钻孔桩作业指导书.docx
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钻孔桩作业指导书.docx
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钻孔桩作业指导书
钻孔桩作业指导书
一、编制目的、适用范围及作业内容
1、明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。
2、适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。
3、作业内容:
冲击钻钻孔施工。
二、编制依据
《公路工程技术标准》JTGB01-2003;
《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004;
《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;
《两阶段施工图设计》及现场踏勘结果。
三、施工方案和施工方法、工艺
(一)施工准备及测量放样
测量班用全站仪精确放出所施工的钻孔桩桩位,并在木桩顶钉上钢钉,以保证桩位的准确性。
施工队伍根据测量班所放的桩位,引出护桩。
护桩采用Φ5cm圆木制成,长40cm,打入地面后桩顶外露5cm,四周包砼予以保护并及时开挖埋设护筒。
(二)施工方法、工艺
1.泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土(膨润土)和添加剂组成。
具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外地下水渗流,防止塌孔的作用。
调制的钻孔泥浆及经过沉淀净化的泥浆,应根据地层情况来确定泥浆稠度。
泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
在已埋好的护筒里投入粘土,然后用水泵抽清水注入,开动钻机,低锤轻击,上下反复冲击,将黏土与水搅拌成所需泥浆,开动泥浆泵,将搅拌好的泥浆经排碴管流入泥浆池,以备钻孔使用。
2.护筒的埋设
护筒内径要求比桩径大200~400mm,每节长度约2~3m。
护筒顶端高度应高出原地面不小于30cm,护筒顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
护筒底端埋置深度,在旱地或浅水处,对于粘性土不小于1.0~1.5m;对于砂土应将护筒周围0.5~1.0m范围内的土挖除,夯填粘性土至护筒底0.5m以下。
护筒连接处要求筒内无突出物,应耐拉、压且不漏水。
若桩中心护柱定位于护筒上,要随时注意观察护筒是否发生位移。
3.钻孔机的安装与定位
钻机就位:
用细绳以十字线定出桩位中心,钻头对准中心,将钻机基座调平,检查钻头钢丝绳是否垂直,对准桩位后,用枕木垫平钻机横梁。
钻孔设备就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。
为准确控制成孔深度,在桩架或桩管上应设置控制深度的标尺,以便在施工中进行观测记录;在钻头顶和提升钢丝绳之间应设置保证钻头自转向装置,以防产生梅花孔。
4.钻孔
钻孔应在中距5米内的任何桩的砼灌注完成后24小时才能开始,以免干扰邻桩桩身混凝土的凝固。
根据钻孔方法及土质情况,调制的泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标按下表控制:
钻孔方法
地层情况
相对密度
粘度(pa.s)
含砂率(%)
冲击
易塌地层
1.20-1.40
22-30
≤4%
开孔必须准确,并丈量钻头尺寸。
每钻进2米或地层变化处应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料核对。
钻进操作要点:
①开钻时均应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,且钻至护筒刃脚下1m后方可加速钻进。
②在钻进过程中,应随时注意地层变化,对不同土质采用不同的钻进方法,在粘土中宜选用尖底钻锥、中等钻速、大泵量、稀泥浆钻进;在砂土或软土层钻进时,宜选用平底钻锥,控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆。
③钻孔应连续,不得中断。
因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位或要求的泥浆相对密度和粘度,且将钻头提离孔底或提出孔外。
④钻孔过程中应随时检查钻机平整度,防止斜孔产生。
5.清孔
清孔的目的是尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留沉淀土而降低桩的承载力。
其次,清孔还为灌注水下砼创造良好的条件,使测深正确,灌注顺利。
钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合要求后方可开始清孔。
用探孔器(外径不小于桩的设计直径,长度为直径的4~6倍)检查孔径;用测绳检查孔深,孔深不小于设计规定;孔的中心位置允许偏差;群桩100mm,单排桩50mm。
清孔时,孔内泥浆面仍应保持在地下水位以上1.5米至2.0米,以防止成孔的任何坍塌。
清孔方法:
换浆法:
钻孔完成后,稍提钻锥离孔底10~20cm,继续循环以中速压入比重为1.1~1.25的较纯泥浆,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。
