钻孔灌注桩作业指导书Word格式文档下载.docx

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护简高出水面应考虑泥浆船高度、水面至平台底高度，方便泥浆排放至船上和施工操作。

4.2.5.3护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。

4.2.6泥浆池及沉淀池的设置。

泥浆池和沉淀池是钻孔灌注桩施工中不可少的临时设施，对于旋挖钻机和冲击钻机施工泥浆池的大小一般为钻孔体积的1.2倍，具体情况应根据地质情况、桩的直径、根数及长度来确定。

当在砂类土，或黏土夹层的地质层内钻孔时宜采用膨润泥浆护壁，只有当在粘性土中钻孔，且当塑性指数大于15且浮碴能力满足施工要求时，方可利用孔内原土造浆护壁。

关于泥浆的性能指标，应符合下列标准：

泥浆比重，当采用冲击钻机，旋挖钻机钻孔时，入孔泥浆比重为1.1～1.3。

黏度：

一般地层16～22s松散易塌地层19～28s。

含砂率：

新制泥浆不大于4%。

胶体率：

不小于95%。

PH值；

应大于6.5。

为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，掺量由试验确定。

4.3钻机的选配

本标段桥梁桩基地质情况主要类型有：

软粉质黏土、粉质黏土、卵石土、圆砾土、泥岩夹砂岩、粉砂地层和细砂地层，因此可选用的钻机类型为冲击钻机和旋挖钻机。

4.4钻进成孔

4.4.1旋挖钻成孔

4.4.1.1基本原理

旋挖钻机施工被誉为钻孔灌注桩施工技术的绿色施工工艺，工作效率高，施工质量好，尘土污染少，其工作原理是：

利用钻杆和钻头的旋转，以钻头自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。

通过钻斗的旋转，挖土，提升，土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。

4.4.1.2优缺点

①优点

a振动小，噪声低。

b成孔速度快，效率高，与常规钻机相比，旋挖钻机回转扭矩大，并可根据地层情况自动调整；

钻压大，通过钻斗直接从孔内提取渣土，所以速度非常高，一般情况下，日进度在60m以上。

c设备先进，自动化程度高，劳动强度低。

d环保无污染，它可循环使用泥浆。

e行走移动方便，行走方式为履带式。

f对孔方便准确，操作手在驾驶室内利用先进的电子设备精确对位，并使钻机处于最佳状态。

g成桩质量好，孔壁有明显的螺旋线，有助于提高桩的摩阻力：

孔底沉渣少，易于清孔，能提高桩端承载力。

h自带柴油动力，能缓解现场电力不足的矛盾，排除了因电缆而造成的安全隐患。

②缺点

a稳定液（泥浆）管理不当时，会产生坍孔。

b废泥水处理困难。

c沉碴处理较困难，常需清洗钻头。

d因土层情况不同，实际孔径比钻头直径大7%～20%。

e因为不易形成泥皮，护壁性相对较差，易缩径，塌孔。

4.4.1.3施工中应注意的几个问题

①钻机就位应平整，钻杆应垂直，确保孔身垂直度符合要求。

②确保稳定液（泥浆）的质量，对形成泥浆的原材料应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能，其密度、黏度、PH值、泥皮厚度、含砂量等应符合要求，黏土宜选择黏粒含量大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3～4倍的黏土。

③护筒应埋设准确和稳定，周边应夯实，各项指标应符合要求。

④斗底活门在钻进过程中应保持关闭状态，防止钻头内的渣土掉入孔内。

⑤严格控制钻斗在孔内的升降速度，过快会造成孔壁坍塌，升降速度一般以0.748m/s为宜（直径为1200mm时），当直径为1500mm时，宜控制在0.575m/s，直径越大，应越慢一些。

⑥应使孔内泥浆液面高出地下水位2m，以防坍孔。

⑦应经常检查并记录孔内水头高度、泥浆的相对密度和黏度，发现问题及时解决。

⑧成孔后，应尽量缩短下钢筋笼和下导管的时间，否则孔底沉淀太多。

4.4.2冲击钻机钻进

4.4.2.1准备工作

钻机就位前，对钻孔前的各种准备工作进行检查，包括机具设备的检查和维修。

根据地质资料，绘制该地段地质剖面图，挂在钻机台上，用以指导施工。

桩的钻孔和护筒开挖，应在中心距离5m内的任何桩的砼灌注完成24小时后开始，以避免扰动邻桩的凝固，几台钻机同时施工时，要注意配合避免干扰和冲突。

4.4.2.2钻机就位

定好钻架并调整和安装好起吊系统，将钻头吊起徐徐放进护筒内，启动卷扬机将冲头吊起，使钢丝绳、冲头和钻架起吊滑轮同轴线，冲头对准桩中心，在钻进过程中要经常检查，发现倾斜或移位，及时纠正。

