CN117626947A - 旋挖钻钻孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，属于灌注桩施工技术领域，测量放样，开挖护筒埋设基坑，钢护筒沉放，护筒周边粘土回填处理，钻机就位，钻机成孔，一次清孔并检测，制作钢筋笼并下钢筋笼，安装导管，二次清孔，浇筑水下砼，破桩头和检桩，完成施工。本发明通过设置泥浆进行对套筒的侧边进行封堵，避免流沙造成坍塌，同时两次对孔进行清理，从而更好的保证浇筑桩的质量，同时施工效率高，工期快，钢筋笼提前设置，不影响工期的施工，节省时间同时保证焊接的质量，提高施工整体质量。

Description

旋挖钻钻孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩施工技术领域，尤其涉及旋挖钻钻孔灌注桩施工方法。

背景技术

目前，在桥梁桩基础施工中，当施工地层范围内地下水较小或地层较为稳定不易塌孔时，采用旋挖钻施工成孔速度相对较快，工效极高。而当地层为淤泥质粘土，或流砂层时，钢护筒不能稳定地附着在地层内，在钻孔过程中，钢护筒或沉陷、或地层遭遇塌孔，钻孔施工无法正常进行，导致桩基无法成孔。要解决上述问题，就需要用更长的钢护筒来穿过淤泥质粘土层或流砂层，现有的施工方法中所用的钢护筒的长度一般为1.5～4米，而淤泥质粘土层或流砂层的深度在10米左右，甚至更厚，现有的钢护筒的长度，无法满足使用需求，而如果增加钢护筒的长度，则吊车吊装钢护筒难度较大，如果采用大型号的吊车，就会出现大材小用浪费资源的问题，增加了施工成本。现有施工过程中由于出现一些流沙等，会使得护筒护臂效果不好，出现侧边流沙或者坍塌的情况，同时在钻孔过程中，常常因为钻头出来后出现坍塌而使得桩出现质量问题，同时施工比较慢，效率低，因此，需要设计一种质量更高，更能保证桩的质量的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，解决现有的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，测量放样，开挖护筒埋设基坑，钢护筒沉放，护筒周边粘土回填处理，钻机就位，钻机成孔，一次清孔并检测，制作钢筋笼并下钢筋笼，安装导管，二次清孔，浇筑水下砼，破桩头和检桩，完成施工。

进一步地，测量放样的具体过程为：布设施工控制点，建立符合精度要求的施工控制网，采用全站仪测设桩位，陆域桩位利用十字线引到护筒位置以外打设四根木桩，根据四根木桩的交汇点埋设护筒，护筒埋设好后再用全站仪进行复验，并对桩中加以标识，以便钻机就位时对中。

进一步地，开挖护筒埋设基坑，钢护筒沉放，护筒周边粘土回填处理的具体过程为：

护筒采用6mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大0.2m，上口外围加焊加劲环，桩孔上口钢护筒采用长2～4米钢护筒；

护筒要求比桩径大20cm，护筒埋设完成之后要在护筒周边逐层回填粘土，护筒中心与桩中心偏差不大于5cm，倾斜度小于0.5％，同时要在护筒埋设过程当中要对称回填埋设，避免护筒因偏压而变形，变形太大严禁使用；

采取人工沿护筒的轮廓开挖，减少对周围土体的扰动，护筒下放后要拉出十字线，校核中心和垂直度，护筒外侧回填土要求夯实，如果护筒脚在软弱的土层时，外侧要用较好的土回填密实，防止护筒下沉，安装钢筋笼和浇筑混凝土时，钢筋笼和导管的重量都压在护筒上，同时护筒顶标高也是计算孔深、控制桩顶和桩底的依据，钢护筒埋设应高出地表30cm；

由于桩基地址存在砂类土层，松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，在试钻时，根据具体桩基的岩层情况，选择性选用泥浆护壁的方式；

现场设泥浆池，根据旋挖钻在土质及泥岩地质中进尺，泥浆池容积为相邻2根桩基容积，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布，防止泥浆流失；

制备泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器，使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机；

造浆后试验全部性能指标，新制备泥浆满足：含沙量≤4％，粘度18-22pa.s，泥浆比重1.10-1.20，钻孔过程中检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求；

钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理，加入纯碱和CMC改善泥浆性能，经测试合格后重复使用。

进一步地，钻机成孔的具体过程为：

(1)钻进，具体过程为：

①旋挖钻机的设置及调整，施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面，先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面，从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移，操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立，同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护；

在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂，调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式，在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业，而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作，在调垂过程中，操作人员通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置；

②钻孔作业，钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业，在作业过程中，操作人员通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态，开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度，当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染，完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置，工作状态通过显示器的主界面中的回位标识进行监视；

施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量；

钻机就位前对钻机就位对中，钻机水平平稳，钻机垂直度，钻径大小，钻头磨损情况，钻杆钻头连接情况进行仔细检查，检查合格后上报监理验收，验收合格后开钻；

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，加快钻进速度，当软地层变为硬地层时，要减速前进，在易缩径的地层中，增加扫孔次数，防止缩径，对回填土层采用保护措施进行施工，对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率，砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度，在施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径小于固定值的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径大于设定值的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层，对于深度小于某个值的卵石层采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法，钻渣要运出工地，弃运到弃土场以达到环境保护的要求；

③地质情况记录，地质情况记录按相应的地质的相关的表记录，旋挖钻机钻进施工时及时填写钻孔记录表，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高，钻孔记录表由专人负责填写，交接班时有交接记录，根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间，钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计，钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境，钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度；

(2)终孔，具体过程为：

①钻孔达到设计深度后，核实地质情况，通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求，如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理，如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查；

②对于孔径、孔壁、垂直度的检测项目采用测孔仪进行检测，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm，不得大于钻头直径，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器，吊入钻孔内检测；

③孔深及沉渣厚度检测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深；

④确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。

进一步地，一次清孔并检测的具体过程为：

(1)清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位；

(2)清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力，清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就满足规范要求，否则不下放钢筋笼；

