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1、北環(huán)鐵路ZH-2ZH-2標一分部鉆孔灌注樁施工工藝及控制要點1.工程概況2.工程數量3.旋挖鉆、沖擊鉆特點4.鉆孔樁施工工藝5.鉆孔灌注樁質量通病及防治辦法01工程概況工程概況XX集團有限公司邯濟至膠濟鐵路聯絡線工程ZH-2標項目經理部第一分部承擔DK16+179.33DK28+962.62區(qū)段12.783km的施工生產任務；鉆孔灌注樁施工主要涉及特大橋1座（跨東繞城高速公路特大橋）、大橋2座（稼軒路大橋、楊家河大橋）、蓋板涵2座。根據地質勘探資料揭示，沿線地質多為粉土、粘土、粉質黏土（110240KPa）及少量的細圓礫土、粗圓礫土、泥巖、砂巖（240800KPa）。根據地質、工期、經濟性等綜2、合考慮項目部樁基施工采用旋挖鉆為主、沖擊鉆為輔。02工程數量03旋挖鉆、沖擊鉆鉆機的選取目前鐵路橋梁鉆孔樁施工主要選用沖擊鉆、旋挖鉆、正反循環(huán)旋轉鉆。根據我們的現場地質情況，今天主要跟大家探討下沖擊鉆和旋挖鉆。1.沖擊鉆利用沖擊鉆頭進行沖擊破碎形成樁孔，主要用于地質較硬、有巖石等各種復雜地質的樁基施工。缺點：鉆孔速度慢，不宜在普通土中使用。目前國內主要有手動拉桿式和自動式兩種。手動式拉桿式沖擊鉆：依靠錘頭的自身重量向下沖擊巖層，然后由卷揚機通過鋼絲繩提升錘頭。優(yōu)點：對于堅硬地層，可以人工控制錘頭的沖程，加大對地層的沖擊力度，縮短成孔時間。缺點：工作需要人工拉桿進行操作，增大人力支出。自動式沖擊3、鉆：近幾年的手動式演化版，俗稱磕頭鉆。主要優(yōu)點：移動方便，鉆頭可自動上下移動打鉆節(jié)省人力。主要缺點：鉆頭沖程可調控范圍過小，碰到堅硬地層不能用大沖程沖擊巖層；輪胎易下陷。2.旋挖鉆:一般適用于樁徑不大于2m，樁深不大于60m的鉆孔樁施工。其主要特點為適用于各種土質地質、砂類土、礫石、卵石等，自帶履帶移動方便，利用可閉合的鉆斗旋轉切削土層循環(huán)提取鉆渣，成孔孔底干凈，成孔速度快。04樁基施工工藝一、施工程序施工準備測量定位埋設鋼護筒配制泥漿安裝鉆機鉆進終孔清孔鋼筋籠制作與安裝安裝導管二次清孔灌注水下混凝土泥漿備料泥漿池終孔質量檢查清孔下鋼筋籠安裝導管檢查沉砟厚度及泥漿指標水下混凝土澆筑拔除護筒成樁4、質量檢驗泥漿沉淀池混凝土制備輸送拼裝導管檢查鋼筋籠制作檢查標高施工準備平整場地樁位放樣埋設護筒鉆機就位開孔鉆進制作試件循環(huán)造漿抽砟二、施工工藝三、平整場地為樁基施工提供穩(wěn)定的作業(yè)平臺，防止鉆機偏移引起偏孔和鉆機傾覆及罐車沉陷等問題。主要內容:清除雜物、換除軟土、平整壓實，場地位于陡坡時，也可用枕木、型鋼等搭設工作平臺。工作平臺必須堅固穩(wěn)定，能承受施工作業(yè)時所有靜、活荷載，同時還應考慮施工設備能安全進、出場。四、護筒埋置護筒是埋置于鉆孔樁孔口的一個圓筒，在進行埋置護筒前必須進行測量放樣，因護筒一經埋置，樁位就已確定。1.護筒的作用：（1）定位。（2）避免孔口周圍雜物掉入孔內。（3）保持泥漿水位，5、防止坍孔。2.護筒的制作要求：一般采用鋼板制作，使用沖擊鉆成孔宜大于設計樁徑3040cm，使用旋挖鉆成孔宜大于設計樁徑1020cm。