钻孔桩施工技术交底副本.docx
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钻孔桩施工技术交底副本
技术交底书
工程名称：
黔张常铁路QZCZQ-3标
单位工程
蔡家坝曲江河特大桥
分项工程
桩基
施工单位
中铁十七局集团
施工班组
桥梁队
交底日期
交底地点
施工现场
钻孔桩钻孔施工技术交底
一、适用范围
本技术交底适用于冲击钻钻孔施工。
二、桩基施工前的准备工作
1、桩基施工分陆上施工和水上施工两种情况。
陆上施工前应对场地进行踏勘，妥善处理好架空电线、地下光缆和给排水管道等设施；水上施工时应采取钢围堰或水中筑岛等方式打设工作平台。
同时准备一定数量的造浆黏土，合理安排泥浆池、沉淀池的位置。
并做好场地的地基处理。
2、放样确定桩位中心，打十字桩固定，测量高程，确定钻孔深度，测好的桩位复测误差控制在5mm以内。
3、架设电力线路。
配备合适的变压器或柴油机。
4、组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告以及有关材料。
二、桩基施工工艺
1、制作和埋设护筒
⑴护筒一般采用4～8mm厚的钢板加工制成，高度一般为1500～2000mm。
钻孔桩的护筒内径比钻头直径大400mm；护筒顶部开设1～2个溢浆口，并高出地面500mm。
护筒顶高程护筒顶应高出施工水位或地下水位2.0m且水头高差不小于1m；护筒的埋设深度：
在旱地或旱滩上护筒进入粘土层的深度不小于1.0m，砂类土不小于2.0m。
护筒的埋置深度以嵌入稳定土层及钻孔时护筒不坍塌为原则。
⑵护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯填密实，以定位、保护孔口和维持水位高差。
护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm。
2、制备泥浆
⑴灌注桩施工中泥浆的作用
①护壁作用，防渗、防水帷幕。
以孔内高于地下水面的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗孔周水渗入孔内，维持孔壁稳定。
②悬浮土渣，携带土渣出桩孔。
不使土渣沉入孔底造成钻孔困难、影响桩底沉渣厚度。
⑵泥浆必须具备的性质
①物理稳定性，静置相当时间性质不变化，不因重力而沉淀。
②化学稳定性。
不因水泥、海水等异物混入而污染。
③适当的比重。
比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足或妨碍混凝土灌注。
④良好的触变性。
要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。
停钻时，孔内泥浆和渗入孔内的泥浆都能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；不能渗入孔内的泥浆能快速固结，维持孔壁稳定。
⑤形成薄而韧的泥皮，粘附于孔壁上，不透水。
⑥易从沉淀池、旋转器中分离出来。
⑦不产生过多气泡。
（3）泥浆制备材料的选择
制作泥浆的粘土应选择造浆能力强、粘性大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为佳，但应尽量就地取材。
良好的制浆粘土的技术指标是：
①胶体率不低于95%；
②含砂率不大于4%；
③造浆能力不低于2.5L/kg。
一般选塑性指数大于17的粘土。
当缺少合适的粘土时，可在较差的粘土中掺入部分塑性指数大于25的粘土。
如还有问题时，应经试验确定，再另外掺入约为孔中泥浆重0.1～0.2%碳酸钠或烧碱，改善泥浆的粘度。
若采用砂粘土时，其塑性指数不宜小于15,大于0.1mm的颗粒不宜大于6%。
（4）泥浆的性能指标
施工中应控制泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、pH值等性能指标。
①泥浆比重：
指单位体积泥浆的重量（Kg/L）。
用1002型比重计测定。
泥浆比重越大，孔壁越趋于稳定，携带钻碴的能力也越大。
但随着泥浆比重的增加，孔壁上的泥皮增厚给清孔和灌注混凝土造成困难。
灌入孔中的泥浆，其比重在一般地层中以1.1～1.3为宜，在松散易塌地层中以1.4～1.6为宜。
冲击钻孔时应选用比重较大的泥浆，反循环旋转钻孔时应选用比重较小的泥浆。
②泥浆粘度：
指泥浆的粘滞度，用500ml泥浆通过5mm漏斗孔所需的时间（S）来表示。