(3)待钢筋笼到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重在1.03～1.10范围内，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于设计及规范要求，孔底沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，实际钻孔深度与浇筑前实测深度之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。

进一步地，制作钢筋笼并下钢筋笼的具体过程为：

(1)钢筋笼制作、运输：

①钢筋笼在钢筋加工场地制作完成，由监理报验合格后，用平板货车运至现场；

②钢筋笼在钢筋加工场制作，在加强箍上等间距标出主筋位置，先将主筋依次焊接在加强箍上，形成骨架，随后将箍筋焊接在骨架上；

③桩基钢筋笼分段接长采用钢筋机械连接接头接长，为Ⅰ级接头，且同一截面内主筋接头数量不得超过全部主筋数量的50％；

④桩顶破桩头部分钢筋主筋采用保护隔离措施，便于桩头整体分离提升；

(2)钢筋笼的安装：

整根钢筋笼制作完成后，经自检合格报监理工程师检查认可后，方可安装，钢筋笼安装前清除粘附的泥土和油渍，保证钢筋与混凝土紧密黏结；

①现场起吊，钢筋笼长度超过12米时，整根钢筋笼分成2节进行加工，在安装钢筋笼时，用25t吊车先下放底节钢筋笼，待底节钢筋笼最上面的加劲箍下放至护筒口时，用12a的工字钢横穿钢筋笼固定，再调运第二节钢筋笼至底节钢筋笼上方进行对接安装，待主筋连接和检测管接头安装完毕并检验后下放，吊点设置在每节钢筋笼最上一层加劲箍处，对称布置，共计四个，吊耳采用圆钢制作并与相应主筋焊接，随着钢筋笼的不断接长，钢筋笼重量在不断增加，为避免钢筋笼发生吊装变形，钢筋笼顶口设置专用吊架，吊架结构钢筋笼下放到位时待上口吊筋对中后，再松钩将吊筋挂于横在护筒顶口的扁担梁上，并将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定，钢筋笼的施工顺序为底节钢筋笼起吊→正位→下放→固定→第二节钢筋笼起吊→连接→下放→整体正位→固定；

②钢筋笼的下放，提起连接好的骨架、抽出扁担梁，下放，在下放过程中将钢筋笼的三角内撑割掉，以防钩挂混凝土灌注导管；

钢筋笼下放到位后将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定，防止浇注混凝土时钢筋笼的上浮和下沉，固定时，要根据钢护筒的偏位情况将钢筋笼中心反方向调整，以使钢筋笼中与桩中心重合；

由于桩长较长，所以钢筋笼的长度大、质量重，因此在进行钢筋笼的安装固定过程中要注意避免因临时固定钢筋笼的扁担强度或刚度不够而导致钢筋笼掉入桩孔当中的事故发生；

③检测管的安装及检查，在安装检测管前根据钢筋笼的长度对检测管进行下料，各节钢管均预先绑扎在钢筋笼上，接头处用管钳使其密封连接，每节钢筋笼对接完后，用管钳连接好接头处对接检测管并固定牢靠，并保证钢筋笼下发完成后的声测管互相平行，声测管内灌水检查其是否漏水，声测管未出现漏水现象后用橡胶套将顶口堵死，并用钢丝将橡胶套绑紧，声测管顶节外露高度满足检测要求；

每节钢筋笼下放时将声测管灌满清水，然后提高钢筋笼，并停滞固定时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，则可用套管插入上下节检测管后，进行下放；若水位有所下降，则将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入下放，钢筋笼下放到位后，顶口用铁板封闭以防泥浆等杂物掉进孔内，声测管的插入焊接除要求强度以外，还要满足插入连接致密不漏水。

进一步地，安装导管的具体过程为：

(1)导管选择，具体过程为：

①导管采用专用的螺旋丝扣导管，导管采用280mm内径导管，中间节长2.6m，最下节长4-5m，配备0.5m、1m、1.5m非标准节，导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸，对于旧导管在试压前通过称重的方式判定导管壁厚是否满足使用要求；

②导管在使用前，除对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，进行试拼和试压，试压导管的长度满足最长桩浇筑需要，导管自下而上顺序编号和节段长度，且严格保持导管的组合顺序，每组导管不能混用，导管组拼后轴线差，不宜超过钻孔深的0.5％且不大于10cm。试压压力为孔底静水压力的1.5倍，检查合格后方可使用；

③导管长度按孔深和工作平台高度决定，漏斗底至钻孔上口段，宜使用非标准节导管；

④导管下放竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼，下放时要记录下放的节数，下放到孔底后，理论长度与实际长度进行比较，是否吻合；

⑤完全下放导管到孔底后，并经检查无误后，轻轻提起导管，控制导管底口距离桩孔底0.3～0.4m，并位于钻孔中央；

(2)导管水密性试验，具体过程为：

导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax，导管可承受的最大内压力计算式如下：

P_max＝1.3(r_ch_xmax-r_wH_w)

式中:P_max——导管可能承受到的最大内压力；

r_c——砼容重，取24.0kN/m³；

h_xmax——导管内砼柱最大高度，以导管全长或预计的最大高度计，桩基按照最大深度为40米计算，因此h_xmax取40m；

r_w——孔内泥浆的容重，取12.0kN/m³；

H_w——孔内清水或泥浆的深度，根据桥涵规范护筒顶高于稳定后的承压水位2.0米以上，按照最大桩长30米计，取H_w＝28米；

P_max＝1.3×(24×30-12×28)＝499.2Kpa；

水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70％的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格；

(3)导管安装，具体过程为：

导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度，并注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水的现象。

进一步地，二次清孔及验收的过程为：

(1)导管下放到位后，立即进行孔底沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求时，采用正循环二次清孔，循环时注意保持泥浆水头并补充优质泥浆防止塌孔，并再次检查孔内泥浆的性能指标和沉淀厚度，经监理工程师现场检验合格后，立即拆除吸泥弯头，开始浇注水下混凝土；

