跨海大橋主橋鉆孔灌注樁施工組織設計

1、目 錄1、概述41.1、工程概述41.2、工程概況41.2.1、鉆孔樁技術參數(shù)41.2.2、鉆孔樁樁位布置61.2.3、橋位地質概況71.2.4、氣象水文條件81.2.5、鉆孔樁施工特點及難點101.2.6、總體施工方案101.2.7、總體施工部署102、鉆孔灌注樁施工工藝流程113、施工方法123.1、施工準備123.1.1、生產(chǎn)場地及機械準備123.1.2、施工運輸133.2、施工平臺施工133.2.1、施工平臺設計133.2.2、施工平臺施工143.3、鋼護筒施工143.3.1、鋼護筒加工要求143.3.2、鋼護筒的防腐處理163.3.3、鋼護筒施沉173.4、鉆孔施工183.4.1、鉆

2、機選型183.4.2、泥漿制備及循環(huán)203.4.3、鉆機就位213.4.4、成孔施工213.4.5、清孔243.4.6、泥漿處理253.4.7、檢孔253.4.8、鉆孔樁施工控制措施263.4.9、鉆孔常見問題及預防與處理283.5、鋼筋籠施工303.5.1、鋼筋籠制作、運輸303.5.2、鋼筋籠接長下放313.5.3、鋼筋籠制作和下放的精度要求333.5.4、二次清孔333.6、水下混凝土施工333.6.1、施工準備333.6.2、混凝土配合比343.6.3、混凝土澆注353.6.4、混凝土澆注時泥漿處理363.6.5、樁基質量檢測364、組織體系365、資源計劃385.1、人力資源計劃38

3、5.2、設備資源計劃395.3、主要材料計劃396、鉆孔灌注樁施工進度計劃417、質量、安全、文明施工、環(huán)境保護措施427.1、質量保證措施427.1.1、成孔質量保證措施427.1.2、成樁質量保證措施427.2、安全保證措施437.2.1、安全保證體系437.2.2、安全保證措施437.3、文明施工措施467.4、施工期環(huán)保措施46主橋鉆孔灌注樁施工方案1、概述1.1、工程概述北汊主橋為95m+230m+780m230m95m的連續(xù)半飄浮體系雙塔雙索面斜拉橋，橋跨布置見圖1.1-1。本標段主橋為北汊主橋南半橋，布置形式為780m1/2230m95m，其中下部結構包括bzp4號索塔墩、bzp

4、5號輔助墩和bzp6號過渡墩。圖1.1-1 北汊主橋橋跨布置圖1.2、工程概況1.2.1、鉆孔樁技術參數(shù)1）bzp4號墩鉆孔灌注樁均為變徑端承樁，其承臺底標高為-2.8m，樁頂標高按深入承臺底面以上15cm進行控制；永久鋼護筒內徑為3.0m，壁厚25mm，底標高為-33.8m，鋼護筒參與結構受力；樁基混凝土采用c35水下海工混凝土。鉆孔灌注樁技術參數(shù)見表1.2-1。表1.2-1 bzp4號墩鉆孔灌注樁基礎技術參數(shù)表編號數(shù)量樁徑（m）樁底標高（m）樁長（m）a1132.5-65.863a2132.5-60.858a3132.5-53.851a4132.5-51.849a5132.5-48.846

5、b1132.5-60.858b2132.5-58.856b3132.5-51.849b4132.5-48.846c1132.5-58.856c2132.5-53.851c3132.5-51.849c4132.5-48.846c5132.5-48.846d1132.5-60.858d2132.5-53.851d3132.5-51.849d4132.5-48.846e1132.5-60.858e2132.5-56.854e3132.5-53.851e4132.5-48.846f1132.5-65.863f2132.5-63.861f3132.5-63.861f4132.5-58.856f5132.

6、5-56.854g1132.5-63.861g2132.5-60.858g3132.5-60.858g4132.5-58.856h1132.5-60.858h2132.5-56.854h3132.5-53.851h4132.5-51.849h5132.5-51.8492）bzp5號輔助墩和bzp6號過渡墩鉆孔灌注樁均為2.21.8m變徑樁，其承臺底標高為-2.0m，樁頂標高按深入承臺底面以上10cm進行控制；樁基混凝土采用c35水下海工混凝土。鉆孔灌注樁技術參數(shù)見表1.2-2。表1.2-2 過渡墩、輔助墩鉆孔灌注樁基礎技術參數(shù)表墩號數(shù)量樁徑（m）樁底標高（m）樁長（m）持力類型bzp6122.

7、21.8-8381端承樁bzp5122.21.8-9290摩擦樁1.2.2、鉆孔樁樁位布置1）bzp4號墩樁位布置見圖1.2-1。圖1.2-1 bzp4號墩鉆孔樁樁位布置圖2）bzp5號輔助墩和bzp6號過渡墩樁位布置見圖1.2-2。圖1.2-2 bzp5號、bzp6號墩鉆孔樁樁位布置圖1.2.3、橋位地質概況北汊主橋段（k2+365k3+795）土體層厚度2040m，巖體以花崗巖為主，穿插有輝綠巖和正長巖巖脈，巖體差異風化現(xiàn)象明顯，強風化帶厚度普遍較大，弱、微風化面起伏很大，地質條件較為復雜。主跨以南段，第四紀地層組合較簡單，中、上部以粘性土為主，下部連續(xù)分布有中密密實狀砂礫石層；巖體面總體

8、上由北往南變淺，巖體風化差異較明顯，殘積層基本缺失；全風化層厚度一般為27m；強風化層厚度多位1020、局部超過50m；弱風化層厚度一般在110m間；微風化面起伏也很大。全風化層（1）壓縮性中等、承載力較低、工程性能較差；砂粒狀強風化層（2）壓縮性中等偏低、承載力一般、工程性能一般，其內有較多大小不等的弱微風化殘余體，均勻性差；碎塊狀強風化層（3）承載力較高、壓縮性低、工程性能較好，其均勻性優(yōu)于砂粒狀強風化層；弱風化層（4）承載力高、以彈性變形為主、工程性能優(yōu)于碎塊狀強風化層，但由于其內存在較多風化裂隙，巖塊強度相差較大；本標段巖土層設計主要參數(shù)建議值如表1.2-3所示。表1.2-3 巖土層計