護筒鋼板厚度宜采用612mm。3.護筒的埋置要求（1）鉆孔前，在現場放線定位，護筒中心豎直線與樁中心線重合，平面允許誤差為50mm，傾斜不大于1。（2）埋設護筒要采用人工挖孔埋設，外圍用粘土夯填。埋置深度一般情況為護筒外徑的1.0-1.5倍，高出施工地面0.5m。五、泥漿制備現場泥漿池一般為鉆孔體積的1.52倍，施工現場考慮鋪設一層材質較好塑料布以保證泥漿池的防滲。泥漿池內用泥漿攪拌機、膨潤土進行造漿。根據合同要求，膨潤土歸隊伍自購。(1)泥漿比重：旋挖鉆入孔泥漿6、比重可為1.051.15；管型鉆頭沖擊鉆入孔泥漿比重1.11.3；實心鉆頭黏土、粉土不大于1.3，卵石層不大于1.4，巖石不大于1.2。(2)黏度：一般地層1622s。(3)含砂率：新制泥漿不大于4%。粘度計砂率計泥漿比重計1）泥漿比重計的使用方法：儀器使用前泥漿杯內外、儀器的計量系統(tǒng)等必須擦拭干凈，防止留有殘余的泥漿或水分。將泥漿注入泥漿杯內，齊平杯口，不可留有氣泡。將泥漿杯蓋輕輕蓋上，使多余的泥漿和空氣從杯蓋中間的小孔中排出，再將溢出的泥漿擦拭干凈。將杠桿的主刀口放到底座的主刀墊上，將砝碼緩慢移動，當水準泡中的水泡移到中央時，杠桿呈水平狀態(tài)，砝碼左側所示刻度即為泥漿的比重。2）粘度計的使用7、方法：在測量前，先將粘度計沖刷干凈，將需測試用泥漿放入攪拌機中攪拌1分鐘。用量杯將500ml及200ml(700ml)的泥漿通過篩網注入粘度計其流出口用手指堵住不讓流出。測量：將500ml的量杯置于流出口下，放開堵住出口手指時，同時啟動秒表。待泥漿流滿500ml的量杯達到它的邊緣時，按停秒表，記下泥漿流出的時間，即為泥漿的粘度。3）砂率計使用方法把泥漿充至測管上標有“泥漿”字樣的刻線處，加清水至標有“水”的刻線處，堵死管口并搖振。傾到該混合物于濾筒中，丟棄通過濾篩的液體，再加清水于測管中，搖振后再倒入濾筒中。反復之，直至測管內清潔為止。用清水沖洗篩網上所得的砂子，剔除殘留泥漿。把漏斗套進濾筒，8、然后慢慢翻轉過來，并把漏斗嘴插入測管內，用清水把附在篩網上的砂子全部沖入管內。待砂了沉淀后，讀出砂子的百分含量。四.鉆孔施工（1）安裝鉆機前，場地整平，機器保持穩(wěn)定，不得產生位移和沉陷。鉆頭或鉆桿中心與孔位中心偏差不得大于2cm。（2）鉆機就位后應進行試運轉，運轉正常后方可進行鉆進。（3）開孔施工應輕壓慢進，待主動鉆桿/沖擊鉆鉆頭全部進入孔后，方可逐步加速進行至正常鉆進速度。（4）鉆孔作業(yè)應連續(xù)進行，鉆孔過程中應經常檢查并記錄土層變化情況，并與地質剖面圖核對。鉆孔到達設計深度后，應對孔位、孔徑、孔深進行檢驗，并填寫鉆孔記錄表。五.成孔檢查對孔徑、孔深、孔位、傾斜度進行檢查：籠式檢孔器對孔徑進行9、檢查，以檢孔器順利通過為準。檢孔器長度宜為45倍樁徑、并不宜小于6m，直徑與樁徑相同，兩端制作成錐型，錐高不小于檢孔器半徑。用測繩對孔深進行檢查，護樁交叉拉線對孔位進行檢查。傾斜度可采用鉆桿傾斜法檢測。六.清孔成孔檢查確認鉆孔合格后，應立即進行清孔。現場清孔一般采用換漿法，即將純凈泥漿壓入孔底，將孔內鉆渣換出，持續(xù)進行凈化循環(huán)。清孔應達到以下標準：孔內排出或抽出的泥漿手摸無23mm顆粒，泥漿比重不大于1.1。含砂率小于2%。