旋挖钻灌注桩作业指导书.docx
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旋挖钻灌注桩作业指导书
新建铁路锡林浩特至乌兰浩特线（XWTZ-4标）
旋挖钻灌注桩施工
作业指导书
编制：
审核：
批准：
中铁十三局集团锡乌铁路项目经理部二分部
二OO九年四月
旋挖钻灌注桩作业指导书
一、编制目的
为了加快桩基础施工速度，确保工程质量，特编制此实施作业指导。
二、编制依据
1、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415—2003）；
2、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203—2008）；
3、《铁路工程地质勘查规范》（TB10012—2007）；
4、《铁路工程基桩检测技术规范》（TB10218—2008）；
5、《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401.1—2003）。
三、适用范围
本作业指导书应用于锡乌铁路XWTZ-4标段的旋挖钻灌注桩施工作业。
四、施工准备
1、钢筋笼加工。
2、场地为旱地时，应平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。
钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。
3、桩位复核。
4、现场施工人员配置。
5、泥浆池的选址、砌筑及泥浆池内土工布材料的运输和铺设安装。
6、机具。
在施工前应对机械的各个应用零件进行检查，对磨损严重或失效的零件进行更换处理。
五、施工方法与作业流程
旋挖钻机由动力头、钻杆、钻头等部件组成，是自备动力的附带自行式钻机。
具有钻进速度快、成孔质量高、环境污染小的特点，适用于各种土质地层、砂行土、砂卵砾石层和中等硬度以下的基岩的施工；施工前应根据不同的地质条件选用不同类型的钻头。
动力头是钻机的主要动力驱动机构；钻杆是在钻孔作业中传递扭矩，控制钻头钻进、提出钻渣的工具；钻头一般为筒工钻头，直径与设计孔径一至，是钻孔进尺的主要工具。
1、护筒的制做和埋设
采用钢板卷制护筒。
护筒埋设要视不同地层而定：
有回填土形成的施工平台，护筒埋设施工时，将护筒周围0.5~1.0m的范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下，下口应埋入砂粘土内1.0~1.5m处；其余墩位护筒长度不小于2.0m，上口高出孔口地面30cm。
护筒埋设好以后，应检查其位置，用红油漆在顶口及内侧标注桩位十字线点号。
护筒平面中心偏差须不大于5cm，垂直度不超过1%。
2、护壁泥浆及泥浆池
成孔中，泥浆比重宜采用1.2~1.45之间，起到悬浮钻碴、排碴作用。
另外泥浆还可以润滑，冷却钻头，减少钻头阻力和钻头磨损。
泥浆池和桩孔之间通过泥浆池及沉淀池使泥浆形成循环，泥浆池及沉淀池的位置、大小因地制宜，施工中尽量让沉淀池的长度大一些（一般不应小于10米），且高出地面30cm为宜。
钻进过程中随时捞取泥浆槽、池中的钻碴。
3、钻孔
一般要求：
钻机就位前，应对场地布置，钻机位置的平整度和密实度等检查和加固，配套设备水电的接通等全面检查落实。
钻机安装就位后，底座和顶部应平稳，保证在钻进过程中不产生位移或沉陷。
钻机顶部的起吊滑轮缘和桩孔中心二者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于
2cm。
根据地质条件上部中粗砂层用旋挖钻机钻进，充分发挥其进尺速度快移动方便的优点；以下的较为坚硬的风化砂岩和强风化泥岩采用冲击钻钻进，以便加快施工进度。
施钻前，应根据地质勘探资料绘制孔位地质剖面图，以便钻进时按不同的地层选用适当的冲程。
施钻过程中，必须及时填写钻进记录，交接班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。
钻孔作业必须分班连续进行；应经常对钻孔泥浆进行实验，不符合要求时，随时改正；应经常注意土层变化，在土层变化处应捞取碴样，判明土层，确定标高，记入记录表中，以便与地质剖面图核对。
在钻进过程中，应留取碴样袋，放入数据条（地质、标高、时间等）并拍照，同时通知监理工程师到场核实确认。
4、清孔
钻孔达到设计标高，经终孔检查符合要求（见钻孔灌注桩成孔质量允许偏差表）后，立即进行清孔。
清孔的方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和地质情况而定。
清孔时应注意以下事项：
⒈保持孔内水头，防止坍孔；⒉清孔后，孔底、中、上部泥浆比重应控制在1.03~1.10之间，粘度17~20s，含砂率≤4%，胶体率>98%；⒊孔底沉淀厚度不得大于设计规定；不能用加深孔深的方法代替清孔。
5、钢筋笼加工与安装
⑴、钢筋骨架的加工制作
按照钢筋骨架的外径尺寸制一块样板，将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。
在箍筋圈上标出主筋位置同时在主筋上标出箍筋位置。
然后再水平的工作平台上，在主筋长度范围内，放好全部箍筋圈，将两根主筋伸进入箍筋圈内，按钢筋上所标位置的记号互相对准，依次扶正箍筋并一一焊好，再将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。
主筋的焊接采用
搭接或帮条焊。
在加工钢筋骨架时根据要求，按设计安装声测管，确保声测焊接严密不漏水，位置准确，和钢筋骨架焊接牢固。
施工时声测管要封口，检桩时割开，以免灌入泥浆或混凝土影响检桩。
⑵、钢筋骨架的安装
钢筋骨架长度在30米以内整体制做，长度超过30米分段制做，在吊装和运输能力许可的条件下尽量做长少分段减少现场焊接加快施工进度。
分段制做部分入孔时用4台大功率电焊机悬吊焊接，尽量缩短焊接时间。
钢筋骨架加工完成后用炮车运至桩位附近，用吊车在平台在起吊入孔。
起吊时，采用双吊点，吊点位置要恰当，一般设在加强箍筋处（吊点处应加焊）。
吊入钢筋笼时，应对准孔位轻放、慢放。
若遇阻碍，可徐徐起落，并正、反旋转使之下放，防止碰撞孔壁引起坍塌。
下放过程中注意拆除加强箍筋的支撑（注意不使支撑掉入孔内）并注意观察孔内水位情况，如发生异样，马上停止，检查是否坍孔。
钢筋笼入孔接长用单面搭接焊，并使用相应焊条。
焊缝长度应为10d+20mm，同一主筋上下轴线要在同一直线上。
