大胜关8#钻孔桩作业指导书Word文件下载.docx
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8＃墩钻孔桩工程数量表
墩号
设计桩径
（m）
桩底标高
单桩长
单桩砼量
（m3）
数量
（根）
总桩长
砼总量
8#
Φ2.80
-125
112.25
786
46
5163.5
36156
2、地质情况
8#墩位于长江主河槽深泓区，水深流急，实测河床面高程-39.0～-44.0m，覆盖层厚11.3～15.2m，由上至下分为三大层，第一大层为全新统河床相地层，为松散状细砂，厚2.0～7.0m。
第二大层为全新统河床相地层，主要由稍密～中密状细中砂组成，局部缺失，厚4.2～8.95m。
第三大层为上更新统河床相地层，主要由中、粗、砾砂组成，局部有薄层细圆砾土，呈中密～密实状，厚5.55～9.15m。
下伏基岩为白垩系成岩程度差的泥岩，岩质软弱，基岩岩面较平坦，岩面高程-52.67～-54.47m，强、弱风化较深，厚10.6～13.9m。
二、编制范围
南京大胜关长江大桥8#墩钻孔桩施工内容包括：
钢护筒插打，钻机就位，钻孔桩成孔，钢筋笼制造及安装，灌注水下砼。
三、编制依据
新建南京铁路枢纽南京大胜关长江大桥施工设计图册第二册主桥下部结构施工图第一分册基础结构及钻孔桩钢筋图
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设［2005］160号）桥位处地质勘探资料
《中华人民共和国安全生产法》（2002）
《水土保持法》（1991）
《环境保护法》（1989）
《水污染防治法》（1996）
《固体废物污染环境防治法》（1997）
《新建时速200公里客货共线铁路工程质量验收暂行标准》
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》（TB10424-2003）
《铁路工程基桩无损检测规程》（TB10218-99）
《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426-2004）
《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）
《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）
《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-1998）
《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（中国土木工程学会标准CCES01-2004）
《硅酸盐、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）
《混凝土外加剂》（GB8076-1997）
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-1991）
《铁路混凝土工程预防碱-骨料反应技术条件》（TB/T3054-2002）
四、施工总体部署
1、施工组织及劳动力配备
针对8#墩的施工条件及工期要求，项目部全面负责组织、协调、管理钢护筒制作插打，钢吊箱平台布置，钻机成孔，钢筋笼制作、安装，灌注水下砼等项施工作业。
建立健全保证质量、安全、工期的各项规章制度，统一协调管理，确保安全、优质、按期完成。
8#墩钻孔桩施工作业统一由8#墩作业分部负责实施，作业分部设墩长1名，技术负责1名，副墩长3名，各类管理人员7名，下设7个作业工班：
3个钻孔工班、4个综合作业工班。
钻孔作业工班负责拼装钻机及钻机就位，进行钻孔桩施工，分3个作业班组，配备钻孔作业人员共计82人。
综合工班负责辅助结构及机械安装施工，钢筋笼接长、下放，灌注水下砼等施工作业，分4个作业班组，共计配备施工作业人员132人。
钢筋笼由钢筋分部负责加工制造。
混凝土由砼分部负责供应。
2、机械设备配置
（详见附表2）
五、场地总体布置及大型临时设施
1、钻孔平台布置
8#墩钻孔桩施工以吊箱顶作为施工平台，平台上铺设花纹钢板，钢吊箱上布置100t龙门吊机一台，钢吊箱外围设置安全走道，布设防护栏杆并挂设安全网，上、下游两端顶面布置钢吊箱固定的绞锚平台，下游圆弧端外侧设置变压器安装托架，上游圆弧端外侧设置活动工具房及值班房托架，吊箱平台南、北两侧边缘布置泥浆沉渣箱、泥浆净化器等设备，钻孔泥浆及循环管路系统主要在二层平台布置。
