钻孔桩作业指导书.docx
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钻孔桩作业指导书
钻孔桩作业指导书
一、编制目的
为了确保嘉桐特大桥钻孔桩施工质量，达到设计及施工规范要求，提高产品质量特制订本作业指导书。
二、适用范围
本作业指导书适用于新建沪杭客运专线铁路工程嘉桐特大桥段钻孔桩施工，使其处于受控状态。
三、编制依据
《铁路桥涵施工规范》
《客运专线铁路桥梁工程施工技术指南》
《客运专线铁路混凝土工程施工技术指南》
《铁路桥涵工程质量检验评定标准》
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》
《客运专线铁路桥梁工程施工质量验收暂行标准》
四、作业前的准备
1、人员和技术准备
1.1明确现场管理人员与操作者对钻孔桩施工各工序的责任人。
1.2测量放出桥墩中线、桩位。
1.3每作业班组填写钻孔桩施工记录。
2、材料
钻孔桩所用的钢材、水泥的材质，粗细集料规格及技术指标应符合铁路施工规范、技术指南及暂行验收标准的要求。
砼采用搅拌站集中拌合供应。
3、机具
提升设备和砼搅拌运输灌注机械设备事先进行检查清理、维修，保证各种机械、设备能正常连续工作。
4、施工环境
钻孔桩施工前，必须先平整周围施工场地，防排水设施要齐全，泥浆池周围必须设置一定的防护设施，防止无关人员误入。
五、施工工艺
1、施工工艺
施工准备→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻进、取样→第一次清孔→测量孔深、斜度→成孔验收→钻机移位→安装钢筋笼→下导管→第二次清孔→监理工程师检查合格→灌注水下混凝土→成桩检测。
具体详见下图：
钻孔桩施工工艺流程图
2、护筒安装
由工厂制作δ=5mm厚3m高钢板护筒，护筒内径采用φ1.2m。
桩位放样完成后用挖掘机开挖护筒埋设基础,用挖掘机开挖时，宽度应超过护筒半径0.5m～1.0m,护筒就位后人工锤击压实,孔位中心允许偏差控制在50mm以内,旱地位置护筒顶面高出地面0.5m,护筒埋设时由护桩校核护筒位置,并严格控制护筒垂直度,保证垂直度＜1%,护筒安放就位，基础回填50cm粘土，外侧回填粘土并夯实填平。
3、泥浆拌制及循环
泥浆池设于两墩之间，尺寸长×宽×高：
10.0×3.0×2.0m。
合适的泥浆性能对成孔至关重要，施工中要求每小时测定泥浆性能并及时调整到钻孔过程中泥浆比重应控制在1.05-1.5范围内，采用优质膨润土经试验后进行现场造浆。
钻孔过程中随时观测护筒内的水头高度，确保水头高度的相对稳定。
泥浆采用优质膨润土造浆，造浆配合比见表。
膨润土造浆配合比（单位：
kg）
原料名称
淡水
膨润土
CMC
纯碱
FCI
PHP
加重剂
配合比
100
8-4
0.004-0.008
0.1-0.4
0.1-0.3
0.003
试验确定
制备及循环分离系统由泥浆搅拌机（ZL800）、泥浆池（70m3）、泥浆分离器（ZX-250型两个）、泥浆沉淀处理器等组成。
在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中的沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点，防止破坏生态。
泥浆的性能指标要求
①比重：
入孔泥浆比重为1.05-1.5;
②粘度：
16～28S;
③含砂率：
新制泥浆不大于4%，循环泥浆不大于8%;
④胶体率：
不小于95%;
⑤PH值：
应大于6.5，一般在8～11。
4、钻机就位：
护筒埋设结束后将BG180型旋挖钻机就位,钻机摆放平稳,钻机底座全部用2.2×8.0×0.01m钢板支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，在钻锥下悬挂垂球，并利用交叉护桩检查钻机摆放是否正确。
对200KW备用发电机、施工用电及原材料等准备情况进行钻前检查。
确保施工能连续、正常进行。
5、钻孔
5.1制做6m长φ1m的钢筋笼检孔器,当钻孔深度达6m左右时进行第一次孔径、垂直度检查，保证孔径不小于设计值，钻机就位后，应检查钻头的直径不小于设计规定，钻杆的垂直度偏差不大于0.5%，钻孔深度达15～20m进行第二次检查,35～40m时进行第三次检查,终孔时进行第四次检查。
用吊车起吊检测笼检查钻孔垂直度、孔径。
如遇孔径小于设计值，则对钻锥加焊刀片增加直径，并在孔径小于设计值位置反复提升钻锥扫钻。
孔深大于60m的用红外线探测仪测量钻孔垂直度。
