冲击钻钻孔作业指导书002.docx
《冲击钻钻孔作业指导书002.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冲击钻钻孔作业指导书002.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![冲击钻钻孔作业指导书002.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-1/29/3f542925-7899-4bff-bc39-27451cca89d1/3f542925-7899-4bff-bc39-27451cca89d11.gif)
冲击钻钻孔作业指导书002
新建铁路西安至宝鸡客运专线
冲击钻孔桩工程
施工作业指导书
西宝客运专线XBZQ-1标工程指挥部
2011年11月
目录
1适用范围1
4
6
9
10
10
11
冲击钻孔桩作业指导书
1、适用范围
适用于砂类土、砂砾石、卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。
2、设计概况及编制依据
2.1设计概况
新建西安至宝鸡铁路客运专线起点为郑西客专咸阳西站出站端,终点为宝鸡南站(新建)出站端。
起讫点里程DK500+130~DK638+000,客运专线正线长度138.044双线公里。
根据集团公司项目部任务划分,本项目分部施工里程为DK527+500~DK545+500段,位于兴平市和武功县境内,线路长度为18.00km。
主要工程内容有漆水河特大桥:
DK527+500~DK545+500段176#~731#墩,其中钻孔桩4450根,桩长40m—60m,承台558个,墩台557个。
本段沿线所经地区属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,春秋适宜,夏热多雨,冬寒干燥。
年平均气温13.3℃~13.9℃,最冷月平均-2.5℃~-3.4℃,极端最低-18.5℃,最热月平均27.3℃~28.1℃,极端最高41.7℃。
年平均降水量521.4mm~579.2mm,年平均蒸发量1035.8~1518.1mm,最大季节冻土深度(cm):
28~31cm。
土壤最大冻土深度值50cm。
2.2编制依据
漆水河特大桥桩基施工图;
《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2009);
《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2009);
3、验收标准
3.1表1冲击钻钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
顶面位置
护筒高出原地面50cm;高出施工水位或地下水位1.5~2.0m
测量检查
倾斜度
1%
内径
>桩径40cm
埋设深度
≥2m
2
孔位中心
50mm
3
保护桩
≤50mm
4
泥浆比重
岩石
≤1.2
5
砂黏土
≤1.3
6
坚硬大漂石、卵石夹粗砂
≤1.4
7
泥浆粘度
一般地层
16~22s
8
松散易坍地层
19~28s
9
泥浆胶体率
≥95%
10
泥浆PH值
8~10
11
泥浆含砂率
≤2%
12
桩底沉渣厚度
摩擦桩≤200mm
端承桩≤50mm
3.2 孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
检验数量:
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:
测量检查和用检孔器或成孔检测仪器检查。
3.3 钻孔桩护筒应坚实不漏水,护筒埋深应符合施工工艺设计要求。
检验数量:
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:
观察和测量检查。
3.4 泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。
对制备的泥浆应试验全部性能指标,钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。
检验数量:
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:
施工单位进行泥浆比重和含砂率试验,监理单位见证试验。
3.5 浇筑水下混凝土前应清底,孔底沉渣应清除干净,满足客运专线铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。
检验数量:
施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:
测量。
4、作业准备
4.1场地准备
(1)开工前先对桩位进行定位测量,埋设护桩。
(2)整平场地,场地为旱地时,清除地表杂物,换除软土,整平夯实,以保证钻机的稳定。
