钻孔灌注桩施工作业指导书修改完.docx
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钻孔灌注桩施工作业指导书修改完
佛山市北滘至均安公路主干线番村互通式立体交叉工程
钻孔灌注桩施工作业指导书
编写：
审核：
审定：
中铁大桥局股份有限公司
佛山市番村互通立交工程项目经理部
二〇一〇年一月
目录
1.工程概况1
1.1桩基工程数量1
2.编制依据1
3.地形与地质2
4.施工总体方案2
5.工期安排与进度计划2
6.人员、机具、材料配置情况2
6.1人员2
6.2机具设备3
6.3原材料3
7.工艺流程3
8.主要施工方法5
8.1施工准备5
8.1.1.场地准备5
8.1.2.安装钻机5
8.1.3.导管试压及编号5
8.2冲击钻孔6
8.2.1.开孔6
8.2.2.正常钻孔6
8.2.3.成孔检查7
8.3清孔8
8.4钢筋笼制作与安装9
8.5声测管安装10
8.6水下混凝土灌注10
8.6.1.混凝土材料10
8.6.2.混凝土配合比10
8.6.3.混凝土拌和11
8.6.4.水下混凝土灌注11
8.6.5.水下混凝土灌注注意事项12
9.质量验收标准12
1.工程概况
番村互通式立体交叉工程位于佛山市北滘至均安公路主干线与南国西路交叉处。
主线桥起讫桩号为K13+305.969～K14+255.79，全长949.83m；匝道8条，匝道桥梁总长1876.92m；小桥3座。
桥梁基础均采用钻孔灌注桩。
1.1桩基工程数量
番村互通立交工程桩基设计为摩擦桩和嵌岩桩两种形式。
所有桩基均采用钻孔桩施工，用直升导管法浇筑水下桩基混凝土。
全桥桩基直径共有Φ1.0m、Φ1.2m、Φ1.4m、Φ1.5m、Φ1.8m五种尺寸，具体数量如表1-1。
桩基钢筋笼采用Ⅰ级、Ⅱ级钢筋，水下混凝土标号为C25，具体工程数量如表1-2。
表1-1桩基数量表
桩基直径（m）
桩基数量
1.0
12
1.2
62
1.4
69
1.5
226
1.8
38
表1-2桩基工程数量表
钢筋类型
Ⅱ级钢筋
Ⅰ级钢筋
混凝土
钢筋直径（mm）
Φ28
Φ25
Φ22
Φ16
φ8
C25
数量（kg）
4303.5
1183238.3
126073.0
24185.2
147495.6
24685.6
合计
1485295.6kg
24685.6m3
2.编制依据
（1）《佛山市北滘至均安公路主干线番村互通式立体交叉工程一阶段施工图设计文件》
（2）《佛山市北滘至均安公路主干线番村互通式立体交叉工程技术交底》。
（3）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。
（4）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）。
3.地形与地质
本工程路线位于珠江三角洲冲积平原，偶有微丘出露，海拔高度一般在1.5~3.8m之间。
地势平坦，鱼塘密布，河涌、沟渠纵横交错。
公路沿线除河流堤坝、鱼塘塘埂、道路路基以及村镇附近表层覆盖有厚度不等的第四系人工杂填土外，其余地段表层多分布有淤泥质土、亚粘土、淤泥等不良土质。
根据钻孔揭露地层情况，地层可分为上部覆盖层及下部基岩。
上部覆盖层主要分布有滨海相的软土，粉细砂及河流冲积相的亚粘土、中粗砂、粉细砂、卵石层，厚度20~40米，下部基岩为加里东运动燕山三期（γ52（3））花岗岩侵入下古生界砂岩产生变质形成的，岩石定名为混染花岗岩，基岩面一般埋深在40m左右。
4.施工总体方案
本工程全线处于软土路段，鱼塘河涌众多，连续箱梁施工采用支架现浇法浇筑，桩基施工前，先行填筑施工便道和支架基础，基底采用抛石挤淤处理，回填处理要求同路基填筑施工。
并在支架基础四周开挖排水沟，以便雨季排水。
桩基施工拟采用冲击钻正循环钻机成孔，垂直导管法灌注水下混凝土。
5.工期安排与进度计划
根据“施工总体进度计划”的安排，主线桥桩基施工工期为2010.2.13~2010.6.22，匝道桥桩基施工工期为2010.6.23~2010.10.20。
以下为桩基施工周期计划表。
表5-1钻孔桩施工周期表
工作内容
时间（d）
工作内容
时间（d）
钻机就位
0.5
下导管二次清孔
0.5
钻孔清孔
5
水下混凝土灌注
0.5
钢筋笼安装
0.5
合计
7
6.人员、机具、材料配置情况
6.1人员
1）项目部：
按照本标段工程施工进度需要，项目部拟用具备桩基施工经验的技术主管1名，技术员6名，施工员6名，安全员3名，调度2人，测量人员4人，实验室4人，负责桩基施工。
2）协力队伍：
桩基作业人员必须是经过培训，操作熟练的工人，并且具有较高的安全、质量意识；电工、焊工、混凝土输送泵司机、搅拌车司机等特殊工种，必须经过培训、考试合格后，持证上岗。
6.2机具设备
表6-1
序号
机械名称
型号规格
数量
备注
1
混凝土搅拌机
750L
2座
2
混凝土搅拌机
1500L
1座
3
混凝土搅拌运输车
8m3
4辆
4
冲击式钻机
20台
5
泥浆泵
Y180L-4
