钻孔灌注桩施工方案Word文档格式.docx

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透水性强。

（3）厚层状变质岩夹大理岩岩组

主要分布于K107+80—K113+400及K118+700—K127+830路段，岩性为胶东群民山组，粉子山群巨屯、张格庄、明村组片麻岩、片岩夹较厚大理岩。

岩石坚硬，大理岩中厚—厚层状，浅部裂隙、岩溶发育，不利于水工建筑；

片岩强度较低，易风化。

（4）块状侵入岩岩组

主要分布于K134+100—K137+700路段,岩性以各时期花岗岩类、闪长岩类及正长岩类为主。

岩石坚硬、性脆、致密，块状结构，整体性好，力学强度高。

山区风化带厚＜3m，平缓丘陵区10—20m。

中风化的变质岩、安山岩、玄武岩、大理岩及花岗岩都是良好的桩端持力层。

因此，此段桩基采用摩擦端承桩。

根据设计地质勘查资料和现场调查，本段选用冲击钻机、正循环、反循环钻机及旋挖钻机钻孔。

旋挖钻机、正循环、反循环钻机具有钻进速度快、成孔质量高、环境污染小的特点，适用于各种中等硬度以下的地层钻孔施工，冲击钻成孔适用于各种岩体地质类型。

（二）成孔施工方法

1、施工工艺流程

施工时首先进行场地清理，桩位放线完成后，报监理工程师检验，合格后进行钢护筒埋设。

钻进过程中要防止出现坍孔、卡钻、掉钻等现象，钻孔桩清孔完成后，立即用汽车吊吊放钢筋笼，采用丝扣式导管进行水下混凝土灌注，并保证混凝土及时供应。

钻孔桩施工工艺详见“钻孔桩施工工艺框图”。

钻孔桩施工工艺流程图

施工准备

特殊地质处理

2、施工准备

2.1、场地平整

施工前先对桥址处的场地进行平整，并根据地表、地质情况进行处理，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。

2.2、测量放样

1）根据设计图纸，进行桩位坐标的计算复核，确认无误后，报测量监理工程师签字认可后方可使用。

2）施工放样

采用全站仪进行桩基施工放样，桩基放样点位精度小于5mm，桩顶位置钉上铁钉标示出桩基中心位置，放样完成后现场施工人员做好护桩的埋设，对放样结果做好保护。

在成桩过程中，亦进行多次进行复测、监控，以确保桩基成孔后位置满足规范和设计要求。

2.3、护筒埋设

护筒采用6mm厚钢板制作，内径比桩径大约20cm，采用挖坑法埋设，首先通过定位控制桩找出钢护筒的中心位置，用十字线标注在钢护筒底部和顶部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与桩基中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直并且位置准确。

此后即在钢护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，分层夯实，达到最佳密实度，夯填时要防止钢护筒偏斜，钢护筒埋置深度为2m，钢护筒埋设后，顶部高出施工地面30cm。

2.4、泥浆池的设置及泥浆制备

泥浆池隔孔开挖，尺寸根据现场情况确定。

泥浆采用优质泥浆，以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土作为原料。

施工完成后废弃的泥浆采取集中沉淀再处理，钻渣在沉淀池沉淀后挖除弃运，不得随意排放，避免对地方农田、水渠和河道造成污染。

泥浆控制指标如下：

泥浆控制指标表

钻孔方法

地质情况

泥浆指标

相对密度

（g/cm3）

黏度（s）

胶体率（%）

失水率

（ml/30min）

含砂率（%）

泥皮厚（mm/30min）

静切力

（Pa）

酸碱度

（pH）

正循环

一般地层

1.05～1.20

16～22

≥96

≤25

8～4

≤2

1～2.5

8～10

易坍地层

1.20～1.45

19～28

≤15

3～5

反循环

1.02～1.06

16～20

≥95

≤20

≤4

≤3

1.06～1.10

18～28

卵石土

1.10～1.15

20～35

冲击

1.20～1.40

22～30

8～11

3、冲击钻成孔

3.1、钻机就位及钻进

1）钻机就位：

利用护桩检查桩孔的中心位置是否正确，然后调整钻架，使钻架上的起吊滑轮线、冲击锥中心和桩孔中心三者在同一铅垂线上，其偏差不得大于20mm。

钻机精确就位后，固定好钻机，启动卷扬机吊起冲击锥，把冲击锥徐徐放进护筒中准备冲击钻进，冲孔之前，对主要机具及配套设备需进行检查、维修。

2）冲孔前，经监理工程师同意后方可开钻。

提前熟悉施工设计图纸所提供的地质、水文资料，以供对不同地层选用不同的钻头、冲程及适当的泥浆比重。

钻进过程中，经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，记入施工记录表中，并与地质柱状图土层核对，是否满足承载力要求，作为终孔时的重要依据。