(3)场地为陡坡时,用枕木或型钢搭设作业平台。
(4)场地为浅水时,采用截流、改河或筑岛方案,变水中钻孔为旱地钻孔。
筑岛面积根据钻孔方法,设备规格决定。
(5)挖好泥浆池和沉淀池,布置好场内便道、输电线路、孔外排水系统以及其它附属设施。
4.2护壁泥浆
钻孔泥浆由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成。
按钻孔方法和地质情况,采用泥浆浮悬钻渣或护壁,除地层本身全为粘性土,能在钻进中形成合格泥浆者外,开工前应准备数量充足和性能合格的粘土或膨润土。
调制泥浆时,应先将粘土或膨润土加水浸透,然后以机械搅拌或人工拌制。
冲击钻进时,可在钻孔内直接投放粘土,以钻锤冲击制成泥浆。
调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆,根据钻孔方法和地层情况,采用不同性能指标的泥浆。
4.3机械就位
钻机就位前,要保证钻机坐落处的平整与坚固,防止在钻进和运行过程中产生位移和沉降,同时保证钻机顶部的起吊滑轮缘、钻孔中心应在同一铅垂线上,其偏差控制在2cm内。
施工现场还应随时配备相应的机械设备,包括:
挖掘机、泥浆运输车以及渣土运输车。
4.4临时用电
施工前认真检查电力设备的运行情况,保证机械及设备安全上场,并应自备备用发电机,以防施工过程中出现故障导致施工中断,确保临时用电满足施工要求。
5、技术要求
5.1所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。
5.2所使用的原材料应具有质量合格证并按相关要求抽检合格。
5.3在进行大面积钻孔施工前应按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》、施工图设计文件及业主相关文件的要求。
5.4为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇注混凝土强度,应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。
止。
6、施工程序与工艺流程
场地平整→桩定位→挖桩孔→钢护筒埋设→钻机就位→钻孔至设计深度→清孔→下钢筋笼(声测管)→二次清孔→水下混凝土灌注→灌注结束。
冲击钻施工工艺流程详见图1。
冲击钻检验流程详见图2
图1冲击钻孔灌注桩施工工艺框图
图2冲击钻孔灌注桩检验流程图
7、施工要求
7.1测量放线
采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样,根据设计桩位图,用全站仪将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹,然后在中心桩的前后左右设置护桩,测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核,并形成测量交接桩记录,符合要求后由技术人员报监理复核。
7.2埋设护筒
现场监理对桩位测量复核合格后,即可进行护筒的埋设。
护筒内径比桩径大40cm,护筒埋置深度不小于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。
护筒埋设好后,应设置好护桩,拉出十字线,以便监理现场检查。
7.3钻机就位
安装钻机时要求底部垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷,顶端用缆风绳对称拉紧,钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。
7.4泥浆制备
旱地泥浆池:
用挖掘机挖坑作为泥浆池和沉淀池(需要时,内壁用粘性土抹平);泥浆池位置的确定不影响后续工程施工,一般情况设在墩与墩之间。
用造浆机制浆,并储存于泥浆池中。
钻孔施工时,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,以保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔混凝土灌筑时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,用于下一桩基钻孔护壁中。
泥浆制备及循环分离系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成。
泥浆循环系统平面布置见图3所示。
7.5开钻前检查
现场技术人员对桩位、护筒埋设质量、泥浆指标等进行检查,检查合格后,向现场监理提出开钻前的报验检查,监理接到通知后,及时到现场进行检查,验收合格后方可开钻。
图3泥浆循环系统平面布置图
7.6钻进
