回旋钻灌注桩施工作业指导书.docx
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回旋钻灌注桩施工作业指导书
中铁十三局集团有限公司
施工过程控制标准化管理手册（桥梁分册）
回旋钻灌注桩施工作业指导书
编制：
审核：
批准：
目录
1.目的1
2.编制依据1
3.适用范围1
4.技术准备1
4.1内业准备1
4.2外业准备1
5.劳动组织2
5.1劳动力组织方式2
5.2人员设备表2
6.材料要求2
7.设备机具配置2
8.施工工艺流程3
9.施工方法及工艺3
9.1施工程序3
9.2施工工艺3
10.质量控制及检验标准7
11.安全及环保要求8
11.1组织机构8
11.2安全要求8
11.3环保要求9
12.估算指标10
回旋钻灌注桩施工作业指导书
1.目的
钻孔灌注桩是桥梁的基础工程，也是施工中重点控制部位，为了确保桥梁桩基工程的施工质量，特编制回旋钻钻孔灌注桩施工作业指导书，用以指导此类灌注桩工程施工。
2.编制依据
《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
《铁路工程施工质量验收标准应用指南》
3.适用范围
适用土层：
粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%）的土。
适用孔径：
正循环适用于80～250cm直径的桩，反循环适用于80～300cm直径的桩。
适用孔深：
正循环适用于30～100m深的桩，反循环用真空泵适用于小于35米深的桩，用空气吸泥机适用于小于65米深的桩，用气举式适用于小于120米深的桩。
4.技术准备
4.1内业准备
施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，熟悉图纸及有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工方案、施工安全保证措施，提出应急预案，对施工人员进行技术交底、技术、安全培训，考核合格后持证上岗工作。
4.2外业准备
钻孔前需根据现场情况，以能使钻机移动方便，钻孔时钻机不偏沉，电路及附属设备布置恰当，材料运送堆放合理，利于混凝土的灌注等因素，合理布置场地及修筑施工便道。
⑴、钻孔场地在旱地时，清除杂物及软土，整平夯实；场地位于陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台。
⑵、钻孔场地在浅水中时，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积根据实际情况决定，并按需要布置泥浆循环系统。
⑶、钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工，平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有的静、活载，同时考虑施工设备能安全进、退场，必要时须对钻机进行锚锭稳固以保证钻孔过程中桩位准确。
5.劳动组织
5.1劳动力组织方式
劳动力采用架子队组织模式。
5.2人员设备表
施工人员结合既定施工方案、机械、工期要求进行合理配置，详见表1。
其中施工负责人、技术主管、工班长、技术人员、专职安全员必须由企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备劳务工人。
表1钻孔桩作业人员配备表
序号
人员类别
数量（人）
1
施工负责人
1
2
技术主管
1
3
专职安全员
1
4
技术、质检、测量人员
4
5
工班长
1
6
机械工、普工
8
6.材料要求
不能采用原土造浆的，可备用膨润土，作为造浆护壁。
为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等。
7.设备机具配置
根据地质条件选择成孔机具，本作业指导书主要介绍回旋钻机成孔的主要施工方法及工艺。
回旋钻作业主要施工机具设备配置如表2。
表2主要施工机具设备配置表
序号
名称
单位
数量
备注
1
回旋钻机
台
10
钻孔
2
汽车吊
辆
2
设备、材料吊运，混凝土灌注
3
挖掘机
辆
2
挖泥浆池、水沟、清理沉淀物
4
电焊机
台
10
钻机维护、钢筋加工
5
潜水泵
台
12
抽水
6
泥浆泵
台
10
泵送泥浆
7
泥浆运输车
辆
2
外运泥浆
8.施工工艺流程
详见图1：
钻孔桩施工工艺流程图。
场地平整、钻机养护
测量定位
施工准备
埋设钢护筒
钻机就位、开钻
泥浆护壁、钻进
泥浆制备
钻至桩底
凿桩头，检验
拔出护筒
安装导管
制备混凝土土
输送砼凝土
灌注水下混凝土
吊放钢筋笼
制作钢筋笼
