旋挖桩桩基施工专项方案.docx

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1、杭黄铁路站前III标项目二分部钻孔灌注桩有限公司二O一四年H一月一、工程概况31.1 工程简介31.2 工程地质条件31.3 气象条件4二、旋挖钻机成孔主要施工工艺42. 1旋挖钻机成孔施工流程43. 2开钻前准备工作44. 2开钻前准备工作55. 3钢护筒的制作与埋设76. 4泥浆的制备及过程控制87. 4.1泥浆制备98. 4.2泥浆循环系统99. 4.3泥浆性能控制910. 4.4泥浆的维护1011. 5旋挖钻机成孔施工1012. 5.1钻机就位1113. 5.2钻机钻进1114. 5.3清孔工艺1315. 5.4防塌孔、缩孔措施13杭黄铁路站前III标项目二分部旋挖钻机成孔工艺一、工程

2、概况1.1 工程简介浦阳江特大桥位于杭黄铁路杭州萧山临浦镇境内。为双线铁路桥，线间距为5m。该桥设计起点里程为DK32+925.18,设计终点里程为DK39+125.31,中心里程为DK36+025.25,全桥长6200.13m米。其间跨越东复线公路、既有杭金衢高速公路、既有浙赣线、03省道、乡道和村道、浦阳江和沟渠及水塘。老祠堂特大桥位于浙江省萧山区境内，该桥起点里程为DK39+409.740,终点里程为DK42+050.35,中心里程为DK40+746.45,全桥长2674.37米。桥址范围内地势较为平坦，桥址范围内主要为耕地，水塘及民房，桥台范围山势较为平缓，山上植被茂盛，桥址于DK40

3、+064DK40+143处跨越永兴河。1.2 工程地质条件拟建的浦阳江特大桥桥址区地貌形态为冲积平原及残丘。桥址范围内地势较为平坦，沿线分布浦阳江、民房、耕地、鱼塘、苗木以及珍珠养殖场等，桥址两侧范围山坡较为平缓,其上植被茂盛。根据勘察报告揭示，桥址区的岩土层按其成因分类主要有：第四系填土层(Qm1)第四系全新统冲洪积层(Q4a1+p1)、第四系冲湖积层(Q4a1+1)、第四系残坡积层(QeRd1),侏罗系上统黄尖组(J3h)凝灰岩、杂砂岩、砂砾岩，奥陶系下统(O1y)粉砂质泥岩、灰岩、生物碎屑灰岩，寒武系上统西阳山组(W3x)白云岩，侵入岩为蚀变霏细斑岩、安山岩。拟建的老祠堂特大桥，位于浙江

4、省萧山区境内，有乡村公路可通至桥址区，可供中小型车辆运输，工地交通条件一般。根据勘察报告揭示，桥址区的岩土层按其成因分类主要有：第四系全新统填土层Q4d)、第四系全新统冲洪积层(Q4a1+p1)、第四系上更新统冲洪积层(Q3a1+p1)第四系坡残积层(Qe1+d1)、侏罗系上统黄尖组(J3h)凝灰岩、奥陶系下统印渚埠组(OIy)、寒武系上统西阳山组(3x)灰岩。1. 3气象条件该地区地处长江中下游，属亚热带季风气候区，具有阳光充足，四季分明，降雨丰沛集中，梅雨显著，无霜期长，寒雪期短等特征。多年平均降雨量150Omnb降雨主要集中在汛期48月，占年降雨的65%左右，全年最大降雨达2294mm,

5、一日最大降雨262.3mm。梅雨期一般在6月中旬7月下旬。多年平均气温16.5,年极端最高、最低气温分别为40.6、-15.6,平均无霜期240天，平均相对湿度77%。常年主导风向为东北风，夏季多南风，冬季多北风，春夏两季风向多变，汛期多年平均最大风速14ms,最大瞬时风速22ms二、旋挖钻机成孔主要施工工艺1.1 旋挖钻机成孔施工流程见下页图2. 2开钻前准备工作1）泥浆池的准备开钻前需开挖好大小两种泥浆池，大泥浆池的储浆量需大于所需成孔桩基的方量，大小泥浆池间视场地情况可开挖循环槽或采用泥浆泵抽取的办法补浆；小泥浆池开挖在孔位附近，并与孔位桩护筒连接形成一个泥浆缓存区，便于泥浆的自动补浆，

