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钻孔作业指导书

天兴洲大桥铁路引桥及相关配套工程部分站前线下工程xx标

钻孔桩基础

作业指导书

编制

复核

批准

xxxxx集团有限公司武汉工程指挥部第三项目经理2005-07

钻孔桩基础作业指导书

一、工程概述：

钻孔灌注桩基础可用于各种地层条件。

对一般地层，可采用正、反循环旋转钻施工；对卵漂石层、岩层可采用冲击锥工艺钻进。

钻孔桩可用于陆地基础，也可用于水中基础。

在河水不深时，可采用筑岛施工。

在深水江河中，可采用水上工作平台或钢围堰内钻孔施工。

钻孔桩基础根据地质条件可深可浅，直径可大可小。

我项目部准备施工的桩基既有在陆地上的，也有在浅水、深水中的，线路经过的地方有水塘、河滩、深水河床，桩长在20～40米左右。

在我们施工的范围内地质情况上层主要是粘土层，下层为泥质砂岩，中间有粗砂夹卵石层。

二、施工工艺：

1、平整场地，测定桩位

①在河滩上钻孔，施工场地应整平夯实，土质松软时，应予换填。

②在浅水中钻孔，可先筑岛，在岛上安装钻机，岛面应高出施工水位1m以上。

③在深水中钻孔，可用围堰筑岛或搭施工平台，也可在船上安装钻机。

平整场地后，应根据设计桩位，由测量人员准确定出钻孔中心位置。

桩位必须在护筒四周设置十字护桩，交角不小于60度，护桩可采用木桩或短钢筋。

护桩应妥善保护至终孔，以随时检查钻机的对中情况。

2、护筒的制作埋设

为固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等目的，在钻孔前按要求制作、埋设，护筒采用6-10mm钢板制作，并保证坚实、不漏水；护筒内径应大于钻头直径20cm。

护筒顶应高出原地面不少于30cm。

埋设护筒以桩位中心为护筒中心，护筒埋好后利用护桩挂线检查护筒埋设偏差，其偏差不得大于5cm,倾斜度不大于1％。

现场施工人员在护筒埋设好后应自检，再由现场技术员检查，合格后报请监理工程师检查。

3、泥浆

①.泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

选用塑性指数大于25，小于0.05mm粒径含量大于50%的粘土制浆。

②.泥浆的循环和净化：

针对钻机特点，在施工前对泥浆的循环和净化结合施工场地作合理布置。

设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接。

③.泥浆池四周应设置防护栏杆，且泥浆池四周应用草袋围砌高出地面一定高度，防止泥浆污染周围环境。

4、安装钻机

钻机的钻杆中心应对准桩中心，并与钻架上的起吊滑轮在同一垂线上。

桩位中心由护桩挂线定出，钻机定位准确后，由现场施工人员自检，现场技术人员复检，最后报请监理工程师检查。

钻机对中允许偏差为5cm。

5、钻孔

（1）钻孔前，技术人员首先测定护筒标高，依据设计图纸及护筒标高编制相应的施工技术交底。

施工人员应收到有签证的技术交底后方可施工。

（2）对于旋转钻机，开始钻孔时，应稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进，钻至护筒脚下1.0m以后，方可按正常速度钻进。

（3）钻孔应连续操作，不得中途停止。

（4）在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。

钻孔过程中，经常检查孔径和倾斜度。

（5）钻进过程中，每3米取一次土样，进入风化岩后每0.5米取一次岩样，且地层变化处应加密取样。

取样的同时详细填写工程地质核查表。

钻进时，现场技术人员应核对实际地质情况与设计地质情况，如与设计不相符，及时向设计单位反映。

（6）整个钻孔过程中应做好钻孔记录表，钻机值班人员如实填写。

记录内容包括进尺情况、地质情况、开钻时间、终孔时间、成孔标高、以及钻孔过程中的异常情况。

6、成孔

（1）当钻孔深度达到设计要求时，所有钻孔在浇注混凝土前都应使用检孔器或其它设备检查孔径和倾斜度，做全深的检查。

检查标准见后质量检验标准。

（2）当钻孔达到设计标高，现场施工人员应使用鉴定过的测绳，根据施工技术交底提供的钻孔深，确认孔底标高已达到设计标高。

填写完成钻孔记录，地质核查表，整理好钻孔取得的土样及岩样，通知现场技术人员复检。

复检技术人员检查内容有：

孔深、孔径、孔倾斜度、钻进记录是否填写完整，有无异常情况，核对现场地质情况是否复核设计图纸。

如一切检查符合要求报请监理工程师验收。

（3）所用检孔器直径不得少于设计孔径。

7、清孔

（1）反循环抽浆法。

采用抽浆法清孔比较彻底，用反循环回转钻机钻孔时，可在终孔后利用钻机反循环系统的泥石泵吸渣，裹带钻渣的泥浆经过沉淀池后回到泥浆池，再流入孔内，形成循环。

（2）正循环换浆法。

当使用正循环回转钻进时，终孔后，稍提钻锥离孔底10cm～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将泥浆池中较纯泥浆压入孔底，把孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。

