武汉城市圈环线高速公路仙桃段2标钻孔桩作业指导书.docx

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武汉城市圈环线高速公路仙桃段2标钻孔桩作业指导书

钻孔灌注桩施工作业指导书

1.适用范围

本作业指导书适用于武汉城市圈环线高速公路仙桃段2标钻孔施工。

具体局部细节根据各分项工程的水文、地质等环境和工艺情况作调整。

2.作业准备

2.1内业技术准备

⑴钻孔桩施工前应组织相关人员认真学习施工组织设计,阅读、审核施工图纸，澄清相关技术问题，熟悉规范和施工技术标准。

⑵制定现场施工安全保证措施，制定有针对性的应急方案。

⑶对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行岗前培训，考试合格后持证上岗。

⑷确认墩位已进行地质勘探，根据勘探资料绘制桩位地质柱状图。

⑸完成桥位施工控制网复测工作，编制复测报告并报请监理单位批准。

根据设计资料对桥位桩基坐标复核无误。

⑹依据验收标准及建设、监理单位要求，编制技术资料、施工原始记录、检验批资料表格计划。

2.2外业技术准备

⑴施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

⑵建立混凝土拌和站，并经验收合格可以投入使用，各种混凝土材料已进场并验收合格，混凝土配合比涉及已完成并报批；或寻求合格的商品混凝土站，对其进场材料进行抽检，复核其混凝土配合比并报批。

⑶建立钢筋加工场并投入使用，钢筋原材料已进场并检验合格。

⑷作业前外部环境已调查清楚，地下管线等设施调查清楚并已保护和迁移。

3.技术要求

⑴钻孔桩施工按照设计要求进行，孔径和孔深应满足设计要求。

⑵桩身混凝土各项性能指标需满足验标要求。

桩基用钢筋原材和钢筋笼尺寸应满足设计要求。

⑶钻孔施工时需对地质情况进行复核，需与设计相符。

⑷桩基施工完成后，砼达到要求的强度后，按设计和验标要求进行桩基检测，符合要求方能进行下道工序施工。

4.施工程序和工艺流程

钻孔桩施工流程见下图。

钻孔灌注桩施工工艺流程

5.施工要求

5.1施工准备

制定钻孔桩施工方案后，进行钻孔前准备工作，主要包括钻孔平台施工、场地平整（岸上施工）、筑岛（浅水区施工），并对钻机的型号，出厂证明等收集，准备相应的配套机具设备。

5.2钻孔桩施工工艺及方法

5.2.1桩位放样

桩位放样前先定出墩台的中心位置，然后利用设置固定标志的方法标出基础

纵横轴线和基础边缘。

钢护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许偏差和倾斜度应符合《验标》要求。

5.2.2插打、埋设钢护筒

5.2.2.1钢护筒作用

钢护筒有固定桩位、引导钻头方向、隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保持孔内水位（泥浆面）高出地面水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌的作用。

