钻孔灌注桩超长桩总结

中交第一航务工程局有限公司

工程名称：

编 制 人：编制单位：编制日期：

白米塘大桥（K12+141.48~ K12+768.52）

超长灌注桩Z8a-5工程施工总结

318国道湖州南浔至吴兴段改建工程南浔段 主管： 中交一航局318国道湖州南浔至吴兴段改建工程项目经理部

目 录

一、工程概况 ............................................................................................................ 1 二、地质条件 ............................................................................................................ 4 三、地下水情况 ........................................................................................................ 5 四、施工过程 ............................................................................................................ 5 1、准备工作 ........................................................................................................ 5 2、钻进成孔 ........................................................................................................ 7 3、成孔及检测 .................................................................................................... 8 4、第一次清孔 .................................................................................................... 9 5、提钻及下检孔器 ............................................................................................ 9 6、钢筋骨架、声测管制作及安装 .................................................................. 10 7、吊放导管 .......................................................................................................11 8、二次清孔 ...................................................................................................... 12 9、水下砼灌注 .................................................................................................. 13 五、工艺参数 .......................................................................................................... 14 六、钻机参数表 ...................................................................................................... 15 七、施工小结 .......................................................................................................... 15

一、引言

318国道湖州南浔至吴兴段改建工程位于浙江省湖州市，跨南浔和吴兴两区。本项目为湖州市”十二五”期间区域内国道重点建设项目。该目完成后，一方面将在湖州中心城区南侧形成一个通道，减少城市交通的压力；另一方面促进湖州南太湖特色产业集聚区建设，从而加快湖州、南浔经济一体化发展。

工程规模

项目路线主线全长28.8km。大桥3304m/12座，中桥1500m/28座，涵洞4117m/90道。路基填方323万m2,沥青路面72.7万m2，,软基处理14.8km。

开竣工时间：2013年8月1日-2017年2月1日。 工程相关单位

业主单位：湖州市南浔区交通管理局

建设单位：中交投与中交第一航务工程局有限公司联合体项目公司 勘察设计单位：浙江省交通规划设计研究院 监理单位：湖州市公路水运工程监理咨询有限公司

二、工程概况 2.1、技术标准

1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003） 2、《公路环境保护设计规范》（JTGB04-2010）

3、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30-2005）

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4、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004） 5、《公路桥涵施工技术规范》（JTG_TF50-2001）

6、《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTGF80/1-2004）

7、本企业颁发的ISO 9002企业质量标准文件及标准化现场施工管理的有关细则 8、本企业颁发的施工技术及工程质量监督管理有关标准 9、本项目的相关合同文件、设计文件及图纸

2.2、工程规模

白米塘大桥中心桩号K12+430，全长为627.04米，跨径布置为4*25+3*25+（60+100+60）+4*25+5*25m。第九孔跨越东宗线规划三级航道，路线前进方向与主航道的右夹角为80°，通航净空为60*7m。主桥上部为60+100+60m现浇预应力混凝土变截面连续箱梁；主桥下部结构中7、10号交接墩采用柱式墩+盖梁、钻孔灌注桩基础；8、9号主墩采用柱式墩身、承台+钻孔灌注桩基础，桩基按摩擦桩设计，桩直径均为1.5m。

首根超长桩Z8a-5桩概况如下： Z8a-5桩基技术指标：

桥名 白米塘大桥 桩径 1.5m 根数 1 桩长 95.2m Z8a-5桩基材料用量

材料 工程量 φ25 6284kg φ12 114kg φ10 863kg φ×2.5钢管 735kg C25砼 168m 3

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2.3、自然条件 2.3.1 水文

场地环境类型为Ⅱ。地表水水化学类型为SO4.HCO3.CL-(Na+k).Ca,对砼具微腐蚀性。 2.3.2 气象

勘察区地处北亚热带季风气候区。年平均气温在15℃，1月份最冷，平均气温3~5℃；7~8月份平均气温28℃左右。全年无霜期240天左右，相对湿度平均为82%，年降水量为1200~1600mm，降雨日约140~150日，每年有两次雨季，3~6月份为梅雨季，7~10月份为台风雨季。台风在湖州地区影响范围大，破坏力强，常出现大风和暴雨。此外，晚春及秋冬季节，有大雾天气，影响通视，易引起交通事故。 2.3.3 地质、地貌

