新建北京至沈阳铁路客运专线JSJJSG-6标段
白河特大桥
54#-1桩基
首件工程技术总结
中交一航局京沈京冀客专VI标段指挥部一工区
钻孔灌注桩首件工程技术总结
为保证工程质量优质，质量目标明确，减少盲目施工，施工前确定标准的施工工艺，施工工艺通过首件施工确定。
为确保我合同段内的钻孔灌注桩工程质量成功率达到100% 的目标，我标段根据现场实际情况选定主线桥54#-1桩基为我标段钻孔灌注桩首件开工工程。
一、工程概况
白河特大桥位于承德县安匠乡，区间跨越村庄和数条道路，起讫里程为DIK160+594.95～DIK163+004.93，全长为2409.98m。
白河特大桥共有桩径1.0 m桩基449根，总长7199m，桩径1.25 m桩基219根，总长3398m。
二、首件工程主要施工方法及施工工艺
图2.1-1钻机施工工艺流程图
2.2主要施工方法
2.2.1钻孔场地的准备
施工前，先对桥址处的场地进行平整，更换软土，夯填密实，并对地基承载力进行检测，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故。
2.2.2桩孔定位测量
施工前，测量定位，按照各墩设计桩位，测量放线，并复核桩位。
2.2.3埋设护筒
护筒采用长度3m，厚6mm的钢板制作，护筒内径大于桩径10cm，护筒顶应比施工原地面高0.5m。钢护筒埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于5cm，埋设中保证钢护筒斜度不大于1％；采用较大口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后，提出钻斗
且用钻斗将钢护筒压入到预定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。
2.2.4泥浆制备
在施工场地每两个墩位共用1个泥浆池，特殊结构物每个墩位设置一个泥浆池，作为钻孔桩的泥浆循环系统。钻机开钻前，先在泥浆池中进行人工造浆，造浆材料选用膨胀土、纯碱及外加剂调制，可适当加入含砂量少的回旋钻灌注时返回的泥浆加大泥浆比重，做钻孔期间的护壁作用。每个泥浆池平面尺寸15m×10m×3m，按1:2比例分割，分为沉淀池和储浆池，从钻孔中流出的带有钻渣的泥浆经泥浆泵排入沉淀池，由沉淀池经沉淀后流入储浆池，供泥浆泵补充至桩孔内。泥浆指标控制在：相对密度1.05～1.20，黏度一般地层为16～22s，松散易塌地层为19～28s，含砂率不大于4%，胶体率不小于95%，PH 值大于6.5%。
膨润土造浆配合比（单位：kg）
膨润土造浆配比中掺加剂的用量，先试配，检验配合液的各项性能指标是否符合要求。
各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并经常测定泥浆指标，防止掺加剂过量，搅拌好的新鲜泥浆其性能必须适合于地质条件和施工条件。
2.2.5钻孔施工
2.2.5.1旋挖钻成孔
钻机钻孔时，两相邻桩跳开施工，无法错开时，要等相邻钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动已施工完毕的桩基。
旋挖钻机行走就位，将钻盘中心对准桩中心，调平钻盘后，通过转盘提供的扭矩将一设有伸缩式钻杆的钻斗压入土中，钻斗底门上装有斜向斗齿用来切削土体。当土质较软时，仅靠钻杆、钻斗的自重即可将旋转的斜齿切入土中；当土质较硬时，可以利用设在钻斗上部
的压杆，将斜向斗齿强行切入土中。在钻斗的底部还设有活络挡板，可以使被切下的土体进入钻斗以后不会回落。待钻斗中装满土以后，停止施加扭矩，提斗就近弃碴，并用装载机铲运到指定地点。开钻时慢速钻进，使孔壁坚实、垂直、圆滑，防止孔口坍塌，当初孔能起导向作用时，再正常钻进。
