回旋钻桩基础作业指导书.doc

中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 1 页 共22页1. 目的：指导钻孔人员进行长大钻孔桩施工作业2. 适用范围：适用于薛店特大桥连续连处长大钻孔桩施工作业3. 钻孔桩施工作业3.1 人员从事钻孔桩施工的人员必须经过培训合格后，持证上岗操作。3.2 机械3.2.1 钻孔机械采用可用于正反循环两种钻进工艺的转盘式工程钻机，每台钻机配备1台空气压缩机（17m3/h），2台4pnl泥浆泵。qj250-1型钻机适用于孔径1.5m钻孔灌注桩。钻头采用双腰带型钻头，以适用不同的钻孔孔径。钻机主要技术参数表钻机类型项目技术参数qj250-1型工程钻机钻孔直径（m）1.5钻孔深度（m）100转盘转速（r/min）026转盘扭矩（knm）117.8排渣方式气举反循环主机功率（kw）95主机外形尺寸（m）5.94.89主机重量（t）（不含钻具）32螺杆空气压缩机主要技术参数表项目名称容积流量排气压力额定功率重量外形尺寸技术参数17m3/h0.7mpa130kw2700kg3035190018603.2.2 泥浆制作及循环净化机具每个钻孔平台泥浆制备机具采用2台zl800泥浆搅拌机和2个45m3的泥浆池，泥浆循环净化系统由半圆形泥浆循环槽、zx-250型泥浆净化装置（2台）及泥浆沉淀处理器等组成。半圆形泥浆循环槽连接钢护筒之间用于泥浆循环。拟 制 审 核 批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 2页 共22页zl800泥浆搅拌机置于泥浆池的上面，用于制拌泥浆。zx-250型泥浆净化装置用于分离处理泥浆中大颗砂粒，净化泥浆。zx-250型泥浆净化装置性能表处理能力（m/h3）250分离粒度等级（）0.074除砂效率(%)90总功率(kw)48重量(kg)3700外形尺寸(m)3.452.252.83.3 开钻前准备工作3.3.1 钻机就位前，应对主要机具及配套设备进行检修，合格后开始安装钻机及起吊系统，钻机底盘找平后在护筒顶部就位。开钻前用水平尺矫正转盘，保证水平，安装钻机的同时安装供电、供水、泥浆循环等管路。钻机安装就位后，应对相关的设备进行试运转，保证开钻后所有设备能正常使用。3.3.2 钻机安装的精度要求如下：底盘四个支点高差3mm，用水准仪检查；钻机水龙头中心与钻盘中心，误差1%，吊线检查；钻机顶部的起吊滑轮缘与转盘中心的连线垂直，钻盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻孔位置偏差不得大于2cm。3.4 泥浆制作3.4.1 原材料膨润土：用量为水的15%。增粘剂：采用羧甲基纤维素钠，具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率的作用，掺入量为水的0.0005%。分散剂：采用工业碳酸钠，具有提高泥浆的胶体率和稳定性、降低失水率的作用，掺入量为水的0.075%。氢氧化钠：采用工业烧碱，可改善混杂有土、粉砂、混凝土等而使稳定液变质的性能，可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，掺入量为水的0.125%。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 3 页 共22页加重剂：采用硫酸钡，用以增加泥浆的相对密度，适用于正循环钻孔桩，其掺加量为水的28%。3.4.2 泥浆配合比反循环钻孔桩用泥浆配合比（质量比）水膨润土分散剂增粘剂氢氧化钠10001500.750.051.25正循环钻孔桩用泥浆配合比（质量比）水膨润土分散剂增粘剂重晶石氢氧化钠10001500.750.052801.25以上各种掺加剂的用量，施工前先作试配，试验其配合液的各项性能指标是否符合要求。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量。3.4.3 泥浆调制第一次制作泥浆时，泥浆在搅拌机中搅拌，搅拌时，先将定量的清水加入搅拌机，然后按慢慢地加进膨润土，再加增粘剂，再加分散剂，最后加氢氧化钠。由于增粘剂可能会影响膨润土的溶胀，所以要在膨润土之后放入。并开动机械搅拌，成浆后，打开出浆门将泥浆流入泥浆池内的储浆池中。泥浆的搅拌方法对膨润土的溶胀程度影响很大。搅拌不够充分，泥浆的粘度和失水量都会受到影响。泥浆搅拌完全均匀所需的时间根据搅拌机的搅拌能力、膨润土的质量以及加料方式不同而差异，原则上要根据搅拌试验的结果在现场决定搅拌时间。增粘剂、分散剂、氢氧化钠等预先在清水中溶化后使用。以后调制泥浆时根据现场实际情况，利用既有钻孔桩的钢护筒作搅拌池进行泥浆拌制，按以上顺序加入泥浆原材料，开机搅拌均匀后取样进行泥浆拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第4 页 共22页检测，检测合格后，将拌制完成的成品泥浆注入泥浆池中贮存。3.4.4 调制泥浆的膨润土用量计算调制泥浆前必须先备足膨润土，其数量可按下述公式和原则计算： （1）式中：每m3泥浆所需的膨润土质量，kg；每m3泥浆所需的膨润土体积，m3；膨润土的密度，kg/m3；要求的泥浆密度，kg/m3；水的密度，=1103kg/m3。假设膨润土密度为2.2103kg/m3，要求泥浆相对密度为1.2，则制造1m3泥浆需或的膨润土和1-0.17=0.83m3的水，亦即每1kg膨润土可制泥浆1/0.37=2.7l。一个钻孔需要的总膨润土量，应考虑泥浆充满钻孔和泥浆槽、沉淀池，还要考虑钻孔的孔径扩大、井孔壁、泥浆槽等处的渗漏，还要考虑泥浆经多次循环使用后，其性能指标变坏须换掉等情况。