钻孔桩作业作业指导书.docx
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钻孔桩作业作业指导书
兵建集团兰新铁路第二双线
项目部二工区
钻孔桩作业指导书
主墩钻孔桩作业指导书
1适用范围
本作业指导书适用于各类陆上桥梁钻孔桩施工。
具体内容包括:
钢护筒施工、钻孔桩成孔、钢筋笼制作及安装、灌注水下混凝土。
2作业准备
2.1内业技术准备
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，熟悉规范和技术标注。
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。
对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
2.2.1钻孔平台的场地已填筑，水中施工已搭设钻孔平台，并配备池浆循环条件。
2.2.2通往钻孔平台的施工道路畅通，水中施工已搭设栈桥。
2.2.3施工作业层所涉及的各种外部数据的收集。
3技术要求
3.1钢护筒的加工质量满足相应的标准。
3.2钻孔桩混凝土的原材料、配合比、混凝土强度等符合相关规定。
3.3确保钻孔桩的成孔轴线顺直
3.4混凝土的拌合由搅拌站供应。
4施工程序与工艺流程
4.1施工程序
钻孔桩施工的主要施工程序为：
施工准备→钻进→清孔→钢筋笼制安→浇注混凝土。
4.2施工工艺流程
钻孔桩施工工艺流程
5施工要求
5.1钢护筒施工
5.1.1钢护筒制造
钢护筒采用Q345B钢材制造，材料进场前检查出场合格证和检验报告。
钢护筒由短节拼焊成吊装节，各短节钢护筒的纵向焊缝错开布设.间距不小于30cm，并不小于1/8周长。
钢护筒接口处均采取V型坡口。
钢护筒在工厂内焊接成2节，现场设置一个接头，接头处顶节护筒外侧壁板在工厂开好坡口，便于现场焊接。
护筒底口设计加劲环来增加护筒底口的刚度。
护筒的焊接均应采用自动埋弧焊接，加工完成后进行下列检查：
焊缝超声波探伤检查、圆整度检查、轴心垂直度检查、直径检查及长度检查，符合验收标准后出厂。
5.1.2钢护筒的运输
钢护筒加工完毕并经质检人员验收合格后，陆上墩位汽运至现场。
由于护筒直径大，为防止护筒在运输过程出现失圈，在护筒上下口及中间位置焊接十字支撑，增强钢护筒的抗变形能力。
5.1.3钢护筒的下沉
1导向的设计和制作
为确保钢护筒的沉放精度，在钻孔平台顶面设置了固定的导向定位架，以确保钢护筒在安装过程中不至偏位超限。
2钢护筒下沉起重设备
钢筋笼制安施工工艺流程
钢筋笼制安施工工艺流程
主墩护筒下沉：
陆上主墩采用大型吊车，
3钢护筒下沉振动设备拟采用液压振动锤进行插打下沉。
4钢护筒插打施工步骤
1）测量放线定位护筒中心线。
2）钢护筒吊装时，为保证护筒不变形，起吊时顶端吊点采用四点吊装，底部吊点不动，使钢护筒由平卧变为斜卧，慢慢起吊到90度后，拆除底部吊点，割除护筒内支撑和吊耳，垂直起吊护筒入孔。
5.2钻机选型
结合主墩钻孔桩孔径、孔深和地质情况，钻机可选择使用正反循环冲击钻机、正反循环回钻机、气举反循环钻机等机型。
5.3钻孔施工
5.3.1泥浆循环系统
1泥浆原材料
钻孔泥浆选用不分散、低固相、高黏度的PHP优质彭润土化学泥浆。
泥浆由优质膨润土、碱、羟甲基纤维素和聚丙烯酰胺等原料组成。
膨润土：
为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的纳质膨润土或采用聚合膨润土，不能错用铸造用的膨润土。
2泥浆拌制
1）制浆设备
泥浆的拌制和运输设备包括泥浆搅拌机，高压水流自循环拌制泥浆机、各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。
2）泥浆用途
浓基浆：
用来制作高黏度PHP新鲜泥浆，砂性土层钻进时适用浓基浆。
淡基浆：
因粘土本生能造浆，故在粘性土层中适用。
