旋挖钻试桩方案

一、编织依据 1、《辽河一号特大桥》施工图-哈大客专沈哈施桥（特）03-1A～3A 2、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-20052 3、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设【2005】160号 4、沈哈客专施桥参01 A 二、试桩地点

辽河一号特大桥位于辽河、泛河河谷地貌单元上,地形较开阔、地势平坦。桥涉及地层主要为第四系全新统粉质粘土、细砂、中砂、粗砂、砾砂；底部基座为白垩纪下统泥岩夹砂岩、砾岩以及混合岩。

61墩有8根φ1.0m的桩基，均为进入泥岩的摩擦桩，桩顶以下25米范围正常配筋，25米以下主筋减半配筋。选取61-1为试验桩，桩长37.0m。桩身砼强度设计等级为C30，混凝土作用环境等级为T1。 三、试桩目的

通过SR220C旋挖钻试桩施工，进行钻孔灌注桩成孔工艺试验，总结施工经验；验证地质钻探资料或设计参数、为优化设计提供依据；检验设备、工艺是否适宜，确定泥浆比重、沉渣厚度、拔管速度、每延米砼用量、充盈系数等各项工艺参数。待试桩试件56d抗压强度、桩身混凝土无损检测、桩承载力试验合格后进行试桩总结，将试桩总结报监理单位确认后，指导钻孔灌注桩规模化施工。 四、施工准备

1、钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。

2、泥浆池布置：根据地形，合里布置泥浆池、沉淀池，沉淀池容积应满足2个孔以上排碴量的需要。

3、测量放样: 施工前测量班用GPS精确放出桩位中心点，放样后报监理工程师．．．

检验。检验合格后根据中心点在桩周围埋设4个护桩，护桩上定铁钉挂线以精确定位。

4、试验准备：提前作好各种材料样品的检验。

5、内业资料准备：原始试桩记录填写由专职资料员完成，主管工程师收集原始资料，收集后对原始资料进行整理和归档。 五、施工安排

1、施工组织机构及人员配备情况

工区将在此段设立由工区副经理武新文任施工管理负责人，并配备技术负责人及若干技术施工人员，物资、设备均配有专人负责。

主要管理人员一览表 序号 姓名 职称 职 务 1 武新文 工程师 工区副经理 2 王雪竹 高级工程师 工区总工 3 丁财国 工程师 工区施工队队长 4 张杰 工程师 桥梁工程师 5 胡吉林 高级工程师 质检工程师 6 王长远 工程师 安全工程师 7 周正华 高级工程师 测量工程师 8 刘凤鸽 助理工程师 技术员 9 史长存 工程师 试验工程师 10 崔海洋 技术员 技术员 2、施工安排

钻孔灌注桩试桩时间安排在2008年2月28日。 3、主要机具、设备一览表 设备名称及描述 序号 数量 型号 (类别、型号) 1 旋挖钻 1 SR220C 2 砼运输车 2 5290GJB 3 发电机 1 65kw 4、砼供应

钻孔灌注桩试桩砼在砼搅拌站集中拌和，砼运输罐车送到现场，用导管进行混合料灌注。

六、施工方法 1、泥浆制备

开挖泥浆池，选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆，造浆量为2倍桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能控制指标如下：

泥浆比重：旋挖钻机泥浆比重为1.05～1.10。 粘度： 18～22s。

含砂率：新制泥浆不大于2%。 胶体率：不小于95%。 PH值：8～１０。

凿桩头 桩基检测 清理、检查 安放导管 二次清孔 灌注混凝土 检查泥浆比重及沉渣厚度 制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋置深度 测孔深、孔径 钢筋笼制作 清 孔 测 孔 安放钢筋笼 中间检查 终 孔 测孔深、泥浆比重、钻进速度 测孔深、孔径、孔斜度 注清水、换泥浆、测比重 填表格、监理工程师签字认可 填表、监理工程师签字认可 加工钻头 钻机就位 钻 进 泥 浆 制 备 泥浆循环、滤碴、补浆、测指标 制作护筒 平整场地 测定孔位 挖埋护筒 挖泥浆池、沉淀池 钻孔施工工艺流程 2、埋设护筒

设置坚固、不漏水的孔口护筒，护筒直径120cm，护筒钢板厚度6㎜，长度3.0m。钢护筒在浇筑砼后立即拔除，重复倒用。钢护筒采用人工挖孔埋设，四周用粘土夯填密实，护筒顶高出施工地面0.5m，且高出施工水位或地下水位2m。钢护筒埋设中心与桩位中心的平面误差<5cm，倾斜度<1%。护筒埋设完成后，用护桩十

字线重新核定桩中心位置，并经监理工程师检查验收认可后开钻。 3、钻机就位及钻孔

3.1、钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机运行至桩位处把钻机的钻杆中心对准桩位，垫平底架，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端应用缆风绳对称拉紧，然后调整钻机底架水平度，待钻机底架水平度调整完成后重新用钻杆对准桩位中心，锁死钻机定位装置，确保钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机在同一垂直线上，保持钻孔垂直。钻机对位用线绳拉十字交叉点进行钻头对中，钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。

