丹江口汉江公路大桥项目部主桥水中桩基施工技术方案(编辑修改稿)

丹江口汉江公路大桥项目部主桥水中桩基施工技术方案(编辑修改稿)内容摘要：

主桥 桩基 施工 技术 方案 12 量取 %。 （ 2） 泥浆的比重 钻进过程中泥浆对孔壁的侧压力，随着泥浆的比重增大而加大，因此泥浆比重越大孔壁越稳定 ，然而随着泥浆比重增加，孔壁泥皮增厚，泥浆消耗大，且不易净化，也不利清孔和灌注混凝土。 （ 3） 粘度 粘度是液体或混合液体运动时各个分子或颗粒之间产生的内磨擦力，粘度大泥皮厚，携带钻渣能力强，但易糊钻影响钻进速度，粘度过小对护壁和防止翻砂，渗透都不利。 （ 4） 含 砂量 含砂量是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比，含砂量大会降低粘度，增加沉淀易摩损泥浆泵。 （ 5） 静切力 静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力，若太大则流动阻力大砂石不易沉淀影响净化，比重增大。 若太小则携带和悬浮钻碴效果差，因故停钻时， 钻碴易下沉，造成积砂埋钻。 （ 6） 胶体率 胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度。 胶体率高，粘土颗粒不易沉淀。 （ 7） PH 值 维持一定 PH 值对保持泥浆指标常重要，可使混入泥浆中的粘土颗粒进行分散，增加泥浆中的胶体颗粒，加纯碱使体积膨胀增加颗粒表面的水化膜，保证粘土颗粒不会粘结在一起沉淀，因而增加粘土的稳定性，失水量小，胶体率好。 根据不同地层出碴情况严格控制泥浆参数、钻进速度。 各地层泥浆性能指标控制见下表： 泥浆性能指标控制表 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 13 相对密度粘度（s ）含砂率（% ）胶体率（% ）静切力（P a ）PH值失水率（m l / 0 . 5 h ）一般地层 1 . 1 ～1 . 2 1 8 ～2 4 ≤4 ≥9 5 1 ～2 . 5 8 ～1 1 ≤2 0易坍地层 1 . 2 ～1 . 4 2 2 ～3 0 ≥9 5 3 ～5 8 ～1 1 ≤2 0卵石、浮石、岩石1 . 4 ～1 . 5 2 5 ～2 8 ≥9 0 3 ～5 8 ～1 1 ≤2 0泥浆性能指标钻孔方法地层情况冲击钻 钻 孔 采用冲击正循环钻孔，具体方法是泥浆泵接高压管至孔口，即用高压软管顺钢丝绳直至钻头以上约 1m左右，管头装倒接，并固定在钢丝绳上，通过泥浆泵将泥浆压入孔底， 并 将悬浮钻渣 通过 泥浆泵 排出进入滤浆池，滤浆槽过滤的泥浆流入储浆池重新使用。 整个泥浆系统由泥浆泵、泥浆高压管路、滤浆池、滤浆槽、储浆池组成，钻孔过程中应适量补充泥浆。 钻孔作业应分班连续进行，注意地质变化。 钻机钻进过程中每进尺 2m现场技术员捞取一次钻渣并应在记录表中做详细记录，以便与地质剖面核对。 钻锤上部用钢丝绳做护圈，以利于卡锤、钢丝绳断裂时通过偏心钩 将钻锤打捞出来。 十字冲锤示意图 （ 1）、机具布置：机具布置随所用钻机类型而异。 在埋好的护筒和备足护壁湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 14 泥浆粘土后， 将组装好的钻机就位于所钻的孔位上，钻头精确对准放好的桩位。 钻机必须摆放水平，钻机底盘的前后支腿下枕好横梁及主纵梁，并搁置水平尺，随时观测及时调平。 钻机运行过程中定期用仪器检测和校正，钻机不应产生位移和沉陷，钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，偏差不得大于 2cm。 （ 2）、开孔：开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。 如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。 开孔初期控制好钻进速度，并随时进行桩位复测，检查孔径、倾斜度以及钻机平稳程度，防止孔位偏斜。 钻进过程中根据地质情况调整钻进速度，并做好钻孔记录。 当遇到易坍层时，施工人员适当提高泥浆比重。 开孔及整个钻进过程中，应始终保持 护筒内的泥浆顶面 高出 汉江水位 ～ ，并低于护筒顶面 以防溢出。 特别是护筒底口以下 3 米以内，须反复投入小片石（粒径不大于 15cm）与粘土的混合物，采 用小冲程冲砸密实 ，防止缩孔或坍孔。 一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。 在卵石类土等松散层开孔或钻进时，可按 1： 1 投入粘土和小片石的混合物，以冲击锥反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，必要时应采取回填反复冲击 2～ 3次。 （ 3）、 为了避免或减少卡锤、斜孔、塌孔、弯孔、扩孔现象，钻进时应注意： 1） 桩的钻孔和开钻，只有在距该桩的中心距离 5m 内的其它任何桩的混凝土浇注完 24 小时后才能进行。 2） 机架的基础要牢固，道轨一定要稳定，经常用水平仪检测并及时调整。 3） 泥浆就近取材用粘土造浆，钻孔过程控制泥浆的比重不小于 ，粘度 T=2230 秒，并在现场进行比重粘度控制。 4） 为保证有良好的泥浆护壁效果，建成完备的泥浆制备、贮存循环系统，泥浆池应就近设在孔位附近。 开工后根据现场绘制泥浆池的平面图，并事先安排好泥浆的堆放及土方回填工作，泥浆池距孔位中心应有一定距离，并配备足够的泥浆泵，以维持泥浆的强制循环和护筒中合适的泥浆液面标高。 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 15 5） 注意观察护筒下部，防止护筒底部漏水，且保持孔内水头高度不小于护筒外水位 2m。 卵石地层中，若发现泥浆漏失严重，冲击成孔时须 投入粘土及片石 ，借冲击钻头将粘土挤入粗砂空隙，可增大泥浆密度。 6） 冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握，当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时，应采用 1～ 2m 的中、小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。 7） 当通过含砂低液限粘土等粘土质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用 1～ ，防止卡钻、埋钻。 8） 当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用 4～ 5m的大冲程，使卵石、漂石或基岩破碎。 9） 在任何情况下，最大冲程不宜超过 6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆。 10） 开孔钻进 4～ 5m后开始掏渣，以后每进尺 ～ ，钻渣用自卸汽车运到指定地点，掏渣后应及时向孔内加水并投入粘土维持水头高度和泥浆质量。 11） 为正确提升钻头的冲程，宜在钢丝绳上作标志。 12） 钻头直径磨损超过 ，应及时更换、修补。 13） 需将钻头提起时应关闭泥浆泵避免出现浆嘴喷射砂卵石孔壁造成塌孔。 14） 成孔后用检孔器检测成孔质量。 检孔器外径为成桩钢筋笼直径加100mm( 不得大于钻头直径 )，长度为 4D（ D 为桩径）。 要求孔径大于或等于桩径， 孔深满足设计规定，孔位中心偏位单排桩≤ 50mm，成孔倾斜率小于 1%。 检孔 钻孔 达到设计标高后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，孔位偏差不应大于 5cm，斜度不 得大于 1%。 孔深容许偏差不小于设计规定。 