浓鲜PHP泥浆：
在浓基浆中加入PHP浓液后得到，常用在防止护筒底泥浆反穿、不稳定地层塌孔和砂砾层处泥浆漏失等紧急情况处理中。
3泥浆循环、净化
钻孔泥浆采用集中拌制、集中供应、集中净化方式进行。
5.3.2钻机就位
钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。
钻机底座和顶端保持平稳，防止产生位移和沉陷，钻机的起吊滑轮线、钻锥和桩孔中心三者应保持同一铅垂线，保证孔位正确，钻孔顺直。
5.3.3钻进
当一切准备工作就绪后，将钻头提离泥浆面约30cm，打开供风阀门使泥浆循环，待泥浆循环正常后，启动钻机开始慢速到中速钻进。
1）覆盖层中钻进
根据地质状况，主墩覆盖层主要为中、细砂和砾砂，采用刮刀钻头钻进。
钻进过程根据实际情况调整进尺。
2）岩石层钻进
当钻头进入风化岩层时，由于岩面不平，石质不匀，应减压慢速钻进。
同时换适合的钻头保证进尺，加快成孔速度。
钻进参数选择的一般原则：
在岩层与岩层交界处宜采用较小钻压，较低转速钻进；岩石倾斜、岩石破碎或岩层构造一边软一边硬宜采用较小钻压，低转速钻进，反之用较大钻压，高速钻进，但始终要保证减压钻进。
钻进过程中的技术点
钻进过程中，应随时对孔位中心进行复查，发现超出50mm时，及时分析原因进行纠偏。
确保成孔轴线顺直。
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。
应及时对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时调整。
应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取渣样保存。
当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行清孔和水下混凝土灌注。
5.4钢筋笼施工
5.4.1钢筋笼制作
1材料进场
钢筋场中的钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单，并符合设计要求。
钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不能混杂，且应设立识别标志。
钢筋在运输过程中，应避免锈蚀和污染，进场钢筋宜堆放在仓库内，露天堆放时，应满足下垫上盖的要求，离地高度要保证30cm以上
钢筋笼的分节及下料
在钢筋车间内长线胎膜上分段制作钢筋笼。
钢筋下料用砂轮切割机、专用切割机等下料。
5.4.2钢筋笼安装
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。
钢筋骨架的保护层厚度由厚7cm的圆形C30细石混凝土垫块来保证，垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周设4个呈梅花型布置。
直径1.5米的钻孔桩钢筋笼制作时，为保证制作的钢筋笼不变形，在每个加劲圈内设三根内撑形成三角形，内撑钢筋的直径和加劲筋相同。
钢筋笼骨架分节制作，在孔口吊装时采用单面焊接将主筋焊成整体，所以在制作钢筋笼时，交接处主筋长短相错，相错量大于30d，并不小于60cm。
主筋和加劲圈要焊接牢固，并在每节钢筋笼上部焊接两个吊耳，并在串横担梁的主筋之间设加强筋如图，制作时按设计尺寸做好加劲筋箍圈，标出主筋位置，把主筋摆在平整的工作平台上，并标出加劲筋的位置，焊接时使加劲筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记，标正加劲筋，并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊。