6、钻进过程中每当钻具完全下到孔底后，必须及时向孔内补充泥浆，在钻杆提升过程中，小池中的泥浆及时回流至孔内，确保钻孔内不缺浆。小泥浆池还兼做沉淀池的作用。在场地限制的情况下需加工足够数量的钢制泥浆池进行储浆，为方便后续的转运，可将钢制泥浆池的规格加工成3x6x3m的钢箱，每台旋挖钻机配备5个钢制泥浆池（总方量约270m3）,顶部焊接4个吊点，箱体的三个面焊接钢管和阀门，钢箱之间采用泥浆胶管连接。考虑到钢箱数量较多，可将钢箱“一”字连接或平行连接。旋挖钻机施工工艺流程图3.4. 2开钻前准备工作I）泥浆池的准备开钻前需开挖好大小两种泥浆池，大泥浆池的储浆量需大于所需成孔桩基的方量，大小泥浆池间视场地

7、情况可开挖循环槽或采用泥浆泵抽取的办法补浆；小泥浆池开挖在孔位附近，并与孔位桩护筒连接形成一个泥浆缓存区，便于泥浆的自动补浆，钻进过程中每当钻具完全下到孔底后，必须及时向孔内补充泥浆，在钻杆提升过程中，小池中的泥浆及时回流至孔内，确保钻孔内不缺浆。小泥浆池还兼做沉淀池的作用。在场地限制的情况下需加工足够数量的钢制泥浆池进行储浆，为方便后续的转运，可将钢制泥浆池的规格加工成3x6x3m的钢箱，每台旋挖钻机配备5个钢制泥浆池（总方量约270m3）,顶部焊接4个吊点，箱体的三个面焊接钢管和阀门，钢箱之间采用泥浆胶管连接。考虑到钢箱数量较多，可将钢箱“一”字连接或平行连接。泥浆池总体布置示意图钢制泥浆

8、池布置示意图2）场地的平整与夯实挖钻机虽可利用电脑控制系统进行钻杆垂直度的调节，但其自身重量较重，场地的平整度及土体的承载力将是旋挖钻机成孔顺利与否的重要因素。在开钻前需对场地进行平整，如场地土层承载力较差（如淤泥层等），需将原土层开挖清除并回填碎石土,同时进行碾压夯实处理，必要时需在场地附近开挖水沟排水，确保地层的承载力：场地平整完成后在桩位两侧铺设钢板或模板于钻机履带下方，分散钻机的集中荷载。3) 土体堆放场地的清理钻机钻进提出的土体受钻头高度的影响，只能将土体堆放于钻机机身后。开钻前需对钻机附近的场地进行清理，并在机身后选取空旷场地作为堆土场，同时配备1台挖掘机及时将土体挖至运输车内运走

9、，减少机身附近土层的荷载，清理出足够的堆放空间。4)钻机的检查保养及钻头的选择钻机的性能决定了其钻径和钻深，但钻机的维护保养则成了成孔的重要因素。旋挖钻机成孔功效高，钻机如出现故障将影响后续的泥浆循环清孔，对孔壁的护壁不利。开钻前需仔细检查钻杆、钻头、动力头、卷扬机等设备的性能，及时维修和保养。根据试桩处的地质情况，选用不同型号的钻头进行成孔。试桩成孔选用挖泥钻头、挖砂钻头、截齿钻头三种钻头，分述如下:对粘性土层，使用挖泥钻头，挖泥钻头的底盖为单层。对砂层则采用挖砂钻头，挖砂钻头和挖泥钻头的结构基本一致，但为保证钻头的密封性，这种钻头的底部为双层底，施工时通过双层底的旋转打开和闭合。在孤石、风

10、化花岗岩层钻进时，采用截齿双底钻头。截齿双底钻头挖泥钻头挖砂钻头2.3钢护筒的制作与埋设每根桩基护筒长度为6m,护筒采用旋挖钻机进行安放，埋设到位后护筒平面误差控制在5cm以内，垂直度控制在1/200以内。1）护筒加工采用壁厚14mm的Q235B钢板加工，护筒刃脚30cm高范围加焊钢板进行加劲,避免埋设过程中护筒产生变形，同时将底口加工成刃角，降低沉放的阻力。2）弓I孔经测量放样出桩位中心，护筒下入前先采用旋挖钻机引孔，孔中心对应桩位中心；地表下IOOCm范围内孔径略大于护筒外径，以下钻头直径同桩径，如见地下水时，应注入泥浆保护孔壁，防止坍孔。3）钢护筒埋设钢护筒起吊、就位采用旋挖钻机，吊车配