一般按井孔体积（考虑扩孔数量）计算的膨润土量再增加6%左右。3.4.5 泥浆的性能指标泥浆的主要性能指标有：相对密度、粘度、含砂率、胶体率、失水率、泥皮厚、静切力、酸碱度，泥浆的性能指标如下表。施工时对相对密度、粘度和胶体率定时进行试验，其它指标根据监理工程师要求，予以抽检。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 5 页 共22页泥浆的性能指标要求表钻孔方法泥浆的性能指标相对密度粘度（s）含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(pa)酸碱度ph正循环1.201.45192849615235911反循环1.061.10182849520312.5911不同地质情况下泥浆性能指标见下表泥浆指标选择参考数据表地层编号地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（pa）酸碱度（ph）亚砂土1.201.45192896154235911淤泥质亚粘土1.201.351928961542359111粘土1.061.10182895204312.59112亚粘土1.061.10182895204312.59113细砂1.201.45182895204312.59112粘土、亚粘土1.061.10182895204312.5911泥浆的主要性能指标及测定方法 相对密度泥浆的相对密度是泥浆与4时同体积水的质量之比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣的能力也越大。然而，相对密度过大的泥浆，其失水量亦加大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且也给清孔和灌注混凝土造成困难。另外，泥浆相对密度的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，对钻具产生较大的磨损，降低了钻进速度。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 6 页 共22页泥浆相对密度采用泥浆相对密度计测定：将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。泥浆相对密度要根据适当地层作相应的调整。 粘度粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂、阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，对正循环回转钻进有利。但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥泵的正常工作和钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。泥浆粘度采用工地标准漏斗计测定：用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。 胶体率胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之，故正循环钻进的泥浆需要较高的胶体率。泥浆胶体率测定方法可将100ml泥浆倒入100ml的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5ml，则胶体率为100-5=95，即95%。 含砂率含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀。含砂率测定方法采用含砂率计测定：量测时把调好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒进清水，使总体积为500ml，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 7页 共22页 静切力静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。它表示泥浆结构的强度，以1cm2面积上的泥浆颗粒结构所需的力表示。泥浆的静切力要适当：太大则流动阻力大，泥浆中钻渣不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大；太小则悬浮携带钻渣效果不好，钻进速度也会降低。泥浆静切力可用公式（2）计算： （2）式中：泥浆静切力，n/cm2；切力计重力（1.4855n），n；切力计横断面积（7.5cm2），cm2；切力计沉入泥浆中的深度，cm泥浆的容重，n/cm3；切力计横断面周长（13cm），cm。泥浆静切力采用空心不绣钢泥浆切力计测定：量测时，先将1500ml泥浆搅拌匀后，倒入泥浆筒中。将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间，两棒间距约2cm，再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放入泥浆中，待其下放稳定后，从切力计上读出沉入泥浆深度h；用相对密度计测出泥浆重度，代入公式（2），即可计算出该泥浆的初切力。取出切力计，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆，静止10min，再用切力计测算出的切力为终切力。 失水率失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用在一定时间渗入地层的水量，泥浆的失水率越小，则它的胶体率越大。