钻孔灌注桩作业指导书.docx
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钻孔灌注桩作业指导书
钻孔灌注桩作业指导书
一、总体规定
1、钻孔灌注桩施工要具备工程地质资料和水文地质资料，水、水泥、砂、石、钢筋等原材料及制品的质量检验报告。
2、钻孔灌注桩施工时，要按有关规定制定安全生产、保护环境等措施。
3、钻孔灌注桩施工时，要有完善的施工记录
4、桩位测量一律采用坐标正算方法放样，然后用皮尺等复核，无误后报项目经理部测量工程师检验，复测无误后，报监理工程师检验，合格并签字后方可进行下道工序的施工。
具体方法详见项目经理部下发的《关于测量工作的通知》。
二、施工平台与护筒
（一）施工平台：
场地为旱地时，应平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。
钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。
1、场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。
筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5～1.0m。
2、场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台。
平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
（二）护筒设置
1、护筒内径宜比桩径大200～400mm。
2、护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。
3、旱地、筑岛处护筒采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。
4、水域护筒设置，应严格注意平面位置，竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合上述要求，沉入时可采用压重、振动锤击并辅以筒内除土的方法。
5、护筒高度宜高出地面0.3m或水面1～2m。
当钻孔内有水压时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。
当处于潮水影响地区时，应高于施工水位1.5～2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措施。
6、护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度为2～4m，特殊情况应加以保证钻孔和灌注砼的顺利进行。
7、护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
三、泥浆的调制和使用技术要求
钻孔泥浆一般由水、粘土（膨润土）和添加剂按适当配合比配置而成，鉴于我工程均使用正循环回转法施工，其性能指标参照下表使用：
泥浆性能指标选择
钻孔方法
地层
情况
泥浆性能指标
相对
密度
粘度
含砂率
胶体率
失水量
泥皮厚
静切力
酸碱度
（S）
（%）
（%）
Ml/30min
mm/30min
（Pa）
PH
正循环
一般地层
1.05～1.20
16～22
≤4
≥96
≤25
≤2
1.0～2.5
8～10
反循环
易塌地层
1.20～1.45
19～28
≤4
≥96
≤15
≤2
3.0～5.0
8～10
四、钻孔施工
（一）一般规定
1、钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。
2、钻孔时，应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆。
3、钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。
五、钻孔作业应分班连续进行。
填写的钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应随时调整。
在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地址剖面图核对。
（二）钻孔灌注桩钻进的注意事项
1、无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准确。
开孔时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
2、采用正循环钻孔（含潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和的80%。
3、用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直，钻孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。
4、在钻孔排渣，提钻头除土或因故停钻时，应保持空内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。
处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。
（三）、钻孔事故的预防及处理
1、坍孔：
坍孔原因：
（1）、泥浆相对密度不够及其他性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。
（2）、出渣后未及时补充泥浆或孔内水头高度不够。
（3）、在松软的砂层中钻进进尺太快。
（4）、水头太高、使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
（5）、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。
（6）、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
预防和处理：
针对以上坍孔的原因，认真做好预防措施！
2、钻孔偏斜
偏斜原因：
（1）、钻孔过程中遇到较大的孤石或探头石。
（2）、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
（3）、钻杆弯曲、接头不正。
预防和处理：
针对以上原因认真预防、适当处理。
3、掉钻落物
施工前认真检查各物件的连接是否紧密，如有掉落使用打捞叉等工具及时清理。
4、糊钻和埋钻
糊钻的表征是细粒土层中钻进速度缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象，以至钻头被糊住或埋住的现象。
处理方法是可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量。
5、钻孔漏浆
漏浆的原因：
（1）、在透水性强的砂砾或流砂中，特别是有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。
（2）、护筒埋置太浅，回填土夯实不够。
（3）、地质坚硬、进尺太快，使钻杆超负荷工作。
六、清孔
（一）清孔要求
1、钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合有关规定后方可清孔。
2、清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。
本工程拟采用换浆法和喷射法结合施工。
3、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，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。
（二）清孔时应注意事项
1、清孔方法用换浆和喷射结合施工。
2、在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。
3、清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合有关规定。
4、不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
（三）清孔后泥浆的指标
成孔后，停止进尺，保持泥浆正常循环，以中速将相对密度在1.03～1.1之间的泥浆压入。
清孔后泥浆的含砂率降到2%以下，粘度为17S～20S，相对密度1.03～1.1，且孔底沉淀土厚度不大于设计规定。
清孔后灌注水下混凝土之前，泥浆比重等试验检测项目须由项目经理部派试验工程师专人检测，合格后由桥梁专业工程师及监理工程师同意后才可灌注水下混凝土。
（四）沉淀土厚度的检测方法
（1）沉淀土厚度的测算基准面
用平底钻锥时，沉淀土厚度从钻头底部所到达的孔底平面算起。
用底部带钻锥的笼式锥头时，从锥头下端的圆锥体高度的中心标高算起。
（2）检测方法
取样盒检测法:
在清孔后用取样盒吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,测量沉淀在盒内的沉渣厚度
测锤法:
使用灌注高度的测锤,慢慢地沉入孔内,凭人的手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉淀土厚度。
七、灌注水下砼