20台
6
吊机
25T
2辆
7
钢筋调直机
2台
8
钢筋切割机
2台
9
电焊机
10台
10
导管
φ273mm
200m
11
发电机组
200kw
4组
12
发电机组
175kw
3组
13
变压器
500kvA
1组
6.3原材料
物资材料采购程序严格按照业主有关工程物资材料的管理规定和办法。
钢材、水泥等材料按照月进度计划备料，由供应商通过汽车运至各工地材料库；声测管一次性进场；混凝土拌和用的碎石、砂等在材料质量合格的石场购买，以水路配合陆路运输。
7.工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程图如图7-1。
图7-1钻孔灌注桩工艺流程图
8.主要施工方法
8.1施工准备
8.1.1.场地准备
（1）施工前必须先清除地表杂物，整平场地，进行压实处理，并做好防排水措施。
（2）开挖泥浆池，将泥浆池布置在红线施工范围内，同时兼顾多墩施工方便。
（3）桩位测量：
测量桥位，放出墩桩位中心，准确测量各桩位的中心和地面标高，并在平整好的场地上做出桩位标记，用长木桩或混凝土桩定位。
（4）孔位探测：
首先在孔位处挖2m深的检查坑，检查孔位地下是否有管线、光缆或其他物体，若有，及时通知监理工程师确认，并协商解决办法，进行妥善处理。
（5）埋设钢护筒，钢护筒直径宜大于设计桩径20cm，护筒埋深2~3m，将护筒周围应回填粘土并夯实，护筒平面位置偏差不得大于5cm，其倾斜度应控制在0.5％以内，护筒顶应高出施工地面0.3m，并高于地下水位1.5~2m。
根据地质情况需要加长护筒，但应确保护筒倾斜度偏差不大于1%，确保护筒无沉落。
（6）选择优质粘土造浆，储浆池和沉淀池的大小应满足施工的需要。
钻孔过程中保证满足护筒内泥浆顶始终高于地下水位不少于1m，使泥浆的压力超过土及地下水的压力，避免造成塌孔。
（7）泥浆性能指标宜满足设计和施工技术规范的要求。
8.1.2.安装钻机
（1）钻机就位前，对主要机具进行检查、维修与安装，全套设施的就位情况及水电供应是否接通，并进行检查。
检查完毕后，钻机就位，就位后钻机底架应垫平，保持稳定，使其不产生偏移和沉陷。
（2）使用冲击钻机时，钻头的最大直径应小于设计桩径约3cm，钻头的磨损超过1.5cm时应及时更换或补焊。
调整钻机的钻头及钻杆中心应对准桩位（或护筒底）中心，其偏差不得大于2cm。
8.1.3.导管试压及编号
（1）桩基水下混凝土灌注导管宜采用Φ273㎜的快速卡口导管，导管接头应有锁定装置。
导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密，并对导管壁厚、焊缝等外观检查做好记录。
（2）导管在使用前和使用超过3个月或50次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外，应做拼接、拉力、水密试验。
水密试验时水的压力不小于井孔内水深1.5倍的压力，进行拉力试验时的水压力不应小于导管管壁可能承受的最大内压力Pmx（即：
导管总重加管内堵满混凝土重量之和）。
水压试验发现漏水应补焊或更换。
（3）导管试压合格后，要按顺序进行编号，接头处进行标记，测量导管的总长和每根导管的长度，并做好记录后方可拆散导管。
（4）导管拼接应密封、顺直，拼装轴线偏差不宜大于孔深的0.5%，并不大于10㎝。
导管拼接要按编号顺序进行。
（5）做水密试验时，由技术人员、监理旁站监督，试验合格后，认真填写试验记录，并做好签证工作。
8.2冲击钻孔
8.2.1.开孔
（1）开钻时应先在孔内注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。
如孔中有水，可直接投入粘土块，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
（2）开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）l.5~2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出。
（3）护筒底脚以下2~4m范围内土层比较松散时，应认真施工。
一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。
（4）在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1：
1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。
必要时须重复回填反复冲击2~3次。
（5）若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，按上述方法进行处理,力求孔壁坚固稳定。
（6）钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。
8.2.2.正常钻孔
（1）冲程应根据土层情况分别规定：