失水率小的泥浆有利于巩固孔壁和保护基岩；失水率过大的泥浆，形成孔壁泥皮过厚而使钻孔直径缩小。故泥浆的失水率越小越好。失水率的测定方法用滤纸法测定，用一张12cm12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2ml的泥浆滴入圆圈内，30min后测量湿圆圈的平均半径（），减去泥浆坍平后泥皮的平均半径，即失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度，即为泥皮厚度。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 8页 共22页 酸碱度酸碱度以ph值表示，ph值一般为810适当，相当于增加了泥浆中的固相成分，使失水率小，能较快形成薄而坚韧的泥皮，固壁性能好。酸碱度ph值测量方法工地用比色法：取一条ph试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色对比，即可读出ph值。3.4.6 泥浆的贮存泥浆要在充分水化膨润之后再使用。储存24h以上，待使用前再加入增粘剂，这样土粒能充分膨化。膨润土与水混合之后3h就有很大的溶胀，经过1d时间之后，可以达到完全的溶胀。泥浆贮存池采用壁厚6mm的钢板加工制作而成。尺寸为533m，完成一根钻孔桩每个泥浆存贮池周转一次。3.4.7 泥浆的质量控制泥浆质量控制的目的就是要制备和使用适合地质条件和施工条件的泥浆，而且通过质量控制，使泥浆在施工过程上保持其稳定性。 稳定性胶体率和稳定性试验可检验泥浆的稳定性。在胶体率试验中，当有水析出，且泥浆和析出水之间的分界面较明显时，可能是由于某种阳离子造成凝集，原因可能为是水质不好或分散剂起凝集剂的作用。若泥浆和析出水之间的分界限不太明显，且越是上面清水越多时，原因可能是膨润土量较少或分散剂的掺加量较多。如果在泥浆的稳定性试验中出现比重差别较大，就要增加膨润土的掺加量。 泥皮形成性能同失水量和泥皮厚度检验，并观察泥皮的强度。泥浆30min的失水量应在20ml以内，同时泥皮厚度应小于3mm。失水量较多时，需增加pac（聚阴离子纤维素）的掺加量；泥皮较厚且软弱时，需增加分散剂和pac的掺加量。 泥浆流动性拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 9页 共22页分散剂和增粘剂会改变泥浆的流变性能。用泥浆漏斗粘度试验和静切力试验，检验泥浆是否达到了保持地基稳定所必须的粘度值。 泥浆比重拌制钠质膨润土泥浆的比重通常在1.1g/cm3左右，满足杭州湾大桥工程的施工。泥浆配合比确定并开始拌制后，若发现与当初预料的条件不同，应重新对泥浆配合比进行修正。3.4.8 对不同使用状态泥浆的控制在钻孔桩的施工中，泥浆的使用状态可分新鲜泥浆、供给泥浆、桩内泥浆、循环泥浆、混凝土置换出来的泥浆等五种，对于各种状态的泥浆要分别注意质量控制。搅拌好的新鲜泥浆的性能必须适合于地基条件和施工条件，并定期对其进行质量控制试验。泥浆池内的泥浆是供使用的已经调制好的泥浆，它作为在钻孔桩过程中浇灌混凝土时判断泥浆性质变化的标准，所以在向钻孔桩供浆之前必须进行各种性能的检验。有了供给良好的泥浆和良好的泥浆循环，钻孔桩的稳定性就得到了保障。对钻孔桩内的泥浆，在钻孔过程中，泥浆质量控制重点在于是否能保持泥浆所必须的性能，是否能保持孔壁稳定所需要的预定泥浆液面。成孔后泥 浆静置期间，必须向孔内补充新鲜的泥浆并定期进行质量调整。从桩内循环出来的泥浆含有大量的土渣必须对其进行净化。由于循环泥浆中膨润土和其它外加剂成分已被部分消耗，泥浆的性能会发生变化，这时要根据泥浆质量控制试验结果，调整膨润土、分散剂的掺量，使之重新成为性能良好的泥浆。混凝土置换出来的泥浆要进行严格的质量控制。在混凝土浇筑面以上的23m范围内泥浆性能差不再使用。根据这个范围可对置换出来的泥浆进行质量检验。可以使用的泥浆直接送到泥浆池，不合要求的泥浆对其进行再生处理。3.4.9 泥浆的净化和再生在反循环钻孔过程中，泥浆的净化、再生以处理含有大量沉渣的泥浆和浇筑混凝土所置换出来的泥浆为目的。分离沉渣用重力沉降和泥浆净化分离拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 10页 共22页设备两种方法组合使用。浇筑混凝土所置换出来的泥浆由于离子会产生凝聚现象，导致泥浆皮形成性减弱，孔壁稳定性降低，重新添加分散剂可以改善泥浆的性能。3.5 钻孔所采用泥浆正、反循环方式成孔的钻孔桩孔深范围为71 m81.5m。泥浆循环系统的主要作用是利用泥浆作为载体时排渣；另一个重要作用是具有较好的护壁作用，可以减少甚至完全阻止孔内的渗漏。本工程泥浆采用膨润土泥浆，并按试验配合比加入外加剂。开始钻进时，以泥浆正循环方式开孔：在钻孔的同时，泥浆泵将泥浆打入空心钻杆内，从钻头的出浆口冲出的泥浆，由于密度与粘性较大，带动泥屑、碎石顺着向上浮起，溢出孔后流入已成孔的钢护筒内，再由泥浆泵打入泥浆池内，泥渣沉淀后，清泥浆重新被打入孔中，如此循环。泥浆循环方式如下图1所示。图1 泥浆正循环方式钻孔施工法泥浆池采用钢箱，容积为45m3。将45个护筒用300的钢管串联起来，可作为泥浆循环系统一部分。正循环回转法成孔操作要点：初钻拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 11页 共22页先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，方可开始钻进。接长钻杆时，先卸去方形套，提升方钻杆达到钻头与钻杆相连处露出转盘为止。