开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放下钻锥冲击,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。
宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
泥浆补充与净化:
开始前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充。
并应按泥浆检查规定,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,及时排除钻渣并置换泥浆,使钻锥经常钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
钻进过程中,应随时对孔位中心进行复查,主要办法是将钻头自然垂吊于孔中,用护桩拉十字线将孔位中心恢复,用钢尺测量十字线中心与钻头吊绳之间的偏差,发现超出50mm时,及时分析原因进行纠偏。
7.7检孔
钻孔完成后,用检孔器进行孔径、孔深、孔型、成孔倾斜度的检测。
检孔器的外径、长度、重量要严格按照技术人员的交底进行加工制作。
成孔孔径不得小于设计孔径,成孔深度不得小于设计孔深,成孔倾斜度不大于1%。
其中,倾斜度检测采用吊车吊放检孔器进行,用吊车下放检孔器到孔底,通过量测吊锤底部与钢丝绳的偏斜距离,并通过三角关系推算成桩的垂直度。
7.8第一次清孔
检孔合格后,即进行第一次清孔,清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求,泥浆指标检测由现场试验人员进行,达到指标要求后,第一次清孔结束。
7.9第二次清孔
第一次清孔结束后,报请监理检验,监理同意后进行钢筋笼吊装、导管安装。
钢筋笼吊装、导管安装结束后,现场作业工班、技术人员、质检人员先进行泥浆指标、沉渣厚度的自检,泥浆各项指标如符合规定,且沉渣厚度符合要求,由质检人员负责向监理工程师报检,监理工程师检查合格后,即可转入下道工序施工。
如果不符合上述程序和检测指标,需进行二次清孔,重新履行各项程序,直至符合要求为止。
8、劳动组织
1劳动力组织采用架子队管理模式
架子队人员配置
序号
工种
人数
主要施工任务
1
架子队队长
1
负责全面施工组织协调工作
2
副队长
1
负责施工现场施工组织协调工作
3
技术主管
1
负责施工技术管理工作
4
技术员
4
施工现场技术管理
5
测量、监测员
5
负责施工测量、监控量测工作
6
实验员
2
负责试验工作
7
安全员
2
负责施工安全管理
8
材料员
2
施工设备的采购
9
仓库保管员
1
物资接收、保管及发放
10
电工
2
电线架设,用电设备安装、检查及维修
11
桩基一班
14
负责钻孔灌注
9、材料要求
1、所用材料应符合施工图以及相应规范要求;
2、材料保存下垫上盖,干净无杂物;
3、运输到施工现场的原材料、半成品、成品应检验合格后使用;
4、半成品加工必须符合规范要求;
5、做好进场材料检验标识工作,严格执行“进货检验试验控制程序”文件要求,层层把关确保材料质量、记录和资料的整理保存完整可追溯性;
10、机械设备配置
序号
名称
规格
单位
数量
说明
1
混凝土拌和站
HS-90
台
2
2
混凝土运输罐车
10m3
台
12
3
冲击钻
台
1
4
挖机
220
台
2
5
钢筋切断机
CQ40
台
2
6
钢筋弯曲机
GW40
台
1
7
钢筋调直机
TQ4-14
台
1
8
电焊机
BX3-500
台
10
9
装载机
柳工50c
台
3
10
吊车
YQ25
台
10
11
自卸车
台
5
12
发电机
120GF151
台
2
11、质量控制及检验
11.1质量控制
11.1.1钻孔作业要求
A钻孔就位前,应对钻孔的各项准备工作进行检查,包括场地与钻机坐落处的平整和加固、主要机具的检查与安装。
B采用冲击钻机。
使用卷扬机起吊锥头时,卷扬机钢丝绳通过三角立架上段的滑轮与锥头连接,放开卷扬机,锥头自然下落,锥头的冲击作用使岩土破碎,部分被挤入孔壁。
泥浆将渣土悬浮排出孔外,同时平衡部分孔壁土压力和水压力,保持孔壁稳定。
锥体一般为圆柱形,用钢材制成,锥头成“十”字形,利于破碎岩石。
土质地层可选用60~80cm的细锥头钻进,然后再用大锥头扩孔至设计孔径。
卷扬机可以人工操作,也可以选用自动操作设备。
C开孔是应低锥密击。
如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层,可加黏土块小片石,反复冲击造孔壁,保证护桶的稳定。
D须及时填写施工记录表,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
E钻机底座和顶端要平稳,在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。
回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心三者应在同一铅锤线上,偏差不超过2cm。
