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1、水中大直径钻孔灌注桩 一、施工方案 （一）对于风力六级以下、浪高1m以下、水深 10m以内的江河及浅海水中的大 直径钻孔桩，拟采用 C70钻机在利用中 60 浮箱组成一定长度和宽度的刚性浮体上， 在其上进行钻孔作业。浮动平台在锚机的牵引下定位，设置竖直定位桩，这时的浮 动平台只能随水位的升降而上下浮动，其平面位置受到定位桩的控制而保持不变。 （二）砼采用自动计量拌合站拌和，砼输送泵输送，导管法灌注水下砼。 二、施工工艺及施工方法 （一）工艺流程 C70钻机钻孔施工工艺流程如图所示。 （二）施工方法 1、施工准备 （1）修建施工便道、施工用临时码头及上料栈桥等大型临时设施。 （2）利用舟桥器材拼
2、组浮动平台、浮吊、运输船、砂石料船、拌合船及临时码 头动臂吊机，在拌合船上安装拌合机，搭设拌合台，加工定位钢桩及定位桩框架等。 （3）搭设海上桥轴线测量平台，测设两纵向桩轴线的中心线。 （4）组装 C70钻机，进行试车检查机械状况并润滑保养，使钻机处于良好的工 作状态。 （5）浮动平台横向紧靠临时码头边沿，用锚机固定，用公路梁搭设上船滑道， 在高潮位期间， C70钻机吊着摆管装置沿着滑道慢速开上浮动平台的纵向公路梁；加 固浮动平台，利用C70 钻机将护筒、冲锤、抓斗等施工机具吊上平台，在浮动平台 上备一台 90kw发电机作为锚机、振动锤、拌合机的动力设备。 （6）浮动平台就位 在水上用有标志的
3、竹杆标出即将施工的桥墩的中心位置，以桥墩为中心，在桥 墩纵横轴线角平分线的四个方向，距桥墩中心150m处抛出四个混凝土锚，抛锚工作 由机动舟配合浮吊来完成。 用机动舟浮动平台顶推到即将施工的桥墩中心位置，并将浮动平台上锚机的缆 绳系在四个锚的浮标上。这样每根锚绳控制着浮动平台的两个方向，任两个相邻的 锚绳 工艺流程图 控制着浮动平台的前后、左右位置，两对角锚绳控制着浮动平台的旋转，从而 完成浮动平台的就位。 器材下水、拼组浮动平台、砂石料船、拌合船、浮吊、运输船 浮动平台就位临时码头 浮动平台系缆 浮动平台在经纬仪、测斜仪控制下定两桩位 C 7 0套 管 钻 机 上 浮 动 平 台 打定位桩，
4、固定浮动平台的平面位置 钻进成孔、第一次清孔 C70 套管钻机精确对位于第一根钻孔桩桩位 浮动平台浮运就位 加固浮动平台、C70钻机吊放护筒、冲锤、抓斗等施工机具 下护筒并调整垂直度 复核钻孔位置，测孔深、斜度并二次清孔 吊放并焊接钢筋笼 灌注水下混凝土，拆除导管及护筒 安装导管 拔出剩余导管及护筒 修 建 临 时 码 头 搭设 C70 上船滑道 浮 吊 抛 锚 调 整 锚 绳 砂石料船、拌合船 在临时码头备料 砂石料船、 拌合船就 位于浮动平台上 混凝土输送泵输 送混凝土 船 上 拌 合 混 凝 土 运输船运送钢筋笼 到浮运平台上并运 制 作 钢 筋 笼 导管作密封检验 量测混凝土面高度 （
5、7）浮动平台定位 a 用花杆在浮动平台上示出两预留桩位空档轴线的垂直平分线，将测距仪的反 光镜安置在两预留桩位空档轴线的中心点上，将经纬仪和光电测距仪置镜在位于桥 轴线的测量平台上。 b 在测量控制点上测量人员的统一指挥下，用经纬仪通过花杆控制浮动工作平 台的方向，测距仪通过反光镜控制浮动工平台的距离。 c 将控制点得到的信息反馈到浮动平台上的指挥人员，由指挥人员同时指挥各 锚机操作手，操纵浮动平台上的四个锚机，反复松卷锚绳，调整浮动平台的位置， 使浮动平台两预留桩位空档位于设计桩位上，其误差由预留空档的大小决定。 d 浮动平台定位后， 由 C70钻机将四根定位桩吊起插入浮动平台的定位框架内，
