岩溶区钻孔桩施工作业指导书.docx

1、岩溶区钻孔桩施工作业指导书第七章岩溶区钻孔桩施工作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于兴泉铁路3标二分部益口村特大桥11#、12#、15#、16#、18#、23#、24#、25#、26#、27#、28#、29#、30#、31#、32#、33#、34#、35#、36、37#、38#、39#、40#、41#墩及永安南大桥1#、4#墩钻孔桩施工。2.作业准备2.1内业资料准备2.1.1设计图纸已自审、会审和交底，操作人员已接受技术交底，现场地质情况。2.1.2开工报告已经审批，用于工程的原材料已进场、检验合格。2.1.3技术人员已列出每个孔位的地质柱状图，包括溶洞大小、位置、填充情况、是否存在易塌

2、孔地层等。2.1.4结合地质钻探资料，针对所施工的钻孔桩已制定出相应的溶洞处理方案、钻孔方法。2.2外业资料准备2.2.1现场征地拆迁工作已完成，施工便道及临时工程布置满足施工要求。2.2.2施工图现场核对已完成，满足施工需要；既有架空电线、地下电缆、给排水管道已进行现场核对、迁改或采取保护措施。2.2.3现场已经进行测量放样，对工班长及作业人员进行交桩。2.2.4基础施工所用的材料、机具已到位，满足施工需要。2.2.5岩溶地层钻孔前特殊准备工作。1）准备足够的片石、袋装水泥和黏土；按照设计地质揭示的溶洞层数、高度准备相适应的钢护筒。2）机械设备应准备充分，包括挖掘机、水泵等。3）泥浆池容量应

3、考虑溶洞漏水补给要求。泥浆池、排水沟、施工场地应进行地表防水处理，防止地表水下渗地下。3.技术要求3.1设计提供的地质条件满足施工需要。3.2原材料已进场检验合格，混凝土配合比以确定，混凝土强度满足设计要求。3.3技术交底已交至作业工班，作业人员已熟练掌握作业内容；对作业人员已进行技术、安全教育培训，考核合格；特殊工种经培训、考核合格后持证上岗。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为：现场核对测量放样钻机就位材料准备注浆（设计时）钻进回填或护筒跟进钻进钢筋笼吊装灌注水下混凝土。4.2工艺流程岩溶钻孔桩施工工艺流程图5.施工要求5.1施工准备5.1.1材料准备（1）钢材应有出厂质量证明书

4、或试验报告单，进场时分批检验，并按现行国家有关标准的规定抽取试样进行复验，合格后方可使用。（2）采用自制混凝土，混凝土的质量和技术性能应符合现行国家标准的规定和设计要求。（3）准备的燃油、液压油等应符合旋挖钻机使用说明书所规定的要求。（4）应根据桩基工程量的大小，准备充足的钻齿等耗材。5.1.2人员准备（1）应根据施工作业计划的要求，合理配备人员，建立健全的钻孔灌注桩工程主要管理人员质量责任制。（2)施工管理人员应具有与其岗位相适应的资格证书，技术人员、旋挖钻机操作手、技工人员应具有相应的岗位证书。5.1.3设备准备根据桩基设计图中的桩径、桩深，岩土工程勘察报告中的地层情况选用合适型号的钻机及

5、配套设备。本工程采用旋挖钻与冲击钻施工。5.1.4场地准备施工场地应保证“三通一平”。即施工场地平整、便道畅通、供水、供电系统完善。实现钻孔作业平台具备施工条件。5.2 施工工艺5.2.1测量放样根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后）及水准点用光电全站仪及水准仪定位。5.2.2埋设护筒护筒用810mm的钢板制作，其内径大于钻头直径250mm。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m，护筒埋置深度符合下列规定：当表层土为人工填土、粉质质粘土时护筒埋置深度不小于4m；当表层土为砂层时护筒应跟进穿过砂

