钻孔桩作业指导书内容.docx

钻孔桩作业指导书内容.docx

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钻孔桩作业指导书内容

编制说明:

本作业指导书自签发之日起生效。

1、操作人员必须持证上岗。

2、检验人员必须有质检证或助工以上的技术职称。

3、对特殊工序的施工机械设备，施工前应进行验证。

4、操作过程中的施工记录必须满足施工及顾客要求。

5、情况发生变化时，对以上内容进行再确认。

6、本作业指导书解释权为项目工程技术部，项目所属各单位、各部门必须遵照执行。

批准人：

2015年月日

钻孔桩作业指导书

1、目的/适用范围

为确保钻孔桩的施工质量，达到设计及施工规范要求，提高产品质量，特制定本作业指导书。

本作业指导书适用于随岳南高速公路土建工程第三合同段的钻孔桩施工。

本作业指导书依据本项目施工设计图、监理实施细则、施工规范及有关参考资料。

2、作业前的施工准备

2.1人员

2.1.1根据工程量大小，组建成确定该工程项目的施工队伍以及所需的各种技术人员和技术工人。

2.1.2该项目的现场管理人员与操作者要明确钻孔桩这一工序的责任。

2.2临时工程，根据工程需要做好施工范围内的征地拆迁、修建临时便道、临时便桥以及临时排水沟渠等，接通水、电管线。

2.3材料

2.3.1水泥、钢材、砂、石等的材质要进行进货检验，材质必须满足设计和有关规范要求，堆料场地要有规划，对水泥、钢材堆放要有库房和简易料棚，严禁受潮和雨淋，并对其进行标识确认。

2.3.2对不合格的材料要及时清除出施工场地，以免混用或误用。

2.4钻机的选择：

常用的钻机有三种即冲击式、旋转式、冲抓式。

使用较多的是旋转式钻机，旋转钻机分为正循环和反循环两种，选择钻机类型应根据地质资料确定。

本项目推荐使用旋转钻机，可采用正循环或反循环以及正反循环钻机。

国产正循环旋转钻机有：

上海探机厂生产的GPS-10、天津探机厂生产的GJC-40H、石家庄煤机厂生产的（0.8~1.5m）/50m和（1~2.5m）/60m、郑州勘机厂生产的ZJ-150钻机。

国产反循环（正、反循环）钻机有：

郑州勘机厂生产的KP1500、天津探机厂生产的GJC-40H、上海探机厂生产的GPS-15、武汉桥机厂生产的BRM-4A等。

在选择钻机时应根据地质情况、桩径、桩深等情况进行选择。

2.5场地准备：

钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。

施工场地或工作平台的高度应按考虑施工期间可能出现的高水位，并高出其上0.5~1.5m。

施工场地应按以下不同情况进行整理：

①、场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实。

②、场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。

③、场地为浅水时，宜采用筑岛的方法。

④、场地为深水或淤泥层较厚时，可搭设水上工作平台。

工作平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作以及灌注水下砼时可能发生的全部重力，要有足够的刚度保持稳定。

2.6护筒埋设：

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，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁免于坍塌等作用。

护筒宜采用5~6mm钢板制作，护筒内径宜比桩基的桩径大20~30cm，护筒外侧应采用12mm直径Ⅱ级钢筋作肋带。

护筒顶端宜高出地面30cm左右，并高出地下水位1~2m，孔内有承压水时，应高出稳定后的承压水位2m以上。

桩基位于旱地或浅水时，护筒埋置深度不小于100~150cm，位于深水、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内100~150cm，河床为软土、淤泥、砂类土时，护筒底埋置深度要能防止管内水头降低产生的涌砂现象，有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不小于100~150cm。