6、 并用 C70钻机的起重臂调好定位桩的垂直度。 e 利用定位桩自重，将定位桩插入地层一定深度，而后使用振动锤，将定位桩 打入地层至预定深度。 2、钻孔 （1）在测量仪器的控制下， 由 C70钻机操纵摆管装置， 将摆管中心精确对准设 计桩位的中心，经复核无误后，将带刃脚的底节双壁护筒插入摆管装置中，对接第 二节护筒。 （2）用夹环夹住护筒， 开动摆动油缸和调整油缸， 使夹环前后、 左右摆动并调 整护筒垂直度，用水平尺检查确认符合要求后，操纵摆动油缸和压拔油缸，将护筒 压入地层一定深度。在护筒下沉过程中派专人用水平尺随时检查护筒的垂直度，将 信息反馈给摆管司机，由摆管司机操纵油缸调整护筒的垂直度，
7、并进行钻孔作业。 （3）在钻孔过程中，随着孔的加深，护筒不断的加长下沉，直到设计标高。 （4）钻机在松软的土层中钻进， 先下护筒，然后钻进， 护筒刃脚伸入抓土面以 下 1.0 1.5m。 （5）钻机在中等硬度或坚硬的土层中钻进时，边钻进边下护筒。 （6）钻机在粘土或岩层中钻进时，如不塌方， 可不压护筒。 在岩石中钻进应及 时出碴，以减少岩石的二次破碎，提高钻孔效率。 （7）钻机在砂层中钻进时，经常向孔内补水，以防止出现翻砂。 （8）钻机在钻进过程中， 摆管适当放松对护筒的夹持， 使摆管能随浮动平台上 下滑动。 （9）摩擦桩桩底的实际标高应比设计标高加深0.3m；柱桩桩底的实际标高应 比设计标高
8、加深 0.05m。 3、清孔 钻孔至设计标高后，用抓斗进行清孔。在下放钢筋笼前，用抓斗缓慢地进行二 次出碴清孔，使孔底的沉碴厚度达到设计要求。 4、吊放钢筋笼 钻孔结束前，将制作成型的钢筋笼运到浮动平台上备用。 二次清孔后测量孔深及斜度，并作好记录，经检验人员同意后，用C70钻机吊 放钢筋笼。吊放时钢筋保持竖直，下放时缓慢进行，并保持钢筋笼处在孔的中心位 置。 5、安装导管 导管安装前，作水压试验，试压的压力宜等于孔底静水压的1.5 倍。导管安装 后，进行密封检验，确认导管不漏水后，方可使用。吊放导管时，使导管在孔内位 置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼，导管上口接漏斗和储料斗，下口
9、距孔底 0.4m。 6、备料 在码头将砂石料船和拌合船装好砂石料、水泥和拌合用水，然后用机动舟拖到 浮动平台旁，同时也将浮吊就位在拌合船和浮动工平台旁，作好灌注前的准备工作。 7、灌注水下混凝土 在灌注过程中用 C70钻机起吊导管，用混凝土输送泵运送混凝土。 （1）首次灌注混凝土时，混凝土的灌注量应能保证导管下口埋深在1m以上； 漏斗底口设置可靠的隔水装置。混凝土下灌时，迅速打开隔水装置，使混凝土在自 重作用下迅速下落，排除导管内的水将导管下口埋入混凝土1m以上。 （2）首批混凝土灌下后， 要紧凑连续地灌注后续混凝土，中途不得停灌， 直至 整根桩灌注完毕，每小时灌注高度不得少于涨落潮位差。 （
10、3）提升导管。 在灌注混凝土过程中， 当导管埋入混凝土一定深度时（不大于 6m ）提升导管并拆除提出孔外的管节，但始终保证导管下口在混凝土内的埋深不少 于 2m 。 （4）提升护筒。 在灌注混凝土过程中， 注意提升护筒， 以防护筒内混凝土过高 时护筒内外侧的阻力超过起拔能力，提升护筒后，护筒内保留的混凝土高度不得少 于 1m ，以防提升后脱节。在混凝土灌注过程中，经常转动护筒。 （5）桩顶的灌注标高应比设计标高高出1m 。 （6）指出专人作好灌注记录。 （7）灌注结束后，将导管和护筒清洗干净。 8、拔定位桩 完成两根钻孔桩后，用C70钻机和振动锤拔出定位桩，转至下一个桩位施工。 三、劳动组织
