钻孔灌注桩作业指导书.docx

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钻孔灌注桩作业指导书

石武客专郑州动车组运用所

钻孔灌注桩

施工作业指导书

编制：

审核：

批准：

中铁七局石武客专郑州动车组运用所项目部二分部

2011年1月

一、编制目的

本作业指导书适用于新建石武客专郑州动车组运用所综合维修段综合楼泥浆护壁钻孔灌注桩施工。

为规范钻孔灌注桩的施工工序和保证施工质量及施工进度的顺利进行，特编制此施工作业指导书。

二、作业准备

1、内业技术准备

作业指导书编制后，应在施工前组织技术人员认真学习施工方案，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。

制定施工安全保证措施，提出应急预案。

对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2、外业技术准备

钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。

并收集相关技术数据。

三、技术要求

1、钢筋笼按设计图纸要求，分节施工，报请监理工程师验收。

2、钻孔和混凝土灌注过程中，现场技术人员应做好钻孔和灌注记录。

3、技术人员应现场值班。

四、施工程序与工艺流程

1、施工程序

施工准备测量定位埋设钢护筒配置泥浆安装钻机钻进终孔清孔钢筋笼制作与安装安装导管二次清孔灌注水下混凝土

2、工艺流程

钻孔灌注桩施工工艺流程图

五、施工要求

1、施工准备

钻孔场地内应清除杂物、换除不合格土体、平整压实，施工场地内标高不够区域还要按站场填土要求进行填土，保证填土质量，为钻孔桩机进场做好准备。

2、施工工艺

（1）平整场地、测定桩位

平整场地后，应根据设计桩位，由测量人员准确定出钻孔桩中心位置。

同时必须在护筒四周设置十字护桩，交角不小于60度，护桩可采用木桩或短钢筋。

护桩应妥善保护至终孔，以随时检查钻机的对中情况。

（2）埋设钢护筒

为固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等目的，在钻孔前按要求制作、埋设护筒，护筒采用4-8mm厚钢板制作，并保证坚实、不漏水；护筒内径应大于钻头直径20cm。

护筒顶应高出原地面不少于30cm。

埋设护筒以桩位中心为护筒中心，护筒埋好后利用护桩挂线检查护筒埋设偏差，其偏差不得大于5cm,倾斜度不大于1％。

现场施工人员在护筒埋设好后应自检，再由现场技术员检查，合格后报请监理工程师检查。

（3）泥浆制备

①泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

水湿润后有黏滑感，加水和成泥膏后容易搓成1mm的细长泥条，用手揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀。

②泥浆的循环和净化：

针对钻机特点，在施工前对泥浆的循环和净化结合施工场地作合理布置。

设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接。

③泥浆池四周应设置防护栏杆，且泥浆池四周应用草袋围砌高出地面一定高度，防止泥浆污染周围环境。

（4）安装钻机

钻机的钻杆中心应对准桩中心，并与钻架上的起吊滑轮在同一垂线上。

桩位中心由护桩挂线定出，钻机定位准确后，由现场施工人员自检，现场技术人员复检，最后报请监理工程师检查。

钻机对中允许偏差为5cm。

（5）钻孔

①钻孔前，技术人员首先测定护筒标高，依据设计图纸及护筒标高编制相应的施工技术交底。

施工人员应收到有签证的技术交底后方可施工。

②对于回旋钻机，开钻时以抵挡慢速正循环钻进，以泥浆护壁为主，钻下5m后改为反循环钻进，泥浆从孔口经由浆管进入泥浆池，经过沉淀，再由泥浆泵将泥浆由浆管子送回孔底，含渣泥浆再从孔底上翻至孔口，经过浆管进入泥浆池。

通过泥浆循环，孔底的钻渣即可在泥浆池中沉淀下来，再人工将钻渣清除，达到清渣的目的。

钻孔过程中坚持减压钻进，钻具的主吊钩始终承受部分钻具的重量，使钻杆始终受拉状态下进行工作，钻压最大不超过钻具扣除浮力后总重力的80%，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。