护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1%。

在旱地或岸滩埋设护筒，当地下水位在地面以下超过1m时，可采用挖埋法。

若河床为含水量较大的粉土质砂或软土地层，应将自护筒底部50cm以上的原土全部挖除，换填好土。

当桩位处的地面标高与施工水位的高差小于1.5~2.0m时，宜采用填筑法安设护筒。

在水深小于3m的浅水处埋设护筒，一般须围堰筑岛，岛面应高出施工水位1.5~2.0m。

在水深3m以上的深水河床沉入护筒，应搭设工作平台。

2.7钻机就位：

立好钻架，并调整和安装好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。

启动卷扬机把转盘吊起，垫方木于转盘底座下，将钻机调平，并对准钻孔。

然后安装上转盘，要求转盘中心同钻架的起吊滑轮在同一铅垂线上，误差不超过2cm。

在钻进过程中经常检查转盘，如有倾斜或位移应及时改正。

在放钻杆上端安装提引水龙头，在水龙头上端连接输浆胶管，使输浆胶管接到泥浆泵上，把提引水龙头吊环挂到起吊系统的滑轮吊钩上。

取走转盘中心的方形套，启动卷扬机吊起方钻杆穿过转盘并牢固的联结到钻头，装好方形套夹住方钻杆，准备钻进。

2．8泥浆制备：

2.8.1根据钻孔桩工作量大小合理规划好泥浆池，沉淀池。

2.8.2泥浆的作用：

钻孔中泥浆不仅保护孔壁不坍，更重要的是在冲击和回转法钻进时还有排碴作用。

如使用太稠的泥浆会增大钻头阻力，影响钻进速度，而且增加在孔壁或钢筋上的泥浆附着量，影响受力，还会增加清孔的困难，反之泥浆太稀，排碴不力，护壁效果也会降低。

因此选择适当的泥浆指标是很重要的。

2.8.3泥浆的性能：

泥浆的主要性能有相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度等7项，可参照下表选择。

2.8.4泥浆的调制：

制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。

制浆有机械搅拌、人工搅拌、钻锥搅拌三种方法。

机械搅拌时，先将定量的清水加入搅拌鼓，然后漫漫的加进与水量相应的粘土，并开动搅拌，成浆后，打开出浆门出浆。

人工搅拌是先将粘土加水放入制浆池内浸透，然后用人工搅拌。

在粘性土中钻进，事先只需调制不多的泥浆，以后在钻进过程中利用地层粘土造浆补浆。

一个钻孔所需的总粘土量，应考虑充满钻孔、泥浆槽、沉淀池、扩孔、渗漏、循环等因素，一般按井孔体积（考虑扩孔数量）计算的粘土量再增加6%左右。

2.8.5泥浆的循环和净化处理：

可设置制浆池、储浆池、沉淀池并用循环槽连接，进行循环处理。

泥浆的净化可分为重力沉淀法、机械净化法、化学净化法等方式。

深水墩施工时，在岸上设粘土库、制浆池、沉淀池、制造或沉淀净化泥浆。

也可将有关设备设立在船上。

各种循环和净化措施均需符合工程的环保要求。

3、施工工艺：

3.1钻进

3.1.1钻进前注意事项

a开钻前应检查钻机是否正常运转，钻机底部有无变形，固定钻架的缆风绳有无松动，护筒位置是否符合要求。

b各个工序紧密衔接，互不干扰，基桩较多的基础采用多机作业时，应事先拟定钻孔顺序，钻机移动的路线图，为保证质量，加快进度，通常把钻孔、安放钢筋笼、灌注水下砼三道工序连续完成后再移动钻机，这样可充分利用钻机本身的起吊设备。

3.1.2主要施工程序

旋转式钻机施工程序如框图所示（见下图）

3.1.3钻进操作

a.冲击钻机操作程序是：

钻进→抽碴→投泥（或泥浆）→钻进的反复循环以及辅助作业（检查孔径、钻具、修理机械设备、补焊钻头等）的交错过程，关键问题是掌握冲程大小和抽碴时机。

开机前应在护筒内多加一些土块，并用小冲程慢冲，若用简易钻机施工时冲程不宜大于1.0m，当孔底已在护筒脚下3～4m时，可根据地质情况适当加大冲程。

孔内水位应高于护筒脚0.5m以上，比护筒顶至少低0.3m，孔内水位高出孔外水位至少1.0m以上，以保持必要的水头高度。

b旋转钻机：

分为正循环和反循环两种钻机，下边主要介绍正循环钻机的操作程序。

起动泥浆泵和钻盘，开始钻进前，应先起动泥浆泵，使泥浆进行循环，然后开动转盘，旋转正常后，即可进行钻进。

旋转式钻机施工程序如框图所示

钻进：

一般初钻时，应稍提吊起钻杆，不可给进太快，并经常检查钻杆的垂直度，以保证钻机竖直在松散地层钻进时，虽然有可能很快给进，但要控制以免过快给进，出现钻机偏斜；在坚实地层钻进时如给进太快则钻头对孔底的压力太大，会使钻机超负荷加大钻杆的摆动和钻头偏斜，甚至造成钻机不能转动。