F必须保证泥浆的供给,使孔内浆液稳定。
G钻孔作业应分班连续进行,经常对钻孔泥浆性能指标进行检验,不符合要求时要及时调整。
H每班检查孔体偏斜情况,及时采取纠偏措施。
I钻孔时,应根据土层类别、孔径大小及供浆量来确定相应的钻进速度
G在淤泥和淤泥质土层中,应根据泥浆补给情况,严格控制钻进速度,一般不宜大于1m/min;在松散砂层中,钻进速度不宜超过3m/h。
K在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。
L遇孤石时可选当抛填硬度相似的片石,采用直锥冲击,或中低冲程交替冲击。
将大孤石击碎挤入孔壁。
M钻进中必须准确控制松绳长度,避免打空锥。
一般不宜用高冲程,以免扰动孔壁,引起坍孔。
扩孔或卡钻事故。
N应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免掉钻。
O应经常检查冲击钻头的磨损情况,如磨损过大,切削角不符合要求时要及时更换修理,以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。
P施工时应注意以小冲程开孔,使初成成孔坚实、竖直、圆顺,起导向作用,钻进深度超过钻锥全冲程后才能正常冲击。
若遇到坚硬漂卵石层,可采用中、大冲程,但最大冲程不宜超过4~6m。
钻进过程中及时排除钻渣,并添加黏土造浆,防止坍孔和沉积,使钻锥经常冲击新鲜地层。
新疆表面不平整的漂石、硬岩时,应先投入黏土夹小片石,将表面垫平后在钻进,防止出现偏孔、斜孔。
11.1.2对泥浆材料的要求:
A黏土:
粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%,塑形指数大于25%~30%,含砂量小于6%,SiO2和Al2O3之比为3~4以上,富含Na+、K+等亲水阳离子,水溶液呈碱性,Ca2+小于70mg/L,氯化物小于300mg/L。
B膨润土:
主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标,应符合有关标准。
C水:
淡水。
D外加剂:
见表9.1.1
表11.1.2常用外加剂
种类
使用目的
常用物质
分散剂
防水泥、盐分对泥浆的污染
Na6P6O18
污染后泥浆的再生
Na6P3O10,Na2CO2
增强防坍作用,提高泥水分离性
NaHCO3木质素,腐殖酸
增黏剂
防孔壁坍塌,提高钻孔效率,对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润土的凝胶作用
CMC(钠羧甲基纤维素)
加重剂
增加泥浆比重,提高孔壁稳定性
重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末
防漏剂
防止泥浆漏人土中
锯末,稻草,水泥,核桃皮粉末
盐水泥浆剂
在盐水中湿胀并提高黏度
防腐剂
防止CMC等有机外加剂在夏季变质
硫化钠
11.1.3测量钻进深度
一般用测绳系测锤(1~2㎏)从孔底量至护桶顶部或转盘顶面,从量得的总深度中减去护桶顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度,即为钻进深度。
11.1.4排渣、清孔
钻孔桩排渣可采用泥浆循环或抽渣筒排渣等方法。
如采用抽渣筒排渣,在钻进4~5m深后,每钻进0.5~1m应抽查一次,并补给泥浆。
当钻孔深度达到设计标高并超钻0.1m时,已满足设计要求后,将拌好的新泥浆20~30m3通过ф75mm钢射浆管直接射入孔底,使孔中较细钻渣悬浮泥浆中,从孔口排出,较大的钻渣沉入孔底。
孔底剩余较大的钻渣,用取渣筒取渣,至取不出为止。
再用ф75mm射浆管向孔底射浆10min(约15m3泥浆),悬浮的钻渣经护筒口排出返回沉淀池,待钻渣沉淀过滤后再将泥浆泵如孔底,如此反复多次循环。
同时在这道工序过程中采用钢射浆管取代测绳多次测量孔深,确认符合设计标高,出渣换浆完成后,观测沉渣厚度变化。
经过3~4h观测,沉渣厚度达到施工规范要求时,可通过射浆管再向孔底注浆5min后停止。
抓紧拆除钻架、射浆管、吊入钢筋骨架,安装混凝土导管等灌注设备,及时进行灌注,确保孔底沉渣厚度不超过规范容许值。
清孔也可以采用空气吸泥机配合取渣筒出渣。
即大块钻渣以取渣筒取出,较细的钻渣以空气吸泥机吸渣。
用空气吸泥机出渣时,应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆,保持孔内水位,避免坍孔。
11.1.5操作要点
A钻进时要保证钻进速度,及时测量孔深和泥浆比重。
B成孔后要测量孔的深度是否到达设计要求,并及时填写记录表。
C在钻机摆放前要及时平整场地,将泥浆池的位置安置好。
检查钻机的钻杆及零部件。
做好钻前的桩位放样工作,保证钻孔及孔径的准确度。
D清孔时应向孔内补充清水或泥浆,保持孔内水头,防止坍孔。
