桥梁桩基础及墩台施工质量控制手册1 工程概况哈大铁路客运专线纵贯东北三省，途经3个省会城市（哈尔滨、长春、沈阳）、1个计划单列市(大连)和6个地级市（营口、鞍山、辽阳、铁岭、四平、松原）。

线路正线全长903.939公里，其中辽宁省553.503正线公里，吉林省269.685正线公里，黑龙江省81.151正线公里。

全线桥梁上部结构桥型、梁型种类多。

中桥以上桥梁共179座，特大桥107座；大中桥72座。

主要以56m、32m、24m、20m双线整孔简支箱梁作为常用跨度主导梁型，采用梁场预制，预制箱梁19467孔，同时还采用了一些其他类型的结构形式：32m+48m+32m、40m+64m+40m、45m+3×70m+45m、48m+80m+48m、40m+64m+40m、60m+100m+60m的连续梁、刚构连续梁、钢箱叠拱及钢混结合梁等。

全线桥梁下部结构墩台：常用跨度的桥梁（跨度小于等于40m），当桥墩全高小于27m时，旱桥选用矩形桥墩，不带顶帽托盘；河中桥梁选用圆端形桥墩，带顶帽托盘。

墩身较低时采用直坡实体墩，墩身较高时采用带坡空心墩。

桥梁基础多采用桩基础；基础主要为明挖基础、挖井基础、钻孔桩基础。

钻孔桩基础分为陆上钻孔和水上钻孔。

桩基主要采用Φ1.0m、Φ1.25m、Φ1.5m、Φ1.75m、Φ2.0m钻孔桩。

海湾地段的墩身、承台、桩基础均使用抗腐蚀混凝土，抗腐蚀环氧涂层钢筋，梁部涂装防腐涂料,承台及高潮位以上2m 以下部分桥墩身涂装混凝土保护剂。

全线桥梁沉降要求高、变形控制严。

施工中必须采取严格的技术、工艺保证措施，控制墩台沉降和梁部收缩徐变引起的结构线型变化。

沿线经过地区地貌可分为低山、剥蚀丘陵区、滨海平原、冲洪积平原。

沿线分布的特殊岩土主要有：软土、膨胀岩土、盐渍土和黄土等。

全线地下水一般埋藏深度为1.0～25.0m。

大部分地段地表水和地下水水质良好，对圬工无侵蚀性。

仅滨海平原地区及低山丘陵区的部分地下水和部分地表水，辽河局部阶地的地下水对混凝土具弱硫酸盐型侵蚀性。

沿线气候由南向北变化较大，在气温、湿度、雨量等方面由南向北都有过渡性，南段大连至鞍山一带属暖温带～温带、湿润～半湿润的季风气候。

鞍山至沈阳段属温带、湿润～半湿润的季风气候。

沈阳以北属中温带亚湿润季风气候。

沈阳以南年沿线平均气温8.9～10.9℃，最冷月平均气温-3.9～-11.3℃，极端最高气温35.0～36.7℃，极端最低气温-18.8～-33.1℃，年平均降水量591.5～674.7mm，年平均相对湿度56～64%，年平均蒸发量1506.9～1985.6mm，主要风向N、SSW，最大风速12.7～35.6m/s，土壤最大冻结深度0.93～1.48m。

沈阳以北沿线年平均气温 4.4～8.4℃，极端最高温度36.1～39.8℃，极端最低温度-39.9～-32.8℃，年平均降水量481.8～682.7mm，年平均蒸发量1226.0～1781.5mm，平均相对湿度62%～65%，年平均风速2.8～3.9m/s，最大定时风速12.0～34.0m/s，最大积雪厚度17～30cm，最大季节冻土深度1.37～2.05m，年平均八级以上大风日数4～40.5天，最大月平均日温差11.6℃～14.3℃，。

2 施工准备2.1 施工单位组织有关人员对设计文件进行全面核对和研究,并经设计单位进行设计交底。

2.2 根据设计部门移交的测量控制点，设置施工控制网，并将控制水准点与国家水准点进行联测，依据满足规范精度要求的施工控制网进行施工放样。

应先放出墩位中心线，再放各桩位中心线，并应设置护桩（护桩应设置在稳定的基础上）。

2.3开工报告申请开工必须具备以下条件：2.3.1 实施性施组设计、施工工艺细则、安全质量措施已经审定。

2.3.2 施工用水、用电、道路及其它设施已经完备。

2.3.3 机械设备、人员已经到位。

2.3.4 工程所用材料已经备足并能满足连续施工需要。

2.4技术交底：技术负责人应在分部工程施工前对参与施工的人员进行全面详细的技术交底，主要内容应包括：2.4.1说明哪些是关键部位、关键工序、关键环节。

2.4.2 所要达到的质量目标。

2.4.3 达到质量目标所采用的施工工艺措施和操作程序及具体的操作行为标准。

2.4.4 明确分工，责任落实（要有记录）。

2.4.5 施工过程中需要的文字记录（并要履行签字手续）。

2.5 钻孔场地钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。

在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定。

钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退场。

如水流平稳时，钻机可设在船舶或浮箱上进行钻孔作业，但须锚锭稳固保证桩位准确。

采用回转法或冲击法钻孔时，设置泥浆循环净化系统，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。

2.6 测定桩位，埋设或下沉钢护筒。

2.6.1用钢板制成的埋设护筒，接头处内部无突出物，能耐压、拉、坚实不漏水。

护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。

护筒周围和护筒底脚紧密、不透水。

护筒的埋置深度：①旱地或浅水处，对于粘质土不小于1.0m～1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m～1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下；②深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m～1.5m；河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m～1.0m；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层；水中平台上应有导向设备下沉护筒，控制护筒位置。