在地层变化处应提取钻碴样品，查明土类，并记于钻孔记录表中供判断地质之用。

3.2钻进中故障处理（以旋转钻机为例）

3.2.1坍孔

当在钻进中发现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，钻机进尺很慢等现象时，即表明可能发生了坍孔，应立即停钻处理。

a找出坍孔原因：

泥浆比重不当，水头高度不够，钻头转速过快或空转时间过久，都容易引起坍孔。

b预防方法：

选用高质量的粘土泥浆，如果是砂层宜用比重大，粘度高的泥浆。

在钻进中井内应保持足够的水头高度，埋设护筒要符合规定要求，终孔后应仍保持一定的水头，并及时灌注水下砼。

c处理方法：

发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒，并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。

发生钻孔内坍塌时，可用测深锤丈量孔深，若与钻进深度不符说明已经坍塌，根据地质情况分析、判断坍孔位置，然后用砂粘土混合物回填钻孔到超出坍孔位置以上为止，并暂停一段时间使回填土沉积密实，水位稳定后方可继续钻进。

3.2.2钻孔偏斜弯曲时

a偏斜原因：

产生偏斜原因主要有地质条件、技术措施和操作方法三个方面的问题。

b预防方法：

为防止斜孔应注意以下事项：

①安装钻机时，钻盘顶面要水平，立轴中心同钻机中心在同一垂直线上。

②开钻时，主动方钻杆不宜过长，以免钻杆上部摇动过大，影响垂直度。

③钻进过程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。

④遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。

⑤加强技术管理，经常检查钻孔情况，发现偏斜立即纠正。

c处理方法：

发现偏斜后，应先查清偏斜位置和偏斜程度，然后进行处理。

目前处理钻孔偏斜多采用扫孔法，将钻头提到偏斜位置吊住钻头缓缓旋转扫孔，并上下反复进行，使钻孔逐渐正位；另一种方法是钻孔回填粘土加卵石到偏斜的位置上，待沉积密实后，提住钻头缓缓钻进。

3.2.3钻孔漏水

a漏水原因

①透水性强的砂砾或流砂中，过稀的泥浆向孔壁外漏失很大。

②埋设护筒时，回填土夯实不够或护筒制作不良，接缝不严密或焊缝有砂眼等造成漏水。

b处理方法

发现漏水时，首先应集中力量加水或泥浆，保持必要的水头，然后根据漏水原因决定处理方法。

3.3灌注水下砼施工工艺

3.3.1清孔

a钻孔达到设计标高后，经终孔检查符合设计要求后，应立即清孔，摩擦桩孔底沉碴厚度一般不大于30cm。

b终孔检查符合要求签证后，移走钻头等钻具，先用抽碴筒将孔底碴大致清除，利用钻架安放钢筋笼和吸泥机，然后进行清孔，清孔方法有吸泥法、导管吸泥法、吸泥吹风法，换浆法等。

当使用旋转钻机时，不需另添清孔机具设备。

终孔后，停止钻进，稍提起钻头使它空转，同时，保持原来的泥浆比重进行循环浮碴，随着残存的钻碴不断浮出，孔内的泥浆比重和含砂量不断下降，这一过程叫做原浆换浆。

原浆换浆大约4小时后，加入清水继续循环，叫做清水换浆。

在清水换浆过程中，迅速稀释的泥浆中的砂、小石子在孔口到沉淀池之间的一段流程中沉淀下来。

经过清水换浆比重降为1.3以下，含沙量降为5～6％以下，粘度为35S以上，且孔底沉淀钻碴厚度不大于设计规定对摩擦桩就认为清孔合格，可停止换浆，准备灌注砼。

当采用反循环钻机时，终孔后利用真空泵将泥浆和钻碴抽出，换入清水，清孔时间控制在10～15分钟内。

清孔工作改变了钻孔内的原来平衡条件，容易造成坍孔，所以在清孔时要小心，预防事故的发生。

3.3.2钢筋笼制作与吊装

a钢筋笼制作前应除锈、调直，主筋中心线与直线偏差应不大于长度的1％，并不得有局部弯折，钢筋的接头应互相错开，保证同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50％,两个接头的间距应大于50cm，钢筋接头焊接，按有关规定进行。