3）钻进：

钻机安装就位后，底座和顶端要平稳，不得产生位移和沉陷。

开钻时先在孔内灌注泥浆，如孔中有水可直接投入粘土，用冲锥以小冲程反复冲击造浆。

初钻时进尺适当控制，采用小冲程，使最初成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。

4）冲击钻钻头直径应不小于设计桩径，采用重锤低击的方法。

在淤泥层和粘土层冲击时，采用中冲程（1.0～2.0m）冲击；

在砂层冲击时，添加小片石和粘土采用小冲程（0.5～1.0m）反复冲击，以加强护壁；

在漂石和硬岩层时，更换重锤中冲程（1.0～2.0m）冲击，如表面不平整，应先投入粘土、小片石将表面垫平，再冲击钻进，防止斜孔、塌孔；

在石质地层中冲击时，如果从孔口浮出的石子钻渣粒径在5～8mm，表面泥浆浓度合适，如果浮出的钻渣粒径小又少，表明泥浆浓度不足，应从制浆池抽取合格泥浆进入循环。

3.2、清孔

确认钻至设计标高，成孔检查合格后，随即进行清孔，并清除护筒上的泥皮。

采用换浆法清孔，即向孔内注入清水换出孔底沉渣及浓度较大的泥浆，对于粒径较大的沉渣采用捞砂钻头将沉淀物清出孔位。

换浆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度，清孔时注意在清孔排渣前必须注意保持孔内水头，防止坍孔，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。

钢筋笼和导管安放完毕且在浇筑水下混凝土前，采用测锤法检验孔深及桩底沉渣厚度，若沉渣超标，要立即进行第二次清孔，符合要求后立即进行灌注混凝土。

3.3、成孔检验

钻孔完成后，及时对孔深、孔径、孔位、倾斜度进行检查。

1）孔位检查:

利用护桩检查钻杆中心是否与桩位一致。

2）孔深检查:

采用测锤法检测,测锤的形状采用圆锥体，绳具采用标准测绳，测绳每次使用前均用钢尺进行标定。

3）孔径、倾斜度的检测:

孔径和倾斜度可以采用钻机本身的三向垂直控制系统检验，可通过钻机驾驶显示器的界面显示直接读取。

若监理工程师认为有必要时，宜可采用笼式探孔器进行检测，探孔器外径等于桩径，探孔器长度为孔径的4～6倍。

检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，对准钻孔中心慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径、倾斜度满足质量要求。

桩径

孔径4～6倍

设计探孔器示意图

钻孔桩成孔质量标准见下表3.3

表3.3钻孔灌注桩成孔质量标准

项目

规定值或允许偏差

钻（挖）孔桩

孔的中心位置（mm）

单桩为50mm

孔径（mm）

不小于设计桩径

倾斜度（%）

钻孔＜1；

挖孔：

＜0.5

孔深（m）

不短于设计值及嵌岩深度要求

钻孔桩

沉淀厚度（mm）

钻孔桩不大于30mm

清孔后泥浆指标

相对密度：

1.03～1.10；

黏度：

17～20Pa·

s；

含砂率:

＜2%;

