特大桥钻孔桩作业指导书.doc

京沪高铁济沪南联络线工程跨纬十二路特大桥钻孔桩施工作业指导书京沪高铁济沪南联络线跨纬十二路特大桥钻孔桩施工作业指导书1、适用范围为了提高钻孔桩的施工质量，达到验标要求，确保钻孔桩工程顺利进行，特制定本作业指导书。本作业指导书适用于跨纬十二路特大桥52#墩-64#台钻孔桩施工。2、 作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，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。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。2.2 外业技术准备1）平整场地。2) 测量放样。采用全站仪对各孔桩中心定位，用木桩标示各孔位中心，施工过程中对每颗即将开钻的桩位进行复测，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查。3) 钻机的选择。常用的钻机有三种即冲击式、旋转式、冲抓式。本段钻孔桩施工使用冲击钻机进行造孔施工，并选用粘土或优质泥浆护壁。3、技术要求跨纬十二路特大桥52#、53#、54#墩为框架门式墩，每个墩12个钻孔桩，52#墩桩长为25.5m，53#、54#墩桩长为25m。64#台9个钻孔桩，桩长29m，其他墩，每个墩8颗桩，桩长28m、29m、30m、32m、31m、39m、44m不等，桩径均为1m。地质以辉长岩为主（具体地质条件以交底为准），其中57#、58#、60#墩为柱桩采用声测管法进行检测（声测管施工方法见技术交底）。57#、58#、59#、60#墩桩基有溶洞，施工时进行注浆加固。4、施工方法及技术措施桩基础钻孔桩采用冲击钻机钻孔，粘土造浆护壁，导管法灌注水下砼成桩。4.1施工准备工作施工前清除桩位处道砟、平整施工场地，在桩位及泥浆池位置人工开挖探沟。技术人员测量放线，给每个桩位编号,以便进行施工控制并现场交底，施工人员根据墩位设置泥浆池及沉淀池，封闭使用，防止污染，根据现场施工情况，每两个临墩使用一个泥浆池。施工前同工务、电务等相关部门签订安全、配合施工协议，在工务、电务等部门监控人员监控下进行施工。桩基施工现场必须做到文明施工，规范管理，并且标识清楚。每台钻机上至少要有设备标识牌、作业操作规程牌（至少包括技术、质量、安全等内容）。每个桥墩处要有工程标识牌，至少包括桩基平面布置、编号、主要技术标准和参数、施工进展等内容。钢筋笼标识：加工场的原材料、半成品、成品等均应有产品标识牌，做得内容全面、责任到人、具有追溯性。未经检验合格的钢筋笼不得使用施工工艺流程平整场地桩位放样埋设护筒泥浆池设置钻机定位泥浆外运钻 孔清 孔测孔深、泥浆比重吊装连接钢筋笼钢筋笼制作下钢筋笼安设导管试拼装及水压试验测沉渣厚度第二次清孔商品砼供应测砼高度（测导管深度）灌注水下砼混凝土养生测 试42 护筒埋设护筒应设固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁不坍塌等作用。一般要求如下：4.2.1 钢护筒埋设应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。 4.2.2 护筒内径比桩径稍大：冲击钻护筒内径比桩径宜大30cm40cm；4.2.3 护筒的埋置深度：1 对于粘质土不小于1.0m1.5m，对于砂类土应将护筒周围0.5m1.0m范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5m以下。2 护筒接头处要求内部无突出物，能够耐压、拉，不漏水。3 护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1%。4.2.4 护筒埋设和沉入护筒埋设是钻孔施工的首道工序，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水等均对成孔和成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标记的桩位中心，其偏差不得大于5cm，并严格保护护筒的竖直度。