4.4.2.3初钻

启动泥浆泵，等泥浆输入钻孔中一定数量后，方可开始钻进。

无泥浆时，应提起冲头，将制泥浆的黏土放入护简内，并加水提起冲头冲击，制作浆液，浆液比重为1.1～1.3（具体情况根据地质情况确定），钻进过程中随时调整浆液高度，确保不产生坍孔现象。

4.4.2.4钻进

（1）开始钻进时，进尺应适当控制，可按土质情况以正常的速度钻进，若护筒土质松软发现漏浆时，可提钻向孔内倒优质粘土，再放钻具冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳定泥浆后继续钻进，钻孔过程中，要保持泥浆面不低于护筒顶40cm，提钻时须及时向孔内补浆，以保证泥浆高度。

施工人员负责测试泥浆各项指标，在土层钻孔过程中，平均每间隔4-6小时检测一次泥浆，主要测定泥浆的比重、粘度、含砂率等。

（2）进入岩层后，应低锤冲击或间断冲击，如发现偏孔应回填片石至偏孔上300mm～500mm处，然后重新冲孔。

（3）遇到孤石时，可用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁。

（4）每钻进4～5m深度验一次孔，在更换钻头前或容易缩孔处均应进行验孔，钻孔深度通过机架做标记控制，验孔深时用侧绳铅锤检验。

（5）自钻孔深度进入岩层后，平均每2m进行钻渣取样一次，判断岩层情况；

对地层变化处，加密取样频率，平均每0.3m-0.5m取样一次。

判断土层，并记入记录表中，并与地质剖面图核对。

4.4.2.5钻孔质量控制要点

由于本标段钻孔灌注桩要穿越软粉质黏土、粉质黏土、砂砾土层，钻进过程中极易坍孔，因此应防止坍孔、孔形扭歪或孔偏斜，甚至把钻头埋入或掉进孔内等事故，故钻孔时要注意以下几点：

在钻孔过程中，始终保持护筒内水位要高出筒外1～1.5m的水位差和护壁泥浆的要求，以起到护壁固壁的作业，被污染的泥浆要及时废弃不能再循环使用。

若发现漏浆现象，应找出原因及时处理。

应根据土层等情况控制钻进速度，调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜、卡钻和钻机负荷超载等情况发生。

钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻，钻孔过程中，应加强对桩位、垂直度、成孔情况的检查工作，出现超限情况，应找出原因并及时纠正。

4.4.3钻孔灌注桩钻进常见问题、产生的原因及防治措施

4.4.3.1护筒外壁冒水

主要原因：

埋设护筒时周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。

防治措施：

埋护筒时坑底与四周要选用最佳含水量的黏土分层夯实；

使护筒内保持有1～1.5m的水头高度；

起落钻头时防止碰撞护筒；

初发现护筒冒水时可用黏土在四周填实加固，如护筒严重下沉或位移时则应返工重埋。

4.4.3.2孔壁坍塌

主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；

护筒埋设不好，筒内水位不高等；

都易引起钻孔下部坍塌；

成孔后待灌时间和灌注时间过长。

在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土，使用优质泥浆，提高泥浆相对密度和黏度；

升高护筒，终孔后补给泥浆，保持符合要求的水头高度；

保证钢筋笼制作质量，防止变形，吊装时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；

成孔后待灌时间一般不超过3h，并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间；

在钢筋笼未下孔内的情况下，将砂、黏土混合物或片石回填至坍塌孔深以上1～2m，或全孔回填并密实后再用原钻头和优质泥浆钻孔。

4.4.3.3桩孔局部缩颈

软土层受地下水影响和周边车辆振动，塑性土膨胀造成缩孔，钻具磨损过甚，焊补不及时。

在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁，降低失水量；

成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；

及时焊补钻具，或在其外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用；

如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

4.5清孔

不论采用何种钻机成孔，当钻进到设计标高，均应进行清孔。

不论采用何种方法清孔，均应向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水头，泥浆的相对密度应控制在1.10。

清孔应达到如下标准：

4.5.1孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆的比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度为17～20s。