一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中宜采用大冲程，在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔，在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，宜采用中冲程。
在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。
（2）在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。
（3）当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用0.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。
（4）在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳防止打空锤。
冲击过程中，要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，及转向是否灵活，预防发生安全质量事故。
（5）钻进时起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或护筒，或因提速过快而造成负压引起坍孔。
（6）钻进时应有备用钻头，轮换使用。
钻头直径磨耗超过1.5cm时，及时更换、修补。
更换新钻头前必须检查到孔底，始可放入新钻头。
若不能到孔底，应抛投片石进行扩孔，使孔径始终保持设计直径。
（7）钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交班时应交代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，不符合要求时及时补充或调整泥浆。
应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞碴样，判明后计入记录表中并与地质剖面图核对，同时将所取碴样编号保存，以便分析考查。
8.2.3.成孔检查
（1）钻孔浇筑桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土前，应对孔位和孔深进行检查。
（2）检孔器采用钢筋制作，外径等于钢筋笼直径加l00mm，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径4~6倍。
检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。
（3）孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。
测锤一般采用锥形锤，锤底直径13～15cm，高20～22cm，质量4～6Kg。
测绳必须经校验过的钢尺进行校核。
（4）钻孔灌注桩成孔质量容许偏差，见表8－1。
表8－1钻孔灌注桩成孔质量容许偏差
项目
允许偏差
孔的中心位置
（mm）
群桩：
100mm；单排桩：
50mm
孔径（mm）
不小于设计桩径
倾斜度
钻孔桩：
小于1%
孔深
摩檫桩：
不小于设计规定
支承桩：
比设计深度超深不小于50mm
沉淀厚度（mm）
设计要求不大于5cm。
清孔后
泥浆指标
相对密度：
1.10~1.12；粘度：
17~20Pa•s；
含砂率：
<2%；胶体率：
>98%
8.3清孔
（1）钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合设计要求后方可清孔。
冲击钻成孔，采用换浆法清孔。
（2）清孔分两次进行，第一次，钻孔深度距设计孔底标高1米左右时，将泥浆池中的泥浆全部放掉，向孔中投入约10m3粘土重新造浆替换原来的泥浆；孔深达到设计孔底标高后，钻头在孔底1.5m范围内上下缓慢活动，泥浆继续循环约2h，并适当加入清水降低泥浆比重。
泥浆指标满足要求（相对密度1.10～1.12，粘度17～20Pa·s，含砂率<2%）之后，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和混凝土浇筑导管，然后进行第二次清孔。
第二次清孔时，先将混凝土浇筑导管插至孔底，然后盖上闷头，接上泥浆管，开动泥浆泵，让泥浆循环，直到孔底检测沉淀厚度不大于5cm。
（3）清孔注意事项
1终孔后及时清理，不能停歇过久，以免使泥浆、钻碴沉淀增多而造成清孔工作的困难甚至塌孔。
2不论采用何种方法清孔，在抽碴或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔。
3钢筋笼安装完成后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆和指标和孔底沉渣，若超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