9、參數(shù)建議值層號巖 土名 稱內摩擦角標準值k（度）粘聚力標準值ck（kpa）壓縮模量es(mpa)變形模量e0(mpa)承載力基 本容許值0（kpa）鉆孔樁樁側土摩阻力標準值（kpa）飽和抗壓強度frc（mpa）土的側壓力系數(shù) 1淤泥5101.5400.80 4中砂3004150350.40 1淤泥515250100.75 2粘土及亞粘土5203140350.60 3粘土及亞粘土10375250450.50 4粉砂2836100350.43 5細砂3016200400.43 6中砂3206330500.40 7粗砂35012370800.403中砂35015350850.404粗砂3801540

10、0900.405礫砂400204501000.406圓礫土420305001200.35 2殘積亞粘土20281520220450.401全風化花崗巖25242050350500.352砂礫狀強風化花崗巖302050500500700.303碎塊狀強風化花崗巖1500800200254弱風化花崗巖150002000600335微風化花崗巖4000040001241.2.4、氣象水文條件1）氣象條件本標段地處歐亞大陸的東南緣，背山面海，是典型的南亞熱帶海洋性季風氣候，受季風的影響十分明顯。冬季廈門受歐亞極地下來的干、冷氣團控制，多吹東北到偏東風，氣溫較低，溫度較小，雨量稀少。夏季主要受熱帶和副熱

11、帶暖氣團的控制，多吹西南到偏南風，氣溫較高，雨量較多，降水強度也較大。一些主要的災害性天氣多發(fā)生在這個季節(jié)里，如：冰雹、強雷暴、龍卷風、大暴雨、濃霧、臺風等。特別是歷年三月到六月份這段時間內災害性天氣特別頻繁。二月份平均溫度最低，為12.4，七月份最高，為28.5。日最高氣溫35的日數(shù)平均每年出現(xiàn)8天。年平均氣溫20.9，極端最高氣溫38.5，極端最低氣溫2.0。降水主要分布在每年的48月，占全年總降水量的67%。全年日降水量25mm的降水日數(shù)平均13.6d。本標段地處地處我國東南部季風區(qū)，位于廈門島西南部，縱跨九龍江入?？冢诤娲髽蛭髂蟼?。該區(qū)域主導風向為東北，次之為東南。9月到翌年4月多

12、東北風，為沿海大風季節(jié)，平均風力34級，最大89級。79月為臺風季節(jié)，風力可達710級，最大達12級以上。根據(jù)資料統(tǒng)計52年中熱帶氣旋共出現(xiàn)344個，平均每年6.7次，最多達14次，最大風速24.5m/s共出現(xiàn)212次，平均每年為4.2次。全年以34月霧日最多，月平均霧日5.4天；多年平均霧日數(shù)22天。 2）氣象條件本標段地處福建省九龍江入?？诟浇?，為腹大口小的倒罐狀溺谷河口灣，橋位處海滄與海門島之間海域寬度約5km，海底地形較平緩，海水深度約1.958.40m，海門島與南岸之間海域寬度約420m，海底地形起伏較大，水深可達815m。漲潮時，潮流向上逆至石碼，退潮時，江水隨潮水進入廈門港。、潮

13、汐性質橋區(qū)所在海域屬于正規(guī)半日潮流型。、潮位特征橋區(qū)歷年最高高潮位4.511m（1933年10月22日）；最低低潮位-3.209m（1921年2月24日）；平均高潮位2.411m；平均低潮位-1.579m；平均潮差3.99m；最大潮差6.92m（1933年10月22日）；最小潮差0.99m。、潮流橋區(qū)屬正規(guī)半潮流區(qū)，呈往復流特征，漲潮時外海水向西溯江而上，落潮時則向東順江流出，主流向與深槽等深線平行。潮流流速具有大潮大于小潮，表層大于底層的規(guī)律，一般情況下，落潮流大于漲潮流，口門附近最大流速可達2m/s以上。根據(jù)1999年12月2425日間的實測資料統(tǒng)計，位于海門島深槽的觀測站的實測流速最大，

14、實測的漲潮流最大流速1.79m/s；實測最大落潮流1.7m/s。1.2.5、鉆孔樁施工特點及難點1）橋址位于臺風多發(fā)區(qū)域，極易受臺風的影響，將對工程建設的組織和安全帶來不利的因素，增大工程建設施工的難度。2）北汊海域3個標段同時施工，水上施工船舶及棧橋行駛車輛眾多，交通組織管理難度大。3）bzp4號墩樁基礎鋼護筒參與結構受力，單根護筒長31.15m，重58t，整節(jié)下沉；而橋區(qū)所在海域屬于正規(guī)半日潮流型，平均高潮位+2.411m；根據(jù)施工要求及現(xiàn)場情況，對設備選型及施工進度帶來一定困難。4）主橋基礎均采用海中鉆孔灌注樁，端承樁要求樁底進入弱風化花崗巖層深度為4m，進入微風化花崗巖層深度不小于1m

15、；摩擦樁按照設計要求的樁底標高，一般情況下，不得高于設計樁底標高，并且根據(jù)施工地質詳勘與實際地質情況進行對比，如有不符，則應通知設計單位，以增加樁長。因此鉆孔灌注樁對鉆機的性能及鉆孔操作等施工技術和工程管理方面都提出了更高的要求。5）橋區(qū)地質條件復雜，弱、微風化巖面起伏較大，巖石強度高；樁基嵌巖深度大，對鉆機性能要求較高。1.2.6、總體施工方案主橋bzp4號墩鉆孔灌注樁基礎施工：搭設施工平臺；選用反循環(huán)沖擊鉆機和氣舉反循環(huán)回旋鉆機進行鉆進成孔，鉆進過程中采用優(yōu)質php泥漿護壁；混凝土為c35水下海工混凝土，由甲方供應。過渡墩、輔助墩鉆孔灌注樁基礎施工：選用氣舉反循環(huán)回旋鉆機進行鉆進成孔，鉆進

