桥梁钻孔桩桩基工艺性试验方案(2)

泥浆造浆材料选用优质粘土，为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱，其掺入量应经试验决定。试验工程师负责泥浆配合比试验，对全部桩基的泥浆进行合理配备。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，泥浆性能指标符合下表要求：

泥浆性能控制标准

在钻孔桩施工过程中，设置沉淀池和泥浆池，从孔口出来的混合液，在沉淀池中沉淀后进入泥浆池再用泥浆泵送入孔底，然后泥浆将钻渣从孔底携带出孔口，流入沉淀池，循环利用；在泥浆将钻渣携带出孔口时，如钻渣不及时从循环液中分离出来，会被重新注入孔内，降低钻进效率和泥浆性能指标，影响护壁效果，易造成塌孔、埋钻或卡孔等事故，为此要求经常检测泥浆的各种性能指标是否满足施工要求。泥浆取样结合现场实际情况进行，钻孔桩钻进每3m进行一次取样工作。

对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用泥浆罐车运至弃土场倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。

6.2冲击钻进成孔工艺

开钻前要对钻头直径、钻头磨损等情况进行检查。在施工过程中，对钻头磨损超过15mm的及时进行更换修补，并设专职记录员记录成孔过程中的各种参数，主要有泥浆性能指标、钻进深度、地质特征、机械设备运行状态等情况。

（1）在松软土层中冲击钻进成孔

开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注入少量水，投入粘土和小碎石，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m，并防止溢出，掏渣后及时补水。护筒底部以下2～4m范围内一般比较松散，采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，以确保护筒底口形成“硬壳”，之后再往孔内加水，造浆，正常钻进。

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（2）在砂、卵石层中钻进

砂、卵石的特点是胶结性差、透水性强，砂、卵石中含有大块的卵石等；在砂、卵石中成孔要不断的填粘土，适当加大泥浆浓度，一般钻进1.0～2.0m填粘土一次，冲击钻钻进时要不断地冲孔捞渣，效正桩位，防止出现偏位，一但桩偏位超过规定要求，要及时进行纠偏，确保成孔质量。

在软松土层或砂卵砾石层中钻进时，注意钻孔缩径、塌孔等，需要根据孔内地层的实际情况采用相应的措施进行及时处理，如回填碎石、粘土来密实孔壁，以及采用小进尺、勤出渣等方法。

（3）在岩层中冲击钻进

掌握可靠的地质勘察资料，要求鉴定基岩面准确和详细记录嵌岩深度。另外，在基岩中钻进施工，由于钻头磨损较大，要经常检查钻头直径，确保钻孔桩径满足设计要求。

（4）冲程控制：

①在松散层中，合适冲程为1～1.5米，可加清水或低比重泥浆护壁，并常清钻头上泥块。

②在粉或中、粗砂层中冲程为1～2米加入制备泥浆或抛粘土块，勤冲勤排渣，控制孔内泥浆比重为1.3～1.5之间，造成坚实孔壁。

③在夹砂卵石层中，冲程为1～3米，加入泥浆或抛粘土块，勤冲勤排渣，孔内泥浆比重为1.4左右，可坚固孔壁。

④遇孤石时应抛填不少于0.5米厚的硬片石或卵石及适量粘土块，开始低锤密击，待孤石顶部基本冲平、钻头下落平稳不歪斜、机架摇摆弹动不大时，可加大冲程3～4米；或高低冲程交替冲击，控制泥浆比重在1.3～1.5间，直至将孤石击碎挤入孔壁；

⑤进入基岩后开始用低锤密击待岩面冲击平整后，逐步加大冲程3～4米，泥浆比重控制在1.3左右。如基岩上层为砂类土层，不宜高冲程，应防止基岩土层塌孔，泥浆比重仍应在1.4左右。

⑥能保持进尺时，尽量不用高冲程，以免引起塌孔、扩孔、或卡钻事故。

（4）地质验证

钻进过程中，地质发生变化时，应取样分析,绘制出地质结构图。

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6.3清孔

钻进至设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，立即进行清孔，清孔方法采用换浆法。浇筑水下混凝土前的沉渣厚度应满足设计要求（不大于50mm）。清孔时，及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位或泥浆面标高。钻孔桩质量标注应满足下表相关要求。