成孔质量 检测 标准 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 16 项 目 允 许 偏 差孔的中心位置(mm) 群桩：100孔径(mm) 不小于设计桩径倾斜度 小于1％孔深 支承桩：比设计深度超深不小于50 mm沉淀厚度(mm) 支承 桩：不大于设计规定（≤50mm）清孔后泥浆指标相对密度：～ ；粘 度：17～20Pas； 含砂率：≤1％ ；胶体率：98％ 钻孔事故预防及处理 （ 1） 坍孔 各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出碴量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加等。 1） 坍孔的原因 ① 、 泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。 ② 、 未及时 补浆（或水）或河水、潮水上涨，或孔内出现承压 水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而 造成孔内水头高度不够，出现穿孔。 ③ 、 护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。 ④ 、 在松软砂层中钻进进展太快。 ⑤ 、 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 2） 坍孔的预防和处理 ①、 在松散粉砂土和流砂中钻进时，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 、 汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头。 ③ 、 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。 ④ 、 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔处以上 1～ 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。 ⑤ 、 吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 17 （ 2） 斜孔 1） 斜孔原因 ① 、 钻孔中遇有较大的孤石或探头石。 ② 、 在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。 ③ 、 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位 移。 ④ 、 钻杆弯曲、接头不正。 2） 斜孔的预防和处理 ① 、 安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘和护筒中心应在一条竖直线上，并经常检查校正。 ② 、 在有倾斜的软、硬地层钻进时，应控制进尺，低速钻进，或回填片石冲平后再钻进。 （ 3） 扩孔和偏孔 扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。 在地下水呈运动状态，土质松散地层处或钻头摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。 若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能走到设计深度则不必处理。 若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径超常缩 小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。 缩孔原因有两种：一种是钻头焊补不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。 为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快速慢进，并复钻二、三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。 （ 4） 梅花孔（或十字孔） 常发生在冲击钻钻进时，冲成的孔不圆，叫梅花孔或十字孔。 1） 形成的原因： 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 18 ① 、 锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。 ② 、 泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。 ③ 、 操作时钢丝绳太松或冲程太小，钻头刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。 ④ 、 在非匀质地层，如漂卵石层，堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。 2） 预防办法： ① 、 应经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。 ② 、 选用适当粘度和相对密度的泥浆。 ③ 、 用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。 ④ 、 出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。 （ 5） 卡钻 卡钻常发生在小冲击钻钻进时，冲锥头卡在孔内提不起来，发生卡钻。 1） 产生卡钻的原因 ① 、 钻孔形成梅花形，钻头被狭窄部位卡住。 ② 、 未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的钻头大了，又用高冲程猛击，极易发生卡钻。 ③ 、 伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。 ④ 、 孔口掉下石块或其它物件，卡住钻头。 ⑤ 、 在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以便钻头被吸住。 ⑥ 、 大绳松放太多，钻头倾倒，顶住孔壁。 2） 处理方法 处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因 进行处理。 宜待钻头有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。 ① 、 当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。 ② 、 卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。 宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。 湖北省路桥集团丹江口汉江公路大桥项目部 主桥 桩基 施工 技术 方案 19 ③ 、 用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。 ④ 、 在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。 ⑤ 、 用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松动后强行提出。 ⑥ 、 实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。 ⑦ 、 用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法。 将防水炸药（少于 1kg）放入孔内，沿锥的溜槽放到锥底，而后引爆，震松卡钻钻头，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。 （ 6） 掉钻落物 各种钻孔方法均可能发生掉钻落物事故。