冲击钻孔桩作业指导书.docx
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冲击钻孔桩作业指导书
武广客运专线XXTJV标
钻孔灌注桩作业指导书
编制：
审核：
批准：
中铁十九局武广客运专线5标项目经理部
二○○六年九月十日
钻孔桩作业指导书
一、适用范围和条件：
1、适用范围：
武江特大桥全桥钻孔桩基础。
2、适用条件：
冲击成孔适用于黏性土、砂类土、碎石类土、岩石等各类土层。
在碎石类土、岩石中宜用十字形钻头。
二、材料要求：
1、粘土：
选用优质粘土。
2、钢筋
（1）钢筋品种符合现行国家标准和设计要求。
（2）对运进的钢筋进行检验，作为使用本批钢筋的依据。
（3）经检验合格的钢筋在加工和安装过程中出现异常现象（如脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等）时，应作化学成分分析。
（4）当对钢筋质量或类别有疑问时，应根据实际情况进行抽样鉴定，并不得用于主要承重结构的重要部位。
（5）钢筋的牌号、级别、强度等级、直径应符合设计要求。
当需要代换时，应经设计单位同意，并符合下列规定：
不同级别、强度等级、直径代换，应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行。
当构件受抗裂、裂缝宽度或挠度控制时，代换后应进行抗裂、裂缝宽度或挠度的验算。
重要受拉构件不宜用I级热轧钢筋光圆钢筋代换II级热轧带肋钢筋。
有抗震要求的结构应符合抗震的有关规定。
（6）钢筋在运输、贮存过程中，应防止锈蚀、污染和避免压弯。
装卸钢筋时不得从高处抛掷。
钢筋应按厂名、级别、规格分批空堆置在仓库（棚）内，并分类立标牌。
3、混凝土：
（1）水泥：
拌制混凝土用的水泥、根据混凝土结构或构件所处的环境条件和工程需要采用普通硅酸盐水泥，水泥的混合材料矿粉和粉煤灰。
运抵工地的水泥，按批对同厂家、同批号、同品种、同强度、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间的试验，当对水泥有疑问或水泥出厂日期逾3个月时，应进行复验。
（2）细骨料：
采用坚硬耐久、粒径在5mm以下的天然中砂。
（3）粗骨料：
混凝土用的粗骨采用坚硬耐久的碎石，其最大粒径不得大于板厚的1/2或结构最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋最小净距的3/4，且不得大于100mm。
并应经试验合格后方可进场。
（4）、水：
拌制和养护混凝土用的水宜采饮用水。
三、施工主要设备及机具
机 械名 称
规格型号
额定功率（KW）或容量（m3）
或吨位（t）
厂牌及出厂时间
数量（台）
砼拌合站
HZS50
50m3/h
福建、2006年
1
砼输送泵
HBT60
90KW
湖南、2005年
1
装载机
CLG856
5m3
柳州、2006年
2
砼输送车
ZLJ5253GJB
6m3
柳州、2006年
3
冲机钻
CJ-30
40KW
福建、2005年
22
空压机
W-2.6/5
2.6m3/min
沈阳、2005年
2
汽车吊机
QY25E
25T
徐州、2004年
1
汽车吊机
QY16B
16T
沈阳、2005年
1
钢筋调直机
GJ4-4/14
2×4.5KW
甘肃、2005年
2
钢筋切断机
CQ-40
5.5KW
郑州、2005年
2
钢筋弯曲机
CW40
3KW
甘肃、2005年
2
钢筋对焊机
VN1-100
100KVA
江苏、2004年
1
柴油发电机
120KW
120KW
江苏、2002年
1
四、施工工艺流程
1、施工工艺流程图
钻孔桩施工工艺流程框图
2、施工作业说明
（1）、地质核查
根据地质勘察要求,桥梁未钻墩台、未逐桩钻探可溶岩墩台要进行施工补钻，地质核查工作。
若地质资料与设计图不符，及时与设计单位联系并修改设计。
对于地质资料不详的柱桩要补钻到桩底以下不小于3倍桩径深度，如发现溶洞及时提请设计变更。
（2）、钻孔平台及护筒的埋设
人工配合机械平整出钻孔平台，陡坡上的桩基础选择适宜标高平整场地，以便钻机安装和移位。
就地安排泥浆池、沉淀池，沉淀池的容积满足两个孔以上排渣量的需要。
根据逐孔钻孔的地质资料，一般地质情况护筒直径比钻孔直径大40cm;有溶洞的桩孔根据钻孔桩穿过溶洞的层数确定护筒的直径；护筒的长度根据各桩地质条件确定，厚度采用12mm以上的钢板制作，以确保钻孔时不塌孔。
护筒埋设时要将周围夯实，严防护筒倾斜、漏水、变形。
护筒顶面标高比施工水位或地下水位高2m,同时高出施工地面0.5m以上。
埋设深度：
在岸滩上黏性土不小于1m，砂类土中不小于2m，当表面松软时，将护筒埋置于较硬密实的土层中至少0.5m，岸滩上埋设护筒，在护筒周围填黏土并分层夯实，用锤击方法下沉护筒。
（4）、钢筋笼制作
钢筋笼半成品均在钢筋加工车间内制作，仅在现场进行笼体对接。
按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼周围对称焊接耳筋，保证钢筋笼有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接2根经计算确定的加长钢筋，以备固定钢筋笼。
钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求、施工指南及验收标准执行。
（5）、泥浆制作
泥浆原料选用优质粘土，为了保证泥浆的粘度和胶体率，可在泥浆中投入适量的外掺剂，掺量根据试验和外掺剂的特性确定。
泥浆指标：
泥浆比重:
砂黏土、大漂石、卵石层取1.1～1.3，岩石取1.1～1.2;
黏度:
一般地层16～22s,松散地层19～28s;
含砂率：
新制泥浆不大于4%;
胶体率：
不小于95%;
ph值：
大于6.5。
（6）、泥浆的排放处理
泥浆池安排在征地界内两墩之间。
钻孔时上层泥浆可重复利用，钻孔沉渣则用汽车运至当地环保部门指定地点
（7）、钻孔作业
钻孔作业主要包括钻机选型、确定钻孔顺序，钻机定位、钻进、清孔、验孔等过程。
根据本工区地质特征，综合考虑成孔速度及质量，钻机均选用冲击钻。
冲击钻机适用于各种坚硬土层、卵石、漂石、岩石层成孔。
钻机就位前所有零部件须经检查及整修，钻头直径必须满足钻孔要求，钻机底
座平整牢固，钻机安装稳定可靠。
开钻前钻头准确对中，偏差满足设计和规范要求，控制在5cm以内。
合理规定钻孔顺序：
每一墩台处严格遵循先施工长桩后施工短桩、先外围后中间、先安排含有较多、较深、较大溶洞的桩孔且同一墩台的桩基逐孔施工的先后顺序。
开钻时采用低锤轻打，高频率小冲程原则，确保成孔质量，本标段线路长，地质结构复杂，桩总钻进量大，是主要控制桥梁下部结构工期的关键，必须确保成孔率100%，在钻岩过程中要勤排渣清孔，加快钻进速度。
护筒底口位置回填粘土和片石并反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”。
避免护筒底口漏浆。
冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石，并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常砸进。
当钻孔遇到溶洞时，溶洞内填充物为密实或软塑状态时，采用常规泥浆护壁方法施工；溶洞内填充物为流塑状态半充实或无填充物时，向孔内抛填片石、粘土或灌注混凝土、压浆及采用钢护筒跟进措施（即施工时先以稍大钻头钻进至一定标高再用设计标准钻续钻头成孔。
施工时注意避免掉钻或由于钢护筒变形引起的卡钻。
（8）、第一次清孔
终孔检查后如孔深不小于设计孔深且孔斜率小于1%，迅速清孔，清孔方法采用抽渣法。
清孔应达到的标准:
孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度17～20s;沉渣厚度:
柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于10cm。
注意保持孔内水头，防止坍孔，即可停止清孔。
（9）、安装钢筋笼与超声波检测管
钢筋笼在钢筋加工厂制作，钢筋笼制作完成后，运到现场，清孔后，测量孔深、孔径及垂直度，并作好记录。
可利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。
笼体对接采用电渣压力焊。
按图纸要求，对于超过50m的桩基础内要预埋超声波检测钢管。
桩径Φ1.25m及以下的桩要预埋3根检测管，桩径Φ1.5m及以上的桩要预埋4根检测管，检测管沿桩身箍筋内侧等间距布设，并焊于加强骨架上，检测管长度为桩长加1.2m，检测管伸入承台内1.25m。
在上下两节对接时，做到钢筋笼与钢管同时连接好。
钢管相连采用焊接。
注意将接头位置定在两个加强箍筋之间，这样现场容易操作，而且在上下端头部均用钢板焊好保证密封，上端的钢板须后焊，在浇筑混凝土前向管内注满水以免所浇混凝土进入声测管影响检测。
等破桩头时再将顶部钢板切掉，也可在顶部用木塞塞紧替代钢板。
（10）、导管安装
导管用￠200～300mm无缝钢管制作，内壁应光滑、圆顺、内径一致，接口严密。
导管管节长度，中间节为2.0m等长，底节可为4.0m，配1或2节长0.5～1.5m短管。
使用前对导管进行试拼和试压，导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
导管安装后，其底部距孔底留250～400mm的空间。
混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。
（11）、第二次清孔
第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。
清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉渣。
复测沉渣厚度，符合要求后立即灌注水下混凝土。
（12）、灌注混凝土
1）安装导管时使其置放孔中，轴线顺直，平稳沉放，防止挂钢筋笼和碰撞孔壁。
导管上口设漏斗,下口距孔底约0.4m。
2）利用钻架提吊导管。
3）灌注水下混凝土,在导管内设置橡皮球，封底时直接用8m3的混凝土运输车连续倾灌,完全能满足封底要求,
4）灌注开始后，应连续地进行，严禁中途停灌。
5）为防止钢筋笼上浮，当混凝土面接近笼底时，放慢灌注速度或通过导管底部控制减少对钢筋笼的冲击和顶升作用。
6）导管提升时，要保持位置居中，根据导管埋置深度确定提升高度，提升后导管埋深不得小于1m。
拆除导管时动作快，不超过15分钟。