清孔
测量钻孔深度、倾斜度、孔径
导管试拼、密封试验
二次清孔
测量混凝土面高程度
混凝土备料料料
图1钻孔桩施工工艺流程图
9.施工方法及工艺
9.1施工程序
主要施工序有：
平整场地、桩位放样、护筒埋设、钻机就位、制备泥浆、钻孔、清孔、钢筋笼制作及安装、水下砼浇注等。
9.2施工工艺
9.2.1桩位测量
整平场地或搭设平台符合施工要求后，即进行测量放桩，项目测量队采用全站仪根据设计测量出各钻孔桩的中心位置。
施工队根据桩位放设护桩，对护桩采取水泥砂浆加固，并设立明显标志，随时用交汇法交出中心位置。
9.2.2埋设护筒
钢护筒采用8mm厚钢板卷制而成，要求要求坚实不漏水，护筒直径比设计桩径大20～40cm，采用人工挖埋法设置于孔口，护筒四周入土1.0米范围内用粘土夯填，防止护筒外壁渗水或渗入泥浆。
护筒位置准确，护筒中心与设计桩位中心偏差控制在5cm以内，斜度控制在1%以内，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。
护筒埋置深度符合下列规定：
岸滩上，粘性土不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m，岸滩上埋置护筒，在护筒四周回填粘土并分层夯实。
可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒；水中筑岛上，护筒须埋入河床面以下1m。
9.2.3泥浆
开工前准备数量充足和性能良好的粘土或膨胀土，选配适合地质条件的泥浆比重，合理布置泥浆池，储浆池和沉淀池。
泥浆性能指标应根据地质情况确定，选择优质粘土造浆，在施工过程中及时补充优质泥浆，以保证孔中泥浆顶标高始终高于地下水位1.0～1.5m，形成护壁、防止塌孔。
施工现场配置试验人员，随时对泥浆比重进行测试，采用正循环回旋方法钻孔时，钻进过程泥浆比重根据地层情况应符合下表规定：
表3泥浆性能指标要求
地层情况
泥浆性能指标
相对密度
粘度（s）
静切力（Pa）
含砂率（%）
胶体率（%）
失水率（ml/30min）
酸碱度PH
粘性土
1.05~1.20
16~22
1.0~2.5
＜8~4
＞90~95
＜25
8~10
砂土、碎石土、卵石、漂石
1.2~1.45
19~28
3~5
＜8~4
＞90~95
＜15
8~10
为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适当的碳酸钠、烧碱等，其掺量经试验决定，造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中随时检查泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。
清孔后泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度17～20s。
9.2.4钻机安装就位
安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻机顶端应用揽风绳对称拉紧，开钻前，必须将钻机钻孔平台进行调平，并保证钻头或钻杆中心与护筒中心保持一致。
9.2.5钻孔
开钻前在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，当钻至护筒底脚下1米后，方可按正常速度钻进。
钻进速度与泥浆排量相适应，在易塌孔的沙土、软土等土层钻孔时，采用低速、轻压钻进，同时提高孔内水头和加大泥浆比重。
钻进过程中，应经常对泥浆比重和含砂率进行检查，以适合钻孔过程中的地质情况，钻孔要连续操作不得中途停钻。
因故停钻时，钻头提出孔外，以防埋钻，并将孔口加盖。
钻孔达到设计深度后，用检孔器具检查孔位、孔径、孔深、孔形和斜度等，符合要求后才进行清孔。
清孔采用换浆法或抽碴法。
清孔时必须注意保持孔内水头高度，防止坍孔，孔内水头高度保持在地下水位或施工水位1.5米以上。
清孔完毕立即进行下道工序，灌注水下混凝土以前，孔底沉淀层厚度应不大于设计和规范规定。
不得用加深孔底深度的方法来代替清孔。
9.2.6桩基钢筋笼加工和安装
钢筋原材料由施工队根据进度安排，预先向项目物质部提采购计划。
钢筋笼采用支架成型法施工工艺，提前绑扎成型运至现场。
钻孔桩内钢筋采用汽车吊吊放，考虑到吊机起重能力等情况的限制，钢筋笼分节制作，每节长度控制在20m以内。
绑扎钢筋笼时，主筋每间隔4米对称焊接6个“耳筋”用于孔内定位，以保证桩基混凝土保护层厚度。
钢筋笼起吊时，为防止变形，在每道箍筋内设六角内撑，与钢筋笼主筋焊接，并加设吊装钢管，加固用钢筋及钢管在钢筋笼入孔后逐步拆除。
钢筋笼主筋采用双面搭接焊或闪光对接，为保证两节钢筋笼能够准确连接，需要准确定位主筋位置。