勘察区地处杭嘉湖海湖相沉积平原，地形平缓，地势开阔，河网密布，以水稻田、桑园地、池塘等为主，自然地面标高一般介于1.74~3.66m,河塘堤坝处标高一般介于2.5~4.0m。

为了顺利的进行本工程超长桩基的施工，项目部在Z75施工的的基础上进一步完善了施工组织、质量管理等各方面的内容；选择白米塘大桥Z8a-5桩作为

超长灌注桩的典型施工。利用这根桩基的施工工艺和施工流程的组织实施，总结经验，

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为其余超长桩桩基的顺利施工提供技术支持。

二、地质条

1、工程

场地内的岩土体按其成因时代的不同，划分为如下工程地质层。各层具体描如下:

10层（填土）○，特征：灰黄色、松散，主要有碎石及黏性土组成。勘测揭示厚

度0.2m；揭示层底高程为1.m；

23层（淤泥质黏土）○，特征：灰色，流塑，稍具层理，切面稍粗糙，夹粉土薄

层。勘测揭示厚度3.1m；揭示层底高程为-1.56m；

31层（粉质黏土）○，特征：灰黄色，软塑，无层理，切面稍光滑，含铁锰质。

勘测揭示厚度7.4m；揭示层底高程为-8.96m；

33层（粉质黏土）○，特征：灰色，流塑~软塑，稍具层理，切面稍粗糙，夹粉土

薄层，含贝壳碎屑。勘测揭示厚度4m；揭示层底高程为-12.96m；

41层（粉质黏土）○，特征：深灰色，可塑，无层理，切面光滑，含腐蚀质。勘

测揭示厚度4.9m；揭示层底高程为-17.86m；

42层（粉质黏土）○，特征：灰黄色，可塑，无层理，切面稍光滑，含铁锰质。

勘测揭示厚度6.6m；揭示层底高程为-24.46m；

44层（粉质黏土）○，特征：灰黄色，软塑，稍具层理，夹粉土薄层。勘测揭示

厚度4.7m；揭示层底高程为-29.16m；

44层○（黏土），特征：灰色，软塑，具层理，夹粉土薄层。勘测揭示厚度11.2m；

揭示层底高程为-40.36m；

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○46层（粉土），特征：灰色，稍密，稍具层理，切面稍粗糙。勘测揭示厚度7.3m；揭示层底高程为-47.66m；

层（粉质黏土）○，特征：灰色，可塑，无层理，稍具层理，切面稍粗糙，含

粉土薄层。勘测揭示厚度9.5m；揭示层底高程为-57.16m；

层（粉质黏土）○，特征：灰色，可塑，无层理，稍具层理，切面稍粗糙，含

粉土薄层。勘测揭示厚度11.5m；揭示层底高程为-68.66m；

55层（粉砂）○，特征灰色，中密，饱和，具微层理，夹黏性土薄层，见少量云

母碎屑，摇震反映迅速。勘测揭示厚度12.3m；揭示层底高程为-80.96m；

63层（粉质黏土）○，特征：灰色、软塑，无层理，切面稍粗糙，含少量贝壳，

局部夹粉土薄层。勘测揭示厚度15.3m；揭示层底高程为-95.26m；

三、地下水情况

地下水类型主要为孔隙潜水、孔隙承压水；

孔隙潜水位于粉土层，水位浅，不承受压力，埋深浅。

孔隙承压水主要位于隔水层之下的粉土、粉砂等，分布连续性差，水量贫乏。

四、施工过程

1、准备工作

1）成孔采用正循环回转钻GPS-25成孔，泥浆护壁，清孔方式采用换浆法清孔，钢筋笼现场分8节制作，采用25t吊车安放，孔口焊接，水下混凝土灌注成桩。 2）白米塘大桥Z8a-5桩属于陆地桩，采用挖掘机整平场地，人工配合挖机开挖

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埋设护筒，最后用枕木铺设平台，确保钻机工作稳定。 3）测量放样