6、层；当表层土为软土时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。护筒四周用粘土夯填密实，保护桩孔顶部土层不致因钻头反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1。5.2.3泥浆池制作12m*6m的泥浆池，泥浆池旁边应设置明显的警示牌和刚性的安全防护措施。围栏采用组合式围栏，高度1.2m，长度2m。单片围栏立柱为6060mm方钢，立柱间距2m，立柱与设置在泥浆池四周间距2m的5050mm方钢承插连接。围栏网眼尺寸为5050mm,钢丝网钢丝直径4mm。围栏底部四周设置300mm高踢脚板。采用帆布把开挖成型的泥浆池盖起

7、来，帆布铺好之后，用工字钢压住，起到防水作用。如下图所示。泥浆池临边防护示意图5.2.4泥浆制备选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，必要时再掺入适量水泥或纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀少、护壁效果好和成孔质量高的要求。泥浆性能指标应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定如下：泥浆比重：在粘土中成孔时，注入清水，以原土造浆护壁，循环泥浆密度控制在1.11.2；在砂土和较厚各类砂层中成孔时，可在孔中投入粘土造浆，泥浆的密度应控制在1.21.3；岩溶渗漏及容易塌孔的土层中钻孔时，泥浆密度应适当加大。黏 度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含 砂 率：新制泥浆不大于4%。

8、胶 体 率：不小于95%。PH 值：大于6.5。造浆后应实验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池，并用循环槽连接。钻孔弃渣（废泥浆）放置到指定地方，不得任意堆砌在施工场地内或直接向水塘、河流排放，以避免污染环境。5.2.5钻机就位及钻孔5.2.5.1冲击钻就位及钻孔钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，钻机就位后，应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。钻头的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于5cm，升降钻头时要平稳，不得碰撞护壁和孔壁。开始钻孔时，应先在孔内灌注泥

9、浆，采用小冲程，使成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。当钻进深度超过钻头全高加冲程，且超过护筒底脚以下2m4m后，方可进行正常的冲击；钻进过程中，必须勤松绳、适量松绳，防止打空锤。每次松绳量：松软土层为5cm8cm，密实坚硬土层为3cm5cm；坚硬土石层采用高冲程（100cm），较软土层采用中冲程（75cm），在易坍塌地层宜用小冲程，并相应提高泥浆的粘度和相对密度。钻孔至溶洞顶部11.5m及穿越溶洞时，用0.5m的小冲程冲击，直至穿过溶洞。5.2.5.2旋挖钻钻孔（1）开孔开钻时应先在孔内灌注泥浆，刚开始要放慢旋挖速度，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，并注意放斗要稳，提斗要

10、慢，特别是在孔口58m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后再提升钻头到地面卸渣。（2）钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重磨擦加压，150Mpa压力下，进尺速度为10cm/min；200Mpa压力下，进尺速度为30cm/min；260Mpa压力下，进尺速度为50cm/min。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.52.

11、0m。在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。在河、渠道中钻孔时，必须树立环保意识，为了防止泥浆溢流入水中，将钻渣及废弃泥浆严格运至指定堆弃场地，现场挖设防污坑或防污槽，钻孔完成后现场必须清理干净，严防污染水源。（3）判断地层并检验泥浆指标，根据地层变化情况，采用不同钻速、钻压，适时调整泥浆性能，始终保持孔内液面高于地下水位1.52.0m，保持孔壁稳定。旋挖钻机常用钻具和钻进参见下表。旋挖钻机常用钻具和钻进参数表地质条件钻头选用钻杆选用加压方式转速（r/min）回次进尺（m）提钻速度（m/s）

12、一般粘性土单层底旋挖钻斗、短螺旋钻头、分体式钻斗摩擦钻杆+机锁钻杆油缸+自重加压20500.80.8杂填土、软土、粉土、砂土、松散卵砾石层双层底旋挖钻斗20300.50.6硬粘土单层底旋挖钻斗或斗齿螺旋钻头20300.80.8胶结的卵砾石和强风化岩锥形螺旋钻头或双层底斗齿旋挖钻斗机锁钻杆油缸+机锁钻杆加压9200.50.6中风化岩截齿或牙轮筒式钻头、锥形斗齿螺旋钻头、双层底斗齿旋挖钻斗9150.50.85.2.6片石粘土筑壁对于高度在2m以内的小型溶洞主要采取填充法进行处理（具体墩号参见“桩基溶洞片石处理措施表”）：当溶洞小于钻头直径时，按常规方法钻进；比钻头直径大的溶洞，容易发生钻头被夹、被

