冲击钻技术方案.docx

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冲击钻技术方案

冲击钻施工技术方案

一、准备工作

Ⅰ、根据地质情况，钻孔采用冲击钻孔的方法进行。

Ⅱ、施工平台：

因桩位处于旱地上，平台用推土机平整后作为施工平台。

Ⅲ、护筒设置：

护筒采用挖坑埋设，其内径为1.2～1.4m，护筒顶端高程应高出地下水位或孔外水位2m以上。

当护筒处于旱地时，其顶端应高出地下水位1.5～2m，还应高出地面0.3m，埋置深度不少于1.5m。

护筒平面位置的偏差不大于50mm，护筒倾斜度偏差不大于1%。

二、泥浆制备

Ⅰ、钻孔泥浆采用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆。

Ⅱ、钻孔泥浆始终高出孔外水位或地下水位1～1.5m。

Ⅲ、胶泥用清水彻底拌和成悬浮体，使在灌注砼时及至施工完成保持钻孔的稳定。

三、钻孔

Ⅰ、钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。

Ⅱ、钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不产生位移或沉陷。

Ⅲ、钻孔作业应分班连续进行并填写钻孔记录，在土层变化处捞取渣样，判明土层，以便与地质剖面图相核对。

当与地质部面图严重不符时，及时向工程师汇报，并按工程师的指示处理。

Ⅳ、钻孔过程中，用孔规和其他仪器对钻孔直径进行检查。

Ⅴ、钻孔允许偏差：

平面位置不大于50mm；钻孔直径不少于设计桩径；倾斜率不大于1%；深度不小于图纸要求。

四、清孔

Ⅰ、钻孔达到图纸规定深度，且成孔质量符合图纸要求并经工程师批准后，立即进行清孔。

清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止钻孔的任何塌陷。

Ⅱ、钻孔底沉淀物厚度≤300mm。

Ⅲ、用换浆法清孔后的泥浆指标：

相对密度1.03～1.10；粘度17～20（Pa•s）；含砂率<2%；胶体率>98%。

Ⅳ、钻孔灌注桩应进行两次清孔。

不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。

五、钢筋笼制作与安装

Ⅰ、桩基钢筋骨架进行整体制作，长度安桩基长度进行制作。

骨架入孔采用吊车。

Ⅱ、钢筋骨架上事先安设控制骨架与孔壁净距的砼垫块，垫块可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上，沿桩长间距不超过4m。

钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm。

Ⅲ、钢筋笼四周等距离焊接声音测管以利成桩后采用管测法测试桩基承载力，桩径为1.5m的桩每根设3根声测管，120°安装绑扎；桩径为1.8m的桩每根设4根声声测管。

Ⅳ、为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”。

Ⅴ、钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。

检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。

Ⅵ、钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。

不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

Ⅶ、入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

六、砼的拌合

本合同段钻孔桩所使用砼标号为25号，配合比设计时坍塌落度取18-22cm之间，骨料采用机制碎石，粒径0.5-3cm,最大不超过4cm,水灰比用0.5-0.6。

每立方米砼水泥用量符合试验要求，实配标号比设计标号高10-15%。

拌制砼前，先精确称量每盘砼所需的砂石材料，拌合用水以体积称量，袋装水泥按每袋50kg计算，散装水泥以料斗来配。

搅拌时间从所有材料进鼓加水到排出，不小于2～2.5分钟，在下盘材料装入前，搅拌机内的拌合料全部倒完。

如果搅拌机停用超过30min时，将搅拌机彻底清洗后才能拌合新砼，为保证灌注砼的连续性，在灌注钻孔桩时，备用一台应急搅拌机。

七、灌注砼

Ⅰ、灌注砼前，应检测孔底泥浆沉淀厚度，若大于300mm，应再次清孔。

Ⅱ、灌注砼应连续进行不得中断。

砼施工时，砼的温度不低于5℃。

Ⅲ、混凝土采用适宜的导管灌注，导管内径一般为25～35cm。

导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。

在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有250～400mm的空间。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要。

