桥梁钻孔桩桩基工艺性试验方案

新建成贵铁路乐山段CGZQSG-3标钻孔灌注桩试桩方案

钻孔桩试桩方案

1.编制依据及编制范围

1.1编制依据

（1）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；

（2）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；

（3）《铁路工程基桩检测技术规程》(TB10218-2008)；

（4）《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4-2005)及局部修订条文（铁建设[2009]62号）；

（5）《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）；

（6）《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005)及局部修订条文（铁建设

[2009]62号）；

（7）《关斗山2号大桥》施工设计图；

（8）《高速铁路设计规范》（试行）（TB 10621-2009）；

（9）中国铁路总公司关于发布《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等7项标准局部修订条文和有关工作的通知（铁总建设【2013】52号）。

1.2编制目的

（1）研究复核本段路基地层特点及冲击钻钻孔施工在相应地层施工工效；

（2）推荐适合本段工程造孔方法的固壁材料及其配合比；

（3）确定适合本段工程地层条件的清孔方法；

（4）研究钢筋笼保护层措施的可靠性和下设的最优方法；

（5）验证钻孔桩混凝土的浇筑方式、工艺的合理性；

（6）检验施工准备工作的周密性、严谨性。

通过本次试验，确定合适本段工程地层的高效、经济合理的施工工艺，在保证质量、安全、工期和节能环保的前提下，更好的指导本标段的后续施工。

1.3编制范围

新建成贵铁路乐山至贵阳段3标项目经理部二分部管段内所有桥梁钻孔桩施工。

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2.工程概况 2.1主要工程概况

关斗山2号大桥起止桩号：D1K71+940.381～D1K72+311.228，全长370.847m（11-32m）。主要跨越农田，附近道路运输主要采用修建临时道路与改扩建既有道路相结合的方式。混凝土主要由2#拌和站供应，钢材由3#材料加工厂加工供应。

2.2主要工程量

3.桩基钻孔前准备 3.1技术准备

（1）内业准备认真阅读、审核图纸和施工规范；进行临时工程设施的具体设计；编写各种有针对性的质量、安全保证措施；编写施工安全手册，组织施工人员岗前技术培训。

（2）外业准备：现场详细调查与地质勘探；进行地材调查、室内试验；各种检测设备的标定，办理计量合格证书；各种混凝土配合比的配制选定；施工作业中所涉及的各种技术数据。

3.2配合比设计

关斗山2号大桥桩基混凝土配合比由中国水利水电第七工程局有限公司试验室成贵铁路项目中心试验室进行设计，并报请北京铁研建设监理有限责任公司成贵铁路CGJL-2标监理站审批。

3.3机械配置

根据现场施工需求，主要设置配置如下：

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3.4人力资源配置

根据现场施工需求，配置主要施工人员如下：

4.试验区布置及试验时间安排 4.1布置原则

（1）为考虑试验的方便结合施工进度及现场实际地形地貌，确定钻孔桩桩基施工工艺性试验在关斗山2号大桥4#墩2#桩基进行，并报监理工程师审批同意；（2）充分利用业主为本工程提供的场内外交通、场地、生活营地、仓库系统、通讯、能源及材料供应等施工条件；

（3）合理使用场地，不占或少占耕地，尽量减少水土流失，节约用地；

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（4）要充分考虑到有利于生产、便于管理、方便生活等条件，并按照国家有关安全、环保等法律法规及招标文件的有关要求进行。

4.2具体布置

（1）场内施工道路

试验区内根据地形条件和施工项目修建的临时施工便道，满足现场施工需要。

（2）施工用电

根据管段内整体施工计划考虑，在2#拌和站内设置1台800KVA变压器满足现场施工需求。

（3）施工用水

采用就近河沟抽水及车辆运输；施工用水符合混凝土拌和要求。

（4）钢筋加工

本次试验所需的钢筋在3#材料加工厂加工，运至现场吊装；

钢筋加工场内布设钢筋调直机、弯曲机、电焊机、切割机等各种钢筋加工设备，可为本次试验现场提供制作各种规格的钢筋。

（5）泥浆系统

在不影响钻孔施工的前提下，在孔口附近挖设制浆坑，可容纳本桥桩基相适应的泥浆池，利用孔内的原始土及回填土利用钻头自行冲击造浆。可挖一条明沟保证泥浆在同一作业面上循环利用。并有助于钻孔出渣。