5.2.2.2钢护筒加工

本地区地表均为淤泥地质，钢护筒的厚度必须大于10mm，高度不小于2.5m并保证穿过透水层。

钢护筒内径需在大于桩径20—30cm之间。

5.2.2.3钢护筒埋设（插打）

5.2.2.3.1旱地及筑岛法钢护筒埋设

在筑岛完成、场地平整压实后，可采取挖埋法埋设钢护筒。

在旱地和岸滩上，护筒埋设深度要根据设计确定。

筑岛法埋设钢护筒时，护筒宜埋入河床面以下1.0m左右，置于较坚实的土层中，具体根据计算确定。

护筒顶面应高出施工水位或地下水位2.0m，并高出筑岛面0.5m。

5.2.3钻机安装就位

护筒埋设完成，检查合格后，即可安装钻机。

回旋钻机安装时，人工配合吊机安装、对位。

安装顺序为：

底架垫平、保证稳定，不得产生位移和沉陷，安装完毕应根据需要在钻机顶端用缆风绳将其对称拉紧；钻头或钻杆中心与桩位偏差不得大于有关规定。

旋挖钻机就位前，将其工作区场地平整，钻机到场后通过设备自动平衡及对中锁定系统完成设备就位。

5.2.4泥浆循环系统布置

5.2.4.1泥浆循环原理示意图

5.2.4.2泥浆池设置

旱地施工时，泥浆池设置在相邻两个墩位之间，每隔一跨设置一个，在两个泥浆池之间设置机械设备、材料临时停放、周转场地（同样设置在两墩位之间）。

泥浆池的大小满足两个墩位同时钻孔泥浆需求，位置满足机械设备操作空间要求。

浅水筑岛施工时，采用回旋钻施工，施工用泥浆池直接利用相邻未开钻的钢护筒作为泥浆池，作为泥浆池的钢护筒与正钻机的护筒用钢管相连。

5.2.5泥浆制备

钻孔过程中，泥浆起着极其重要的作用：

①在静水压力作用下，泥浆作用于孔壁形成一层泥皮层阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌；②此外，泥浆还起着

泥浆循环平面布置图

排降水沟排降水沟

钻孔桩钻孔桩

沉淀池

泥浆泵

泥砂分离器

进浆管进浆管

泥浆池

泥浆泵造浆池

悬浮钻渣的作用。

根据各种钻孔方法的不同，泥浆所起的作用也有所区别，其侧重点也不一样，泥浆质量制备的好坏，将直接影响钻孔质量，因此，必须根据钻孔方法及地质条件的不一样，制备与其相应的泥浆。

根据本工程首桩试验，制备泥浆时膨润土含量需控制在8%—10%之间。

5.2.5.1泥浆性能指标

泥浆具体性能指标要符合规范要求。

5.2.5.2泥浆指标检验要求

制浆及每班开始工作时，依次检测泥浆的全套指标，以后钻进过程中每隔两小时检测一次进浆口和排浆口处泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值四项指标。

5.2.6旋挖机钻孔

5.2.6.1开钻

开钻时同时对孔内注入制备泥浆，顶部慢进尺，避免护筒底口与土层连接处发生坍塌，超过护筒底口4—5m后方可正常钻进。

5.2.6.2钻进

⑴开钻后护筒内的液面水位应高出自然地下水位2m以上，确保孔壁不坍塌。

本地区地下水位高，孔内水位必须保持在原地面下30cm以上。

⑵开孔要准，要慢。

开孔钻进利用钻机钻斗正转，进行孔内原始土的切削。

然后反转提升钻斗、卸土。

低压慢转，保证泥浆性能，并控制钻速。

⑶控制每斗的进尺深度，单次进尺不宜超过50cm，取土不能满斗，每次取土量小于斗容量的70％。

钻斗完成进尺后向上提升应控制提升速度，防止因速度过快形成负压，造成孔壁坍塌。

遇到砂层，换用捞砂钻斗钻进，并控制单次钻进深度，以免因砂层沉淀过快造成埋钻。

⑷淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于0.5m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3.0m/h。

⑸钻进过程中，用本钻机的全自动垂直调平系统来保障孔深、径、垂直度。

⑹钻进过程中随时观测垂直度。

如发现垂直度偏差大于设计要求，则提起钻斗，在钻斗上安装扩孔器，下放到偏斜处进行扩孔。

之后，拆下扩孔器，调准垂直度继续钻进。

偏斜过大时，填入石子粘土至偏孔处上部0.5m重新钻进。

⑺在钻进过程中遇到塌孔情况，首先迅速提出钻斗，防止埋钻；其次考虑塌孔大小，如塌孔较小则保持水头压力，加大泥浆比重、粘度，然后继续进行钻进。

如塌孔较严重则投入粘土泥膏，待孔壁稳定后采用低速钻进。

⑻钻进应尽量不间断完成，不得无故中途停钻。

钻孔前先测算出孔深，当钻机达到钻进深度时，用测绳复测，以确保孔深要求，避免超欠挖。

5.2.7回旋钻钻孔

钻孔前按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图挂在钻台上。

针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。

开钻时宜低挡慢速钻进钻至护筒以下1米后再以正常速度钻进。

钻进速度应与泥浆排量相适应，并保持筒内应有的水头，对不同的地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。