护筒下沉完毕后，测量其中心位置是否正确，护筒是否竖直。4.3钻机就位钻机就位要做到“两点一线”，即桩中心、机架吊滑轮中线成一线。钻进时，根据地质情况控制泥浆比重和钻进速度，并做好钻进记录。4.4制浆钻孔过程中孔内泥浆比重控制在1.11.3范围内，入孔泥浆粘度控制在1622s内，胶体率不小于95%，PH值大于6.5，新制泥浆含砂率不大于4%，泥浆性能应经试验并符合要求，钻进中随时检验泥浆比重和含砂率，填写泥浆试验记录。4.5钻孔单桩钻孔连续作业，一次成孔，不得中途停顿，工艺衔接时注意观察并做好防护措施防止塌孔。钻孔达到设计深度后，检查孔位、孔径、孔深和垂直度，填写钻孔记录。4.5.1 在碎石类土、卵石类土、岩层及岩溶地区中宜用十字形钻头及五翼型钻头；在砂黏土、砂和砂砾石层中宜用管形钻头。冲击法钻孔，钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。4.5.2吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。钢丝绳要有足够的长度，即以卷扬及滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。4.5.3开始钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔，冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中宜采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程；在通过高液限粘土，含砾低液限粘土时，宜采用中冲程；在宜坍塌或流砂地段宜采用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤，要勤取渣，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。4.5.4钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）1.5m2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，取碴时应及时补浆。护筒底脚以下2m4m范围内土层比较松散时，应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1：1投入粘土块和小片石（粒径不大于15cm），用钻头以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚固稳定。在通过漂石和岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔等事故。4.5.5钻孔工地要有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。4.5.6为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。4.5.7冲击钻孔的排碴可采用抽渣筒抽渣，也可将胶管沉入孔中采取换浆排渣，也可二者同时采用。取渣后应及时向孔内添加泥浆以维持水头高度，投放粘土自行造浆。4.6第一次清孔成孔后，立即用换浆法清孔，并保持孔内水位。换浆清孔时间，以排除泥浆含砂率与换入泥浆含砂率接近为准。清孔应符合下列规定：孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25，含砂率8%,粘度28s。当孔深达到设计要求，孔底泥浆密度1.15，沉碴厚度控制在50mm以内。4.7钢筋笼制安4.7.1采用钢筋弯曲模具，按设计和规范要求加工钢筋笼，钢筋笼分两段制作，主筋接头位置错开。同一截面内钢筋接头不大于50%。按要求采用8钢筋焊接固定于钢筋笼上作为保护层，每个断面设4个保护层，每1米1个断面，保护层平均分布。47.2设专用台架制作钢筋笼，保证笼体平直。环形箍筋与主筋采用点焊连接，螺旋箍筋与主筋采用间隔点焊连接。4.7.3加工后的钢筋根据规范和设计要求认真检查验收，并经监理检验合格后，方可下入孔内。