粘度1720s。沉渣厚度不大于30cm。（摩擦樁）嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。七.鋼筋籠的制作和安裝1.鋼筋籠存放每2m設置襯墊，并高于地面不小于5cm，加蓋防雨布。10、2.采用輪式墊塊確保保護層厚度。墊塊的安裝盡量安排到樁基現場，減少鋼筋籠裝、卸、運輸過程的損壞。縱向間距不大于2m，環(huán)向不小于4個，梅花型布置。3.鋼筋籠兩點吊裝：第一吊點設在骨架的上部；第二吊點設在骨架長度的中點到下三分之一點之間；起吊時，兩點同時起吊，待骨架離開地面一定高度后，第二吊點停吊，繼續(xù)提升第一吊點。檢查骨架是否順直，如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠焊接：樁基現場吊裝搭接時采用單面搭接焊，搭接長度不小于10d即20cm。4.聲測管下端若沒有封堵的，采用鐵皮焊接，焊接牢固。鋼管上端采用膠帶封堵。5.聲測管的連接一般采用套筒螺絲、碗扣式兩種11、方式，連接完成后在連接處外側用膠帶纏住或者用電焊機電焊一圈，確保連接處密實不滲漏。6.檢測管沿樁基鋼筋內側等間距布設3根，并與鋼筋骨架連接，按等邊三角形布置。八八.綜合接地綜合接地1.每根樁中應有一根接地鋼筋，在樁基礎中選取一根通長鋼筋作為接地鋼筋，當單根鋼筋長度不夠時，作為接地鋼筋的基礎鋼筋焊接加長，樁中的接地鋼筋在承臺中環(huán)接。2.鋼筋籠接地筋施工：必須采用搭接焊焊接，單面搭接焊焊縫長度不小于200mm，雙面搭接焊焊縫長度不小于100mm，不得使用閃光對焊。接地鋼筋上下兩端要有明顯的標記。3.樁頭鑿除后，先按照樁基礎鋼筋的位置布置承臺底層的結構鋼筋并用“”型鋼筋環(huán)接。每根樁中的接地鋼筋均用“12、”型鋼筋與承臺底層的環(huán)接結構鋼筋相連接。L形鋼筋焊接：鋼筋十字交叉時采用直徑14mm或16mm鋼筋焊接。單邊/雙邊焊接長度不小于100mm/55mm。34九九.灌注混凝土灌注混凝土（一）導管和漏斗的要求1.導管首次使用前必須進行試拼和水密性實驗。2.導管直徑一般2030cm，中間節(jié)長度宜為2m，底節(jié)可為4m，漏斗下用1m導管。3.導管連接時，接口嚴密，不得漏水；導管管底距孔底距離一般為0.4m。4.儲料漏斗容量應滿足封底混凝土儲存量的要求。35（二）混凝土澆筑施工1.澆筑時，先將漏斗灌滿混凝土，首封量保證導管埋深不得小于1m、并不宜大于3m。2.澆筑過程中導管埋深宜控制在26m，最小埋深任何時13、候不得小于1m，澆筑速度較快、導管堅固并有足夠的其中能力時可適當加大埋深，但不宜超過8m。3.澆筑過程中速度保持勻速，隨時核對混凝土的澆筑數量、高度。4.導管應緩慢提升和下降，避免在已澆筑混凝土中形成空洞或將頂層浮渣卷入。36（二）混凝土澆筑施工5.當混凝土面接近和初進入鋼筋骨架時，應使導管底口處于鋼筋籠底口3m以下和1m以上處，并放慢混凝土澆筑速度，以減小混凝土從導管底口出來后向上的沖擊力。6.混凝土進入鋼筋籠45m以后，適當提升導管，減小導管埋置長度，以增加骨架在導管口以下的埋深，從而增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。7.