2、主要机械、设备详见《主要机械、设备表》
3、施工用电
开关站至起重码头采用架空线接入，起重码头至8#墩采用水下电缆，配630KVA变压器4台。
六、施工进度安排
根据工程总工期的要求、结合项目的工程特点、工程量，以及气象、水文等情况，钢吊箱底节定位至全部钻孔桩完成总工期：
约7个月即2006年3月25日～2006年10月31日。
阶段工期为：
1、施工准备2006年3月25日～2006年4月15日
2、钢护筒插打2006年4月10日～2006年5月30日
3、钻孔桩施工2006年5月1日～2006年10月31日
七、主要施工方案
1、钢护筒施工
水中8#墩钻孔桩钢护筒施工利用双壁钢吊箱作为导向及施工平台，在底节钢吊箱在墩位精确定位后，在钢吊箱浮体内插打16根定位钢护筒作为定位桩，将钢吊箱与钢护筒固结形成施工平台，然后插打其余钢护筒，安装钻机进行钻孔桩施工。
插打钢护筒采用APE400B振动打桩机两台并联振动下沉，钢护筒工厂分节制作、拼装，在墩位附近的总拼装船上拼装成66m整根，直接利用200t浮吊起吊，100t浮吊配合插放到桩位，一次振动插打至设计高程；
或者采用55m节运输、起吊、插放，然后在桩位接长11m节，一次振动插打至设计高程。
钢护筒插放、下沉精度利用吊箱上的上下导环系统控制。
施工工艺流程：
钢护筒原材进场、检验
单元件护筒卷制
护筒单元件组拼成11m节
护筒11m节组拼成22m节或55m节
检查验收
22m节或55m节护筒下水运输至桥位
55m节护筒起吊
22m节护筒船上拼装成66m节
55m节护筒插放、调整
66m节护筒起吊
66m节护筒插放、调整
11m节护筒桩位对接
66m节护筒振动下沉
至少16根定位护筒插打
钢吊箱体系转换
剩余钢护筒插打
一、钢护筒制作、拼装
1、钢护筒的制作
（1）加工步骤：
制造时先按来料宽度将钢板切割成与护筒圆周长等长的尺寸，通过卷板机滚压成设计曲度（Φ外=3.2m）调圆后上转台电焊小拼，根据工厂的起吊运输能力，拼接成11m长的护筒管节。
然后运输至下河码头位置拼装场，组拼成长22m、55m的节段，起吊下河运输。
（2）材料技术规格及加工要求
a、钢板材质为16Mn。
b、焊条采用酸性焊条，药皮结合牢固不易脱落，无裂纹、气孔、锈蚀等缺陷；
c、钢板放样下料时，应根据工艺要求预留切割、磨削、刨边和焊接收缩等加工量；
d、钢板剪切后长度偏差应在±
3mm以内，矩形对角线偏差应在±
5mm以内；
e、管壁下料直径可放大1mm；
f、纵向焊缝在任一横截面内仅允许采用一条焊缝，管节组拼时，相邻管节的纵缝相距约1500mm；
g、卷管方向应与钢板压延方向一致，卷制钢管前，应根据要求将板端开好坡口，卷板过程中应注意管端平面与管轴线垂直；
h、工厂拼装管节应在专门台架上进行，台架应平整、稳定，管节对口应保持在同一轴线上，多管节拼接应尽量减少积累误差；
i、钢护筒制造上转台或存放时，避免局部受力而引起变形。
（3）焊接要求
加工单位制定相应的焊接工艺，加工除应符合焊接工艺要求外，还应注意下列事项：
a、管节对口拼接检查合格后，应进行定位点焊，点焊时所用的焊接材料和工艺均应与正式施焊的相同，点焊处如有缺陷应及时铲除，不得将其留在正式焊缝中；
b、焊接前，应将焊缝上下30mm范围内铁锈、油污、水气和杂物清除干净；
c、管节拼装所用的辅助工具（如夹具等）不应妨碍管节焊接时的自由伸缩；
d、焊接定位点和施焊应对称进行；
e、钢管桩应采用多层焊、焊完每层焊缝后应及时清除焊渣，并作外观检查，每层焊缝接头应错开；
f、钢管桩露天焊接时应考虑由于阳光照射所造成的桩身弯曲，必要时可采取搭棚遮阳等措施；
g、焊缝外观允许误差；
缺陷名称
允许误差
咬边深度
0.5mm
对接加强高度
2mm
对接加强层宽度
3mm
表面裂缝和未熔合
不允许
弧坑表面气孔和夹渣
h、焊缝完成后要用射线透视和超声波探伤检查焊缝内部质量，不得有裂纹、气泡、夹渣等缺陷。
否则应采用碳弧气刨清除缺陷，重新补焊至合格；
i、所有纵向焊缝必须打磨至与护筒外壁平齐。
2、钢护筒加工精度要求
（1）管节外形尺寸的允许偏差
偏差部位
允许偏差
备注
外周长
不大于10mm
测量外周长
管端椭圆度
不大于5mm
椭圆度指管端两相互垂直直径之差
管端平整度
管端平面倾斜
（2）管节对口拼接时,相邻管节管径差不大于3mm。
（3）管节对口拼接时，相邻管节对口的板边高差不大于3mm。
（4）钢护筒成品的纵轴线弯曲矢高的允许偏差不大于总长的0.05%，并不得大于30mm。
二、钢护筒插放准备工作