（6）污水与废弃物处理系统

钻孔出渣、废弃的浆液采用罐车运至弃土场。

（7）混凝土供应

混凝土由2#拌和站提供，混凝土罐车运输至施工现场。

4.3试验安排

经现场实际施工情况与总体施工工期布置要求，确定试验段施工时间2014年5月1日-5月4日，具体时间可根据现场情况进行调整，试验过程通知现场监理全程旁站。试验部位选择在关斗山2号大桥4#墩（DK72+76.929）2#桩，桩基顶部设计高程为332.648，桩基底部设计高程为314.648，桩长18m。

5月1日-5月3日桩基钻孔施工

5月4日08：00—11:00 桩基一次清孔

5月4日11：00—11:40 钢筋笼吊装

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5月4日11：40—14:00 桩基二次清孔

5月4日14：30—16:30 桩基混凝土浇筑

5.工艺试桩方案

5.1钻机类型

根据工程地层、地下水情况，仅能选用适合泥浆护壁钻孔的机型。该类机型仅有回转钻机、潜水钻钻机、冲击钻钻机、旋挖钻机和抓斗成孔钻机。而潜水钻钻机不适合卵砾石层、风化岩石层中钻孔；回转钻钻机卵砾石层没有旋挖钻机快，钻风化岩石层没有冲击钻机快；抓斗成孔钻机不能形成较好的圆形孔形。所以本段桩基试验选择冲击钻进行工艺性试验。

5.2固壁材料和泥浆

本段工程的地层有软粉质黏土、粉质粘土、泥质砂岩夹泥岩、砂岩夹泥岩，且地下水位较高，所以需要选择优质泥浆进行钻孔固壁。拟选用优质粘土或膨润土制成固壁泥浆。为提高泥浆的稠度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，掺量应以现场试验为准。

5.3钢筋保护层措施

钢筋保护层措施：在本次试验中采用HPB300φ10钢筋制作耳环，在桩身配筋范围内每隔2m沿圆周等距焊接四根。

5.4钻孔桩混凝土浇筑方式

鉴于钻孔时采用泥浆固壁，故混凝土浇筑方式采用泥浆下直升导管法浇筑混凝土的方式。

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5.5试验施工流程及施工工艺

桩基试验施工流程图

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桩基试验施工工艺流程图

6.试验施工

6.1成孔方法

（1）施工准备

在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。

①桩位测量放样

根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。依据桩基中心轴线坐标值，用坐标法放样桩基中心线、桩基中心点等，并打入标桩，中心线的放样误差应控制在5cm范围内。在距桩中心约2m安全的地带设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。

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②场地平整

本段桩基试验区处于水田或旱地间。将钻孔场地平整，清除杂草即可构成钻机施工平台。

③埋设钢护筒

护筒埋设一般采用挖埋法和压入法，当采用挖埋法时埋坑不宜太大，一般比护筒直径大0.6m～1.0m，护筒外侧回填黏土至地面，并分层夯实；其中在砂土及其它松软地层中埋设护筒时，将护筒以下的松散软土至少挖除0.5m，换填好粘土并分层夯实。换土不能满足要求时，护筒必须加长，使筒脚落到硬土层上。为防止护筒陷落，可用方木做成井字架夹持护筒中部，一起埋于土中；也可用钢丝绳把护筒捆住，系于地面的方木上。在粘性土中挖埋时，挖坑深度与护筒高度相等，坑底稍加平整即可。护筒应高出地面0.5m，沙土中埋深不小于2m，顶面高出施工水位或地下水位2m。

护筒在埋设过程中，要求护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，护筒的垂直倾斜度不大于1%。采用冲击钻机成孔时，要求护筒内径大于设计桩径400mm，护筒顶端高出地面0.5m。护筒埋置深度：岸滩上，黏性土应小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。

为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用“十”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩，以便在挖埋护筒及钻孔过程随时校正桩位。并在埋设前通过定位桩拉线放样，把钻孔中心位置标于坑底；再把护筒放进坑内，用十字架找出护筒的圆心位置，移动护筒使其圆心与坑底钻孔中心位置重合，用水平尺校正，使其直立，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。

如采用压入法安装护筒时，在压入时要防止护筒卷口。在钻孔施工过程中，尽量避免撞击护筒，同时要求经常校正护筒的垂直度和桩位。

④钻机就位

立好钻架并调整和安设好起吊系统，桩位中心与锤头中心对正，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于50mm，钻孔时，孔内水位宜高于护筒地脚0.5m以上或地下水位以上2m，在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及黏度。

⑤泥浆的制备及循环净化

采用钻孔自造浆，在钻孔过程中按比例向孔内投入粘土或膨润土即可。

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