在一根主筋上焊好全部加劲筋后，用机具或人工转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架，搁于支架上，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，钢筋笼根据吊装能力，分节制作。
按设计及《验标》要求需采用超声波检测的钻孔桩，在钢筋笼制作时，将测声钢管均匀布置在钢筋笼加劲筋内侧，采用φ8钢筋卡在加劲筋上。
底节钢筋笼钢管和钢筋焊死，不能窜动，并且钢管孔底端采用钢板焊接封口，另一端套接10㎝长接头钢管，第二节以上钢管不要和钢筋笼焊死，能有一定的上下窜动量，以焊接钢筋笼时方便钢管对接。
钢筋笼下放之前，报监理工程师检查钢筋笼外形尺寸，焊接情况等，检验合格后，方可吊装。
制好的钢筋笼必须放在平整、干燥的场地上，存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，每个钢筋笼节段上都要挂上标示牌，写明墩号、桩号、节号。
在运输的过程中避免使钢筋笼变形，必要时采用人工抬运。
采用汽车吊吊装钢筋笼，必须用两点吊，第一吊点设在骨架的上部，第二节点设在骨架长度的中点到三分点之间。
第一吊点和吊车主吊钩之间设一个吊架，特别是钢筋笼比较重时，不能用吊绳直接起吊。
如钢筋笼长度大，可在骨架内临时加强其刚度。
起吊时，先提起第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。
待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点，随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。
解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应调直,当骨架进入孔口后，应将其扶直徐徐下降。
严禁摆动碰撞孔壁。
然后割掉内撑钢筋，割除内撑时，一定注意防止内撑掉入孔中。
当骨架下降到第二吊点时，采用两根横担梁将钢筋笼吊挂在孔口上，横担梁不能直接放置在钢护筒顶面，应放在钢护筒外侧的枕木垛上。
有声测管时，向管内注满清水。
然后吊来第二节钢筋笼和第一节焊接，采用单面焊接接头，焊接长度不小于10d，焊缝要饱满，并将焊渣除掉。
声测管接头要焊接严密不漏水，声测管顶部采用钢板焊接密封，待全部结头联结完后，可下放入水。
整个钢筋笼都下入孔中时，利用吊筋将钢筋笼挂吊在孔口的横担梁上，吊筋和主筋相连，其长度由孔口标高和钢筋笼顶面标高计算确定
5.4.3声测管安装
钢筋骨架成型后，按设计位置安装声测管。
首节钢筋笼骨架内的声测管依据设计标高沿骨架轴向点焊于笼内加强箍筋上，并焊接牢固。
其余各节骨架内的声测管依据设计标高用铁丝绑扎于加强钢筋上，并在底部设置挂钩将其靠挂于对应各节钢筋笼骨架之上，在下放钢筋笼时现场对位焊接。
安装要求：
声测管连接必须紧密，现场对接时，必须保证声测管的垂直度及位置符合设计要求。
5.4.4定位钢筋安装
钢筋骨架加工好后，在其上按设计要求于存笼区安装定位钢筋，并焊接牢固。
安装时必须使定位筋沿钢筋骨架轴向垂直于骨架的直径断面，不得歪斜。
5.5混凝土灌注
5.5.1混凝土配合比
钻孔桩开始前应做好混凝土配合比的设计、试验工作，并将实验结果整理报请审批。
5.5.2混凝土灌注
1灌注准备前的工作
先做好混凝土配合比设计工作，为混凝土拌和做好准备。
2混凝土的拌合
配制水下混凝土的原材料和配合比应符合下列规定：
1）混凝土配制强度应较在一般配制强度的基础上再提高10～20%。
2）选择配合比时，应同时按数种不同流动度的要求选定。
3）胶凝材料用量不宜小于350kg/m3，水泥或胶凝材料的初凝时间不宜小于2h,减水剂应具有如下效果：
缓凝、高效、高保塌性。
4）粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/4或钢筋净间距的1/4（仅有单层钢筋时，则最大粒径不应大于钢筋净间距的1/3），且不宜大于60mm.