11、每班需要 48 人，劳力组织见下表： 劳动组织 组别工作内容人数分工 施工负责人负责组织管理工作及施工生产1 技术负责人负责全面的技术管理工作1 技术组 负责技术指导、管理、质量检查、施工资料 整理及测量 3 测工 1 人，技术人员1 人， 试验组 1 人 对位组 负责操纵锚机和浮吊、浮动平台对位、 抛锚、砂石料船和拌合船的海上移位 8 指挥 1 人，电工 1 人，机动 舟司机 2 人 钻机组操作钻机、更换护筒、冲锤、抓斗8 钻机司机2 人，摆管司机2 人，起重工4 人，分 2 班 导管组负责导管及护筒的洗刷、装卸4 由钻机组 4 人负责 混凝土拌合组上料拌合混凝土18 运输组负责吊运用混凝土
12、至孔口6 其中有对位组4 人 灌注组 开关运料理斗闸门、测量混凝土面高度，计算 导管及护筒埋入深度，指挥导管及护筒提升和 拆除 3 普工 2 人，技术人员1 人 钢筋组负责钢筋笼的制作、焊接4 电焊工 4 人 试验组 检查配合比、坍落度，制作混凝土试 件 1 四、施工机具设备 主要机具设备见下表。有C70套管钻机、浮动平台、砂石料船、拌合船、浮吊 和运输船。 施工设备及机具 序号名称规格单位数量备注 1 C70 套管钻机台1 2 浮动平台36m 21m 2m 艘1 3 定位钢管 1000 13000 根4 壁厚 10mm 4 水上浮吊27 12 1.65,10t 艘1 5 拌合船24m 9m
13、2m 艘1 6 砂石料船24m 15m 2m 艘1 7 运输船21 8.1 16.5,120t 艘1 8 机动舟225kw 艘2 9 发电机90kw 台2 10 自动计量拌合站JS500+PL800 台2 11 抽水机潜水， 3kw 台2 注水冲刷导管护筒 12 动臂吊机幅度 618m ，10t 台1 13 装载机斗容 1m 3 台1 14 自卸汽车东风型辆2 15 电焊机3kw 台5 钢筋加工用2 台,安装钢 筋笼用 3 台 16 钢筋切断机640 台1 17 钢筋弯曲机640 台1 18 混 凝土灌注导管250 m 60 19 附着式振动器3kw 台1 20 插入式振动器50Hz 台1 2
14、1 小推车辆10 22 混 凝土灌注料斗3.5m 3，2.0m3 个2 23 混凝土运输斗1m 3 个2 24 交通船5t 艘1 25 经纬仪J2 台1 26 光电测距仪1.8km 台1 27 水准仪S3 台2 28 混凝土锚3.5t 块8 29 水平尺个4 30 混凝土输送泵台1 1、C70套管钻机 C70套管钻机是钻孔灌注桩的主要施工机械。该机由 C70型履带吊机、GCP-2000E 摆管装置、倾斜装置、 G7抓斗、冲锤、套管等部分组成， 主要技术性能见表1表 4。 2 、浮动平台 浮动平台是 C70钻机的水上作业场所，由38 个中-60 浮箱、标准梁节和公路梁 拼组成 38m长工，21m
15、宽，中间留有两个 2.2m2.3m、相距 4.6m的桩位空档的浮船； 在四角安装四个锚机，定位时用来牵引浮动平台，在标准梁节内侧安装四个直径 1.05m、高 1.5m 的定位钢桩框架，用来固定浮动平台的平面位置。 每台 C70钻机的护筒配套数量表 1 项目 桩径 /mm 附注 1500 2000 护筒长度 /mm 6600 2 6600 2 双壁护筒 节数6600 2 6600 2 单壁护筒 4600 1 4600 1 单壁护筒 护筒尺寸及重量表 2 项目 桩径 /mm 附注 1500 2000 刃脚外径 /mm 1500 2000 刃脚内径 /mm 1380 1880 护筒外径 /mm 15