用1006型野外标准粘度计测定。
平时在没有仪器时，可将手指插入泥浆中，拔出后手指上附有均匀泥皮，不见肉纹可认为泥浆粘度基本合适。
泥浆的粘度反应泥浆的流动性大小。
粘度大，护壁能力和悬浮钻碴的能力强，但易粘钻、不易被泥浆泵吸出、也不易沉淀后重复使用；粘度小，钻碴易沉积在孔底，且对防止翻砂、渗漏不利。
施工时的泥浆粘度，一般地层应控制在16～22S为宜，松散易塌地层应控制在19～28S为宜。
③含砂率：
指泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。
用1004型含砂率测定器测定。
含砂率大，会降低粘度、增大比重，造成泥皮松散、护壁不牢、增加孔底沉积厚度、降低钻孔进度、磨损泥浆泵，新制泥浆含砂率应控制在4%以下，循环泥浆含砂率应控制在8%以下。
④胶体率：
指泥浆静止一昼夜的沉淀率。
用将100ml泥浆置于100ml的量杯中，加盖静置24小时后，观察量杯上部澄清的分界线，分界线以下部分即为胶体率。
胶体率高的泥浆，粘土颗粒保持悬浮状态的能力强，孔底沉淀较少，孔壁泥皮的强度较高。
要求胶体率不小于95%。
⑤PH值：
指泥浆的酸碱度，大于7时为碱性，等于7时为中性，小于7时为酸性。
为了防止侵蚀混凝土，要求泥浆PH值大于6.5。
（4）泥浆的净化与再生
因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁灯原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原料和减少环境污染，可使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统。
泥浆池的池面高程应比护筒低0.5～1m，以利泥浆回流顺畅，位置布局要合理，不得妨碍吊机和钻机行走。
泥浆池的容量为每孔桩的排渣量，沉淀池的容量应为每孔桩排渣量的1.5～2倍。
应有专人清除沟槽沉淀物，多余泥浆及时排出坑槽，保证不淤塞，维护泥浆沟（槽）、沉淀池、泥浆池的工作性能。
3、钻孔钻进
⑴钻孔作业要求
①桩基就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场地的平整和钻机坐落处的加固，主要机具的检查与安装；
②钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不产生位移和沉陷。
③钻孔中，经常对钻孔泥浆性能指标进行检验，不符合要求的及时调整；
④检查孔体偏斜情况，及时采取纠偏措施。
⑵钻具和钻头选用规定
冲孔式钻孔一般采用十字形冲击钻头。
选用钻头的直径与设计桩径相比，冲孔钻头、冲岩钻头小50～80mm；修孔钻头大10～20mm；扩孔钻头大60～100mm。
冲击钻必须设置打捞环。
⑶钻孔时，应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度
①钻进速度的控制。
淤泥和淤泥质土层中，根据泥浆补给情况，一般不宜大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。
②在硬土层中或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。
⑶作业要求
冲击钻：
1开孔时应低锤密击；
2保证泥浆供给使孔内浆液稳定；
3护筒口和松软的土层采用低冲程，砂卵层和基岩层采用中、高冲程；
4开钻时，低锤密击或间断冲击，以免倾斜；
5必须准确控制松绳长度，避免打空锤；
6经常检查钢丝绳和冲击钻头的磨损情况，出现质量问题及时更换。
适用土层
施工要点
效 果
在护筒刃脚下2m以内
小冲程1m左右，泥浆比重1.2～1.5，
投入粘土块夹小片石
造成坚实孔壁
粘土或粉质粘土层
中小冲程1～2m，泵入清水或稀泥
浆，经常清除钻头上的泥
提高钻进效率
粉砂或中粗砂层
中冲程1～3m，泥浆比重1.2～1.5，
投入粘土块，勤掏渣
反复冲击，造成坚实孔壁，防坍孔
砂卵石层中
高冲程2～3m，泥浆比重1.3～1.5，
投入粘土块，勤掏渣
提高钻进效率
基岩
高冲程3～4m，泥浆比重1.3左右，勤掏渣
加大冲击能量，提
高钻进效率
软弱土层或塌孔回填重钻
小冲程反复冲击，加粘土块夹小块
石，泥浆比重1.3～1.5。
造成坚实孔壁
钻（冲）孔灌注桩施工要点表
表1
（5）钻孔事故预防及处理
钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进，采取下列有效措施后，方可继续施工。