5.2开孔开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定，施工中每小时测定泥浆性能并及时调整到钻空过程中泥浆比重，采用优质膨润土经试验后进行现场造浆，钻孔过程中随时观测护筒内的水头高度，确保水头高度的相对稳定。
5.3钻进过程中随时捞取钻渣，判断地层并检验泥浆指标，根据地层变化情况，采用不同钻速、钻压，适时调整泥浆性能，始终保持孔内液面高于地下水位1.5～2.0m，保持孔壁稳定。
5.4.旋挖钻孔主要工序及注意事项：
①钻孔时，起落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆放在孔壁周围。
②钻孔作业应连续进行，因故停钻时钻机应将钻头提离孔底5m以上。
钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。
钻孔到达设计深度后，应对孔径、孔深、孔位和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。
孔位偏差不得大于5cm。
③钻机钻孔时尽量安排两相邻桩跳开施工，确实无法错开时，则要等到相邻钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工完的桩基。
采用“低压慢进”措施，待钻至护筒底1m后，再以正常速度钻进。
钻孔作业必须连续进行，不得中断。
④经常检查钻机是否出现不均匀沉降及水平位移，采用水平尺检查钻机是否出现不均匀沉降，同时在导轮位置悬挂垂球，交叉护桩挂线，标出孔桩中心位置，检查中心与垂球是否符合，如不符合则及时进行调整，符合要求后继续钻进。
⑤如遇塌孔，仔细分析、查明原因和位置，然后进行处理，塌孔不严重时，回填砂砾至塌孔位置，并增加泥浆稠度后继续钻进，如果塌孔严重应立即将钻孔全部用砂或小砂石夹粘土回填，回填时用钻锥配合击实，回填完成暂停一段时间后，查明塌孔原因，采取相应措施重钻。
⑥发生卡钻时，不宜强提。
应查明原因及钻头位置，采取晃动大绳以及其他措施，使钻头松动后再提起。
严禁人员进入没有护筒及其他防护措施的钻孔内，必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害其他和备齐防毒、防溺、防埋等保证安全的措施后，方可进入，并应有专人负责现场指挥。
⑦当孔内泥浆含量增大，钻进速度明显减慢时，应清除钻碴一次。
采用泥浆正循环清碴，本方法要求泥浆在排出护筒口，流入泥浆池的过程中，有足够长度的循环槽，使钻碴沉淀于槽内，并及时铲出槽外，纯净泥浆通过泥浆泵压回孔底。
循环时间与钻碴数量、孔深、孔径成正比。
水下混凝土灌注施工程序示意图见下图:
常见钻孔事故的预防和处理详见下表：
常见钻孔事故的预防和处理
序号
类别
产生原因
预防和处理措施
1
坍孔
（1）泥浆比重不够及其他性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥浆皮；
（2）护筒埋设太浅，下端孔口漏水；（3）未按时补充泥浆或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内泥浆流失造成孔内水头高山度不够；（4）松散砂层中进尺太快；
⑸钻头、钢筋笼撞击孔壁。
（1）松散砂层中钻进时要严格控制进尺，投入粘土块，卵石等挤入孔壁起护壁作用；
（2）发生孔口坍塌时，拔出护筒用粘土回填，重新埋设再钻；
（3）发生孔内坍塌，判明其位置，用砂和粘土回填到坍孔以上1～2m，待沉积物密实后再钻；
（4）清孔时指定专人补水，吊入钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。
2
钻孔
倾斜
（1）孔中遇有较大孤石；
（2）在有倾斜度的软硬地层交界处钻头受力不均；（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；
遇孤石或倾斜的软硬地层钻进时，低速钻进，控制进尺。
经常检查钻机底座水平，钻杆接头，逐个检查及时调整。
3
扩孔
孔壁钻机底座不水平，钻杆弯曲，孔壁坍塌。
局部扩孔不影响钻进至设计标高可不处理；若扩孔后继续坍塌，按坍孔处理。
4
缩孔
钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀
及时更换钻锥，上下反复扫孔以扩大孔径
5
掉钻
落物
卡钻时强扭；钻杆疲劳断裂；
开钻前清除孔内杂物，用电磁铁或打捞钩，打捞叉吊出；经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；