（a）桩位坐标按照设计图纸，并应经测量工程师复核无误后才进行实地放样。 （b）测量放样采用极坐标法，用全站仪测定桩位，并在测定的桩位四周各打一控制桩用十字线的方法来控制桩位中心。 4）护筒埋设

护筒采用6mm厚的钢板加工而成，高度1.8m，内径为180cm。护筒埋设后护筒顶面高出地面20cm，同时校核其位置，使护筒中心与桩位中心保持一致，偏差不得大于5cm，竖直线倾斜不大于1%，然后用黏土将筒周围分层回填夯实至孔口。护筒就位后，实测偏差2cm,倾斜0.5%。 5）泥浆循环和电缆线布置：

（a）泥浆循环：在埋好的钢护筒一侧开挖0.8×0.6m的泥浆沟，在孔口附近设置6m×4m×2.5m的循环池，钻孔废渣直接排放至东侧的泥浆池内。泥浆池位于4#墩~5#墩之间。

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（b）钻孔用水：采用就近的白米塘河河水，供钻孔使用。

（c）施工用电：就近接入拌合站变压器（总计达到800KW左右），配电箱接至施工现场。 6）钻杆准备

（1）用水准仪测量钻机转盘顶面标高，作为控制钻孔深度的基准面。 （2）根据设计钻孔深度配备需使用的钻杆，并排放置于钻机边备用。

上述工作合格后，报项目部质检部门检验，质检工程师自检合格，上报现场监理工程师、测量监理工程师检查。经检查合格并批准同意后，由现场技术员开具开孔通知单及《桩基础回旋钻孔原始记录》后，方能开钻。Z8a-5于2013年8月20日1时10分开钻。 2、钻进成孔

钻孔采用正循环回转钻进，泥浆护壁。Z8a-5桩基浅层地质为淤泥质土，中下部分布粉质黏土、粉土粉砂等，其中-68.66～-80.96为粉砂层，层厚12.3米。钻进时采用原土造浆。

在黏土、粉质黏土层钻孔时，泥浆比重控制在1.1~1.2之间，黏度20pa.s，钻机以高档速度钻进；

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在粉土层钻孔时，泥浆比重控制在1.2~1.3之间，黏度21pa.s，钻机以中档速度钻进；

在粉砂层钻孔时，泥浆比重控制在1.3~1.4之间，黏度22pa.s，钻机以低档速度钻进，并减小钻压。

刚开钻时，钻机减压慢钻，回转速度较为缓慢，以免钻杆过分抖动，造成孔位偏斜；在粉土、砂土层中，控制钻进速度，加强泥浆护壁；在粉质黏土中，减压钻进，加快回转频率，以提高钻进速度。在钻进过程中，详细认真地做好成孔钻进记录。每进尺7-10m检查竖直度，3m/次在泥浆池捞取钻渣，以便和设计地质资料核对。

经取渣样和设计地质资料对比，结果与设计相符。 终孔时间为8月22日6点，共用时52小时50分。

3、成孔及检测

8月22日7时，由施工技术人员自检孔深，合格后报报请监理工程师检查孔深及泥浆指标，合格后安排清孔。孔深实测为98.7m，孔底标高为-95.345m，设计底标高为-95.00m，符合要求。

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4、第一次清孔

经监理工程师检测桩孔达到设计标高后，利用通过钻杆和孔底钻头进行第一次清孔。清孔时，将钻头提离孔底30cm中速旋转，调制性能好的替换孔内稠泥浆与钻屑。清孔所用泥浆泵规格为3PM，排量108L/min。2台泥浆泵通用三通接头与钻杆连接，确保满足泥浆量的输入。 5、提钻及下检孔器

8月22日16时30分清孔完成，实测各项指标满足要求。后提钻， 提钻完成后，准备下检孔器（我部自制作长度6m，外径150cm，自重约1.5吨，事先经现场监理验收合格）。检孔时，将U型扣将钢丝绳和探孔器顶端连接在一起，25t吊车下放。下探孔器时，先将探笼竖直立起来，并在上面加强箍上绑上测绳，对中井孔后，缓慢下放。当钢丝绳松驰不受力时，读取测绳读数，以及钢丝绳在护筒内水面相对于放样中心偏移情况，由此判断孔形及倾斜度，符合要求后，提出检孔器。Z8a-5实测倾斜度为0.3%，孔径不小于1.5m。