冲孔桩若遇斜孔、弯孔、缩孔、塌孔、护筒周围冒浆、孔口坍塌、地表沉陷情况之一时，应立即停钻处理。
事故及处理方法如下：
①塌孔塌孔不严重时，可回填至塌孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施继续钻进；若塌孔严重，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹黏土回填重钻。
为避免塌孔，应加大泥浆比重，快速钻进；对于冲击法成孔，应减小冲程，可以预填碎石土或片石，反复冲砸以加固壁孔。
必要时采取全护筒跟进，但是护筒很难拔出，成本较高。
②孔身偏斜、弯曲可在偏斜处吊挂钻锥反复扫孔，使钻孔正直。
偏斜严重时应回填黏性土至偏斜处，待沉淀密实后重钻。
预防措施：
钻机底座平正，保证钻杆垂直；钻机安装牢固，机架不摆动，保证钻杆和吊绳始终对准孔心；基地夯实，防止不均匀沉降引起钻机倾斜；加强机械保养维修，减小钻进过程中钻杆的抖动。
③扩孔、缩孔要采取防止塌孔和钢制钻锥摆动过大的措施，避免扩孔。
缩孔是钻锥磨损过大焊补不及时或因底层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成，前者应及时焊补钻锥，或者应选用失水率小的优质泥浆护壁。
④钻孔漏浆若发现护筒内水头不能保持，水位下降，证明有漏水现象。
对于上部渗透性强底层引起的漏浆，可以将护筒周围换填黏土夯实，增加护筒沉埋深度。
加稠泥浆，可以减小孔内水的渗透。
用冲击钻法钻孔，还可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以密实孔壁。
桩孔渗漏必须及时补水补浆，保持孔内水头，防止塌孔。
在进入空洞前，应预备足够的泥浆，做好补浆准备。
⑤梅花孔或十字槽孔多见于冲击钻孔。
因钻锥的转向装置失灵、泥浆太稠、钻锥旋转阻力过大；或冲程太小，钻锥来不及旋转而形成的。
应采用片石或卵石与黏土的回填钻孔，重新冲击钻进。
⑥卡钻、掉钻常发生在冲击钻孔时。
常发生在冲击钻时。
卡钻后不能强提，只能轻提。
可以用小冲击锤或用冲、吸得方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。
掉钻落物时，宜迅速用叉、钩、套绳等工具打捞。
在岩层中冲击钻孔，钻头磨损快，在更换钻头后应首先扩张，防止卡钻。
在穿透溶洞顶板时，要小冲程反复冲击，慢慢击穿岩层，不可猛冲快进。
（6）冲孔桩施工若遇下列情况之一时，应立即停钻处理。
①产生斜孔、弯孔和缩孔时，应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开始处以上0.5～1m，重新钻进、不得用冲孔钻头修孔，防止卡钻；
②钻进中如遇塌孔，应立即停钻，回填夹片石的粘土块，加大泥浆比重，反复冲击造壁及钻进；
③沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时，应立刻停钻并防止钻机倾倒，及时在护筒外围回填粘土（用稻草拌和）；并加以夯实，必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。
（7）排渣、清孔
①冲孔桩清孔。
孔壁土质好，不易坍孔者，用空气吸泥机清孔；孔壁土质较差，可用泥浆循环或抽渣筒抽渣清孔。
清孔后，泥浆密度应在1.15～1.25g/cm3左右，黏度≤28s，含砂率≤10%；清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持孔内浆液面的稳定；清孔后的沉渣厚度，端承桩不得大于500mm，或不大于设计规定值；摩擦桩不得大于200mm；灌注前需复测沉渣厚度，超过规定者，重新清孔，符合规定才能灌注混凝土。
②钻孔桩清孔。
对以原土造浆的钻孔，钻到设计后，可使钻头空转不进尺，循环钻浆，泥浆比重应控制在1.1左右；对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层，清孔后孔底泥浆密度宜为1.15～1.25g/cm3左右；清空后孔底沉渣厚度应符合上述的有关规定。
（8）清孔注意事项
①清孔时应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止塌孔。
②不得用加大孔深的方法代替清孔。
③柱桩孔在灌注混凝土前向孔底射水或压气3～5min，翻动孔底沉渣，然后进行灌注。
