钻孔桩施工作业指导书.docx
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钻孔桩施工作业指导书
湖北省武英高速一期土建第十合同段
西河大桥
钻孔桩施工作业指导书
编制：
贾世权
审核：
刘海涛
审定：
布强
中铁一局集团第三工程公司
中铁一局武英项目经理部
2006年10月1日
钻孔桩施工作业指导书
一、工程概况
本桥中心桩号为左：
K106+070（右：
K106+085），交角为90°，桥梁总长左：
427.0m（右：
396.5m）。
本桥上跨西河，交叉桩号和交角分别为K106+142、90°。
桥梁1/100频率的设计洪水位113.950m。
上部构造：
左幅采用14×30m预应力混凝土T梁，右幅采用13×30m预应力混凝土T梁，先简支后结构连续。
采用D160、D80型伸缩缝。
下部构造采用Y型薄壁式桥墩，钻孔灌注桩基础，柱径1.2m、1.5m；左0号桥台为承台分离式桥台，左14号、右13号桥台为肋板式，钻孔灌注桩基础，柱径1.2m。
右0号桥台为U型重力式桥台，扩大基础。
本桥平面位于R=2000m右偏圆曲线内，纵面位于R-20000m凸形竖曲线和i=2.1%直坡段上。
全桥桩基主要工程数量表
桩径（m）
根数（根）
总长（m）
砼数量（m3）
钢筋数量（Kg）
1.2
106
1914
2164.7
161185.3
1.5
6
128
226.2
15652.6
本桥桥位地层结构自上而下为中砂、抢分管、粉质粘土、含碎石粘土、含碎石淤泥质土、弱风化结晶灰岩及微风化结晶灰岩。
二、钻孔桩施工
1、准备工作
钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，换除软土，并夯打密实，再进行桩基定位放样。
同时定位放线应注意：
a.依据已布设的平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中心坐标，利用全站仪精确测设各桩位的中心桩；b.采用正交线法定出该桩位的法线方向线控制桩，供护筒安装及机具定位使用；c.每个钻孔桩的护筒安装就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。
钻孔时应采用长度适应钻孔地基条件的护筒，保证孔口不坍塌及不使地表水进入钻孔，并保持孔内泥浆表面高程。
埋设护筒应符合以下要求：
①、护筒用钢板卷制；
②、护筒内径比相应的桩径大30cm；
③、护筒顶端高程，应高出地下水位或孔外水位1.0～2.0米。
当护筒处于旱地时，其顶端应高出地下水位1.0～2.0米，还应高出地面0.3米，当钻孔内有承压水时，还应高于稳定后的承压水位2.0米以上；
④、护筒底埋置深度，在旱地或浅水处，对于粘性土应为1.0～1.5米；对于砂性土不得小于2.0米，并将护筒周围0.5～1.0米范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5米以下；
⑤、护筒中心竖直线应与桩中心线重合，一般平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%；
⑥、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和泥浆浓度。
对埋深较浅的护筒，采用挖埋法，即先在桩位处挖出比护筒直径大80-100cm的圆坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分层夯实，然后通过控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，用十字线在顶部找出护筒的圆心位置，移动护筒，使护筒中心位置与桩位中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直，随后即在护筒周围对称，均匀回填最佳含水量的粘土，分层夯实，使其达到最佳密实度，夯填时要防止护筒偏斜，护筒顶面至少应高出地面0.3米，以防杂物，地面水落入或流入井孔内。
对需埋深较深的护筒，采用震动桩锤，护筒接长时要内外焊接，每下沉1米检查护筒平面位置与垂直度。
开钻时应先在孔内制造泥浆，泥浆比重等指标根据土层情况而定。
制造泥浆时，先向护筒内灌注水，然后直接投入膨润土（或性能良好的其它粘土）用冲锥以小冲程反复冲击造浆。
泥浆的各种性能指标（包括相对密度、粘度、含砂率、胶体率、失水率、泥水厚、静切力、酸碱度）应能满足施工要求。
并保证不对地下水造成污染。
制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围（但不允许设在桥梁投影范围内），并用循环胶管连接，以形成良好的循环系统。
2、成孔
⑴、采用冲击钻机成孔工艺
钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。
钻孔桩施工前，必须提前备有足够数量的粘土或膨润土。
根据该桥地质的实际情况，在正常钻进时应注意以下事项：
a、冲程大小和泥浆稠度应根据通过的土层情况掌握：