钢筋笼入孔后，要牢固定位，并采取具体措施防止在灌注水下砼过程中上浮。
入孔定位标高应准确，允许误差为±3cm，可在上口外圈焊定位筋支撑在护筒壁上。
桩身砼灌注完毕、待桩上部砼初凝后，即解除钢筋笼的固定措施，以便使钢筋笼随同混凝土收缩，避免粘接力的损失。
6、水下混凝土的施工
⑴导管制作和试验
导管是灌注水下混凝土的重要工具，采用无缝钢管制成。
桩基础水下混凝灌注所用导管采用内径300mm，壁厚12mm的无缝钢管制成。
导管连接采用丝扣（或法兰盘）连接。
导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度。
中间一般长3m,下端节可加长至4m～6m。
漏斗下可配长约
1m的上端节导管。
以便调节漏斗的高度。
导管制作应力求坚固，内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。
各节导管内径应大小一致。
偏差不大于2mm。
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地检查外，还应做拼接、过球、水密、承压、接头、抗拉等试验。
在平地或者平台上，导管按所需长度组合完成后，从管的一端放入一个直径290mm（比导管直径小10mm）的木球或皮球，由一端拉向另一端，而后将木球旋转90度后在做一次，如两次都能通过，无卡球现象，即通球实验合格。
将做完通球实验的导管摆正，导管两端用法兰盘封闭，其中一端的法兰盘上焊有压缩空气输入管，先向管内加入70%的满水，然后通过压力机，将管内压力加到计算管壁应该承受的最大压力（按1.37MPa控制），并保持一段时间，检查导管管壁、接头是否有变形、裂纹和漏水现象，如一切正常，则水密实验合格，否则更换不合格的管节或胶垫重做实验。
⑵漏斗、储料斗
a、漏斗。
导管顶部应设置漏斗，储料斗和漏斗高度应满足导管拆卸等操作需要。
b、储料斗。
漏斗和储料斗的容量（即首批混凝土储备量）应使首批灌注下去的混凝土能满足导管初次埋置深度的要求。
钻孔灌注桩漏斗和储料斗最小容量可参照下式计算。
V≧πd2h1/4＋πD2Hc/4
式中：
V－首批混凝土所需数量，m3；
h1－井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h
1≧HWγW/γc（见图5-2-2导管法浇筑孔桩图），m；
Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc=h2＋h3，m；
HW－井孔内混凝土面以上水或泥浆深度，m；
D－井孔直径，m；
d－导管直径，m；
γW—钻孔内水和泥浆容重,取11KN/m3
γc—混凝土容重（用24KN/m3）,KN/m3
h2－导管初次埋深深度（h2≧1.0m）,m；
h3－导管底端至钻孔底间隙，约0.4m。
⑶提升设备
用汽车吊在作业平台上辅助灌注水下混凝土，用于下钢筋骨架、提升漏斗、拆除导管等作业。
⑷水下混凝土的灌注
a、灌注混凝土表面和导管埋深控制
测深：
灌注混凝土时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶高度。
如探测不准，将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深，因而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。
采用测绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面（或表面以下10cm～20cm）,根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。
本法完全凭探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉而判断。
导管埋深控制
灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度一般易控制在2m～6m范围之内，当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度快、导管较坚固，并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要大于8m。
拔管前需仔细探测混凝土面深度。
用测深锤测深时，需由2人用2个测锤测深并相互校对，防止误测。
b、水下混凝土的灌注
灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。
钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。
如厚度超过规定，可用前述喷射法向孔底喷射3min～5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。
灌桩用混凝土采用拌和站集中拌和，采用混凝土罐车配合混凝土输送泵进行水平运输。
剪球、拔拴或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。
如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故的处理方法进行处理。
灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。
在灌注过程中，要防止混凝土拌合物从漏斗顶逸出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使侧深不准。
灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
倒灌提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。
拆除导管速度要快，时间一般不宜超过15min，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，要注意安全。
已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。
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，不可整斗的灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，基础管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
