钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.docx

资源描述

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.docx

《钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.docx

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书

陕西省绥延高速公路土建 4 标

编号：

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔

作业指导书

单位：

编制：

审核：

批准：

中铁二局陕西省绥延高速土建 4 标项目经理部

二零一六年十一月

陕西省绥延高速公路土建 4 标

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书

1．适用范围

本作业指导书适用于绥延高速公路各种土质层和砂类土、碎（卵）石土或

中等硬度以下基岩的桩基施工。

2．作业准备

2.1 内业技术准备

开工前，技术人员应对施工图纸及相关的通用图纸和实施性施工组织设计

进行认真阅读和审核，熟悉高速公路施工作业指南、验收标准以及相关的规范。

制定安全保障措施及应急预案。

对进场作业人员进行岗前技术、安全培训和考

核，合格后持证上岗。

对考核合格的作业人员进行技术交底。

2.2 外业技术准备

修建钢筋加工厂并配齐生活、生产及办公设施，满足施工生产需要。

复核

测量导线点、水准点，对场地进行平整，连通施工便道及用电、用水，备齐各

种原材料和安全防护设备。

3．技术要求

3.1 桩基进行施工放样之前，必须对各桥墩台里程桩号、桩位坐标、设计标高等

数据进行复核计算，如计算结果与设计不符，应及时通知设计单位复查。

3.2 护壁泥浆应采用砂浆搅拌机拌和，其性能应满足要求。

3.3 在大面积施工展开前，应进行钻孔工艺试验，并进行总结。

3.4 桩基成孔后必须测量孔径、孔位，检查桩底岩层高程和嵌岩深度，确认无误

方可灌注混凝土。

3.5 各项规定及允许偏差

3.5.1 轴线偏差：

单桩为 50mm，群桩为 100mm

3.5.2 孔径：

不小于设计孔径

第 1 页/共 13 页

3.5.3 倾斜度：

小于 1%

3.5.4 桩长：

不短于设计值，对于支撑桩需满足嵌岩深度不小于 4m 且不小于 2d

3.5.5 摩擦桩桩底沉渣厚度 t：

桩径 d≤1.5m 时 t≤300mm；桩径＞1.5m 时

t≤500mm 且 0.1＜t/d＜0.3

3.5.6 支撑桩和嵌岩桩桩底沉渣厚度 t：

桩径 d≤1.5m 时 t≤50mm，桩径＞1.5m

时 t≤100mm

3.6 钻孔灌注桩应严格清孔，确保混凝土质量及桩基础承载力的要求。

3.7 本标段桥梁桩基持力层多为强风化砂岩、中风化砂岩，桥梁桩基础均采用钻

孔灌注桩，严禁使用挖孔桩。

4．施工程序与工艺流程

4.1 施工程序

旋挖钻机作业施工程序为：

施工准备→桩基工艺试验→工艺总结→测量放

样→护筒埋设（泥浆制备及测试）→钻机就位→钻孔→补浆→孔深测量→地质

确认→清孔→成孔。

4.2 工艺及质量控制流程

钻孔灌注桩施工工艺及质量控制流程如下图 4.2-1 所示：

第 2 页/共 13 页

图 4.2-1 钻孔灌注桩施工工艺及质量控制流程

5．施工要求

5.1 施工准备

5.1.1 岗前培训

桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全教育培训，

第 3 页/共 13 页

培训合格后，方可持证上岗作业。

尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培

训，必须考核合格上岗作业。

5.1.2 场地踏勘

进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施进行排查，

如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。

5.1.3 地质调查

桩基施工之前需要根据设计提供的地质报告了解施工部位的地质情况，确

定合适的钻头类型。

5.1.4 施工机具

根据旋挖钻机施工的要求，准备满足要求的设备，如旋挖钻机、泥浆泵、

导管、电焊机、氧气瓶、乙炔瓶、挖掘机、泥浆搅拌机、自卸汽车等，并调试

至最佳使用状态，测绳需标定后方可使用。

图 5.1-1 测绳湿润后进行校核

5.1.5 场地平整及布置

平整场地，以便钻机安装和移位。

对不利于施工机械运行的松散场地，应

采取硬化、加固措施。

场地要采取有效的排水措施。

第 4 页/共 13 页

图 5.1-2 钻孔施工前进行场地平整、施工便道

场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池

的容积应满足 2 个孔位以上排放的需要。

5.1.6 泥浆池开挖以及泥浆制备

施工前确定泥浆池的位置及大小，一般相邻墩位的桩基可共用一座泥浆池，

泥浆池大小按钻机使用数量来开挖。

泥浆池开挖按照 1:

0.75 进行放坡，开挖完成后设置 1.5m 高的钢管栏杆，并

用绿色密目网围护，将标识牌、警示牌悬挂在醒目位置。

泥浆池制备泥浆前在

底部和四周用厚塑料薄膜护底防渗。

图 5.1-3 泥浆池开挖及防渗措施

泥浆的制备采用泥浆搅拌机进行，泥浆采用造浆能力强的膨润土来制备。

泥浆制备完成后应测其各项指标并报现场监理工程师验收，合格后方可使用。

5.1.7 施工核对

对照技术交底和设计图纸，通过计算标高符合桩径、桩长及桩顶、底标高，

防止出现施工质量事故。

5.2 施工工艺

5.2.1 测量放样

首先放出墩位中心线，再根据图纸桩位坐标进行桩基孔位中心点的精确放

第 5 页/共 13 页

样，并由中心点引出四个护桩点，护桩要固定在稳定的基础上并采取有效固定

措施，防止护桩位移，四点护桩用在后续施工中随时检测孔位、钢筋笼偏位情

况，并测量地面标高，并将放样结果报监理工程师，经同意后方可下一步工序

施工。

桩位中心点误差控制在 50mm 内。

图 5.2-1 桩位测量及护桩埋设

5.2.2 钻机就位

钻机就位前检查钻机的工作性能，确保钻机各系统正常运行。

钻机钻头的

尖端正对标注的桩位中心点，用垂球及钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身

的水平，并保证钻架上的起吊滑轮、钻杆中心及转盘中心在同一条铅垂线上，

保证钻机底座和顶端平稳。

钻机停位回转中心距孔位在 3~4.5m 之间，检查在回转半径内是否有障碍物

影响回转。

5.2.3 护筒埋设

旋挖钻机使用的钢护筒采用 10mm 厚的钢板卷制而成，每节高度为

1.5m~2m。

钢护筒的内径比钻头直径大 10~15cm，比桩径大 20~30cm，护筒长

度根据地质情况确定。

钢护筒中心与桩位中心应重合，采用钻机钻头埋设。

钻头先钻至护筒底位

置，然后提出钻头且用钻头将钢护筒压入预定位置，四周用黏土夯填密实。

钻头贯压护筒时要在护筒各个方向均匀贯压，防止护筒在贯压中出现倾斜。

护筒贯压到位后使用水平尺、垂球检查护筒的垂直度，并报现场监理工程师。

第 6 页/共 13 页

图 5.2-2 施工用护筒及现场开挖护筒导向坑洞

5.2.4 钻机钻孔

钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标识挂设十字线，然后对

中钻头中心。

钻头中心与护筒中心偏差不得大于 5cm。

成孔前必须检查钻头钻头直径、钻头磨损情况，施工过程中磨损超标的钻

头及时更换。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度，通过电子控制和

人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。

同时

在每一次钻机提钻倒渣复位后检查钻头是否对中。

开钻时，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中高

于护筒底部至少 0.5m 以上并不得低于地下水位方可开始钻进。

开始钻进时，低

挡慢速钻进，待钻进深度超过护筒刃脚处按正常速度钻进。

起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。

孔内出渣应立即清走，不

得堆积在钻孔周围。

钻孔作业分班连续进行，一次成孔。

在钻进过程中，现场施工人员记录成

孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻渣情况与地质报告对照，并准确

取样报现场监理工程师确认地质情况。

钻孔过程中必须记录钻进深度、泥浆指

标钻孔异常等情况，记录需认真、及时、准确、清晰，且交接班时要做好交接

记录。

钻进过程中产生的泥浆、钻渣经沉淀池净化处理后方可排放。

钻至桩孔设计标高后，钻头在不加压的情况下就地旋转数圈，再提钻，保

证钻头尽可能取渣时又可避免超钻。

5.2.5 成孔检查

在桩基显示器显示孔底到达设计桩底标高后，停止钻进，在现场监理工程