4不得采用加深钻孔深度的方法来代替清孔。
8.4钢筋笼制作与安装
（1）钢筋规格、材质及各项性能指标均应符合设计及规范要求，并有出厂证明或检验报告单，并按有关规定抽取试样做机械性能试验，合格后方可使用。
（2）钢筋笼在钢筋加工场集中加工，施工前对钢筋加工场地地面进行硬化处理。
钢筋存放场地及加工场地均需采用有效的防雨水措施，如设置雨棚。
（3）钢筋笼分段制作，标准节段长12m。
主筋连接采用焊接或连接套连接，同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，两接头错开间距应不小于35d，且不小于50cm。
主筋焊接长度双面焊为不小于5d，单面焊时不小于10d。
箍筋的焊接长度一般为箍筋直径的8～10倍。
（4）桩基钢筋笼每隔2m设一道加强筋，加强筋与主筋的连接宜采用点焊。
加强筋外侧焊接一组4根定位钢筋，以保证保护层的厚度。
（5）钢筋笼的顶端应设置2～4个起吊点，并采取措施对起吊点进行加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。
（6）吊放钢筋笼入孔时应对准孔中心缓慢下放，防止钢筋笼碰撞孔壁造成塌孔。
当下放困难时，应稍稍提起并转动骨架缓慢试探入孔，直到骨架下至设计标高，不得强行下放。
（7）钢筋笼安装到位后，钢筋笼顶部与护筒固定，以防灌注混凝土时钢筋骨架上升。
（8）钢筋笼制作和吊放允许偏差，见表8－2。
表8－2钢筋笼制作和吊放允许偏差
检查项目
容许偏差
检验方法
主筋间距
±10mm
尺量检查
箍筋间距
±20mm
尺量检查
钢筋笼直径
±10mm
尺量检查
钢筋笼倾斜度
±0.5%
吊线检查
保护层
±20mm
尺量检查
中心位置
20mm
尺量检查
顶面高程
±20mm
尺量检查
底面高程
±20mm
尺量检查
8.5声测管安装
（1）为了检测钻孔桩质量，在钢筋笼制作时，根据设计要求安装超声波检测管。
根据施工图要求，每根桩埋设3根声测管。
（2）钢筋笼按设计图纸绑扎成型后，沿钢筋笼箍筋内侧圆周等间距布置声测管，并绑扎固定于加强箍筋上，使成桩后的声测管相互平行。
声测管底部距桩底100cm，伸入桩顶50cm。
（3）声测管采用外径Φ57mm钢管，壁厚3.5mm。
底部焊接10mm厚钢板封闭，中间接头要密封，上端口用管盖密封，声测管连接处应光滑过渡，防止砂浆、杂物堵塞管道。
（4）每节钢筋笼安装完后，须对声测管进行水密试验检查。
混凝土灌注完后，及时对声测管进行一次疏导，确保其通畅。
8.6水下混凝土灌注
8.6.1.混凝土材料
（1）水泥：
采用海螺牌P.O42.5R普通硅酸盐水泥。
（2）掺合料：
掺加的粉煤灰至少符合Ⅱ级要求。
（3）细骨料：
细度模数为2.3～3.0的中砂。
（4）粗骨料：
选用质地坚固的花岗岩碎石，采用5～31.5mm连续级配。
（5）水：
拌和用水采用自来水。
（6）减水剂：
选用的混凝土外加剂产品技术性能指标符合《混凝土外加剂》（GB8076-1997）及相关标准。
8.6.2.混凝土配合比
（1）钻孔桩混凝土标号设计为C25水下混凝土，混凝土的和易性必须满足要求，混凝土坍落度为18～22cm，初凝时间应保证浇筑工作在首批混凝土初凝以前的时间完成。
（2）桩基混凝土设计配合比，见表8－3。
表8－3桩基混凝土设计配合比
水泥
砂
石
水
外掺材料
（粉煤灰）
高效减水剂
301kg
775kg
1052kg
182kg
64kg
6.565kg
8.6.3.混凝土拌和
（1）混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加剂数量应能满足连续生产的需要，其质量得到工程师的认可。
（2）开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，外加剂的数量能否满足拌合量，将混凝土理论配合比换算成施工配合比。
（3）混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，应对机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。
下料斗必须设置钢筋格栅，防止大块骨料及杂物进入混凝土中以免杜塞导管。
（4）混凝土拌合采用全自动强制式搅拌机，搅拌时间不少于1.5min。
（5）混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其和易性和坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。
8.6.4.水下混凝土灌注
（1）导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。
同时检查拼装后的垂直情况，根据桩孔的总长，确定导管的拼装长度。
使用前进行水密及耐压试验，水压大于井孔内水深至1.5倍的压力。
吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。
（2）浇筑前，对孔底沉渣厚度应进行一次测量，如沉渣厚度超过规定，利用导管进行二次清孔。
然后把导管放到孔底，把导管的拼接长度与孔深进行复核。
（3）在导管上端连接混凝土漏斗，其容量必须满足储存首批混凝土数量的要求。
灌注首批混凝土时导管下口至孔底的距离为25～40cm。
（4）首批混凝土拔球：
浇筑混凝土前首先用肥皂水湿润存料斗，再将球置于漏斗颈口处，球下设一层塑料布垫层，用细钢丝绳引出。
当达到混凝土初存量后，迅速将球向上拔出，
（5）拔球将首批混凝土灌入孔底后，立即测量孔内混凝土面高度，并用低压照明灯具检查导管内混凝土情况及导管是否漏水。
拔球后导管埋入混凝土中的深度不小于1m，如符合要求后，即可正常灌注。
（6）为防止钢筋笼上浮，起初混凝土灌注速度宜慢，当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上，即可按正常速度灌注。
（7）浇筑水下混凝土时，应探测泥浆面以下的孔深和所浇筑的混凝土高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶标高。
（8）混凝土的灌注连续进行，有短时间停歇时，经常动动导管，使混凝土保持足够的流动性。
当导管底埋置于混凝土的深度较大时，开始将导管提升。
提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于2m且不大于6m。
及时测量孔内混凝土面高度，根据混凝土的浇筑情况和埋管深度逐节拆除导管。
提升导管要保持导管垂直及居中，不能倾斜以免牵动钢筋骨架。
（9）混凝土灌注到距桩顶5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。
灌注完成后拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。
（10）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。
一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。
8.6.5.水下混凝土灌注注意事项
（1）混凝土灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查签证，施工过程中要认真填写施工记录表和施工记录。
（2）混凝土灌注工作应连续不间断进行，万一发生混凝土灌注中断事故，应根据导管的埋置深度，间断、少量提升导管，并立即排除故障。
（3）混凝土球塞应进行通过密封性检查，使混凝土不致在拔球前落入导管。
（4）混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作，灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机应对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。
（5）灌注过程中应防止安全帽等异物掉入导管中，施工人员必须系好安全帽，必要时在储料斗中部设置钢筋焊成的间距150mm的方型格栅。
（6）混凝土灌注工作是桩基施工的关键工序，应有专人负责指挥、协调。
（7）水下混凝土灌注完毕，对混凝土的拌和、运输、灌注等所用设备进行清点和清洗，并妥善保管备用。
（8）灌注过程中，必须对每根桩做好灌注记录，并按规定留取混凝土试件，每根桩一般不少于3组试件。
9.质量验收标准
（1）钻孔桩施工偏差应满足表8-1规定：
（2）钻孔桩钢筋骨架制作、安装质量应符合表8-2规定：
钻孔桩除进行常规质量检测外，在钻孔桩混凝土强度达到设计规定后，还须按设计要求对每根桩进行超声波或小应变检测，另外部分桩还须按照规定比例进行抽芯检测。
（3）保证工程质量的技术措施
钻孔桩施工时，根据地质及地下水文变化及时调整钻进速度、泥浆相对密度和成份，防止坍孔、缩孔现象的发生。
在混凝土灌注前将钢筋笼固定，防止混凝土灌注至钢筋笼底时发生浮笼现象。
水下灌注混凝土要连续浇筑，严格控制导管提升高度，杜绝断桩事故。
为保证混凝土连续灌注，搅拌站备用发电机，施工机械设备进行定期强制保养，确保处于良好状态。
钢筋采用集中下料、集中加工，现场绑扎及吊装，以保证钢筋施工质量。
同时，做好保护层耳筋的加工与焊接安装工作，确保钢筋骨架的保护层达到设计及施工规范要求。
采用自动计量的混凝土搅拌设备，试验人员跟班作业。
严格把好混凝土拌合物的材质关，混凝土配合比关，同时还应把好混凝土拌合、运输、灌注、捣固、养生等工序关。
桥台桩基施工前需完成桥台预压，才能进行桥台桩基反开挖施工。
反开挖施工标准为连续3个月沉降量速率小于1cm/月。
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