E各环节施工衔接应紧密,缩短工艺间隔时间。
F在各种不同的土层或岩层中钻进时,可按表9.1.2的施工要点进行
表11.1.5冲击钻孔施工要点
适用土层
施工要点
效果
在护桶刃脚下2m以内
小冲程1m左右,泥浆比重1.2~1.5,软弱层投入黏土块夹小片石
造成坚实孔壁
黏土或粉质黏土层
中冲程1~2m,泵入清水或稀泥浆,经常清除钻头上的泥块
提高钻进效率
粉砂或中粗砂层
中冲程1~3m,泥浆比重1.2~1.5,投入黏土块,勤冲勤掏渣
反复冲击,造成坚实孔壁,防止塌孔
砂卵石层
中、高冲程2~3m,泥浆比重1.3~1.5,投入黏土块,勤掏渣
提高钻进效率
基岩
高冲程3~4m,泥浆比重1.3左右,勤掏渣
加大冲击能量,提高钻进效率
软弱土层或塌孔回填重钻
小冲程反复冲击,加黏土块夹小块石,泥浆比重1.3~1.5
造成坚实孔壁
11.2质量检验
11.2.1主控项目
A钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。
B孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
C钻孔桩应坚实不漏水,护桶埋深应符合施工工艺设计要求。
D泥浆指标应根据钻孔机据、地质条件确定。
对配置的泥浆应试验全部性能指标,钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。
E浇注水下混凝土前应清底,孔底沉渣应清除干净,满足客运专线铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。
表11.2.2钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
桩的平面位置
±50mm
尺量
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
尺量
柱桩
不小于设计孔深,并进入设计土层
尺量
3
孔径
不小于设计值
尺量
4
护桶
顶面位置
±50mm
测量检验
倾斜度
≤1%
5
孔位中心
±50
6
倾斜度
≤1%
7
浇注混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤200
柱桩
≤50
12、全及环保要求
12.1安全要求
12.1.1钻架的滑轮要灵活(应采用滚珠轴承,滑轮直径不小于绳径的18倍),严禁适用轮缘已破损的滑轮。
12.1.2钢丝绳要勤检查,勤保养,断丝超过规定值的要及时更换,钢丝绳的卡子要经常检查,松动的卡子要及时补拧。
12.1.3启动前应经常并确认钻机各部件连接牢固,传动带的松紧度适当,减速箱内油位符合规定。
启动前,应将操纵杆放在空档位置,启动后,应作空运转试验,检查仪表、温度、制动等各项工作正常,方可作业。
12.1.4起落钻头速度应均匀,不得突然加速,避免碰撞护桶和孔壁。
12.1.5施工中要注意:
风、水、电安全可靠,井孔周围清洁整齐,有足够的照明,交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺、牢固。
12.1.6对工人应进行安全教育、操作规程教育,严防发生工程质量和人身事故。
12.1.7钻机安装牢固,防止倾覆。
钻机就位后,机身要用方木垫平、塞牢。
桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。
12.1.8注意用电安全,施工用电要由专业人员进行操作,电线、配电箱的摆放安装要规范化,电线不能直接敷设到地面上,应采取架空措施。
配电箱加锁。
12.1.9钻孔时,当机架出现摇晃、移动、偏移时,应立即停钻,经处理后,方可继续施钻。
12.1.10钻孔中,应注意观察有无漏浆现象,特别是岩溶地质,随时补充泥浆,保证孔内水位。
冲击钻施工时,应对附近建筑物的安全检测。
应在钻孔附近设置醒目标志和围栏,以防人员掉入孔内,未作业时孔口应覆盖。
12.1.11每工班检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡等,及时处理问题。
钢丝绳一个节距内断丝超过15%时必须更换。
钢丝绳安全系数,缆风绳为3.5,吊索为8~10.
12.2环保要求
12.2.1施工现场设置明显的标识牌
12.2.2施工现场要配置标准配电箱、箱底要设置三角铁支架(距地面高为1.2~1.3m)。
临时用电线路架设规范,严禁乱拉乱接。
12.2.3施工现场严格执行消防制度、措施和施工人员熟练只能怪我灭火器材。
12.2.4在钻孔施工中要充分发挥泥浆循环系统的作用,所有多余泥浆均经过泥浆净化器处理。
12.2.5钻渣和废浆及时外运至指定位置,以免施工产生的泥浆流入河中和公路、道路上,造成环境污染。
12.2.6在居民区附近生产施工时,应尽量把噪声较大的施工工序安排在白天进行,并严禁施工机械在居民区内鸣笛,减小施工中的噪