末批混凝土澆筑提拔導管時，控制速度，緩慢拔除，若出現混凝土澆筑困難，可采14、用孔內加水、掏出部分浮渣或適當提升料斗增加壓力差等措施。8.成樁砼面高程應高出設計樁頂的0.51m。37導管試壓實驗 導管拼裝好后兩端密封，注入70%的水，一端輸入計算好的風壓值，滾動數次，15min不漏水為合格。（詳細的試驗步驟見下頁）導管水密性試驗：導管水密性試驗：對導管兩端安裝封閉裝置，封閉裝置采用既有試壓套。對導管兩端安裝封閉裝置，封閉裝置采用既有試壓套。在試壓封閉兩端安裝進水孔。安裝時使兩孔位于管道的正上在試壓封閉兩端安裝進水孔。安裝時使兩孔位于管道的正上方，以使注水時空氣從孔中溢出。方，以使注水時空氣從孔中溢出。安裝水管向導管內注水，安裝水管向導管內注水，注水至管道另一端出水時停止15、，并應保證導管內沖水達注水至管道另一端出水時停止，并應保證導管內沖水達7070以上，方可停止。以上，方可停止。將一端注水孔密封，另一端與空氣壓力機連接，檢查導將一端注水孔密封，另一端與空氣壓力機連接，檢查導管連接處封閉端安裝情況，檢查合格后壓風機充壓，進行水管連接處封閉端安裝情況，檢查合格后壓風機充壓，進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深的密試驗的水壓不應小于孔內水深的1.51.5倍壓力，也不應小于倍壓力，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大壓力的導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大壓力的1.51.5倍，保倍，保持壓力持壓力1515分鐘。分鐘。檢查導管接頭處溢水情況，對溢水處做好檢查導16、管接頭處溢水情況，對溢水處做好記錄，試壓將導管翻滾記錄，試壓將導管翻滾180180，再次加壓，保持壓力，再次加壓，保持壓力1515分鐘，分鐘，檢查情況做好記錄。經過檢查情況做好記錄。經過1515分鐘不漏水即為合格。分鐘不漏水即為合格。進行承壓試驗時的水壓不應小于導管壁可能承受的最大進行承壓試驗時的水壓不應小于導管壁可能承受的最大內壓力內壓力PmaxPmax，Pmax Pmax可按下式計算：可按下式計算：Pmax=1.5(Pmax=1.5(c*Hcmax-c*Hcmax-w*Hww*Hw）式中：式中：PmaxPmax導管壁可能承受的最大內壓力，導管壁可能承受的最大內壓力，KPaKPa；cc混凝土17、容重（用混凝土容重（用24KN/m324KN/m3）,KN/m3,KN/m3；Hcmax Hcmax導管內混凝土柱最大高度，采用導管全導管內混凝土柱最大高度，采用導管全長長,m,m；ww鉆孔內水或泥漿容重，泥漿容重大于鉆孔內水或泥漿容重，泥漿容重大于12KN/m312KN/m3時不宜灌注水下混凝土，時不宜灌注水下混凝土，KN/m3KN/m3；Hw Hw鉆孔內水或泥漿深度鉆孔內水或泥漿深度mm 水下混凝土灌注水下混凝土灌注40412022/10/842砼坍落度檢測和現場試塊制作砼坍落度檢測和現場試塊制作試塊制作試塊標示塌落度檢測水下砼試塊留置養(yǎng)護水下砼試塊留置養(yǎng)護每根樁必須制作2組試塊，拆模后送18、標養(yǎng)室養(yǎng)護，試塊上標注相應編號。