13、卡或歪斜现象，采取回填措施，即：当穿过洞顶板后提出钻头，向孔内投入粘土、片石，片石直径20cm 左右；片石、粘土采取分层抛填入孔，抛填比例按1：1施工，先抛入片石，再抛入粘土，依次循环进行，直至填充物高出溶洞顶以上12m 后，再放入钻头，小冲程高频率冲击穿过空洞，不盲目追求进尺，将粘土和片石挤入孔壁，实现人工造壁。冲击过程中要注意孔内水位变化情况，如果孔内泥浆下降较快，应及时向孔内补充泥浆，测量并控制钻孔深度至溶洞顶距离小于50cm时，提出冲锤，向孔内继续抛填片石、粘土，然后再进行钻孔，如此往复直至穿过溶洞后逐渐加大冲程至正常钻孔速度。对于空溶洞，在击穿洞顶之前，应有专人密切注意护筒内泥浆面的

14、变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土块和片石，进行冲砸堵漏，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。有空洞的桩，一定要控制冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂或钻机前倾。对于溶洞内填充物为软土，进入溶洞后也应向孔内投入粘土块、片石混合物（比例1：1），冲砸固壁，防止孔壁坍塌。桩基溶洞片石处理措施表序号墩号桩号桩径桩长处理措施1111（100）20.5回填黄泥、片石混合物2220.5回填黄泥、片石混合物3420.5回填黄泥、片石混合物4133（100）20回填黄泥、片石混合物5420回填黄泥、片石混合物6211（100）

15、8回填黄泥、片石混合物7224（100）13回填黄泥、片石混合物8251（100）54回填黄泥、片石混合物9254回填黄泥、片石混合物10354回填黄泥、片石混合物11454回填黄泥、片石混合物12301（100）35回填黄泥、片石混合物13235回填黄泥、片石混合物14335回填黄泥、片石混合物15435回填黄泥、片石混合物16365（100）10回填黄泥、片石混合物17371（100）20回填黄泥、片石混合物18220回填黄泥、片石混合物19402（125）9.5回填黄泥、片石混合物5.2.7钢护筒跟进根据地质超前钻孔资料，本段溶洞较大，洞内无充填物。采用其他方法反复处理没有效果的，则采用

16、全护筒跟进方法进行处理。外护筒内径比设计桩径大25cm，一般为46m。内护筒桩径与设计桩径相同。适用范围参见“桩基溶洞护筒跟进措施一览表”。桩基溶洞护筒跟进措施一览表序号桥名墩号桩径桩号桩长处理措施备注1益口村特大桥15（100）112.5护筒跟进216（100）114护筒跟进322（100）413护筒跟进423（100）118护筒跟进524（125）177.5护筒跟进6277.5护筒跟进7377.5护筒跟进8477.5护筒跟进925（100）154护筒跟进10254护筒跟进11354护筒跟进12454护筒跟进1326（100）140.5护筒跟进14240.5护筒跟进15340.5护筒跟进16

17、440.5护筒跟进1727（100）149护筒跟进18249护筒跟进19349护筒跟进20449护筒跟进2128（100）149护筒跟进22249护筒跟进23349护筒跟进24449护筒跟进2529（100）143护筒跟进26243护筒跟进27343护筒跟进28443护筒跟进2930（100）135护筒跟进30235护筒跟进31335护筒跟进32435护筒跟进3331（100）139护筒跟进34239护筒跟进35339护筒跟进36439护筒跟进3732（100）143.5护筒跟进38243.5护筒跟进39343.5护筒跟进40443.5护筒跟进4133（100）140护筒跟进42240护筒跟进