第 7 页/共 13 页

师在场的情况下，对护筒顶面标高、孔位中心偏差、、孔径、孔深、钻孔垂直度、

孔底沉渣厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等进行检查，签字确认合格。

验孔器长度为 4 倍桩基直径，外径不得小于钻孔钻孔桩直径，验孔器按照

钢筋笼的形式加工。

钻孔倾斜度通过验孔器检验，验孔器在孔顶对中护筒中心下落后，通过在

护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的倾斜度。

具体做法如下：

在验孔器下放到指定位置后在吊点上系一垂球，然后在垂

球的吊绳上用毫米尺标定好从垂球系点开始的 1m 位置，待垂球静止后用毫米

尺测量垂球吊绳到验孔器吊绳的距离 E（单位 mm）。

此时验孔器所处位置桩孔

的倾斜度为 i=E×100%/1000，如图 5.2-3 所示。

图 5.2-3 钻孔倾斜度测量示意图

5.2.6 弃渣、清孔

钻孔弃渣可采用泥浆循环和抽渣桶等方法。

如采用抽渣桶弃渣，在钻进

4~5m 后，每钻进 0.5~1m 应抽渣一次，并补给泥浆，灌注清水。

钻到施工图标

示桩底标高后，应立即清孔。

当钻进深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、

第 8 页/共 13 页

孔位和孔形进行检查，满足设计要求后，经现场监理工程师签认后方可进行清

理和灌注水下混凝土的混凝土的准备工作。

（1）清孔方法

掏渣法使用于各类土层中用钻孔的各类摩擦桩的初步清孔；喷射法和砂浆

悬浮法适用于其他配合其他清孔方法的辅助手段。

（2）钻孔桩清孔

对于原土造浆的钻孔，钻到设计标高后，可采用钻头空转不进尺的方法，

循环换浆，泥浆比重在 1.05~1.1 左右。

清孔后的孔底沉渣厚度，支撑桩和端承桩不得大于 50mm 或设计规定值；

摩擦桩不得大于 300mm 或设计规定值。

在灌注水下混凝土前必须复测沉渣厚度，

沉渣超过规定值应重新清孔，符合规定后方可灌注水下混凝土。

（3）清孔注意事项

清孔应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止塌孔。

不得用加大孔深的办法代替清孔。

柱桩孔在灌注混凝土前向孔底射水或压气 3~5min，翻动孔底沉渣，然后进

行灌注，射水压力比孔底压力大 0.5Mpa。

各环节施工应衔接紧密，缩短工艺间隔时间。

5.2.7 钻孔与灌注作业的连续性

钻孔完成后，应立即组织钢筋笼安装和水下混凝土灌注工作，在此过程中，

应保持孔内水头，避免塌孔。

为保证施工的连续进行，应做好以下工作：

（1）钢筋笼应提前制作。

如果钢筋笼长度超过吊装能力，可以分段制作，

向孔内安装时现场焊接或采用套筒连接。

（2）提前完成机械设备和施工器具的准备工作。

（3）按规定的时间提前约现场监理工程师到现场查验成孔、钢筋笼、混凝

土配合比及原材料，混凝土质量，避免停工待捡。

5.2.8 注意事项

钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不稳定因素较多，

因此开钻前应制定详细可行的钻孔灌注桩施工方案、技术交底及施工作业指导

书，包括施工工艺、设备安排、相关人员培训、事故预案、安全环保专项方案

第 9 页/共 13 页

班组长

1 人

技术员兼安全员

1 人

质检员

1 人

钻机操作手

2 人

普工（协助钻机施工）

3 人

装载机驾驶员

1 人

泥浆种类

主要材料

外加剂

膨润土泥浆

膨润土、水

分散剂、增黏剂、防漏剂

聚合物泥浆

聚合物、水

加重剂

CMC（钠羧甲基纤维素）泥浆

膨润土、CMC、水

分散剂

黏土泥浆

黏土、水、纯碱、外加剂

分散剂、增黏剂

等，并配备发电机以防突然停电造成停工。

每钻进 2m 或地层变化时应捞取钻渣样品，查明地质情况是否与设计相符。

钻孔过程中必须安排旁站人员旁站，随时记录钻孔、地质等参数，发现问题及

时解决。

