钻孔桩基础

钻孔桩基础

钻孔前对设计没有地质勘探的桩位进行补充勘探，钻机主要采用冲击反循环钻机，根据地质状况分别选用旋转钻机或旋挖钻机钻孔，泥浆护壁法成孔。岩溶地区或膨胀土中的钻孔完成后，报请设计对地质进行复核，如不需要变更，采用钻孔灌注桩测定仪对沉碴厚度、孔壁垂直度、孔径检查合格后，进入下一道工序。混凝土由拌合站集中拌制，砼搅拌运输车运输，钢筋笼分节加工成型，吊车吊装焊接，导管法灌注水下砼。水中基础根据水深情况，浅水基础采用草袋围堰、筑岛钻孔进行施工，施工时根据钻机选型确定护筒直径，并将其打入河床面以下，穿透河床表面松散覆盖层。水中筑岛时护筒埋入河床面以下1m，水中平台上按最高水位、流速、冲刷及地质条件因素确定埋深，必要时打入不透水层，并有导向设备控制护筒位置。

深水基础采用钢板桩围堰施工，并搭设钢管桩作业平台进行钻孔灌注桩施工。

施工工艺见图6.4-1。

4.1.1.1 施工准备

（1）施工前根据地形、水文、地质条件及机具、设备、材料运输情况，规划施工场地，合理布置临时设施；

（2）开钻前按照施工图纸要求在选定位置进行试桩，根据试桩资料验证设计采用地质参数，并根据试桩结果确定是否调整桩基设计。根据地层岩性等地质条件、技术要求确定钻进方法和选用合适的钻具；

（3）对钻机各部位状态进行全面检查，确保其性能良好；

（4）浅水基础利用草袋围堰构筑工作平台，一般水深基础采用钢管桩构筑水中工作平台。

4.1.1.2 护筒就位

护筒采用钢制护筒，由单节长度2m护筒组成，护筒间由平头螺栓连接。其内径大于钻头直径200mm～400mm。护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m，护筒顶部高出施工水位1.5m～2.0m左右（同时高出地面0.5m），其高度满足孔内泥浆面的要求。陆地、浅水中桩基护筒埋设采用挖埋法，水中桩基护筒埋设采用打入法，利用平台上钢制导向架导向和振动沉桩锤打入，必要时辅以射入下沉。埋设应准确、稳定，保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作。护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上

下升降、机身振动而导致坍孔。

图6.4-1 钻孔桩施工工艺图

4.1.1.3 泥浆制备

用造浆机制浆，并储存于泥浆池中。钻孔施工时，根据地层情况及时调整泥浆性能指标，以保证成孔速度和质量，施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。

桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，经沉淀后循环利用。

4.1.1.4 钻孔施工

⑴旋转钻机钻孔

①根据测量定位的准确位置安设钻机，钻机安设要安全稳固。

②钻机就位后，启动泥浆泵和钻机开始钻进。初钻时应先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻杆中一定数量后，方可开始钻进。

③开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处应低档慢速钻进，使刃脚有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1.0m后，可按土质情况以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔内倒入粘土，再放入钻锥倒转，使泥浆挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆，继续钻进。

④开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应予补充。按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。

⑤钻孔过程中要做好钻孔记录，对各土层资料与设计资料进行对比，若发现实际地质情况与设计情况不符时，应及时报告监理工程师，研究是否需要采取相应的措施。

⑵冲击钻孔

①开孔前在护筒内多放一些粘土，并加适量粒径不大于15cm的片石，用小冲程冲砸。钻进0.5～1m时，再回填粘土或注泥浆，继续以低冲程钻孔，如此反复二、三次，必要时，多重复几次。待钻至护筒下3～4m后，方可进行正常冲击。根据碴样判别土层地质，砂卵石土采用中等冲程，漂石和坚硬密实的卵石层，采用高冲程。

②冲击成孔采用粘土泥浆护壁，根据地层地质变化调整泥浆比重，保证钻进过程中孔壁的稳定。整个钻进过程中，始终保持孔内水头高度。不同的地质采取不同的冲程，冲击过程中要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况。