胶体率：

＞98%

注：

1、清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。

本项指标的测定，限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。

2、对冲击成孔的桩，清孔后泥浆的相对密度可适当提高，但不宜超过1.15。

3.4、施工中注意事项

1）开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m，并应低于护筒顶面0.3m，掏渣后及时补浆。

2）开冲时稍提冲头，泥浆均匀后以低档慢速开始冲进，使护筒脚处有牢固的泥皮护壁。

冲至护筒下1.0m后，方可按正常速度钻进。

冲进过程中必须保证冲孔的垂直。

3）冲击钻进时，操作手应随进尺快慢及时放主钢丝绳，严禁打空锤，使钻机、钻架、钢丝绳受到较大冲击荷载，造成损坏。

在松软土层每次可松绳50～80mm，在密实坚硬土层每次可松绳30～50mm，施工中在钢丝绳上做出长度标志，准确控制钻头的冲程。

同时避免松绳过多，引起钢丝绳纠缠事故。

4）经常检查泥浆的浓度及排渣情况，泥浆太浓，将吸收大量的冲击能，并妨碍冲击锥的转动，使冲击进尺明显下降。

5）冲击锥起吊时要平稳，避免冲撞护筒和孔壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生撞人事故。

4、正循环回旋钻成孔

4.1、钻机就位

1）在场地清理后铺设木方，桩机就位。

用方木对其进行整平，钻机安装就位必须保证底座平稳，必须控制好机头钻杆的垂直度与机架平台的水平度，保证钻机顶部、钻盘中心与护筒中心在一条垂直线上。

2）钻进前应仔细做好钻杆、钻头长度量测工作，在钻杆上标志编号并记录各节长度。

钻杆下放前应复核长度，以保证钻孔深度的准确性。

3）钻机就位后，必须及时复测钻机平台与护筒的顶标高，作为今后量测孔深与沉渣厚度的依据。

4）钻机就位后要进一步校核钻机平台是否水平，平台和顶端是否稳定，如果水平不稳定立即调整，要确保在钻进过程中不产生位移或沉陷。

4.2、钻孔施工

1）施工前对现场技术员及施工人员作全面的技术交底，使施工人员对钻孔所在地区的地质和水文等情况有一全面了解，并给予书面要求，内容包括合适的钻孔方法，应达到的钻孔深度、检验方法等。

2）开钻时，将拌制好的泥浆抽到护筒内，先启动泥浆泵和转盘，使之空钻一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，进行进尺钻进。

钻具下放前，做好检查工作，钻进过程中，保证钻具与孔的中心垂直。

开钻时慢速钻进，速度控制在5.5m/h左右，导向部位或钻头全部进入地层，钻至护筒底口下1m后，方可根据地质情况正常钻进。

在粉砂夹粉土、粉土夹粉砂、粉砂-细砂夹粉土地层中钻速控制在6m/h，在粉土夹粉质粘土地层中钻速控制在6.5m/h。

钻孔时减压钻进，钻机的主吊钩应始终承受部分钻具的重力，孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）80%。

3）要经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中，并与地质剖面图进行核对，同时也要按地层的变化及时调整泥浆的性能指标。

钻孔过程中，若发现钻孔位置处的地质情况与设计图纸上描述的有显著差别时，应写出书面报告请示监理工程师，也可根据实际情况变更原有设计，但必须向监理工程师提供详尽的变更依据。

在监理工程师批准之前不得进行下一步工作。

4）在钻进过程中，需经常对钻孔泥浆浆面进行观察，在地质变化处必须进行泥浆指标检测，根据地层特点及时调整泥浆参数，确保泥浆具有良好的携渣和护壁性能，保证成孔质量和钻进速度。

5）钻孔时做到设备完好，钻孔有记录。

钻孔作业分班连续进行，填写的钻孔施工记录交接班时交待钻进情况和下一班要注意的事项。

6）如发生缩孔，采取钻完一段再复钻一遍的方法。

在提拔钻具时，发现有受阻现象的孔段，应及时进行纠正。

7）加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2～3分钟后再拧卸加接钻杆。

8）成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆池、沉淀池也要定期清理。

9）交叉路口施工时，在保证钻孔桩施工的前提下，保证交通的通行，设专人指挥交通，尽量减小钻孔桩施工时对交通的影响。

10）在施工中应注意合理安排每个桥墩的桩基础施工顺序，相邻桩的施工必须有足够的间隔时间，以免由于已浇筑完成的砼因强度过低而产生质量问题。

在灌注桩混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔时，其安全距离不应小于4倍桩径，或最少间隔时间不应小于36h。

