钻孔桩作业指导书.docx

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钻孔桩作业指导书

新建铁路广州至珠海城际轨道交通工程

第ZH-3标段

钻孔桩施工作业指导书

中铁八局集团有限公司广珠城际工程指挥部

一、施工准备

1、测量放样

1.1测量所使用的控制点必须经复核批准后方能使用，控制加密点设置应能相互瞭望，测量方便，并应通过测量复核。

1.2桩位应按设计桩位与墩台中心十字线相对位置设放，一个桩基的放样，除放出中心点外，还应放出四个辅助控制桩，辅助桩的设置应现场根据实际情况而定。

1.3测出现有地面高程，提供起始基底高程，测量误差为5mm。

2、工作平台

2.1钻机施工前必须搭设施工工作平台，工作平台应清除杂物，换除软土，平整压实，场地不平时，应整平。

2.2搭设的工作平台必须连接稳定，焊接牢固，能承受施工作业时所承受的静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退场。

3、使用器具

3.1测绳应标记齐全，每百米的测量误差为10cm，当深度较大时，在保证必要读数条件下宜用短测绳提高测量精度，余下长度，以镀锌铁线补足，测铊应采用比重铊，比重应为1.3-1.6。

3.2导管均应编号，应自管底起用钢卷尺量出延米长，标出高程标志，导管应严格按编号拼接。

二、施工方法及技术要求

1、设置泥浆循环净化系统

在计划施工场地或工作平台时，循环池的安放位置要一并考虑，循环池应能保证孔内造浆要求，保证环境不受污染等因素。

2、设置护筒

2.1护筒的作用是固定桩位，引导钻孔方向，隔离地表水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内泥浆水位高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌。

钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。

护筒内径应大于钻头直径，使用冲击钻机钻孔应比钻头大约40cm。

护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求。

本工程的陆地桩基护筒长度按2.0m考虑，中珠渠水中桩基护筒长度初步按12m米考虑。

2.2护筒的埋设要考虑桩位的地质和水位情况，本工程地表为低液限粘土，地下水位很高，埋设时护筒顶应高出地下水位1.5m，高出地面0.3m，直接置于夯实的粘土层（厚30-50cm）上，护筒四周回填粘土，分层夯实。

护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1％。

2.3护筒埋设前应用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，放四个护桩，并做好保护（直到成孔后），埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心和桩位中心重合。

3、造浆护壁

可利用孔内原土造浆护壁。

冲击钻机钻孔，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头冲击造浆。

泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定，入孔泥浆比重为1．1～1．3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重砂黏土不宜大于1．3，大漂石、卵石层不宜大于1．4，岩石不宜大于1．2。

黏度：

一般地层16-22S，松散易坍地层19～28S。

含砂率：

新制泥浆不大于4％。

胶体率：

不小于95％。

pH值：

应大于6.5。

为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺人适量的碳酸钠、碱等，其掺量应经试验决定。

造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表钻孔原始记录表。

由于钻孔桩桩径大，再加上覆盖层土质较差，成孔时使用的泥浆要按需要添加膨润粘土等护孔剂，以保护孔壁稳定。

膨润土泥浆具有比重低、粘性好、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具阻力小、钻孔进率高、造浆能力大等特点，因此本工程采用膨润土作为护孔剂。

保证泥皮厚度控制在规范允许范围内，以确保桩基承载能力的发挥。

4、钻孔施工

4.1钻机安装及钻孔

4.1.1安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。

钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

4.1.2无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。

4.1.3钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0．5m以上或地下水位以上l．5～2．Om。

在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及黏度。

4.1.4钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。

4.1.5钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。

钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。

钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。

孔位偏差不得大于10cm。

4.2冲击钻孔

4.2.1在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头；在砂黏土、砂和砂砾石层中宜用管形钻头。

冲击法钻孔，钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。

4.2.2钻孔时采用小冲程钻孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。

钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。

每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。

4.2.3吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于l2。

钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。

主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。

4.2.4钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。

更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。

4.2.5为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，。

应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。

4.2.6钻孔作业过程中，应观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理。

因故停机时间较长时，应将保险钩挂牢。

5、钻孔异常处理

5.1钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。

坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。

可投黏土块夹小片石，用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。

5.2钻孔中发生弯孔和缩孔时，一般可将旋转钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直。

如发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。

5.3发生卡钻时，不宜强提，应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳以及其他措施，使钻头松动后再提起。

5.4发生掉钻时，应查明情况尽快处理。

发生卡钻、掉钻时，严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔内。

必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害气体和备齐防毒、防溺、防埋等保证安全措施后，方可进入，并应有专人负责现场指挥。