钻孔作业要连续，经常对钻孔泥浆抽检试验，不符合要求及时调整。

钻机钻进过程中孔内水头始终保持在水位线以上2.0～3.0m，加强护壁，防止塌孔。

③钻孔应连续操作，不得中途停止。

经常检查泥浆的各项指标。

④在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。

钻孔过程中，经常检查孔径和倾斜度。

⑤钻进过程中，每3米取一次土样，进入持力层后每0.5米取一次岩样，且地层变化处应加密取样。

取样的同时详细填写工程地质核查表。

钻进时，现场技术人员应核对实际地质情况与设计地质情况，如与设计不相符，及时向设计单位反映。

⑥整个钻孔过程中应做好钻孔记录表，钻机值班人员如实填写。

记录内容包括进尺情况、地质情况、开钻时间、终孔时间、成孔标高、以及钻孔过程中的异常情况。

（6）成孔

①当钻孔深度达到设计要求时，所有钻孔在浇注混凝土前都应使用检孔器或其它设备检查孔径和倾斜度，做全面的检查（孔深、孔径、孔位和孔形、倾斜度、孔底地质情况等）。

检查标准见后质量检验标准。

②当钻孔达到设计标高，现场施工人员应使用鉴定过的测绳，根据施工技术交底提供的钻孔深，确认孔底标高已达到设计标高。

填写完成钻孔记录，地质核查表，整理好钻孔取得的土样及岩样，通知现场技术人员复检。

复检技术人员检查内容有：

孔深、孔径、孔倾斜度、钻进记录是否填写完整，有无异常情况，核对现场地质情况是否复核设计图纸。

如一切检查符合要求报请监理工程师验收。

③所用检孔器直径不得少于设计孔径。

（7）清孔

清孔根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式。

本工程采用换浆法：

即钻孔完成后，提起钻头至距孔底20cm，继续旋转，逐渐把孔内悬浮的钻渣换出。

清孔时要保持孔内水位不能低于地面，防止孔内水位过低导致孔口塌，同时清孔时应检查泥浆的各项指标：

比重1.1～1.25、含砂率小于4%以及粘度不大于28S。

直到符合标准为止。

（8）钢筋笼制作及吊放

①钢筋笼的制作安排在钢筋加工区进行制作（主筋宜采用闪光对焊连接），利用吊车吊放钢筋笼。

钢筋的制作要符合有关钢筋施工规范及要求。

现场焊接采用单面焊，搭接10d（d为钢筋直径）。

②钢筋笼制作好后，现场施工人员及技术人员应根据施工技术交底检查钢筋笼和吊筋的长度，吊筋的长度能准确的定位钢筋笼立面标高。

③钢筋笼的四周侧面应采用耳环做保护层厚度，采用耳环时钢筋直径采用φ10。

（9）导管安装

①水下混凝土采用直径25-30cm刚性导管，中间节长宜为2米，底节长不宜小于4米。

②导管使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示每节长度。

试压的压力可取为0.6～1.0MPa。

③施工人员应根据孔深合理配置导管，导管底口距离孔底应为30cm～50cm，并自下而上记录每节导管长度。

现场技术人员检查导管总长是否满足要求，距离孔底是否符合要求，并记录。

（10）灌注水下混凝土

①砼在搅拌站集中进行砼拌制。

砼的运输宜采用泵送或混凝土罐车运输。

②灌注混凝土前应进行二次清孔，测试泥浆的比重、含砂率、粘度。

施工人员、现场技术人员检查合格后报请监理工程师验收，并记录。

③灌注混凝土前探测孔底沉渣厚度，如大于规定50mm，须再次清孔，但应注意孔壁稳定，防止坍孔。

孔底沉渣厚度直接影响到成桩质量，施工人员自检无误后由现场技术人员检查，并记录，如合格报请监理工程师检查，否则再次清孔。

④封底必须使用储料斗，存储的混凝土应至少可使导管埋深1m，并不宜大于3米。

水下混凝土封底必须采用隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。

封底后，施工及技术人员判断、测量封底情况，并记录。

⑤混凝土灌注过程中导管埋入混凝土中深度以2～6米为宜，中间间隔时间不宜大于2小时。

整个灌注过程，技术人员应按灌注记录表填写记录。

⑥水下混凝土浇筑面应高出桩顶设计高程不小于0.8米。

灌注结束时，应由施工人员及现场技术人员共同检查无误后方可停止灌注，拆除导管。

最后几节导管应慢速拔除，拔除时利用吊车上下缓慢活动导管，防止出现空心桩。

⑦灌注过程中如遇到无法解决的问题，施工及技术人员应及时向上级汇报。

11、拔除护筒

水下混凝土灌注完毕，慢速将护筒拔出，回收利用。

12、其他

①桩身质量检测：

桩体施工完成后应按要求进行桩身完整性检测，检查桩身是否有断桩、夹泥或其它缺陷。

同时进行桩的承载力检测。

②及时做好各项钻孔桩的质量记录，并及时签认。

六、材料要求

1、护筒要求内部无突出物、不漏水。

2、泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

①水湿润后有黏滑感，加水和成泥膏后容易搓成1mm的细长泥条，用手揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；