射水压力比孔底压力大0.05Mpa。
④各环节施工衔接应紧密，缩短工艺间隔时间。
（9）钻孔岩样取留规定
冲孔入岩后，每钻进200mm要取一次岩样，并妥善保存，以便终孔验证。
每墩首桩要报地质工程师。
4、钻（冲）桩允许偏差见表2
三、钢筋笼制安
1、钢筋笼应采用工厂化加工；
2、钢筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上；
3、加筋箍应在主筋内侧，主筋一般不设弯钩，钢筋头也不得向内弯曲，以免阻碍导管工作；
4、主筋的搭（焊）接应互相错开，35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。
焊接前钢筋端头的焊缝范围应先弯折一定角度，使钢筋受力在同一直线上。
表2钻（冲）孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
柱桩
不小于设计孔深，并进入设计土层
3
孔位中心偏心
群桩
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤200
柱桩
≤50
5、钢筋笼的主筋净保护层不宜小于70mm，其允许偏差为20mm；
6、钢筋笼制作还应执行有关规范要求
（1）钻（冲）孔桩钢筋笼吊运时应采取适当措施防止扭转、弯曲。
安装钢筋笼时，应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。
钢筋笼下沉到设计位置后，应立即固定，防止移动。
钢筋笼不到孔底者，为防止灌注混凝土时上浮，通常可设3～4条伸到孔底之主筋作为锚固，也可将钢筋笼与孔口护筒临时焊接。
（2）钻（冲）孔桩钢筋笼安装完毕，经隐蔽工程验收合格后应及时灌注水下混凝土，其间歇时间不宜超过4h。
灌注前应按规定复测沉渣厚度。
7、钻（冲）孔桩钢筋骨架允许偏差见表3
表3钻（冲）孔桩钢筋骨架允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
2
钢筋骨架外径
±10
3
主钢筋间距
±10
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架倾斜度
0．5%
7
骨架保护层厚度
±20
8
骨架中心平面位置
20
9
骨架顶端高程
±20
10
骨架底面高程
±50
四、灌注水下混凝土
水下混凝土灌注施工常采用导管法。
导管法灌注水下混凝土以导管中混凝土压力使混凝土通过导管进入孔内，并从下部向上翻挤灌注，混凝土以自重压实。
⑴水下混凝土灌注方法：
①首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要；
②混凝土拌制物运至建筑地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌制，二次拌制仍不符合要求的，不得使用；
③首批混凝土拌制物下落后，混凝土应连续灌注；
④在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；
⑤在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m。
当导管内混凝土不满时，应徐徐的灌满，禁止在导管内形成高压气囊；
⑥在灌注过程中，应经常探测井孔内的混凝土面的位置，及时地调整导管埋深，导管拆除要迅速；
⑦为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。
当混凝土拌制物上升到钢筋骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于钢筋骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度；
⑧灌注的桩顶高程应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土的强度，多余部分在接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层；在灌注接近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确；
⑨使用全护筒灌注水下混凝土时，当混凝土面进入护筒后，护筒底部应始终在混凝土面以下，随导管的提升，逐步上拔护筒，护筒内的混凝土灌注高度，不仅要考虑导管及护筒将提升的高度，还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低，以保证导管的埋置深度和护筒底面高于混凝土面。