悬浮着钻渣的泥浆从孔内流出，流入沉淀池沉淀后再回到泥浆池，完成循环。

本工程施工过程中：

主要采用回旋钻机钻孔，在钻孔过程中，采用正循环换浆，终孔后采用反循环清孔。

（3）清孔时间以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为宜，清孔时应检查泥浆的各项指标：

比重、含砂率以及粘度。

8、钢筋笼制作及吊放

（1）钢筋笼的制作安排在钢筋加工区进行制作，根据各墩台钻孔桩钢筋笼长度分段绑扎成型后运至桩孔边，利用吊车吊放钢筋笼并现场焊接。

钢筋的制作要符合有关钢筋施工规范及要求。

现场焊接采用单面焊，搭接10d（d为钢筋直径）。

（2）钢筋笼最后一节吊装时，现场施工人员及技术人员应根据施工技术交底检查吊筋的长度，是否能准确的定位钢筋垄立面标高。

（3）钢筋垄的四周侧面应采用耳环或混凝土垫块控制钢筋笼的保护层厚度，采用耳环时钢筋直径不宜小于φ12，采用垫块要求垫块强度不得小于混凝土的设计强度。

9、导管安装

（1）水下混凝土采用直径25—30cm刚性导管，中间节长宜为2米，底节长宜为4米。

（2）导管使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示每节长度。

试压的压力不小于孔底静水压力的1.5倍。

（3）施工人员应根据孔深合理配置导管，导管底口距离孔底应为20cm～40cm，并自下而上记录每节导管长度。

现场技术人员检查导管总长是否满足要求，距离孔底是否符合要求，并记录。

10、灌注水下混凝土

（1）砼在搅拌站集中进行砼拌制。

砼的运输宜采用泵送或混凝土罐车运输。

（2）灌注混凝土前应进行二次清孔，测试泥浆的比重、含砂率、粘度。

施工人员、现场技术人员检查合格后报请监理工程师验收，并记录。

（2）灌注混凝土前探测孔底沉渣厚度，如大于规定（柱桩小于10cm，摩擦桩小于30cm），须再次清孔，但应注意孔壁稳定，防止坍孔。

孔底沉渣厚度直接影响到成桩质量，施工人员自检无误后由现场技术人员检查，并记录，如合格报请监理工程师检查，否则再次清孔。

（3）封底必须使用储料斗，存储的混凝土应至少可使导管埋深1m，并不宜大于3米。

水下混凝土封底必须采用隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。

封底后，施工及技术人员判断、测量封底情况，并记录。

（3）混凝土灌注过程中导管埋入混凝土中深度以2～6米为宜，中间间隔时间不宜大于2小时。

整个灌注过程，技术人员应按灌注记录表填写记录。

（4）水下混凝土浇筑面应高出桩顶设计高程不小于1.3米。

灌注结束时，应由施工人员及现场技术人员共同检查无误后方可停止灌注，拆除导管。

最后几节导管应慢速拔除，拔除时利用吊车上下缓慢活动导管，防止出现空心桩。

（5）灌注过程中如遇到无法解决的问题，施工及技术人员应及时向上级汇报。

11、拔除护筒

水下混凝土灌注完毕，慢速将护筒拔出，回收利用。

12、其他

（1）桩身质量检测：

桩体施工完成后应按要求进行桩身完整性检测，检查桩身是否有断桩、夹泥或其它缺陷。

同时进行桩的承载力检测。

（2）及时做好各项钻孔桩的质量记录，并及时签认。

钻孔灌注桩施工工艺流程框图

平整场地（搭设工作平台）

桩位放样

自检

埋设护筒

制作护筒

互检

钻机就位

制作钻头

监理工程师检查

自检

互检

互检自检

三、注意事项

该工程采用钻孔灌注桩，桩长30米左右，桩数多，桩基施工难度大，要求高。

应重点控制好桩基定位、入岩判定及嵌岩深度、沉渣厚度、砼灌注、桩顶标高等环节。

1、放线定桩位应从GPS点施测并多面复核，以避免产生隐蔽误差。

测定后，应用偏角法进行现场校核，准确无误后报监理工程师报验。

2、护筒的基坑应垂直地面，与桩位同心，其半径应大于护筒半径200㎜，深度应超过杂填土层，进入原土深度不应小于200㎜。

3、护筒用6～10㎜钢板卷制，基坑内径比桩身设计直径大200㎜，护筒顶部应开设1～2个溢浆口。

护筒中心与桩位中心宜重合，偏差小于50㎜，并应保证护筒垂直。

4、护筒上口应高出地面300㎜。

埋好后，基周围应用粘土分层回填夯实，随即测定护筒上口统一高程，记录在册，以控制孔深、钢筋笼安放及桩顶统一高程。

5、钻机转盘必须水平，转盘中心、桩位中心及天轮悬吊中心应重合，最大偏差小于5㎜。

6、开钻初期，成孔深达5m时，应即检查钻杆垂直度，确保成孔垂直度在1％以内，待各方面均正常运转时，方可开始加速钻孔。

对于淤泥质土，最大钻进速度不宜大于1m/分钟，对其它土层钻头转速不能过快，空转时间不能太长。

7、应有专人负责泥浆试验、调制及质量控制，并记录在册。

8、钻孔钻到设计深度，先清孔换浆，再进行终孔验收，验收内容及标准：

孔底的统一高程；孔底沉渣对承重桩≤50㎜，对支护桩≤300㎜,泥浆性能（比重要求在粘土和亚粘土中为1.1～1.2；在砂土和较厚夹砂层为1.05～1.25；在砂夹卵石层或易塌的土层及淤泥土层中为1.3～1.5，在距孔底0.5m深范围内泥浆比重不得大于1.2，粘度18～20s，PH值为7～9，含砂率≤4％，胶体率≥95％）。