②胶体率不低于95%；

③含砂率不大于4%。

七、劳动组织及施工机械设备

1、劳动力组织方式：

采用架子队组织模式。

2、施工人员应结合施工前确定的施工方案、机械、人员组织、工期要求进行合理配置。

作业人员配备表

施工负责人

1人

技术员

2人

专职安全员

1人

工班长

3人

技术、质检、测量、及试验人员

8人

指挥操作人员

3人

机械工、普工

10人

主要机具设备配备表

钻孔桩机（回旋钻）

3台

吊车

3台

泥浆泵

3台

导管及灌注平台

3套

钢筋加工设备

3套

八、质量控制及检验

1、质量控制

本建筑房屋基础采用钻孔灌注桩，设计桩长26米，总计88根。

应重点控制好桩基定位、进入持力层的情况、沉渣厚度、砼灌注、桩顶标高等环节。

（1）放线定桩位应从多面复核，以避免产生隐蔽误差。

测定后，准确无误后报监理工程师报验。

（2）护筒的基坑应垂直地面，与桩位同心，其半径应大于桩半径200㎜，深度应超过杂填土层，进入原土深度不应小于200㎜。

（3）护筒用4～8㎜钢板卷制，基坑内径比桩身设计直径大200㎜，护筒顶部应开设1～2个溢浆口。

护筒中心与桩位中心宜重合，偏差小于50㎜，并应保证护筒垂直。

（4）护筒上口应高出地面300㎜。

埋好后，基周围应用土分层回填夯实，随即测定护筒上口统一高程，记录在册，以控制孔深、钢筋笼安放及桩顶统一高程。

（5）钻机转盘必须水平，转盘中心、桩位中心及天轮悬吊中心应重合，最大偏差小于50㎜。

（6）开钻初期，成孔深达5m时，应即检查钻杆垂直度，确保成孔垂直度在1％以内，待各方面均正常运转时，方可开始加速钻孔。

（7）应有专人负责泥浆试验、调制及质量控制，并记录在册。

（8）钻孔钻到设计深度，先清孔换浆，再进行终孔验收，验收内容及标准：

孔底的统一高程；孔底沉渣不大于50㎜；泥浆性能指标（泥浆比重1.1～1.25，粘度不大于28S，含砂率≤4％，胶体率≥95％）。

符合要求后，办理终孔验收签证。

（9）清孔应分两次进行。

第一次清孔在成孔完毕后立即进行，即如上所述。

第二次清孔在下放钢筋笼和灌注砼的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应≤50㎜。

从清孔停止至砼开始浇灌，应控制在1.5～3h，一般不得超过4h，否则，应重新清孔。

（10）钢筋必须有出厂质量证明书和试验报告。

钢筋进场，应按有关规定检验，检验合格后，方可使用。

（11）电焊工应持证上岗，并必须在现场条件下作钢筋焊接性能试验，合格后，方可正式焊接。

（12）制作钢筋笼加劲箍的胎模必须经过检查验收。

加劲箍宜设在主筋外侧，其直径误差小于±10㎜。

（13）钢筋笼允许误差：

主筋间距±10mm，螺旋箍筋螺距±20㎜，钢筋笼直径±10㎜，钢筋笼长度±100㎜。

（14）制作钢筋笼前，主筋应先除锈及调直，主筋连接宜采用闪光对焊，若采用搭接焊时，搭接处的钢筋应预弯，以保证两主筋的轴线在一直线上。

搭接用单面焊，焊缝长度不小于主筋直径的10d，焊缝应饱满，焊渣必须敲干净。

螺旋箍筋与主筋之间必须满扎或满焊，不允许跳扎或跳焊。

（15）制作钢筋笼时，钢筋笼上相邻两主筋在长度方向上要错开，以便于钢筋笼之间主筋的搭接。

若设计未作规定时，错开的距离为主筋的35d,且不小于500㎜。

制作钢筋宜用定尺钢筋，钢筋笼的一端相邻两主筋的端头必须分别位于两个平面上，不允许参差不齐。

（16）钢筋笼的主筋保护层，按设计规定50mm。

保护层垫块的强度不得低于桩身砼的强度。

（17）钢筋笼制作完毕，应经检查验收，合格后才允许使用，否则应返工。

验收合格的钢筋笼，应挂牌及编号，以免用错。

（18）运输和吊装钢筋笼时，应避免钢筋笼变形。

吊点应对称，使钢筋笼吊起时呈铅直状态。

焊缝应饱满，主筋无损伤，经检查验收认可后，才能下入钻孔。

（19）浇灌砼的导管，在使用前应试拼装、试压，试水压力可取0.6～1.0MPa。