在通过杂填土层时采用浓泥浆、小冲程、高频率、反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏；在通过粘土层和碎石淤泥质层时，宜采用中冲程；在通过岩石时易采用高冲程，最大冲程不宜超过6m。
b、在通过漂石或岩层时，如果表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字型钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。
c、要注意均匀的放松钢丝绳的长度。
一般在松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm～5cm。
应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。
松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
d、钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应予补充。
并按有关技术规范检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标，泥浆指标应符合下列要求：
泥浆相对密度1.1～1.4
粘度18～24Pa.s
含砂率≤4%
e、钻进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录表并与地质柱状图核对,渣样应用小塑料袋（硬塑料）妥善保管，并在标签上注明高程、取样时间、孔位，标签上还必须有取渣人、技术人员及监理的签名。
操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交代本班钻进情况及下一班需注意的事项。
若钻孔施工记录填写不详细或没有填写，在工程结算时不于结算。
f、在钻进过程中，如发现泥浆漏失严重，有溶洞出现时，应立即停钻，并及时通知工程部，以便采取应急措施及处理办法。
g、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1.5～2.0米，并低于护筒顶面0.3米以防溢出。
钻孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师核查后，进行清孔。
3、第一次清孔
采用换浆法进行清孔
终孔后，停止进尺，稍提钻头离孔底10~20cm悬空，并保证泥浆正常循环，以中速压入比重为1.1~1.25的较纯泥浆，把钻孔内悬浮钻渣较多泥浆换出。
根据钻孔直径和深度，换浆时间为4~8小时。
换浆时要求慢换浆勤捞渣，使泥浆相对比重减小到1.03~1.1，含砂率小于2%，胶体率大于98%，粘度为17~20Pa.s，达到所要求的清孔标准后，即可停止清孔。
4、钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作采用箍筋成型法。
制作后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。
存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免粘上泥土。
每组骨架的各节段要排好次序，便于使用时按顺序装车运出。
在骨架每个节段上都要挂上标志牌，写明墩号、桩号、节号等。
尤其骨架钢筋长度，由于各个孔位实际桩长不同，其长度也不相同，因此更应标写清楚。
没有挂标志牌的钢筋骨架，不得混杂存放，避免搞错，造成质量事故。
存放骨架还要注意防雨、防潮，不宜过多。
钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，运至现场后焊上直径为14cm的圆饼形砼垫块，然后吊入孔内，并在孔口进行焊接接长。
焊接采用单面焊，焊缝长度须满足施工技术规范的要求，并将接头错开35d以上。
主筋接头采用搭接焊。
为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，必要时每隔2m~2.5m在粗箍筋上设十字撑。
但在钢筋笼吊入孔的过程中，要逐渐拆除十字撑。
钢筋骨架用吊车起吊，第一段吊入孔内后，用钢管或型钢穿过加劲箍的下方，将骨架临时支承于孔口，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的吊环绑扎或焊接在孔口护筒上，以防止在灌注混凝土过程中下落或被混凝土顶托上升。
骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。
当钢筋骨架进入孔口后，应将其扶正缓缓下降，严禁摆动碰撞孔壁。
如放入困难，应查明原因，不得强行插入，同时要注意观察孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。
当灌注完的砼开始初凝时即割断吊环，使钢筋骨架不影响砼的收缩，避免钢筋与砼的粘接力受损失。
钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：
主筋间距+10mm；箍筋间距±20mm；骨架外筋±10mm；骨架倾斜度±0.5；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。
声测管采用内径57mm，壁厚3mm的钢管，对接时采用内径为65mm，壁厚3mm，长为10cm的钢管接头，内部加入麻丝并将接头与声测管焊密实，以防砼浆漏入管内，声测管的底口用钢板焊严实，顶口也用钢板焊接，进行密封，以防砼漏入。
检测管在桩基横断面上的布置，直径为1.2米和1.5m的桩，采用等边三角形布设；桩直径为1.8m的，采用正方形布设。
声测管直接焊接在钢筋笼内侧，并使检测管之间基本保持平行。
5、第二次清孔
由于在下钢筋笼和导管的过程中，沉淀厚度可能会增大，因此必须采取喷射清孔法进行二次清孔。
具体方法是在灌注砼前对孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物漂浮后，立即灌注水下砼。
6、水下混凝土的配制及灌注
⑴、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。
⑵、水下混凝土的塌落度以18～22厘米为宜，并有一定的流动度，灌注水下混凝土的工作应迅速，防止塌孔和泥浆沉淀过厚。
⑶、导管埋深控制
灌注砼时导管埋入砼的深度，一般控制在2m～4m，在任何情况下，不得小于1m或大于6m。
小于1m时，易发生拔导管时拔漏（拔出砼外）事故，大于6m以上时，易发生埋管拔不出来的事故。
拔管前须仔细测探砼面深度。
用测探锤测探时，须由2人分2次测探，防止误测。
钻孔灌注桩成孔质量允许偏差
编号
项目
允许偏差
1
孔的中心位置
群桩：
不大于10cm
单排桩：
不大于5cm
2
孔径
不小于设计桩径
3
倾斜度
钻孔：
小于1/100；挖孔小于0.5/100
4
孔深
柱桩：
比设计深度超深不小于5cm
5
孔内沉淀土厚度
柱桩：
不大于设计规定
6
清孔后泥浆指标
相对密度1.03～1.10；胶体率＞98%；粘度17～20Pa.s；含砂率＜2%
⑷、水下砼灌注采用导管法。
导管使用前均应调直、试拼组装，并做水密承压试验，准确记录试压编号及自下而上标示尺度。
漏斗和储料斗需有足够的容量，即混凝土的初存量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于1m。
⑸、防止钢筋骨架上浮，采取以下措施：
1、在最上面一节的钢筋骨架顶上用Ф22（二级钢筋）的钢筋吊环把钢筋骨架与护筒焊接在一起，钢筋吊环起着撑和拉的作用，以防止在灌注混凝土过程中钢筋骨架下落或被混凝土顶托上升。
2、在最上面一节的钢筋骨架顶上用ф16（一级钢筋）的钢筋吊环把钢筋骨架与护筒焊接在一起，钢筋吊环起着拉的作用，以防止在灌注混凝土过程中钢筋骨架下落。
然后用普通钢管做一钢管撑，一端撑在钢筋骨架最顶层的加劲箍上，另一端绑扎或焊接在护筒上，以防钢筋骨架被混凝土顶托上升。
⑹、灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定，如超出规定厚度（图纸规定5cm），可用前述喷射法向孔底喷射3min～5min，使沉淀悬浮后立即灌注首批混凝土。
⑺、拔活塞，将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管埋置深度，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，应停止灌注，进行处理。
⑻、灌注开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工。
在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测探不准确。
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。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。
此时暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上汽车钓钩，然后松动导管的接头螺栓，同时将起吊导管的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起带拆的导管，徐徐放在指定位置，然后将漏斗重新安装在导管上，校正好位置，继续灌注。
拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟。
要防止螺栓、橡皮垫和工具等掉入孔中，并注意安全，已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。
每根桩灌注时间不应太长，尽量在8小时内灌注完毕，以防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难。