符合要求后，办理终孔验收签证。

9、清孔应分两次进行。

第一次清孔在成孔完毕后立即进行，即如上所述。

第二次清孔在下放钢筋笼和灌注砼的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应≤30㎜。

从清孔停止至砼开始浇灌，应控制在1.5～3h，一般不得超过4h，否则，应重新清孔。

10、钢筋必须有出厂质量证明书和试验报告。

钢筋进场，应按有关规定检验，检验合格后，方可使用。

11、电焊工应持证上岗，并必须在现场条件下作钢筋焊接性能试验，合格后，方可正式焊接。

12、制作钢筋笼加劲箍的胎模必须经过检查验收。

加劲箍宜设在主筋外侧，其直径误差小于±5㎜。

13、钢筋笼允许误差：

主筋间距±0.5d，螺旋箍筋螺距±20㎜（绑扎）、±10㎜（点焊），直径±20㎜，长度±10㎜。

14、制度钢筋笼前，主筋应先除锈及调直，采用搭接焊时，搭接处的钢筋应预弯，以保证两主筋的轴线在一直线上。

搭接用单面焊，焊缝长度不小于主筋的8d，焊缝应饱满，焊渣必须敲干净。

螺旋箍筋与主筋之间必须满扎或满焊，不允许跳扎或跳焊。

15、制作钢筋笼时，钢筋笼上相邻两主筋在长度方向上要错开，以便于钢筋笼之间主筋的搭接。

若设计未作规定时，错开的距离为主筋的35d,且不小于500㎜。

制作钢筋宜用定尺钢筋，钢筋笼的一端相邻两主筋的端头必须分别位于两个平面上，不允许参差不齐。

16、钢筋笼的主筋保护层，按设计规定60mm。

保护层垫块的强度不得低于桩身砼的强度。

17、钢筋笼制作完毕，应经检查验收，合格后才允许使用，否则应返工。

验收合格的钢筋笼，应挂牌及编号，以免用错。

18、运输和吊装钢筋笼时，应避免钢筋笼变形。

吊点应对称，使钢筋笼吊起时呈铅直状态。

钢筋笼保护层垫块在同一断面上设6块。

钢筋笼两节相连，焊接时要扶正、同心，主筋搭接用单面焊，焊缝长度不小于主筋的8d，焊缝应饱满，主筋无损伤，经检查验收认可后，才能下入钻孔。

19、浇灌砼的导管，在使用前应试拼装、试压，试水压力要大于理论计算值的1.5倍。

且应提交导管试压报告。

20、砼必须具备良好的和易性，其配合比必须通过试验确定，强度符合设计规定，坍落度宜为18～22㎝。

砼宜选用中砂，含砂率小于4%。

21、首灌砼宜掺用缓凝剂，并且首灌量必须满足导管底端能埋入砼中2～6m，连接一次灌下去。

砼浇灌必须使用预制砼隔水栓，砼强度不低于C20，外形应规则光滑并配有3～5㎜厚的橡胶片。

22、从终孔到砼开浇时间间隔，当孔深 在50m左右，不得超过18小时，否则必须吊出钢筋笼，重新超深钻孔及清险孔底沉渣。

23、在整个浇灌过程中，导管埋置深度最小不得少于2米，最大不得大于6m，一般控制在2～4m，提升和拆卸导管要实行双控制，既要测量孔内砼量核对导管的埋深，严禁将导管提升到混有泥浆的砼夹层内，造成断桩。

24、浇灌砼应连续进行，钻孔内砼每小时的上升速度不得小于2m。

25、桩顶砼的浇灌面应比桩顶设计统一高程高出1.3m以上。

26、坍落度的测定次数，现场搅拌砼应经常抽测坍落度，坍浇度宜为18～22㎝。

