钻机施工作业指导书 1.docx
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钻机施工作业指导书1
钻孔灌注桩施工作业指导书
一、工程概况及工程特点：
哈尔滨西客运站工程西站房工程桩206根，桩径800mm。
城市通廊工程桩580根（抗拔桩216根、抗压桩364根，桩径800mm）。
东站房工程桩216根，桩径800mm。
雨棚工程桩604根（ZH1桩型384根、ZH2桩型204根、ZH3桩型16根），桩径600mm。
桩长及具体施工参数见附图，东、西站房及通廊工程桩采用旋挖钻机及反循环钻机成孔，雨棚桩施工采用长螺旋成孔作业。
二、目的
明确桩基旋挖钻灌注桩作业、反循环灌注桩作业、长螺旋施工的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。
三、各种钻机的施工工艺及操作要点如下：
（一）、旋挖钻机施工方法及工艺要求
上图为旋挖钻钻孔桩施工工艺框图
1、施工准备
钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求，须作准备工作如下：
首先确定钻孔桩位：
按照基线控制网及桩基设计坐标，用全站仪精确放出桩位。
钻孔场地在施工期间地下水位在原地面以下大于1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。
钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。
修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提供便利。
钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。
如有困难，可用排架或枕木搭设工作平台。
2、泥浆制备
在砂类土、黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。
在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。
钻孔施工时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。
桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。
3、埋设护筒
桩基定位后，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设钢护筒，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向，护筒的埋设是旋挖作业中的关键。
护筒选用10mm厚钢板卷制而成，护筒内径为设计桩径+20cm，高度2.5m，上部开设1或2个溢浆孔，护筒埋设时，由人工、机械配合完成，主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中，其顶端应高出地面20cm，并保持水平，埋设深度2.3m，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
护筒埋设要保持垂直，倾斜率应小于1.0％。
4、钻机就位及钻孔
4.1、钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕，施工队对钻机就位自检。
4.2、钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。
针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
泥浆指标应符合以下要求：
比重：
孔底泥浆比重不宜大于1.25.
黏度：
一般地层16～22s，松散易坍塌地层19～28s。
含砂率：
新制泥浆不大于4%。
胶体率：
不小于95%。
PH值：
应大于6.5。
为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中适当投入适量的烧碱或碳酸钠。
造浆后应试验全部性能指标，钻进时，应随时检验泥浆比重及含砂率。
4.3、钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。
应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。
4.4、当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，经监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
5、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，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔
5.1、钻孔至设计标高经过检查后，应即进行清孔
清孔应达到以下标准：
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉碴厚度磨擦桩不大于10cm。
端承桩不大于5cm，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
5.2、清孔采用换浆法清孔
使用换浆法清孔，抽渣或吸泥时，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。
换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为度。
6、质量检验标准
钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
不小于设计孔深
端承桩
不小于设计孔深，并进入设计土层
3
孔位中心偏心
群桩
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤100
端承桩
≤50
钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法应符合下表的规定：
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
护筒
顶面位置
50mm
测量检查
倾斜度
1%
2
孔位中心
50mm
3
倾斜度
1%
7、钻孔桩常见事故的预防及处理。
常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：
7.1坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。
7.1.1、坍孔原因
①、泥浆相对密度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。
②、由于出渣后未及时补充泥浆（或水）、或孔内出现承压水、或钻孔通过砂砾等强透水层、孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。
③、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，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。
④、在松软砂层中钻进进尺太快。
⑤、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。
⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。
⑧、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。
⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
7.1.2、坍孔的预防和处理
①、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
②、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。
③、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
④、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。
供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。
应扶正吸泥机，防止触动孔壁。
不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
⑤、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
7.2钻孔偏斜
各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。
7.2.1、偏斜原因
①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石
②、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
③、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。
④、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
⑤、钻杆弯曲，接头不正。
7.2.2、预防和处理
①、安装钻机时要使转盘、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。
②、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。
必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。
③、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
7.3掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。
7.3.1、掉钻落物原因
①、掉钻落物原因
卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。
②、钻杆接头断裂或钢丝绳磨损断裂。
④、转向环、转向套等焊接处断开。
⑤、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
7.3.2、预防措施
①、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
7.3.3、处理方法
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首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
7.4扩孔和缩孔
扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。
在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。
若只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，只是混凝土灌注量大大增加。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不
出钻头或者提外鸣叫的迹象。
缩孔原因有两种：
一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。
各种钻孔方法均可能发生缩孔。
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。
对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.