4.5.2孔底沉渣厚度：

当为柱桩时沉渣厚度不大于50mm；

当为摩擦桩时不大于200mm。

4.5.3严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。

4.6钢筋笼制作与安装

在清孔完成后，应立即吊放钢筋笼，钢筋笼制作和安装应做到：

4.6.1事先将符合钢筋笼制作工艺和规范要求的钢筋笼运至孔边，钢筋笼的各种焊接头应验收合格，且箍筋必须全部焊接。

4.6.2在钢筋笼的上端要安设吊环或固定杆。

4.6.3钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块。

4.6.4钢筋笼必须垂直吊入孔内，平面位置偏差不大于5cm，孔底高程偏差不大于+10cm。

4.7灌注混凝土

4.7.1水下混凝土导管应符合下列规定：

4.7.1.1钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。

导管直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应，可为20～30cm。

导管节段长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m，漏斗下宜用1m长导管。

4.7.1.2导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。

导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5％并不宜大于10cm，试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。

4.7.1.3导管长度应按孔深和工作平台高度决定。

漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。

导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。

有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。

4.7.1.4导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。

导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。

4.7.2水下砼灌注过程中应注意的事项

4.7.2.1混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m并不宜大于3m；

当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。

漏斗底口处必须设置严密。

可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。

4.7.2.2水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。

并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在4h内浇筑完成。

混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。

4.7.2.3在浇筑混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1～3m范围。

当混凝土浇筑面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m。

4.7.2.4在浇筑水下混凝土前，应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的检查情况，浇筑水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。

4.7.2.5水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。

4.7.2.6进行水下混凝土灌注时采用套管直径一般为20～30cm，内壁应光滑，圆顺，内径一致，接口严密，中间节宜为2m等长，后节为4m，漏斗下宜用1m长导管，导管在使用前应进行试拼或试压，按自下而上的顺序编号，导管组装后轴线偏差不宜超过孔深的0.5%且不宜大于10cm，连接时螺栓的螺母宜朝上，试压的压力为孔底静水压力的1.5倍。

4.7.2.7导管应位于钻孔中央，在混凝土灌注前应进行升降试验，其升降设备要考虑导管在充满混凝土后的总重量和相应的摩阻力相适应，应留有足够的安全储备。

4.7.2.9在混凝土初凝后应拔除护筒。

4.8钻孔灌注桩质量验收标准

4.8.1钻孔验收标准

4.8.1.1主控项目

①钻孔达到设计深度后必须核实地质情况。

②孔径、孔深不得小于设计值，孔型应符合设计要求。

③钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工设计要求。

④泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。

对制备的泥浆应试验全部性能指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。

⑤浇筑混凝土前应清底，孔底沉渣厚度应符合设计和规范要求。

检验数量：

全部检查

检验方法：

观察和测量检查

4.8.1.2一般项目

①孔桩钻孔允许偏差和检验方法应符合表1的规定。

表1钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法

序号

项目

允许偏差

检验方法

1

护筒

顶面位置

50mm

测量检查

倾斜度

1%

2

孔位中心

3

倾斜度

测量或超声波检查

4.8.2钢筋验收标准

主控项目

钢筋原材料、加工、连接和安装的检验应符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）第5.2.1条～第5.2.4条、第5.3.1～第5.3.2条、第5.4.1条～第5.4.4条和第5.5.1条～第5.5.4条的规定。

一般项目

①钢筋原材料、加工和连接的检验应符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）第5.2.5条和第5.3.3条的规定。

②钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法应符合表2的规定

表2钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法

序号

钢筋骨架在承台底以下长度

±

100mm

尺量检查

钢筋骨架直径

20mm

主钢筋间距

0.5d

尺量检查不少于5处

4

加强筋间距

5

箍筋间距或螺旋筋间距

6

钢筋骨架垂直度

吊线尺量检查

7

钢筋保护层厚度

不小于设计值

检查垫块

注：

d为钢筋直径（mm）

4.8.3混凝土验收标准

4.8.3.1主控项目

①混凝土原材料、配合比设计和施工的检验应符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）第6.2.1条～第6.2.8条、第6.3.1～第6.3.5条、第6.4.1条～第6.4.6条和第6.4.15条的规定。

②混凝土浇筑应符合施工工艺设计要求。

③桩的混凝土强度等级应符合设计要求。

水下混凝土标准养护试件强度应达到设计强度等级的1.15倍。

④桩身顶端上层浮浆应凿除，凿除后顶面应平整，粗骨料呈现均匀，不得损坏基桩钢筋，桩顶高程允许偏差0cm、-3cm,主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。

凿除时，混凝土须达到下列强度：

a用人工凿除时，须达到2.5MPa。

b用风动机凿除时，须达到10MPa。

⑤桩身混凝土应匀质、完整，其检验应符合下列规定：

a桩身混凝土应全部进行无损检测。

检测方法应符合铁道部现行《铁路工程基桩检测技术规程（TB10218）》的规定。

b对桩身混凝土质量有疑问和设计有要求的桩，应采用钻芯取样进行检测。

全部检查，其中每根桩应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作混凝土试件不得少于2组。

混凝土强度试验按铁道部现行《铁路混凝土强度检验评定标准（TB10425）》规定的的方法评定混凝土标准养护试件强度。

其余项目使用观察和测量检验方法。

5.安全及环保要求

桥梁桩基施工除需满足以下安全技术要求外，还需满足《铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）》规定的一切适用于高速铁路桥梁桩基施工安全要求。