11、合，两端同时起吊钢护筒，吊车缓慢下放，完成钢护筒起吊、就位；钢护筒进入引孔后，在测量的观测控制下，采用旋挖钻机压入或拧入到位，护筒口高出地面50cm；同时在钢护筒与引孔周围空隙对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土,并分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度并防止泥浆流失、护筒位移及掉落。另外护筒考虑周转使用，在碎灌注完成后，利用501汽车吊配合振动锤将护筒拔起。4）护筒倾斜度检测护筒安放完成后，采用旋挖钻机在护筒内上下提升进行验证检测，满足要求后方可往下钻进。5）护筒安放注意事项严格控制钢护筒焊缝质量要求，对每道焊缝进行检查，不符合要求的坚决要求返工。钢护筒下沉中，应精确定位，严格控制钢护筒的倾

12、斜度和下沉速率。沉放困难及时采取引孔措施，减少孔内摩擦阻力，不得强行打入。引孔时护筒内自地面下应注满泥浆，防止坍孔。2.4泥浆的制备及过程控制泥浆的质量控制是旋挖钻机成孔的关键因素，而钻机钻进过程不能造浆，也不能进行泥浆的循环，开孔前需制备足够的高性能泥浆，以确保孔壁的安全；为保证泥浆的性能指标，本工程将在泥浆池内集中制备泥浆，灌注过程进行回收后集中净化处理，重复使用，以降低施工成本，保证现场文明施工。2.4.1 泥浆制备根据本项目地质情况拟采用膨润土、纯碱配制优质泥浆；制备时先将泥浆池清理干净，加入一定配比的膨润土和纯碱经泥浆泵抽水进行拌和（一般采用60kg膨润土+Id淡水+Ikg纯碱）形成

13、，过程中检测泥浆指标是否符合要求，随时进行调整；为了增加泥浆的粘度，减少其失水率，在配置泥浆时可加入适量的CMC和两性离子聚合物。若配置泥浆粘度随着纯碱加入失水率增大，说明纯碱加入量过大；尽量选用同样类型的粘土，部分粘土还需加入少量的烧碱以将泥浆中的氢质土转换为钠质土。泥浆指标参数可按下表进行控制。泥浆指标参数项目原浆参数成孔过程中泥浆参数测定方式比重1.15-1.181.15-1.20泥浆比重计粘度1820s1822s漏斗粘度计含砂量2%4%含砂量测定仪PH值7979PH广泛试纸胶体率95%98%95%量杯2.4.2 泥浆循环系统根据桩基的分布位置设置多个沉淀池、储浆池，并开挖循环槽连接。出

14、浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于IOCm/秒以便于石喳沉淀。钻进过程也可采用泥浆泵从储浆池抽取泥浆至沉淀池，灌注的时候从沉淀池经机械过滤后抽回储浆池，依次循环使用。碎灌注至最后5m左右时，因泥浆与碎接触混合物较多，泥浆变质，需将最后5m高的泥浆抽取至泥浆车上排除，不得抽回储浆池内，以免含有水泥成分的泥浆再次使用。2.4.3 泥浆性能控制泥浆的日常维护主要应该做到：经常测定泥浆参数，掌握其性能，然后根据测定的泥浆参数确定对泥浆的相应调整。1）由于地层成孔、灌注过程混凝土的污染，泥浆会逐渐失去原有性能而产生变质，所以在施工过程中要不断除去所含泥砂，并调整泥浆性能指标在规定范围内。

15、2）钻进中携带渣土的泥浆首先排入沉淀池，经自然沉淀或采用人工用网筛将石硝捞出，合格的泥浆流入储浆池。灌注混凝土回收的泥浆也先排入沉淀池，经自然沉淀、机械除砂，合格的泥浆进入储浆池，废浆废渣及时排出场外，处理后的泥浆经储浆池净化后返回钻进的孔内，形成不断的循环。3）施工时要及时清除循环槽和沉淀池内沉淀的钻渣，清出的钻渣应及时运出现场并放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放，防止钻渣废浆污染施工现场及周围环境。2.4.4 泥浆的维护泥浆质量管理是钻孔作业中的保障。在施工区内建立现场泥浆试验室，专人负责，制定泥浆试验员检查路线，随时调整泥浆性能并按泥浆施工日常检查记录表记录备案，满足现场要求。泥浆试验定时检测（次2h）,根据钻进地层不同作出相应处理。特别是从一种地质层进入另一种地质层时，要加强对泥浆指标的监控，当钻孔至砂层等易塌地层时，应加大泥浆比重，粘度及胶体率，以确保护壁效果，防止塌孔。泥浆胶体率性能的测定每天有1次以上，每次留样测量泥浆的胶体率，保证胶体率有95%以上。试验室的样品如发现有胶体率降低时，及时汇报，由技术人员指导加入膨润土、CMC、降失水剂、纯碱