005旋挖钻灌注桩作业指导书.docx
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005旋挖钻灌注桩作业指导书
新建吉林至珲春铁路
桥梁工程旋挖钻灌注桩作业指导书
1、适用范围
适用于中铁十二局集团有限公司集团有限公司吉图珲客专JHSVI标桥梁为砂类土、碎（卵）石土或中等以下基岩的桩基施工。
施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。
2、作业准备
2.1内业准备
作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，提出应急预案。
对施工人员进行技术交底，对参加人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业准备
钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。
收集施工地点外部地理环境和钻孔作业层中所涉及的各种技术数据。
3、技术要求
3.1施工前按设计提供的配合比进行试验，确定施工配合比。
3.2混凝土的拌合采用场地集中拌合，混凝土车运输至现场。
3.3钢筋笼按设计图纸要求，分节施工，报请监理单位验收。
3.4钻孔和混凝土灌注过程中，现场技术人员应做好钻孔和灌注记录。
3.5技术人员应现场值班。
4、施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备→测量定位→埋设护筒桩→配制泥浆→安装钻机→钻进→终孔→清孔→钢筋笼制作与安装→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土
4.2工艺流程
平整场地
·
挖埋护筒
钻机就位
钻孔
第一次清孔
测孔深、淤泥
制作护筒
泥浆处理
泥浆补充
安放钢筋笼
钢筋笼制作
安防导管
二次清孔
清理、检查
测淤泥
安放垫块
制作混凝土试件，测量混凝
土面高度和导管埋深深度
灌注混凝土
凿桩头
桩基检测
旋挖钻灌注桩施工工艺流程框图
5、施工要求
5.1施工准备
A钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
B场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑捣、或用枕木或型钢等搭设工作平台。
C当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台，在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，采用起吊设备插打水中墩钢护筒。
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。
5.2施工工艺
5.2.1测量定位
平整场地后，根据设计桩位，准确定出钻孔中心位置。
5.2.2埋设钢护筒
A水中墩钢护筒
a在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，测量放线定位桩→对接钢护筒→整体起吊钢护筒入水→调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定→安装震动打桩锤震动下沉→安装钻机开始水上钻孔桩作业
b在钢护筒震动下沉过程中要精确定位、跟踪监测、调整，满足规范要求，保证钻孔桩施工顺利进行。
护筒内经应比桩直径大20cm。
钢护筒在车间分节制造，在平台对接后整体下沉，下沉中随时用木楔在导向架与护筒之间调整偏差，护筒底口要求达到卵石层顶面。
护筒顶口宜高出施工水位或地下水位2.0m。
B浅滩地和陆地钻孔桩钢护筒
a对河滩内桩位施工前应筑岛，岛的高度应高出施工地面0.5m。
b钢护筒采用厚度为4—12mm的A3钢板卷制，内经应比桩径应大于20cm。
c护筒埋置深度符合下列规定：
粘性土不小于1m，沙类土不小于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，在护筒四周回填粘土并分层夯实；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1m.
5.2.3泥浆制备
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。
在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。
钻孔施工时，季节性冻土地区，护筒底应进入到冰冻线以下未冻土层中不少于0.5m；多年冻土地区，护筒底应进入到多年冻土层中不少于0.5m。
随着孔深的增加向孔内及时、连续的补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。
桩孔混凝土灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，用于下一基桩钻孔护壁中。
5.2.4钻孔
A安装钻机
钻孔平台搭设好后，将钻机移至桩位，用钢枕作机座，使底座平稳，钻机底座用倒链滑车交叉对称拉紧，保证在钻进和运行中不产生位移和沉陷，钻架和钻杆要竖直，钻头、钻杆和钻径中心在一铅垂线上，其最大偏差不得大于50mm，以保证孔位正确，钻孔顺直。
将钻机底盘调成水平状态并稳定，开机试钻。
小心使钻头对准设计中心，盖上封口板，试钻数圈，监控钻杆垂直度，使钻机顶部的起吊滑轮、转盘中心和孔位中心三者在同一垂线上。
钻架临时移开时，应作好标致，以确保复位后的准确位置，必要时应重新对位。
钻机摆放位置要结合平台受力支撑情况，合理布置，开钻顺序要统一安排，避开干扰。
b钻进
a钻孔时旋挖机先行停稳对位并保持钻杆竖直。
泥浆池的护壁泥浆从孔口流入，钻机不断向下挖进。
旋挖机钻头不断在压力个旋转，将泥土、卵石挖进钻头箱内。
钻头箱内挖满后提出钻头清淤，然后继续下放钻头进行挖空。
当施工进入粗圆砾土层、卵石层时着重要求每2m检查钻头直径一次，确保挖桩直径。
钻孔作业应继续，经常对钻孔泥浆抽检实验，不符合要求及时调整。
钻机钻进过程中孔内水头始终保持在水位线以上2.0m，加强护壁，防止塌孔。
b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，向孔中倒入黏土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆继续钻进。
c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、抵挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
d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。
e每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土质并记录，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。
C终孔
当钻孔达到设计标高孔位后，对孔深、孔径、孔位和孔形、倾斜度、孔底地质情况进行检查，然后填写终孔记录，并及时通知监理工程师到现场检查验收。
合格后方可进入下一道工序。
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1%孔深；孔位偏差50mm