05鉆孔灌注樁質量通病鉆孔灌注樁質量通病及防治辦法及防治辦法坍孔主要原因：1.沖擊成孔中使用的泥漿不符合要求，膨潤土質量不符合標準或泥漿比重不足，起不到護壁的作用。2.孔內的水頭高度不夠，低于地下水位，致使孔內水位壓強降低，造成坍孔。3.吊入鋼筋骨架時，骨架偏位擺動碰壞孔壁造成坍孔。4.清孔后放置時間過長，未及時澆筑混凝土，而且沒有采取預防措施，造成坍孔。坍孔預防措施：1.在陸地上埋置護筒時，底部應夯填密實，護筒周圍也要回填密實。2.鉆孔無特殊原因應盡量連續(xù)作業(yè)。3.提升鉆頭或掉放鋼筋籠盡量保持垂直，不要碰撞孔壁。4.鉆孔時盡量避免大型設備作業(yè)或車輛通過。坍孔處19、理措施：發(fā)生坍孔后，應立即查明坍孔處位置，分析地質情況，然后采取如下措施：1.如為輕微塌孔，立即采取增大泥漿比重，提高泥漿水頭，增大水頭壓力。2.塌孔不深時，可改用深埋護筒，護筒周圍夯實，重新開鉆3.若坍孔較為嚴重時，則應立即用砂或小礫石或片石加黏土回填至坍孔以上位置（記錄塌孔位及回填量），甚至將整個鉆孔全部回填，暫停一段時間，使回填土沉積密實，水位穩(wěn)定后，重新鉆進，時刻注意不良現象的發(fā)生。導管堵管主要原因：1.混凝土離析，粗骨料集中造成導管堵塞。2.由于灌注時間持續(xù)過長，最初灌注的混凝土已初凝，使混凝土堵在管內。預防措施：1.灌注前，應對機械設備仔細檢修，并準備備用機械。2.嚴把混凝土質量關20、，對塌落度小，流動性差，或離析的砼不得灌入，經處理合格后再灌入。3.保證混凝土的連續(xù)灌注，中斷灌注不超過30min。導管堵管處理措施：1.堵管后視具體情況，若首批混凝土已初凝，將導管拔出，用吸泥機將孔內表層混凝土和泥漿、渣土等吸出，重新下導管灌注。2.若孔內混泥土尚未初凝，且流動性很好，迅速將導管連同堵塞物拔起，重新下導管配重壓入已灌注混凝土內2m，用潛水泵將導管內泥漿抽出，然后繼續(xù)灌注。3.灌注開始不久發(fā)生堵管時，可用長桿沖、搗或用振動器振動導管。浮籠主要原因：1.提升導管時鋼筋籠容易被導管掛住而一同提起，從而導致鋼筋籠上浮。2.在混凝土灌注過程中，當混凝土面上返到達鋼筋籠底端時，由于導管埋21、深較淺，混凝土灌注量相對過大，導致混凝土上返速度過大，產生很大的上沖力，從而托起導管和鋼筋籠上浮。3.當混凝土面和導管底端都進入鋼筋籠內之后，如果導管埋深過大，將很容易造成鋼筋籠上浮。4.由于初灌混凝土一直處于鉆孔內已灌注混凝土的上部，一旦混凝土出現易離析、初凝時間短、坍落度損失大等質量問題，時間稍長就會導致混凝土流動性變差，使上部的初灌混凝土出現凝固的趨勢。當流動性差甚至凝結的混凝土面接觸鋼筋籠底端時，極易托起鋼筋籠上浮。5.當清孔過程不徹底，沉底的鉆渣則會鋪在混凝土面上，從而形成具有一定厚度的墊層，墊住鋼筋籠。隨著混凝土面的上升，同樣會托起鋼筋籠一起上浮。浮籠預防措施：1.當混凝土面接近和22、初進入鋼筋骨架時，應使導管底口處于鋼筋籠底口3m以下和1m以上處，并放慢混凝土澆筑速度，以減小混凝土從導管底口出來后向上的沖擊力。2.混凝土進入鋼筋籠45m以后，適當提升導管，減小導管埋置長度，以增加骨架在導管口以下的埋深，從而增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。