填密实不渗水。

（2）孔内水位必须高出孔外水位1m 以上。 （3）应根据不同土层采用不同的泥浆比重。

（4）应根据不同土层采用不同的转速。在地下水位高的粉砂中钻进时，宜用低挡慢速钻进，同时应加大泥浆比重和提高孔内水位。 （5）钢筋笼的吊放、接长均应注意不碰撞孔壁。 （6）尽量缩短成孔后至浇筑混凝土的间隔时间。 治理方法

发生坍孔时，应用优质黏土回填至坍孔处1m 以上，待自然沉实后再继续钻进。 b 钻孔漏浆 现象

在成孔过程中或成孔后，孔内不能稳定维持一定水位，泥浆向孔外渗漏。 原因分析

（1）护筒埋置深度不够，泥浆从护筒底部向外流失。

（2）护筒制作粗糙，接头和纵向拼缝处不严密，使泥浆产生渗漏。 （3）护筒内静水压力过大，亦会发生护筒刃脚处泥浆渗漏。 （4）地质构造有裂隙，泥浆从裂隙中渗漏。 预防措施

（1）成孔过程中护筒内保持适当的静水压力（80-120cm）。

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（2）在安置护筒前严格验收制作质量，并在纵、横接缝处设置止水垫片。

（3）加稠泥浆，放慢钻进速度，钻至护筒刃脚处回填黏土，反复冲击，增强护壁效果。

（4）护筒一般应埋置在黏土层内不少于1m。 治理方法

护筒底部渗漏，可在护筒外夯填黏土或浇筑混凝土封闭。裂隙渗漏可先进行注浆封闭，再进行钻桩。 c 流砂 现象

桩孔内大量冒砂，将孔涌塞。 原因分析

（1）孔外水压力比孔内泥浆压力大，孔壁土质松散，使大量流砂涌塞钻孔。

（2）钻孔遇到粉砂层，泥浆相对密度不够，孔壁未形成泥皮。 预防措施

适当加大泥浆相对密度，并使孔内泥浆液位高于孔外水位0.5m 以上。 治理方法

流砂严重时，可抛人碎砖、石、黏土，用冲锥冲入流砂层，形成泥浆结块，使之成为坚厚孔壁，阻止流砂涌人。 d 成孔偏斜

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现象

成孔后不垂直，偏差值大于规定的1%h（h 为桩孔深度）。 原因分析

（1）施工场地不平整、不坚实，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。 （2）钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。 （3）钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。 （4）遇有地下障碍物，把钻头挤向一侧。 预防措施

（1）钻机就位时，应使转盘、底座水平，使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移。 （2）场地平整坚实，支架的承载力应满足要求，发生不均匀沉降时，必须随时调整。

（3）开钻前先检查钻杆垂直度、钻头直径、卡盘，不合格的不得使用。 治理方法

偏斜过大时，应回填黏土，待沉积密实后再钻。 e 缩孔 现象

成孔过程中或成孔后局部孔径小于设计要求。 原因分析

（1）软土层受地下水位影响或周边车辆振动。

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（2）塑性土膨胀，造成缩孔。 预防措施

（1）降低地下水位，减少施工机械在周边的振动。 （2）提高泥浆的比重，加强护壁。 治理方法

采用钻头上下反复扫孔，将孔径扩大至设计要求。 f 钢筋笼变形 现象

钢筋笼在堆放、运输和吊装过程中，产生不可恢复的变形。 原因分析

（1）钢筋笼分段太长，加强箍设置不足，刚度不够。

（2）钢筋笼在堆放、运输和吊装过程中未严格遵守技术规程，产生累计变形。 预防措施

（1）钢筋笼过长时，应分节制作、分节吊装，然后在孔口焊接。 （2）应根据技术规程要求设置加强箍，加强箍必须与主筋焊接牢固。 （3）在安装钢筋笼时，宜设置临时吊装扁担，以增加刚度。 治理方法

钢筋笼变形超过允许误差时，应拆除重绑。 g 钢筋笼安装位置偏差 现象

钢筋笼安装平面位置偏差超过了质量标准的允许范围。

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原因分析

（1）钢筋笼上未设置垫块或垫块不足，不能有效控制混凝土保护层厚度。

（2）桩孔本身有较大偏差。

（3）钢筋笼未垂直吊放人孔，而是斜插入孔内。 预防措施

（1）在钢筋笼主筋上，每隔一定距离设置一组垫块，以控制混凝土的保护层厚度，使钢筋笼的平面位置对准桩孔轴线。 （2）钢筋笼应在垂直状态时吊放入孔。 治理方法

钢筋笼安装偏差超出规范时应吊出，对桩孔进行反复扫孔纠正，并用检孔器检验合格后再进行安装。 h 钢筋笼上浮 现象

浇筑混凝土时钢筋笼上浮。 原因分析

（1）混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快，导管埋置太深，被混凝土顶起。

（2）钢筋笼未采取固定措施，提导管时挂起钢筋笼。 预防措施

（3）当混凝土上升到接近钢筋笼下端时，应放慢浇筑速度，减小混凝土面上升的动能，以免钢筋笼被顶托而上浮。在钢筋笼被埋人混凝

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土中有一定深度时，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑，在通常情况下，可防 止钢筋笼上浮。

