公路大桥钻孔灌注桩施工作业指导书全套.docx

1、公路大桥钻孔灌注桩施工作业指导书全套公路大桥钻孔灌注桩施工作业指导书（全套）目 录一、总 则 1二、钻孔灌注桩钻孔施工 32.1 一般要求 32.2 施工准备 32.2.1 施工测量 32.2.2 地质情况分析 52.2.3 临建工程设计 52.2.4 钻孔灌注桩施工人员、设备及材料安排 52.2.5 开工申请 52.3 钻孔施工 52.3.1 钻孔平台搭设 52.3.2 钢护筒的打设 62.3.4 钻孔灌注桩施工工艺流程及要求 82.3.5 钻孔施工质量控制标准及钻孔施工意外的预防措施 112.4 清孔 122.5 钻孔施工意外故障应急措施 122.6 钻孔施工记录格式 13三、钻孔灌注桩钢

2、筋笼制造安装 143.1 一般要求 143.2 施工准备 143.3 钢筋笼加工 153.4 钢筋笼骨架的存放及安装 173.5 声测管、注浆管安装 173.6 钢筋笼安装中应注意的问题 17四、水下混凝土浇注 194.1 施工准备 194.2 混凝土配比及其骨料要求 194.3 混凝土浇注 194.4 混凝土浇注过程中意外事故的预防 204.5 钻孔灌注桩成桩质量检测 204.6 钻孔灌注桩安全保障措施 204.7 钻孔灌注桩环境保护措施 214.8 混凝土浇注施工表格格式 21五、钻孔灌注桩桩端后压浆 225.1 一般要求 225.2 桩端后压浆准备 225.3 后压浆施工控制 255.4

3、 后压浆工程质量检验与验收 26六、桩基成孔检测及超声波跨孔检测 286.1 桩基成孔检测 286.1.1 测试目的 286.1.2 测试设备 286.1.3 设备参数 286.1.4 设备组成 286.1.5 测试原理 286.1.6 测试步骤 286.1.7 维护及注意事项 296.1.8 成孔质量检测标准 296.2 桩身超声波跨孔检测 296.2.1 开展项目及适用范围 296.2.2 标准配套设备 296.2.3 仪器设备操作规程 296.2.4 检测的工作程序 306.2.5 主要设备的维护及安全作业程序 306.2.6 测量结果、数据处理规定 30七、附 录 31附录一 常用成孔

4、设备适应范围 32附录二 钢护筒加工工艺及验收标准 33附录三 钢护筒摩阻力计算 36附录四 各钻孔工艺在各种地层中的钻孔泥浆性能指标一览表 37附录五 钻孔泥浆原料粘土、膨润土和外加剂的性能要求 38附录六 钻孔泥浆性能指标测定方法 40附录七 镦粗直螺纹钢筋加工及连接 41附录八 钻孔灌注桩首盘混凝土方量计算 45附录九 钻孔灌注桩桩端后压浆设计 46附录十 钻孔灌注桩施工表格 48一、总 则1.1 编制依据和参考书目公路桥涵施工技术规范 公路工程质量检验评定标准 公路施工手册（桥涵）港口工程灌注桩设计与施工操作规程 镦粗直螺纹钢筋接头 公路工程国内招标文件范本 苏通大桥招投标文件 苏通大

5、桥二期试桩施工总结 苏通大桥施工图设计文件1.2 编制目的和适用范围指导苏通大桥跨江大桥范围内的钻孔灌注桩施工。1.3 质量保证体系 本工程实行“政府监督、社会监理、施工单位自检”的质量保证体系。1.4 施工单位资质 承担本工程施工任务的单位，必须是交通部或建设部批准的桥梁工程专业承包壹级以上的资质等级证书，具有法人资格的施工企业。1.5 质检工程师 凡在本工程项目建设中从事工程建设质量检查的企业质检工程师，必须是报经交通部或省级质检部门审查批准、并颁发统一印制的质检工程师资质证书、具有中级以上公路桥梁专业技术资格，可上岗工作。1.6 项目经理 凡在本工程项目建设中担任项目经理职务的人员，必须