16、過程中采用優(yōu)質php泥漿護壁；混凝土為c35水下海工混凝土，由甲方供應。1.2.7、總體施工部署主橋bzp4號墩擬投入3臺氣舉反循環(huán)回旋鉆機和6臺反循環(huán)沖擊鉆機，鉆孔灌注樁計劃工期為2009年8月1日2010年5月31日，共10個月；bzp5號輔助墩和bzp6號過渡墩擬投入3臺氣舉反循環(huán)回旋鉆機，鉆孔灌注樁計劃工期為2009年9月1日2010年7月31日，共11個月。鉆孔施工順序安排原則：根據(jù)設計要求和基于鉆孔安全考慮，相鄰兩根樁基不得同時成孔或灌注混凝土；相鄰樁位灌注混凝土后，強度達到5mpa以上才能開孔，以免擾動孔壁，發(fā)生串孔、斷樁事故。根據(jù)以上原則，bzp4號墩鉆孔順序布置圖見圖1.2-

17、3，bzp5號輔助墩和bzp6號過渡墩鉆孔順序布置圖見圖1.2-4。說明：其中字母af分別表示6臺鉆機，數(shù)字16分別表示單臺鉆機的鉆孔次序。圖1.2-3 bzp4號墩鉆孔順序示意圖說明：其中字母a、b分別表示2臺回旋鉆機，數(shù)字16分別表示單臺鉆機的鉆孔次序。圖1.2-3 過渡墩、輔助墩鉆孔順序示意圖2、鉆孔灌注樁施工工藝流程施工工藝流程見圖2-1。施工準備（施工便道、測量放線等）沉渣檢測灌注水下混凝土樁身質量檢測二次清孔檢測泥漿合格后提鉆并檢孔滿足規(guī)范及設計要求不滿足規(guī)范及設計要求移鉆機、下放鋼筋籠下鉆頭進行掃孔下放導管鋼筋籠加工鉆孔成孔并清孔排渣系統(tǒng)形成泥漿制備形成循環(huán)系統(tǒng)試驗室按施工要求配

18、置平臺搭設、鋼護筒施沉鉆機就位安裝、調試泥漿凈化系統(tǒng)形成泥漿池、沉淀池成型合格不合格圖2-1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖3、施工方法3.1、施工準備3.1.1、生產(chǎn)場地及機械準備平臺搭設、鉆孔施工前，生產(chǎn)場地、設施及機械設備方面需要作好以下工作：1）聯(lián)系甲供混凝土攪拌站系統(tǒng)的建設和試運行；2）鉆孔樁鋼筋籠生產(chǎn)區(qū)的布置和建設；3）生產(chǎn)場地、施工場地的規(guī)劃與處理；4）施工機械設備的維修調試。3.1.2、施工運輸主橋（bzp）樁基施工材料的運輸：鋼管樁、主橫梁、鋼護筒等大型構件通過海上400t駁船運輸，小型構件、吊車、混凝土等通過棧橋由平板車運輸。3.2、施工平臺施工3.2.1、施工平臺設計1）主橋b

19、zp4#墩搭設施工平臺。主墩施工平臺由起始平臺平臺、護筒區(qū)平臺、行車道平臺和下游生活平臺組成。起始平臺、行車道平臺主要用于履帶吊作業(yè)、混凝土罐車運送混凝土等，下游生活平臺主要用于材料堆放、生活設施布置等；護筒區(qū)平臺主要用于沉放護筒、鉆機作業(yè)及材料堆放等。平臺頂面依據(jù)設計標高，根據(jù)實測棧橋標高，在樁頂位置進行調節(jié)。主墩施工平臺長71m，寬42m。平臺基礎由10根600x8、55根800x10、20根1200x12鋼管樁組成。平聯(lián)采用800x10、600x6及240a等幾種形式。梁系布置由下而上依次為2hn600*200(3hn600*200)主橫梁、貝雷梁、i25a橫向分配梁。橋面系由間距25c

20、m的i12.6次梁及6mm厚花紋鋼板面層組成。平臺中對需要防腐的鋼結構采用人工除銹，并采取防腐措施（紅丹防銹漆或瀝青漆兩道）。平臺施工完成后對作業(yè)區(qū)、堆放區(qū)、生活區(qū)和車輛行駛區(qū)進行標識，并對每個區(qū)的設計荷載要做標識牌標識。鉆孔平臺平面布置見圖3.1-1。圖2.1鉆孔平臺平面圖2）過渡墩、輔助墩共搭設一個施工平臺，周轉使用。平臺基礎由23根800x10鋼管樁組成，平聯(lián)采用600x6鋼管樁，梁系布置由下而上依次為2hn600*200主橫梁、貝雷梁、i25a橫向分配梁。鉆孔平臺平面布置見圖3.1-2。圖3.1-2 過渡墩、輔助墩鉆孔平臺平面布置圖3.2.2、施工平臺施工施工平臺施工見主橋bzp4#墩

21、鉆孔平臺施工方案和過渡墩、輔助墩鉆孔平臺施工方案。3.3、鋼護筒施工主橋bzp4#墩鋼護筒共36根，鋼護筒底標高為33.8米，頂標高為6.7米，每根鋼護筒長40.5米，單根約重76噸。每節(jié)鋼護筒上節(jié)9.35米及加強箍材料材質為q235a，其余鋼板材質為q235b鋼板，鋼板厚25mm。護筒內徑為3.0米，下沉精度要求達到1/200，超過規(guī)范1/100的要求。過渡墩、輔助墩鋼護筒鋼材選用國產(chǎn)符合gb/t1591-94要求的碳素鋼q235c,護筒直徑按變徑樁較大樁徑加工，為2.4m，壁厚12mm。護筒底標高為-23.00m，頂標高+6.5m，全長29.5m。鋼護筒分20m、9.5m兩節(jié)加工、運輸、施

22、沉。3.3.1、鋼護筒加工要求1）材料鋼護筒由鋼板卷制拼焊而成，鋼材材質符合設計要求。q235b、q235c手工焊焊條采用j422焊條，埋弧自動焊焊絲采用h08mna，焊劑采用hj431。鋼材和焊接材料均應有質量保證書和出廠材質證明。2）護筒制作鋼護筒在加工車間內加工成兩節(jié)。下節(jié)為永久鋼護筒，在護筒底口加設護筒尖加強管套，板厚12mm，高60cm；上節(jié)為臨時護筒，采用的鋼材材質為q235a。加工完成后由400噸駁船運至施工現(xiàn)場。鋼護筒加工采用對接焊縫（單面焊雙面成型焊縫），焊縫質量標準達到一級焊縫，相鄰兩條豎縫錯開間距不小于1/3圓周。3）鋼護筒加工允許偏差鋼護筒體卷圓后，應用樣板進行檢查，在