钻进过程中随时查看钻渣，判断地层并检验泥浆指标，根据地层变化情况，采用不同钻速、钻压，适时调整泥浆性能，始终保持孔内液面高于孔外水位1.5～2.0m，加强护壁，保持孔壁稳定。
钻孔连续进行，当遇到特殊情况需停钻时，提出钻头，补足孔内泥浆，始终保持孔内规定的水位和泥浆的相对密度、粘度。当遇到冲积泥沙层时，在提钻时要在泥沙处减慢速度，防止泥砂扰动造成缩孔。
钻孔中防止塌孔的措施：护筒的埋设深度穿透淤泥质软土层，并做好护筒底部密封；现场钻孔操作人员仔细检测泥浆比重及粘度，尤其是含砂率的检测，不同地层按要求进行相应调整；控制钢筋笼安装垂直度，安放钢筋笼时，需对准钻孔中心竖直插入，不能触及孔壁；紧密衔接各道工序，尽量缩短工序间隔时间；当出现灾害性天气无法施工时，提起钻头，调整泥浆比重，孔内灌满泥浆。
2.2.6清孔
钻孔深度达到设计标高后，立即进行清孔。
清孔标准：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%，黏度17～20s；灌注水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。不得采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。在钢筋笼和导管安放完毕后、浇筑水下混凝土前，再次检测桩底沉渣厚度。若沉渣厚度超标，立即进行第二次清孔，直至达到上述标准。
2.2.7钢筋笼制作与吊放安装
2.2.7.1材料要求
钢筋在加工弯制前要先要调直，并清理干净表面的油污、漆污、水泥浆及可敲落的浮皮、铁锈等。钢筋要平直，不能有局部折区，加工后的钢筋表面不能有削弱钢筋截面的伤痕。利用冷拉的方法矫直钢筋时，钢筋的矫直深长率为：Ⅰ级钢筋不大于2%；Ⅱ级钢筋不大于1%。
2.2.7.2钢筋加工及钢筋笼制作
钢筋笼制作流程：各型号钢筋原材进场-原材取样检测-下料加工成半成品-主筋布置于胎具上-将加强箍筋焊接在主筋上-骨架成型-缠绕并焊接加密箍筋及一般箍筋(同时安装混凝土垫块)-单节完成。
A钢筋笼钢筋加工
①钢筋的弯制和末端的弯钩要符合设计要求。光圆钢筋制成的箍筋末端要留有弯钩，弯钩的曲直率及弯曲长度需符合设计要求。本管段内钻孔桩钢筋笼为全长布置，考虑到笼子下放的可行性，需将钢筋笼进行分段加工，分节下放，加工时用闪光对焊连接主筋，下放时用
单面帮条焊连接分段的搭接段。
②钢筋加工的允许偏差需符合设计及规范要求。
表6.7-1 钢筋加工的允许偏差
注：L为钢筋长度（mm）。
③钢筋对焊环境的气温不得底于0℃，若在冬季当地气温过低时，焊接选择在室内进行。闪光对焊应符合下列规定：
每批钢筋焊接前，应先选定焊接工艺和参数，按实际条件进行试焊，并检验接头外观质量及规定的力学性能。仅在试焊质量合格和焊接工艺（参数）确定后，方可成批焊接。
每个闪光对焊接头的外观应符合下列要求：
a．接头周缘应有适当的镦粗部分，并呈均匀的毛刺外形。
b．钢筋表面不能有明显的烧伤或裂纹。
c. 接头弯折的角度不得大于3°。
d. 接头轴线的偏移不得大于0.1d，并不得大于2mm。
外观检查不合格的接头，经剔出重焊后方可提交二次验收。
表2.2.7-2 钢筋绑扎偏差允许值
检验数量：施工单位全部检查 B.钢筋笼的制作与安装
a.对于较短的桩基，钢筋笼宜
制作成整体，一次吊装就位。对于
孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场
焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于16米，以减少现场焊接工作量。现场焊接应采用单面搭接焊接。
b.制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，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。
c.