4.3、成孔检验与清孔

1）钻进达到设计标高后，应进行终孔检查（检验方法同《冲击钻成孔检验方法》），符合设计要求后进行第一次清孔。

情况采用换浆清孔方法，稍提钻具离孔底30～40cm，采用符合要求的泥浆置换孔底钻渣。

清孔时间为一般为2-3小时。

2）第一次清孔后，提出钻具，测量孔深，接着应抓紧时间安放钢筋笼及混凝土导管，随后进行第二次清孔，时间一般为1小时左右。

第二次清孔后，孔底沉渣厚度和泥浆指标必须满足设计图纸和规范要求。

经监理检查合格后，尽快浇注水下砼。

清孔时孔内水位要高出地下水位或河流水位至少1.5～2.0米。

同时必须控制好泥浆指标，避免因泥浆密度下降导致坍孔。

3）清孔结束后，应在30分钟内灌注混凝土。

若超过30分钟，重新测定泥浆指标，如超出规范允许值，则再次清孔。

5、反循环回旋钻成孔

泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵抽排至地面沉淀池内。

沉淀钻渣后，泥浆流向孔内，形成反循环。

反循环与正循环的本质区别在于排渣方式。

5.1、钻机就位

5.2、钻孔施工

1）钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行全面检查，确认无误后就位，钻机安装后的底座和顶端应平稳，保证在钻进过程中不产生位移或沉陷。

钻机应保持良好工作状态，电气部分无安全隐患，电机外壳应接地。

2）钻机就位：

在埋设好护筒和备足护壁泥浆后，利用一台吊车配合人工将钻机就位，立好钻架，并调整好起吊系统后，将钻头徐徐放进护筒内，然后安装转盘、钻杆、水龙头等。

3）钻机就位后，调平机座，认真量测检查钻头中心与护筒中心是否在一条铅垂线上，与孔位中心的偏差是否在规范允许范围之内。

确认无误后，最后再次检查钻杆的垂直度是否满足要求及钻杆、钻头等部位连接是否牢固、运转是否良好、钻头直径和设计桩径是否相同，校核钻具的长度，同时检测泥浆的各项指标，一切就绪后就可开始钻孔。

4）开钻：

将钻头提高距离孔底20～30cm，真空泵加足清水（不得使用脏水），关闭控制阀使管路封闭，打开真空管路使气水畅通，然后启动真空泵产生负压，待泥浆泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥浆泵。

当泥浆泵出口真空压力达到0.2Mpa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，启动钻机慢速开始钻进。

5）开钻时先在孔内灌注泥浆，不进尺，只空载转动，使泥浆充分进入孔壁。

6）开孔时钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，在土质松散层时采用比较浓的泥浆护壁，且放慢钻进速度和转速，轻钻慢进以控制塌孔。

待导向部位或钻头全部进入地层后，方可正常速度钻进。

7）采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受钻具的重力，而孔底承受的钻压应不超过钻具之和（考虑浮力）的80%。

5.3、施工中注意事项

1）开始钻进时保持低档慢速钻进，刚开钻时泥浆比重有一个相对稳定的时期，每隔30分钟检测泥浆指标并及时调整；

根据钻杆进尺，当钻头接近护筒底部时，要特别注意将钻进速度放至最慢档位且调整泥浆比重，使护筒底部有足够的泥浆护壁，防止护筒底部薄弱环节出现坍孔。

在钻进过程中要控制进尺，轻压、低档慢速进行，施工中将钻头适当提起，防止出现钻头及钻杆的质量全部靠孔底承受形成扩孔。

2）当平衡架移动至钻架滑道下端时，停止钻盘转动，待泥浆循环2-3分钟后，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净，然后关闭泥浆泵，将钻头提离孔底，再接长钻杆。

此时需要仔细检查钻杆接头的磨损及密封情况，以防止漏气、漏水。

3）钻进中不得随意提动钻具，孔壁不稳定地层提升作业时一定要采取回灌措施，保持水头高度以防坍孔。

钻进过程中要经常检查钻机的水平情况，并随时检查钻杆位置及垂直度，确保成孔质量。

4）钻进过程中钻渣应放置于承台桩位以外位置，严禁污染未施工桩的作业面，另外循环槽的位置以不影响下一根桩灌注砼时砼罐车靠近为原则。

5）保持孔内水位并经常检查泥浆比重。

在钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位或孔外水位1.5m～2.0m。

并控制钻进，及时排渣、排浆，现场采用泥浆泵排浆，多余泥浆采用泥浆泵抽至泥浆池中循环利用，避免泥浆外流污染河水等。

6）接换钻杆或因其它原因短时停钻再次开钻时，应按开孔时处理。

若因特殊原因长时间停钻时，应提出钻头。

7）钻孔作业应分班连续进行，并详细填写施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。

8）经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时应随时改正。

要经常注意地层情况，在地层变化处均应捞取渣样，判断后记入记录表中并与地质剖面图核对。

9）钻孔的安全要求

接换钻杆或提升钻头应平稳，防止冲撞护筒和护壁，进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人发生人身事故。

