冲击成孔施工作业指导书.docx
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冲击成孔施工作业指导书
冲击成孔施工作业指导书
冲击成孔作业指导书
1、目的
明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。
2、编制依据
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-）
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-）
3、适用范围
适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。
4、施工准备
4.1技术准备:
调查现场及周边地区,对设地提供的地质、水文、气象资料进行复核，以此选择合理的机型及锤头型号。
在正式开工前可进行冲孔试桩，以便对确定的施工工艺进行修正。
4.2机具准备:
A、主要设备（冲击钻机、泥浆泵、各型号的耐磨牙）；B、其它设备（钻机各项易损件的备件、电焊机、气割设备、输浆管）；C、安全设备（漏电保护器、防护网、安全帽安全带、主杆辅杆的二级保护装置等）。
4.3人员要求:
应由现场技术人员对操作工人进行培训及施工、安全技术交底，做到熟练掌握各项机具的正确使用，过程中各种突发情况的处理等技术。
在施工中操作人员应保持相对固定。
5、施工方法及工艺要求
基本施工工艺流程为：
地基处理→测量放样→钻机就位→埋设护筒→复核桩位→开钻→过程中勤调钻机→钻进中清孔→终孔→二清→成孔验收→进入下道工序（安装钢筋笼、浇筑水下砼）
要求采用整套冲击钻机设备，具有安全出厂合格证及相应部门的检验合格证，避免使用双筒卷扬机组成的简易钻具。
为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应侍邻孔砼抗压强度达到5MPa后方可开钻。
5.1施工准备
钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。
工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
5.2埋设钢护筒
护筒宜采用不小于6mm钢板卷制而成,并在外侧增设加劲肋,以防变形。
护筒内径应比钻孔桩设计直径稍大30～40cm，护筒埋置深度符合下列规定：
黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。
当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。
钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。
5.3泥浆
5.3.1施工过程中泥浆性能指标根据《公路桥涵施工技术规范》（编号：
JTJ041—），表6.22中规定：
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
率
泥
皮
厚
静
切
力
酸
碱
度
Pa.s
（%）
（%）
ml/30min
mm/30min
（Pa）
（PH）
冲击
一般地层易坍地层
1.10~1.20
1.20~1.40
18~22
22~30
≤4
≤4
≥95
≥95
≤20
≤20
≤3
≤3
1~1.5
3~5
8~11
8~11
5.3.2配制：
钻孔泥浆一般由水、粘土（可掺加少量膨润土）或膨润土和添加剂按适当配合比经过孔口冲击钻机重复冲击制浆调制而成。
制浆前，应先把粘土块尽量打碎，控制在颗粒小于5cm为宜，适当增加拌浆时间，提高泥浆质量。
拌浆时应采取以下措施：
（1）、适当提高比重和纯碱掺量
加大泥浆浓度，拌浆时把相对密度提高到1.3~1.4，纯碱掺量按相对密度为1.4时泥浆总重量的1‰~1.3‰拌制（一般需要量为1‰）。
（2）、在使用时加30%~40%的清水稀释，使相对密度降到1.2~1.3（此时纯碱掺量相当于0.6‰~0.7‰），复测其它粘度和含砂率指标，符合规定即可使用。
5.3.3泥浆净化
（1）、采用重力沉淀法，可设置储浆池、多级沉淀池并用循环槽连接；
（2）、由于相对密度、粘度、静切力太高时，泥浆悬浮能力大，中等砂砾也会悬浮在泥浆中，故采用加长泥浆循环路径的办法予以充分沉淀；
（3）、在粉细砂和淤泥质砂粘土中钻进，宜适当控制钻进速度，以减少排浆口的含砂量。
5.3.4在钻孔和填充混凝土的过程中，泥浆受到泥、砂、水和水泥的侵蚀和污染使固壁作用降低，因此必须按时测定泥浆指标，及时进行处理保证钻孔工作正常进行。
5.4成孔工艺
5.4.1开钻:
开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆比重根据土质按规范选定,并采用小冲程重复冲击造浆。
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1.5～2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣后应及时补水。
在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：
1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程重复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。
必要时需重复回填重复冲击2～3次。
5.4.2钻进:
a.开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚韧的泥皮护壁，钻至刃脚下1m以后，可按土质以正常速度钻进；b.在砂土或软土中钻进时易坍孔。
宜选用平底钻锥，控制进尺，轻压低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；c.在中密卵石土中钻进时，因土层较硬会引起钻锥跳动、钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。
宜须用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。
5.4.3泥浆补充和净化:
开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进中如泥浆有损耗、漏失，应予补充，并按时检查泥浆指标。
遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料检对。
5.4.4清孔
清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力；其次，清孔还为灌注水下砼创造良好条件，使测深正确，灌注顺利。
终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久，使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。
清孔后应在最短时间内灌注砼。
清孔后的泥浆指标应控制在如下范围：
相对密度 1.03～1.1;
粘度17～20s；含砂率＜2% 。
5.5成孔的质量控制要求
钻孔在终孔和清孔后，应下检孔器对孔位、孔径进行检查。
检孔器可用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加100mm（但不得大于钻头直径），长度不小于4D～6D的钢筋笼替代。