清孔后,孔底沉淀厚度,应符合设计规范要求。
摩擦桩:
桩径≤1.5米的桩沉渣厚度≤300mm;桩径>1.5米或者桩长大于40米桩的沉渣厚度≤500mm;嵌岩桩:
不大于设计要求。
不得采用加深钻孔深度的方式代替清孔。
灌注前应检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,超过规定,应进行二次清孔,灌桩前泥浆要求为:
相对密度1.03~1.10;粘度17~20Pa.s;含砂率<2%;胶体率>90%。
6.钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求:
1、钢筋的保护与储存
①钢筋应储存于地面以上的平台,垫木或其他支承上,且尽可能保护它不受机械拉伤和不受由于暴露产生锈蚀而引起的损耗;
②当安装时,钢筋应无灰尘、有害锈蚀、松散锈皮、油漆、油或其他杂物;
③钢筋应无有害的缺陷,例如开裂及剥离层;
④钢筋应储存于适当地点并设立材料标识牌,以便于检查。
不同级别的钢筋材料要分别储存。
2、钢筋的调直、截断及弯曲应采用机械方法。
3、钢筋连接一般采用电弧搭接焊机焊接。
①焊缝规格:
a焊缝长度:
双面搭接焊为5d,单面搭接焊为10d;
b焊缝宽度:
0.7d且不小于10mm;
c焊缝深度:
0.25d且不小于4mm。
②在任一搭接区段内的钢筋搭接面积,受拉钢筋不得超过其总面积的25%,受压钢筋不得超过其总面积的50%。
搭接区长度内是指30d长度范围内,但不小于50cm。
4、长桩骨架应分段制作,分段长度应根据吊装条件确定,应确保不变形,接头应错开。
5、应在骨架外测设置控制保护层厚度的垫块,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处,骨架顶端应设置吊环。
6、起吊应接滑架长度的编号入孔。
7、钢筋骨架的制作和吊放允许误差为:
主筋间距±20mm,箍筋间距(+0,-20mm),骨架外径±5mm,骨架倾斜度±0.5%,骨架保护层厚度±10mm,骨架中心平面位置10mm,骨架顶端高程±20mm,骨架底端高程±50mm。
8、灌注砼时,钢筋笼在顶面应设吊环进行固定,防止上升或掉入孔中。
固定钢筋笼应对准中线防止钢筋笼倾斜和移动。
还应采用一些便于观察和记录钢筋笼可能移动的措施。
7.灌注水下砼
(1)机械设备
①水下砼灌注时间不得长于首批砼初凝时间,若估计灌注时间长于首批砼初凝时间,则应掺入缓凝剂;
②水下砼灌注在灌注条件不具备的时候宜采用砼输送泵,由砼搅拌运输车运至现场;
③水下砼用导管内径为200mm~350mm,(技术规范规定不小于250mm)。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。
(2)灌注水下砼的技术要求
①灌前,导管应标记长度,居中插入孔内,导管底端离孔底(非沉淀层顶面)应留有250~400mm;
②灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m);
对于桩径为1.5m的桩,首灌数量应大于2.5m3;对于桩径为1.5m的桩,首灌数量应大于3.6m3;对于桩径为2m的桩,首灌数量应大于4.4m3,对于桩径为2.2m的桩,首灌数量应大于5.3m3。
③水下砼的质量控制;
应严格按经批准的配合比施工,运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。
坍落度宜为180~220mm。
④首灌后应连续灌注,在灌注过程中,应注意保持孔内水头,应经常测探孔内砼面的位置,及时调整导管埋深,导管埋深宜控制在2~6m;
⑤为防止钢筋骨架上浮,当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低砼的灌注速度。
当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢复正常灌注速度;
⑥灌注的桩顶标高,应高出桩顶标高0.5~1.0m,以保证截面以下的全部砼具体有满意的质量;
⑦灌注砼时,溢出的泥浆应引流至适当地点处理,以防止污染环境和河流。
四、施工进度计划
XXX大桥桩基钻孔桩完成时间:
2011年4月20日。
五、劳动力计划及劳动组织
钻孔桩施工分4个施工作业班组,每个作业班组4人。
六、主要施工机具设备计划
整套冲击钻机设备:
4套
七、保证工程质量、安全措施、冬雨期措、施工技术措施
(一)质量保证措施
1.钻孔(包括清孔)事故的预防及处理
(1)塌孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。
(2)塌孔原因:
①泥浆比重不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;
②孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够;
③护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;
④在松软砂层中钻进,进尺太快;
⑤水头太大,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔;
⑥清孔后泥浆比重、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔,泥浆吸走后未及时补水,使孔内水位低于地下水位,清孔操作不当,供水管咀直接冲刷孔壁,清孔时间过久或清孔后停顿过久;