③护筒插入覆盖层深度应满足孔壁稳定及冲刷要求。

2.6.2护筒下沉完毕后，测量检查钢护筒的位置，护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，护筒的倾斜度应不大于1﹪。

2.6.3护筒直径：当护筒长度在2m～6m范围时，有钻杆导向的正、反循环回转钻护筒内径宜比桩径大20cm～30cm；冲击钻护筒内径比桩径宜大30cm～40cm；深水处的护筒内径至少比桩径大40cm为宜。

2.6.4 护筒顶标高：满足水头需要和孔壁稳定要求。

当采用反循环回转方法钻孔时，护筒顶面应高出施工水位或地下水位2.0m以上，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。

采用正循环回转方法钻孔时，护筒顶面的泥浆溢出口底边，当地质良好，不易坍孔时，宜高出地下水位1.0m～1.5m以上，当地质不良、容易坍孔时，应高出地下水位1.5m～2.0m。

采用其他方法钻孔时，护筒顶面宜高出地下水位1.5m～2.0m；满足水头需要，护筒插入覆盖层深度满足孔壁稳定及冲刷要求。

3 试桩工作根据建设单位要求或合同约定，在桥梁桩基工程开工前，施工单位应选取不同地质、不同桩长的桥梁桩基进行试桩。

通过试桩，摸索适应于不同地质状况的成孔工艺，总结施工经验，为正式桥梁桩基施工提供施工工艺参数，验证地质钻探资料或设计参数，为优化设计提供依据。

试桩完成后，施工单位应在试桩完成后及时整理试桩报告，主要内容应包括：①工程概况、试验目的及依据；②试桩地质情况及设备选型；③试桩采集到的工艺性参数；④数据分析处理；⑤试桩结论或建议。

4 钻机安装就位根据桩基分布、现场地质条件、设计桩径、桩长等情况进行钻机选型，本工程拟采用冲击钻、回转钻、旋挖钻成孔。

钻机安装前，应检查钻机平台（陆域填土或水上平台）是否符合平台的设计要求，应平整、稳固。

钻机安装主要应控制钻机及钻架稳固可靠，位置准确。

钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。

4.1 钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。

4.2 钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与转盘中心应在同一铅垂线上。

4.3 钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。

4.4 电力及机械系统运转正常。

4.5 钻机就位后，应测量护筒顶、平台标高，用于钻孔时孔深测量参考。

5 钻孔及清孔钻孔灌注桩施工工艺流程图岩溶发育地段冲击钻成孔施工工艺图陆地（岸滩）冲击钻孔桩施工步骤示意图施工步骤一: 1、整平场地；2、埋设钢护筒.施工步骤二: 1、安装钻机；2、泥浆护壁冲孔。

施工步骤三: 1、清孔，验孔；2、拆除钻架； 3、安装钢筋笼。

施工步骤四: 1、安装灌注支架；2、安装导管及储料斗；3、灌注混凝土；4、桩基检测。

5.1 泥浆泥浆的性能指标对钻孔中的护壁效果和成孔质量有很大影响，在施工中，应严格控制泥浆性能指标。

泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH 值）。

其中相对密度、粘度、含砂率、酸、碱度(PH值)等指标是钻孔中检测项目，胶体率指标是终孔前检测项目。

5.1.1 泥浆性能指标根据钻孔方法和土层情况，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标可参照表5-1执行。

⑵地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限；⑶若当地缺乏优质粘土，不能调出合格泥浆时，可掺用填加剂以改善泥浆性能。

(4)若在海水中施工，要配置海水泥浆，即在其中掺羧甲基纤维素（简称CMC）。

5.1.2 泥浆的制备制备泥浆的粘土选应择水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好。

正、反循环回转钻进直径1.2m以上，孔深30m以上的井孔且地层松散易坍孔时，一般采用优质泥浆，其各项指标见表5-2。

吸出量筒上、中、下三部分的泥浆试样，用相对密度计分别测出其上、中、下各部分泥浆的相对密度，其相对密度值的差即为稳定性。

调制泥浆前，应先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。

制浆有机械搅拌和钻头搅拌二种方法。

用正、反循环回转钻钻进时，最好在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。

钻头搅拌是冲击成孔时，将粘土原料投入孔底，利用冲击钻头上下冲击，搅拌成泥浆。

人工搅拌是先将粘土加水放入制浆池内浸透，然后用人工搅拌。

5.1.3 泥浆的循环和净化处理为满足施工环保要求和泥浆重复使用，钻孔时应设置制浆池、循环池及净化处理系统。

①机械净化法（泥浆分离器净化）机械净化泥浆是将井孔内排除的混有钻碴的泥浆送到二级或三级高频振动泥浆筛上，先将0.5mm以上的大颗粒钻碴筛出，小于 0.5mm以下的砂粒的泥浆通过泥浆泵压入旋流除碴器排除，净化后返回井孔中。

泥浆循环如下：新制泥浆→泥浆池→桩孔→泥浆分离器净化→泥浆池→桩孔。

②非机械净化法此方法是通过泥浆槽、沉淀池、储浆池进行循环沉淀净化泥浆。

泥浆循环顺序为：新制泥浆→泥浆池→桩孔→泥浆槽→沉淀池→储浆池→桩孔。

③制备泥浆的水质和设备要求a）要求使用符合规范要求的水，当不能用自来水时，应事先进行水质检查，以保证泥浆质量；b）为清洗机械设备，宜准备管径25mm，流量为50L/min的给水设施；c）为使钻孔中的泥浆重复使用，应准备水泵和储存站；为处理清洗机械的废水，需设置排水沟和沉淀池；废泥浆应用罐车送到处理场进行处理，不得在施工现场就地排放。