冲击钻灌注桩技术交底.docx

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冲击钻灌注桩技术交底

冲击钻灌注桩技术交底

新建铁路兰州至乌鲁木齐第二双线甘青段

技术交底书

编号：

（工）技-

工程项目

新建兰新第二双线甘青段

合同号

LXS-17

单位工程名称

验欢河特大桥冲击钻灌注桩施工技术交底

施工单位

中铁十七局项目经理部三工区

里程

DK1099+397.65-DK1100+324.35

交底日期

年月日

页数

第1页共9页

冲击钻灌注桩技术交底

要求采用整套冲击钻机设备，避免使用双筒卷扬机组成的简易钻具。

为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应侍邻孔砼抗压强度达到2.5MA后方可开钻。

1.施工准备

钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。

场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。

工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。

埋设钢护筒，护筒内径比桩径大40cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。

护筒埋置深度符合下列规定：

黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。

当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。

岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。

开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，利用泥浆泵钻机旋转造浆，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。

泥浆性能指标如下：

岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。

粘度：

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：

大于6.5。

2.钻孔

2.1安装钻机

安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头和钻杆中心与护筒中心偏差不得大于50mm。

2.2钻进

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。

钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。

如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，

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稳住泥浆继续钻进。

在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。

宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

泥浆补充与净化：

开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。

并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。

每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。

同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。

2.3检孔

成孔后检查孔深、孔径、倾斜度，合格后方准进入下一道工序。

孔深、孔径、倾斜度等符合下列要求：

孔深不小于设计孔深，并进入设计土层；孔径不小于设计孔径；倾斜度小于等于1%孔深。

2.4清孔

钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。

清孔禁止采用掏碴筒,建议采用换浆法。

清孔标准符合设计及规范要求，即：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。

严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。

3.钢筋笼制作、安装

钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。

钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。

钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”。

钢筋“耳朵”用钢筋制作，见下图。

设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置8个。

对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于18米，以

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减少现场焊接工作量。

钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊，为保证骨架不变形，须用两点吊：

第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。

起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。

随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。

检查骨架是否顺直。

骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。

将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，焊接时应先焊顺桥方向的接头，最后一个接头焊好后，全部接头就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。

并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。

钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：

主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。

4.砼灌注

4.1安装导管

导管采用φ25-30cm钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m的短管。

吊装先试拼，并做水密承压和接头抗拉试验。

导管应连接牢固、封闭严密、上下成直线吊装，位于井孔中央。

4.2灌注水下混凝土

浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如超出5cm，则利用导管进行二次清孔，根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式，必要时用高压风冲射孔底沉淀物。

清孔完成后，立即浇注水下混凝土。

计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。

足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，导管直径为25-30cm。

在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。

同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。

混凝土灌注过程中应严格控制水灰比、灌注数量，以防止导管进水。

箭球、拨栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。

如发现导管内大量进水，表明出现灌

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注事故。

灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。

在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。

灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定）。

此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。

要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。

要注意安全。

已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：

①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。

②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌50～100cm，灌注结束后按规定的时间将此段混凝土桩头凿除。

增加高度，可按孔深、成孔方法确定，一般不宜小于0.5cm，长桩不宜小于1.0cm。

混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。

在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。

在拔出最后一段长导管时，拔管

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速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，桩长20米以上者不少于3组；桩径大、浇筑。

度测试后应填试验报告表。

强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

时间很长时，不少于4组。

如换工作时，每工作班都应制取试件。

试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。

强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。

有关混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。

浇注连续进行，中途停歇时间不超过30min。

在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深，导管在混凝土中的埋深2～6m。

考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。

4.3泥浆清理

钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。

4.4质量检测

所有钻孔桩按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后采用声波透射法进行检测。

对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。

5.钻孔桩常见事故的预防及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

5.1坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

5.1.1坍孔原因

①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

②由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

③护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

④在松软砂层中钻进进尺太快。

⑤提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

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⑥水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

⑦清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。

⑧清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

⑨吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

5.1.2坍孔的预防和处理

①在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

②发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

③如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

④清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。

供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。

应扶正吸泥机，防止触动孔壁。

不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。

⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

5.2钻孔偏斜

各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。

5.2.1偏斜原因

①钻孔中遇有较大的孤石或

探头石

②在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。

③扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

⑤、钻杆弯曲，接头不正。

5.2.2预防和处理

①安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。

必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

③钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

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5.3掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。

5.3.1掉钻落物原因

①掉钻落物原因

卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

②钻杆接头不良或滑丝。

③电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

④转向环、转向套等焊接处断开。

⑤操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

5.3.2预防措施

①开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

②经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

5.3.4处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

5.4糊钻和埋钻

糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。

预防和处理办法：

对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。

对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

5.5扩孔和缩孔

扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。

在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。

若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。

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缩孔原因有两种：

一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。

各种钻孔方法均可能发生缩孔。

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。

对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.

5.6梅花孔（或十字孔）

常发生在以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，叫做梅花孔或十字孔。

5.6.1形成原因

①锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。

②泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。

③操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。

④有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。

5.6.2预防办法

①应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

②选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。

③用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。

④出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。

5.7卡锥

5.7.1原因

①钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。

②未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。

③伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。

④孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。

⑤在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。

⑥大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。

5.7.2处理方法

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①当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。

也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。

②卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。

宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。

③用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。

④在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。

⑤用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。

但要稳住大绳以免冲锥突然下落。

⑥用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。

⑦使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

⑧用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。

将防水炸药（小于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。

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