(2)浇注混凝土前孔底沉渣厚度要小于设计及规范要求，孔内沉渣测量采用前端悬挂平砣测绳测量，测出的差值即为沉渣厚度。

进一步地，浇筑水下砼的具体过程为：

(1)水下混凝土浇注设备，具体过程为：

①导管及集料斗，导管采用无缝钢管制成，螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性；

根据首批封底混凝土方量的要求，选用大集料斗和小料斗两个料斗共计5m³灌注，能够满足混凝土浇注的需要；

②混凝土生产、输送设备，由商混站负责，保证混凝土连续浇灌；

(2)混凝土配合比设计，具体过程如下：

混凝土采用商品混凝土，保证混凝土连续浇灌，确保第一车混凝土初凝之前完成桩基所有混凝土的灌注；

(3)首批混凝土数量：

首盘砼的方量满足导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的需要，设导管下口离孔底40cm，则参照规范JTG/TF50—2011中的下式进行计算：

最大桩径为2.2m，为提高桩基灌注的成功率，按照直径2.5m来进行计算，灌注首批砼所需数量的计算式如下：

V——灌注首批砼所需数量；

D——桩孔设计直径；

d——导管直径；

H₁——孔底至导管底端间距，取0.4m；

H₂——导管初次埋置深度，取1.0m；

h₁——孔内砼达到埋置深度H₂时，导管内砼柱平衡导管外压力所需的高度；h1＝H_w*r_w/r_c；

r_w——孔内水或泥浆的重度；

H_w——孔内水或泥浆的深度；

r_c——砼拌合物的重度。

h₁＝H_w*r_w/r_c＝26*12/24＝13m；

计算得首批混凝土灌注量为V＝7.79m³，因此9m³的砼运输车满足施工需要；

(4)水下混凝土灌注：

①灌注混凝土前需对混凝土输送管路及容器洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待储料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土，首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要，封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入钻机提升的料斗内，车内砼方量约9m³，将隔水设备和阀门同时打开进行封底，隔水设备采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由钻机起吊；

②首批混凝土下落后，混凝土连续灌注，在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2-6m；

③灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度，测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误；

④根据经验控制灌注的桩顶标高比设计标高高出1m，以保证混凝土强度，多余部分桩头必须凿除，确保桩头无松散层；

⑤灌注完混凝土后，及时将导管、漏斗进行清理和检查，以备下一孔使用；

⑥在灌注水下混凝土前，填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的检测表格，在浇注水下混凝土的过程中，填写水下混凝土浇筑记录；

(5)桩基砼灌注时，混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性、坍落度，坍落度控制在18～22cm，灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为0.25～0.45m，储料斗首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。混凝土初凝时间大于整桩灌注时间；

灌注开始后，连续有节奏地灌注混凝土，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成堵管，及时测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深；

灌注过程中若发生堵管现象时，上下活动导管，如处理无效时，利用型钢置于导管内，利用汽车吊上下吊动型钢以冲开导管内的混凝土，不得将导管拔出混凝土抹面；

混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转；

灌注过程中记录混凝土灌注量及相对的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况及时报告主管工程师，并进行处理；

在灌注混凝土将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确，在灌注过程中，孔内溢出地水或泥浆将沿着修筑的小水沟排入沉淀池，待沉淀完毕后将钻孔碎渣拉至弃土场，不得随意排放，污染环境及河流；

灌注时桩顶部标高较设计预加1m，在孔内混凝土面测3个点，根据现场实施情况适当调整。最后拔管时缓慢进行，保证桩芯混凝土密实度；

水下混凝土灌注过程中，若发生导管漏水、将导管拔出混凝土面、机械故障或其它因，造成断桩事故，予以重钻或与有关单位研究补救措施。

进一步地，采用环切法破除桩头工艺，基坑开挖后，在桩顶四周测量等高线标高，标高高程严格控制在桩顶标高，然后采用环切机沿桩头环切一圈，深度4cm；凿除主筋外侧混凝土并使主筋与内侧混凝土剥离，以若干个钢钎环形打入桩顶标高处混凝土内，使桩头混凝土断裂，采用吊车吊走桩头，桩头钢筋预弯采用手持式液压弯曲机。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明通过设置泥浆进行对套筒的侧边进行封堵，避免流沙造成坍塌，同时两次对孔进行清理，从而更好的保证浇筑桩的质量，同时施工效率高，工期快，钢筋笼提前设置，不影响工期的施工，节省时间同时保证焊接的质量，提高施工整体质量。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1所示，旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，所述方法包括如下步骤：

1、施工准备

技术准备

(1)技术准备

1、设计图纸自审、会审和交底，工人接受技术安全等交底；

2、施工方案、开工报告审批，用于工程的原材料检验合格；

3、完成三通一平即水通、路通、电通、场地平整，并且安全保护措施就绪。

4、在合理位置设置标识标牌，设置位置应选择在较为平坦的地势，各牌(图)保持在同一高度，基础采用C25混凝土浇筑。在合适位置设置桥梁名称和宣传标语。

5、工程开工前要从业主方取得工程地质资料和必要的水文地质资料，并组织相关技术管理人员进行全面的熟悉，同时还要参加业主方组织的图纸会审工作，做好图纸中不明事宜的答疑。

6、施工现场环境和邻近区域内的各类地上地下管线(高压线、管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料，提前做好准备工作。确保不影响现场的施钻及其它工作。需业主方协调进行拆迁改移的要尽早进行，确保施工安全。

7、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需做材料的试验。

8、具有可操作性的桩基工程的施工组织设计和有关施工工艺的试验参考资料。

9、作好全面的施工准备，施工前对工程的地质情况进行必要的研究，对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。尤其是砂类土地质的防塌孔应视为整个桩基工程施工中的重点。

(2)测量准备

在正式开工前对设计单位提供的控制点坐标和高程进行复核，在确认符合技术规范要求的精度条件下，布设施工控制点，建立符合精度要求的施工控制网。采用全站仪测设桩位，陆域桩位利用十字线引到护筒位置以外打设四根木桩，根据四根木桩的交汇点埋设护筒，护筒埋设好后再用全站仪进行复验，并对桩中加以标识，以便钻机就位时对中。