在易坍孔的砂土、软土等土层钻进时，宜采用低速、轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。

使用反循环钻机钻孔应将钻头提离孔底20厘米待泥浆循环通畅后方可开钻。

潜水钻机钻孔应按钻孔孔径和地质选择钻头钻头切削方向应与主轴旋转方向一致。

5.2.7成孔检查

在钻孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行成孔质量检查，以尽早发现问题，及时处理，确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。

成孔检查时，孔深、孔径、垂直度和沉渣应满足设计和《验标》要求。

5.2.8一次清孔

采用换浆法清孔，孔深达到设计孔底标高后，如孔内泥浆指标不符合规范要求，即采用优质泥浆对孔内泥浆进行循环换浆清孔。

泥浆指标满足要求后下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和砼灌注导管。

5.2.9钢筋笼制作、安装

钢筋笼采取分节制作，由于接头采用套筒连接，钢筋笼需在加工场内整体拼装合格后再做好记号分节拆开，分节长度根据钢筋笼的全长及吊装能力，可分为9m、12m或18m一节吊装入孔对接。

钢筋笼安装过程中，两节钢筋笼对接时上下中心线保持顺直一致，上下节按出厂记号对接确保套筒准确连接，上下节主筋必须对接密贴，套筒要拧紧，半丝接头外露丝口不得超过2丝。

对接完成后，顺桩孔自然下放。

钢筋笼连接过程中如出现套筒连接不上情况，可采用与主筋同直径钢筋进行帮条焊，单面焊焊缝长度不得小于10d。

下钢筋笼应轻放、慢放，若遇阻碍，应查明原因，进行处理。

每节钢筋笼下放到位后必须立即将该节笼内声测管进行注水。

钢筋笼入孔后，定位要准确，固定要牢固。

骨架倾斜度、骨架中心线平面位置偏差、骨架顶端高程偏差、底面高程偏差应满足《验标》要求。

本项目桩基均为摩擦桩，钢筋笼完全下放到位后，在顶部焊接吊筋并用扁担将笼子挂在护筒上，如护筒周围土质较松软，则可在护筒周边放置枕木将笼子挂在枕木上。

钢筋笼完全挂在扁担上之前要进行对中定位，用测绳将护筒上引桩十字对拉找出桩中心，并使钢筋笼与之对齐，然后使用三根短钢筋对称横向焊接在钢筋笼上，短钢筋保持与钢护筒1cm距离，用以固定钢筋笼顶部水平位置。

5.2.10水下砼浇注

5.2.10.1导管的配置

导管可采用螺旋丝扣导管和法兰盘接头导管，尽量采用螺旋丝扣导管。

进场导管统一采用300mm内径导管，中间节长2.65m，最下节长4m，配备0.5m、1m、1.5m非标准节，导管制作要坚固、内壁光滑、顺直、无局部凹凸，需有厂家出具的抗拉拔检测报告。

导管使用前进行水密性试验，并用油漆写好编号，不能两组导管混用。

水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊接出水管接头，另一端焊接进水管接头，进水管接头与空压机相接，启动空压机给导管加压，当空压机的压力表压力达到导管须承受的计算压力时（孔底静水压力的1.3倍），稳压15分钟后接头及接缝处不渗漏即为合格。