在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
⑼、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，一般桩顶加灌0.5m～0.8m高度。
同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录，在灌注到接近设计标高时，要计算出还需要混凝土数量，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。
⑽、在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，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形成泥心。
⑾、在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试块，桩长20米以上不小于3组。
三、质量保证措施
1、质量检测人员的配备:
设专职质量管理员，并配备专职质检员。
2、在钻孔灌注桩分项工程开工之前须经质检工程师自检，经监理工程师同意签证后才可进行下一工序施工。
3、钢护筒埋设质量的控制：
钻孔桩钢护筒的埋设质量直接影响钻孔桩的施工质量。
施工时要确保护筒位置准确牢固，且钢护筒底节刃脚应适当加强。
4、钻孔泥浆的质量控制：
钻孔过程中泥浆质量控制的好坏直接影响成孔质量和成孔速度。
为减少钻孔事故的发生，采用粘土泥浆，施工中严格按规范要求各项指标进行控制，勤测勤量。
5、质量检测
（1）、施工前，先对各桩基坐标进行复核，如与设计不符合时，及时报监理工程师，通过驻地设计代表进行调整，再进行现场放样。
（2）、钢筋、水泥等材料必须有合格证书，不同来源的粗细骨料采取分类堆放，并做好标志。
（3）、沉渣检查:
成孔后需对沉渣及孔壁质量进行检查。
沉渣厚度的测定可采用测砣及沉淀盒的方法。
由于测砣测渣厚靠手感把握，故主要采用沉淀盒，至灌注水下砼下放导管前取出，视其盒内的沉渣量作为沉渣厚的数据。
（4）、孔壁质量检查:
施工中要求值班技术人员24小时跟班作业。
钻孔过程中要有详细记录，严格保证孔内水位和泥浆各项指标符合要求，每钻进5～10m利用探孔器检测孔径，检查钻头的磨损情况和直径变化，发现斜孔或缩孔时，随时校正或扩孔，以保证钻孔的直径和垂直度。
（5）、钻孔桩砼质量检查:
钻孔桩砼质量检查采用超声波无损检测技术。
方法是预先在桩内设探测管，检查时，将超声波两探头同速放至桩底，以此来检查桩是否有断桩及大的气孔缺陷。
严格把好钻孔桩的孔底清渣以及水下混凝土灌注，杜绝断桩事故。
（6）、认真做好检查凭证的签证工作。
施工过程中的系统检查，签证工作是工程质量的保证，签证前要认真进行自检，合格后方填写检查证并报监理工程师会同检查签证。
四、安全保证措施
坚持“科学施工，安全生产”的原则和“安全第一，预防为主”的方针，全面落实施工安全保证措施。
1、钻机的安全措施
钻机的布局要合理，且装有安全装置，操作者严格遵守操作规定，操作前要对钻机及其它设备进行检查，严禁带故障运行。
2、电器设备的安全措施
⑴、对电器设备的外壳要进行防护性接地，接零或绝缘。
⑵、每个钻井队派专人负责电器安全工作。
并与公司电工班经常取得联系，在没得到公司电工班同意的情况下，严禁私自接电。
3、行用电安全知识教育，定期检修电器设备。
3、夜间施工
夜间施工时，现场必须有符合操作要求的照明设备。
施工驻地要设置路灯。
4、工进入工地时必须佩戴安全帽，不准穿高跟鞋、拖鞋等，不准随意离岗，观看与自己无关的工序。
高处作业必须佩带安全带，安全带要栓在牢固的地方，而且要高挂底用。
5、机具设备如千斤顶、滑车、钢丝绳等应进行检查，不符合安全规定的严禁使用。
6、冲击钻起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔口时严禁孔口附近站人，防止发生撞击人身事故。
因故停钻时，孔口应加盖保护，并严禁钻锤留在孔内以防埋钻。
五、环境保护措施
1.水土及生态环境的保护措施
对林木、植被及地下水资源的保护是施工中的环保重点。
桩基施工前，规划好泥浆制备系统及循环系统，制定废浆处置方案，经监理工程师认可后，严格按方案弃浆，严禁乱排泥浆。
2.水环境保护措施
⑴施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排入农田、河流、渠道和鱼塘。
⑵施工废水，采取过滤、沉淀或其它方法处理后方可排放，以此避免污染河道和周围环境。
⑶施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
⑷钻孔用泥浆各项指标必须满足规范要求，防止污染地下水。
4.固体废弃物
⑴施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放。
⑵施工用各种材料应分类堆码，堆放有序。
⑶施工和生活中的废弃物也可经当地环保部门同意后，运至指定地点。
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