16、00 2000 双壁护筒 护筒内径 /mm 1400 1900 双壁护筒 护筒外径 /mm 1500 2000 单壁护筒 护筒内径 /mm 1450 1950 单壁护筒 单壁护筒重 /kg 5230 7880 6.6m 单壁护筒重 /kg 3850 5730 4.6m 双壁护筒重 /kg 8610 13080 4.6m C70套管钻机的性能表 3 项目性能参数备注 工作外形尺寸/mm 全长15295 主机 +摆管 全宽5200/3350 钻机 +摆管 全高22500/4000 起重臂 +钻机 履带中心距 /mm 4100 履带宽 /mm 1100 爬坡能力30% 转台回转02.6r 总重量 /
17、kg 115000 最大钻孔深度/m 62 最大钻孔直径/m 2.0 最大起重能力/kN 810 摆管 装置 摆动扭转 /KN m 4200 摆动回转角度24 夹持力 /kN 2600 上拔力 /kN 3800 压入力 /kN 330+ 护筒重 提升行程 /mm 670 可调倾斜角8 接地比压 /kg cm -1 0.5 行走速度 /km h-10.9 柴油机型号及功率Fiat8280/203 浮动平台主要技术指标如下表： 序号项目单位技术指标备注 1 外形尺寸M 36 2 12 2 浸水线面积M2684 3 自重T 450 4 自重吃水M 0.66 5 钻机自重T 150 6 钻机最大上拔力
18、T 300 7 工作荷载吃水M 066 8 总吃水M 1.32 9 上拔力引起吃水 增加值 M 0.44 3、水上浮吊 水上浮吊由铁路舟桥器材标准舟节、分水节、公路梁及动臂吊组成。 冲锤抓斗尺寸和重量表 4 项目 桩径 /mm 附注 1500 2000 冲锤直径 /mm 1300 1800 冲锤高度 /mm 3200 3200 冲锤重量 /kg 3800 4900 抓斗直径 /mm 1300 1800 抓斗高度 /mm 4280/3710 4750/3950 开启 /闭合 抓斗重量 /kg 3700 6100 抓斗容积 /m 3 0.32 0.79 水上浮吊主要技术指标如下表： 序号项目单位技
19、术指标备注 1 最大起重量T 10 2 最大起重高度M 20 3 起重幅度M 6-18 4 旋转角度 。 220 主要用途：吊送混凝土、抛锚、起锚 4、运输船 运输船由标准舟节、分水节和公路梁拼组，外形尺寸为21m 8.1m1.65m，运 输能力为 120t。 5、砂石料船 砂石料船是海上拌合混凝土的备料场所，由20 个中-60 浮箱拼组成长 24m 、宽 15m的浮船，用木板分隔成 13m 7m 0.7m 和 13m 13m 0.7m 的砂子和石子堆料场。 砂石料船的主要技术指标如下： 序号项目单位技术指标备注 1 外形尺寸M 24 15 2 2 浸水线面积M2 360 3 自重t 130
20、4 载重t 350 5 吃水深m 1.33 6、拌合船 拌合船是由不 10 个中-60 浮箱拼组成长 24m 、宽 9m ，中间留有长 12m 、宽 3m空 档的浮体，主要用于运输、储存水泥及拌合用水，作为水上拌合站。 拌合船的主要技术指标如下： 序号项目单位技术指标备注 1 外形尺寸M 24 9 2 2 浸水线面积M2 180 3 自重t 75 4 载重t 150 5 吃水深m 1.25 五、质量保证措施 （一）钻孔采用全护筒施工，能有效地防止坍孔、扩孔和缩孔。 （二）桩身砼质量应采用无损检测法逐根检测，对可疑的桩应钻取岩芯检查。 六、安全保证措施 （一）浮动平台及各种船舶的移动、调拨要由专职人员统一指挥。 （二）操作 C70钻机的司机必须持证上岗，非司机不得擅自操作。 （三）司机操作 C70钻机吊重物时，必须有专职人员统一指挥。 （四）对抓斗、冲锤吊环部分要经常检查，发现问题及时更换。 （五）定期检查浮动平台的浮箱及连接情况，并定期加固浮动平台。