(3)试验准备

在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂以及碎石等材料样品，进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作并报监理工程师批准。

现场准备

(1)施工便道：对原有村道进行扩宽，保证车辆的正常通行，并新建施工便道至墩位。

(2)施工用电：安装1台800kVA变压器，从当地电网接入的方式。

(3)施工用水：施工用水采用当地的河水，该河水量较大，取水方便。

(4)场地平整：为避免雨季施工时作业区受雨水浸泡，设置排水沟，做到场内无积水。做好施工场地周围和运输便道的防涝、排水措施，准备足够的排水机具。

(5)由于旋挖钻机回转半径大，钻杆高，自重大，在钻机就位前对场地要平整夯实，保证场地有足够的承载力以免钻机沉陷或倾斜。

(6)合理布置施工场地：保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输，钻渣的及时外运。

(7)合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。同时也要满足环保要求，避免对周边环境造成污染。

(8)由于旋挖钻行走移位方便，在桩孔的施工顺序安排上采用相邻墩的桩孔交替施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。

2、钢护筒制作及埋设

(1)护筒的作用

①稳定孔壁、防止坍孔(类似于在砂子上挖坑，只要孔口不坍塌，内部一般不会坍塌，当然遇到流沙、溶洞或软弱层情况除外)。

②隔离地表水。

③保护孔口周围地面，为施工创造安全的工作面。

④固定桩孔位置和钻头导向作用等。

(2)护筒制作要求

①护筒采用6mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大0.2m，上口外围加焊加劲环。

②桩孔上口钢护筒采用长2～4米钢护筒。

(3)护筒埋设要求

①护筒要求比桩径大20cm，护筒埋设完成之后要在护筒周边逐层回填粘土。护筒中心与桩中心偏差不大于5cm，倾斜度小于0.5％，护筒有一定的刚度，同时要在护筒埋设过程当中要对称回填埋设，避免护筒因偏压而变形，变形太大严禁使用。

②尽量采取人工沿护筒的轮廓开挖，减少对周围土体的扰动。护筒下放后要拉出十字线，校核中心和垂直度。护筒外侧回填土要求夯实，如果护筒脚在软弱的土层时，外侧要用较好的土回填密实，防止护筒下沉(安装钢筋笼和浇筑混凝土时，钢筋笼和导管的重量都压在护筒上，同时护筒顶标高也是计算孔深、控制桩顶和桩底的依据)。钢护筒埋设应高出地表30cm。

泥浆制备

(1)由于雷威大桥桩基地址存在砂类土层，松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，在试钻时，根据具体桩基的岩层情况，选择性选用泥浆护壁的方式。

(2)现场设泥浆池(含回浆用沉淀池及泥浆储备池)，考虑旋挖钻在土质及泥岩地质中进尺较快，泥浆池容积应考虑相邻2根桩基容积，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布，防止泥浆流失。

(3)制备泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器。使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。

(4)造浆后试验全部性能指标，新制备泥浆满足：含沙量≤4％，粘度18-22pa.s，泥浆比重1.10-1.20。钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，并随时注意地质变化，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求。

(5)钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理(加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能)经测试合格后重复使用。

3、钻机就位

(1)钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。

(2)通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后，即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。

4、钻进成孔

(1)钻进

①旋挖钻机的设置及调整

施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。

在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。

②钻孔作业

钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示—动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。

施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。

钻机就位前对钻机就位对中，钻机水平平稳，钻机垂直度，钻径大小，钻头磨损情况，钻杆钻头连接情况进行仔细检查，检查合格后上报监理验收，验收合格后开钻。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，适当增加扫孔次数，防止缩径；对回填土层采用保护措施进行施工，对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度；如在实际施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层；对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。

钻渣要及时运出工地，弃运到弃土场以达到环境保护的要求。

③地质情况记录

地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度。

(2)终孔

①钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。

②对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器，吊入钻孔内检测。

③孔深及沉渣厚度检测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。

④确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。

5、清孔及检测

(1)清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位。

(2)清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力。清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就满足规范要求，否则不下放钢筋笼。

(3)待钢筋笼到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重在1.03～1.10范围内，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于设计及规范要求。孔底沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，实际钻孔深度与浇筑前实测深度之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。

6、钢筋笼制作、运输及安装

(1)钢筋笼制作、运输

①钢筋笼在钢筋加工场地制作完成，由监理报验合格后，用平板货车运至现场。

②钢筋笼在钢筋加工场制作。在加强箍上等间距标出主筋位置，先将主筋依次焊接在加强箍上，形成骨架，随后将箍筋焊接在骨架上。

③桩基钢筋笼分段接长采用钢筋机械连接接头接长(Ⅰ级接头)，且同一截面内主筋接头数量不得超过全部主筋数量的50％；

④桩顶破桩头部分钢筋主筋采用保护隔离措施，便于桩头整体分离提升。

(2)钢筋笼的安装

整根钢筋笼制作完成后，经自检合格报监理工程师检查认可后，方可安装，钢筋笼安装前清除粘附的泥土和油渍，保证钢筋与混凝土紧密黏结。

①现场起吊

钢筋笼长度超过12米时，整根钢筋笼分成2节进行加工，在安装钢筋笼时，用25t吊车先下放底节钢筋笼，待底节钢筋笼最上面的加劲箍下放至护筒口时，用12a的工字钢横穿钢筋笼固定，再调运第二节钢筋笼至底节钢筋笼上方进行对接安装，待主筋连接和检测管接头安装完毕并检验后下放，吊点设置在每节钢筋笼最上一层加劲箍处，对称布置，共计四个，吊耳采用圆钢制作并与相应主筋焊接，随着钢筋笼的不断接长，钢筋笼重量在不断增加，为避免钢筋笼发生吊装变形，钢筋笼顶口设置专用吊架，吊架结构钢筋笼下放到位时待上口吊筋对中后，再松钩将吊筋挂于横在护筒顶口的扁担梁上，并将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定。钢筋笼的施工顺序为底节钢筋笼起吊→正位→下放→固定→第二节钢筋笼起吊→连接→下放→整体正位→固定。

