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

-1-

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

-2-

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。

施工准备

选用钻头

制作泥浆

制作钢筋笼

检查导管气密性

钻机就位

设置护筒并注入稳定液

旋挖钻进

达到设计孔深

下钢筋笼

安装导管

下导管

灌注水下混凝土

合格

不合格

二次清孔

制作混凝土试件

拔出导管、护筒

拔出导管、护筒

桩体质量检验

合格

不合格

不合格处理

进入下道工序施工

图 1 旋挖钻灌注桩工艺流程图

合格

5.施工要求

5.1 施工准备

-3-

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。

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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

-5-

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

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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