③抽碴

破碎的部分钻碴和泥浆一起被挤进孔壁，大部分钻碴用掏碴筒清出孔外，冲击一定时间后，提出冲击钻头，换上掏碴筒，掏取钻碴。掏碴后及时向孔内添加泥浆，以维护水头高度。

4.1.1.5 清孔

⑴终孔检查后，要立即清孔，不得停歇过久。

⑵回旋钻机成孔施工时,清孔用换浆法和吸泥法两种方法配合进行。当钻至设计标高后，稍提钻头空转，进行泥浆循环，清孔过程中不断加水降低泥浆比重，直至泥浆的各项指标达到规范要求后停止清孔。待钢筋笼安装完毕后，检查孔底沉淀厚度，如不符合要求，采用空气吸泥机重新清孔，直至符合规范要求。在清孔过程中，要保持孔内水头，防止坍孔。

⑶冲击钻孔施工时,采用抽碴法清孔。清孔时，及时向孔内注浆。灌注混凝土前用吸泥法进行二次清孔，利用简易吸泥机将高压空气经风管射入孔底，使沉淀物随强大的气流经吸泥管排出孔外。沉碴厚度满足设计要求。

4.1.1.6 钢筋笼加工及安装

⑴钢筋制作时，用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距，根据钢筋骨架设计长度的不同，采用整体或分节制作和安装。

⑵钢筋骨架用吊车起吊安装，在运输和起吊中，要保证钢筋笼不变形，起吊时采用两点吊法。在吊起后，如发现有弯曲要整直，当进入孔口后，将其扶正慢慢下降，严禁摆动碰撞孔壁，直至下到设计标高，同时要保证钢筋骨架中心位置符合设计要求。骨架顶端要支撑和加固，支撑系统要对准中线，防止浇注混凝土时钢筋骨架上浮、倾斜和移动。

⑶钢筋骨架四周外侧，事先按设计要求焊接定位钢筋，以保证钢筋保护层厚度满足图纸要求。

4.1.1.7 混凝土浇注

(1)砼采用200～300mm钢导管灌注，采用吊车分节吊装，丝扣式快速接头连接；灌注前，对导管进行水密、承压和接头抗拉试验。

(2)安装储料斗及隔水栓，储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管

深度的要求。

(3)水下砼由拌合站进行拌制，砼搅拌运输车运输，输送泵将混凝土压送进储料斗，当料斗内混凝土数量满足封底要求时开启斗门一次封底。

(4)灌注中，严格控制导管埋深，防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。

(5)灌注砼时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。

(6)桩身砼灌注顶面高出设计桩顶高程1.0m，以保证桩头质量。

4.1.1.8 桩基检测

施工过程中，对每个工序认真做好施工试验、记录，并在成桩以后配合监理工程师进行桩的检验。

成桩后按设计要求对桩基进行成桩质量检测和评价，检测方法符合《铁路工程桩基无损检测规程》（TB10218-99）的规定。严格按照《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）标准办理。

4.1.2 扩大基础

本标段大部分桥梁基础采用钻孔桩基础，但当基坑深度软土小于6m，开挖工程量不大且基底应力和沉降满足要求时采用扩大基础。明挖扩大基础基坑采用挖掘机开挖，人工配合进行清土。石质地基采用风动凿岩机钻孔，浅孔松动爆破施工。开挖后有水的基坑，底部四周设置汇水沟和集水井，潜水泵抽水。分阶组立模板，按常规方法浇筑混凝土。桥墩及台前采用原土回填，台后采用C20混凝土回填。

扩大基础施工工艺见图6.4-2。

图6.4-2 明挖基础施工工艺框图

4.1.2.1 基坑开挖

基坑开挖前先做好地面排水，在基坑顶缘四周向外设排水坡，并在适当位置设截水沟，防止水沟渗水，以免影响坑壁稳定。

基坑开挖采用挖掘机为主，人工配合，对挖掘机不能开挖的岩石部分，采用风动机具凿除。采用支挡护壁，垂直坑壁开挖。对无水土质基坑底面宜按基础设计平面尺寸每边放宽不小于50cm，对有水基坑底面，应满足四周排水沟与汇水井的设置需要，每边放宽不宜小于80cm；直壁开挖的基坑，基底尺寸应满足基础设计尺寸。开挖时坑缘留护道，直壁基坑边的护道应适当增宽，堆置弃土的高度不得超过1.5m，并及时清理。施工时应注意观察基坑周围地面有无裂缝，坑壁有无松散塌落现象发生，确保施工安全。机械开挖至设计标高20cm处，由人工采用风镐对基底进行清理至设计标高。