⑦吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
(3)坍孔的预防和处理:
①在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。
或投入粘土掺片、卵石,低锤冲击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用;
②汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定;
③发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔、重新埋设护筒再钻;
④如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1~2米,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进;
⑤清孔时应指定专人补水,保证钻孔内必要的水头高度;
⑥吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。
2.钻孔偏斜
(1)各种钻孔方法均可能发生钻孔偏斜事故。
①钻孔中遇有较大的弧石或探头石;
②在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进;钻头受力不均;
③扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;
④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;
⑤钻杆弯曲,接头不正。
(2)预防和处理
安装钻机时要使转盘、底坐水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上并经常检查矫正;
检查钻孔方法用检孔器等,查明钻孔偏斜的位置和偏移情况后,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直;倾斜严重时应回填砂粘土至偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。
3.糊钻
糊钻(吸锥)常出现在软塑粘土层,因进尺快,钻渣量大,出浆口堵塞而造成糊钻。
预防处理方法:
控制进尺,选用出浆口大的钻锥。
若已严重糊钻,应将钻锥提出孔口,清除钻锥残渣。
4.扩孔和缩孔
扩孔是孔壁坍塌而造成的结果,各种钻孔方法均可能发生,若只是孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度而不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。
缩孔原因有两种:
一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔。
另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。
各种钻孔方法均可能发生缩孔。
采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。
5.钻孔漏浆
在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥浆会向孔外漏失,护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,会在护筒刃脚或接缝处漏浆,也可能由于水头过高使孔壁渗浆。
为防止漏浆,可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动,或回填土掺片、卵石,反复冲击增强护壁,在有护筒防护范围内,接缝处漏浆,可有潜水工用棉絮堵塞,封闭接缝。
(二)灌注事故的处理
1.导管进水
其主要原因:
(1)首批混凝土储量不足,安置导管或混凝土储量已够在提升导管准备开启栓阀时,导管底口离孔底的间距过大,混凝土下落后,不能埋设导管底口,以致泥水从底口进入;
(2)导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入;
(3)导管提升过猛,或测深错误,导管底口超出混凝土面,底口涌入泥水。
预防和处理方法:
查明事故原因,采取相应措施加以预防。
并可采取以下处理方法:
应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机或抓斗清出,然后重新下管并准备足够储量的首批混凝土,重新灌注;
若如前述混凝土面在水面以下不很深,可在原护筒里面加设内径稍小的钢护筒,用重压或锤压法压入原混凝土面以下适当深度。
然后将护筒的水(泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
2.卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中不下去,称为卡管,有如下两种情况:
(1)初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石,拌和不均匀,运输途中产生离析,导管接缝处漏水,雨天运送混凝土加遮盖,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣导管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。