钢护筒插放前，钢吊箱须按照要求精确定位，钢吊箱注水下沉至设计标高附近，根据目前水位+2.5～3.0m，考虑水位逐渐上涨以及浮吊吊高限制，初步将吊箱顶标高下沉至+8.0m（高潮水位），钢吊箱顶面通过在不同位置侧板隔舱内注水、抽水调平（迎水面略高2～3cm），各点标高偏差不超过10cm。
然后通过前后定位船兜缆及拉缆、边锚调整定位，并施加各锚绳设计拉力10%左右的预拉力，对钢吊箱进行精确定位，将钢吊箱定位于设计位置（略偏上游45mm），钢吊箱平面定位偏差不大于50mm，经测量定位准确后报监理验收。
锚碇系统根据水位的涨落变化随时进行调整。
三、钢护筒运输、组拼、吊装、插放
根据河床的标高及200t浮吊吊重曲线情况，钢护筒的运输、组拼、起吊、插放采用两种方案实施：
靠近北侧河床较浅2排钢护筒（标高-43.0m以上）采用55m节起吊、插放、桩位接长11m节后整体下沉；
靠近南侧河床较深的3排钢护筒（标高-43.0m以下）采用66m节整根起吊、插放、下沉。
钢护筒在码头位置以55m+11m节或3x22m节装船运输至桥墩位附近，运输船采用舱驳，船舱净长大于55m，护筒装船堆放不超过两层，护筒与舱面采用枕木或型钢支垫，并侧向固定，钢护筒吊装、运输前必须将管口以米字支撑加固，防止变形。
3x22m节护筒由100t浮吊转至总拼的铁驳上组拼成66m节，总拼铁驳由1000t铁驳改制，铁驳上设有总拼胎架，根据施工进度安排4艘总拼铁驳施工。
钢护筒55m及66m节起吊由200t浮吊与100t浮吊两点抬吊，并通过提升200t浮吊吊点、下放100t浮吊吊点，将护筒竖直并转移至200t浮吊吊点。
66m节钢护筒重量为132t，顶部吊点采用起吊卡环挂孔，即在护筒顶口相对位置贴焊钢板加固，开设2个φ120mm卡环挂孔，卡环采用2个85t专用吊装卡环，钢丝绳采用φ66mm绳径，卡环上配双根钢丝绳，起吊状态下护筒内顶口处米字形支撑不得拆除。
钢护筒底部采用钢丝绳捆绑起吊，采用2φ48mm钢丝绳，捆绑吊点距离底口约4m，最大受力状态约70t，捆吊吊点为防止钢丝绳滑动，在底部管壁上焊装限位挡块。
起吊时，两台浮吊缓慢同步提升护筒离开船面一定高度，将运输船拖离，然后200t浮吊吊点缓慢提升，100t浮吊吊点缓慢下放，并调节吊臂避免浮吊吊钩水平受力过大，当钢护筒接近竖直状态时，可利用100t浮吊吊点提供较小水平力避免吊臂相碰。
8#墩钢护筒吊装平面布置图
钢护筒完全转移至200t浮吊并竖直后，拆除底部吊点，割除护筒内十字支撑和底部吊耳，通过浮吊移动将护筒移至桩位上导向环内，缓慢下放通过下导环，底口出下导环底1m左右时，用全站仪测量定位，通过活动上导环调整护筒的平面位置并初步限位，然后利用护筒的自重作用迅速插放至河床并稳定，再次测量护筒平面位置，保证护筒定位平面偏差不大于50mm，并用2m靠尺测量护筒周圈的竖直度，以相对方向竖直度的平均值不超过0.3%进行控制，如偏差超过允许范围，需要吊机提起钢护筒重新对位，直至调整到位，并报监理验收。
钢护筒11m节与插放到位的55m节的桩位处对接时，提前在55m节护筒顶部周圈焊接4个支撑调节牛腿，并能够作为水平导向和限位，利用63t浮吊吊装11m节护筒对位，通过水平限位调整接头位置，用垫块抄垫水平固定，然后在11m节护筒下端对应位置焊接支撑调节牛腿，利用千斤顶竖向顶升调整对接两节的垂直度，合格后利用马板固定，对称进行接缝焊接。
钢护筒起吊、下沉采用的200t浮吊设备技术性能参数如下：
200t浮吊技术性能参数
主钩
吊高（m）
75.5
74.9
74.1
71.2
弦外幅度（m）
24.6
26.0
28.0
34.0
吊重（t）
200
185
143
四、钢护筒振动下沉
插打钢护筒采用两台一组并联的APE400振动打桩机振动下沉，以200t吊船辅助作业，浮吊吊钩随着护筒下沉下放。
振动下沉时，先进行点振，然后再连续施振，下沉初期若护筒平面位置和倾斜度超标，则利用浮吊连同振动锤一起提升护筒，使之离开河床面，重新调整护筒平面位置和倾斜度，满足要求后施振。
振动的持续时间长短应根据土质通过试验决定，一般不宜超过10min～15min,每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏，或造成钢护筒底口卷边。
钢护筒下沉到位后倾斜度应小于1/200，平面偏差小于50mm。
8#墩钢护筒插打时先插打16根定位钢护筒及8根钻孔用的钢护筒，即1＃、3＃、6＃、8＃、10＃、12＃、15＃、17＃、30＃、32＃、35＃、37＃、39＃、41＃、44＃、46＃16根定位钢护筒和2#、7#、20#、22#、25#、27#、40#、45#钢护筒，以上24根护筒插打完成后，钢吊箱箱壁内抽水，使钢吊箱平稳上浮一定高度，在16根定位钢护筒内安装伸缩吊挂梁，然后钢吊箱侧板双壁隔仓内注水压重下沉，使钢吊箱支撑于16根定位钢护筒上，注水量以吊箱重量的30%平均支撑于定位护筒来控制。