6、为具有公路桥梁施工经验的高级工程师，且具有交通部颁发的项目经理壹级资质等级证书。1.7 施工组织设计 是承包人按照投标文件和合同文件的要求，结合承包工程项目的实际，编制的工程项目总体施工方案、工艺流程和人、机、料进场计划、施工进度计划、资金流动计划以及工程质量、施工安全与环保的控制措施等，并报监理工程师审核批准后，指导施工的重要的操作性文件。1.8 工地试验室 是承担本工程建设的施工单位必须建立的从事原材料和工程质量试验检测的工作机构。工地试验室必须具备以下条件： 按照合同承诺配备试验仪器设备； 按照合同承诺配齐试验工程师和试验工程师助理； 试验检测设备经过标定； 具有省级以上质检部门颁发的临

7、时试验检测资质。二、钻孔灌注桩钻孔施工2.1 一般要求钻孔灌注桩施工应有完善的施工记录。钻孔灌注桩施工时应严格控制成孔及桩身混凝土质量，并采用可靠的检测手段对孔壁的成孔质量及桩身混凝土的质量进行检测。钻孔灌注桩施工前应具备下列资料: 详细的施工设计图纸； 施工区域水文、气象、地形及环境等资料； 施工区域内详细的地质资料； 国家以及地方有关防台、防汛和环保的规定； 主要施工设备的性能资料； 开工前需签认的各种程序性文件已签署。2.2 施工准备2.2.1 施工测量钻孔施工前应根据施工需要，对设计提供的测量控制网按照设计文件要求进行复测，编制测量施工方案，进行必要的加密或重新布设控制网点，补充施工需

8、要的水准点、桥梁轴线及墩台控制桩。施工测量的平面控制网可采用三角测量、GPSRTK技术等进行施工，三角测量和GPS测量等级的确定应符合表2.2-1、2.2-3的规定。表2.2-1 平面控制测量等级等 级桥 位 控 制 测 量二等三角形5000m的特大桥三等三角形20005000m的特大桥四等三角形10002000m的特大桥一级小三角5001000m的特大桥二级小三角500m的大、中桥三角测量三角网的基线不应少于2条，基线一端应与桥轴线连接，并尽量近于垂直。三角网所有角度宜布设在3001200之间，困难情况下不应小于250。三角测量的技术要求应符合表2.2-2的规定。表2.2-2 三角测量的技术

9、要求等 级平均边长（Km）测角中误差（）起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差测回数三角形最大闭合差（）DJ1DJ2DJ3二等3.01.01/2500001/120000123.5三等2.01.81/1500001/70000697.0四等1.02.51/1000001/40000469.0 GPS测量控制网的设置精度和作业方法应符合公路全球定位系统（GPS）测量规范（JTJ066）的规定。表2.2-3 GPS控制网的主要技术指标级别每对相邻点平均距离d（Km）固定误差a（mm）比例误差b (mm/Km)最弱相邻点点位中误差m（mm）一级4.05110二级2.05210高程控制测量的水准测量

10、等级的确定应符合下列要求：2000m以上的特大桥一般为三等，10002000m的特大桥为四等，1000m以下的桥梁为五等。水准测量的等级划分及主要技术要求见表2.2-4所示。表2.2-4 水准测量的主要技术要求等级每公里高差中数 误差（mm）水准仪的型号水准尺观 测 次 数往返误差、符合或环线闭合差（mm）偶然中误差M全中误差MW与已知点联测附合或环线二等12DS1因瓦往返各一次往返各一次4L三等36DS1因瓦往返各一次往一次12LDS3双面往返各一次四等510DS3双面往返各一次往一次20L五等816DS3单面往返各一次往一次30L 水准路线跨越江河时，应采用跨河水准测量方法校测，跨河水准测