钢筋骨架保护层的设置方法：钢筋笼主筋接头采用闪光对焊或
双面搭接焊连接，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度采用转动混凝土垫块控制，见右图，将混凝土垫块安装在箍筋上。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个，梅花型布置。
表6.7-3 钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
2.2.7.3钢筋笼运输、吊装及入孔
A钢筋笼运输
骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，对于直径较大易变性的的钢筋笼内侧用钢筋支撑，防止笼体变形，待钢筋笼吊放入孔时，将钢筋支撑架取出。钢筋笼运输车采用拖拉机作为牵引车头、粗钢管制作成的炮架车车身，车头与车身之间由型钢制作成的三角架穿入连接销连接。
B钢筋笼吊装就位
钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊
时不变形，对于长骨架，起吊前应保持钢筋支架稳固，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。
然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并
将整个定位骨架支托于枕木上。
C钢筋笼入孔注意事项
钢筋笼下放时尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后，灌注混凝土前，在钢筋笼顶端加强箍筋穿插Φ22钢筋“架”住钢筋笼，防止移位或上浮。
2.2．8水下混凝土浇筑
1.混凝土灌注前，在钻孔桩孔口四周铺设10mm钢板，并在钢板上安放型钢架，保证导管的稳定。
2.灌注水下混凝土的导管采用丝扣式导管，直径30cm，每节标准长度3m，并配置若干1m及0.5m调整节。导管制作坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸；各节导管内径大小一致，偏差不大于±2mm。下导管前应做水密试验，确认导管不漏水才能下入孔中，并做好导管长度及节数记录。
3.用吊机辅助下导管，导管下放过程中保持位置居中，轴线顺直，逐步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁，下放的深度控制在导管底部距孔底35～40cm，导管下完后，接上空压机，进行二次清孔，二次清孔完毕，灌注混凝土前，检测孔底沉渣厚度及泥浆指标，直至达到设计和规范要求，经监理工程师检查、签字后，拆除风管，安装首灌量料斗。混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土中的深度不得小于1m并不宜大于3m的要求。其中桩径1.0m钻孔
桩混凝土储存量为1.8～3.4m3，桩径1.25m钻孔桩混凝土储存量为2.2～4.7m3，桩径1. 5m钻孔桩混凝土储存量为2.8～6.3m3，桩径2.0m 钻孔桩混凝土储存量为4.2～10.4m3。
4.水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿，拆除导管的时间应尽量缩短，每根桩的浇筑时间宜安排在首批混凝土初凝前完成，混凝土浇筑完毕，位于底面以下及桩顶以以下的护筒，应在混凝土初凝前拔出。
5.为保证水下混凝土顺畅的进行灌注，水下混凝土的坍落度为18～22cm，施工中试验人员要经常试验，确保水下混凝土坍落度的稳定性。混凝土运抵灌注地点时，检查其和易性，坍落度等情况，如不符合要求，应进行第二次拌合，如仍达不到要求，不得使用。
6.完成首批封底混凝土后，采用混凝土泵车直接浇筑混凝土，加快水下混凝土的浇筑速度。混凝土浇筑速度不少于50m3/h，连续进行。最后拔管时注意提拔及反插，保证桩芯混凝土密实度。
7.为保证混凝土灌注的连续，现场必须有4台罐车达到时方可灌注。在灌注过程中，保持孔内水头，防止坍孔，每灌一车混凝土测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深，埋深为2～6m，最小埋设不得小于1.0m。
8.待混凝土面接近钢筋笼底标高时，放慢灌注速度，同时严密观察钢筋笼情况，确定混凝土已经压住钢筋笼后，方可恢复原灌注速度。
9.灌注时预留桩头0.5～1.0米，孔内混凝土面测3个点。
三、首件工程施工情况
桩基首件工程在测量组放样后，在纵横向的每一侧引两个控制桩，控制桩距桩中心间距三米，钻孔时用于控制轴线偏位。控制桩引好以后，拉好十字线，旋挖机钻头对准中心的位置。然后开钻埋设钢护筒。护筒壁厚 6 ㎜，护筒直径110 ㎝，护筒埋深250 ㎝，外露50 ㎝。护筒埋入后，从控制桩拉十字线，旋挖钻机调整护筒的偏位及倾斜情况。规范护筒允许偏差 5 ㎝。