（4）浇筑混凝土前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上，可防止上浮。 治理方法

根据钢筋笼上浮高度检算是否在允许的应力范围内，否则要进行补桩。 I 断桩 现象

成桩后经探测，桩身局部没有混凝土，存在泥夹层，造成断桩。 原因分析

（1）混凝土坍落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性差，致使导管堵塞，疏通堵管再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。 （2）计算导管埋置深度时出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。

（3）钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆混入混凝土中。 （4）导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中。

（5）混凝土供应中断，不能连续浇筑，中断时间过长，造成堵管事故。 （6）坍孔。 预防措施

（1）混凝土配合比应严格按照有关水下混凝土的规范配制，并经常

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测试坍落度，防止导管堵塞。

（2）严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管脱离混凝土面。 （3）钢筋笼主筋接头要焊平，以免提升导管时，法兰挂住钢筋笼。 （4）当导管被钢筋笼挂住时，可转动导管，使导管脱离，钢筋笼重新落人混凝土中。

（5）浇筑混凝土的导管应经过密水和耐压试验。 治理方法

（1）当断桩位置在地下水位以上或能把水位降到断桩截面以下时，如果桩的直径较大（一般在1m 以上），可抽掉桩孔内泥浆，在钢筋笼的保护下，下到桩孔中，对先前浇筑的混凝土面进行凿毛处理并清洗钢筋，然后继续浇筑混凝土。

（2）当断桩位置在地下水位以下时，可用直径较原桩直径稍小的钻头，在原桩位处钻孔，钻至断桩部位以下适当深度时，重新清孔，并在断桩部位增设一节钢筋笼，笼的下半截埋入新钻的孔中，然后继续浇筑混凝土。

（3）利用人工挖孔的办法拆除断桩，重新安装钢筋笼灌注。 （4）断桩报废，移位补桩。

12、商品混凝土质量管理

榆马公路大桥混凝土结构采用商品混凝土，由商品混凝土厂家供应，由于商品混凝土生产企业有时过多考虑经济成本，因此加强商品混凝土质量管理显得尤为重要。计划从以下几个方面加强商品混凝土质量管理：

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a、从混凝土配制强度加强控制。试验室与施工现场条件存在着差异和变化,混凝土的配制强度要按相应的保证率进行配制。然而, 商品混凝土生产企业有时过多考虑经济成本,混凝土配合比设计时考虑富裕强度较经济,因而混凝土配制强度偏低。从混凝土配合比设计时介入，严格要求商品混凝土厂家在混凝土配合比设计试配时考虑富裕强度，试配时应使用施工实际采用的材料，配制的混凝土拌和物应满足和易性、凝结速度等施工技术条件，制成的混凝土应符合强度、耐久性等质量要求。

b、从混凝土原材料质量方面加强控制。商品混凝土厂家选用的水泥应符合现行国家标准，并附有制造厂的水泥品质试验报告等合格证明文件。水泥进场后，应按其品种、强度、证明文件以及出厂时间等情况分批进行检查验收。对所用水泥应进行复查试验。细骨料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂。粗骨料应采用坚硬的卵石或碎石，应按产地、类别、加工方法和规格等不同情况，分批进行检验。砂石含水量变化时要及时调整用水量。根据规定搅拌站应采取相应措施, 保持砂石骨料具有稳定的含水率,每工作班至少测定一次含水率, 遇到雨雪天气应增加测定次数,并及时调整含水量,满足混凝土强度等级和施工和易性的要求。

c、施工现场加强施工管理,并制定管理制度, 提高操作人员的技术水平和质量意识，增强工作责任心。保证商品混凝土的质量在使用商品混凝土的过程中,应对商品混凝土拌合物逐车进行坍落度试验,并做好检查记录,加强监督管理,坍落度不符合要求的混凝土严禁使用。

