旋挖钻钻孔灌注桩.docx
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旋挖钻钻孔灌注桩
大西铁路客运专线10标段
旋挖钻钻孔灌注桩施工作业指导书
中国铁建
编制：
审核：
审定：
中铁十九局集团公司大西铁路客运专线指挥部
二O一O年四月二十二日
旋挖钻钻孔灌注桩作业指导书
1．适用范围
大西铁路客运声张站前10标桥梁部分桩基工程。
1.1.1适用条件：
各种粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、碎石土、中等硬度（基本承载力≤350Kpa）风化岩层。
2．作业准备
2.1技术准备
2.1.1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，澄清有关技术问题，熟习规范和技术标准。
2.1.2依据设计文件确定，可进行旋挖钻孔的桩基，制定施工安全和质量保证措施，提出应急预案。
对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.1.3施工作业层中所涉及的各种技术数据收集。
2.2人员配置
施工负责人、技术主管、安全员、旋挖钻司机、电工、挖掘机司机、自卸车司机、起重机司机等
2.3机械设备及工器具配备
旋挖钻机，自卸汽车，起重机，挖掘机，隔水栓，储料斗，钢筋加工及安装设备，砼拌和站、砼运输设备，水下砼灌注设备等。
2.4材料
桩身所用的材料应符合设计及施工质量验收标准的要求。
2.5测量、试验
2.5.1测量
施工前采用GPS全球卫星定位系统完成设计院提供控制网的复测工作，并将成果上报至业主；对不通视的段落及现场需要进行控制网加密，完成施工控制网布测和复核工作。
高程控制网复测工作，成果上报批复；高程控制网布测和复核工作。
根据布设的控制网用全站仪采用极坐标法，对全桥每个墩台位中心及桩基进行定位放样，并做好护桩。
根据高程控制网确定各桩位开挖深度，并做好标记，在桩身砼灌注前，进行复核，复核时采用往返测量的方法。
2.5.2试验
指挥部设立中心试验室，负责施工配合比及现场抽检工作；各项目部设置工地试验室，负责本工区管段内的试验取样、送样工作。
试验数据要求及时准确，能反应本体工程的质量情况。
2.6临建
修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求
3.1钻头的选择根据不同的土层选择不同的钻头，并根据桩的数量确定需要购进的钻头。
3.2护筒护筒采用8～12mm钢板卷制，其直径比设计桩径大10～20cm；长度根据地质情况而定，
3.3泥浆指标
3.3.1钻进
泥浆相对密度：
1.02～1.10，黏度：
18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：
＜2mm，PH值：
大于6.5。
3.3.2清孔
泥浆比重不大于1：
1；黏度17～20s；含砂率小于2%。
3.4桩底沉渣厚度
浇筑水下砼前，桩底沉渣允许厚度为：
摩擦桩不大于100mm，柱桩不大于50mm。
3.5钻孔允许偏差
孔径、孔深和孔型必须符合设计要求，孔位中心≤100mm；倾斜度≤1%。
3.6钢筋笼制作及安放
钢筋原材料、加工连接和安装的检验应符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。
3.7砼灌注
桩身采用导管法水下灌注。
桩身砼标号为C30，砼坍落度为180～200mm。
砼原材料、配合比设计、施工和水下砼的检验必须符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。
桩顶砼应高出设计桩顶标高1m。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工程序为：
施工准备→钻机就位→设置护筒→旋挖钻进→安装钢筋笼→导管法灌注水下砼→基桩检测
4.2旋挖钻灌注桩工艺流程图
旋挖钻灌注桩工艺流程图详见图1。
图1旋挖钻灌注桩工艺流程图
5.施工要求
5.1施工准备
5.1.1掌握场地的工程地质和水文地质资料；读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和砼配比申请。
5.1.2合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，低洼处用粘土回填，达到“三通一平”，挖好稳定液搅拌池。
5.1.3施测墩台孔位及孔位控制中线，引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测。
5.1.4对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件。
5.1.5原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。
5.1.6正式施工前试成孔，不少于两个，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。
5.1.7做好孔口防排水设施。
5.1.8施工前，施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实。
5.2施工工艺
5.2.1设置护筒
根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%。
施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。
首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。
护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。
护筒的埋设深度：
在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。