6．劳动组织

6.1 劳动力组织方式：

采用劳务分包的组织模式。

6.2 施工人员根据工艺试验和配备的人员、机械选用最佳组合，人员配置如下表

6.2-1 所示。

表 6.2-1 每个作业循环人员配置表

7.材料要求

7.1 护筒：

采用 10mm 厚钢板卷制而成，一般高度 1.5~2m。

7.2 泥浆：

泥浆种类见下表 7.2-1 所示，钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。

表 7.2-1 常用泥浆种类表

对泥浆材料的要求：

（1）黏土：

粒径小于 0.005mm，颗粒含量大于 50%，塑性指数大于

25%~30%，含砂量小于 6%，SiO2 和 Al2O3 之比为 3~4 以上，富含 Na+、K+等亲

水阳离子，水溶液呈碱性，Ca2+小于 70mg/L，氯化物小于 300mg/L。

第 10 页/共 13 页

种类

使用目的

常用物质

分散剂

防水泥、盐分对泥浆的污染，污染后泥

浆再生。

增强防坍作用没提高泥水分离

性

Na6P6O18、Na6P3O10、Na2CO2

、NaHCO3、木质素、腐殖酸

增黏剂

防孔壁坍塌，提高钻孔效率，对泥浆有

保护膨润土的凝胶作用

CMC（钠羧甲基纤维素）

加重剂

增加泥浆比重，提高孔壁稳定性

重晶石、铁砂、铜矿石、方铅

矿粉末

防漏剂

防止泥浆漏入土中

锯末、稻草、水泥

盐水泥浆剂

在盐水中湿胀并提高黏度

防腐剂

防止 CMC 等有机外加剂在夏季变质

硫化钠

（2）膨润土：

主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量及屈服值等指标，

应符合有关标准。

（3）水：

淡水。

（4）外加剂。

见表 7.2-2 所示。

表 7.2-2 外加剂种类表

8.主要机具设备

8.1 主要机械：

旋挖钻机 1 台。

8.2 辅助机械、设备：

钻头 2 个、搅拌机 1 台、泥浆泵 1 台、电焊机 1 台、氧气

瓶 1 个、空压机 1 台、乙炔瓶若干、挖掘机 1 台、千斤顶 1 个、抽渣筒 1 套、

验孔器及测绳各 1 套。

9.质量控制及检验

9.1 质量控制

9.1.1 严格控制泥浆质量，泥浆对护壁及钻渣的悬浮起重要作用。

根据地质情况

选用膨润土、火碱、纤维素的配比，其次要用搅拌机按比例均匀搅拌，泥浆池

第 11 页/共 13 页

项目

允许值

检验方法

泥浆比重

1.03~1.1

泥浆测试仪器（三件套）

含砂率

＜2%

黏度

17~20Pa·s

沉渣厚度

不大于设计规定值

测绳测量

钻进方法

地层情况

相对密度

黏度

含砂率

胶体率

pH 值

旋挖钻

填土、硬土、粉土、

黄土、砂卵砾石层、

软~中硬基岩等

1.03~1.1

17~20Pa·s

＜2%

＞98%

8~10

项目

允许偏差

孔位中心

50mm

要循环使用，从孔位返回时设置沉淀池。

9.1.2 钻孔平台、桩基及钻杆要稳固牢靠，不产生位移及沉降。

（1）钻杆与机身水平。

（2）应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心要护筒中心的偏

差不大于 50mm。

（3）对于软弱地基位置，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，钻孔过程

应速度均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得长时间堆积在钻孔周围。

9.1.3 钻孔过程中随时核对地质情况，并调整泥浆指标，防止出现坍孔。

除此之

外，还应控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度，软地

层变为硬地层时要减速慢进。

9.2 质量检验

钻孔桩的质量检验按《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）的