1、西部沿海高速珠海支线延长线第2 合同段旋挖钻机试桩施工方案编制：审核：审批：广东省长大公路工程有限公司西部沿海高速珠海支线延长线第2 合同段项目经理部目录一、工程概况 .2二、试桩的内容及主要目的.3三、试桩现场人员、机械、材料配置.3四、施工方法 .4五、安全环保措施 .11六、质量保证措施 .11一、工程概况本合同段为西部沿海高速公路月环至南屏支线延长线工程第二合同段，本项目北起珠海大道南屏互通立交桥，桩号为LYK1+910（LZK1+910）；向南至洪湾电厂附近，桩号LYK5+059（LZK5+058.034），路线全长 3.149km。全线各类桩基共计489条，其中洪湾高架（主线段）22、10 根：120，12 根；180,174根；200，24 根；洪湾高架（互通段）194 根：120，2 根；150，2 根；180，67 根；200，123 根；洪湾互通 B 匝道 85 根：120，4 根；150，46 根；180，35 根；桩基除 B 匝道 9、10#墩 6 根摩擦桩外其余全部为嵌岩桩，均为陆上桩，桩基混凝土标号C35水下混凝土。区域内特别是环将军山陆缘浅海及滨海冲积平原区内，覆盖层总体厚度大，一般厚度约为 2838m。岩性主要是淤泥、淤泥质土；砾（砂）质粘性土、砾砂、中细砂、粘性土；一般粘性土夹砂土；孤石、卵石、圆砾等碎石类土。本次试桩孔位为洪湾高架主线段右幅43-1 3、桩，桩长 37 米，孔径为 1.8 米，每个孔设计混凝土量约为94 方。地质情况参考附近LYK3+497 地质钻孔 ZK311：层 号岩 性钻孔桩周土极限摩阻力 ti（KPa）各岩土层物理特性填筑土30 松散淤泥20 饱和，软塑，最大厚度10.50m 中砂40 饱和，稍密，最大厚度2.60m 淤泥5 饱和，软塑，最大厚度3.80m 砾砂60 饱和，中密，最大厚度4.00m 粘土40 饱和，软塑，最大厚度2.00m 全风化花岗岩70 密实，潮湿，最大厚度5.20m 强风化花岗岩100 软岩易碎，最大厚度1.50m 中风化花岗岩完整硬岩二、试桩的内容及主要目的1、内容本次试桩以洪湾高架桥主线段右幅4、43#墩1.8m 桩基为试桩点，按照钻孔桩的工程要求，进行施工。包括：场地整平、测量放样、埋设护筒、桩位复测、泥浆拌制、钻孔、成孔检查、钢筋笼的制作及吊装、导管安装、混凝土的拌和、运输、试验、混凝土的灌注、凿桩头、桩基检测等所有灌注桩施工程序。2、目的1）掌握成孔工艺：钻机类型、型号、钻头型式，以及在不同地质层中的钻进速度和钻进时的泥浆各种参数，成孔后的清孔方法和清孔时间。2）掌握下钢筋笼合理方式和控制钢筋笼位置、标高的合理方法。3）检验试验室混凝土的配合比、塌落度等各项指标的可靠性和实用性。4）为灌注桩施工提供混凝土灌注等施工参数。5）确定施工组织及管理体系、人员及指挥方式。6）确定适宜的现5、场施工的机械、人员数量及混凝土运输车辆数量。7）检验旋挖钻机施工工艺的合理性与适应性，修正施工方案，完善施工组织，指导灌注桩施工。三、试桩现场人员、机械、材料配置旋挖钻机试桩由专业旋挖钻机施工班组实施，主线段施工专业队钢筋班组进行配合，桩基钢护筒采用内径1.85m 卷制钢护筒（拟定4.5m 长度，具体根据实际状况调整），旋挖钻机选用德国宝峨BAUER BG25 型钻机：钻机型号、参数BAUER BG25 钻孔深度（m）三节杆 43/四节杆 59.5 最大钻孔直径(mm)标配 1900/选配 2000 最大输出扭矩(kN.m):237 最大提升力260KN 工作状态高度(mm):22800 整机6、质量（t）82 额定功率（KN）223 动力头型号KDK250K 事先联系好混凝土材料，并检查拌合楼机械以及混凝土运输车等设备无故障，确保试桩混凝土连续供应。四、施工方法1、钻孔灌注桩施工工艺流程2、施工方法2.1 测量定位根据桩基坐标，直接用GPS 测量仪进行投点定出桩位，用短钢筋钉入，并在其周围布置四个控制点，以便随时检验校核桩位。2.2 护筒埋设护筒用厚度不小于10mm钢板卷制，直径（内径）185cm，长 4.5m。护筒的埋设采用旋挖钻机静压法或振动锤下放来完成。首先正确就位旋挖钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中7、。护筒埋设位置准确，筒体竖直。护筒内中心点与桩位中心点重合，护筒顶高出地面0.3m，以防孔口坍塌和地表水流入孔内，周边填粘土夯实，必要时候采用枕木或钢板支垫。埋设完成后，采用其周围的控制点进行校核，如有偏差立即调整，用水准仪测量护筒顶标高并作好记录，作为控制孔深的基线。护筒埋设完毕后，申请测量监理工程师检验护筒顶面中心偏差、护筒顶标高和倾斜度，同时校核“十”字引桩的准确性，当监理工程师验收护筒合格后，方可进行钻机对位。