钢筋笼在吊放入孔前，先用检孔器对桩孔进行孔位检测，确认检测结果符合要求后，用吊机将每节钢筋笼吊放到孔口处进行连接，钢筋笼接头采用单面搭接焊的形式。
吊入钢筋笼时，对准孔位轻放、慢放。
遇阻时可随起随落和正反回旋使之下放，若无效，立即停止下放，查明原因进行处理。
严禁高起猛落，强行下放，以防钢筋笼损坏和碰撞孔壁引起塌孔。
放置钢筋笼时必须严格控制标高，具体办法是根据护筒顶面的实测高程，推算护筒顶端高出钢筋笼顶端的长度，计算钢筋笼挂钩的长度。
挂钩的作用是在实际桩长大于设计桩长情况下，保证钢筋笼顶面高程，然后检查中心位置，待合格后点焊于护筒上固定。
有超声波检测的桩基要按设计要求在钢筋笼内侧固定声测管钢管，底部、顶部用钢板焊接密封，接头焊接密封不透水。
钻孔桩钢筋骨架加工及安装质量标准见下表：
表4钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查不少于5处
4
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
5
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
6
钢筋笼分节制作主筋错位
不小于35d
且不小于50mm
尺量检查
9.2.7灌注水下混凝土
清孔符合要求后进行水下混凝土的灌注，水下混凝土采用导管法灌注，施工要精心组织、连续灌筑，桩孔中的水位要保持稳定。
并随时对混凝土质量进行监控，对导管埋深及时量测，对施工全过程进行完整的质量记录。
灌注应连续完成，中途不得停顿，需要备用发电机和起吊设备，以保证灌注桩的质量。
⑴混凝土的坍落度18～22cm，灌注过程中做好测量工作，随时监测混凝土的顶面高度，并始终保持混凝土顶面高出导管底1m以上，且导管的埋深不大于3m。
为保证桩头质量，桩顶灌注标高预留0.8～1.0m。
⑵导管内壁光滑圆顺，内径一致，一般直径采用20～30厘米，中间节长2.0米，底节长4.0米，使用前进行抗压和水密试验，合格后方可使用，并编号及自下而上标示尺度。
导管轴线误差依孔深、钢筋笼内径与导管外径差值而定，一般不宜超过孔深的1.5%，亦不宜大于10cm；试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。
在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底留有250～400mm的空间。
导管上口设置储料漏斗，漏斗底口设置可靠的隔水设施。
漏斗设置高度通过计算确定，满足混凝土自由下落孔底扩散要求。
⑶水下混凝土具有足够的流动度和良好的和易性，坍落度控制在18～22cm，骨料采用河砂、碎石，粗骨料粒径在1～4cm。
水下混凝土配合比必须严格执行设计和规范标准。
⑷灌注水下混凝土前，要检测孔底沉淀厚度，符合要求后方能进行，灌注首批混凝土时，导管下至孔底的距离约20～40厘米，储料漏斗存混凝土量要满足导管埋入混凝土中的深度不小于1米，在灌注水下混凝土过程中，经常保持孔内水头，防止塌孔，并经常检测孔内混凝土面高度，及时地调整导管埋深，导管埋深一般在1～3米。
灌注水下混凝土至设计桩顶标高高出50～100cm。
封底混凝土数量：
V＝h1×3.14d2/4＋Hc×3.14D2/4，h1＝HwYw/Yc。
其中：
D为钻孔直径；
d为导管直径；
Hc为首批混凝土至孔底高度（导管埋深＋导管底至孔底高度）；
Hw为混凝土面至水面高度；
Yw为孔内泥浆比重；
Yc为混凝土比重。
⑸当灌注桩混凝土达到设计强度后，开挖承台基坑，凿除桩头混凝土，要轻敲轻凿，防止损坏桩身，灌注桩通过检测合格后，方能绑扎承台钢筋，灌注承台混凝土。
10.质量控制及检验标准
灌注桩使用的原材料和混凝土强度必须符合设计要求与施工规范的规定。
每根灌注桩应按规定制作混凝土抗压强度试件3组，按非统计方法评定混凝土强度。
成孔深度必须符合设计要求，沉渣厚度不大于设计要求和施工规范的规定。
浇筑后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。
对每一根桩进行动测检验，10%桩进行抽芯检验，30%桩进行超声波检验。
钻孔灌注桩的施工允许偏差应符合下列规定：
⑴、桩径偏差0.1d且≥-50mm（个别断面）。
⑵、钻孔灌注桩的允许偏差质量检验与标准见下表：
表5钻孔灌注桩检查项目及标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
桩混凝土强度（Mpa）
设计强度的1.15倍
随机抽样，不少于2组
2
孔的中心位置（mm）
50
用经纬仪检查纵、横方向
3
孔径