18、43340护筒跟进44440护筒跟进4534（100）126护筒跟进46226护筒跟进47326护筒跟进48426护筒跟进4935（100）134护筒跟进50234护筒跟进51334护筒跟进52434护筒跟进5336（100）510护筒跟进5437（100）420护筒跟进55520护筒跟进5638（100）18护筒跟进5739（100）119.5护筒跟进58419.5护筒跟进59519.5护筒跟进60永安南大桥1（100）149.5护筒跟进61（100）449.5护筒跟进62（100）549.5护筒跟进634（100）356护筒跟进64（100）456护筒跟进65（100）156护筒跟进（1）

19、内护筒的加工钢护筒直接在工厂定做，护筒壁厚10mm，长度2m/节，护筒内径与设计桩径相同。使用时在现场按实际情况接长。护筒使用前在底部外侧加焊一圈12mm钢板作刃脚，刃脚高度10cm。（2）内护筒加工拼接质量由于钢护筒内径与设计桩径相同，而长度又较长，故护筒的制作、加工及拼接的精度、准确性要求较高，尤其是施工现场的拼接质量控制。为此在护筒拼接前必须逐段对各护筒进行筒径、长度的检查，做好标识，并设置导向钢板，以保证其顺直度。（3）护筒跟进钢护筒跟进的施工步骤为：首先埋设比桩径大40cm的钢护筒，长度一般在4-6m。采用与桩径相同的钻头钻孔，至岩层顶面，同时采用膨润土护壁。然后用DZ-90振动锤辅

20、助下沉与桩径相同内护筒至岩面。钢护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻。在覆盖层中钻孔方法与一般冲击钻孔相同；在岩石地层中以十字型钻头冲击基岩成孔，岩层中钻进时，泥浆比重控制在1.31.5。每穿过一层溶洞，护筒应及时跟进。护筒跟进采用振动锤施打，直至护筒穿过最下层溶洞底部1m。在护筒埋设过程中，需要注意：护筒逐段拼接时，段与段之间拼接的顺直度要控制好，以防止折曲。孔口定位，护筒口中心要保证与桩基中心重合，然后将其与地面外护筒用钢板连结固定。护筒底部刃脚处加强，以防在施打过程中发生卷刃。（4）护筒底部处理由于基岩顶面的不平整，护筒底部不可能周边全断面接触，这样就可能造成此处发生以下问题：

21、振力过大时，护筒滑偏，底部变形。底部漏浆，坍塌。为尽量避免此类问题发生，我们主要采取在护筒振动下落时参照地质资料控制好护筒的入土总深度，并加强护筒刃脚。护筒就位后，在基岩面附近反复回填粘土、片石并掺加水泥，冲击造壁。5.2.8注浆溶洞位置勘察准确，地层中有较厚的砂层，溶洞漏浆会引起坍方的情况，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。预灌浆利用水泥、水玻璃形成的双浆液，在一定压力作用下注入溶洞中以及溶洞孔隙中，首先是填充岩溶裂隙，其次是回填溶洞空腔。根据地质情况在需要注浆的桩基中心位置钻注浆孔。以注浆孔为中心，根据地质图，在桩基外侧成“十”字型对开注浆孔。（具体墩号参见“桩基溶洞注浆措施表”）桩基溶

22、洞注浆措施表序号桥名墩号桩径桩号桩长备注1益口村特大桥13（100）3202420318（100）122.5422（100）413523（100）118624（125）177.57277.58377.59477.51037（100）3201141（125）18注浆孔应钻至溶洞底板即可，注浆孔完成后及时埋入注浆管，注浆管底部距离溶洞底板1m,并在注浆管上设置止浆装置，为防止塌孔必要时采用跟管钻进。岩溶地段桩基注浆工艺流程图5.2.8.1注浆材料岩溶注浆全部采用双液注浆，注浆材料主要为水泥浆和水玻璃调配而成。水应是经实验室检测合格的河水、井水或其他清洁水，含油脂、糖类或酸性的水和工业废水不可使用。