27、砼试块数量每根桩不少于三组（每组三块）。

制作试块时，应有监理人员在场，试块应进行标准养护。

28、在每根桩的施工过程中，应按监理工程师要求进行记录，填写有关表格，一式三份。

桩身砼灌注充盈系数宜在1.10～1.25。

检查和验收内容：

（一）、桩孔定位与钻孔就位

1、提前一天审核桩位放线依据及测量记录，填写施工放样记录表、按照监理要求填报测量报验单，报请测量监理现场报验。

2、测定护筒顶的绝对标高，记录并填表。

注意：

桩基工程的标高均按绝对标高计算；

3、钻机就位对中应检查验收。

钻机从终孔处移向新的桩位，当两桩位中心相距不足3m，前孔未浇灌砼，后孔不得开钻，为便于控制，该钻机就位对中检查后，暂不办理验收手续；

4、记录钻机开孔的时间并填表；

5、每台钻机进场或更换钻头，必须检查钻头直径，钻头直径跟设计桩径之差不得大于20㎜。

当岩石较硬，钻进较难时，可采取齿轮钻头。

（二）、钢筋笼制作及吊装

1、单根钢筋搭接接长，一定要先预弯，后焊接。

2、测量钢筋笼标准节和非标准节的长度，并记录钢筋笼总长度。

3、占验各节钢筋笼主筋数量及规格。

4、检查主筋间距、加劲箍和箍筋间距。

5、检查保护层垫 块安置是否符合要求。

6、钢筋笼挂牌。

7、检查记录及验收签证。

8、吊放钢筋笼时，对钢筋笼搭接接头的焊接长度及质量检查和验收。

（三）、钻孔和终孔验收

1、钻孔深达5m左右，应检查钻杆垂直度，不符合规范要求时，应查明原因，并采取改正措施。

2、穿过软弱土层时，钻进速度不宜过快，要控制泥浆质量，防止缩劲或塌孔。

3、检查终孔孔深，要把钻机钢丝绳放松，让钻杆放到底，测量方杆残尺值，计算入孔钻杆总长度，符合设计要求才验收，随即记录孔底标高。

4、终孔清孔换浆，泥浆质量应符合质量标准，沉渣厚度则视浇灌砼前第二次清孔的工艺而定：

当坚持用泵吸反循环清孔，沉渣厚度为≤400㎜，当仍用正循环清孔，沉渣厚度宜在100㎜左右。

满足这些条件，才允许钻机移位，否则，应重新下钻头清孔排渣。

5、实际终孔时间以监理同意提升钻杆和钻机移位时为准，随即记录填表。

6、检查终孔时泥浆指标，包括泥浆比重、粘度、含砂率。

（四）、砼浇灌前后的检查验收

1、检查砂、石、水泥的数量与质量能否满足浇桩要求。

结块或过期的水泥不允许使用。

2、核对砼配合比，对水、砂、石计量器进行检查。

3、检查第二次清孔情况，孔底沉渣厚度≤50㎜，泥浆质量符合要求才予以验收签证，并记录。

4、对各项准备工作认可后，签署砼开盘令。

5、对首灌砼要旁站监理，发现问题要及时处理。

6、检查砼的塌落度，试块制作监理应在场。

7、在桩基砼浇筑过程，监理应旁站监理，出现异常情况应及时记录，不能当时处理的应在验桩时提出，确保工程桩质量万无一失。

四、质量检验标准

1、护筒要求内部无突出物，不漏水；护筒斜度的偏差不大于1%。

护筒底端埋置深度，对于粘性土不小于1.0~1.5m；对于砂土应将护筒周围0.5m~1.0m范围内挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下。