2.3 钻机就位旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正8、准确，误差控制在2cm 内。首先要保证钻机下地积不产生沉陷，在钻机就位时，先将地面整平压实，必要时要采取钢板或枕木支垫。2.4 泥浆制备钻孔过程中采用泥浆进行护壁，利用浓度1%的水解聚丙烯酰胺水溶液以及钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆。泥浆指标控制在：比重 1.151.25，黏度 1622s；含砂率小于 4%；胶体率大于 95%；PH 值 8-11。施工过程中经常对护筒内泥浆取样检测，做好记录。废弃泥浆由运浆车外运。各种地质情况泥浆参考值：钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pas)含砂率()胶体率()失水率(ml 30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(pH)9、正循环一般地层易坍地层1.051.20 1.201.45 1622 1928 8 4 8 4 96 96 25 15 2 2 1.02.25 35 810 810 反循环一般地层易坍地层卵石土1.021.06 1.061.10 1.101.15 1620 1828 2035 4 4 4 95 95 95 20 20 20 3 3 3 12.5 12.5 12.5 810 810 810 推钻冲抓一般地层1.101.20 1824 4 95 3 12.5 811 冲击易坍地层1.201.40 2230 4 95 3 35 811 2.5 钻孔钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入水调制好泥浆，然后进行10、钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。施工过程中要注意以下几点：1）开钻前申请报验，经监理工程师对钻头直径、钻机对中及水平检查验收合格后方可开钻。2）钻孔时，经常观测泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，孔内水位必须高于护筒底脚 0.5m 以上或地下水位以上1.52.0m。3）钻孔时，起、落钻头的速度均匀，不得过猛或骤然变速。钻斗转速参考值：S/min 表土层：6 粘土类：15 卵石混中粗11、砂 6 风化层：10m/mi 4）钻孔作业必须连续进行，并详细填写各地层钻孔施工记录，以备指导后续桩基施工，因故停钻时，将钻头提出孔外，防止埋钻。5）钻进时每回次进尺控制在60cm 左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口58m 段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。钻孔过程中，经常对泥浆进行检测，注意地层变化，随时根据地质情况调整泥浆比重，在地层变化处抽取渣样，判明地层情况并与地质剖面图比较，如实写入钻孔施工记录，当钻孔地质与设计明显不同时，必须及12、时向现场负责报告。每层地质均要测定泥浆的各项指标（包括泥浆比重、粘度和含砂率），并做好记录。6）经常注意检查钻机位置，保持其位置正确和平台稳固。2.6 成孔检查钻孔达到设计深度后即开始清孔，当孔内抽出的泥浆（手摸无 23mm 颗粒，泥浆比重范围为1.051.10，含砂率小于2%，粘度为1720s，胶体率不小于98%）满足要求后，申请监理工程师验孔，当监理工程师测量孔深（检测方法：用测绳在至少两个不同位置量测，测量值均不小于设计孔深）、泥浆指标合格后，方可提钻。然后对孔位、孔径、倾斜度进行检查。2.7 钢筋笼安装1)钢筋笼在车间分节制造，现场对接。钢筋笼的制作要使钢筋笼安装顺利，每节钢筋笼连接必13、须顺直。钢筋笼绑扎顺序是将主筋间距等距离布置好，待固定住架立筋后，再按规定的间距设箍筋，架立筋与主筋用电焊焊好，并在钢筋笼内增设临时支撑，以免钢筋笼在运输、安装过程中变形。2）将钢筋笼运至桩位处，用吊车起吊安放钢筋笼，下笼时，为了保证钢筋笼的顺直，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢筋笼逐节下放焊接时，使上下两截标记互相重合。上、下两节进行错位搭接，钢筋采用机械套筒连接，钢筋笼下到标高后，将钢筋笼悬吊在护筒口横向双拼槽钢上，并与护筒口固定。钢筋笼吊装时卡环应置于加劲撑处，防止钢筋笼变形。吊放入孔时对准钻孔，保持垂直，慢放入孔。若遇到14、阻碍停止下放，查明原因进行处理，严禁猛提猛落和强制下放。3)声测管上下节的连接必须加橡皮垫并拧紧，保证不漏水。