回旋钻孔作业指导书文档格式.docx
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本作业指导书适用于中铁十一局集团蒙华铁路MHTJ-20标段项目经理部三工区回旋钻钻孔桩施工。
3回旋钻孔施工方法及工艺要求
3.1施工工艺流程
根据现场实际地质情况采用回转钻机钻孔，吊车配合钻机安装钢筋笼，混凝土由搅拌站集中供应，搅拌输送车运输，混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土，其施工工艺流程见图3-1。
3.2成孔方法及工艺要求
3.2.1施工准备
在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；
泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。
（1）场地平整
先沿设计铁路线路方向使用推土机将其推平，然后在其上铺填废弃石渣料，并碾压密实，即构成钻机平台。
钻机场地的宽度为17.0m（含两侧的施工临时道路、排污水沟）。
（2）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，确保钻机底座下土坚实，防止产生不均匀沉陷。
（3）桩位测量放样
根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。
测量方法、要求和标准按照本作业指导书中第2章节“编制依据”所列的测量规范、规程执行。
依据钻孔桩中心坐标值，用坐标法或极坐标法放样钻孔桩中心点，并打入标桩，桩位中心点的放样误差应控制在5mm范围内。
在距桩中心约2.0m的安全地带设置“十”字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。
桩位测量放样时，要填写“施工放样测量记录表”（附表1）；
护筒埋设好后，要对桩位进行复测，并测定护筒的高程，填写“施工测量复测记录表”（附表2）和“TA7施工测量放样报验表”（附表3），报送监理工程师验收、签字。
（4）埋设护筒
护筒用10mm的钢板制作，其内径应比桩孔直径大20cm。
为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。
护筒顶部应高出施工水位或地下水位不
小于2.0m，且高出地面0.5m；
宜埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
在护筒安设后，以桩位放样所设的“十”字形控制桩在护筒口上用丝线“十”字交叉，在“十”字交叉点挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，如果十字控制桩被破坏或松动，应用全站仪复测。
护筒就位后，
其外侧开挖缝分层回填捣密。
（6）泥浆池建造
泥浆池设置于两墩台之间，每间隔2~3墩台设置一个。
泥浆池统一设置在便到的另一侧，尺寸为5*10*4m，泥浆池用编织袋围护后在安装隔离网，并在隔离网上悬挂安全警示标志。
泥浆池布置如下图3-2所示。
图3-2泥浆池设置示意图
（7）泥浆备制
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，应使用泥浆护壁。
泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。
开工前要准备足量的粘土或膨润土，在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮碴能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。
当泥浆性能指标不符要求时，可掺入碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末，以提高泥浆性能。
泥浆性能指标，应按地质情况确定，应符合下列规定：
优质泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，其各项指标参见表3-1
表3-1泥浆性能指标
钻孔方法
地层情况
相对密度
粘度（s）
含砂率（%）
胶体率（%）
PH值
正循环回转
钻机
一般地层
1.05～1.20
16～22
≤4
≥96
8～10
易坍地层
1.20～1.45
19～28
反循环回转
1.02～1.06
16～20
≥95
1.06～1.10
18～28
卵石层
1.10～1.15
20～35
注：
⑴地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；
⑵地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限；
⑶若当地缺乏优质粘土，不能调出合格泥浆时，可掺用填加剂以改善泥浆性能。
调制泥浆时，先要将粘土或膨润土加水浸透，然后以搅拌机拌制。
为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，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“泥浆测试记录表”（附表4）。
。
根据钻孔方法和地层随时调整泥浆性能指标，以防坍孔。
施工中注意泥浆的排放回收，防止污染环境。
3.2.2钻孔
3.2.2.1安装钻机
钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。
钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。
（1）钻机就位后用枕木支垫牢固，然后检查钻机水龙头、钻杆、转盘中心及桩位，确保在同一铅垂线上，要求垂直度偏差不大于1%。
钻机转盘中心用水平尺进行检查，要求四角高差不大于3mm，钻头直径略小于桩径1~2cm（施工过程中根据砼灌注情况进行适当调整）。
（2）钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
（3）应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头（本段均为摩擦桩，地层以粘土、砂层为主，因此宜采用双腰带刮刀钻头）、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。
（4）电力及机械系统运转正常，备好造泥浆粘土和泥浆池。
3.2.2.2钻进