护筒应高出地面50cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。
5.2.2钻头的选用、钻机就位
5.2.2.1钻头的选用
5.2.2.1.1锥形：
双头双螺，适用于坚硬基岩。
双头单螺，适用于风化基岩、卵石、含冰冻土等。
5.2.2.1.2直螺旋钻头：
a、斗齿直螺：
双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺，适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。
b、截齿直螺：
有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。
5.2.2.2钻机就位：
在钻机就位前应施工场地平整处理，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实，避免在钻进过程中钻机产生沉陷。
5.2.2.2钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。
钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。
5.2.3泥浆调制及钻进
5.2.3.1泥浆调制
因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。
由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层，地面水位较高的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。
泥浆相对密度：
1.02～1.10，粘度：
18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：
＜2mm，PH值：
大于7。
施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。
5.2.3.2钻进
5.2.3.2.1旋挖钻机采用筒式钻斗。
钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。
当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。
钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。
通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
5.2.3.2.2旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。
经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。
因此，必须对筒式钻斗进行改进。
在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。
由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。
5.2.3.2.3旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故；若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。
所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75～0.80m/s。
当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。
5.2.4成孔检验
当钻孔至设计深度后，用检孔器进行检查，孔深、孔径不小于设计要求。
检孔器可用钢筋焊制而成，其直径不小于设计桩径，其长度为桩径的4～6倍。
5.2.5清孔
5.2.5.1钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。
一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环。
5.2.5.2清孔应符合下列标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒；泥浆比重不大于1：
1；含砂率小于2%；黏度17～20s。
5.2.6检查沉渣厚度
浇筑水下砼前允许沉渣厚度应符合设计要求，柱桩沉渣厚度不大于50mm；摩擦桩沉渣厚度不大于100mm；
5.2.7钢筋笼加工及安放
5.2.7.1钢筋笼采用在加工厂统一加工，加工时根据骨架的自身刚度及吊机的起吊能力分成9m一节（12m以下钢筋笼根据现场条件制成一节）。
分节制作时均在型钢焊制的骨架定位平台上进行，以保证钢筋笼的整体直度及主筋连接接长时的对位精度。
耳筋沿笼体周围6处。
5.2.7.2为保证钢筋原材存放和钢筋笼成品质量，钢筋加工场采取浇筑10cm厚C15砼硬化地表。
5.2.7.3钢筋笼采用自制的双轮拖车运抵孔位，使用汽车吊机起吊入孔，主筋接长采用单面搭接焊。
5.2.7.4钢筋笼起吊时使用直径15cm的杉木杆分段绑扎以提高整个钢筋笼的刚度（木杆在入孔时依次拆除），防止钢筋笼起吊时变形塌腰。
5.2.7.5当设计要求进行超声波检测时，则设置声测管。
每根桩检测管需预埋3根无缝钢管，内径50mm，壁厚3.0mm。
检测管沿桩身箍筋内侧等距离布设，并焊于加强骨架箍筋上，检测管下端距桩底5cm，伸入承台内0.5m。
检测管接头及底部应密封良好，顶部采取焊接钢板的方式进行封堵，防止砼浆液进入检测管内。
5.2.8安装导管
5.2.8.1导管的检查：
导管内壁应光滑，内径一致，接口严密，导管一般由直径为200～300mm的钢管制作，导管第一节底管长度应不小于4m。
导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查外，还需做拼接、过球、水密、承压、接头、抗拉等试验。