D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。
清孔禁止采用掏渣筒，建议采用换浆法：
即钻孔完成后，提起钻头至距孔底20cm，继续旋转，逐步把孔内悬浮的钻渣换出。
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，含沙率小于2%，粘度17~20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度；柱桩孔底沉渣厚度客运专线应不大于5cm、摩擦桩孔底沉渣厚度客运专线应不大于20cm。
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，防止坍孔、缩颈。
5.2.5钢筋笼制作、安装。
A钢筋笼制作
a钢筋笼在钢筋加工车间分段制作，或现场制作，以定尺钢筋长度为宜。
主筋在制作前必须整直，没有局部的弯折。
主筋一般应尽量用整根钢筋，分段后的钢筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，接头错开间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。
b为了保证钢筋笼的顺直以利于安装，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作出垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢筋笼逐节下放焊接时，使上下二节标记互相重合。
c钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固，应保证焊缝长度和饱满度。
桩身钢筋笼分段制作完成后，调运至现场边下放边连接。
分段制作时采用搭接焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头的长度单面焊不得小于10d，双面焊不得小于5d。
焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。
d加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋骨架的保护层厚度可焊接耳筋或混凝土旋转垫块。
e钢筋笼制作允许偏差。
钢筋笼制作允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100
2
钢筋骨架直径
±20
3
主钢筋间距
±0.5d
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
7
钢筋保护层厚度
不小于设置值
B钢筋笼安装
a钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。
b起吊时，吊点应栓牢并布置于直径方向，起吊过程中必须防止钢筋笼变形，使钢筋笼起吊起后呈自然铅直状态。
c钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。
d吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。
若遇阻碍，随起随落和正反旋转使之下放。
不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。
e下放过程中，时刻注意观察孔内水位清孔情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否坍孔。
f钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼是否中心偏位，使之满足规范要求，并用4根φ16钢筋将其与钢护筒焊接，或与灌注平台造成一体，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。
5.2.6混凝土灌注
A安装导管
a导管使用前应组装编号，根据孔深计算导管长度及节数，导管应顺直并进行水密试验，确认导管不漏水及拆接情况良好才能下入孔中。
b用吊机铺助下导管，下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼，并做好记录。
B二次清孔
a孔底沉渣厚度应满足设计要求，在设计无要求时，摩擦桩孔底沉渣厚度不应大于20cm。
二次清孔一般采用抽渣法进行清孔。
b二次清孔完毕，将导管轻轻下放到底，然后再往上提升25~40cm，与导管的理论长度进行比较，吻合之后，将导管固定在灌注平台孔座上。
c灌注混凝土前检测孔底沉渣厚度及泥浆指标，直至达到设计和规范要求再拆除封头，接上混凝土初灌漏斗，检测孔底沉渣厚度，符合规范要求后，并开始灌注混凝土。
C灌注水下混凝土
a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1m~3m深，当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当放大。
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。
b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，及时调整导管埋深。
c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。
d简球、拔栓或开阀，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，表现出现灌注事故，应查明原因及时处理。
e灌注开始后，应紧凑连续地进行，中途不得停歇。
在灌注过程中，应防止混凝土拌合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，致使探测不准确。
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，正确指导导管的提升和拆除。
f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。
g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，同时将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。
h拆除导管动作要快，每根桩的浇筑时间宜控制在8小时内完成。
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。
i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。
j当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：
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；
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；
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。
k为确保桩顶质量，在装顶设计标高以上应加灌0.5m~1.0m，以便灌注接受后将此段混凝土清除。