用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘，卸去方钻杆。然后吊起一节圆钻杆，连接于钻头，卸去夹持器，把圆钻杆连同钻头放入钻孔。当圆钻杆上端接近转盘时，照上述用夹持器支持圆钻杆，松吊绳，将方钻杆吊来与圆钻杆联结，撤去夹持器，把方钻杆降入转盘内并安好方形套，继续钻进。以后需再接长钻杆时，照以上步骤在方钻杆同圆钻杆之间加接圆钻杆即可中，一直钻孔到需要深度为止。卸去进亦同样办理，只是把接长改为减短而已。接卸钻杆时的动作要迅速、安全，争取尽快完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。钻进开始钻进时，进尺应适当控制，钻机在钢护筒范围钻进时以高档快速循环钻进，以便使粘附在钢护筒内壁上的土体及时脱落。钻孔时采用减压钻进，即用主卷扬机吊住钻具缓缓下降，不使钻具重量全部压在孔底，以便又进尺又不引起蹩钻。当到达钢护筒刃脚处时采用低档慢速正循环钻进，使刃脚有坚固的泥皮护壁。钻进钢护筒刃脚1.0m以下，根据土质以正常速度钻进。钻孔过程中可根据钻机工作状况和地质情况适当调整钻速、钻压，如钻机转盘运转均匀，钻架晃动较小，可适当加大钻压或转速；在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻，采用尖底钻锥、中等钻速、大泵量、稀泥浆钻进；在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，采用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；在低液限粘土或卵、砾石夹土层钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻锥偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。此时将钻具提起，采用低档慢速、大泵量、优质泥浆钻进。在钻进过和程中，当泥浆指标不合格时，及时开启泥浆分离净化器净拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 12页 共22页化泥浆，降低泥浆含砂率，保证泥浆合率，净化后的泥浆排入钻孔或泥浆箱内。钻进过程中，每进尺58m，采用超声波测壁仪检查钻孔直径和竖直度。钻孔至护筒底时，采用气举式反循环方式钻进。气举式反循环成孔操作要点：图2 泥浆反循环方式钻孔施工法工作原理在钻进过程中，空压机将高压空气通过钻杆中的空气通道送到钻头上部的风包并向钻杆内喷出。当气体与泥浆混合后迅速从钻杆中心上升，使风包下部形成真空，于是便将钻渣吸上来，并随着气浆混合体从水龙头排出。当钻孔深度超过50m（从孔内水面算起）时，一般0.7mpa风压的空压机产生的风压无法有效冲入钻杆，排渣能力下降，此时改为中间风包出气。中间风包一般放在孔深40m处左右。如下图2所示，空压机送风须与钻锥回转同时进行。钻进时注意事项接钻杆时，须将钻杆稍提升30cm左右，先停止钻锥回转，再送风数分拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 13页 共22页钟，将孔底钻渣吸尽，再放下钻锥进行拆装钻杆工作，以免钻渣沉淀而发生埋锥事故。提钻后或下钻前应检查钻杆密封圈磨损情况，一旦有破损，须及时更换。钻进中突然停风时，应及时将钻具提离孔底。钻时中情况判断：压力突然增高是管路堵塞；突然降低是管路漏气；孔内冒泡是外管漏气；压力下降很多、进尺很慢是内管损坏。钻孔采取减压钻进，孔底承受的钻压不得超过钻具重力之和（扣除浮力）的50%，以确保长桩的竖直，保持重锥导向作用。钻进过程中随时捞取钻渣，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。钻进过程中始终保持孔内液面高于孔外水位1.52.0m，加强护壁，保持孔壁稳定。钻孔应连续进行，当遇到特殊情况需停钻时，提出钻头，补足孔内泥浆，始终保持孔内规定的水位和泥浆的相对密度和粘度。桩的钻孔，应在钻孔中心距离5m内的任何混凝土灌注桩完成24h后，才能开始，以避免干扰邻桩混凝土的凝固。钻孔时须及时填写钻孔记录，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，对有浅层气的地层，此项记录更应翔实，钻进速度适当放慢。3.6 清孔当钻孔深度达到设计要求时，应立即组织质检部门采用超声波测壁仪检测孔径及孔的倾斜度，孔深以钻杆钻头累计长度计算为准，测绳校核为辅。确认满足设计要求后，报请监理工程师批准，监理工程师认可后，立即进行清孔。终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔时，孔内水位应保持原来水位，以防止钻孔塌陷。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 14页 共22页3.6.1清孔目的清孔的目的是抽、换原钻孔内泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力，充分发挥桩底原土层的支承力。清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确、灌注顺利，确保混凝土质量。3.6.2 清孔工艺采用二次清孔法：第一次清孔是在钻进达到设计孔深以后，清孔利用钻机的反循环系统，采用气举抽浆法进行换浆清孔，将钻具提起约30cm，利用空压机气举抽浆清孔，用泥浆泵抽新低浓度泥浆或清水补充孔内泥浆。清孔时，应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。