定位钢护筒外壁与上下导环间缝隙均采用弧形钢垫块抄紧，导环与钢护筒外壁间接触面积满足钢护筒局部承压要求，下导环钢垫块抄垫需要潜水员水下作业。
此时钢吊箱与定位钢护筒固结形成静定平台，安放钻机进行钻孔作业。
同时插打第二批11＃、21＃、31＃、23＃、24＃、16＃、26＃、36＃、4＃、5＃、13＃、14＃、33＃、34＃、42＃、43＃16根钢护筒，第二批钢护筒插打安排上考虑到可能对钻孔产生不良影响，应在钻孔到钢护筒以下前，完成钻孔桩相邻的护筒插打，并将护筒与吊箱固定。
最后插打18#、19#、28#、29#、38#、39#6根钢护筒。
水中8#墩底节钢吊箱在墩位精确定位后，利用底节双壁钢吊箱作为导向及施工平台，在钢吊箱浮体内插打16根定位钢护筒作为定位桩，将钢吊箱与钢护筒固结形成施工平台，然后插打其余钢护筒。
2、钻机选型
8#墩钻机采用6台KTY-4000型钻机和2台RC400工程钻机同时钻孔。
3、钻机安装
①钻机摆放位置为顺平台主桁方向。
钻机走道设于桁梁上弦顶面，走道钢轨与桁梁间固定牢靠，以承受钻孔时的扭矩，走道要顺直，位置要准确。
钻机的起重滑轮及转盘中心应在同一铅垂线上，以保持钻孔垂直。
②钻机对中位置以钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于2cm；
钻杆倾斜率小于1%。
钻机组装就位，其底座应水平、稳定，钻架中心与钻机转盘中心的连线应与钻盘垂直，钻头、钻杆和桩中心在一铅垂线上，以保证孔位正确，钻孔顺直。
③开钻顺序要统筹安排，当钻孔桩施工和钢护筒插打同时进行，要求钻孔和插打护筒的水平距离不得少于14m，另相邻两孔不能同时进行钻孔作业或灌注混凝土，以免互相干扰。
灌注混凝土完成24h或混凝土桩的强度达到5MPa后，其邻孔才能开始钻孔。
为避免成孔后长时间等待灌注砼，各孔具体开钻时间应统一安排。
钻机安装的具体步骤及要求严格按KTY-4000型钻机和RC400工程钻机说明书办理。
因该墩钻孔桩孔底高程为-125.0m，因此接钻杆时要配中间风包和稳定器，以保证清孔效率和钻孔的垂直度。
4、钻头选用
根据8#墩位置处的地质情况，由于8#墩位置地层较为复杂，因此每台钻机需配备两种钻头，分别为滚刀钻头和刮刀钻头，在覆盖层地层钻孔时采用刮刀钻头进行钻孔，在进入泥岩层后视钻进速度及泥岩风化程度，可更换滚刀钻头，使在微风化层内保持钻进速度。
5、泥浆制备、泥浆循环系统
（1）、泥浆制备
①、泥浆原材料
钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。
泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。
1）膨润土:
为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土，该土具有较好的分散悬浮性和造浆性，泥皮薄，稳定性好，造浆率高（1t土可造12～16m3泥浆），质量等级为二级标准，或者采用聚合膨润土。
膨润土掺量为泥浆体积的6～10%，即100m3泥浆需用6～10t膨润土。
为了增大泥浆中胶体的成份，应选择胶体率大（≥96%）和含砂率小（0～0.3%）的钻孔造浆用的膨润土，特别注意不能错用铸造用的膨润土（胶体率较低）。
2）纯碱（Na2CO3）:
其指标符合GB210-92的Ⅲ类合格品的标准，主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，并增加表面负电荷，来吸附带正电荷的钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能更好，因此回流孔内泥浆中PH值应稍高一些。
纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，即100m3泥浆需用碱300～500公斤。
碱用量应使泥浆PH值达到10～12，然后再加入PHP，以增大泥浆粘度。
3）羟甲基纤维素（CMC）:
也能提高泥浆的粘度，具有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。
它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积的0.005%～0.01%，即100m3泥浆约需用8公斤。