4.7.4钢筋笼堆放和搬运时必须保持平直，防止扭转、弯曲变形。起吊时必须用两点起吊法。用钢筋等将下段钢筋笼顶部固定于孔口顶部，然后将上段钢筋笼吊起进行两段钢筋笼的焊接，吊起和焊接过程中都要有专人进行防护，确保吊车及钢筋笼的任何部位远离接触网2米以外。4.7.5钢筋笼下放入孔时，保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼过程中若遇障碍不得强行下放，必须查明原因，处理后继续下放。4.7.6钢筋笼的安放深度和位置要符合设计要求，待全部钢筋笼下完经验收合格后，将其吊筋与孔口固定（并增设吊筋），保证钢筋笼定位正确，避免钢筋笼下沉；为避免灌注砼时钢筋笼的上浮，可在钢筋笼的顶端与桩机平台之间增设撑筋，或当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，降低砼的灌注速度。砼拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底口2m以上，才可恢复正常的灌注速度。钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差1钢筋骨架在承台底以下长度100mm2钢筋骨架直径20mm3主钢筋间距5 mm4加强筋间距20mm5箍筋间距或螺旋筋间距10mm6钢筋骨架垂直度1%4.8第二次清孔安放钢筋笼及导管后，用换浆法进行第二次清孔。当孔深达到设计要求，孔底泥浆密度1.15，复测沉碴厚度在100mm以内时，完成清孔作业，并立即灌注水下砼。49灌注水下砼采用导管法灌注水下砼。导管要圆、直、光滑，接缝紧密牢固，使用前须试拼、试压，保证不漏水；第一斗混凝土灌注要保证导管埋入砼深度，严格按照规范规定；当混凝土接近钢筋骨架底部时，应使导管保持较大的埋深，放慢灌注速度，以减少混凝土对钢筋骨架的冲击力，当孔内混凝土面进入钢筋骨架1m-3m后，适当提升导管，减小导管埋置深度，增大钢筋骨架下部的埋置深度。水下砼灌注面要高出桩顶设计高程0.51.0m，以便凿除桩头、清除浮浆。施工所用砼根据规程要求，每根桩进行3至4次坍落度测试，坍落度要求为18至22cm。同时每根桩在灌注过程中，按要求制作2组试块，试块制作取样分前、后期有代表性，并按规范要求养护，28天后送检。4.9.1下导管导管采用250*4mm的两端带丝口的钢管，法兰螺栓连接。4.9.2导管在使用前须进行试拼及导管水密承压试验，水密试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力P的1.3倍，符合要求后,在导管外壁用明显的标记逐节编号并标明尺度.导管在拼装吊放时使位置居于孔中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。导管安放底面应高于孔底40cm左右，砼的初斗量应满足导管埋入砼深度不少于1m和填充导管底部的需要的标准。灌注过程中，要有专人负责测量砼面高度，适时提升及拆卸导管，保持导管埋入砼的深度2至6m。4.9.3砼灌注连续紧凑进行，中间不得停顿，同时在灌注过程中勤提串动导管，使砼充填密实。4.10成桩质量检验：用超声波无损检测方法根据要求检验成桩质量，符合要求后，方能进行下步工序。钻孔桩钻孔允许偏差见下表：钻孔桩钻孔允许偏差序 号项 目允许偏差1护 筒顶面位置50mm倾斜度1%2孔位中心群 桩100mm单排桩50mm3倾斜度1%5.钻孔桩质量保证措施护筒埋置深度保持其顶面高于地面0.3m，护筒周围用粘土回填夯实。护筒顶面平面位置偏差不大于5cm，倾斜度偏差不大于1。泥浆应采用优质粘土调制，应控制好泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率及PH值。钻孔时应随时检查泥浆的各项指标，保证钻孔的顺利进行。安装钻机要求转盘中心同钻架上的起吊滑车在同一垂直线上，钻杆位置偏差不得大于2cm，安装钻机底座应垫平稳固，以防钻架倾斜或位移。开始钻孔时先在护筒内造浆，使护筒底部有牢固的泥皮护壁，发现漏浆时，即向护筒内投放粘土继续旋转造浆，直到不漏浆为止。