冲击钻机成孔施工作业指导书.docx
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冲击钻机成孔施工作业指导书
冲击钻机成孔施工作业指导书
（黄鑫王庆伟）
1编制依据
1.1交通部部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；
1.2交通部部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；
1.3交通部部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
1.4交通部部颁《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
1.5交通部部颁《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
1.6业主和监理单位的文件规定；
1.7工程项目设计图纸。
2适用范围
适用于卵石层，岩石层钻孔时采用。
3工艺流程图
冲击钻机成孔工艺流程图
4施工要求
目前常用的冲击钻机有其所有部件装在拖车上，包括电动机、传动机、卷扬机和桅杆等，整体牵引。
冲机钻孔是利用钻机的曲柄连杆机构，将动力的回转运动改变为往复运动，通过钢丝绳带动冲锤上下运动。
通过冲锤自由下落的冲击作用，将卵石或岩石破碎，钻渣随泥浆（或用掏渣筒）排出。
冲锤有各种形状，但它们的冲刃大多是十字形的。
4.1测量放样
在开工前应对桥梁中心位置桩，三角网基点桩、水准基点桩及其它测量资料进行核对、复测。
4.2护筒加工与埋设
护筒多次周转使用，一般选用5mm厚钢板；水中墩护筒需用振动夯打入，故选用10mm厚钢板。
护筒顶面应高出施工平台30cm以上。
4.3冲击钻机就位
冲孔钻机安装时可以用吊车就位，并用全站仪精确测量并固定，然后安装经监理工程师检查合格的冲锤，完成冲孔作业的钻机安装工作。
4.4泥浆池和泥浆调制
4.4.1泥浆池的开挖、造浆、排渣
泥浆池采用挖掘机开挖，人工整修，挖出的土用于钻机平台土方及便道填筑。
根据本标段实际情况，考虑文明施工，泥浆池采用逐孔修建，泥浆池分沉淀池和净浆池，泥浆池的大小设置根据每孔基桩出渣量及泥浆量来布置的。
因此，回旋钻机成孔的泥浆池要比冲击成孔的泥浆池大。
4.4.2泥浆调制
泥浆池中首批泥浆使用粘土造浆，泥浆比重应达到1.15～1.20。
4.5钻进
4.5.1冲孔钻机安装完成后，既进行冲孔作业。
钻孔时，在护筒底以下1-2m要反复加黄泥、片石进行低冲程，慢速，使初开孔坚实，竖直能起导向作用，避免碰撞护筒，钻锥在孔中能保持竖直稳定时，可适当加速钻进，最后在护壁口形成坚固密实的护壁后方可开始冲击钻进。
4.5.2在冲击的过程中要根据不同的地层加入适量的黄泥、片石，选择适当的冲程以提高冲击效率，在冲击过程中，孔内浆面应高出地下水或河面1m以上，冲孔过程中每一班必须除渣，除渣时必须保持孔内的水面高于水面或地下水面1.5-2.0m，以防坍孔。
4.5.3因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。
4.5.4在钻孔排渣、提钻、除土或因故停钻时，应保持孔内有规定的水头和符合要求的泥浆密度、粘度以防止塌孔。
4.6清孔
4.6.1终孔应迅速清孔，对冲击钻机成孔，捞渣后采用正循环进行清孔，利用泥浆泵向孔内注入优质泥浆，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。
4.6.2清孔时务必注意始终保持孔内水头高度，提管时避免碰撞孔壁。
清孔后，泥浆指标应满足：
相对密度1.03～1.10；粘度：
17～20Pa·s；含砂率：
＜2%；胶体率：
＞98%；沉淀厚度应满足：
符合设计要求，当设计无要求时，直径≤1.5m的桩≤30cm，其他不大于500mm。
4.6.3清孔后用检孔器测量孔径，检孔器可在工地自行制作，报经监理工程师审批。
4.6.4在吊入钢筋骨架后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超规，则应进行二次清孔，直至符合要求。
4.6.5二次清孔可采用φ16cm洗井管。
4.6.6砂层地质情况下，用反循环法清孔时易坍孔，务必引起高度重视。
4.6.7不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
4.6.8检孔器要求结实且不易变形，检孔器的外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm（不得大于钻头直径），长度为外径的4-6倍，用检孔器测量孔径、倾斜度等。
5劳动力组织
工程以机械冲孔桩为主，每处安排5名冲孔机械操作者，在机械开挖至桩的扩孔部位时，经过设计、监理、甲方等单位确认孔底，采用机械运渣，每处安排人。