23、任何20圓弧內，鋼護筒的局部允許偏差為板厚的10%，最大偏差不得超過厚度的12%。鋼護筒體端面的傾斜度最大允許偏差為f=3mm。鋼護筒縱軸線彎曲失高不大于護筒長的0.1%，并不得大于3cm。主橋bzp4#墩鋼護筒加工圖見圖3.3-1。圖3.3-1 主橋bzp4#墩鋼護筒加工圖3.3.2、鋼護筒的防腐處理1）涂裝條件、空氣相對濕度低于85%，被涂基體表面溫度高于露點以上3，環(huán)境溫度在5-40，有雨、雪、霧天氣不能進行涂裝作業(yè)；、噴涂作業(yè)應在清潔環(huán)境中進行，避免未干的涂層被灰塵污染； 、漆膜在未干透前，應避免磨擦、撞擊及雨水或其他液體等沾染，嚴禁踩踏；、涂裝在鋼護筒制造廠內進行，保證作業(yè)環(huán)境通風良

24、好，確保安全施工。、作業(yè)環(huán)境內，嚴禁吸煙及其它明火作業(yè)，避免與其它高溫熱源接觸；2）涂裝前準備工作、領取涂料時，要檢查涂料的批號、生產(chǎn)日期、密封性，過期涂料堅決不用。已打開包裝的涂料，使用前要仔細檢查，發(fā)現(xiàn)結塊、變色、發(fā)白等變質現(xiàn)象，不能使用；、所用容器要無水、無油、無塵、無漆渣及其它雜物，不同涂料不能混用同一個容器；、涂裝前先進行噴砂除銹，要求達到gb/t8923-88中sa2.5級，噴砂后的鋼材表面不應有可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹等附著物，任何殘留的痕跡應僅是點狀或條紋狀的輕微色斑；噴砂結束后吹去鋼護筒表面殘存的灰塵；、除銹合格后立即進行第一道涂料的涂裝，噴砂后的鋼護筒嚴禁在未涂裝前過

25、夜。3）施工方法、施工工藝：噴砂除銹合格施工前準備噴涂底層漆噴涂中間漆驗收合格出廠。、水下區(qū)部位(按承臺底至最大沖刷線以下1m，承臺底至高程-19.0m)涂料防腐方案采用兩道環(huán)氧重防護涂層，第一道涂層干膜厚度為400m，第二道涂層干膜厚度為400m，總厚度800m。、每層涂裝前，應對上道工序進行檢查，上道工序不合格，不進行涂刷；、每種涂料的涂裝間隔、表干、實干時間及熟化、配比等嚴格按廠家說明書施工。如超過其最長間隔時間，則應將前一涂層用砂布打毛后再進行涂刷；、涂裝過程中，應用濕膜測厚儀測定漆膜厚度，根據(jù)測得數(shù)據(jù)比較后及時調整涂刷速度，以確保干膜厚度；、涂裝后，應對涂膜認真維護。涂層在固化前，要

26、避免被雨淋、曝曬、踐踏或其它損傷；4）質量檢驗、外觀：涂層厚度均勻，表現(xiàn)應均勻一致，無露底、流掛、氣泡、粗粒、起皺、裂紋等缺陷；、厚度：涂層自然干燥后，用無損磁性測厚儀檢測厚度，按漆膜厚度測定法（gb1764）測定。、附著力的檢查：涂層完全固化后，根據(jù)涂層厚度分別采用切割線法或劃格法對涂層進行附著力檢驗；5）損傷處修復對吊裝、運輸過程中涂層損傷處，按原工藝重新施工；損傷未及基體的部位，對損傷處手工打磨成斜坡后，按原工序施工，破損幾層，修復幾層，每層新老涂層搭接不少于30mm。6）涂層的養(yǎng)護要求：涂裝完成后，要求7d以上的靜置養(yǎng)護，方可進行吊裝。3.3.3、鋼護筒施沉鋼護筒施沉施工見主橋bzp4

27、#墩鉆孔平臺施工方案。過渡墩、輔助墩鋼護筒施沉工藝流程如下：導向架安裝定位護筒入導向架測量校核振動下沉過程糾偏下沉到位。鋼護筒施沉及導向架示意見圖3.3-2、3。圖3.3-2 鋼護筒導向架結構示意圖圖3.3-3 鋼護筒下沉示意圖3.4、鉆孔施工3.4.1、鉆機選型索塔墩樁基樁徑大、深度深、巖層強度高，巖面起伏高度大，成孔難度大，為保證成孔要求，鉆孔選用氣舉反循環(huán)、沖擊反循環(huán)工藝進行施工，鉆機選型為3臺zdz3000型氣舉反循環(huán)鉆機配2.50m刮刀鉆頭、滾刀鉆頭，由于樁基穿過地層存在1020m不同程度的風化花崗巖，故另外配置6臺ycjf-25型沖擊鉆，配1113t沖擊錘。通過兩種鉆機對不同地層的

28、適應性，結合各個孔位地質分層情況，來配置鉆機。鉆機性能參數(shù)見表3.4-1和表3.4-2。表3.4-1 ycjf-25型鉆機性能參數(shù)設備型號ycjf-25設備臺（套）數(shù)6最大鉆孔直徑（m）2.5 最大鉆孔深度（m）70最大提升能力（t）15外形尺寸（長寬高）6.8m2.8m3.3m移動方式液壓步標配備鉆桿（外徑壁厚）159mm6mm循環(huán)方式泵吸反循環(huán)(或正循環(huán))鉆機總重量（t）主機19鉆具1113鉆機總功率（kw）主機75循環(huán)系統(tǒng)22鉆機形式全液壓沖擊反循環(huán)鉆機注：施工本工程中孔深70m的各種直徑鉆孔。表3.4-2 zdz3000型鉆機性能參數(shù)鉆機型號鉆桿直徑(mm)最大成孔直徑(mm)成孔深度