第二次清孔是在钢筋笼下设完毕以后，用空压机通过导管进行再次气举清孔。同样用泥浆泵抽新低浓度泥浆或清水补充孔内泥浆，直至合格。二次清孔可以有效控制沉淀层厚度，保证钻孔桩的成桩质量。3.6.3 清孔的质量要求清孔后检查孔底沉淀物厚度，沉淀厚度应不大于100mm。清孔后应从孔底提出泥浆试样，其指标应符合：相对密度为1.031.10，粘度为17s20s，含砂率2%，胶体率98%。3.6.4 沉淀层厚度的检测使用测量水下混凝土灌注深度的测锤，慢慢地沉入孔内，凭人的手感探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉淀层的厚度。3.7 钻孔灌注桩钻孔质量检验标准钻孔、清孔（包括钢筋骨架下放完毕）后其质量检验的标准见下页表。3.8 钻孔事故的预防及处理3.8.1 坍孔坍孔原因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。由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或潮水上涨，或孔内出现承拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 15页 共22页钻孔桩成孔质量标准表序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1孔的中心位置（mm）100用gps、经纬仪检查纵、横方向2孔径不小于设计桩径查灌注前记录3倾斜度1%或符合设计要求。查灌注前记录4孔深符合图纸要求查灌注前记录5沉淀层厚度（mm）摩擦桩200或符合设计要求。查灌注前记录6清孔后泥浆指标相对密度1.031.10查清孔资料粘度1720s含砂率2%胶体率98%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。在松软砂层中钻进进尺太快。提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空压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。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后停顿时间过长。吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。坍孔的预防和处理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。现场钻孔操作人员，要仔细检测泥浆比重及粘度，尤其是含砂率的检测，不同地层必须按要求进行相应调整；出现灾害性天气，无法施工时，需提起钻头，调整泥浆比重，孔内灌满泥浆。潮汐地区水位变化过大时，保持水头的相对稳定，钻进过程中始终保持孔内液面高于孔外水位1.52.0m，在淤泥和粉砂层中要以低速钻进，起下钻时速度要慢，避免激起水柱动压力变化过快过大。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 16页 共22页钻进过程中出现的轻微坍孔，及时调整泥浆性能，继续缓慢钻进，并加强观测；钻进及成孔后出现较大规模坍孔，如钻头被埋住，要求缓慢旋转提钻、拆钻，超声波检测仪探明坍孔位置，观测一段时间后，检查孔壁的稳定性，如没有发展，则调整泥浆性能，重新钻进。否则必须回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m2m，如坍孔严重时应全部回填，待自然沉降稳定后，重新钻进。清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供浆（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孔中，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1.51.6倍钻孔中水柱压力。吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。各工序之间衔接紧密，每道工序结束后，尽快进入下道工序，尽量缩短中间间隔时间；3.8.2 钻孔偏斜偏斜原因钻孔中遇有较大的孤石或探头石。在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。钻杆弯曲，接头不正。预防和处理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。钻机主动钻杆要垂直，钻杆连接应在一条线上，钻进过程中钻杆应始终保持垂直，每加2-3节钻杆，检查一次钻机水平和钻杆垂直度情况，钻杆每隔20m左右设导向筒。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，拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 17页 共22页控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。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。在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。钻头上部带导正器钻进，浅孔时导正器适当配重，上部用钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，使钻杆呈铅锤态旋转。