劳动力组织一览表
序号
职务
人数
职责分工
职责分工
1
施工负责人
1
全面负责施工质量、安全和进度
2
技术员
1
负责施工技术质量和施工记录
3
质检
2
全面负责质量的检测
4
测量
2
负责工地的施工测量，放样
5
试验
2
确保提供准确详细的施工数据
序号
职务
人数
职责分工
职责分工
6
电工
1
负责现场施工用电的连接
7
专职安全员
1
负责现场安全检查、督导
8
钻孔作业工
3
负责钻孔
9
混凝土工
3
负责混凝土灌注
6机械与周转材料配备
原材料的质量必须符合现行有关标准的规定，进行逐批检验，对钢材料及水泥按批量及厂家检验其出厂合格证和进场试（复）验报告单。
对砂及水泥观察，并做出记录，要求合格率100%。
机械与周转材料配备一览表
序号
机械名称
规格型号
数量
备注
1
砼拌和站
150型
1套
2
轮胎吊车
25t
3
冲击钻机
1套
4
砼运输车
大型混凝土罐车
4辆以上
5
发电机（备用）
1台
6
电焊机
2套
7
导管
2套
8
运渣车
2台
7质量控制与检验
7.1质量控制措施
7.1.1测量放线，根据设计图纸用全站仪现场进行桩位精确放样，在桩中心位置钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员进行复核，施工中护桩要妥善看管，不得移位和丢失。
7.1.2钻孔护筒坚固耐用，不漏水，为避免护筒底悬空，造成塌孔、漏水、漏浆、护筒底应坐在天然的结实的土层上（或夯实的粘土层上），护筒四周应回填粘土并夯实，护筒平面位置的偏差应不超5cm。
7.1.3泥浆的性能指标要符合规范要求。
7.1.4钻进过程中，要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上，泥浆如有损失、漏失，应及时补充，并采取堵漏措施。
钻进过程中，每进2-3m应检查孔径、竖直度，在泥浆池捞取钻渣，以便和设计地质资料核对。
7.1.5终孔检查合格后，应迅速清孔，清孔时必须保证孔内水头、提管时避免碰孔壁。
7.2质量检验
钻（挖）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）
群桩:
100单排桩：
50
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度（％）
钻孔：
<1挖孔：
<0.5
孔深（m）
摩擦桩：
不小于设计规定
支撑桩：
比设计深度超深不小于0.05
钻孔桩
沉淀厚度（mm）
摩擦桩：
符合设计规定。
设计未规定时，对直径≤1.5m的桩，≤200；对直径>1.5米或桩长>40m或土质较差的桩，≤300
支撑桩：
不大于设计规定；设计未规定时≤50
清孔后泥浆指标
相对密度：
1.03-1.10;粘度：
17-20Pa-S;含砂率：
<2%；胶体率：
>98%
7.3冲击钻孔质量通病及处理方法
7.3.1桩径不圆，呈梅花形
主要原因:
1）冲击时钻头的转向失灵；
2）泥浆粘度过大，冲击转动阻力太大，钻头转动困难；
3）冲程太小，钻头转动时间不充分或转动很小。
处理方法:
1）经常检查转向装置的灵活性；
2）调整泥浆的粘度；
3）用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。
7.3.2钻孔倾斜
主要原因:
1）冲击中遇探头石、漂石等，使钻头受力不均匀；
2）基岩面形状较陡；
3）钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。
处理方法:
1）发现石头后，应回填碎石，或将钻机稍移向探头石一侧，用高冲程猛击探头石，破碎探头石后再钻进；
2）遇岩石时采用低冲程，并使钻头充分转动，加快冲击频率，进入岩石层后采用高冲程钻头，若发现孔斜，应回填重钻；
3）经常检查，及时调整。
7.3.3钻头被卡，提不起来
主要原因:
1）钻孔不圆，钻头被孔狭窄位卡住（叫下卡）；
2）冲击钻头在孔内遇到大的探头石（叫上卡）；
3）石头落在钻头与孔壁之间；
4）孔径收缩卡住钻头；
5）上部孔壁坍落物卡住钻头；
6）在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过高，以致钻头被吸住；
7）放绳太多，冲击钻头倾斜，顶住空壁。
处理方法:
1）钻孔不圆，钻头向下有活动的余地，可将钻头向下移动并转动至孔径较大方向提起钻头；
2）使钻头上下活动，脱离卡点；
3）使钻头上下活动，让石头落下；
4）在孔径变小处反复冲刮孔壁，以增大孔壁；
5）用打捞钩或打捞活套助提；
6）用泥浆泵向孔内送性能优良的泥浆，替换孔内粘度过高的泥浆；
7）使用专门工具将顶在孔壁的钻头拨正。
7.3.4钻头脱落
主要原因:
绳端或绳卡松脱或转向装置与顶锥的联结处脱开。
处理方法:
用打捞钩或打捞活套打捞；勤检查更换易损坏部件。
7.3.5孔壁坍塌
主要原因:
1）冲击钻头或淘渣桶倾倒，撞击孔壁；
2）泥浆密度偏低，起不到护壁作用；
3）孔内泥浆面低于孔外水位；
4）遇到流砂、软淤泥、破碎地层或松砂层钻进时进尺太快。
处理方法:
1）探明坍塌位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1～2m，等回填物沉积密实后重新钻进；
2）按不同地层土质采用不同泥浆相对密度；
3）提高泥浆面；
4）用粘土回填，待孔壁稳定后采用低速重新钻进。
7.3.6吊脚桩
主要原因:
1）清孔后泥浆密度过低，孔壁坍塌或孔底涌进泥沙，或未立即灌注砼；
2）清渣未净，残留沉渣过厚；
3）沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使孔壁土坍落孔底。
处理方法:
1）注意泥浆浓度，做好清孔工作，达到要求后，立即灌注砼；
2）注意泥浆浓度，及时清渣；
3）注意孔壁，不让重物碰撞孔壁。
7.3.7流砂（冲孔时大量流砂涌塞孔底）
主要原因:
孔外水压力比孔内大，孔壁松散，冲孔时大量流砂涌塞孔底。
处理方法:
流砂严重时，可抛碎砖石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，成坚厚孔壁，阻止流砂涌入。
8安全与环保要求
8.1安全要求
8.1.1钻孔机械就位后，应对钻机及配套设备进行全面检查。
钻机安设必须平稳、牢固，钻架应加设斜撑或缆风绳。
8.1.2钻机使用的电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水、不漏电；对经常处于水、泥浆浸泡处应架空搭设。
挪移钻机时，不得挤压电缆线及风水管路。
8.1.3钻头提到接近护筒底缘时应减速、平稳提升，不得碰撞护筒和钩挂护筒底缘。
8.1.4孔使用的泥浆，宜设置泥浆循环净化系统，并注意防止或减少环境污染。
泥浆池周围应加以围护，夜间应设置照明设施，防止人、物滑入泥浆池。
8.1.5钻机停钻，必须将钻头提出孔外，置于钻架上，不得滞留孔内。
8.1.6对于已埋设护筒未开钻或已成桩护筒尚未拔除的，应加设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。
8.1.7采用轮胎式起重机进行起重吊装应保证的措施：
8.1.8起重机吊运同一重物时，钢丝绳应保持垂直，各台起重机升降应同步，各台起重机不得超过各自的额定起重能力。
8.1.9吊起重物时，应先将重物吊离地面10cm左右，停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度，确认情况正常后，方可继续工作。
作业中不得悬吊重物行走。
8.1.10起升或降下重物时，速度要均匀、平稳，保持机身的稳定，防止重心倾斜，严禁起吊的重物自由下落。
8.2环境保护措施
8.2.1泥浆处理
制定有效的预防措施，防止施工中泥浆溢出泥浆池，在河流、水道、灌溉或排水系统中淤积。
施工中的临时排水系统合理安排，泥浆应循环使用，多余的泥浆排入沉淀池，澄清净化后再排入排水沟，减少污染。
8.2.2造浆池和沉淀池的工后处理
钻孔结束后，泥浆池和沉淀池中往往会存积剩余的水和泥浆，对此，我们将把遗留的泥浆沉淀、净化、通过现场设置的排水系统将积水排出。
污染物如膨润土残渣，用挖掘机彻底挖除运输至指定地点。
净化处理后的造浆池和沉淀池用无污染的土质回填平整，尽可能达到周围土的原始自然状态，从而避免日后雨水浸泡后地表凹坑不平。
8.2.3防止水土流失
防止从施工中开挖或冲刷产生的材料在任何河流、水道、灌溉或排水系统中产生淤积。
施工中的临时排水系统合理安排，尽量避免水土流失及水文状态的改变。
8.2.4生态保护
施工造成植被破坏的面积要严格控制，除了不可避免的工程占地、砍伐以外，不得再发生其他形式的人为破坏。
8.2.5空气污染的预防
在整个施工期间，对施工场地及施工便道应经常洒水，使尘土飞扬减到最低程度。
在运输容易起尘的细料和松散材料时，应在运输期间加以覆盖或适当洒水喷湿。
8.2.6生产、生活垃圾处理
工地施工和生活垃圾弃置在半密封的池中，定期焚烧处理。
焚烧后产生的废渣和不能焚烧的垃圾废料要运至业主或监理工程师指定的地点。
工地设置能冲洗的厕所，派专人清理打扫，定期对厕所周围喷药消毒，防止蚊蝇滋生和病毒传播。
8.2.7噪声控制
施工期间要制定防止扰民的具体措施，重点有：
严格控制人为噪声。
在人口稠密区进行强噪声作业时，须严格控制作业时间，确系特殊情况必须昼夜施工时，尽量采取降低嗓音措施，协调并出安民告示，求得群众谅解。
加强机械维修保养，从声源上降低噪声。
在传播途径上控制噪声，车辆经过居民区时注意减速慢行、禁止鸣笛。
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