钻孔灌注桩成孔质量允许偏差

项 目 孔的中心位置 孔径 倾斜度 孔深 孔内沉淀厚度 允 许 偏 差 群桩：100；单排桩：50 不小于设计桩径 1%，且不大于50cm 摩擦桩：不小于设计规定 不大于15cm，

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6、钢筋骨架、声测管制作及安装

1、钢筋笼加工及安装

钢筋笼制作在钢筋加工场统一制作，分段长度按照设计图和钢筋长度合理组织搭配，以尽量减少焊接节头为原则。Z8a-5钢筋笼总长为96.75m。一共8节，分节长度为：12m*3节+11.3m*1节+13m*3节+12.45m*1节。钢筋笼按钢筋制作的各项要求完成后，在安装前报请监理工程师对已制作成型的钢筋笼检查主筋间距、箍筋间距，分节长度的总长度，各项指标须满足各项质量评定标准的要求。

将合格的钢筋笼运送至桩孔处，用25t汽车吊两点吊装入孔。钢筋笼安装分节焊接入孔，在孔口焊接接长。钢筋笼接长采用搭接电弧焊（单面焊），焊缝搭接长度须>10d，焊缝质量符合要求。钢筋笼焊接时，上下端钢筋笼必须保证垂直。定位钢筋正确设置。每节钢筋笼焊接完成后，报请监理工程师进行检查，合格后方可下放钢筋笼。最后一节钢筋笼顶端设置二根吊筋，吊筋规格采用直径25cm的圆钢。吊筋与顶笼采取双面焊连接，搭接长度为40cm。为了控制钢筋笼标高和预防混凝土灌注时钢筋笼上浮，采取如下措施：下放到设计位置时，拉线对中并在钢筋笼顶端设置钢性撑杆，钢支撑穿过吊筋并焊接牢固，然后固定在钻机机架上。

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2、声测管安装

白米塘大桥每根超长桩安装3根声测管，均匀布置，且一根方向沿线路方向放置。从每根桩基声测管中抽取一根，在距桩底0.3m范围内按10cm间距预留3组6个φ3mm注浆孔，作为后期桩底注浆预留孔。声测管预留孔处用橡胶环包裹，扎丝绑扎。钢筋笼安装时保证声测管注浆孔封堵严密。

钢筋笼安装时间为2013年8月22日20点30分，结束时间为22日23点50分，共用时3小时20分钟。

7、吊放导管

导管采用壁厚5mm的φ300无缝钢管制作，接口采用丝口，使用前进行水密承压试验，进行水密试验的水压为1.25Mpa（计算压力为0.96MPa）其水密实验在8月10日10时完成测试。导管吊放时应居中且垂直，下口距孔底40cm左右。导管

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下放开始时间8月23日1：30，结束时间8月23日4：30，共用时间3小时；分节长度为2m×1节+2.8m×34节+4m×1节=98.4m；

8、二次清孔

清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。泥浆各项性能指标达到规范要求后及时注入第一斗混凝土。否则，需要重新测量沉渣或清孔，在清孔时要注意确保孔壁的稳定。我部在23日19：00时完成清孔。Z8a-5实测泥浆比重1.08，含沙率2%，沉淀层厚度100mm。

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9、水下砼灌注

1）混凝土采用自拌混凝土，混凝土强度等级为水下C25，5台8m3混凝土搅拌车运至现场，用导管进行水下灌注，混凝土塌落度控制在180～220mm，现场实测坍落度分别为190mm、210mm、205mm、210mm、195mm、200mm、195mm。

2）首盘砼放下去后，应及时用测绳测量砼顶面，判断是否满足首次埋置深度≥1.0m的要求。首盘砼数量经计算约5.5m3。施工过程中，采用3 m3料斗，罐车下满料斗后，打开阀门和罐车同时下灰，确保首盘的不间断浇筑。首盘完成后，实测导管埋深1.94m，满足导管首次埋深不小于1m的要求。浇筑过程中，导管埋深一直保持在2~6m，满足要求。