4）聚丙烯酰胺（PHP）:
既可单独拌制泥浆，又可作为膨润土泥浆中的掺加剂，其突出功能是使泥浆具有触变性，保持不分散、低固相、高粘度的优质性能，提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。
其掺用量为泥浆体积的0.003%左右，即100m3泥浆约需用3公斤。
它的增粘效果远大于CMC。
5）制浆用水：
取自长江河道，水质属HCO3-～Ca2＋型水，PH=8.1～8.5，水质满足要求。
（2）、泥浆循环系统布置
钻孔泥浆采用孔位护筒与沉渣筒之间的循环方式进行循环。
在钻孔施工过程中泥浆的净化采用机械强制净化方法。
每台钻机配一台ZX-250型泥浆分离器。
带钻/过滤出粒径大于1.5mm的钻渣颗粒，过滤后的泥浆再通过泥浆分离器进行最终处理。
分离出的钻渣通过溜槽排放到指定的接渣船上，当钻至泥岩层内视泥岩造浆情况，可以补入江水进行钻孔。
6、钻进成孔
①钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行详细检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图,并与钻探资料比较。
钻机安装检查合格，泥浆制备达到要求后，方可开钻。
②在钻头护圈上加焊翼板和钢丝绳刷钻孔至护筒底口，对护筒壁进行清理，然后提出钻头复测护筒底口中心坐标并取下加焊的翼板和钢丝绳刷。
根据复测的底口中心坐标，决定是否要挪动钻机，然后重新下放钻头快速通过护筒底口3米后转入正常钻进，以免长时间扰动护筒底口。
③钻具应加足够的配重块，钻孔时减压慢速钻进，钻压不得超过钻具重力之和（扣除浮力）的80％，并坚持每班检查钻机水平偏差以保证成孔垂直度和孔形。
不同地层的钻进参数
地层
钻压（KN）
转数（rpm）
进尺速度
（m／h）
砂层
150-200
6-10
3-5
砾砂层、卵石层
2-3.5
泥岩
200-400
2-3
④钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至护筒内或安全位置、以免发生埋钻事故，经常对钻孔泥浆抽检，不符合要求时要及时补充或调制泥浆。
⑤钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过外侧水面2.5m以上，防止塌孔或流砂。
⑥加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底10～20cm，维持泥浆循环10分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后加接钻杆。
⑦钻杆连接螺杆应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头部位漏水漏气，使反循环无法正常工作。
⑧及时详细地填写钻孔施工记录，正常钻进时，应参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表。
根据核对判定的土层及时调整钻进参数。
⑨停钻时，钻头须提离孔底才能停止供风。
防止出渣口和风包被堵。
由于孔深过深，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺利，钻孔达到设计高程后，应进行成孔质量检测，符合要求后，应立即进行清孔，目的是清除孔内钻渣，尽量减少孔底沉淀的厚度，保证钻孔桩的承载力。
7、成孔标准
钻孔成孔质量验收标准
序号
项目
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位偏差
不大于50mm
4
群桩中心偏差；
单排桩偏差
≤100mm；
≤50mm
5
倾斜度
≤1%孔深
6
灌注混凝土前孔底沉渣厚度
≤100mm
7
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.05～1.15；
粘度：
16～22s；
含砂率：
新制泥浆不大于4%；
胶体率：
>
95%；
PH＞6.5
8、清孔及检孔
钻孔至设计高程，经检查无误后，应立即进行清孔和检孔，严禁用超钻的方法来代替清孔。
①、清孔先将钻头提离孔底20cm，钻头慢速空转，反循环抽净孔底沉渣，然后停钻2小时，再启动钻
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