且应提交导管试压报告。

（20）砼必须具备良好的和易性，其配合比必须通过试验确定，强度符合设计规定，坍落度宜为18～22㎝。

砼宜选用中砂，含砂率小于4%。

（21）首灌砼宜掺用缓凝剂，并且首灌量必须满足导管底端能埋入砼中2～6m，连接一次灌下去。

砼浇灌必须使用预制砼隔水栓，砼强度不低于C20，外形应规则光滑并配有3～5㎜厚的橡胶片。

（22）从终孔到砼开浇时间间隔，不得超过4小时，否则必须吊出钢筋笼，重新清除孔底沉渣。

（23）在整个浇灌过程中，导管埋置深度最小不得少于2米，最大不得大于6m，一般控制在3～4m，提升和拆卸导管要实行双控制，既要测量孔内砼量核对导管的埋深，严禁将导管提升到混有泥浆的砼夹层内，造成断桩。

（24）浇灌砼应连续进行，钻孔内砼每小时的上升速度不得小于2m。

（25）桩顶砼的浇灌面应比桩顶设计统一高程高出0.8m以上。

（26）坍落度的测定次数，现场搅拌砼应经常抽测坍落度，坍浇度宜为18～22㎝。

（27）砼试块数量每个灌注台班不得少于1组（每组三块）。

制作试块时，应有监理人员在场，试块应进行标准养护。

（28）在每根桩的施工过程中，应按监理工程师要求进行记录，填写有关表格，一式三份。

桩身砼灌注充盈系数宜在1.05～1.10。

2、质量检验标准

（1）护筒要求内部无突出物，不漏水；护筒斜度的偏差不大于1%。

护筒底端埋置深度，对于粘性土不小于1.0m；对于砂土不宜小于1.5m。

 本建筑房屋上部主要是粉土、粉质粘土，护筒埋置深度按砂土规定不小于1.5m。

（2）泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：

a.自然风干后，用手不易掰开捏碎；

b.干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；

c.用刀切开时，切面光滑、颜色较深。

d.水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；

e.胶体率不低于95%；

f.含砂率不大于4%；

g.制浆能力不低于2.5L/h。

（3）钻孔质量验收标准：

孔径不小于设计孔径

孔深不小于设计孔深

倾斜度小于1%

孔位中心偏差单排桩不大于50mm（群桩不大于100mm）

孔底沉渣端承桩不大于5cm（摩擦桩不大于10cm）

钢筋笼制作安装标准（误差范围）：

钢筋笼长度土100mm

钢筋骨架直径土10mm

主筋间距土10mm

加劲筋间距土20mm

箍筋间距土20mm

钢筋骨架垂直度1%

（4）导管使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等试验并进行编号，使用时严格按编号拼接。

灌注首批混凝土时，储料斗应能使导管至少埋深1m，导管离孔底30～50cm为宜。

九、安全与环保要求

1、安全要求

（1）施工中应明确分工，统一负责做到安全生产，严格按设计要求和规范进行施工，杜绝人身伤亡事故，杜绝质量事故；

（2）各种机具设备应处于完好状态，并定期检修保养，电器必须由专职电工安装和修理，并设置标志，严禁酒后上班和上班喝酒；

（3）下达生产任务的同时，必须进行安全技术交底，各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程；

（4）机械钻孔危险处，必须设置安全网罩，进行工地人员必须穿好工作服，戴好安全帽，塔上作业必须系好安全带，吊车吊臂下严禁站人。

（5）施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火；

2、环保要求

施工中应注意避免灌注过程中孔内溢出的泥浆，应引至适当地点处理，防止污染农田及河流；施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处理。