29、(m)額定扭距(kn.m)功率(kw)循環(huán)方式提升能力（t）主機重(t)總重（t）zdz30003003500200200180氣舉20045180輔助bzp5墩和過渡bzp6墩下部基礎均為12根直徑1.8m2.2m的變徑鉆孔灌注樁基礎，bzp5墩樁長90m，bzp6墩樁長81m。鉆進過程中要穿過淤泥層、細砂層、粗砂層、卵石層、礫石層、最終到達持力層微風化花崗巖層。鉆機成孔采取zdz250大功率氣舉反循環(huán)回旋鉆機?；匦@機性能見表3.4-3。表3.4-3 鉆機性能表鉆機型號zdz250最大鉆孔口徑（m）2.5最大鉆孔深度（m）140輸出扭矩（knm）200最大提升能力(kn)1500最大鉆速（

30、rpm）15鉆桿內徑（mm）300配重(kn)不小于300kn循環(huán)方式氣舉反循環(huán)為了給鉆機供氣的壓力和氣量穩(wěn)定，由氣壓罐直接為鉆機供氣。設置2個空壓站，配備20m3/min空壓機共2臺為其供氣。給鉆機供氣的管道布設于下層平臺，并在一定距離設置排氣閥，供鉆機接用。3.4.2、泥漿制備及循環(huán)護壁泥漿在鉆孔中非常重要。回旋鉆鉆孔所用泥漿采用php高性能泥漿,其配合比通過試驗室試配后確定。主要原材料和外加劑用膨潤土(沖擊鉆采用紅粘土)、純堿、羧鉀基纖維素cmc, 聚丙烯酰胺等在制漿池中用射流泵循環(huán)制漿,直至達到設計指標后備用；沖擊鉆鉆孔所用泥漿采用羧鉀基纖維素cmc加膨脹土制備。選用高性能p.h.p泥

31、漿，介紹如下：泥漿全稱聚丙烯酰胺不分散低固相泥漿（簡稱p.h.p）。它配制在泥漿里能使鉆碴處于不分散的絮凝狀態(tài)，易于清除去，從而保持泥漿的不分散低固相，低比重，高粘度的性能，泥漿的主要特點是：1）能提高鉆進速度，使泥漿的比重下降到1.031.08。2）延長機械壽命。3）孔徑順直：泥漿鉆孔由于它固相含量低，泥漿滲量少，有利孔壁的穩(wěn)定，使孔壁順直，擴孔率小。4）有效防止孔漏和堵漏，泥漿比重低，低失水，所以在整個鉆機過程中遇有滲漏性失水地層亦能充分發(fā)揮防漏堵漏的作用。鉆孔泥漿循環(huán)利用一個泥漿池和一個專用鋼護筒作為沉渣池,過濾器組成。泥漿循環(huán)過程為：鉆孔中-振動篩-沉渣池-護筒-鉆孔中 旋流分離器每個

32、鉆孔的泥漿經(jīng)檢驗指標后如果各項指標合格可重復使用,每次鉆孔僅需補充流失的泥漿即可。本工程選用淡水泥漿，泥漿各施工過程中性能指標要求（見下表）：表3.4-4 泥漿性能指標序號鉆進土層比重粘度s含砂率%酸堿度ph泥皮厚mm失水量（ml/30min）膠體率%備注1新制泥漿1.06-1.0823-260.58-101.01.520992護筒內1.06-1.1023-2648-1022096造漿鉆進3護筒外易坍地層1.08-1.1023-2648-1022096造漿鉆進卵石1.10-1.1523-3548-1022096造漿鉆進4清孔1.03-1.1020-2518-10220993.4.3、鉆機就位根

33、據(jù)平臺上的樁位，鉆機通過架梁吊機、浮吊吊裝就位。鉆機就位時，測量檢查，底盤須水平，鉆塔與底盤保持垂直狀態(tài)，并將鉆機與平臺進行限位，保證鉆機在鉆進過程中不產(chǎn)生位移。同時在鉆進的過程中及結束對底盤四角點不間斷進行校核，如發(fā)現(xiàn)鉆機有傾斜跡象或懷疑鉆機有歪斜時均要進行基座檢測并及時調平，且鉆機頂部的中心、轉盤中心、樁孔中心基本在同一鉛垂線上。利用浮吊或架梁吊機將鉆頭、鉆桿及配重拼裝在一起，在鉆機就位后使鉆塔傾斜或移動上層底盤，將本組件吊入孔內固定。檢查鉆桿，清洗密封圈，并接長鉆桿，將鉆頭下到離孔底泥面約30cm處，接通供風及泥漿循環(huán)管路，開動空壓機，開啟供風閥供風，在護筒內用氣舉法使泥漿開始循環(huán)，觀察

34、鉆桿、供風管路、循環(huán)管路、水籠頭等有無漏氣、漏水現(xiàn)象，并開動鉆機空轉，如持續(xù)5min無故障時，即可開始鉆進。對于下入孔內的鉆具，須記錄鉆頭、配重、風包、鉆桿及鉆桿的長度、編號和實際長度。沖擊鉆通過吊機現(xiàn)場將卷揚機、斜扒桿、基座等構件安裝調試，將滾輪上鋼絲繩的垂線對準護筒的中心，將基座調整水平后與平臺錨固。吊機安裝鉆頭，試錘合格后開始正常鉆進。3.4.4、成孔施工bzp4#墩的鉆孔樁基礎選擇氣舉反循環(huán)、泵吸反循環(huán)工藝鉆孔施工，并采用與鉆孔直徑相匹配的改進刮刀鉆頭、滾刀鉆頭、沖擊錘，鉆進成孔。過渡墩、輔助墩鉆孔施工與bzp4#墩類似，具體施工方法見下：a、回旋鉆氣舉反循環(huán)鉆孔操作要點如下：1）直接

35、利用氣舉反循環(huán)鉆進，在開孔鉆進時采用輕壓、慢速鉆進；正常鉆進施工，在粘土層中，控制進尺，每鉆進一個回次的單根鉆桿要及時進行掃孔，以保證鉆孔直徑滿足要求。鉆進過程中認真觀察進尺和排渣情況。當泥漿中含渣量較多或排量減少時，應控制鉆進速度。2）在不同地層的鉆進施工中，現(xiàn)場技術人員和實驗員必須嚴格控制泥漿指標，部分主要泥漿指標每隔2小時和不同地質層抽驗比重、粘度、含砂率及ph值不少于一次，全面掌握孔內泥漿性能的變化情況是否在設計實驗的泥漿指標范圍內，以便及時調整，同時通過泥漿面觀察孔壁的穩(wěn)定情況，保證孔壁的安全?？變茹@進劃分為兩個階段：護筒內鉆進階段、土層內鉆進階段。護筒內鉆進階段：從護筒底口2.0m