②钢筋笼的下放

提起连接好的骨架、抽出扁担梁，缓慢下放，重复上述工序。在下放过程中将钢筋笼的三角内撑割掉，以防钩挂混凝土灌注导管。

钢筋笼下放到位后将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定，防止浇注混凝土时钢筋笼的上浮和下沉。固定时，要根据钢护筒的偏位情况将钢筋笼中心反方向调整，以使钢筋笼中与桩中心重合。

由于桩长较长，所以钢筋笼的长度大、质量重，因此在进行钢筋笼的安装固定过程中要注意避免因临时固定钢筋笼的扁担强度或刚度不够而导致钢筋笼掉入桩孔当中的事故发生。

③检测管的安装及检查

在安装检测管前根据钢筋笼的长度对检测管进行下料，各节钢管均预先绑扎在钢筋笼上，接头处用管钳使其密封连接，每节钢筋笼对接完后，用管钳连接好接头处对接检测管并固定牢靠，并保证钢筋笼下发完成后的声测管互相平行，声测管内灌水检查其是否漏水，声测管未出现漏水现象后用橡胶套将顶口堵死，并用钢丝将橡胶套绑紧，声测管顶节外露高度满足检测要求。

每节钢筋笼下放时将声测管灌满清水，然后略微提高钢筋笼，并停滞一段时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，则可用套管插入(焊接)上下节检测管后，进行下放；若水位有所下降，则将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入(焊接)下放。钢筋笼下放到位后，顶口用铁板封闭以防泥浆等杂物掉进孔内。声测管的插入(焊接)除要求强度以外，还要满足插入连接(焊缝)致密不漏水。

7、导管安装

(1)导管选择

①导管采用专用的螺旋丝扣导管，导管采用280mm内径导管，中间节长2.6m，最下节长4-5m，配备0.5m、1m、1.5m非标准节。导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸，对于旧导管在试压前通过称重的方式判定导管壁厚是否满足使用要求。

②导管在使用前，除对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，进行试拼和试压，试压导管的长度满足最长桩浇筑需要，导管自下而上顺序编号和节段长度，且严格保持导管的组合顺序，每组导管不能混用。导管组拼后轴线差，不宜超过钻孔深的0.5％且不大于10cm。试压压力为孔底静水压力的1.5倍。检查合格后方可使用。

③导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底至钻孔上口段，宜使用非标准节导管。

④导管下放竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼。下放时要记录下放的节数，下放到孔底后，理论长度与实际长度进行比较，是否吻合。

⑤完全下放导管到孔底后，并经检查无误后，轻轻提起导管，控制导管底口距离桩孔底0.3～0.4m，并位于钻孔中央。

(2)导管水密性试验

导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax。本工程导管可能承受的最大内压力计算式如下：

P_max＝1.3(r_ch_xmax-r_wH_w)

式中:P_max——导管可能承受到的最大内压力(kPa)；

r_c——砼容重(kN/m3)，取24.0kN/m3；

h_xmax——导管内砼柱最大高度(m)，以导管全长或预计的最大高度计；本工程桩基按照最大深度为40米计算，因此h_xmax取40m；

r_w——孔内泥浆的容重(kN/m3)，取12.0kN/m3；

H_w——孔内清水或泥浆的深度(m)，根据桥涵规范护筒顶高于稳定后的承压水位2.0米以上，按照最大桩长30米计，取H_w＝30-2＝28米

P_max＝1.3×(24×30-12×28)＝499.2Kpa

水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70％的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。

(3)导管安装

导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度。并注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水等现象。

8、二次清孔

(1)导管下放到位后，立即进行孔底沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求时，采用正循环二次清孔，循环时注意保持泥浆水头并补充优质泥浆防止塌孔，并再次检查孔内泥浆的性能指标和沉淀厚度，满足相关要求后，经监理工程师现场检验合格后，立即拆除吸泥弯头，开始浇注水下混凝土。

(2)浇注混凝土前孔底沉渣厚度要小于设计及规范要求，孔内沉渣测量采用前端悬挂平砣测绳测量，测出的差值即为沉渣厚度。

9、水下混凝土灌注

(1)水下混凝土浇注设备

①导管及集料斗

导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。

根据首批封底混凝土方量的要求，选用大集料斗和小料斗两个料斗共计5m3灌注，能够满足混凝土浇注的需要。

②混凝土生产、输送设备

由商混站负责，保证混凝土连续浇灌。

(2)混凝土配合比设计

混凝土采用商品混凝土，保证混凝土连续浇灌，确保第一车混凝土初凝之前完成桩基所有混凝土的灌注。

(3)首批混凝土数量

按规定，首盘砼的方量满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要，设导管下口离孔底40cm，则参照规范JTG/TF50—2011中的下式进行计算：

最大桩径为2.2m，为提高桩基灌注的成功率，按照直径2.5m来进行计算)灌注首批砼所需数量的计算式如下：

V——灌注首批砼所需数量(m³)

D——桩孔设计直径(2.2m)；

d——导管直径(0.30m)；

H₁——孔底至导管底端间距，取0.4m；

H₂——导管初次埋置深度，一般取1.0m；

h₁——孔内砼达到埋置深度H₂时，导管内砼柱平衡导管外压力所需的高度(m)；h1＝H_w*r_w/r_c

r_w——孔内水或泥浆的重度(12kN/m³)；

H_w——孔内水或泥浆的深度(26m)；

r_c——砼拌合物的重度(24kN/m³)。

h₁＝H_w*r_w/r_c＝26*12/24＝13m

计算得首批混凝土灌注量为V＝7.79m³，因此9m³的砼运输车满足施工需要。

(4)水下混凝土灌注

①灌注混凝土前需对混凝土输送管路及容器洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待储料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土。首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要，封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入钻机提升的料斗内，车内砼方量约9m³，由一人统一指挥，双方都准备好后将隔水设备和阀门同时打开进行封底，隔水设备采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由钻机起吊。