声测管与钢筋笼要绑扎牢固，在声测管接口上部2cm 和下部 2cm 处均采用铁丝与钢筋笼的加劲箍绑扎，以防声测管上浮或下沉。安装完毕必须在声测管内注满清水并加盖，严禁往声测管内灌孔内泥浆。4)钢筋笼采用一次制作成型，在下放中注意对准声测管的口位,防止漏浆。5）钢筋笼采用 25T 汽车吊进行吊装，严禁使用钻机吊放钢筋笼。6)钢筋笼中心与桩中心偏差1cm；钢筋笼底面高程偏差范围为5cm。2.8 下放导管1)钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径为30cm，壁厚为 10mm，导管管15、节长度：中间节为3m，底节为 4m，漏斗下为 1m。2）导管使用前必须进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不能超过钻孔深度的0.5%且不得大于 10cm。浇筑首盘混凝土时，导管底部至孔底距离控制在3040cm。首次使用前应对导管进行水密试验，根据公路桥涵施工技术规范的要求，水密压力按下式p 的 1.3 倍计算：HwwHccp式中：P导管可能受到的最大压力(kpa)；c混凝土拌和物的容重（取上限24KN/m3）；Hc导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；w井孔内水或泥浆的容重（KN/m3）；Hw 井孔内水或泥浆的深度（m）。Hc 取 73m，w取16、下限 11KN/m3，Hw 取 70m。则P=2473-1170=982KPa（如采用压力表进行导管水密试验该值为表的读数）即按照 9821.3=1.27MPa 试验合格后的导管才能使用，并对导管按照试验时的拼接顺序自下而上进行编号，现场拼装时按照试压试验的拼接顺序逐节进行拼装。3）每次安装导管时要检查连接处有无杂物，并检查橡皮圈有无破损，发现有破损的要及时更换。2.9 清孔对于湿作业成孔，灌注混凝土前应再次检查孔底，若沉渣厚度超标应二次清孔，合格后应立即灌注混凝土。将泥浆泵与导管上口连接牢固，管下口放至距离孔底15cm 位置，以泵送方式把泥浆池新配泥浆（相对密度为1.05，含砂率 2%的泥浆17、）压入孔底，当孔底沉渣厚度和孔内泥浆相对密度均达到清孔标准后，停止清孔。在清孔过程中，始终要保持孔内水头，防止塌孔。清孔必须达到以下标准：清孔后，泥浆相对密度应控制在1.051.10 之间，含砂率应小于2，粘度在 1720Pa.s之间，胶体率应大于98%。浇筑水下砼前孔底沉渣满足设计要求。2.10 灌注水下混凝土首批封底混凝土计算：首批灌注混凝土量必须使导管在混凝土中埋深不小于1.0m，取 2m，首批混凝土数量V 按下式计算：V=H1d2/4+HcD2/4=7.3m3（未考虑底部扩孔）式中D钻孔直径；d导管直径；Hc首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深（1m）+导管底至孔底高度；H1泥浆底部到18、导管内混凝土面的高度。第一次灌注混凝土前用钢板作为砼挡板，根据首灌混凝土方量，制作不小于7.3 方容量大料斗，将料斗卸料口用砼挡板盖住，放入不小于7.3 方混凝土后，迅速开启卸料口，首灌混凝土一次迅速卸放到孔底，不得中断。然后测量混凝土面深度，确保导管在混凝土中埋深不小于2.0m，然后换用小料斗灌注混凝土，每次拆管前测量混凝土面深度，计算导管埋深确定拆除节数，导管的埋深控制在1m3m，灌注开始后混凝土要连续进行，并尽量缩短灌注时间，争取在初凝前浇筑完毕，过程中指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。全部混凝土灌注完成后，立即拔出钢护筒，清理场地。1)水下混凝土坍落度控制在180mm220mm。2)19、灌注砼前和过程中，按规定时间检测砼的坍落度、扩展度、含气量和入模温度，并做好记录。3)水下砼必须连续浇筑，中途不宜停顿，并尽量缩短拆除导管的间断时间，灌注间隔时间不能超过30min，保证在配合比设定的初凝时间内浇筑完成。4)在浇筑过程中，应特别注意砼面到达钢筋笼底标高位置时的操作，当砼面接近钢筋笼底时应保持较大的导管埋深，放慢浇筑速度，以减少砼向上的冲击力，当砼面超过钢筋笼底2m 左右，减少导管的埋深，使导管口处于钢筋笼底标高附近，并加快浇注速度，以增加钢筋笼的埋深。当砼面高于钢筋笼底24m 后即可正常浇筑。5）在浇筑砼过程中，采用测绳测量孔内砼顶面位置，保持导管埋深 26m。当砼浇筑面接近设20、计高程时，缓慢提升导管。砼顶面浇筑到桩顶设计高程以上1m 左右。6)灌注桩施工过程中，要做三组试块，其中两组进行标养，一组进行同条件养护。试块要用红油漆或毛笔写上日期、桩号、砼标号和试块编号。