在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6m。

应经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。

如为泵送混凝土，泵管应设底阀或其他的装置，以防止水和管中混凝土混合。

泵管应在桩内混凝土升高时，慢慢提起。

管底在任何时候，应在混凝土顶面以下2m。

输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。

初凝前，任何受污染的混凝土应从桩顶清除。

Ⅳ、灌注混凝土时，溢出的泥浆应引流至适当地点处理，以防止污染或堵塞河道和交通。

Ⅴ、处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒，应在灌注混凝土后立即拔出；处于地面以上能拆除的护筒部分，须待混凝土抗压强度达到5Mpa后拆除。

当使用全护筒灌注混凝土时，应逐步提升护筒，护筒底面应保持在混凝土顶面以下1～2m。

Ⅵ、混凝土应连续灌注，直至灌注的混凝土顶面高出图纸规定或工程师确定的截断高度才可停止浇注，以保证截断面以下的全部混凝土具有满意的质量。

Ⅶ、灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。

八、清理桩头

等桩头砼强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余砼。

达到桩顶设计标高，凿除桩头砼采用人工手工凿除，不采用爆破或其它影响桩身质量的方法进行。

九、钻孔和灌注中相关问题的处理

2.1偏斜孔钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。

2.1.1因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。

2.1.2地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，尔后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。

孔中心偏差小于20cm的，静置1～2h后可以继续钻孔。

孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。

穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。

2.2护筒脱落由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。

出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。

由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒（作好护筒背后填筑）恢复钻孔施工。

2.3卡钻钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。

针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理：

2.3.1由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。

2.3.2因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。

在整体岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。

2.3.3由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。

2.4缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是IL＞1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。

针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。

2.5掉钻由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。

发生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实施打捞。

2.5.1钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。

。

打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。

打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。

2.5.2钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。

钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。

3水下混凝土灌注中出现问题的对策

3.1封底失败由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。

封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。

3.1.1地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。

3.1.2地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。

3.2卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。

3.2.1由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。

3.2.2由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。

3.2.3采取“二次砍球法”进行处理。

具体操作方法：

将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。

以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。

3.3断桩由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。

在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失降低到最小。

并采取以下办法处理：

3.3.1断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。

3.3.2断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长比较经济。

3.3.3断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一与三分之二之间的，应对各种处理方法进行对比，选择经济、可行的处理方法。

墩（台）桩布置有条件变更，桩布置改变造成的损失较小的，应积极与设计单位联系争取变更设计；桩布置无法改变但可以增加桩的，最好由设计单位提供增加桩方案，实施增加基桩；不具备以上两类情况的一般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。

3.3.4桩长大于50m的桩出现的断桩情况，应对处理方案详细论证后着手，切勿盲目操作以免带来较大的损失。

3.4钢筋笼上浮由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称钢筋笼上浮。

发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。

3.4.1对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。

悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。

3.4.2钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。

4灌注成桩后发现的质量缺陷的处理

4.1桩全长小于设计要求这种缺陷可分为两类：

处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。

针对具体情况分别采取相应措施处理。

4.1.1桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。

基坑开挖后进行钻孔桩的接长。

接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮碴和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。

尔后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。

接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。

开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。

接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。

4.1.2因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。

一般可以在征得设计单位同意的前提下，采取钻孔桩底部压浆或者高压注浆处理。

4.2桩体混凝土不连续由于灌注过程中，发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。

对于此类问题，应积极与设计单位协调采取合理措施处理。

4.2.1对于钻孔桩底部混凝土夹碴的情况，采取桩底部压浆或者高压注浆方法处理。

4.2.2桩体的少量夹层或不连续，用小型冲击钻钻一系列小直径的孔进行置换清理泥浆和杂物（钻孔直径60～75mm，桩中心一个孔，其余3～4个孔分布在以桩中心为圆心，直径为450mm左右的圆周上）。

清理后，进行高压注浆处理。

4.2.3对于夹层较严重的，在钻孔桩中心处钻一个直径75mm孔探明缺陷范围。

而后，以钻孔桩中心为圆心，采用冲击钻钻直径80～100cm的孔，而后人工入孔清理，清理结束后，灌注高强混凝土。

十、质量控制要点

1、　安装钻机时，应垫平底架并保持稳定以防止钻孔中位移、沉陷；开孔时钻头中心与护筒顶面中心的偏差应小于5cm。

2、钻孔应按隔孔梅花形布置开孔，以防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固，同时，应待邻孔砼灌注并达2.5MPa以上强度后方可开钻。