5.2.10.2导管安装

下导管时严格按照计算配节进行，要求导管内壁光滑、圆顺、内径一致、接口严密。

使用前按自下而上顺序编号和标明长度。

导管安装后，其底部距孔底有250-400mm的空间。

5.2.10.3二次清孔

二次清孔在下好钢筋笼及导管后进行，目的是清除下钢筋笼时刮下的泥皮和停钻后的沉渣，并调整泥浆性能指标达到灌注水下混凝土时所需的性能指标。

二次清孔达到要求后进行水下混凝土灌注。

本标段桩基底部为细砂层，不能采用反循环清空，清孔时需使用优质泥浆进行置换清孔，使用泥沙分离器加快降砂率速度。

5.2.10.4首批混凝土灌注

首批混凝土灌注前应计算和控制首批混凝土数量，保证混凝土下落时有一定的冲击能量，能顺利的从导管中排出，并能使导管下口埋入混凝土中不小于1m。

灌注前对孔底沉淀厚度再进行计算。

首批混凝土灌注方量计算方法：

其中：

=首批混凝土方量（m3）；

=成孔桩径（m）；

=导管直径（m）；

=桩孔深度（m）；

=导管埋入混凝土中深度（m）；

=灌注前测得的导管下口距孔底深度（m）；

=灌注混凝土前孔底沉渣厚度（m）。

5.2.10.5拔球

拔球一般利用吊机配合，快速拔掉漏斗阀门，灌入首斗混凝土，首批混凝土灌注完成后，应计算孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如埋深大于1m，即可正常灌注，如导管堵塞或导管内出现进水现象，则立即将钢筋笼拔出，使用旋挖钻将已灌混凝土钻出，如混凝土已经硬化，则使用冲击钻重新冲孔至设计深度。

5.2.10.6正常灌注

首批混凝土灌注合格后，即可正常灌注混凝土，灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严格施工，在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底；及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在正常范围。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上超灌一定高度的混凝土。

有关混凝土的灌注情况，灌注时间、混凝土面的高度、导管埋深、导管拆除以及发生的问题都要做好详细的记录。

如在灌注过程中测量混凝土面时突然发现实测高度超过了混凝土计算高度，则一定出现了塌孔，现场需根据塌孔量迅速做出判断，停止灌注或请示项目部采取补救措施。

5.2.11桩基检测

根据设计和规范要求，钻孔桩采用声波透射法检测。

6.劳动组织

⑴劳动力组织方式：

采用劳务队组织模式。

⑵劳动力按照作业区段、机械、人员、工期要求合理配置。

每台旋挖钻机至少配置11人，其中机长1人，技术人员1人，试验人员1人，机操手2人，焊工2人，普工4人；每台回旋钻机至少配备9人，其中机长1人，技术人员1人，试验人员1人，机操手2人，焊工1人，普工3人。

7.材料要求

㈠混凝土材料

⑴桩基混凝土粗骨料采用碎石，细骨料为中砂，其均应符合设计级配要求；

⑵选用的水泥、粉煤灰、及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检测。

⑶混凝土配合比应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、性能变化的环境条件等进行多级配合比设计。

㈡钢筋材料

钢筋的品种、规格、数量应符合设计要求。

施工用水的水质应符合工程用水标准.

护壁泥浆的原材料应符合设计要求。

8.设备机具配置

每台钻机为一个施工单元，旋挖钻机班组配置旋挖钻机1台、吊车1台、挖机1台泥浆运输车1台、钻渣运输车1台；配置回旋钻钻机1台、吊车1台、泥浆运输车1台、钻渣运输车1台。