要边灌注边排水、保持护筒内水位稳定，不至过高，造成反穿孔。
另外，在拔护筒的同时要考虑可能引起的钢筋骨架上浮问题。
⑩桩身混凝土灌注工作结束后，处于地面及桩顶以下井口的整体式刚性护筒应立即拔出；处于地面以上并能拆除的护筒，应待混凝土抗压强度达到5Mpa后方可拆除。
⑵注意事项：
1整根桩的混凝土灌注总时间不得超过最初灌注的混凝土的初凝时间；
2灌注的混凝土应具有不离析、和易性和流动性好的性质；
3导管在入孔前做好试水压试验，保证导管不漏水且承压0.6～1Mpa；
4导管第一节长度4～6m,标准节段为2～3m；
5在灌注过程中，导管一定要埋入已灌注混凝土中，避免出现断桩情况；
6在灌注过程中，导管要上下松动或转动；
7拆除导管要快，且拆除的导管要及时清洗，重点清洗导管丝口；
8接近孔顶时，多次测量桩顶实际标高，直至桩高满足设计要求后，成孔。
五、岩溶地区桩基施工方法
1、钢护筒跟进施工法
内护筒长度和内径的确定：
护筒长度为超前钻确定的溶洞高度加上150cm；采用单层护筒时，内径大于桩直径10cm；多层护筒时，最内层护筒内径大于桩直径10cm，其外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。
钢护筒孔径要准确，连接顺直，用卷扬机成型。
钢护筒要有一定的刚度，单个大溶洞用单层护筒，两个大溶洞用双层护筒。
⑵内护筒的沉放
当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻，说明顶部已成孔并且圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身重量）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。
用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。
钻头直径大于钢护筒外径3～5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
如果发现冲击钻在坚硬岩石中的扩孔系数小，不能满足钢护筒下沉要求时，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。
为保证钢护筒顺利下滑，控制桩孔竖直，无歪斜、缩颈。
2、预压浆处理施工法
用地质钻开孔至设计桩底深度，采用水泥浆压浆处理，填充裂隙、固结溶洞内充填物，当遇地下水流时，采用水泥浆和水玻璃浆二浆混合压浆，快速封堵地下水。
桩址压浆处理后，按常规钻孔桩施工。
此法技术含量高，材料用量大，成本较高，但施工把握性较大。
3、冲击钻常规施工法
在掌握地下溶洞分布情况的前提下，提前准备足量的粘土、片石、水泥、钢护筒、钢管等材料，备制大量优质泥浆。
钻孔初期即应随时向孔中投放粘土和片石，将其挤入孔壁。
当出现侧向漏浆时，立即提起钻头，利用装载机向孔内大量投放整袋水泥、粘土、片石等材料，采用小冲程造孔堵漏。
穿越较小无水溶洞时（高度小于3m），亦采用投放封堵材料的方法通过。
穿越较大或有水溶洞时，采用护筒跟进阻挡地下水流进入钻孔范围。
此法风险较大，易塌孔、易埋钻、孔底沉碴不易排除、易断桩。
按此法施工，要有质量、安全保证措施，防止出现质量、安全事故。
应有应急预案，一旦出现险情，要果断处理。
4、穿越溶洞施工方法选用
当桩身穿越小溶洞或填充性较差的溶洞及桩身处溶洞埋深大于40m时，一般情况下建议采用抛填片石、黄泥挤压处理。
当桩身穿越大空溶洞、半填充溶洞及桩身穿越串珠状溶洞时，必要时可采用钢护筒跟进防护处理措施。
5、其他施工注意事项
（1）施工前应该做好溶洞处理预案，并根据预案配足必要的材料；
（2）同一基础的桩基宜逐桩施工；
（3）合理规定施工顺序。
先安排外围桩而后中间桩，先安排含有较深、较大、较多溶洞的钻孔施工，先安排长桩施工；
（4）对于存在溶洞的柱桩，桩孔达到设计标高后，应探明柱底一下不小于5m深度范围内的岩层情况，确认没有溶洞后方可终孔。
如发现桩底以下还有溶洞，应提请设计单位进行变更设计；
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监理抽查。
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