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3）试块抗压强度检测：桩基施工过程中，现场随机从混凝土运输车取样做试块二组（每组三块），作好编号，标准养护28天后，送试验室试压，判断桩身混凝土强度。

2013年8月23日20时15分开始首盘灌注，至2013年8月24日2时25分完成浇筑，共计耗时6小时10分，Z8a-5桩基础共浇筑C25砼187m3。

2013年9月20日8时， 28天强度为33.1 Mpa。 桩身声测管待检。

五、工艺参数

通过对Z8a-5整个施工过程的检测结果，施工工艺具体参数如下： 1．现场用电

现场钻孔用电：70KW 2．各工序时间段划分 钻孔速度：1.9m/小时 第一次清孔：10小时左右 提升钻头：2小时30分钟 下钢筋笼：3小时20分钟 下导管：3小时

二次清孔：14小时30分钟 水下砼灌注：6小时10分钟

总计单桩时间：97小时15分钟，约4天一根超长桩。 3．相关技术参数

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钻头直径：150cm

一次清孔泥浆指标：泥浆比重1.1、含砂率2% 二次清孔泥浆指标：泥浆比重1.08、含砂率1% 灌注前孔底沉淀层厚度：100mm 探孔器直径150cm，长度6m 导管水密承压试验：1.25Mpa

设计砼方量169m3，实际灌注方量187m3，扩孔率1.1

六、钻机参数表

GPS-25循环钻机性能参数表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 最大钻孔直径（米） 钻孔深度（米） 电动机功率（千瓦） 最大转盘转速（转/分） 最大扭矩（千牛顿·米） 主卷扬机单绳提升能力（千牛） 副卷扬机单绳提升能力（千牛） 钻塔高度（米） 额定负荷（千牛） 钻机重量（吨） 性能参数 2.5 100 55 68 80 30 30 9.0/11 240 15 七、施工小结

2013年8月20日～8月24日，白米塘大桥进行了首根超长桩的施工。施工过程中严格按照设计图纸和桥涵施工规范的要求进行施工。通过首根超长桩的施工，

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施工人员对整个施工环境、施工流程有了充分的了解，确定了施工机械的配备，完善了自检、报检程序，完成了施工中各种参数的确定，为后续超长桩施工积累了经验。

通过本超长桩的施工，本标段的组织机构、质量安全保证体系运转良好，施工机械安排合理配套，人员分工明确，各工序责任到人，材料准备充分、井井有条。

总结Z8a-5桩基的施工组织和流程，在桩基无破损结果出来前，目前来说超长桩Z8a-5是成功的。项目部安排施工队长1人、技术人员2人、调度2人、实验人员2人、钻机人员6人、钢筋工4人、砼浇注人员5人来进行本次超长桩的施工。在施工中，各部门、各工种人员之间紧密配合、齐心协力。由于准备充分、组织得当，本次超长桩的钻孔及灌注过程均较为顺利。首根超长桩的顺利施工为本项目的桥梁超长桩基施工提供了的有利的技术支持。当然，在施工过程中，也发现了不足的方面，将在后续的超长桩施工中进一步优化施工工艺。本次超长桩施工中存在以下几个方面的不足：

1、扩孔率偏大，达到1.1。改进措施：

a、减压钻进，保持钻机的平稳钻进。特别在粉土和含砂土层中，要减压钻进。钻压保持在钻具重力的80%。同时加大泥浆比重，提高护壁能力，确保孔壁的稳定。 b、减小钻头直径。钻头直径比设计桩径小2cm。

2、钢筋安装时间过长，立焊质量不稳定。改进措施： 采用3个水平较高焊工同步进行焊接，提高效率。

3、清孔时间过长。改进措施：

钻头处焊接2根比钻头直径短4cm的钢筋，通过钻头和2根辅助钢筋的高速旋转，有效的提高了沉渣的排除。

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通过上述改进措施，在Z8c-5的施工中，扩孔率减小到1.04，钢筋笼接时间和质量上有了明显缩短，清孔时间减少了4小时。

项目部将在接下来的施工中，优化方案，高效完成剩余桩基工程。 以上是首根超长桩的总结报告，请公司领导审核。

中交一航局318国道湖州南浔至吴兴段改建工程项目经理部

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2013年8月30日