6
钢筋笼上浮
（1）混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快，导管埋置太深，被混凝土顶起；
（2）钢筋笼未采取固定措施，提导管时候挂起钢筋笼
（1）当混凝土上升接近钢筋笼下端时候，应放慢浇筑速度，减小混凝土面上升的动能，以免钢筋笼被顶托而上浮。
在钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时，再提起导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑，在通常情况下，可防止钢筋笼上浮。
7
断桩
（1）混凝土坍落度太小，骨料太大，运输距离过长，混凝土和易性差，导致导管堵塞，疏通堵管再浇筑混凝土时，中间会形成夹泥层。
（2）计算导管埋深时候出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，再浇筑混凝土时，中间会形成夹泥层；（3）钢筋笼将导管卡住，强力拔管时候，使泥浆混入混凝土中；（4）导管街头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中；（5）混凝土供应中断，不能连续浇筑，中断时间过长，造成堵管事故。
（6）坍孔。
（1）混凝土配合比严格按照水下混凝土规范配制，并经常测试坍落度，防止导管堵塞；
（2）严禁不经计算盲目提拔导管，防止导管脱离混凝土面；（3）钢筋笼主筋街头要焊平，以免提升导管时，法兰挂住钢筋笼；（4）当导管被钢筋笼挂住时候，可转动导管，使导管脱离，钢筋笼重新落入混凝土中；（5）浇筑混凝土的导管应经过密水和耐压试验。
6、清孔
当钻孔完成，检查钻孔深度、孔径、垂直度是否达到要求，合格后进行清孔。
清孔应达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s。
清孔时采用比重小于1.1的稀泥浆对孔底注入泥浆进行换浆，清孔后灌注混凝土前孔底沉淀层厚度连续梁不大于5cm,其余摩擦桩不应大于10cm。
在钢筋笼和导管安放完毕后，灌注水下混凝土前，再次检测桩底沉渣厚度，若沉渣厚度超标，要立即进行第二次清孔，直至达到标准，方可进行下道工序施工。
7、钢筋笼制作、安装
7.1清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装，应符合相关施工技术标准的有关规定，钢筋笼主筋与加强筋必须全部焊接。
吊装时应严防孔壁坍塌，钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于5cm，倾斜度不应小于1%。
在钢筋笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块。
7.2钢筋笼加工统一在钢筋加工场地加工完成。
利用炮车运至现场安装。
为保证钢筋笼吊装安装时不变形，钢筋骨架在加工时设置强劲内撑架，防止钢筋骨架在运输和就位时变形，并设置板凳平台。
钢筋笼吊装时采用两吊点起吊，先把钢筋笼吊竖直后，再检查是否有弯曲变形并加以纠正。
钢筋笼骨架进入孔口后，将其扶正徐徐下放，严禁摆动碰撞孔壁，将钢筋笼骨架下放至设计标高，并用型钢把钢筋笼固定定位于孔位中心。
7.3钢筋加工时，钢筋表面洁净，使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，钢筋平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均调直，钢筋位置间距，符合设计要求。
钢筋接头应错开布置。
钢筋笼加工时，钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。
7.4钢筋焊接
钢筋接头采用双面搭接焊，焊缝宽度不小于0.7d，焊缝深度不小于0.3d，用于电弧焊的焊条，根据《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）及《低和金钢焊条》（GB/T5118-1995）的规定，经监理工程师现场试焊取样，检验合格同意后，方可参加现场焊接。
钢筋焊接每个接头由班组质检员自检后，经质检工程师检验合格，再上报监理工程师检查合格，才能进行下道工序施工，钢筋焊接两钢筋搭接端部预先折向一侧≯40的角，使两接合钢筋轴线重合，长度不小于双面焊5d，单面焊10d。
7.5声测管采用内径50mm，壁厚3mm的钢管，声测管的底口用钢板焊严实，顶口也用钢板焊接，进行密封，以防砼漏入。