11、量方法按照公路堪测规范（JTJ-061）执行。施工测量必须有两人以上相互检查校对并作出测量和检查核对记录。2.2.2 地质情况分析钻孔施工前，应对钻孔灌注桩所穿过地层的地质情况进行详细的分析，根据地质情况制定周密的钻孔灌注桩施工措施，并研究确定各地层的钻孔速度。如钻孔施工时发现实际地质情况与地质钻探资料相差较大时应补充钻探。2.2.3 临建工程设计钻孔灌注桩施工现场的平面布置、施工道路、栈桥、码头、水上施工平台、泥浆循环系统、混凝土供应系统和水电供应系统等均应根据施工需要和使用要求进行设计。施工设备的选择应以满足施工需要为前提。对水上钻孔灌注桩施工钻孔平台设计时应满足下列要求： 钻孔平台的尺寸

12、应能满足钻孔设备的布置、移动、操作和混凝土浇注的要求；平台顶标高的确定应考虑施工期洪水位、潮位、浪高和钻孔工艺要求等因素； 钻孔平台应进行强度和稳定性的验算，能够承受所有施工设备、必要的施工材料和所有施工人员的荷载，并能承受水流、波浪、风力、施工船舶系靠力和船舶的意外撞击力等荷载； 钻孔平台结构应装、拆方便，满足钻孔灌注桩的成孔施工需要，方便施工； 钻孔平台应设置完善的安全生产设施，并在施工区域内设立航行警示标志。2.2.4 钻孔灌注桩施工人员、设备及材料安排钻孔灌注桩施工的设备及人员均要以满足施工需要为前提，在充分满足钻孔施工需要的基础上根据施工现场的实际情况做好钻孔施工设备、人员及材料的准

13、备，编制钻孔施工设备、人员及材料进场计划，及时组织好设备、人员及材料进场。2.2.5 开工申请 钻孔灌注桩各分项工程开工前应根据招、投标文件及有关规范要求编报施工方案及开工报告。待开工报告得到批复或监理工程师同意开工后才允许开工。2.3 钻孔施工2.3.1 钻孔平台搭设水上钻孔灌注桩采用一般钻孔平台进行施工；钻孔平台采用钢管桩（钢护筒）、桁架梁和型钢等进行搭设，钢管桩（钢护筒）利用打桩设备进行打设，钢管桩的倾斜率应控制在1以内，平面偏移应小于30cm。钢管桩（钢护筒）的打设宜选择在平潮时进行，钢管桩（钢护筒）打设到位后立即进行连接，增加其整体稳定性。搭设钻孔平台的桁架梁和型钢等先用连接设备在岸

14、上或施工船舶上拼接成施工需要的长度，再利用吊装设备吊装到位。陆地钻孔灌注桩施工根据施工荷载及墩位地基承载能力，采用筑岛法或桩基平台法施工。筑岛施工时筑岛面积应根据钻孔方法、钻孔机具的大小等要求决定，筑岛高度应高出地面0.51.0m，并需采取必要的排水措施。2.3.2 钢护筒的打设钻进成孔施工应设置钢护筒，钢护筒应具有足够的强度和刚度，当钢护筒需穿越硬土层时，应在端部加强。钢护筒打设到位后，要求其平面偏移不得大于5cm，倾斜度应不大于1/200。 钢护筒的加工、运输 钢护筒应由专业钢结构加工厂加工，加工完毕检验合格后运至施工现场。 钢护筒的加工工艺及验收标准详见附录二。钢护筒加工完毕后，采用汽车

15、或船舶将钢护筒运输到位，由于护筒直径大，为防止钢护筒在运输过程出现失圆，故应在钢护筒的上、下口，中间位置焊接十字（或米字）支撑，防止钢护筒变形。 钢护筒的吊装钢护筒吊装施工时，为保证钢护筒起吊时不变形，采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力，起吊时顶端吊点采用两点吊装，根部吊点采用1点吊装。先起吊顶部吊点，后起吊根部吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点迅速起吊到90后，拆除根部吊点垂直吊其入孔。 钢护筒的下沉旱地、筑岛处埋置较浅的钢护筒可采用挖坑埋设法或打入法进行施工，护筒四周所回填土必须分层夯实。水中钢护筒的沉入可采用振动、锤击并辅以护筒内除土的方法下沉。1 水中钢护筒的下沉设备 钢护