②首批混凝土下落后，混凝土连续灌注。在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2-6m。

③灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达一定埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误。

④根据经验控制灌注的桩顶标高比设计标高高出1m左右，以保证混凝土强度，多余部分桩头必须凿除，确保桩头无松散层。

⑤灌注完混凝土后，及时将导管、漏斗等进行清理和检查，以备下一孔使用。

⑥在灌注水下混凝土前，填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的“相关检测表格”，在浇注水下混凝土的过程中，填写“水下混凝土浇筑记录”。

(5)桩基砼灌注注意的问题

①混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性、坍落度等情况。坍落度控制在18～22cm。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为0.25～0.45m，储料斗首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。混凝土初凝时间大于整桩灌注时间。

②灌注开始后，连续有节奏地灌注混凝土，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成堵管。及时测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深。

③灌注过程中若发生堵管现象时，可上下活动导管，如处理无效时，可利用型钢置于导管内，利用汽车吊上下吊动型钢以冲开导管内的混凝土，但是要注意不得将导管拔出混凝土抹面。

④混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作。灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。

⑤灌注过程中记录混凝土灌注量及相对的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况及时报告主管工程师，并进行处理。

⑥在灌注混凝土将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。在灌注过程中，孔内溢出地水或泥浆将沿着修筑的小水沟排入沉淀池，待沉淀完毕后将钻孔碎渣拉至弃土场。不得随意排放，污染环境及河流。

⑦灌注时桩顶部标高较设计预加1m，在孔内混凝土面测3个点，根据现场实施情况适当调整。最后拔管时缓慢进行，保证桩芯混凝土密实度。

⑧水下混凝土灌注过程中，若发生导管漏水、将导管拔出混凝土面、机械故障或其它因，造成断桩事故，予以重钻或与有关单位研究补救措施。

10、破桩头

本标段采用环切法破除桩头工艺。基坑开挖后，在桩顶四周测量等高线标高，标高高程严格控制在桩顶标高，然后采用环切机沿桩头环切一圈，深度4cm；凿除主筋外侧混凝土并使主筋与内侧混凝土剥离；以多个钢钎环形打入桩顶标高处混凝土内，使桩头混凝土断裂；采用吊车吊走桩头，桩头钢筋预弯采用手持式液压弯曲机。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：测量放样，开挖护筒埋设基坑，钢护筒沉放，护筒周边粘土回填处理，钻机就位，钻机成孔，一次清孔并检测，制作钢筋笼并下钢筋笼，安装导管，二次清孔，浇筑水下砼，破桩头和检桩，完成施工。

2.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：测量放样的具体过程为：布设施工控制点，建立符合精度要求的施工控制网，采用全站仪测设桩位，陆域桩位利用十字线引到护筒位置以外打设四根木桩，根据四根木桩的交汇点埋设护筒，护筒埋设好后再用全站仪进行复验，并对桩中加以标识，以便钻机就位时对中。

3.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：开挖护筒埋设基坑，钢护筒沉放，护筒周边粘土回填处理的具体过程为：

护筒采用6mm钢板卷制成型，其内径比设计桩径大0.2m，上口外围加焊加劲环，桩孔上口钢护筒采用长2～4米钢护筒；

护筒要求比桩径大20cm，护筒埋设完成之后要在护筒周边逐层回填粘土，护筒中心与桩中心偏差不大于5cm，倾斜度小于0.5％，同时要在护筒埋设过程当中要对称回填埋设，避免护筒因偏压而变形，变形太大严禁使用；

采取人工沿护筒的轮廓开挖，减少对周围土体的扰动，护筒下放后要拉出十字线，校核中心和垂直度，护筒外侧回填土要求夯实，如果护筒脚在软弱的土层时，外侧要用较好的土回填密实，防止护筒下沉，安装钢筋笼和浇筑混凝土时，钢筋笼和导管的重量都压在护筒上，同时护筒顶标高也是计算孔深、控制桩顶和桩底的依据，钢护筒埋设应高出地表30cm；

由于桩基地址存在砂类土层，松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，在试钻时，根据具体桩基的岩层情况，选择性选用泥浆护壁的方式；

现场设泥浆池，根据旋挖钻在土质及泥岩地质中进尺，泥浆池容积为相邻2根桩基容积，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布，防止泥浆流失；

制备泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，二是用水力搅拌器，使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机；

造浆后试验全部性能指标，新制备泥浆满足：含沙量≤4％，粘度18-22pa.s，泥浆比重1.10-1.20，钻孔过程中检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标，保证泥浆的各项指标符合规范要求；

钻孔施工现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理，加入纯碱和CMC改善泥浆性能，经测试合格后重复使用。

4.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：钻机成孔的具体过程为：

(1)钻进，具体过程为：

①旋挖钻机的设置及调整，施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面，先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面，从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移，操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立，同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护；

在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂，调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式，在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业，而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作，在调垂过程中，操作人员通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置；

②钻孔作业，钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业，在作业过程中，操作人员通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态，开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度，当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染，完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置，工作状态通过显示器的主界面中的回位标识进行监视；

施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量；

钻机就位前对钻机就位对中，钻机水平平稳，钻机垂直度，钻径大小，钻头磨损情况，钻杆钻头连接情况进行仔细检查，检查合格后上报监理验收，验收合格后开钻；

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，加快钻进速度，当软地层变为硬地层时，要减速前进，在易缩径的地层中，增加扫孔次数，防止缩径，对回填土层采用保护措施进行施工，对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率，砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度，在施工过程中出现卵石层，则采取以下措施：对于粒径小于固定值的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径大于设定值的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层，对于深度小于某个值的卵石层采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法，钻渣要运出工地，弃运到弃土场以达到环境保护的要求；

③地质情况记录，地质情况记录按相应的地质的相关的表记录，旋挖钻机钻进施工时及时填写钻孔记录表，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高，钻孔记录表由专人负责填写，交接班时有交接记录，根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间，钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计，钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境，钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度；