3.2、钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。

3.3、钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。

3.4、钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况，发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。在钻孔过程中钻机提钻甩渣复位后，应检查钻头是否对中。

3.5、当钻孔深度达到设计要求时，旋挖筒取渣时间要相对延长，但不能加压，即保证能取尽钻渣，又要能避免超钻。对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。 4、清孔

钻孔至设计标高后，采用监理工程师认可的方法检测孔深、孔径和垂直度等，待检测合格后，及时清孔。清孔时必须注意保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m，防止坍孔。清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重1.05～1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于10cm。不满足要求时利用导管进行二次清孔，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

5、钢筋笼骨架的制作安装

钢筋笼采取制作成二节，吊装就位。制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。每根桩基中选一根作为接地钢筋，桩中的钢筋在承台中环接并通过桥墩结构钢筋中的两根连接到顶帽处的接地端子。

钢筋骨架的保护层厚度100mm,垫块采用半径为10cm,与桩身混凝土同标号的圆形混凝土垫块，同时圆块中心穿φ20钢筋并与桩身钢筋焊接牢固。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周均匀布置4个。

骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，采用2根Φ50钢管做成倒“丫”形状的支撑，下口撑住钢筋笼，上口与护筒焊接牢固，防止钢筋笼在灌注砼时发生上浮。 6、导管安装

导管采用φ30cm钢管，导管管节长度，中间节为2米的等长，底节为4米，漏斗下用1米短管（无1米管可用1.5米代替）。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，试压压力为0.6Mpa。按自下而上顺序编号和标示尺度。导管长度按孔深和工作平台高度决混凝土灌注到接管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数量拌制，以免造成浪费。漏斗底距钻孔上口不大于2m，导管与接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端

不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管组装后轴线偏差，不大于10cm，循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。 7、灌注水下混凝土

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度。如大于设计厚度，二次清孔，直到满足要求为止。

导管下口至孔底（沉渣面）的距离为30～40cm。吊装时，导管应位于孔，并应在灌注砼前进行升降试验。整个吊装过程应竖直下放，防止和井孔壁碰撞造成孔壁受损坍塌。

首批砼灌注前砼必须准备充分，保证砼初始量能满足导管埋入首批砼中的深度不小于1.0m且不大于3.0m。施工时，砼罐车直接放砼在漏斗里，漏斗口用钢板封住，漏斗容积为1.5m3，待漏斗放满砼后，提起钢板灌入砼。开灌后，加快砼罐车放料速度，保证砼的连续灌注，从而保证封底成功。

灌注开始后，要连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注混凝土要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，以避免产生气囊。在灌注过程中，采用测深锤随时探测孔内砼面位置，及时调整导管埋置深度，控制导管埋入深度在2～6m范围内。导管坚固并有足够起重能力时，导管埋置深度可适当增长，从而减少拆管次数，尽可能缩短拆除导管时间。在拆除导管时，必须保证导管下口埋入砼中1m以上。灌注至桩顶5m时，可适当提高漏斗高度，保持砼势头高度，确保正常灌注。导管的提升采用吊车完成。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下或1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。桩顶砼超灌至设计标高以上1.0m，以保证截桩后桩身砼质量。并设专人记录砼灌注过程的灌注时间、砼深度、导管埋深及导管拆除情况。严格控制导管的埋深及拆除长度，避免出现导管拔不动或拔出砼面，从而造成断桩事故。在灌注将近结束时，应核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。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，并减小导管埋深使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆进入桩中。

钢护筒在灌注结束，混凝土初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直度。 混凝土灌注时，每根桩应制作不少于1组混凝土试件。 8、质量检验标准

钻孔桩钻孔允许偏差及检验方法

序检验数检验项目 质量标准 检验方法 号 量 钻进中地质记录，设计代1 地质情况 符合设计 每根桩 表现场确认首根桩的地质情况 符合设计刻度钢绳测2 孔深 每根桩 要求 量 符合设计3 孔径、孔型 每根桩 检孔器检查 要求 坚实不漏 每根桩 观察 水 钢护4 筒 顶面不大于每根桩 测量 位置 50mm 骨架允许偏差 倾斜不大于1% 每根桩 吊绳量测 度 允许偏差9、施工注意事符合工艺检验方法随时抽 序号 项 目 5 泥浆指标（ mm） 试验 项 要求 检 钢筋骨架在承台底以、在松散灌注砼前孔符 合设计尺量 刻度钢绳测（1）1 ±100每根桩 下长度 6 底沉渣 粉砂土或流砂要求 量 2 钢筋骨架外径 孔位（纵横±10不 中钻进时，应大于尺量 7 每根桩 测量 3 主钢筋间距±10 尺量 控制进尺速向） 50mm 4 加强筋间距±20 度，选用较大8 孔的倾斜度 不大于1%尺量 每根桩 吊绳量测 相对密度、粘箍筋间距或螺旋筋间5 ±20 尺量 度、胶体率的泥浆或高质量距 泥浆。 6 钢筋骨架倾斜度 1% 吊线尺量 （2）、吊入钢筋骨架时应对7 骨架保护层厚度 +10，-5 尺量 全站仪、拉准钻孔中心竖直插入，严防