对挖掘机无法够到的深基坑或由于支挡使挖掘机不能挖掘的基坑，由人工开挖，弃土提升采用搭设井架或斜轨道，卷扬机牵引，手推车或爬坡车运输。

4.1.2.2 坑壁支挡

用木挡板支护。支护木材用质量较好的松木、杉木。根据计算确定挡板的厚度、立木及撑木的截面尺寸。

根据坑壁的土质情况，采用挡板紧密铺设或间隔铺设，一次挖完或分段开挖，但每次开挖不宜超过2m。挡板与坑壁间的空隙用原土填实，使挡板与土壁严密接触。施工中应注意防碰撑木，在有可能碰撞的撑木部位，应加设垂直护板或采取其他有效措施。

对于较大基坑，土质较差或地下水位较高时，宜采用钢木混合支护或钢结构支护坑壁，挡板采用组合钢模板，立木、纵横撑采用型钢（工字钢、钢管或槽钢）。

坑壁立柱间距根据水平挡板长度确定，纵横支撑及中间立柱需根据基坑开挖及基础施工所需空间，是否设置工作平台等因素合理布置，支撑截面形状、大小应根据坑壁土压情况，通过结构内力计算选定。

4.1.2.3 排水及水中挖基

开挖基坑如有渗水时，沿坑底四周基础范围以外挖集水沟和集水坑，使坑壁渗水沿四周集水沟汇合于集水坑，然后用水泵排出坑外，使基坑中间挖土部分无水，当挖至接近有水时，加深集水沟和集水坑，保持坑底和水沟底有一定高差，达到排水通畅，使坑底始终处于无水状态，以提高挖土效率。

4.1.2.4 基底检验

土质基坑开挖至设计标高后，清除松散土；石质基坑应清除表皮风化层，并呈新鲜岩面，及时报请监理工程师检查，如检验符合设计和规范要求，可铺垫一层水泥砂浆封闭，然后于最短时间内浇筑基础砼，以免基坑暴露过久。

4.1.2.5 基底处理

基底地质情况与设计相符时，将表面松裂碎石块清除并清理平整、冲洗干净。如基底平面存在软硬不均现象，需设置混凝土补块。补块与基础圬工分开浇注。

基底地质情况与设计不符时，则检查判定地基承载力能否满足需要和保证墩台的稳定，当不能满足需要时，与设计人员协商确定处理方法。

4.1.2.6 基础浇筑

模板采用整体钢模板。混凝土在拌合站集中拌制，砼搅拌运输车运输，输送泵入模，砼连续浇筑，每节基础砼一次浇筑完成。混凝土水平分层进行，层厚控制在30cm以内，用插入式振捣棒分层捣固。

砼浇筑期间设专人值班，观察模板的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。砼收浆后立即覆盖养生。

4.1.2.7 基坑回填

基础强度达到100%后进行基础回填，采用浆砌片片回填至基础顶面，然后用非渗水性土回填至原地面。

4.1.3 水中基础

本标段部分桥梁基础位于浅水中，基础施工时采用草袋围堰筑岛施工。部分桥梁基础位于深水中，桩基施工采用钻孔作业平台，承台施工时采用钢板桩围堰的方法进行施工。

4.1.3.1 草袋围堰

施工时先清除围堰底河床或塘底的树根、石块等，自上游开始填筑到下游合拢。用草袋盛装粘性土，施工时要求土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐。内外边坡1：0.5，夹心粘土层厚度不小于1m，粘土层填筑时注意夯实。为便于钻孔桩施工，在围堰内回填粘土，做钻孔作业平台。围堰高出施工水位0.75m以上。

4.1.3.2 钻孔平台、钢板桩围堰

钻孔平台、钢板桩围堰施工见“第四章 重点（关键）和难点工程的施工方案、方法及其措施”。