b钢筋骨架的运输和起吊就位

钢筋骨架的加工可就近加工成型，尽量减少运输，钢筋骨架可使用钻架或起吊设备起吊，起吊时为保证骨架不变形，宜用两点起吊，起吊点做成吊环（耳朵），起吊过程中当骨架入孔后应扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。

3.3.3水下砼灌注

a导管是水下砼灌注的主要工具之一，导管采用钢管制作，它的内壁必需光洁，管径一致，无局部凸凹，每节长度1.2～4.5m等几种，每节两端焊有法兰盘，导管应有足够的强度，导管接头要求严密不漏水，使用前用水或风试压（300KPa），以免管内漏水影响砼质量；孔口以上应保证有一节导管其加漏斗的高度一般不宜小于3m，以利导管的提升与拆除。

b水下砼施工注意事项

①、灌注过程中要随时测量钻孔内的砼面标高。

②、灌注前应储备足够的砼备有量。

③、灌注速度要快，且有连续性。

c水下砼事故预防和处理

①、导管漏水和挂钢筋笼，发现问题应及时采取相应措施。

②、由于砼坍落度太小流动性差，运输中严重离析，隔水球卡在套管中等原因发生卡管时，则应停止灌注，用长钢筋疏通或用捣固器插入和外震。

③、当由于砼灌注时间长，砼失去流动性造成断桩，如断桩处靠近地面，而断桩后又停止灌注砼的处理方法为：

采用长钢护筒排水清除钻碴，并对桩头作必要的凿除，清理后再灌注砼。

当断桩较深时，则按断桩处理。

d灌注水下砼时，容易发生钢筋骨架上浮。

为防止上浮，当砼将要接触骨架时，可减慢砼灌注速度，以减少砼的向上冲击力。

4、质量标准与检验方法

4.1质量标准

孔径不小于设计直径；孔深：

摩擦桩不小于设计孔深，柱桩进入设计土层；孔位中心：

群桩≤100mm，单排桩≤50mm；倾斜度≤1％孔深；沉碴厚度：

摩擦桩≤300mm；柱桩≤100mm；孔位偏差不应大于10cm。

4.2检验方法

桩身砼质量检验按以下三种方法进行。

a每根桩作砼检查试件至少一组（3块）。

b对桩身质量有问题的桩，钻取桩身砼鉴定，或其它可靠方法检验，对一般的桩可按5～10％抽查。

c对大桥和特大桥柱桩的桩底沉渣厚度，按柱桩总数3％～5％钻孔取样，或其它可靠方法检验。

d在质量检验中，如发现断桩或其它重大质量事故，应由施工部门提出变更设计报告报设计部门，由设计部门提出处理方案进行处理。

5、安全质量措施

5.1质量措施

a质量目标：

工程合格率100％，

b强化质量教育，树立质量第一思想，层层落实责任制，实行质量的好坏与每个职工利益挂勾。

c主要领导亲自抓质量，并建立健全质量检查制度，做到每道工序自检合格后，才进入下道工序施工；隐敝工程检查，要认真执行“三检制”即自检，专业工程师检查，监理工程师检查合格后并签认方可施工，对不合格部分坚决返工重来。

d所有原材料，半成品必须执行进货检验制度，合格后才可使用。

5.2安全措施

a加强安全教育，树立安全第一思想，建立安全责任制。

b制定较详细的安全生产措施，施工现场设立必要的安全标语，安全操作规程，以及安全防护设施等。

c坚决执行安全卡死制度，建立安全检查制度，进行定期和不定期的安全大检查，发现问题立即整改，不留隐患。