8 骨架中心平面位置 20 触及孔壁。 线 （3）、清孔时应指定专人补9 骨架顶端高程 ±20 水准仪 水准仪、反浆（或水），保证孔内必要10 骨架底面高程 ±50 的水头高度。供水管最好不算 要直接插入钻孔中，应通过

水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过 1.5-1.6 倍钻孔中水柱压力。 （4）、不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。 （5）、钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。。 （6）钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。

（7）如已发生钻杆折断事故，将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。

七、桩基检测

1、桩身56天立方体抗压强度。每根桩在混凝土的浇筑地点随机抽样制作试件不小于2组，56d标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。

2、低应变法检测桩身混凝土的匀质性和完整性。Ⅰ、Ⅱ类桩为合格桩，Ⅲ、Ⅳ类桩为为问题桩，应进行钻芯取样。

3、桩承载力试验。61-1桩的地基承载力为250kPa或单桩承载力4138.1KN；设计单桩承载力为3906.8KN。 八、质量控制措施 1、坍孔

由于泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求、出渣后未及时补充泥浆、在松软砂层中钻进进尺太快、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁等都容易产生坍孔。 控制措施：

（1）、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

(2)、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

(3)、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

(4)、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过 1.5-1.6 倍钻孔中水柱压力。

钻孔桩钢筋(5)、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 2、钻孔偏斜

（1）安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

（2）由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

（3）钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。 3、外杆折断

（1）不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。

（2）钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。 (3)、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。 （4）、如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。 4、首批混凝土封底失败

⑴导管底距离孔底大高或太低。

原因：由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1 米以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。 预防措施：准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。

也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。

⑵首批砼数量不够。

原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。

预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 ⑶首批混凝土品质太差。

原因：首批砼和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。 预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。 ⑷导管进浆。

导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。

（5）处理办法

首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。 5、灌注过种中坍孔

由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。 处理办法：⑴如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。 ⑵如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。 6、 导管拨空、掉管。 ⑴导管拨空

原因：由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。

预防措施：应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。 ⑵掉管

原因：导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。

预防措施：每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。 （3）、处理办法

⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。 ⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。 7 、灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。

⑴混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。 ⑵混凝土和易性太差。

⑶导管埋深过大。

⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。 ⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。 补救措施：

⑴提起导管，减少导管埋深。

⑵接长导管，提高导管内混凝土柱高。

⑶可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。 8、灌注高度不够

原因：测量不准确；桩头预留量太少。

预防措施：可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。 处理办法：挖开桩头，重新接桩处理。 九、施工安全保证措施 （1）、钻孔桩施工安全措施

A、钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。 B、导管安装对接时必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。

C、砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，轮胎下必须垫有枕木。倒车过程中，车后不得有人。同时，吊车提升拆除导管过程中，各现场人员必须注意吊钩位置，以免将头砸伤。

D、现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴防护眼镜。

E、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设安全防护设施，并有人看守。

F、导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全。

G、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。

H、挖掘机及吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。 I、矿料运输车进出场必须打开转向灯，入场后倒车必须设专人指挥。 J、吊车及钻机工作之前必须进行机械安全检查。

K、现场卸料（主要指钢筋和钢板、钢管）前，必须检查卸料方向是否有人，以避免将人员砸伤 （2）、施工现场安全技术措施：

A、施工作业人员到施工现场必须戴安全帽，持证上岗，非施工人员不得进入施工现场。

B、施工现场的布置符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定及文明施工的要求。 C、现场道路平整、坚实、保持畅通、危险地点悬挂《安全色》和《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设大幅安全宣传标语。

D、现场的生产、生活区要设足够的消防水源和消防设施网点，消防器材有专人管理，不得乱拿乱动。组成由10-15人的义务消防队，所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。

E、各类房屋、库棚、料场等消防安全距离符合门的规定，室内不得堆放易燃品；严禁在木工加工场、料库等吸烟；现场的易燃杂物，应随时清理，严禁在有火种的场地堆放或在其近旁堆放。 十、文明施工、环保 1、设立环保机构，切实贯彻环保法规，严格执行国家及地方颁布的有关环境保护、水土保持的法规、方针、和法令，结合设计文件和工程实际，及时提出有关环保措施。

2、废弃物及时运至经环保部门指定的位置进行填埋处理。

3、采用有效措施，消除施工污染，施工和生活废水采用沉淀池、化粪池等方式处理，清洗集料或含有油污的废水采用集油池的方式处理，不得污染水源及耕地。施工地点要防治噪音污染。施工便道经常洒水，防止尘土飞扬。

4、强化环保管理，健全环保管理机制，定期进行环保检查，及时处理违章事宜，并与当地的环保部门建立联系，接受社会及有关部门的监督。

5、加强环保教育，宣传有关环保，强化职工的环保意识，使保护环境成为参建职工的自觉行为。

6、以醒目的标志封闭施工区域，并在区界处挂上有关环保和企业精神的醒目标牌。 7、保护生态。施工中注意保护自然生态，不得随意拆堵水利设施，保护好河渠，不污染水源。