检测管在桩基横断面上的布置，采用等边三角形布设。
7.6.每节段挂上标志牌，写明墩号、桩号、节号等，尤其定位钢筋骨架，由于护筒顶面标高不同，其长度也不同，更应标写清楚。
7.7钢筋骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋长度，反复核对无误再焊接定位，确保钢筋中心位置以孔中心位置重合，误差不得大于20mm，采用定位筋把钢筋笼定位好，以免砼浇筑导管碰撞钢筋笼移位，安装骨架完认真核对每节钢筋笼长度及底面标高是否与设计相符，经监理工程师认可，方可进行下道工序施工。
钻孔桩钢筋骨架制作、安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d
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
骨架长度1%
8、导管安装
导管是灌注水下混凝的重要工具，用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成，导管连接和卡方法，导管在使用前先做水密试验，水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力，钢筋笼下放至设计深度后，立即下放混凝土输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难要及时查明原因。
导管采用直径为250-300mm的钢管制作，内壁表面要光滑并有足够的强度和刚度，管段的接头须密封良好和便于装拆。
下放导管的数量要有计算确定，布置时要使各导管的浇筑面积相互覆盖，导管的有效作用半径为3~4m，导管第一节底管长度必须不小于4m。
导管内垫必须垫好。
进场导管要做水密性试验，以水压力0.6-1.0MPa进行试压。
混凝土灌注前要将导管悬空30-50cm，其总长不得小于设计孔深。
安装导管要认真记录导管的节数和每节的长度，导管安装采用吊车或钻机配合人工完成。
9、灌注水下混凝土
水下混凝土灌注前，用标准测锤检测孔底沉淀厚度，若大于上述设计和规范要求,应二次清孔。
在第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间间隙较长，泥浆沉淀孔底又会产生新渣，所以待钢筋笼及导管安装就序后，再利用导管进行第二次清孔，清孔的方法是在导管顶部安设一个弯头和皮管，用泥浆泵浆压入导管内注入孔底，使沉渣上浮流出孔外沉淀，清孔达到设计规范要求后此时立即进行浇注水下砼的工作。
水下砼通过拌和站集中拌和，用砼运输车，浇注时先灌入首批混凝土，其数量经过计算为1.2m3，使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼深度不少于1m；堵塞导管采用混凝土隔水栓，隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口，当混凝土装满漏斗后，剪断铁丝，混凝土拌和料在压力作用下即刻落到孔底，排开泥浆，同时把导管口埋住；随着浇注连续进行，随浇随拔导管，在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深控制在2～6m，保证在水泥终凝前灌注完成，直至高于桩顶设计标高1m，确保桩身砼质量。
六、安全、质量措施
1、质量措施
1.1质量目标：
工程合格率100％。
1.2强化质量教育，树立质量第一思想，层层落实责任制，实行质量的好坏与每个职工利益挂勾。
1.3主要领导亲自抓质量，并建立健全质量检查制度，做到每道工序自检合格后，才进入下道工序施工；隐敝工程检查，要认真执行“三检制”即自检，质检工程师检查，监理工程师检查合格后并签认方可施工，对不合格部分坚决返工处理。
1.4所有原材料，半成品必须执行进货检验制度，合格后才可使用。
2、安全措施
2.1加强安全教育，树立安全第一思想，建立安全责任制。
2.2制定较详细的安全生产措施，施工现场设立必要的安全标语，安全操作规程，以及安全防护设施等。
2.3坚决执行安全卡死制度，建立安全检查制度，进行定期和不定期的安全大检查，发现问题立即整改，不留隐患。
2.4特别在钢筋笼吊装时候，现场应有专人指挥，钢丝绳要进行检查，吊环要焊牢，若钢筋笼整体制作，要加焊钢筋耳环以满足起吊要求，吊车要满足钢筋笼吊起重量需求。
现场所有人员必须佩戴安全帽，与施工无关的人员不得进入施工范围。
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