3.減小混凝土澆筑時間，杜絕已澆筑混凝土初凝現象的發(fā)生。4.清孔過程一定要徹底，尤其是沖擊鉆成孔的樁基，減小浮渣厚度。浮籠處理措施1.提拔導管時發(fā)現有浮籠現象，應立即停止拔管，將導管下降，同時利用吊車晃動導管，避免導管掛籠的現象發(fā)生。2.當鋼筋籠上浮時，停止灌注，配重固定鋼筋籠上端后，在保證導管一定埋深的前提下，適當提升導管或拆除多余導管后23、灌入流動性比較的好混凝土再繼續(xù)慢慢灌注，后續(xù)再正常灌注。樁孔偏斜（成孔后孔不直，出現較大垂直偏差）主要原因：1.在有傾斜度的軟硬地層交界處，巖石傾斜處，或在粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進，鉆頭所受的阻力不勻。2.擴孔較大，鉆頭偏離方向。3.鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷。4.鉆桿彎曲，接頭不直。偏孔預防措施：1.在鉆進過程中，應經常檢查調整使鉆機保持處于水平狀態(tài)。2.經常檢查鉆桿，對彎曲的鉆桿要及時調整或廢棄。偏孔處理措施：1.在有傾斜的軟硬地層鉆進時偏孔，應吊住鉆桿控制進尺，低速鉆進，或回填片、卵石，沖平后再鉆進。2.在偏斜處吊住鉆頭，上下反復掃孔，使孔校直。3.在偏斜處回填砂粘土，待沉積24、密實后再鉆。夾泥、斷樁主要原因：1.灌注過程中發(fā)生堵管、埋管、卡管、阻管及其他一些情況都將造成斷樁。2.導管拔過混凝土面造成的。3.首灌混凝土未成功封底。4.導管焊縫或接頭漏水。造成導管內溢水。夾泥、斷樁預防措施：1.控制混凝土的坍落度在1822cm范圍內，混凝土不應有離析、泌水現象。2.鋼筋籠采用搭接焊法，要保證接頭不在鋼筋籠內形成錯臺，以防鋼筋籠卡住導管。3.首批灌注混凝土的數量應能滿足導管首次埋置深度和填充導管底部的需要。4.使用前要對每節(jié)導管編號，進行水密承壓和接頭抗拉試驗，以防導管滲漏。5.關鍵設備（如混凝土拌和設備、發(fā)電機、運輸車輛等）要有備用，材料要準備充足，以保證混凝土能夠連續(xù)25、灌注。6.灌注過程中，一般控制導管的埋置深度在26m范圍內為宜，要適時提拔導管。夾泥、斷樁應對措施：1.在灌注混凝土開始不久出現的問題，應迅速拔出導管和鋼筋骨架，用用空氣吸泥機或抓斗將已灌入孔底的混凝土清出。2.斷樁或夾泥在靠近樁的頂部時可以鑿除樁頭，清理干凈后進行干混凝土的澆注進行接樁。3.若因坍孔、導管無法拔出等造成斷樁而無法處理時，可由設計單位結合質量事故報告提出補樁方案，在原樁兩側進行補樁。掉鉆主要原因：1.鉆桿使用過久，連接處有損傷或接頭磨損過多；鉆進中選用的轉速不當使鉆桿扭轉或彎曲折斷。2.地質堅硬，進尺太快，超負荷引起鉆具斷裂。3.卡鉆(埋鉆)時強扭、操作不當使鋼絲繩或鉆桿疲勞斷裂。4.鉆具之間連接螺拴松動，被剪斷，引起掉鉆。預防措施：經常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯結裝置掉鉆處理方法：掉鉆后應及時澄清情況，制定切實可行的打撈方案。如果鉆具被沉淀物或塌孔土石埋住，應首先清孔，使掉入孔中的鉆具露出來，以便用打撈工具打撈。謝謝大家END工程部