试验室的水压应不小于孔底静水压力的1.5倍； 水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输缝管接头，输入计算的风压力。
导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。
5.2.8.2安装导管
钢筋笼下放至设计深度后，立即下放砼输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。
下放导管的长度由计算确定，导管连接处应连接牢固而上好密封圈，防止漏水。
5.2.9二次清孔
将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣，对深度不足10m的桩孔，须用空吸泵清渣。
灌注砼前的孔底沉渣厚度应满足要求。
5.2.10灌注水下砼
砼采用拌和站统一拌制，砼输送车运至现场，输送泵灌注砼。
砼灌注采用提升导管法，导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长2.0～4.0m，配1、2节长0.5～1.5m短管，丝扣连接。
使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。
导管安装后，其底部距孔底留30～50㎝的空间。
砼浇筑支架用[20型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。
漏斗容积（即首批砼方量）应满足封底时导管埋深不得小于1m并不宜大于3m。
导管顶部放置隔水皮球,封底后移走大漏斗，换上小漏斗，小漏斗旁设置储料槽，泵送砼先进入储料槽后通过滑槽入小漏斗。
在浇注砼过程中，应测量孔内砼顶面位置，保持导管埋深在1～3m范围。
导管提升时利用吊机。
灌注的水下砼坍落度控制在18～22cm，水下砼要连续灌注，不能停顿。
每根桩宜8h内浇注完成。
浇注完毕后，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在砼初凝前拔出。
为防止钢筋笼上浮，采取措施将钢筋笼压住（如在横担上加重、增加横担、将钢筋笼上端与护筒焊接在一起等）。
在浇灌砼时，随时抽拔拆除导管，并认真填写灌注记录。
灌注高度要超出桩顶1m以上，以确保桩顶质量。
5.2.11桩的检测
待桩身砼强度达到设计强度的70%以后，人工凿除桩头。
桩头上部用风镐凿除，桩头以上10～20cm段用人工打钎凿除，桩头应无松散层。
不能损伤桩头砼质量。
对桩进行低应变检测，若设计要求则采用超声波进行检测。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式：
采用架子队组织模式。
6.2旋挖钻桩作业班工地人员配备表
施工人员根据旋挖钻的施工特点，结合施工工期要求进行合理配置。
每1台旋挖钻机组成一个作业班，包括现场负责人、主管技术人员、安全员、旋挖钻操作手、挖掘机司机、自卸车司机、电焊工、砼工等。
详见表1旋挖桩灌注桩作业班工地人员配备表。
7.材料要求
根据设计图纸采用C35或C40水下砼，钢筋筋采用HPB235。
7.1泥浆
泥浆原料选用优质黏土，优先选用膨润土造浆。
7.2钢筋
表1旋挖桩灌注桩作业班工地人员配备表
序号
作业班
人员配置
职责
1
现场负责人
1人
负责作业班全面工作
2
技术主管
1人
负责技术及质量工作
3
安全员
1人
负责现场安全工作
4
旋挖钻操作手
3人
负责旋挖钻进工作并做好钻孔记录
5
挖掘机司机
1人
负责装钻孔土石方及清理场地
6
自卸车司机
1人
负责运输土石方工作
7
吊车司机
1人
负责吊装钢筋笼、导管吊拆以及拔出护筒等工作
8
电焊工
3人
负责对钢筋笼接长的焊接工作
9
电工
1人
负责安全用电工作
10
砼工
10人
负责安装、拆除导管及灌注水下砼工作
小计
23人
7.2.1钢筋品种应符合现行国家标准。
7.2.2对运进的钢筋进行检验，作为使用本批钢筋的依据。
7.2.3经检验合格的钢筋在加工和安装过程中出现异常现象（如脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等）时，应作化学成分分析。
7.2.4当对钢筋质量或类别有疑问时，应根据实际情况进行抽样鉴定，并不得用于主要承重结构的重要部位。
7.2.5钢筋的牌号、级别、强度等级、直径应符合设计要求。
当需要代换时，应经设计单位同意，并符合下列规定：
不同级别、强度等级、直径代换，应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行。
7.2.6钢筋在运输、贮存过程中，应防止锈蚀、污染和避免压弯。
装卸钢筋时不得从高处抛掷。
钢筋应按厂名、级别、规格分批空堆置在仓库（棚）内，分类立标牌。
7.3 砼
7.3.1水泥：
拌制砼用的水泥、根据砼结构或构件所处的环境条件和工程需要采用普通硅酸盐水泥，水泥的混合材料矿粉和粉煤灰。
运抵工地的水泥，按批对同厂家、同批号、同品种、同强度、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间的试验，当对水泥有疑问或水泥出厂日期逾3个月时，应进行复验。
7.3.2细骨料：
采用坚硬耐久、粒径在5mm以下的天然中砂。
7.3.3粗骨料：
砼用的粗骨采用坚硬耐久的碎石，其最大粒径不得大于板厚的1/2或结构最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋最小净距的3/4，且不得大于100mm。
并应经试验合格后方可进场。
7.3.4水：
拌制、养护砼用的水宜采饮用水。
8.机械设备机具配置
8.1机械设备：
旋挖钻机，自卸汽车，吊车，挖掘机，钢筋加工及安装设备，砼拌和、砼运输设备，发电机、电焊机、钢筋调直机、钢筋切断机、钢筋弯曲机等。
8.2主要工器具：
枕木、测绳、锤砣、导管、隔水栓，储料斗，防水照明灯，安全帽。
9.质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1根据不同的地质条件选择不同类型的钻头。