16、筒下沉所采用的沉桩设备的沉桩能力应满足钢护筒下沉时需要。钢护筒下沉时需克服的摩阻力计算见附录三所示。如钢护筒下沉设备无法将钢护筒一次性打设到位，可采用护筒内除土辅助下沉的方法施工，但必须保证钢护筒内底口6m以上的原状土不发生扰动。2 钢护筒的下沉护筒的入土深度应根据设计要求或水文地质情况确定。陆域钢护筒的顶标高应高出地下水位1.52.0m，并高出地面0.3m以上。钢护筒的埋深不应小于1.02.0m。对砂土应将护筒周围1.51.0m范围内的砂土挖除，夯填粘土至护筒底口0.5m以下。水域钢护筒的顶标高应高出施工期最高潮水位不小于3.0m，护筒埋深应综合考虑地质条件、使用功能和稳定要求，钢护筒的入土

17、深度应根据设计计算确定，并不小于最大冲刷线以下3m。钢护筒连接处应采用加强钢板加强，并保证其耐压、耐拉，不漏水。3 钢护筒下沉时的垂直度控制钢护筒的中心应与桩中心重合，除设计另有规定外，钢护筒下沉到位时的平面允许偏差不大于5cm，垂直度不大于1/200。陆域钢护筒的下沉采用实测定位，先在桩位处开挖钢护筒下沉基坑，复核其中心位置后再安装钢护筒。水域钢护筒采用导向架引导钢护筒下沉，导向架需有一定的强度和刚度，保证钢护筒在下沉过程中的垂直度；钢护筒下沉前在钻孔平台上设置并固定导向架，使其中心与钢护筒中心重合。 钢护筒的防护及其它水中钢护筒下沉到位后在后续施工过程中应经常检查河床冲刷深度，如发现冲刷较

18、严重时应对河床进行维护，保证钢护筒的安全。并应将护筒与钻孔平台进行连接，以保证其整体稳定性。钻孔灌注桩施工完毕后，应将钢护筒高出设计高度的部分进行割除。 2.3.3 泥浆制备及其循环系统 泥浆性能指标及泥浆制备钻孔泥浆一般由水、膨润土和添加剂按适当配比配置而成，其泥浆性能指标可根据各种不同的钻孔工艺参照附录四选用。直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，在地质复杂、覆盖层较厚、钢护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯铣胺即PHP泥浆，此泥浆的特点是不分散、低固相、高粘度。其配制的泥浆性能应满足表2.3-1的要求。表2.3-1 PHP泥浆性能指标要求粘度（s）容重(g/cm3)含砂率(

19、%)胶体率(%)失水量(ml/30min)泥皮厚度（mm）PH值20281.061.1195101.0810 配制泥浆宜用淡水，配制泥浆的原料粘土、膨润土和外加剂的性能应满足附录五的要求。采用正反循环回转钻钻进时，由于要求的泥浆质量高，应在孔外采用机械搅拌制成泥浆后使用。制浆设备的制浆能力根据钻孔设备的能力及泥浆的净化能力确定。 泥浆循环系统的布置、泥浆净化泥浆循环和净化系统应根据钻孔泥浆的需用量、泥浆净化方式和钻孔设备的能力等确定，钻孔泥浆宜采用泥浆净化器净化和多级沉淀相结合的方式进行净化。在钻孔过程中，应检测泥浆的性能指标，每两小时检测1次，当土层变化时应增加其检测次数。泥浆性能的指标测定

20、方法见附录六所示。钻孔阶段、泥浆循环净化再生阶段及清孔阶段各泥浆的指标应符合表2.3-2的要求。钻孔施工中泥浆的排放和处理应符合环保的要求。表2.3-2 各阶段钻孔中泥浆性能指标性 质阶 段试验方法新制泥浆循环再生泥浆清孔泥浆容重（g/cm3）1.11.081.281.061.1泥浆相对密度剂粘度（s）222920252028标准漏斗粘度计失水量（ml/30min）10141610滤纸、玻璃板泥皮厚（）1.01.5121尺胶体率（）1009695量筒含砂量（）1.00.331.0含砂率计PH值81089810试纸2.3.4 钻孔灌注桩施工工艺流程及要求水中灌注桩钻孔施工工艺流程可按图2.3-1