（1）正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土、碎石类土及岩石层，但反循环旋转钻机不适用于碎石、卵石直径大于钻杆内径2/3的地层。
可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。
（2）开钻前应在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒底下1m后再以正常速度钻进。
当使用反循环钻机钻孔，应将钻头提高距孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。
钻进速度应与泥浆排量相适应。
并应保持护筒内应有的水头，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、软土等土层钻孔时，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。
（3）在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。
宜选用尖底钻锥中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。
（4）在砂类土或软土层钻进时容易坍孔，宜选用平底钻头，控制进尺，低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
（5）在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。
宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。
（6）无论正、反循环旋转钻孔时，须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80％，这样可使钻杆维持竖直受拉状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少断钻杆及斜孔、弯孔和扩孔现象。
（7）泥浆补充与净化：
开钻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。
（8）测量：
钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。
（9）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。
对于一般地段（地质变化平稳地段）每5~8个墩台中的第1根钻孔桩；
对于特殊结构桥（如连续梁等）每个墩台至少1根钻孔桩；
对于复杂地质地段（如岩溶强烈发育、地质突变或不均匀风化地段）每个墩台的每根钻孔桩，应在钻进过程中对照地质勘探图纸对钻孔中所遇到的各种地层采取土样，并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留，并填写“施工工序地质情况核查记录表”（附表5）。
一般每2m取个土样，并在每一种地层中至少取一个样，当至设计图纸要求的孔深前1m时，每0.5m取一个土样。
在每个取样钻孔桩钻进完毕后清孔前找设计人员进行地质核对，并由设计地质人员签字确认，所取土样要进行拍照留存。
当其它没有取样的桩孔所处地层与设计图纸标识的地层不相符时，应通知现场监理工程师和设计地质人员到场，进行地质核对，确定终孔深度。
成孔中，应由记录员填写“钻（挖）孔记录”（附表6），记录成孔过程中的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质情况、机械设备损坏、障碍物等情况。
孔径、孔深、孔位、倾斜度达到表3.2.2的质量标准，并经监理工程师确认后，方可进行清孔。
表3.2.2钻孔检查项目及质量标准
项次
检查项目
质量标准
检查方法
1
孔位偏差（mm）
≤50
全占仪测量
2
孔径（mm）
不小于设计桩径
笼式检孔器
3
倾斜度（%）
钻机自有斜度测控仪
4
孔深（m）
符合设计要求
测绳、钢尺量测
3.3清孔
清孔处理的目的是使孔底沉碴（虚土）厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。
当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。
严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
（1）抽浆法清孔：
采用反循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。
抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。
但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。
（2）换浆法清孔：
采用正循环钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，稍提钻头离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.05～1.10的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻碴较多的泥浆换出。
直至孔底钻碴清除干净。
（3）浇筑水下混凝土前孔底沉淀厚度应满足表3.3的要求，并经监理工程师确认，否则应采用气举法或反循环法进行二次清孔。
表3.3清孔检查项目及质量标准
沉淀厚度（mm）
摩擦桩≤200
标准锤量
清孔后泥浆指标
孔内排除或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒
手摸观察
密度（g/cm3）
不大于1.10
比重称
17～20
1006型黏度计
含砂率（％）
＜2
含砂率计
4质量控制及检查
4.1质量控制
钻孔桩钻孔质量控制点包括桩位、桩径、桩斜、桩长、桩底沉渣厚度、泥浆指标（包括密度、黏度、含砂量、胶体率和pH值），并由质检工程师填写“钻孔桩施工过程质量自控记录表”（附表7）。
4.1.1桩位控制
为确保桩位质量，采取精密测量方法，即用全站仪定位，护筒埋设完，再次进行复测。
采用护桩“十”字交叉架校正护筒中心同桩位中心，保持一致。
4.1.2桩斜控制
埋设护筒采用护筒内径上下两端“十”字交叉
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