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。
增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不宜小于
0.5m，长桩不宜小于1.0m。
混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内的混凝土数量估计在内）通知拌和站按需要的数量拌制，以免造成浪费。
为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土初凝前，挖除多余的一段桩头，但应保留10cm～20cm，以待随后修凿，接浇墩柱和承台。
在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。
如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。
在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
在灌注混凝土时，试件取样频率应满足要求。
试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。
强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。
有关混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应制定专人进行记录。
旋挖钻灌注桩施工工艺框图
六、检验标准
钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
护筒
预埋位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
2
孔的中心
群桩
100mm
单排桩
50mm
3
倾斜度
1%
钻（挖）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
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
注：
d为钢筋直径，单位：
mm
钢筋安装和钢筋保护层厚度的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
焊接主筋的竖板位置
钢筋混凝土管柱
5
尺量检查不
少于5处
预应力混凝土管柱
2
2
箍筋间距
20
3
钢筋保护层厚度
七、其他注意事项
1、灌注事故的预防及处理
⑴导管进水
主要原因：
混凝土的储量不足，或虽然混凝土的储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以至泥水从导管进入。
导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。
导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。
预防和处理办法：
如果是上述第一种原因引起的，应立即将导管拔出，将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗吸出。
若是第二种或第三种引起的，应拔换原管重新下管，或用原导管插入续管，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或吸水的方法吸出。
⑵卡管
在灌注混凝土的过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。
卡管有以下两种情况：
初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等使水泥混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
处理方法可用振捣器把导管中的混凝土下落。
机械发生故障或其它原因是混凝土在导管内停留时间过久，或混凝土灌注的时间过长，最初灌注的混凝土已经，初凝的，增大了混凝土下落的阻力，混凝土堵在管里。
预防措施是在灌注之前把机械维修一遍。
同时采取措施加快混凝土的下落速度。
⑶埋管
导管无法拔出称为埋管，起原因是导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土之间的摩擦力增大，猛拔导管会把导管拉断。
预防办法：
应严格控制导管的埋入深度，一般不超过6～8m，在导管上安装附着振动器拔管前或停灌时间较长时，均应适当振动，使周围的混凝土不至初凝。
在首批混凝土中掺入缓凝剂。
处理办法：
若事故已经发生，初时可用千斤顶试拔；若不行可用较小的导管伸入吸出混凝土表面的泥渣，派人下至混凝土面，在水下将导管齐混凝土切断。
⑷钢筋笼上升
原因：
除了由于全导管上拔、导管提升挂钩所至外，主要是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口距钢筋笼底口3m到1m时混凝土灌注的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶推力大于钢筋笼的重力导致。
预防及措施：
克服钢筋笼上升，除了从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼本身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施为：
1）适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力。
2）钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用。
3）在孔底设置直径不小于主筋的加强筋并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼底部。
⑸桩身夹泥断桩
原因：
大多是有以上各种事故引起的次生结果。
措施：
只能采取压浆补强的方法。
（注：
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