2、泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

a.自然风干后，用手不易掰开捏碎；

b.干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；

c.用刀切开时，切面光滑、颜色较深。

e.水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；

f.胶体率不低于95%；

g.含砂率不大于4%；

h.制浆能力不低于2.5L/h。

3、钻孔质量验收标准：

孔径不小于设计孔径

孔深不小于设计孔深

倾斜度小于1%

孔位中心偏差单排桩不大于50mm（群桩不大于100mm）

孔底沉渣柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm

钢筋笼制作安装标准（误差范围）：

钢筋骨架在承台埋置长度土100mm

钢筋骨架直径土20mm

钢筋间距土0.5d（钢筋直径）

加劲筋间距土20mm

箍筋间距土20mm（绑扎）；土10mm（点焊）

钢筋骨架垂直度1%

4、导管使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等试验并进行编号，使用时严格按编号拼接。

灌注首批混凝土时，储料斗应能使导管至少埋深1m，导管离孔20～40cm为宜。

五.钻孔灌注过程中容易出现的质量事故及防范措施

●塌孔：

1、在松散粉砂土，淤泥层或流动中钻进时，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆。

2、如孔口坍塌，可回填重新埋设护筒再钻，或下钢护筒至未坍处以下至少1米。

3、孔内坍塌不严重者，可加大泥浆比重继续钻进，较严重者，可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上1～2m，甚至全部回填再钻，若坍塌埋住钻头，应先清孔，后提起钻头。

●弯孔：

1、安装钻机时要使转盘、底座平正。

起重滑车源与固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一根竖直线上，并经常检查校正。

2、由于钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增添导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向下钻进。

3、钻杆接头应逐个检查及时调整，钻杆弯曲要用千斤顶调直。

4、在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊住钻杆控制进尺，低速钻进。

或回填片、卵石冲平后再钻进。

●卡钻：

1、对于向下能活动的上卡，可用上下提升法

2、卡钻后不宜强提，只宜轻提，提不动时可用小冲机钻锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻碴松动后在提出。

3、施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜，钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。

●掉钻：

1、卡钻时应设有保护绳方能适应强提，严防钻头空大。

2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

3、掉钻时应迅速打捞，若落体已被泥砂埋住，则应用冲、洗的方法，先清除泥砂，再打捞。

六.安全生产措施

1、施工中应明确分工，统一负责做到安全生产，严格按设计要求和规范进行施工，杜绝人身伤亡事故，杜绝质量事故；

2、各种机具设备应处于完好状态，并定期检修保养，电器必须由专职电工安装和修理，并设置标志，严禁酒后上班和上班喝酒；

3、下达生产任务的同时，必须进行安全技术交底，各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程；

4、机械钻孔危险处，必须设置安全网罩，进行工地人员必须穿好工作服，戴好安全帽，塔上作业必须系好安全带，吊车吊臂下严禁站人。

5、施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火；

七、环保措施

施工中应注意避免灌注过程中孔内溢出的泥浆，应引至适当地点处理，防止污染农田及河流；施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处理。

八、机械操作

1．各种机具设备应处于完好状态，并定期检修保养，电器必须由专职电工安装和修理，并设置标志；

2．机械钻孔危险处，必须设置安全网罩，进行工地人员必须穿好工作服，戴好安全帽，塔上作业必须系好安全带，吊车吊臂下严禁站人。

九、人员组织及机械设备

工点如采用一台钻孔机作业，实行三班作业制，人员设备配备如下：

1.管理人员：

队长1人，技术负责1人；

2.生产人员（一台钻孔机二班制）：

钻孔机班长兼施工记录3人，吊车司机1人，灌注作业人员2人，电焊工1人。

其中每班各设一名班长负责指挥施工。

主要设备表

编号

设备名称

数量

1

钻孔机

1台

2

吊车15吨

1台

3

250KW柴油发电机

1台

4

各种管道、电缆、电线

若干

5

修理设备

2套

6

泥浆泵

2台

7

导管及灌注平台

1套