9.质量控制及检验

9.1钻孔过程中要做泥浆指标检测并控制泥浆指标，确保不塌孔和顺利钻进。

9.2桩基终孔和清孔后，应进行孔位、孔深、孔形检验。

孔形检验采用检孔器检验，检孔器用专用检孔设备或采用钢筋制成。

9.3钢筋要做原材料和焊接机钢筋笼整体实验，符合要求后才使用。

9.4桩身混凝土浇筑过程中，应对每车混凝土坍落度、含气量、温度进行检测，均应符合规范标准要求。

每根桩制作混凝土试件2-4组，标养28天试件抗压强度作为被检查桩身混凝土抗压强度，检测有疑问时，采取钻芯取样法检测，对柱桩要钻到桩底0.5m以下。

9.5钻孔灌注桩施工质量标准

钻孔桩各项施工质量标准严格按照《验标》要求进行。

10.安全与环保要求

10.1安全要求

⑴钻孔桩施工在钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土前要安全技术交底。

⑵钻孔作业机械进场后，应检查机械设备并记录。

使用过程中，按规定定期检查。

⑶各型号钻机应由熟练钻工操作，所有孔口作业人员必须正确佩戴安全帽，穿防滑鞋。

⑷工地内的危险区域应设置围栏、盖板等安全可靠的防护设施，并设置警示和警戒标志，严禁非施工人员进入。

夜间施工应设红灯警示。

⑸泥浆池、沉淀池周围应设立防护设施和安全警示标识，制浆材料堆放地应有防水防潮设施；弃渣、泥浆应及时外运，废弃泥浆池应回填处理。

⑹电工定期检查一次电缆外层的磨损情况，发现问题及时处理。

电缆通过临时道路时，应制作护套，挖沟埋地铺设。

⑺钻机作业区基础稳定牢靠。

钻机安装时，机架应垫平，保持稳定，不得产生位移和滑动。

⑻钻机的卷扬机钢丝绳在卷筒上排列整齐。

卷扬机卷筒上的钢丝绳不得放完，严禁人拉钢丝绳卷绕。

⑼设备运转时，严禁任何人触摸或跨越转动、传动部位和钢丝绳。

⑽旋转钻机钻进时，高压胶管下严禁站人；水龙头与胶管连接处应用双卡卡住。

⑾钻机作业分班连续进行，如确因故停止钻进时，旋转钻机应提离孔底5m以上，旋挖钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。

⑿在钻具悬吊情况下，不得检查和维修钻具。

⒀钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过外侧水面1.5-2.0m以上，方可钻孔。

⒁凡不正在钻孔的孔口或已经完成灌注的桩孔都必须加防护盖或及时回填，防护盖牢固可靠，孔内弃土不得堆积在钻孔周围。

⒂下放钢筋笼受阻时，应查清钢筋笼受阻原因。

10.2环保要求

⑴施工期间加强教育培训，提高施工人员的环境保护意识。

⑵岸上施工应保护好当地的植被，施工场地布置时尽量减少地表植被的破坏。

对施工红线外的植物、树木等尽量保护，严禁超范围乱砍乱挖。

⑶保护好当地排水系统的畅通，不得堵塞河道、水渠。

施工中需筑岛或设置建筑物时，应尽量采取措施通过改道或埋设涵管等方法保证水流畅通。

⑷泥浆应按要求设置污水池、泥浆池存放，不得随意排放污染河流、农田和池塘。

钻孔弃土、钻渣应及时运至指定地点堆放和存储。

泥浆经沉淀处理后定期排放，不得直接排入河道、农田、水塘。

⑸生活区、车间、工厂应设置必要的公共卫生设施。

污水净化池、化粪池按环保部的要求定期清理，避免污染环境。

生活固体垃圾集中存放，适时运至环保部门指定地点，保持工地清洁。

⑹施工运输管道及施工场地应定期洒水，避免产生扬尘。

⑺施工便道、施工场地设置修建时，应设置排水沟，做到排水通畅，场内不得有积水积污。

同时应考虑其对原地面排水的影响。

以免阻挡地表径流的排泄，影响当地居民的生产生活。

⑻注意夜间施工的噪音影响。

尽量采用低噪音施工设备。

对距离居民区一定范围内的工段，应根据需要限定施工时间，如必须施工时，施工时预先通知居民，以征得其谅解。

⑼对不符合尾气排放标准的机械设备，不得使用。