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
群桩桩位（mm）
100
全站仪：
每桩检查
排桩桩位（mm）
50
2
孔深（m）
不小于设计值
测绳量：
每桩测量
3
孔径（mm）
不小于设计值
探孔器：
每桩测量
4
孔的倾斜度
1%桩长，且不大于200
垂线法：
每桩检查
5
摩擦桩沉淀厚度（mm）
符合设计规定
标准测锤：
每桩检查
支承桩沉淀厚度（mm）
不大于设计规定
5.6劳动组织：
按12小时/班设置，每班一般安排4～5人，其中机长兼指挥，电工1人，清渣2～3人。
6.钻孔中事故的预防及处理
6.1坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然先升后降，孔口冒细密的气泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
6.1.1坍孔原因：
a、泥浆比重不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮；b、护筒埋置太浅，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔；c、在松软砂层中钻进，进尺太快；d、水头太大，使孔壁渗浆或护筒形成反穿空；e、清孔后泥浆比重、粘度等指标降低；泥浆吸走后未及时补水，使孔内水位低于地下水位；清孔操作不当，供水管直接冲刷孔壁；清孔时间过长或清孔后停顿过久；e、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁；
6.1.2坍孔的预防和处理：
a、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆；b、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；c、发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填粘土到坍孔处以上1～2米,如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；d、清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。
供水管最好不直接插入钻孔中，应经过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。
扶正吸泥机，防止触动孔壁。
不宜使用过大的风压，不宜超过1.5～1.6倍孔中水柱压力；e、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入；
6.2钻孔偏斜
冲击钻孔经常发生钻孔偏斜事故。
能够从主钢丝绳的负重下放过程中检查是否偏斜
6.2.1偏斜原因：
a、钻孔中遇有较大的弧石或探头石；b、在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径悬殊的砂卵石层钻进，钻头受力不均；c、扩孔较大处，钻头摆动偏向；d、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷；
6.2.2预防和处理：
a、安装钻机时要使底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正；b、在有倾斜的软、硬地层钻进时，应控制进尺，采用小冲程低速钻进。
6.3掉钻落物
各种钻孔方法均可能发生掉钻落物事故，但冲击成孔过程中此例事故发生机率较频繁。
6.3.1掉钻落物原因：
卡钻时强提强扭、操作不当使钢丝绳疲劳断裂、马达接线错误，操作不当落入扳手撬棍等物；
6.3.2预防和处理：
a、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具，可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖；b、经常检查钻具、钢丝绳和联接装置；c、为便于打捞落锥，可在冲锥上预先焊打捞环，打捞杠或在锥身上转捆几圈钢丝绳等。
d、掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应先清孔，使打捞工具能接触钻锥。
打捞工具有以下几种：
打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩或钻锥平钩、打捞钳等。
6.4糊钻
在软塑粘土层钻进时，因进尺快、钻渣量大、出浆口堵塞而造成糊钻。
若已严重糊钻，应将钻锥提出钻孔口，清除钻锥残渣，降低泥浆稠度。
5.5扩孔和缩孔
扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，各种钻孔方法均有可能发生，若仅孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是砼数量增加而已。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
缩孔原因有两种：
一种是钻锥补焊不及时，严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径小的孔。
另一种是由于地层中有软塑土，遇水后膨胀使孔径缩小。
各种钻孔方法均可能发生缩孔，可采用上下重复扫孔的方法以扩大孔径。
6.6卡钻
其原因是由于钻头磨损未及时补焊，钻孔直径逐渐变小，而新钻头或补焊后的钻头直径过大，或孔内掉入物卡住钻头。
卡钻后不宜强提，以免发生坍孔埋钻严重事故。
可用小冲击锥冲击或用冲、吸的方法将卡住钻头周围的钻渣松动后再提出。
但宜细心地冲、吸，防止坍孔。
在打捞过程中要继续搅拌泥浆，以防止沉淀埋钻。
在冲、吸等方法无法松动锤头的特殊的情况下能够采用放炮等手段来解决。
6.7钻孔漏浆
在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过高使孔壁渗浆。
为防止漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土重复小冲程冲击；在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，可由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。
7.安全技术、文明施工措施
7.1熟悉图纸，摸清地质状况，选用合适的施工机型进场。
7.2工作之前必须进行进场机械安全检查，如卷扬机、钢丝绳、滑车、钻头、泥浆泵、水泵及电气设备等，是否完好正常，润滑部位加油后检查合格后方可开钻。
7.3施工过程中机械设备必须经常检查维护和保养，承重钢杆、卷扬钢丝绳规格必须满足安全要求，制动系统灵活有效。
7.4、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，而且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。
7.5.夜间施工时，现场应配备足够的照明，电闸箱应安装漏保。
成孔的地方应设有标记。
7.6、泥浆池周围必须设有安全警示标志及防护设施。
成孔后，暂时不进行下道工序的孔位必须设有安全防护设施，并有人看守。
7.7安全检查人员要经常巡视，发现有安全隐患及时解决整改。
7.8保持现场整洁有序，不随便抛撒建筑垃圾、废物，施工过程中产生的泥浆应妥善处理或运走，不得随意排放。
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