不小于设计桩径
查灌注前记录
4
倾斜度
直桩
1%
查灌注前记录
5
孔深
摩擦桩
符合图纸要求
查灌注前记录
6
沉淀厚度
符合图纸要求。
柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于20cm
查灌注前记录
7
清孔后泥浆指标
相对密度
1.05~1.15
查清孔资料
11.安全及环保要求
11.1组织机构
成立以项目经理为安全第一责任人，主管安全生产的副经理为安全生产的直接责任人的管理组织，并建立项目部施工队的安全生产小组，建立安全生产责任制，将责任落实到人头上，纵向到底横向到边。
11.2安全要求
⑴加强岗前培训
加强施工人员的岗前教育和培训，提高职工的安全意识和职业技能，认真执行安全操作规程，不违章作业，提高整个队伍的安全防护意识和自我保护能力。
⑵严格执行逐级安全技术交底工作，施工用电及机械使用遵守《施工现场临时用电安全技术规范》和机械操作规程。
⑶经常对用电、机械等进行检查维修，减少事故发生。
⑷施工现场管理
①现场用电
操作高压电器设备时戴绝缘手套，穿绝缘靴，高压处设置警示标志。
电器设备有良好的接地保护装置；机械操作人员不得私自接拉电线，由电工统一管理；配电箱加锁，非电工不得私自开启；施工现场用电必须为三相五线制，生活区用电必须为低压配电，电压不超过36V；施工机械使用完好无损的橡胶电缆供电，跨越道路时应埋入地下或穿管保护；自备的发电机组应与电网进行连锁保护。
②钻孔施工
钻机摆放平稳牢固，钢绳无断丝、扭结现象；严格根据土层情况控制冲程，避免冲空锤等现象；孔口四周设置0.8m高的安全护栏，孔口四周严禁摆放重物；经常性检查机械设备有无损坏现象，及时修复，避免出现意外事故；钢筋笼吊装过程中人工用粗绳拉住确保钢筋笼平稳，减少对机械及孔壁的震荡；钻机挪移过程中不得挤压电缆线；振动下沉钢护筒过程中严禁作业人员在吊钩下停留或作业。
③水上作业
水上施工安全管理应符合《内和交通管理条例》的规定；
施工中使用的船只经过船检部门检查合格，使用前检查各部位设施是否良好，不得带病作业。
施工过程中以钻孔平台作为临时码头，在钻孔平台上设置航行标识及救护消防等设施。
整个施工期间和当地气象部门取得联系，随时掌握气象和水文情况，遇有大风天气提前检查船只的锚缆设施，对不安全设施予以加固；如遇到视线不清的天气时，船只应显示规定的信号，必要时停止水上作业。
定位船只、打桩船及作业船只铆钉后，应在涉及航域的范围内设置警示标志。
抛锚时锚链滚滑附近不得站人。
船只靠岸或靠近码头装运货物时，应搭设稳固平稳的跳板，跳板设扶手及安全网。
施工使用的船只在装运货物时严禁超载偏载，装运货物时要保证船体的平衡。
指挥及施工人员使用的交通船，严禁超员渡河，船上配有救生衣、救生圈等必要设施。
如在航行过程中突遇阵风、阵雨等特殊情况乘船人员不得走动或站立。
④夜间施工
施工时现场必须有符合操作要求的照明设备，夜间作业的船只应配备齐全的夜航停泊标志灯，船只停靠码头时应设照明灯。
11.3环保要求
⑴对参加施工人员进行环保意识教育，坚决贯彻国家有关环境保护法令及当地政府有关法规、条例。
⑵施工现场做好工完料净。
各种工程材料堆放整齐，工程机械摆放有序，施工标语醒目，生活区各种设施齐全，实行封闭式管理，工地便道经常保持湿润，防止粉尘过大影响施工。
经常对施工机械设备进行保养，以便减少机械噪音，避免妨碍附近居民生产生活。
⑶用地界外的植被、树木，严禁滥砍滥伐。
施工用水、泥浆及生活废水要合理排放，避免污染河流，避免危及周围居民建筑物，对附近居民的生活用水造成污染。
⑷对环境有污染的设施和材料设置在远离人员居住的较为空旷的地点，各种生活垃圾要妥善处理。
⑸靠近居民区地段在施工工序安排上，噪音和振动大的工序尽量安排在白天施工，避免打扰居民休息。
⑹施工便道两侧修建临时排水渠道，并与永久排水设施相结合，不引起淤积和冲刷。
施工期间也保持良好的排水状态。
材料堆放场地等四周开挖水沟，不积水，防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受冲刷。
12.估算指标
表6主要项目估算指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
钻孔进尺
m/h
5-8
土层
2
泥浆比率
泥浆/桩实体
2.5：
1
土层
3
安装钢筋笼时间
h
1-4
根据笼长定
4
下导管时间
h
1-3
根据孔深定
5
第一次清孔时间
h
2-6
根据孔深定
6
第二次清孔时间
h
1-2
根据孔深定
7
循环泥浆池
长宽深
5*5*2
8
混凝土灌注
m/h
15
与桩径有关
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