双腰带钻头腰带加宽，腰带间距离加大，使钻头不易挤入土层中，真正起导到正作用。钻头通水性能要好，防止钻头包泥而扩大，发现长时间无进尺要提钻检查。在淤泥层、粘砂层中钻进速度要控制在每小时不超过3m。3.8.3 掉钻落物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。钻杆接头不良或滑丝。电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。转向环、转向套等焊接处断开。钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换。操作不慎，落入扳手、撬棍等物。预防措施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。经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。为便于打捞落锥，可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠，或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。处理方法拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 18页 共22页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，然后再打捞。对严重的坍孔埋锥，可采用比钻锥直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉，接触原锥后，再换用比原锥直径稍大的栅式圆柱形的空心锥，冲钻至原锥底部，使原锥与周围孔壁分离后，提出空心锥；再将打捞钩入孔钩捞，先将原锥身扶正，再用卷扬机会同链滑车同时提位。3.8.4 糊钻和埋钻正反循环回转钻进中，糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。预防和处理办法：清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。3.8.5 扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。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，扩孔发生原因同坍孔相同，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、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。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孔径要求为止。3.8.6 钻杆折断钻杆折断常发生在正、反循环回转钻进时。一旦发生折杆，钻机的负荷拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第19页 共22页立即减轻，驱动机械的运转噪声减小，钻进速度接近于零，即使提钻后再钻进仍无效，则证明确系发生了折杆故障。折断原因用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。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。钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。预防和处理选择钻杆直径和管壁厚度尺寸时，应按本章第二节方法进行计算决定。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，以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。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。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。在钻进中若遇异物，须经处理后再钻进。如已发生钻杆折断事故，先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。4 安全技术措施4.1 钻机安全操作技术措施遇有海上恶劣气候等原因被迫钻孔中断时，应将钻头提出孔外，补足孔内泥浆，孔顶加盖，人员、船只撤离墩位；用钻机时前，应先熟悉钻机的构造及操作要求；防护罩都应固定在正确的位置，并经常检查牢固程度；拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号swzq-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第20页 共22页随时检查钻机各部位固定情况，特别是主、付卷扬死绳端固定情况，发现异常，应立即采取措施；对各机件的异常响声、变形、发热、冒烟等不正常情况，必须查处原因及时清除，以防事故；经常检查各手柄定位和换档位置是否正确；操作手柄时，不得违反以下各原则：主、副卷扬机不同时工作，主、副卷扬机各自手柄不能同时扳紧；换档时，必须先脱开离合器，使齿轮降速至将停时进行换档，严禁高速运转挂档或强力换档；钻进时如遇蹩足情况，可停止给进，情况严重时，须停钻提升钻具；钻塔不允许超负荷工作，如遇孔内事故等需作超负荷提升，必须另行采取措施；游动滑车的“u”型环上挡板轴的档销，拉出时