l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），通知拌合站按需要数拌制，以免造成浪费。
m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，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
n在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件。
o有关混凝土灌注情况，含灌注时间、混凝土面的深度、导管埋置深度、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。
6.劳动组织
6.1劳动组织模式：
采用架子队组织模式。
6.2工点如采用一台钻孔机作业，实行三班作业制。
施工人员应结合工前确定的施工方案、机械、人员组织、工期要求进行合理配置。
7.材料要求
7.1护筒要求内部无突出物，不漏水；
7.2泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：
A自然风干后，用手不易掰开捏碎；
B干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；
C用刀切开时，切面光滑、颜色较深；
表6.1每班桩机施工人员配备表
序号
岗位
人数（人）
备注
1
技术员
1
2
专兼职安全员
1
3
工班长
1
4
钻机操作兼施工记录人员
3
5
质检、测量及试验人员
5
6
机械工、普工
15~20
D水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；
E胶体率不低于95%；
F含砂率不大于4%；
7.3钢筋品种、级别、力学性能、规格和数量必须符合设计要求。
钢筋存放宜下垫上盖，保证钢筋不锈蚀。
加工场地宜整平硬化。
7.4施工用水的水质应符合工程用水标准。
7.5水泥、砂、碎石、外加剂的选用均应满足设计和标准要求。
8.设备机具配备
8.1主要机具设备配备表（每根桩）
9.质量控制及检验
9.1质量控制
施工要注意以下十个方面：
A护筒内径、倾斜度、埋置深度以及与原地面或水位线高差控制；
B泥浆原材料选取；
C泥浆的性能指标控制；
D钻头、钻杆、护筒中心、桩中心在一条铅垂线上；
E孔深、孔径、倾斜度的检查；
F钢筋尺寸、焊接情况及混凝土施工配合比；
G混凝土浇灌前，孔底沉渣厚度检查；
H首批封底混凝土数量；
表8.1主要机具设备配备表
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
标准搅拌站
个
1
2
装载机
台
1
3
旋挖钻
台
1
4
混凝土搅拌运输车
台
3
5
吊车
台
1
6
发电机
台
1
7
泥浆泵
台
2
8
导管及灌注平台
套
1
9
钢筋加工设备
套
1
10
修理设备
套
1
I导管埋入混凝土深度；
J每批浇筑混凝土数量、水灰比。
9.2质量检验
钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。
应经常注意地质情况，在地质变化处应捞取样渣保存。
工班在作业时，按照下列标准进行质量控制；每道工序完成后，技术人员按照表9.1进行检验。
10安全要求和环保要求
10.1安全要求
10.1.1钻机安装牢固，防止颠覆。
钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。
桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。
10.1.2注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。
配电箱加锁。
10.1.3钻孔中，应注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地质，随时补充泥浆，保证孔内水位。
10.1.4下达生产任务的同时，必须进行安全技术交底，各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程。
10.1.5施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火；
10.2环保要求
10.2.1钻孔桩施工中，大量废弃的泥浆应经泥浆分离处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。
10.2.2施工中应注意避免灌注过程中孔内溢出的泥浆，应引致适当地点处理，防止污染农田及河流。
10.2.3施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处理。
表9.1桥梁钻孔桩检验标准
序号
质量控制项目
质量标准和要求
施工单位检验方法
监理检验方法
1
测量放样
桩位放样误差≤50mm
全站仪测量
检查测量资料
2
放护桩
引出十字护桩并保护好，要求中心偏差≤50mm
挂线、吊垂线、尺量
尺量
3
护筒埋设
护筒严密不漏水，回填密实，埋深满足施工要求，顶面位置≤50mm；倾斜度≤1%；孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上。
观察、挂线、吊垂球、尺量
观察
4
钻机就位
有防止钻机下沉和位移的措施，对中误差≤50mm；钻头直径满足成孔孔径要求
观察、水准仪抄平、尺量
尺量
5
开钻、钻进
泥浆指标根据钻孔机具和地质条件确定。
针对卵石层情况，新制泥浆比重指标控制在1.1~1.3为宜，钻孔过程中做好钻孔记录，进入岩层或卵石层技术干部现场核实
泥浆指标测试、抽渣取样，尺量
巡查
6
终孔检查
孔深≥设计孔深、孔径≥设计桩径、倾斜度≤1%
检查钻孔记录、测绳量测与外钻杆总长、用等桩径检孔器全深检查
全部见证
7
钢筋笼加工
单面焊≥10d；双面焊≥5d；焊缝厚度≥0.3d，并不的小于4mm；焊缝宽度≥0.8d，并不得小于8mm；焊渣敲净。
主筋间距：
±0.5d；箍筋间距：
±20mm
观察和尺量，受力钢筋尺量两端、中间各1处；箍筋间距尺量连续3处尺量
观察和尺量
8
钢筋笼入孔及焊接
单面焊≥10d；双面焊≥5d；焊缝厚度≥0.3d，并不的小于4mm；焊缝宽度≥0.8d，并不得小于8mm；焊渣敲净。
声测管接头严密不漏水，绑扎牢固，间距均匀；接头箍筋绑扎满足设计和验标要求；
观察和尺量
见证检查、隐蔽工程验收
9
下导管
导管接头牢固，严密不漏水；控制导管长度和导管节数，导管下口距孔底控制在40cm左右
观察、尺量
检查施工单位原始记录
10
二次清孔
泥浆指标≤1.1，含砂率≤2%，黏度17~20s，孔深≥设计桩长；沉渣厚度：
摩擦桩≤20cm
泥浆指标测试仪，测绳测量
见证检测
11
混凝土浇筑
混凝土坍落度控制在18~22cm，保证首灌混凝土导管埋深1~3m，控制拔管长度，导管埋深控制在2~6m；在浇筑过程中，混凝土连续浇注，每根桩的灌注时间宜在混凝土的初凝时间内完成，混凝土浇筑高出设计桩顶0.5m~1m
坍落度筒、测绳量测和混凝土反算相校核，做好灌桩记录
旁站监理
12
混凝土强度
符合设计要求
标准养护试件抗压强度
见证检测
13
桩身完整性
Ⅰ类桩≥100%
全部检测
全部见证检测
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