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加强商品混凝土质量的现场控制和验收。商品混凝土在出厂运输过程中和卸料时不可产生离析，不能混入其他任何成分和附加水分,特别是不准随意加水和向运输料斗中加水。制定出现场如遇泵送管道堵塞、运输混凝土车交通堵塞不能按时到达施工现场的应急措施。

d、施工现场与商品混凝土搅拌站加强联系与沟通。计算好施工现场浇筑混凝土的速度。选择合理的运输车的安排、合理的运输路线。保证商品混凝土运至施工现场的质量。 凿除桩头

13、冬季施工措施 a、冬季施工一般规定

（1）冬季施工条件：室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，应采取保温措施，并按冬季施工处理。

（2）冬季施工时，要随时注意天气情况，掌握寒流信息，并做好气温观测及预防工作。

b、 冬季施工技术保证措施：

要求商品混凝土厂家采取以下保证措施: 1) 水加热

为保证混凝土温度，在拌制混凝土时，采用加热水的方法调整拌合物温度，加热水温度宜控制在40℃～60℃之间。

2）骨料加热

当加热水还不能满足施工要求时，可对骨料进行预热，其加热温度不应高于60℃，加热方法采用帆布封闭骨料仓，在仓内生火炉对

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骨料进行预热。

3）外加剂保温

外加剂存储罐放在保温棚内，如温度不满足要求时，采用在棚内生火炉的方法保证外加剂的温度，严禁对外加剂直接加热。 4) 混凝土的配制和搅拌采取的具体措施如下： (1) 配料机采用四面维护封闭的保温措施。 (2) 输送带采用封闭保温。 (3) 拌和站主机采用封闭保温。

(4) 混凝土需掺用引气剂、引气型减水剂等外加剂，以提高混凝土的抗冻性。

(5)搅拌混凝土时，搅拌时间应较常规搅拌时间不少于120s，延长至不少于180s。冬期搅拌混凝土时，骨料不得带有冰雪和冻结团块。严格控制混凝土的配合比和坍落度；投料前，应先用热水或蒸汽冲洗搅拌机，投料顺序为骨料、水，搅拌，再加水泥搅拌，时间应较常温时延长50％。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃，入孔温度不得低于5℃。 5)混凝土的运输和浇注

混凝土运输车辆应采取保温措施，在罐体外包封保温毛毡作为罐衣，混凝土出口在运输过程中要遮挡，尽量减少混凝土施工过程中的热量损失。混凝土浇注时间尽量控制在10点至16时之间。 C、冬季施工的安全措施

冬季气候寒冷，施工场地内的冰雪多，供暖火源多，用电量大，

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应及时配制相应的防寒物资和安全防护用品、用具，并加强安全防护设施的建设。做好人、物、机械设备的管理，并加强施工、生活用电检查和防寒保暖易燃物资、取暖设施的防火以防煤气中毒等安全防范工作。具体要求如下：

1)对参加冬季施工的全体员工进行冬季施工安全知识培训，做好安全技术交底，施工期间，定期安全学习，工前安全讲话，工中安全巡视，工后安全总结教育。

2)制定相关冬季施工安全制度，做到各岗位安全职责明确，并配齐冬季施工安全防护用品以及防寒防冻防滑等保护用品。

3)各类用电设备的电线布设必须遵守有关安全用电以及有关操作过程的规定。严禁私拉私接和非专业电工进行操作。

4)凡电暖设备用电必须布设专用开关，并安装相应的漏电保护器。开关箱必须由专人管理，用电线路布设应整齐规范。严禁将电线缠绕在金属结构或金属屋架上。

5)凡使用火炉取暖地点、房间的电线路布设必须远离明火，避免因电线路受热而导致短路发生火灾和触电事故。

6)各类易燃物品应存放在指定的安全地点，做好使用、发放和保管工作。取暖、保暖物资，燃油库房或储存点严禁用火。发电机及其他机械设备严禁用火烘烤，周围不得使用明火。

7)施工负责人应及时了解和掌握天气预报情况，避开大风、大雾时间，做好工作时间的调整，做到防患于未然。

8)施工现场、生活区应提前做好排水工作，遇雪天应用及时清扫

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施工便道、施工作业点、作业平台上的积雪、积水。

9）加强机械、车辆以及作业人员的安全知识教育和学习，严禁私自驾车外出，将机械、车辆交于驾驶技术差或无证人驾驶。按规定的保养时间及时进行保养，严禁机械、车辆、驾驶员带病工作。

10）遇冰雪封路时，应合理使用调配机械、车辆，尽量做到集中使用，避免机械、车辆在冰雪道路上频繁行驶，应尽可能地减少行驶的次数，对外出执行运输任务的车辆、人员应进行适当的控制，并配置防滑链条和必要的工具。

11）建立健全值班制度，加强油料、取暖设施，火源的值班看守。

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