7)在灌注将近结束时，导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管内的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔除最后一节长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。8)混凝土灌注到接近设计标高时，现场施工人员要计算还需要的混凝土量，超过设计桩顶100cm 即可，以免造成浪费。施工用的钢护筒，可在灌注结束、混21、凝土初凝前拔出。2.11 桩基检测根据验收规范对试桩进行抽芯、声测，检测试桩质量，确定该工艺是否可行。2.12 施工总结旋挖钻机钻孔桩试桩检测完成后，分析各环节数据，并进行总结。五、安全环保措施1、施工前，对施工区域进行围闭，围闭施工期间的交通标志严格按照道路交通标志和标线和公路养护安全作业规程执行。2、开钻前，钻机驾驶员发出信号，确认安全后方可启动钻机，钻机操作过程中应平稳，不宜紧急制动。当钻具未离开工作面时，不得作回转、行走等动作。钻具升降不得过猛，下降时不得碰撞车架或履带。3、配合钻机及附属设备作业的人员，应在钻机的回转半径以外工作，当在回转半径内作业时，必须由专人协调指挥。4、施工前应22、对地下水和易发生坍塌的地层进行认真研究，对可能发生的孔内事故应事先作好预案，并作好准备。5、成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并应清除钻斗上的渣土。6、水上作业应有作业人员和施工设备应急预案。7、施工开挖的沟、洞和施工完毕的桩孔必须加盖安全网盖，泥浆池四周应设防护栏杆。8、钻孔使用的泥浆，宜设置泥浆循环净化系统，并注意防止或减少环境污染。9、对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔除的，应加设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。10、泥浆池采用围栏并加密目网进行围护，悬挂明显标示牌。六、质量保证措施1）、护筒埋设：护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂23、直度要保证。为防止跑浆，护筒周围土要夯实，最好粘土封口。在上层土质较差时，将护筒加长至 46m，提高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。2）、对稳定液要求：一要控制泥浆的比重在1.151.25 之间，二要粘度在16s22s，含砂率小于 4%，定期测试稳定液的各项技术指标及时调整。3）、孔底沉淤控制：旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以24、要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀。4）、复测孔深及稳定液比重：为保证灌注桩质量，浇筑混凝土前，一要检查孔底泥浆的比重；二要检查孔的深度，判断有否孔壁坍塌现象，若有用旋钻机清孔，达到设计深度后方可安装导管。5）、对导管的要求：导管在使用前必须作密封性检查，接头严密，不漏水、不漏浆。导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好，确保首批浇筑混凝土的埋管深度。6）、浇筑混凝土的要求：混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的25、塌落度。由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，则实际桩顶标高应比设计标高高0.5m1.0m，最后机械破桩头处理。7）、其它注意事项a）成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和坍孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进，经采取措施后，方能继续施工。b）钻进硬层，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进，也可换用短螺旋钻进，然后再下钻斗捞渣，钻进速度，应根据土层情况、孔径、孔深、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定，在砂砾、砂卵、卵石地层中钻进时，为保护孔壁稳定，可事先向孔内投入适量粘土球，下入孔内的钻头，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。c）控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。