5.1安全要求

5.1.1施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。

5.1.2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

5.1.3为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。

5.1.4现场设专人指挥、调度，并设立明显标志，机械作业要留有安全距离，确保协调、安全施工。

5.2安全技术措施

5.2.1钻机安装、拆除安全措施

5.2.1.1钻机的安装、拆除均应在机长和现场安全员的指导下进行。

5.2.1.2钻机吊装时，应注意以下几点：

5.2.1.2.1吊装钻机的吊车，应选用起吊能力20T以上的型号，严禁超负荷吊装。

5.2.1.2.2套挂用的钢丝绳应完好，直径不小于16mm。

5.2.1.2.3套吊栓挂应稳固，并经检查人为牢固后方能试吊。

5.2.1.2.4吊装钻机应先行试吊，试吊高度一般离地面10-20cm，同时检查钻机套挂是否平稳，吊车的制动装置及套管的钢丝绳是否牢固，必须在确认无误的情况下方可正式起吊。

下降应缓慢，轻放就位。

5.2.2钻机就位安全措施

5.2.2.1钻机就位后，应先用水平尺找平后再安装。

安装前，对钻机及其配套设备，应进行全面检查是否完好正常；

钻机安设必须平稳、牢固，钻架应加设斜撑或缆风绳。

钻机平台和作业平台应搭设坚固牢靠，杂物及障碍物及时清除。

5.2.2.2钻机桅杆升降注意事项：

5.2.2.2.1检查离合器、闸刀是否灵活可靠。

5.2.2.2.2检查钢丝绳、涡轮、销轴是否完好。

5.2.2.2.3严禁有人在桅杆下停留、走动。

5.2.2.2.4桅杆利好后，应及时挂好缆风绳。

5.2.3钻孔安全措施

5.2.3.1准备工作

A钻机地锚应稳固，引出绳头应采用钢丝绳。

B钻机应稳固，塞垫采用三角木。

检查钻具重量是否与钻机性能参数相符，所有钻头、抽筒应焊有易拉、易挂、易捞装置。

C检查并调整各操作系统，使其灵活可靠。

D钻机上配置的安全防护工具应齐备、适用、可靠。

E钻机冲击臂缓冲弹簧，其两边压紧程度应一致，否则应进行调整。

5.2.3.2钻进

5.2.3.2.1开机前，拉开所有离合，严禁带负荷启动。

5.2.3.2.2开孔应采用间断冲击，直至钻具全部进入孔内且冲击聘问后，方可连续冲击。

5.2.3.2.3钻进中应经常注意检查钻机运行情况，发现问题及时停机检查维修，严禁带“病”作业。

5.2.3.2.4每次下钻具、抽筒应由3人操作，并检查钻角、提梁、钢丝绳、绳卡、抽筒活门等处的完好程度，发现问题及时处理。

5.2.3.2.5钻机突然发生故障时，应立即拉开离合器，如离合器失灵，应立即停机。

5.2.3.2.6操作离合器手柄时，用力应平稳，不得猛推猛拉，以免造成钻机震动过大或拉断钢丝绳。

5.2.3.2.7改变电动机转向，应在电机停稳后方可进行。

5.2.3.2.8运行中，如遇钢丝绳缠绕，应立即停机拨开，钻机未听闻前严禁拨弄。

5.2.3.2.9钻机移动前，应松开绷绳、摘掉挂钩，钻头、抽筒提出孔口，经检查无障碍后方可移动。

5.2.3.2.10上桅杆作业时应佩戴安全带，动力闸刀应由专人看管。

5.2.3.2.11钻机用的电线应架空，以免妨碍工作或触电。

5.2.3.2.12孔内突然发生卡钻、掉钻、埋钻等事故时，应立即向领导汇报，分析原因、搞清情况后采取有效措施进行处理，不得盲目行事。

5.2.3.2.13对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔除的，应加设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。

5.2.3.2.14泥浆池应设有明显的警示标志和防护围栏，桩基施工完成后，及时清理泥浆防止污染环境，并回填泥浆池。

5.3环保要求

5.3.1钻孔桩水下砼灌注施工产生大量泥浆，容易造成对环境的污染。

为保护自然环境，应加大在环境保护方面的投入，真正将各项环保措施落实到位。

5.3.2生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。