如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理和修整,然后重新吊管,重新灌注。
并按前述方法将散落在孔底的拌和物粒予以清除。
提管时应注意,导管上重下轻,防止翻倒伤人。
(2)机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。
其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障立即调换备用机械继续,同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,此时处理方法将导管拔出,宜用冲击钻处理,重成孔后重新灌注。
3.塌孔
在灌注过程中若发现护筒内水(泥浆)位忽然上升,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔迹象。
可用测深锤探测,测深锤探测混凝土面时,达不到原来深度,相关很多,均可证实确为坍孔。
塌孔原因可能是护筒底周围漏水,孔内水位降低,或在潮汐河流中,当涨潮时孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。
发生坍孔后应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头,移开重物,排除振动等,防止继续坍孔。
然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。
如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,回填稳定后用冲击钻处理。
4.埋管
导管无法拔出称为埋管,其原因是:
导管埋入混凝土过深,导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大,或提管过猛将导管拉断。
预防方法:
应按前述严格控制埋管深度不得超过6米,在导管上端装设附着式振捣器,每隔数分钟振捣一次,使导管周围的混凝土不致过早地初凝,首批混凝土掺入缓凝剂,加速灌注速度,导管接头螺栓事先应检查是否稳妥,提升导管时不可猛拔。
若埋管事故已经发生,可用链滑车、千斤顶试拔。
如仍拔不出,则应按断桩处理。
当已灌注的混凝土距桩顶不深时,可将原护筒向上接长(或外加一道钢护筒)加压或锤击使护筒底脚沉到已灌注的混凝土面以下,按前办法抽水、除渣后,接灌普通混凝土。
5.浇短桩头
产生原因:
灌注将近结束时,浆渣过稠,用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面,或由于测深锤太轻,沉不到混凝土表面,发生误测,拔除导管,中止灌注,而造成浇短桩头事故。
预防办法是:
(1)测深锤宜加重。
重锤在混凝土处于坍落度尚大时可能沉入混凝土数十厘米,测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的测算深度较实际的多数十厘米,而首批混凝土的坝落度到灌注后期会越来越小,重锤沉入混凝土的深度也将越来越小。
(2)灌注将近结束时加清水稀释泥浆并陶出部分沉淀土。
处理办法可按具体情况参照前述接长护筒或在原护筒外面或里面加设护筒压入已灌注的混凝土内,然后抽水、除渣,接浇普通混凝土,或用高压水泥渣得松软层冲松再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净,重新下层管灌注水下混凝土。
(三)安全技术措施
钻机安设必须平稳、牢固。
就位后进行全面检查,钻架应加设缆风索。
卷扬机卷绕钢丝绳时,严禁人员在上跨越。
同时卷筒上钢丝绳不得放完,至少保留3圈。
对于埋设的护筒应进行防护。
导管安装及混凝土浇注前,井口必须设有导管卡,搭设工作平台(留出导管位置),并且要求能保证人员的安全。
钢筋笼安装过程中必须注意:
焊接或者机械连接完毕,必须检查脚是否缩回,防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中。
(四)冬雨期措施
加强挖孔桩周围临时排水,制订因雨水过大可能造成的雨水倒灌至钻孔桩内,造成塌孔等问题的防范措施。
八、相关记录
1、钻孔灌注桩质量检验表:
见附表
2、水下混凝土灌注记录表:
见附表
3、钻孔桩终孔后灌注混凝土前检查记录表:
见附表
4、钻孔桩成孔检验单:
见附表
5、钻孔记录表:
见附表
九、安全防护
1.基坑、桩孔四周挖排水沟防洪排水,四周用钢管架、安全网围护,做警戒标示。
2.高空作业人员均系安全绳或围系安全网,防止施工人员坠落。
3.钻机、高空构筑物、吊车等应有防雷电措施,可埋设接地线。
4.施工生活用电,应按用电操作规程严格执行,做好放火工作,生产及生活区应配备灭火器。
5.做好防洪、防汛准备,基坑可围堰或改道处理。
一十、环境保护
施工人员应加强环保意识,不随地乱扔生活垃圾及生产垃圾,垃圾应集中掩埋或焚烧。
机动车辆应走便道,不得随意跑出道外,便道两侧可围系警戒或设置障碍物。
机械维修时,废油及配件不得随意排放和遗弃。
施工用地(含临建)尽量少占土地,不得随意乱挖和乱弃土石方,防止水土流失。
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