36、以上，采用直徑2.5m鉆頭反循環(huán)加壓清水鉆進，每小時進尺控制在46m左右。土層內鉆進階段：開鉆時鉆頭反循環(huán)空轉，啟動泥漿循環(huán)系統(tǒng)，置換孔內泥漿，當孔內泥漿指標符合要求后，優(yōu)質泥漿護壁反循環(huán)減壓鉆進，在護筒底口附近慢速鉆進，形成穩(wěn)定孔壁，每小時進尺控制在0.30.8m左右。鉆頭出護筒5m后恢復正常鉆進，根據(jù)不同土層的特點，在鉆孔過程中及時調整護壁泥漿指標和鉆進速度，孔內經(jīng)常補充優(yōu)質泥漿。土層內鉆進階段泥漿指標見下表：表3.4-5 土層內鉆進節(jié)段泥漿指標項目名稱ph值比重粘度（s）膠體率失水率含砂率指 標8101.081.10232696%以上20以下4%以內3）鉆進過程中注意孔內水位，隨時補漿，

37、維持護筒內的水頭高度，防止孔壁塌孔。水中鉆孔，因潮水漲落較大，因此鉆進時應注意保護護筒內水頭高度，護筒內水頭任何時候均應高于海水位2.0米以上。4）在正常施工過程中，為保證鉆孔的垂直度，采用減壓鉆進，始終讓加在孔底的鉆壓小于鉆具總重（扣除泥漿浮力）的80%。5）升降鉆具應平穩(wěn)，尤其是當鉆頭處于護筒底口位置時，必須防止鉆頭鉤掛護筒。6）加接鉆桿時，應先停止鉆進，將鉆具提離孔底810厘米，維持沖洗液循環(huán)10分鐘以上，以清除孔底并將管道內的鉆渣攜出排凈，然后停泵加接鉆桿。7）鉆桿連接螺栓應擰緊上牢，認真檢查密封圈，以防鉆桿接頭漏水漏氣，使反循環(huán)無法正常工作。8）鉆進過程應連續(xù)操作，不得中途長時間停止

38、。9）鉆機在各個地層中鉆進時，根據(jù)成孔工藝和墩位處的地質狀況，采用不同的鉆進參數(shù)，以保證鉆孔安全。10）詳細、真實、準確地填寫鉆孔原始記錄，鉆進中發(fā)現(xiàn)異常情況及時上報處理。11）由于鋼護筒為參與受力的結構物，因此為了使樁身混凝土與護筒直接接觸并保證樁身的有效直徑，使護筒與樁身混凝土結合為整體，需對護筒內壁的泥皮以及淤泥進行清理，當?shù)谝浑A段（護筒內）鉆進結束，檢查完鉆桿，更換鉆頭后，第二次下鉆時，在始終處在護筒內的鉆桿上安裝兩護筒內壁清掃器（間距約2030m，終孔時下層清掃器離護筒底口約1.0m），邊鉆孔（邊拆鉆桿）邊清除附著在護筒上的泥砂和泥皮。b、沖擊鉆泵吸反循環(huán)鉆孔操作要點如下：開鉆前在護

39、筒內加填粘土約0.5m，分別往護筒和泥漿池內注足水。開動鉆機，使沖擊鉆頭上下運動，將護筒粘土沖成泥漿，在地質較差情況時，采用加入一定數(shù)量的小片石，以加固護筒底口。啟動泥漿泵，循環(huán)泥漿，直至護筒內與泥漿池內泥漿濃度一致。啟動泵吸反循環(huán)系統(tǒng)，開始反循環(huán)鉆進。當排碴彎頭下降到離孔口1m時，接換排碴管。此時，鉆機停止沖擊，泥漿繼續(xù)循環(huán)約13min，待排碴管內鉆碴排完后，停泵，拆除彎頭與排碴管的聯(lián)接螺栓，提升彎頭至一定高度，將要接換的排碴管下端與原排碴管聯(lián)接，上端與彎頭聯(lián)接。護筒外鉆進過程中需注意：、在緊密的砂、沙礫石及礫石粒徑較大的土層中鉆進，采用高沖程（100cm）。、在松散的砂、沙礫土、粘性土、亞

40、粘土等土層中鉆進，采用中沖程（約為75cm）。、在易坍塌或流砂地段采用小沖程低鉆壓，并提高泥漿的粘度和密度。、在松、軟土層沖擊鉆機每次放松58cm、在密實堅硬土層中沖擊鉆機每次放松35cm。、針對基巖表面不平整，高差較大的情況，則先投入粘土、小片石，將其表面墊平，沖擊鉆機用十字形鉆頭繃緊大繩，低錘快打，松繩長度根據(jù)沖擊進尺掌握，每次放松長度控制在小于35cm的范圍，待沖平巖面后，再加大沖程鉆進。、沖擊鉆機施工時注意防止松繩過少，形成“打空錘”，使鋼絲繩、鉆機受到以外荷載，造成鉆機損壞；松繩過多，則會減小沖程，降低鉆進速度，嚴重時使鋼絲繩扭曲、糾纏發(fā)生事故，同時也會使鉆頭頂端搖擺，撞擊孔壁造成坍

41、孔。、鉆機升降鉆具時應保持平穩(wěn)，尤其是當鉆頭處于鋼護筒底口位置時，必須防止鉆頭鉤掛、撞擊鋼護筒；鉆進過程中應保證孔口安全，孔內嚴禁掉入鐵件。、根據(jù)不同土層的特點，在鉆孔過程中及時調整護壁泥漿指標、鉆進速度，孔內補充優(yōu)質泥漿以保證泥漿指標符合要求，每工班泥漿檢測不少于兩次。、每鉆進0.5m提取碴樣一次，從出碴口撈取砂樣用清水沖洗干凈，每次提取量為100g，編號保存，以便成孔時交接。3.4.5、清孔1）、回旋鉆機清孔當鉆深達到設計標高以上0.51米位置時，泥漿指標按終孔的泥漿指標控制，從而盡量縮短終孔后清孔的時間。當鉆深達到設計標高后，經(jīng)監(jiān)理批準后，將鉆頭提離孔底3050cm連續(xù)清孔23小時，緩慢