5）混凝土的坍落度宜为180-220mm,在可能与水接触的最初阶段，坍落度可适当减小。
6）水下混凝土应具有足够的流动性和良好的和易性，且在运输、浇注过程中不应发生离析或泌水过多等现象。
7）拌和站计量应准确、运输过程不宜随便加水，坍落度不合要求，离析，和易性不好的混凝土严禁浇注。
3混凝土运输
桩基混凝土采用罐车运输并配合导管灌注，灌注开始后，应连续紧凑地进行，严禁中途停止
4混凝土的浇筑
1）灌注前应进行孔底二次清孔，二次清孔完成后检查孔底沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：
柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。
如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管换浆再次进行清空直至符合规范要求。
2）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不小于1m深。
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
3）导管安装
导管采用直径250mm、275mm和300mm的万能导管，每节2-3m，配1-2节1—1.5m的调整节短管。
导管吊装前应先试拼，并进行水密性实验，实验压力不小于孔底静水压力的1.5倍。
导管接口应连接牢固，封闭严密，导管接口应清洁无杂物，密封胶圈无破损老化，同时检查拼装后垂直情况与密封性，根据孔深和平台高度确定导管拼装长度，吊装时导管位于桩孔中央，并在浇注前进行升降实验。
导管轴线偏差不宜超过桩孔深度的0.5%并不宜大于10cm。
安装导管时，其孔底应距孔底保持30—50cm之间，在导管外壁用明显标记自下而上逐节编号并标明尺度，导管总长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。
设防松装置。
导管安装后，其底部距孔底有300～500mm的高度。
4）水下混凝土的灌注
在灌注过程中，应防止混凝土拌和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，致使测探不准确；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，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在2～4m。
同时应及时测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
如导管卡挂住钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋笼后，再移到孔位中心。
拆除导管动作要快，一般控制在5min，最长不能超过15min，否则容易造成堵管。
已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。
循环使用导管多次后应重新进行水密性试验。
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，不可整斗地快速灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气柱，造成堵管。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为了防止钢筋笼被混凝土顶托上浮，可采取以下措施：
①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋笼时混凝土的流动性过小。
②当混凝土面接近和初进入钢筋笼时，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；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加钢筋笼在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力。
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，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。
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，并掏出部分沉渣，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。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，部分粉煤灰可能上浮堆积在桩头，超灌高度应考虑此因素。
为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌100cm左右。
在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。
如换工作时，每工作班都应制取试件。
试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。
强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。
有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、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劳动力组织方式采用架子队组织模式
劳动力配备表
管理人员
3
技术人员
5
后勤人员
2
测量工
2
安全员
3
质检员
2
电工
2
装吊工
10
电焊工
25
钳工
2
机械司机
9
机修工
3
钢筋工
25
混凝土工
15
普工
60
7材料要求
钢护筒采用Q345B钢材制造，材料进场前检查出厂合格证和检验报告。
钻孔泥浆选用不分散、低固相、高黏度的PHP优质膨润土化学泥浆。
钢筋笼原材料的等级、规格和产品外观符合要求。
混凝土原材料及配合比要满足相应的规定要求。
8设备机具配置
设备机具配置
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
汽车吊机
25t
台
1
2
发电机组
250kw
台
2
3
交直流电焊机
台
4
4
插入式振动棒
￠50/￠80
台
20/10
5
导管
套
46
6
钢筋弯曲机
台
2
7
切割机
台
2
8
套丝机
台
2
9
温控设备
套
1
10
水泵
40m3/h
台
5
11
试验仪器
套
1
12
测量仪器械
套
1
9质量控制及检验
9.1检孔
钻孔至设计标高后，立即进行成孔质量检测，检测孔深、孔径、孔型、垂直度。
孔径孔深不小于设计值，孔位允许偏差50mm，倾斜度1%，清孔后泥浆指标：
泥浆比重≤1.1，含砂率＜2%，黏度17-20s。
9.2钢筋笼质量控制
钢筋笼加工时要确保主筋位置正确。
按照设计图纸的要求加骨架耳环及保护层垫块，控制与孔壁的间距，尤其在骨架上口更应调整好间距。
9.3混凝土施工质量控制
9.3.1混凝土原材料应能满足连续生产的需要。
9.3.2混凝土灌注过程中要有专人测量混凝土标高，正确计算导管在混凝土内的埋置深度，导管埋置深度适当，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度1-3米。
10安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1设置专职安全员，确保现场全天有人值班。
10.1.2增强职工安全意识，坚持安全第一，预防为主的方针。
10.1.3工作平台周围设置防护栏。
10.1.4各类钻具要设置安全防护措施，避免掉入孔内。
10.1.5电缆电线接头要规范，牢固。
电源要有醒目的标志。
10.1.6所有电器设备接线要进配电箱，设置防雨棚，严禁露天淋雨。
10.1.7作业人员必须穿工作服，佩戴安全帽，高空作业须系安全带。
10.1.8开钻前应先启动循环系统，再启动钻机。
10.1.9作业人员时刻注意孔内地质变化及钻机运转情况，出现异常，立即停钻。
10.2环保要求
10.2.1钻孔泥浆、废水、钻渣经泥浆分离器处理后统一排放，集中处理，不得随意排放。
10.2.2在运输和储存施工材料时，采取可靠措施防止漏失。
10.2.3做好生活污水、垃圾的外运和排放工作，不得影响环境。
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