7）桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m
8）施工用的钢护筒，在灌注结束后，混凝土初凝前拔出。
3、钻孔桩岩溶处理
（1）处理前的技术准备
1）开钻前，设计单位未逐根钻探的桩孔位置用地质钻机补探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。
2）根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。
3）对每种处理方案，都要进行工艺试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。
（2）根据岩溶发育程度，拟定六种处理方案
1）对已探明较小封闭型溶洞在钻孔前用注浆加固法处理。
2）对于遇到未探明岩隙:
发现孔内泥浆面较慢下降时采用优质膨润土配置5%的CMC外加剂并加入锯木灰拌成软塑状，分批投入孔内，再用1-1.5m小冲程进行冲钻，使锯木灰和粘土挤入岩石裂隙，隔断泥浆漏失的通道。
3）对于遇到未探明的小溶洞:
如突然发现孔内泥浆面较快下降，用小片石（直径10～20cm）和粘土，按1:
1的比例迅速回填，并用小冲程挤压密实。
同时迅速补水，直到泥浆面不再下降。
4）较大封闭型溶洞:
先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。
在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。
一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会迅速下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥抛入孔中直到泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充泥浆再重新成孔。
5）对于单级串通型溶洞：
参见护筒跟进工艺流程图，采用12mm厚钢板加工成的双护筒跟进方法解决,大护筒跟进至溶洞顶岩石上,小护筒跟进至溶洞下0.5米，大护筒比设计孔径大0.4米,小护筒比设计孔径大0.2米。
大小护筒需用等直径钻头冲孔。
⑥对于多级串通型的溶洞:
同单级串通型溶洞处理方案类似，只是采用多级护筒跟进方法解决,最内侧小护筒跟进到最下层溶洞底以下0.5m。
（3）双护筒跟进流程
施工准备—下大钢护筒—冲孔钻进—检孔—回填—跟进小护筒—取渣—投黏土—冲孔钻进—灌注前第一次清孔
护筒跟进工艺流程图
护筒跟进示意图
六、施工注意事项：
1、岩溶处理后钻进成孔注意事项
1）冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行。
2）为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行。
3）加大泥浆质量、加大泥浆密度。
采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力。
4）当岩面的倾斜较大时，钻头摆动撞击护筒或孔壁，这时，回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。
5）接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。
2、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，不可整个地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，使混凝土灌不下去。
3、钻机操作人员必须穿绝缘胶鞋，带安全帽。
4、钻进过程中应随时注意孔内有无异常情况，钻架是否倾斜，各连接部位螺栓是否松动。
5、导管提升不能过猛，防止导管拉断，同时也防止导管提离混凝土面，造成断桩事故。
6、其它各种部位隐蔽工程均按相关规范操作，及时报请现场监理工程师。
经认可后方可进行下道工序。
五、施工质量控制要点：
1、安装钻机时，应垫平底架并保持稳定以防止钻孔中位移、沉陷；开孔时钻头中心与护筒顶面中心的偏差应小于5cm。
2、钻孔应按隔孔梅花形布置开孔，以防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固，同时，应待邻孔砼灌注并达2.5MPa以上强度后方可开钻。
3、基岩面钻进时应投入适量片石及碎石，小冲程冲砸，以防出现斜孔或梅花形孔。
4、钻进过程中加强钻头磨拉检查，及时补焊，同时加强孔径及深度的检查，以确保孔径深度以及嵌入基岩深度符合设计要求。
七、成品、半成品保护
1、为保护相邻桩质量钻孔时，按隔孔梅花形布置开孔，以防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固，同时，应待邻孔砼灌注并达2.5MPa以上强度后方可开钻。
2、用挖掘机开挖基坑时，应在两桩中间进行，防止挖掘机破坏桩基。
3、最后一根桩基混凝土强度应达到2.5Mpa，方可进行承台开挖。
4、凿除桩头混凝土时，应测出桩顶高程（含进入承台内的10cm桩基），防止凿除桩头时造成短桩。
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