因故停钻时，孔口应加盖保护，并严禁钻锥在孔内以防埋钻。

5.4、成孔检验与清孔

1）经对孔深、孔径、竖直度检验合格后即为终孔（检验方法同《冲击钻成孔检验方法》），终孔后立即进行清孔，防止沉淀过多，造成清孔困难。

2）清孔采用二次换浆法清孔，第一次采用钻杆清孔，第二次在安装完钢筋笼后灌注砼前利用导管的清孔。

3）第一次清孔：

停止进尺后，将钻锥提起20～30cm，并保持泥浆的正常循环，将相对密度1.03～1.1的泥浆压入孔内，将钻孔内悬浮较多的泥浆换掉，清孔时间根据泥浆比重及清孔过程中测量沉淀厚度来定。

清孔过程中必须设有专人捞取钻渣，加快清孔的速度。

4）清孔时应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。

清孔时间以换完孔内原浆为准，并随时作泥浆指标检测，取样宜从排浆口进行，泥浆指标同原浆。

清孔时护筒中泥浆水位应注意保持稳定,以防止钻孔塌陷。

6、旋挖钻成孔

6.1、钻机就位

1）液压多功能旋挖钻机安装必须稳定，钻机平台处必须碾压密实，承压面必须坚实平整，当原地面土质为软土时应采取措施，确保钻进过程中钻机不移位、下沉，钻机就位时与平面最大倾角不超过4度。

将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。

2）钻机就位后，测放护筒顶、地面及钻机平台标高，用于钻孔时孔深测量参考用，钻头中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。

6.2、钻孔施工

1）钻孔时先将钻头着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时显示器显示钻孔当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。

在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示—动力头压力表、加压压力表、主卷压力表实时监测液压系统的工作状态。

开孔时，以钻头自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。

当钻头被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回旋手柄使机器转到远离桩孔的位置，卸掉钻渣，然后通过操作显示器上的自动回位对正按钮使机器自动回到钻孔作业位置，进行下一进尺操作。

施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。

2）开始钻进时采用低速钻进，先慢后快，开始每次进尺宜为400～500mm，确认地下是否有不利地层，进尺5m后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在700～900mm。

主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。

钻进护筒底以下3m后可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下进尺速度为20cm/min，200MPa压力下进尺速度为30cm/min，260MPa压力下进尺速度为50cm/min。

钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。

当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐，钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口之后，提升钻头到地面卸土，钻斗的升降速度控制在0.75～0.80m/s。

3）钻机钻孔时，孔内水位宜高于护筒底0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m，钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。

4）钻进过程中，应经常注意土层变化，对不同土层采用不同的速度、泥浆比重。

5）钻进过程中要经常进行泥浆指标的测定，当泥浆指标不满足钻孔要求时，应采取措施使之符合技术要求。

6）钻进过程中应每隔一定时间测量进度，并作好记录，填写钻孔记录表。

6.3、施工中注意事项

1）钻孔应连续作业，因故中途停钻时，应将钻头提出孔外，以防塌孔埋钻，孔口应加护盖。

钻进时，起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。

2）起落钻头应平稳，避免碰撞孔壁，严防工具及其它杂物落入孔内，每孔钻完后，应检查钻头磨耗情况，并及时修补。

3）当发生掉钻时，采用相应的打捞工具，慢慢打捞，过程中尽量少搅扰孔壁。

如钻头被埋住，应首先清除泥沙，再进行打捞。

4）钻孔过程中发生坍孔后，应仔细分析原因，查明位置，进行处理，不严重者可根据现场情况在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重（控制在1.15～1.4之间），改善其孔壁结构，继续钻进，也可采