42、旋轉鉆具，補充優(yōu)質泥漿，進行反循環(huán)清孔保證泥漿質量，當樁底沉渣厚度滿足圖紙要求（或不大于50mm），同時，泥漿的性能指標達到:比重1.031.08,粘度2025s,含砂率小于1%時,才能拆鉆桿、移鉆機，進行成樁作業(yè)。同時保持孔內水頭，防止塌孔。清孔過程中，不得采用加深鉆孔深度的方法來代替沉渣厚度第一次清孔階段：終孔后，及時進行清孔。清孔時將鉆具提離孔底約3050cm，緩慢旋轉鉆具，補充優(yōu)質泥漿，進行反循環(huán)清孔，同時保持孔內水頭，防止塌孔。當經(jīng)檢測孔底沉渣厚度滿足設計要求后，清孔后孔內泥漿指標符合表要求后，及時停機拆除鉆桿、移走鉆機，盡快進行成樁施工。2）、沖擊鉆機清孔終孔后，及時進行清孔。清孔

43、時將鉆具提離孔底約15cm左右，通過氣舉吸出孔底鉆渣同時流入稀釋泥漿進行泥漿調整，通過反復循環(huán)使清孔的泥漿性能指標達到清孔泥漿指標。第一次清孔后泥漿指標見下表：表3.4-6 第一次清孔后泥漿指標項目名稱ph值比重粘度（s）膠體率失水率含砂率指 標8101.031.10202499%以上20以下1%以內在鋼筋籠安裝完成及混凝土澆注前，檢查孔底沉渣厚度，若摩擦樁大于20cm或者嵌巖樁大于5cm，則須進行二次清孔。二次清孔采用在混凝土導管內下內風管的方法進行，二次清孔泥漿指標符合要求且孔底沉渣厚度小于設計及規(guī)范要求后，即可進行下道工序施工。3.4.6、泥漿處理bzp4#墩共計36根樁，平均每根樁形成

44、后排出鉆渣約350m3和泥漿約420m3左右。除部分泥漿檢測后可循環(huán)使用外，根據(jù)環(huán)保要求，將鉆渣和泥漿用機動駁船或自卸汽車運送至指定基礎施工泥渣排放區(qū)。圖3.4-1 泥漿循環(huán)系統(tǒng)3.4.7、檢孔成孔后對孔的質量進行檢測：平面位置5cm,孔徑上部不小于3.0m，下部不小于2.50m，傾斜度不大于0.5%。檢測方法：孔的平面位置即用gps檢測，孔徑及傾斜度用測徑儀檢測。圖3.4-2 采用進口設備全自動測孔儀ke200檢查成孔質量3.4.8、鉆孔樁施工控制措施1）樁基礎施工要點、采用大功率大扭矩全液壓鉆機及大功率沖擊鉆，以保證成孔質量。、采用大直徑大剛度鉆桿：可有效克服因鉆桿剛度不足而造成的鉆頭擺幅

45、過大，鉆進效率低，鉆桿易折斷等現(xiàn)象，同時可加快泥漿循環(huán)速度。、采用氣舉反循成孔：可加快泥漿循環(huán)速度，集中供應壓縮空氣，經(jīng)調壓風包穩(wěn)定后供應給鉆機，始終保持較穩(wěn)定氣壓，可避免因氣壓不穩(wěn)定，而造成塌孔和鉆渣堵塞鉆桿等事故，提高鉆孔效率。沖擊鉆則選用大功率的泥漿泵，保證泵吸泥漿循環(huán)滿足不同地層置換孔底泥漿要求。、加設護筒內壁掃孔裝置：在護筒內鉆桿上安裝護筒內壁清掃裝置，邊鉆孔邊清除附著在護筒上的泥砂和泥皮，縮短成孔后清孔時間，保證成孔安全，保證砼與鋼護筒的粘結質量。、選用優(yōu)質php泥漿護壁，邊鉆進邊向孔內補充優(yōu)質泥漿，同時每臺回旋鉆機配制一臺泥漿凈化器，沖擊鉆則主要通過過濾、沉淀排渣。鉆進過程中根據(jù)

46、地層情況及鉆進速度實時對孔內泥漿進行取樣檢驗，確保鉆孔過程中的泥漿各項指標均符合要求，保證護壁質量及減少清孔時間。、及時調整護筒內泥漿面：鉆進過程中根據(jù)護筒外水位變化情況，隨時調整護筒內泥漿面，保證內外必要的水頭差。、根據(jù)不同的地層、不同的成孔階段采用不同指標的泥漿，并嚴格控制鉆壓和進尺速度。a、在粉砂土或流砂中鉆進時，應控制進尺速度，選用較大相對密度、粘度、膠體率的泥漿或高質量泥漿。b、在粘土層中鉆進時要嚴格控制進尺速度，防止縮孔。c、在穿越破碎巖層時，應嚴格控制泥漿指標，并減慢鉆進速度，必要時可拋填粘土，以填實孔壁，減少因泥漿沖刷孔壁，帶走破碎巖間充填物，破壞原膠結狀態(tài)。同時，在破碎巖層的

47、鉆進全過程中，均應采用膨潤土等拌制優(yōu)質泥漿護壁，防止坍孔。如發(fā)生孔口坍塌事件后，需及時提升鉆頭，向孔內拋填優(yōu)質粘土及水泥混合物至破碎帶以上5m左右，并同時向孔內補水，維持水頭2m以上。保持孔內水頭靜置一段時間，使水泥漿滲透入巖石裂隙，混合物與破碎巖層固結后，再重新開鉆。d、在傾斜破碎巖層中進行樁基施工，回旋鉆機選型應適當加大鉆頭配重，以便自重導向，克服孔斜。e、在傾斜角度大、軟硬不均的巖層中鉆進時，可拋填片石采用沖擊鉆慢速鉆進，克服孔斜。沖擊鉆則投入粘土、小片石，將其表面墊平，沖擊鉆機用十字形鉆頭繃緊大繩，低錘快打，松繩長度根據(jù)沖擊進尺掌握，每次放松長度控制在小于35cm的范圍，待沖平巖面后，