（一）钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求
1、钢筋骨架的制作应符合设计图纸要求和相关规定。
2、长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，基本原则不超过三段，应保证不变形、接头应错开。
3、应在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，垫块尺寸为15cm×20cm×8cm其间距竖向为2m，横向圆周不得少于4处。
骨架顶端应设置吊环。
4、骨架入孔一般用吊机。
起吊应按骨架长度的编号入孔。
5、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：
主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，骨架外径±10mm，骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20mm，骨架中心平面位置20mm，骨架顶端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。
（二）灌注水下混凝土
灌注水下砼的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕，灌注时间不得长于首批砼初凝时间。
若估计灌注时间长于首批砼初凝时间，则应掺入缓凝剂。
水下灌注砼的泵送机具宜采用砼泵，距离稍远的宜采用砼搅拌运输车。
砼拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合相关规定，应进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，不得使用。
孔身及孔底检查得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，应立即开始灌注砼，并应连续进行，不得中断。
当气温低于0℃时，灌注砼应采取保温措施。
强度未达到设计等级50%的桩顶砼不得受冻。
砼一般用钢导管灌注，导管管径视桩径大小而定，由内径200～350mm的管子组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节。
导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。
在灌注砼开始时，导管底部至孔底应有250～400mm空间，首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m和填充导管低部间隙的需要。
在整个灌注砼的时间内，出料口应伸入先前灌注的砼内至少2m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6m。
应经常测量孔内砼面层的高程，及时调整导管出料口与砼表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。
如为泵送砼，泵管应设底阀或其他的装置，以防止水和管中砼混合。
泵管应在桩内砼升高时，慢慢提起。
管底在任何时候，应在砼顶面以下2m。
输送到桩中的砼，应一次连续操作。
初凝前，任何受污染的砼应从桩顶清除。
灌注砼时，溢出的泥浆应引流至适当地点处理，以防止污染环境或堵塞河道和交通。
处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒部分，应在灌注砼后立即拔出；处于地面以上拆除的护筒部分，须待砼抗压强度达到5Mpa后拆除。
当使用全护筒灌注砼时，应逐步提升护筒，护筒底面应保持在砼顶面以下1～2m。
砼应连续灌注，直至灌注的砼顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇筑，以保证截断面以下的全部砼均达到强度标准。
灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证砼强度，多余部分应在接桩前凿除，桩头应无松散层。
砼灌注过程中，如发生故障应及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师经研究后，进行处理。
补救费用由承包人承担。
在钻孔、清孔及水下混凝土的灌注等工序的施工过程中，施工队必须派专人详细记录整个施工过程的情况，并把每个桩的原始记录资料上交到项目经理部桥梁专业工程师处。
八、灌注事故的预防及处理
一、导管进水
主要原因：
混凝土的储量不足，或虽然混凝土的储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以至泥水从导管进入。
导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。
导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。
预防和处理办法：
如果是上述第一种原因引起的，应立即将导管拔出，将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗吸出。
若是第二种或第三种引起的，应拔换原管重新下管，或用原导管插入续管，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或吸水的方法吸出。
二、卡管
在灌注混凝土的过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。
卡管有以下两种情况：
初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等使水泥混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
处理方法可用振捣器把导管中的混凝土下落。
机械发生故障或其它原因是混凝土在导管内停留时间过久，或混凝土灌注的时间过长，最初灌注的混凝土已经，初凝的，增大了混凝土下落的阻力，混凝土堵在管里。
预防措施是在灌注之前把机械维修一遍。
同时采取措施加快混凝土的下落速度。
三、埋管
导管无法拔出称为埋管，起原因是导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土之间的摩擦力增大，猛拔导管会把导管拉断。
预防办法：
应严格控制导管的埋入深度，一般不超过6～8m，在导管上安装附着振动器拔管前或停灌时间较长时，均应适当振动，使周围的混凝土不至初凝。
在首批混凝土中掺入缓凝剂。
处理办法：
若事故已经发生，初时可用千斤顶试拔；若不行可用较小的导管伸入吸出混凝土表面的泥渣，派人下至混凝土面，在水下将导管齐混凝土切断。
四、钢筋笼上升
原因：
除了由于全导管上拔、导管提升挂钩所至外，主要是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口距钢筋笼底口3m到1m时混凝土灌注的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶推力大于钢筋笼的重力导致。
预防及措施：
克服钢筋笼上升，除了从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼本身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施为：
1、适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力。
2、钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用。
3、在孔底设置直径不小于主筋的加强筋并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼底部。
五、桩身夹泥断桩
原因：
大多是有以上各种事故引起的次生结果。
措施：
只能采取压浆补强的方法。
六、孔灌注桩检查及允许偏差
钻孔灌注桩检查项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩砼强度（Mpa）
在合格标准内
按JTJ071—98附录D检查
2
孔的中心
位置（mm）
群桩
100
用经纬仪检查纵、横方向
排架桩
50
3
孔径
不小于设计桩径
查灌注前记录
4
倾斜度
直桩
1%
查灌注前记录
斜桩
±2.5%
5
孔深
摩擦桩
符合图纸要求
查灌注前记录
支承桩
比设计深度超深不小于50mm
6
沉淀厚度
（mm）
摩擦桩
符合图纸要求。
图纸无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；对桩径＞1.5m或桩长＞40m或地质较差的桩≤500mm
查灌注前记录
支承桩
不大于图纸规定
7
清孔后泥浆指标
相对midu
密度
1.03～1.10
查清孔资料
粘度
17～20Pa.s
含砂率
＜2%
胶体率
＞98%
注：
清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。
本项指标的测定，限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。
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