21、所示，陆地钻孔施工工艺流程可按图2.3-2所示施工。图2.3-1 水中钻孔施工工艺流程图图2.3-2 陆地钻孔施工工艺流程图 钻孔设备的选择钻孔设备应根据地质条件、设计孔径、孔深、水深等因素根据附录一选用。采用回转钻机和气举反循环钻机成孔时，钻头可根据下列情况选用： 在粘性土中可选用尖底鱼尾钻或双腰带笼式刮刀钻头； 砂土中可选用平底钻或双腰带笼式刮刀钻头； 在卵石或较硬的地层中可选用三翼钻头；采用冲击钻头时宜选用十字形钻头。钻头的重量和配重块的重量应根据成孔直径、孔深和地层情况确定。 钻机安装 钻机的安装应根据钻机类型、产品说明书和施工要求进行。安装时钻机底座应平稳，保证在钻孔过程中不发生位移

22、和沉陷。钻机钻架中心与钻盘中心的连线应与钻盘垂直，并与钻孔中心的偏差不大于2cm。 钻机在各地层中的钻孔指标钻机钻孔施工时针对各种不同的地层应采用不同的钻孔方法；对于淤泥质土层，应采用低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免发生先扩孔后缩孔现象，对于亚粘土层，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进；对于砂层，采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；对砂砾层，采用轻压、低档慢速、优质浓泥浆钻进，确保护壁厚度以及充分浮渣。钻机在不同的地层中应选择不同的钻压和钻进速度，不同地层的钻进参数

23、可根据表2.3-3选用。表2.3-3 不同地层钻进参数表地 层钻压（kN）转数（rpm）钻速（m/h）淤泥、淤泥质粘土15010201.52.5粉细砂20040010201.52.5粗砂层20040051012护筒底口地层1505100.51钻孔灌注桩施工时钻头钻出钢护筒底口的时间至混凝土浇注至钢护筒底口的时间应有严格的限制，水中墩建议采用84小时考虑。 钻孔施工应注意的问题钻机钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。钻孔作业应分班连续进行，并填写钻孔记录。交接班时应交待钻进情况及下一班施工时应注意的问题。并注意地层变化，在地层变化处捞渣取样，判明

24、后记入钻孔记录表。钻机在钻孔过程中应保持足够的钻压力，成孔时采用扶正器或导向圈导向，并增加配重块，减压钻进，孔底承受的钻压不得超过钻具重力之和（扣除浮力）的80，以保证成孔垂直度。钻进成孔过程中，孔内液面应高于孔外水位2.03.0m，当孔内外水头变化时，应采取措施调整孔内水头。当钻进至接近钢护筒底口位置12m左右时，须采用低钻压、低转数钻进，并控制进尺，以确保护筒底口部位地层的稳定，当钻头钻出护筒底口23m后，再恢复正常钻进状态。升降钻具应平稳，尤其是当钻头处于护筒底口位置时，必须谨慎操作、防止钻头钩挂、冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁。钻孔过程中如遇特殊情况需停钻时，应提出钻头，并增加泥浆比重和粘度，

25、保持孔壁稳定。群桩同时钻孔时，相邻钻孔不允许同时开钻，当已浇注混凝土桩的强度未达到5MP时，也不得在相邻孔进行钻孔施工。水中变截面桩钻孔施工时先用大直径钻头钻进，钻到变截面处再换用小直径钻头钻进，钻至设计标高后，提钻并改用带钢刷的钻头对钢护筒内壁进行清扫，将钢护筒内壁的泥土清除干净。2.3.5 钻孔施工质量控制标准及钻孔施工意外的预防措施 钻孔施工质量控制 灌注桩成孔后应逐孔进行检测，检测内容包括孔位偏差、孔深、孔径、孔的垂直度、孔底沉渣厚和浇筑混凝土前孔内泥浆的主要指标等，其质量控制应符合下列规定： 灌注桩成孔的孔位偏差可通过检测成孔后的护筒位置偏差确定。孔位允许偏差不得大于5cm。 成孔后