48、再加大沖程鉆進。f、在鉆孔過程中如遇到較大孤石，采取沖擊鉆擊碎孤石慢速鉆進。、定期對鉆桿進行檢查：所有的鉆桿均要定期進行探傷檢驗，確保鉆桿完好無損，減少掉鉆風險。2）樁孔垂直度和孔徑控制措施、經(jīng)常檢測施工平臺的沉降、鉆機的垂直度、鋼護筒水平位置，及時發(fā)現(xiàn)樁基、鉆機、護筒的垂直度變化，當垂直度超過允許值（0.5%）時采取措施調整。、在樁基鉆進過程中，經(jīng)常采用檢查鉆桿垂直度的方法檢查孔徑的垂直度，保證鉆孔的垂直，同時沿鉆桿長度加三個導向器防止偏孔。、當鉆進到設計高程時，采用超聲波檢測孔徑的垂直度，如果垂直度不滿足0.5%的要求，用鉆機進行修孔直到滿足要求。、為保證樁基孔徑的尺寸不小于設計孔徑，保證

49、鋼筋籠可以順利下放，滿足設計要求。在鉆進時要求施工人員采用減壓鉆進，避免斜孔，除開孔時外不允許加壓鉆進。在下鋼筋籠之前，用檢孔器進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)縮孔等事故并進行處理，從而保證孔徑不小于設計樁徑。、為保證成孔垂直度，采用大配重減壓鉆進。施鉆時，始終采取重錘導向，減壓鉆進、中低速鉆進，嚴禁大鉆壓、高速鉆進，保證鉆孔垂直度。沖擊鉆則控制重點在傾斜巖層、強度不均勻的地層等，防止錘打偏斜。3.4.9、鉆孔常見問題及預防與處理1）塌孔、選用優(yōu)質泥漿護壁，加強泥漿指標的控制，使泥漿指標始終在容許范圍內，控制鉆進速度，使孔壁泥皮得以牢靠形成,以保持孔壁的穩(wěn)定。、在施工過程中，根據(jù)不同的地層情況，選擇合理的鉆

50、進參數(shù)。同時注意觀察孔內泥漿液面的變化情況，孔內泥漿液面應始終高于水面23m左右，并適時往孔內補充新制備泥漿。、在松散的碎石混粘土中鉆進時，應控制鉆進速度。選用較大比重、粘度、膠體率的泥漿，或投入粘土，低錘沖擊，使粘土起護壁作用；、若孔內出現(xiàn)塌孔，判明塌孔位置，回填粘土和砂（或澆15mpa砼）至塌孔處以上12m，待回填密實后再鉆。、吊入鋼筋籠時應對準鉆孔中心插入避免碰撞孔壁。清孔后盡快澆筑砼。2）鉆孔偏斜、鉆機底座牢固可靠，鉆機不得產(chǎn)生水平位移和沉降。同時鉆進的過程中經(jīng)常性進行鉆機基座檢測調平。、安裝鉆機時使鉆機鉆桿、樁位中心在一條鉛垂線上，并經(jīng)常校正。、在鉆架上設置導向架，控制鉆桿上部擺動。

51、、鉆桿接頭應逐個檢查、校正，防止鉆桿彎曲。、鉆進過程根據(jù)不同的地層情況，選擇合理的鉆進參數(shù)，尤其在變土層位置采用低壓慢轉施工。、鉆孔的垂直度偏差控制在5之內，若發(fā)現(xiàn)鉆孔傾斜，在傾斜處吊起鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔垂直，然后再調正鉆頭，慢速鉆進。、若巖面傾斜角度較大，或是由孤石造成的井孔傾斜，可在井孔內填充素混凝土等硬質回填料，再減壓慢速鉆進。3）掉落異物、開鉆前應清理孔內雜物。、搭設鉆孔平臺時嚴禁亂拋亂丟。、經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯(lián)結裝置。、為便于打撈落錐，可在錐上預先焊打撈抓環(huán)或捆鋼絲繩。4）擴孔和縮孔、擴孔若是塌孔造成的，一船情況下僅增加砼方量，擴孔后繼續(xù)塌孔，則進行回填粘土、碎石，按

52、塌孔處理。、樁孔縮徑現(xiàn)象可能出現(xiàn)在軟塑狀亞粘土地層中，主墩軟塑狀亞粘土底層。在該土層中間，施工時擬采取以下措施：a、使用與鉆孔直徑相匹配的鉆頭以氣舉反循環(huán)工藝鉆進成孔，采用高粘度、低固相、不分散、低失水率的膨潤土泥漿清渣護壁。b、在軟塑狀亞粘土層采用小鉆壓、中等轉數(shù)鉆進成孔，并控制進尺。c、根據(jù)試樁時鉆孔的鉆進參數(shù)、孔徑檢測情況，適當調整鉆進參數(shù)，以期達到設計要求。d、當發(fā)現(xiàn)鉆孔縮徑時，可通過提高泥漿性能指標，降低泥漿的失水率，以穩(wěn)定孔壁。同時在縮徑孔段注意多次掃孔，以確保成孔直徑。5）卡鉆用小沖擊錐沖擊或用沖、吸的方法將卡住鉆頭周圍的鉆渣松動，然后提出鉆頭。6）、鉆桿折斷、鉆桿直徑、壁厚應進行計算后決定。、不使用彎曲嚴重的鉆桿，各連接部分要牢固。、控制進尺，遇堅硬、復雜地層要慎重處理。、經(jīng)常檢查鉆具各部分的磨損情況，若發(fā)生鉆桿折斷事故，可按打撈鉆錐辦法打撈鉆桿。7）鉆孔滲、漏漿、增大泥漿比重和粘度，停止除砂，停鉆進行泥漿循環(huán)，補漿保證漿面高度，觀察漿面至不再下降時方可鉆進。、如果漏漿得不到控制，則需在漿液里加鋸末等，經(jīng)過循環(huán)堵塞孔隙，使?jié)B、漏漿得以控制。、如果發(fā)現(xiàn)在鋼護筒底口漏漿，在采用上述措施得不到控制后，將鋼護筒接