9.1.2钻孔时，孔口护筒应高出地面50cm，并及时向孔内补充浆液，以保证足够的泥浆压力。
9.1.3钻孔作业过程中，应经常观察钻机所在地面变化情况，发现沉陷或变形现象，应及时停机处理。
停机时间过长时，应将套管口保险钩挂牢。
9.1.4钻进过程中及时滤渣，经常检查泥浆各项指标。
9.1.5柱桩沉渣厚度不大于50mm；摩擦桩沉渣厚度不大于100mm；
9.1.6在下钢筋笼之前，应对桩位进行复核，并用检孔器进行检查，确认无误后方可下钢筋笼。
9.1.7导管在使用前应进行试拼试压，不得漏水，导管组装后轴线偏位不大于孔深的5%并不大于10cm。
9.1.8灌注首批砼时，导管埋入砼内不得小于1m并不宜大于3m。
灌注过程中导管埋深宜为2～6m。
9.2质量检验
9.2.1钻孔达到设计深度后必须核实地质情况，并请监理单位检查，设计单位现场确认。
9.2.2孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
9.2.3钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工工艺设计要求。
9.2.4泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。
对制备的泥浆应试验全部性能指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。
9.2.5浇筑水下砼前应清底，孔底沉渣应清除干净。
摩擦桩沉渣允许厚度100mm,柱桩沉渣允许厚度50mm。
9.2.6钻孔施工控制见表2钻孔允许偏差和检验方法。
表2钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
顶面位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
2
孔位中心
50mm
3
倾斜度
0.5%
9.2.7钢筋
钢筋原材料、加工、连接和安装的检验应符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》，具体见表3钻（挖）孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
表3钻（挖）孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主筋间距
±0.5d
尺量检查不小于5处
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
9.2.8砼
砼原材料、配合比设计、施工和水下砼的检验必须符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》
桩身砼强度等级必须符合设计要求。
水下砼标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1施工人员必须带戴安全帽,穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上必须有人监督防护;井孔周边作业人、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。
10.1.2 施工现场电源线路，必须按“三相五线”制，TV-S系统要求布置，并按“三级配电”“二级漏电分级”分段保护。
10.1.3各孔井用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。
必须一机一闸一漏一箱进行敷设。
10.1.4孔上电线、电缆必须架空。
10.1.5电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位 置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。
10.1.6 现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。
10.1.7施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。
10.1.8所有机械设备的传动部位，必须装设防护罩。
10.1.9垂直起重设备必须经常性检修维护，保证机件能够运转正常，操作灵活，按钮开关、减速器、钢丝绳、绳卡、吊钩、吊桶、吊笼等，不得带病作业。
10.1.10 垂直起重设备支架应牢固，应能承受一定的冲击力不至翻倒，垂直起重设备必须经检验合格后，方可投入使用。
10.2环保要求
10.2.1施工现场后，与当地环保部门取得联系，主动接受环保部门的监督管理，并签订环境保护责任状。
10.2.2与业主保持密切联系，了解业主的环保要求并 予以配合，制订出相应的管理措施。
10.2.3设专人负责后勤工作，对本公司施工现场生活区进行管理，清理各个 卫生死角，保持环境整洁。
10.2.4由于本工程施工期间正值易于滋生蚊虫、引发疾病的夏季，因此应组织人员对现场进行清理，尤其是泔水阴沟及卫生间等部分应喷洒杀虫剂。
10.2.5施工垃圾及生活垃圾应每天予以清理，并分别堆放在指定的地区点，严禁随意抛洒。
10.2.6各种溶剂、胶水应妥善存放，严防泄漏。
残余胶类、溶剂容器及留有残余物的抹布等应集中存放，集中封固处理后方可堆放至指定地点。
10.2.7夜间施工等应事先向环保部门及总包方提出报告，经环保部门同意并 签发夜间施工许可证后方可动工，且必须在许可证指定时间段进行施工，严禁超时。
10.2.8夜间施工应提前向周围居民及其他可能受影响的人员、单位发出通知，告知具体施工时间，对施工噪声、光源可能造成的环境污染程度予以说明，并请求谅解。
10.2.9泥浆应沉淀后排放，并符合环保要求，必须及时清运渣土，防止污染。
10.2.10废弃土石方及砼应运至弃土场统一处理。
10.2.11砼运输车应到指定地点进行清洗，清洗污水已过滤后排放。
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