(2)终孔，具体过程为：

①钻孔达到设计深度后，核实地质情况，通过钻渣，与地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求，如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理，如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查；

②对于孔径、孔壁、垂直度的检测项目采用测孔仪进行检测，当缺乏专用仪器时，可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm，不得大于钻头直径，长度为4～6倍外径的钢筋检孔器，吊入钻孔内检测；

③孔深及沉渣厚度检测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深；

④确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行清孔。

5.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：一次清孔并检测的具体过程为：

(1)清孔采用换浆法清孔，清孔时注意保持孔内水位；

(2)清孔的目的是清除钻渣和沉淀层，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力，清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，第一次清孔就满足规范要求，否则不下放钢筋笼；

(3)待钢筋笼到位后下放导管再进行第二次清孔，灌注混凝土前清孔必须达到以下标准：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无颗粒感觉，泥浆比重在1.03～1.10范围内，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于设计及规范要求，孔底沉渣的测量：采用前端悬挂平砣的测绳在孔壁周围测量孔深，测点不少于4个，实际钻孔深度与浇筑前实测深度之差为沉渣厚度，每次测量前必须采用钢尺对测量绳进行校核，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。

6.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：制作钢筋笼并下钢筋笼的具体过程为：

(1)钢筋笼制作、运输：

①钢筋笼在钢筋加工场地制作完成，由监理报验合格后，用平板货车运至现场；

②钢筋笼在钢筋加工场制作，在加强箍上等间距标出主筋位置，先将主筋依次焊接在加强箍上，形成骨架，随后将箍筋焊接在骨架上；

③桩基钢筋笼分段接长采用钢筋机械连接接头接长，为Ⅰ级接头，且同一截面内主筋接头数量不得超过全部主筋数量的50％；

④桩顶破桩头部分钢筋主筋采用保护隔离措施，便于桩头整体分离提升；

(2)钢筋笼的安装：

整根钢筋笼制作完成后，经自检合格报监理工程师检查认可后，方可安装，钢筋笼安装前清除粘附的泥土和油渍，保证钢筋与混凝土紧密黏结；

①现场起吊，钢筋笼长度超过12米时，整根钢筋笼分成2节进行加工，在安装钢筋笼时，用25t吊车先下放底节钢筋笼，待底节钢筋笼最上面的加劲箍下放至护筒口时，用12a的工字钢横穿钢筋笼固定，再调运第二节钢筋笼至底节钢筋笼上方进行对接安装，待主筋连接和检测管接头安装完毕并检验后下放，吊点设置在每节钢筋笼最上一层加劲箍处，对称布置，共计四个，吊耳采用圆钢制作并与相应主筋焊接，随着钢筋笼的不断接长，钢筋笼重量在不断增加，为避免钢筋笼发生吊装变形，钢筋笼顶口设置专用吊架，吊架结构钢筋笼下放到位时待上口吊筋对中后，再松钩将吊筋挂于横在护筒顶口的扁担梁上，并将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定，钢筋笼的施工顺序为底节钢筋笼起吊→正位→下放→固定→第二节钢筋笼起吊→连接→下放→整体正位→固定；

②钢筋笼的下放，提起连接好的骨架、抽出扁担梁，下放，在下放过程中将钢筋笼的三角内撑割掉，以防钩挂混凝土灌注导管；

钢筋笼下放到位后将吊筋与扁担、扁担与护筒焊接固定，防止浇注混凝土时钢筋笼的上浮和下沉，固定时，要根据钢护筒的偏位情况将钢筋笼中心反方向调整，以使钢筋笼中与桩中心重合；

由于桩长较长，所以钢筋笼的长度大、质量重，因此在进行钢筋笼的安装固定过程中要注意避免因临时固定钢筋笼的扁担强度或刚度不够而导致钢筋笼掉入桩孔当中的事故发生；

③检测管的安装及检查，在安装检测管前根据钢筋笼的长度对检测管进行下料，各节钢管均预先绑扎在钢筋笼上，接头处用管钳使其密封连接，每节钢筋笼对接完后，用管钳连接好接头处对接检测管并固定牢靠，并保证钢筋笼下发完成后的声测管互相平行，声测管内灌水检查其是否漏水，声测管未出现漏水现象后用橡胶套将顶口堵死，并用钢丝将橡胶套绑紧，声测管顶节外露高度满足检测要求；

每节钢筋笼下放时将声测管灌满清水，然后提高钢筋笼，并停滞固定时间观察检测管内水位，若水位无任何变化则表明检测管密实无漏，则可用套管插入上下节检测管后，进行下放；若水位有所下降，则将钢筋笼缓慢提起，查找漏水位置，并予以封堵，封堵完毕即可插入下放，钢筋笼下放到位后，顶口用铁板封闭以防泥浆等杂物掉进孔内，声测管的插入焊接除要求强度以外，还要满足插入连接致密不漏水。

7.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：安装导管的具体过程为：

(1)导管选择，具体过程为：

①导管采用专用的螺旋丝扣导管，导管采用280mm内径导管，中间节长2.6m，最下节长4-5m，配备0.5m、1m、1.5m非标准节，导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸，对于旧导管在试压前通过称重的方式判定导管壁厚是否满足使用要求；

②导管在使用前，除对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，进行试拼和试压，试压导管的长度满足最长桩浇筑需要，导管自下而上顺序编号和节段长度，且严格保持导管的组合顺序，每组导管不能混用，导管组拼后轴线差，不宜超过钻孔深的0.5％且不大于10cm。试压压力为孔底静水压力的1.5倍，检查合格后方可使用；

③导管长度按孔深和工作平台高度决定，漏斗底至钻孔上口段，宜使用非标准节导管；

④导管下放竖直、轻放、以免碰撞钢筋笼，下放时要记录下放的节数，下放到孔底后，理论长度与实际长度进行比较，是否吻合；

⑤完全下放导管到孔底后，并经检查无误后，轻轻提起导管，控制导管底口距离桩孔底0.3～0.4m，并位于钻孔中央；

(2)导管水密性试验，具体过程为：

导管须经水密试验不漏水，其容许最大内压力必须大于Pmax，导管可承受的最大内压力计算式如下：

P_max＝1.3(r_ch_xmax-r_wH_w)