23、水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥标号为PO42.5。水泥应保持新鲜，一般不应超过出厂日期三个月，受潮结块不得使用，水泥的各项指标应符合客专验收标准。5.2.8.2注浆设备注浆所需设备表序号机械名称规格数量（台）说明1钻机100型2超前勘探、钻进成孔2压浆机BW2002把配制好的浆液压入岩层、土层3浆液搅拌机SM2002配制注浆用浆液4储料筒400L2储存配制好的浆液5.2.8.3浆液制作浆液制作采用双液注浆，双液为水泥浆和水玻璃，水玻璃参数为38-43Be，模数为2.4-3.0。水泥浆水灰比1.0，水泥浆与水玻璃体积比为11,是最佳注浆过程中根据浆液流量、注浆压力特征及时调整浆液水灰比。5.2.8

24、.4注浆方法根据地质情况在需要注浆的桩基中心位置钻注浆孔。以注浆孔为中心，根据地质图，在桩基外侧成“十”字型对开注浆孔。注浆孔应钻至溶洞底板即可。用注浆泵注浆，注浆压力不宜太大，控制在0.20.5MPa范围。速度为1520/min，其目的是使浆液渗透到填充物内，然后固结，渗透最小直径定为1m，以保证冲钻成孔时有足够的固结体。注浆时注浆管底部距离孔底1m，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快，根据注浆速度确定，应使渗透半径控制在允许范围内。单花管注浆，管头花管段长度为100cm，根据地质情况在需要注浆的桩基中心位置钻注浆孔，以注浆孔为中心，间隔3m成“十”字型四角布置冒浆孔。注浆管外径为7cm

25、，比钢套管内径要小。注浆时，注浆管应通过注浆泵上的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间，压入量根据渗透半径、固结体积来计算，公式为V=KRL(1-)。式中，R为渗透半径；L为压浆段长度；为岩溶裂隙率；为超灌系数；K为土石界面下基岩的实际充填系数；、为充填率与充填系数。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液与砂子(或片石)初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后，后注浆的压力必须调高，最后封孔。5.2.8.5注浆结束标准若注浆达10m3后仍未出现压力上升的情况，就应停止注浆，待所注水泥浆硬化后，继续注浆。注浆段注浆压力达终

26、注压力（0.3MPa),10min持续注浆量不大于5L/min。可停止注浆；必要时可间歇式注浆。5.2.8.6注浆施工步骤及施工重点多层溶洞分层注浆，注浆应先深溶洞后浅溶洞，并按每根钻孔中心位置先外后内的顺序进行，采用自下而上注浆方式。注浆过程中加强地面观测，并作好记录，当地表升降达到10mm/d，水平位移超过5mm/d，特殊情况应及时上报有关部门处理。对于注浆效果较差地段应进行补充注浆。注浆压力控制：注浆压力一般控制在0.30.5MPa，注浆段注浆压力达终注压力（0.3MPa),10min持续注浆量不大于5L/min，可停止注浆；必要时可采用间歇式注浆。为防止意外，钻孔前应有备用措施。备好材

27、料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土，依靠冲挤在溶洞内形成粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使冲钻顺利进行。如果单孔注浆方量超过计算方量时，则此时应暂停注浆，应及时上报设计单位，由设计单位制定岩溶处理施工方案。成品保护：在注浆完成10天左右，方可进行钻孔桩施工。同一承台范围内不允许注浆和钻孔桩同时作业施工。5.2.9检孔、清孔在成孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查，主要包括冲击过程中护筒埋深和泥浆指标，成孔后泥浆指标、孔径、孔型、竖直度，孔深和孔底沉渣厚度的检查：孔径和孔型及竖直度检测。孔径和孔型及竖直度检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行的，可以根据桩径制做笼式检孔器入孔检测。笼式检孔器用20 的钢筋制作，其外径等于设计桩径，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径的46 倍，且不小于6m。检测时，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于设计的桩径。确认满足设计要求后，立即填写终孔检查记录，并经主管工程师及驻地监理工程师认可，方可进行下步工序。孔深和孔底沉渣检测。孔深采用标准锤检测。锤底直径610cm，高1015cm，质量4kg6kg