3、基岩面钻进时应投入适量片石及碎石，小冲程冲砸，以防出现斜孔或梅花形孔。

4、　钻进过程中加强钻头磨拉检查，及时补焊，同时加强孔径及深度的检查，以确保孔径深度以及嵌入基岩深度符合设计要求。

5、　灌注桩身砼前应加强孔底沉碴厚度检测，确保柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。

同时，灌砼前还应射水（或射风）冲射孔底3～5分钟，翻动沉淀物，然后立即灌砼。

6、　钢筋笼分节预制吊装焊接时，相邻主筋焊接点应错开0.5m以上，同时保持其顺直，其垂直度应小于1%倍孔深。

入孔后，应将其牢固定位，防止灌砼时掉笼或浮笼。

7、严格按配合比拌砼，确保砼的和易性。

灌注时，应确保导管底埋入深度不小于1m，不大于5m，及时提管和拆管，防止断桩事故发生。

十一、施工工艺框图

1、一般桩基施工工艺流程（图1）

（图1）

1、溶洞桩基施工工艺流程（图2）

溶洞地层桩基施工：

上覆层扩大孔径0.2m钻孔至基岩面下0.5m处，下入略大于原设计桩径0.1m的钢护筒至孔底以稳定上覆层。

钢护筒采用1cm以上厚度的钢板分节卷制，节长2～4m，吊装入孔焊接。

填充溶洞处理：

投入片石及粘土，小冲程冲砸挤石造壁加固孔壁；未填充溶洞处理：

投入袋装片石及粘土或水泥筑成岛状，然后小冲程钻孔通过。

（图2）

十二．安全及环保措施

1、安全保证措施

1）安全方针：

政策落实，措施到位，预防为主，排除隐患。

安全目标：

无重大安全事故，安全达标100%。

2）安全保证措施

（1）狠抓安全制度的落实，定期和不定期的进行安全生产检查，对未按制度落实的部门和人员坚决按安全奖惩责任制度落实。

（2）严格按安全操作规程操作机械设备。

（3）加强施工现场安全保卫，对较复杂的施工工地要设有醒目的安全标志，并派专人管理安全，施工全线都要有安全标志、标牌、警示标语。

（4）夜间施工，设立照明设施确保安全。

（5）施工临时用电派专人随时检查，发现隐患及时排除。

（6）高空作业系好安全带，戴好安全帽。

（7）做好季节性防范工作，落实各项防洪、防霉、防火工作，把不安全因素消灭在萌芽状态。

（8）钻机就位前应采用钢轨、方木搭设钻机平台，防止意外坍孔时钻机及人员的安全。

（9）按操作规程操作，加强操作控制检查，加强钻头磨耗及钢丝绳断丝的检查及处理，防止操作不当引起钻孔事故。

（10）　溶洞的处理必须小心谨慎，先弄清溶洞情况后坚持分类处理，并采取必要的措施，切忌盲目冒进。

（11）　钻孔中应加强测量，同时根据钢丝绳松紧、孔底钻声、浮碴等判断核对实际地质，以防止卡钻、坍孔等事故发生。

2、　环保措施

1）、防止大气污染的措施

（1）施工垃圾及时清运，适量洒水，减少扬尘，弃土场与取土场可综合利用。

（2）水泥等散装材料，采取室内存放，运至工地后用棚布覆盖，卸运时采取必要措施。

（3）现场临时道路采用泥结碎石路面，并注意及时洒水，防止扬尘。

（4）施工现场架设搅拌设备时，安设除尘装置。

2）、防止水污染的措施

（1）凡需进行砼、砂浆等搅拌作业的现场，必须设置沉淀池，使清洗机械和砼输送泵管的废水经过沉淀后，方可排入污水管道，亦可回收用于洒水降尘。

（2）凡进行施工作业产生的污水，必须控制污水流向，防止蔓延，并在合理的位置设置沉淀池，切勿直接排入当地农田或河流。

（3）施工过程中严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠、水道。

所有机械废油回收利用或妥善处理，严禁随意泼倒。

（4）有害的化学药品用专门的容器单独存放、专人保管。

3）、通讯光缆保护措施

工程开工前，应与光缆埋设和负责单位联系，掌握光缆的具体分布与埋设深度。

在有通讯光缆地段施工应编制详尽可行的作业指导书，施工时应严格按作业指导书进行，确保通讯光缆不受破坏及中断。