式中:P_max——导管可能承受到的最大内压力；

r_c——砼容重，取24.0kN/m³；

h_xmax——导管内砼柱最大高度，以导管全长或预计的最大高度计，桩基按照最大深度为40米计算，因此h_xmax取40m；

r_w——孔内泥浆的容重，取12.0kN/m³；

H_w——孔内清水或泥浆的深度，根据桥涵规范护筒顶高于稳定后的承压水位2.0米以上，按照最大桩长30米计，取H_w＝28米；

P_max＝1.3×(24×30-12×28)＝499.2Kpa；

水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70％的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，并与压水泵出水管相接，启动压水泵给导管注入压力水，当压水泵的压力表压力达到导管须承受的计算压力时，稳压10分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格；

(3)导管安装，具体过程为：

导管安装时逐节量取导管实际长度并按序编号，做好记录以便砼灌注过程中控制埋管深度，并注意橡皮圈是否安置和检查每个导管两头丝扣有无破丝等现象，以免灌注过程中出现导管进水的现象。

8.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：二次清孔及验收的过程为：

(1)导管下放到位后，立即进行孔底沉渣检测，若沉渣厚度不满足设计要求时，采用正循环二次清孔，循环时注意保持泥浆水头并补充优质泥浆防止塌孔，并再次检查孔内泥浆的性能指标和沉淀厚度，经监理工程师现场检验合格后，立即拆除吸泥弯头，开始浇注水下混凝土；

(2)浇注混凝土前孔底沉渣厚度要小于设计及规范要求，孔内沉渣测量采用前端悬挂平砣测绳测量，测出的差值即为沉渣厚度。

9.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：浇筑水下砼的具体过程为：

(1)水下混凝土浇注设备，具体过程为：

①导管及集料斗，导管采用无缝钢管制成，螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性；

根据首批封底混凝土方量的要求，选用大集料斗和小料斗两个料斗共计5m³灌注，能够满足混凝土浇注的需要；

②混凝土生产、输送设备，由商混站负责，保证混凝土连续浇灌；

(2)混凝土配合比设计，具体过程如下：

混凝土采用商品混凝土，保证混凝土连续浇灌，确保第一车混凝土初凝之前完成桩基所有混凝土的灌注；

(3)首批混凝土数量：

首盘砼的方量满足导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的需要，设导管下口离孔底40cm，则参照规范JTG/TF50—2011中的下式进行计算：

最大桩径为2.2m，为提高桩基灌注的成功率，按照直径2.5m来进行计算，灌注首批砼所需数量的计算式如下：

V——灌注首批砼所需数量；

D——桩孔设计直径；

d——导管直径；

H₁——孔底至导管底端间距，取0.4m；

H₂——导管初次埋置深度，取1.0m；

h₁——孔内砼达到埋置深度H₂时，导管内砼柱平衡导管外压力所需的高度；h1＝H_w*r_w/r_c；

r_w——孔内水或泥浆的重度；

H_w——孔内水或泥浆的深度；

r_c——砼拌合物的重度。

h₁＝H_w*r_w/r_c＝26*12/24＝13m；

计算得首批混凝土灌注量为V＝7.79m³，因此9m³的砼运输车满足施工需要；

(4)水下混凝土灌注：

①灌注混凝土前需对混凝土输送管路及容器洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待储料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土，首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要，封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入钻机提升的料斗内，车内砼方量约9m³，将隔水设备和阀门同时打开进行封底，隔水设备采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由钻机起吊；

②首批混凝土下落后，混凝土连续灌注，在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2-6m；

③灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度，测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误；

④根据经验控制灌注的桩顶标高比设计标高高出1m，以保证混凝土强度，多余部分桩头必须凿除，确保桩头无松散层；

⑤灌注完混凝土后，及时将导管、漏斗进行清理和检查，以备下一孔使用；

⑥在灌注水下混凝土前，填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的检测表格，在浇注水下混凝土的过程中，填写水下混凝土浇筑记录；

(5)桩基砼灌注时，混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性、坍落度，坍落度控制在18～22cm，灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为0.25～0.45m，储料斗首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。混凝土初凝时间大于整桩灌注时间；

灌注开始后，连续有节奏地灌注混凝土，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成堵管，及时测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深；

灌注过程中若发生堵管现象时，上下活动导管，如处理无效时，利用型钢置于导管内，利用汽车吊上下吊动型钢以冲开导管内的混凝土，不得将导管拔出混凝土抹面；

混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转；

灌注过程中记录混凝土灌注量及相对的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况及时报告主管工程师，并进行处理；

在灌注混凝土将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确，在灌注过程中，孔内溢出地水或泥浆将沿着修筑的小水沟排入沉淀池，待沉淀完毕后将钻孔碎渣拉至弃土场，不得随意排放，污染环境及河流；

灌注时桩顶部标高较设计预加1m，在孔内混凝土面测3个点，根据现场实施情况适当调整。最后拔管时缓慢进行，保证桩芯混凝土密实度；

水下混凝土灌注过程中，若发生导管漏水、将导管拔出混凝土面、机械故障或其它因，造成断桩事故，予以重钻或与有关单位研究补救措施。

10.根据权利要求1所述的旋挖钻钻孔灌注桩施工方法，其特征在于：破桩头的具体过程为：采用环切法破除桩头工艺，基坑开挖后，在桩顶四周测量等高线标高，标高高程严格控制在桩顶标高，然后采用环切机沿桩头环切一圈，深度4cm；凿除主筋外侧混凝土并使主筋与内侧混凝土剥离，以若干个钢钎环形打入桩顶标高处混凝土内，使桩头混凝土断裂，采用吊车吊走桩头，桩头钢筋预弯采用手持式液压弯曲机。