26、的孔深，应达到设计标高。 灌注桩成孔后的孔径不得小于设计桩径，直桩成孔垂直度偏差不得大于1/200。成孔孔壁稳定，无坍孔现象。 混凝土浇筑前清孔后孔底沉渣厚度，不得大于20cm，成孔后的孔深应不包括钻头超钻部分。 浇筑混凝土前，孔内泥浆的相对密度宜为1.061.10，含砂率宜1%，粘度宜为2028s。 钻孔施工意外的预防措施钻孔施工过程中，易出现钢护筒变形、坍孔、偏孔、卡钻、埋钻等现象。采取的预防及补救措施如下：1 钢护筒变形增加钢护筒的刚度；在钢护筒底口设置加强钢板，并将其加工成刃角，减少与土体的接触面积。 坍孔：a. 选用优质护壁泥浆，选择合理的钻进参数如泥浆性能指标、钻压、钻速等，增强泥

27、浆护壁功能。b. 由具备丰富施工经验的技术工人参与施工，强调以预防为主的指导思想，避免塌孔事故的发生。c. 根据地层状况不同选择相应的钻进方法，当钻至护筒下口附近1m时，提钻抛填粘土反复作正循环旋转护壁23次。 掉钻、偏斜孔a. 钻孔施工中采用加扶正圈导正、全孔减压钻进的防斜措施，扶正圈直径比设计桩径小20cm，扶正圈的位置放在离钻头腰带56m处，必要时也可每钻进2030m，加一个扶正圈，以保持钻具的导向性。b. 加强现场质量管理工作；对于特殊地质，由技术人员对工班长进行详细的施工技术交底，并传达至每一位操作人员，做到心中有数。c. 加强机械设备的检查，尤其是钻杆螺栓、法兰盘等。d. 严格按照

28、要求施加配重；采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%。2.4 清孔终孔后，应立即进行清孔。清孔方法根据土质情况、孔底沉淀厚度要求和施工机具条件可选用换浆清孔、抽浆清孔或喷射清孔等方法进行施工。清孔时将钻头提离孔底20cm左右，钻机慢速空转，保持泥浆正常循环，同时置换泥浆。当泥浆指标达到相对密度1.061.10，粘度2028s时，含砂率1后，测得孔底沉渣厚度若20cm，可停止清孔，拆除钻具，移走钻机，进行下道工序的施工。清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔。并不得采用加深钻孔深度的方法来代替清孔。钢筋笼安装完成后，若孔底沉淀层厚

29、度大于20cm，则需进行二次清孔，二次清孔时要求泥浆指标达到相对密度1.061.10，粘度2028s时，含砂率1，孔底沉渣厚度20cm。2.5 钻孔施工意外故障应急措施 钢护筒变形 应根据变形程度采取回填块石至变形部位，再改用冲击锤冲击成孔；或采取水下切割等办法校正；严重变形的钢护筒应拔出重打。 坍孔 坍孔不严重时，回填至坍孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头后重新钻孔；当护筒底口发生坍孔时应采取护筒跟进、下内护筒等办法进行施工；当坍孔严重时，应尽快回填，采用粘土并加入适量的碱和水泥，回填高度应高于坍孔处24m，待其固化后，提高泥浆比重快速穿过该地层。 钻孔漏浆 跟进护筒或减小孔内外水头差、增加泥浆比重、改善泥浆性能。 偏孔 当偏孔不严重时采用提钻至偏孔处，反复扫孔，使孔壁垂直。当孔壁偏孔严重时，回填至偏孔处重新钻孔。 卡钻、埋钻： 发生卡钻和埋钻时，宜采用冲、吸等方法，将钻头周围土层松动后提钻，并采取措施保持孔壁稳定。2.6 钻孔施工记录格式 钻孔施工表格见附录十。