钻孔桩允许偏差

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，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s，胶体率不小于98%；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于50mm。待孔底沉淀达到要求后宜静置一段时间再进行一次清孔。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

此外，还应与设计地质工程师进行地质核实，经监理工程师检查与设计地质情况相吻合后，方可进行浇筑。

6.3钢筋笼加工及吊放

（1）钢筋骨架制作

①钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法一次性制作，用槽钢和钢板焊成组合胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，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。根据高速铁路施工要求，按照设计图纸布设接地钢筋，钢筋笼制作、安装质量应符合下表规定。

钻孔桩钢筋骨架允许偏差

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②桩身配筋原则 桩基础的配筋根据计算确定，在计算需要配置受力钢筋区段，应满足规范轴心受压构件纵筋截面积不小于截面积0.5%的规定。

A.桩长小于等于20m时，主筋采用通长配筋。

B.桩长大于等于20m时，主筋分两段配筋。当桩长大于40m时可考虑三段配筋。

（2）钢筋骨架保护层的设置

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。

（3）钢筋骨架的存放、运输与现场吊装

钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加强筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免受潮生锈或沾上泥土。每个钢筋笼制作好后要挂上标志牌，便于使用时按号装车运出。

钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等。

钢筋笼入孔时，由25t吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间，并采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准桩孔中心，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因，进行处理。严禁高提猛落和强制下放。 骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在浇筑过程中浮动，钢筋笼中心与设计桩中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼焊接完成，并与护筒连接定位后，尽快进行混凝土浇筑，防止塌孔。

6.4二次清孔

由于安放钢筋笼及导管准备浇注水下混凝土，这段时间的间隙较长，孔底产生新碴，待安放钢筋笼及导管就序后，再利用导管进行第二次清孔。

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清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮笼，利用泥石泵将孔底泥浆混合物通过导管抽出，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摇动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后（不大于50mm），清孔完成，立即进行水下混凝土浇筑。

6.5 下设导管

（2）钻孔桩水下混凝土浇筑施工，选用圆形螺旋快速接头导管，其上端接浇注漏斗，并由吊车悬吊，便于浇筑和起拔时导管拆卸。导管直径为300mm，中间管节长为2.0m，底节长为4m，漏斗下采用1m长导管。由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。

（2）导管使用前要检查是否漏气、漏水和变形，接头连接是否牢固可靠，并且要定期接长进行水密性试验。导管组装后轴线偏差不超过钻孔深度的0.5%，并不大于10cm。试压压力为孔底静水压力的1.5倍。

（3）试验方法：拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力。导管须滚动数次，经过15min不漏水即为合格。此外，检验导管是否变形采用过球试验，将略小于导管内径的圆球从导管中通过，若畅通，则表明导管未变形，反之，则将不能通过处的导管更换掉。

（4）导管要依次下放，并要记录好导管下设顺序、导管根数、导管长度等。下设导管时避免碰撞钢筋笼，待全部下入孔内后，放到孔底，然后提起30～50cm，开始浇筑混凝土。下导管时应防止碰撞钢筋笼，混凝土浇筑期间时用钻架吊放拆卸导管。导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。

（5）在进行水下混凝土浇筑前，监理要进行清孔检查，并待钢筋笼下放安装经监理检查合格后方可进行浇注；浇注过程中，监理要进行旁站。

6.6浇筑水下混凝土

（1）混凝土拌和与运输

本次试验所需混凝土由2#拌和站供应。混凝土水平运输采用8m3混凝土运输车由2#拌和站运至各浇注点直接入仓进行浇注。

（2）混凝土浇筑

①混凝土进入漏斗时的坍落度控制在180～220mm之间，并有很好的的和易性。为了保持混凝土的坍落度达到要求，除了在拌和站出料前严格控制配合比外，在混凝

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土运输过程中及运至孔口不能及时进行浇注时，为防止混凝土发生离析，影响浇注质量，可采用罐车上罐体的自身旋转来进行二次拌和。

②为防止水下混凝土在浇筑过程中，因时间较长混凝土发生初凝，而导致重大事故的发生，混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间，改善混凝土的和易性。另外，为避免混凝土散落于孔内，须在孔口设置盖板。

③混凝土浇筑前精确计算首盘混凝土方量，制作合适容积的漏斗（大小根据首批封底混凝土方量计算），确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇筑。浇筑过程严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置深度等各项检测，以保证整个浇筑过程的顺利。

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