钻机于2014 年11月19日12：40 开始施工钻进，钻进时进行复合化学泥浆循环。钻机钻进过程中及时用小松300 挖掘机将渣土装车运至弃土场（挖掘机摆设在旋挖钻机侧对面宜方便出渣装车）。钻机钻进过程中提钻要慢，尤其是提出护筒口时应防止碰撞到护壁、护筒及护筒下口护壁。钻机钻进时，及时填写钻孔记录，并注意土层的变化，在土层的变化处，进行现场取样，判断土层，核对是否符合地质剖面图，如若不同则留取试样备案。桩基于2014 年11月20日3：00 终孔。经现场专业监理工程师报验孔深、孔径及倾斜度合格。孔深采用测绳量测法。测绳使用前，在底部加 5 ㎏的配重，并用钢尺进行核对每米长度。孔径及倾斜度使用检孔器进行检测。经检测倾斜度 5 ㎝，小于1%桩长且小于50 ㎝，符合要求。钢筋笼经现场专业监理工程师报验合格后，于2014年11月20日15：00 开始钢筋笼现场吊装作业。钢筋笼采用一部25T吊车主吊，整个吊装过程布置 4 个起吊点，起吊时主吊大勾分两点固定钢筋顶端，小勾一点吊装钢筋笼1/2 至1/3 中间部位。起吊时，先稍微提起中间吊点，使骨架稍提起，再与端点同时起吊，待骨架离开地面后，中间
点停吊，继续提升端吊点。随着端吊点不断上升，慢慢放松中间吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。放松中间吊点钢丝绳，检查骨架是否顺直，如有弯曲应调直。然后移至孔口，十字护桩对中后下放钢筋笼。进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。当骨架下降到第一吊点附近的加强筋的下方，将骨架用角钢临时支撑于孔口。将吊钩移至骨架上端。取出临时支撑，将骨架下降至设计标高。2014年11月29日18：20 开始铺操作平台和下导管，配置导管悬空40 ㎝。导管使用前已进行密封试验指标均合格。对导管进行编号，在下导管时按编号进行。导管的密封胶圈安装对接前必须认真检查，有缺陷坚决不能使用。导管下完后经检测孔深沉渣厚度为1㎝。报现场专业监理工程师检验合格后准备砼浇筑。2014 年11月20日20：25 正式浇筑。混凝土首车出站坍落度195㎜。22：30 完成混凝土水下灌注。最后提出导管，提速要慢，防止导管处出现夹泥，影响混凝土的质量。拔出导管后，把导管接头处清洗干净，刷油放置。待导管完全拔出后，在护筒上拴好钢丝绳，将护筒缓缓吊起，起吊过程中要保持垂直，防止护筒伤害到混凝土。本项工程采取的主要施工方法为：钢筋笼在钢筋加工场内加工制作完成，现场吊车配合安装。砼采用集中拌合，罐车运输，吊车配合方式进行垂直导管法水下混凝土灌注。从整个施工过程来看，该首件工程过程受控，施工工序顺畅，桩基质量达到设计和规范要求。
四、各工序检测试验数据及相关报告
1、孔深及孔径检测：54#-1桩设计孔深为18.704m，实测孔深为
19.1m。孔深检测采用带刻度测绳量测法，先用测绳量测到19m整刻度，剩余部分采用钢卷尺量测，两者之和即为实测孔深。54#-1桩桩径1.0，孔径检测采用检孔器法，检孔器长度6.0m，直径0.95m，检测时检孔器完全下放至孔底。
2、混凝土性能检测：54#-1桩设计混凝土方量12.2方，实际灌注14.5方。混凝土于2014年20:25左右到达现场，并做混凝土坍落度、含气量、入模温度试验。混凝土坍落度试验时用一个上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭状的塌落度桶，灌入混凝土分三次填装，每次填装后用捣锤沿桶壁均匀由外向内击25下，捣实后，抹平。然后拔起桶，混凝土因自重产生塌落现象，用桶高(300mm)减去塌落后混凝土最高点的高度，称为塌落度。经实测混凝土坍落度为190mm；混凝土含气量试验应注意：每当读取压力时，用指尖轻弹表盘并待指针停止摆动后在读数。0.1Mpa压力线为仪器的初始压力线，0.1Mpa 为仪器的初始压力。按下阀门杆2-3次，用木锤轻敲量钵的四周，使压力均匀分布于试样各处，再次按下阀门杆，待压力表指针稳定后，测得压力表读数，并根据仪器标定的含气量与压力表读数关系曲线，得到所测混凝土拌合物样品的仪器测定含气量值。经现场检测混凝土含气量为 2.6%。测定入模温度的使用棒式温度计插入混凝土内读取温度，经现场测温混凝土入模温度为15度。
五、首件工程质量评价
通过对桩基钢筋加工、水下混凝土浇筑，及其各项指标符合设计及《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设（2010）241号）的
各项规定及《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）的要求。
自检评价意见为优良工程，能够指导后续施工。
六、首件工程施工中存在问题及改进措施
6.1存在问题
1 施工人员操作不熟练，混凝土有撒漏现象，不但浪费材料，而且污染施工现场。
2 钢筋制作过程中出现主筋焊伤现象。
3 由于施工场地狭窄，在钢筋笼吊装过程中吊车位置摆放不合适，导致钢筋笼的吊装时间过长。
6.2改进措施
1 加强现场施工人员的培训，保证施工人员配合默契，协同施工。
2 针对主筋焊接问题我部加强对协作队伍质量要求，并落实到责任人。
3加强起吊司机技术培训，使之能满足现场钢筋笼吊装工作。七、推广的意见和建议
通过主线54#-1桩基首件整个工程施工过程来看，我标段所确定的钻孔桩施工工艺满足钻孔桩施工的要求，可以用于后期全标段的钻孔桩施工。通过首件施工，使全体施工人员加深了对钻孔施工工艺及水下砼浇筑流程的理解，增强了其质量意识。同时我们也发现了在施工过程中存在的问题，针对问题我们提出了改进措施。在后续施工中我们将发扬首件工程中的优点，继续改进或优化工艺方案，杜绝在首
件工程的问题再次发生，优质、安全的完成我标段所有的钻孔桩施工。