7.5外杆折断
7.5.1、折断原因
①、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。
②、钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。
③、钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。
④、地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。
⑤、孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。
7.5.2、预防和处理
①、不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。
②、钻进过程中应控制进尺速度。
遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。
③、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。
不合要求者，及时更换。
④、在钻进中若遇异物，须以处理后再钻进。
⑤、如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞
上来。
并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。
7.6钻孔漏浆
7.6.1、漏浆原因
①、在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。
②、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。
③、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。
④、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。
7.6.2、处理办法
①、凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。
冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。
②、属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。
如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。
如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。
（二）、反循环钻机施工
反循环成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩，其特点是：
可利用地质部门常规地质钻机，可用于各种地质条件，护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。
适用于高层建筑中、地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。
反循环钻机成孔与旋挖钻机成孔不同之处，反循环钻机泥浆配制为先采用清水护壁，待陆续钻进时，孔内的清水同钻锥切削下来的粘土在钻锥的回转搅动下，自然形成泥浆。
其施工工艺及施工参数可参考旋挖钻机施工。
（三）、长螺旋钻机施工
1、施工流程如下：
钻机对位→检查桩管、砼输送管→钻进成孔→泵压混凝土与提升钻杆→钢筋笼制作安装→移机。
（1）、钻机对位
钻机就位时，液压支腿要落在实处，松软处可用枕木等物垫塞，利用液压支腿使钻机水平并调整钻机立柱与水平面垂直，垂直偏差不大于1%，对位偏差不超过20mm。
（2）、钻进成孔
钻进成孔中，对钻压、转速和钻进速度要根据地质变化与动力头工作电流显示值进行合理调整，正常钻进的电流值一般为100A左右。
当电流值大于140A的额定值时，应迅速进行空钻，使紧抱钻杆叶片上的土块甩出，待电流值降到正常范围后方可继续钻进，钻进时应采用间歇钻进方法（即钻进→空钻→钻进），以利于被切削岩土及时排出地面。
当钻至设计深度后空转30-60s，待电流稳定后停钻并发出信号，为泵送混凝土做好准备。
（3）、泵压混凝土与提升钻杆
混凝土可采用现场搅拌混凝土，混凝土坍落度一般为150～180mm，石子粒径通常为5～20mm，掺高效减水剂或泵送剂，泵送混凝土时，司泵工与司钻工要随时联系，保证输送、停止输送混凝土与提升、停止提升钻杆的工作密切配合。
钻杆提升要求为提升速度1.5～3.5m／min，钻头始终埋在混凝土下面1.0m深处；泵送混凝土要求为：
泵工作压力值一般控制在3.0-4.0MPa，并保证提升钻头时要带压，达到桩顶标高后超灌500mm。
由于在施工中易发生的问题是输送软管弯头、钻杆及钻头处混凝土堵塞，还有设备故障等。
堵塞通常由于设备故障或停滞时间过长或混凝土粘聚性不好易离析等原因造成。
处理堵塞的方法是及时反泵、停泵，拔出钻杆，待清通后再施工。
为防止因长时间停滞而堵塞，应每隔10～15min按"泵送+反泵+泵送一反泵"程序操作一次。
（4）、钢筋笼制作安装
钢筋笼加工质量应符合设计与规范要求。
在泵送混凝土结束后应迅速将钻具移位，清理孔口，利用吊车吊钢筋笼入孔，并将钢筋笼利用插孔器（振捣器）振人预定深度。
（5）、填写记录表
记录表由司钻工、司泵工各自分别填写。
记录分台班填写，班组负责人审核，经项目技术部门整理汇总。
2、质量控制
（1）、质量控制要点
应注意轴线或控制点的准确定位。
根据设计桩长、自然地面标高、桩顶标高及钻机距地面高度，换算钻杆进孔尺寸，并在钻杆或机身上作明显标志，钢筋笼下放深度可在预定深度的基础上调高300-500mm，以免钢筋笼在孔内下沉，不能满足锚入承台的长度要求。
制定合适的钻机开行路线，以免桩身被挤压破坏。
下钻前一定要先做好冲管检查，防止混凝土在输送管或冲管中堵塞。
注意司钻工和司泵工的协调配合。
（2）混凝土质量控制
包括对原材料的检测，配合比的确定，坍落度控制（坍落度为220-240mm），计量每根桩混凝土的用量，随时算出每根桩的充盈系数（正常情况下充盈系数为1.1-1.5）。
做好机械设备状态控制。
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