十、钻孔灌注过程中容易出现的质量事故及防范措施

1、塌孔：

（1）如孔口坍塌，可回填重新埋设护筒再钻，或下钢护筒至未坍处以下至少1米。

（2）孔内坍塌不严重者，可加大泥浆比重继续钻进，较严重者，可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上1～2m，甚至全部回填再钻，若坍塌埋住钻头，应先清孔，后提起钻头。

2、弯孔：

（1）安装钻机时要使转盘、底座平正。

起重滑车源与固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一根竖直线上，并经常检查校正。

（2）由于钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增添导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向下钻进。

（3）钻杆接头应逐个检查及时调整，钻杆弯曲要用千斤顶调直。

3、卡钻：

（1）对于向下能活动的上卡，可用上下提升法。

（2）卡钻后不宜强提，只宜轻提，提不动时可用小冲机钻锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻碴松动后在提出。

（3）施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜，钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。

4、掉钻：

（1）卡钻时应设有保护绳方能适应强提，严防钻头空大。

（2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

（3）掉钻时应迅速打捞，若落体已被泥砂埋住，则应用冲、洗的方法，先清除泥砂，再打捞。

5、溶洞处理办法：

（1）各孔周围准备足够的小片石和粘土、水泥，粘土要做成泥球状（φ15～20 cm）或饼状，用薄膜包裹，防止干裂。

同时，在施工过程中最好配备一台ZL50C型装载机，司机随时候命，当遇到溶洞漏浆时，迅速铲起片石和粘土填孔，同时集中水泵往孔内大量补水。

（2）当钻至离溶洞顶部附近时，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。

一旦发现泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：

1的比例回填粘土和片石，仍采用小冲程轻砸，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。

要特别提醒的是：

千万不要有抢工期、抢进度的思想，一定要待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁后并且泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进。

（3）针对水下混凝土灌注过程中流失的现象，采取了以下施工措施：

①加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌和站。

②加大混凝土初存量，如按正常施工混凝土初存量应为1.8-2.2m3，考虑到溶洞的影响，我们加大初存量为3.0m3，避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩。

③灌注过程中加大导管埋深，我们一般控制导管埋入深度不小于3米，灌注时要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断。

防止突然混凝土面下降导管悬空造成断桩事故。

④对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，应做到心中有数，在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程1.5-2.0m，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成短桩。

6、钢筋笼上浮

当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，可拆除导管时必须拆除后再进行浇注，上浮现象可能消除。

当钢筋笼已经上浮了，应准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，在导管提升的最大在限度内，快速提升，缓慢下放，反复几次，上升的钢筋笼可恢复原标高。

灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深。

切不可因浮笼问题而把导管拨出混凝土面。

（1）减少沉渣厚度：

沉渣过厚在和混凝土一起上升的过程中，非常容易使钢筋笼上浮。

当钻进到设计孔深时，应冲孔1小时左右，并把钻头上携带的泥土块、孔底残留的泥土块搅碎，清干净。

（2）混凝土一定要搅拌好：

当混凝土坍落度偏小或和易性差时钢筋笼易上浮，应严格控制混凝土配制、坍落度，坚决禁止使用不合格的混凝土。

（3）导管埋深的影响：

混凝土灌注快到钢筋笼底部时，尽量减小埋深，减小对导管的冲力（有人认为导管埋深离导管越远对导管的冲力越小，但在实践施工中发现埋深越小笼子越不容易上浮）。

（4）尽可能减少浇注时间：

减少灌注时间，争取在最短的时间灌注完混凝土，防止混凝土表面形成硬壳带动钢筋笼上浮。

（5）当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料：

缓慢放料减少对钢筋笼的冲力，直到埋住钢筋笼并且导管口也在钢筋笼内时才可加大放料速度。

（6）导管的配置要好：

导管的配置要使混凝土灌注到钢筋笼底部时不拆导管，导管口距离钢筋笼底较远，拆除导管后导管口进入钢筋笼底部以上，不可配置成拆除导管后，导管口在钢筋笼底附近。

（7）法兰盘导管注意挂笼子：

法兰盘导管容易挂住笼子，当导管提升有困难时，应旋转导管，不可硬提。

（8）采用在主筋上焊"倒刺"的方法，来防止钢筋笼上浮，效果很好。

钢筋笼同一截面焊3～4个"倒刺"，每个笼子设两道即可。

（9）加大吊筋直径，并在井口加配重，并可焊在护筒上。

（10）当混凝土埋过钢筋笼底端3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。