6、清孔及安装钢筋笼

6.1钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应即时进行清孔。

浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应不大于5cm；采用吸泥法进行清孔，吸泥时应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。

6.2清孔应达到以下标准：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm的颗粒，泥浆比重不大于1．1，含砂率小于2%，黏度l7～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩不大于5cm，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

6.3清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。

钢筋笼的材料、加工、接头和安装，应符合相关施工技术标准的规定，钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。

钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在清孔前进行吊放。

吊装时，应严防孔壁坍塌。

钢筋笼人孔后应准确，牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±l0cm。

在钢筋笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块。

6.4在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射钻孔孔底3～5min，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0．05MPa。

7、安装导管

7.1钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。

导管直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应，可为20～30cm。

导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m，漏斗下宜用lm长导管。

7.2导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。

导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0．5％并不宜大于lOcm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1．5倍。

7.3导管长度应按孔深和工作平台高度决定。

漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。

导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。

有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。

7.4导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。

导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。

8、浇注水下混凝土

浇筑钻孔桩的水下混凝土采用导管法施工。

混凝土采用在有自动配料系统的拌合站集中拌合，倾卸车输送，吊车浇筑的施工方法。

8.1混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过试验确定，坍落度宜为180～210mm；水泥用量不少于340kg/m3，含砂率宜为40%～43%，选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应小于40mm，采用连续级配；混凝土中可掺外加剂改善和易性和缓凝。

外加剂选用的品种和用量由试验室通过试验确定。

水泥应采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水灰比0.6。

8.2导管采用丝扣连接导管,导管使用前应试拼、试压，并试验隔水栓能否顺利通过，试水压力为0.6～1.0Mpa。

导管应安装在钻孔桩的中心，由稳固架支固。

导管的底部至孔底的距离为300mm。

导管安装完毕后，再次检查孔底沉渣和孔底泥浆的情况，检查合格后方可进行混凝土浇筑工作。

8.3为了保证水下混凝土的质量，贮斗内混凝土的初存量因桩径不同而不同，要保证首次浇筑时导管底端能埋入混凝土中1.5m以上。

随着混凝土的上升，要适当提升和拆卸导管，导管底端要始终埋入混凝土面以下2～6m，严禁把导管提出混凝土面。

浇筑时设专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差和计算的混凝土的浇筑方量。

8.4当井孔混凝土面接近和进入钢筋骨架时，宜使导管保持较大埋深，并放慢浇注速度，以减小混凝土的冲击力。

当井孔混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，可适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。

8.5浇注开始后，应连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，应徐徐进行浇注，防止在导管内形成高压空气囊。

8.6每一根桩的混凝土浇筑必须连续进行，一次完成，要控制最后一次混凝土的灌入量，应保证在桩顶设计标高以上增加浇注0.8～1.0m，以留出破桩头的长度，确保桩顶质量。

浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制。

8.7在浇注即将结束时，导管内混凝土柱高度减小，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。

如果混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，使浇注工作顺利进行，泥浆引流至适当地点处理，以防止污染。

另外加大料斗至孔口的高差，使混凝土能顺利灌注，并保证桩顶混凝土的质量。

8.8混凝土在拌制和浇筑过程中应经常检查混凝土的质量，检查混凝土原材料的品种、规格和用量，每一工作班的检查次数多于二次。

混凝土的坍落度每个工班检查也不小于二次。

混凝土配合比要因外界因素影响而有变化。

为检查桩身的混凝土强度，试块在浇筑混凝土同盘的搅拌机中留取，其制作、养护、试验，符合国标《强度检验评定标准》。

9、桩头处理和检测

9.1待钻孔灌注桩的混凝土强度达50%以后，方可进行桩头处理，人工用风镐凿除桩头，桩顶标高要符合设计要求。

9.2待桩头处理完毕后，对桩的承载力进行检测，检测根据设计要求采用超声波法对整个桩身进行检查。

灌注桩时，在桩身指定位置，按设计要求从桩头到桩底埋设三根Ф50mm的钢管，呈三角形布置。

9.3每根桩作混凝土检查试件不少于一组；

9.4对质量有问题的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检验；

三、安全质量要求

1、所有施工人员必须戴安全帽，调配钻机人员用口哨和信号旗配合使用，钻机在施工地移动，应在公路上设置防护人员，观察周围的行车情况，在危险隐患的情况下，拦停车辆及行人。

2、安装钻机使用吊机或自带卷扬机时，应由专人指挥，观看影响面周围的情况，随时提醒作业人员注意，不得无指挥人员就自行操作。

3、施工用电，临时照明用电的搭接必须符合施工临时用电的规定，不得私拉乱接。

4、其他注意事项遵照相关规范执行。

钻孔灌注桩施工工艺流程图