在钻进过程中保持钻杆垂直，并随时观察地层变化。在粘土层钻进，采用尖底钻头、中速、大泵量、稀泥浆钻进，进尺不得太快以防折断钻杆。在砂土或砂层钻进时，采用平底钻头、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，防止泥浆排量不足、钻碴来不及排除而造成埋钻事故。起落钻机避免碰撞孔壁，接钻杆时严防钻头脱落，钻进时防止扩孔和卡钻，每钻进58米必须检查一次钻孔直径。钻孔至设计标高后停止进尺，将钻头提离孔底约20cm空转，中速压入标准泥浆，将孔底沉碴换出，使含砂率降低直至稳定。清孔是提高孔底承载力确保灌注砼质量的关键，因此清孔时应认真操作，不得以加深孔深代替清孔。清孔时保持孔内水头，防止塌孔。在灌注混凝土前，复测沉碴厚度，如沉碴厚度超标，利用导管进行二次清孔。钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离，每隔2米设置一层钢筋耳环（四个）进行控制。吊放钢筋笼时，必须保持不变形，并防止碰撞孔壁而引起塌孔。钢筋笼入孔后即牢固定位，其标高误差不超过5cm。灌注水下混凝土：采用导管法进行灌注。导管拼装完成后进行密封试验，安装导管时使得导管下端距孔底0.30.5米。水下砼的坍落度不小于18cm，并具有较好的流动性。导管插入砼的深度保持13米；每根桩必须连续灌注，中途任何时候中断灌注不得超过30min；灌注标高必须高出设计桩顶标高1.0米。灌注水下砼前及灌注过程中及时填写工程检查证及水下混凝土灌注测量记录。6.钻孔灌注桩施工中常见问题分析和防治6.1坍孔原因：一般未能保持孔内水头压力，泥浆比重偏小，护筒质量差，施工操作不当，钻机不稳定，机具出现故障，拖延钻孔时间，以及地层发生变化等因素造成坍孔。预防措施：1）严格按规定要求，认真埋设护筒，护筒底部不漏水，始终保持护筒内的水位高出地下水位1.5-2.0m，以维持孔壁稳定。2）做好泥浆护壁，测定和调整泥浆指标，使泥浆的比重在1.1左右，粘度在1720秒左右，含砂率小于2%，使孔壁形成较好的泥皮护壁，保持孔壁稳定。3）加强机具保养，确保其正常运转。6.2缩孔原因:地层中遇有塑性土壤，遇水膨胀使孔径缩小。另一类是钻头直径严重磨耗而变小，因未及时发现使钻孔变小。预防措施:1）查清地质，确定无软弱层存在。2）经常检查钻头直径，是否磨耗严重使直径变小，必要时更换钻头。3）加高钻头护圈高度，上下反复扫孔，扩大孔径，并须派有操作经验的钻机司机上岗。6.3掉钻头原因：卡钻时强提、强扭。钻杆接头不良或滑丝，马达接线错误或操作不当使转为反转等，尤为接拆钻杆时。防治措施：施工前由机械工程师对上岗人员讲课，并实地检查核对。万一发生上述情况，拟采用特制打捞钳打捞。6.4水下砼堵管和埋管原因：导管埋深过深，砼质量差，水灰比、坍落度偏小，导管内进水，流动性、和易性差，有离析现象。施工时间拖延过长，砼已初凝等。预防措施：1）严格按照施工配合比并有足够的搅拌时间，测定坍落度，使砼有良好的流动性、和易性，如发现砼离析现象则坚决退回搅拌站。2）拼接导管作水压试验，检查导管连接部位的密闭性，发现问题及时跟换密闭圈。3）控制导管埋深，施工中经常转动和提升导管，保持导管埋深2-6m。4）精心组织施工，加快施工进程，使各工序紧密衔接，控制砼灌注时间不超过砼的初凝时间。6.5断桩原因：除上述导管发生堵管、埋管如不及时处理好将造成断桩的因素外，尚有测绳刻度标志滑动造成水下砼面测量不准确，提升导管带动钢筋笼，灌注过程中发生坍孔、或机械故障等因素。预防措施：1）测绳须事先校核，并有备用和作好交接班，将施工情况交接清楚。2）水下砼面测量要正确，并与计算值基本相符，以控制导管埋深。3）加强机械检查，施工中必须配有机修、电工等工种值班，发现问题及时处理，并联系供电局，如有停电须及时提早通知。并在现场备有发电设备。7、安全及环保要求1安全要求7.1防接触网触电措施7.1.1作业人员及其携带的物件与接触网带电部分的距离必须保持在2 M以上，与回流线保持lm以上的距离，并应有接触网工监护。7.1.2当接触网断电时，无论已断导线是否落在地上，严禁任何人接触。当施工人员发现接触网断电时应立即通知附近的接触网工区或电力调度员，并按规定设置停车防护信号，加以防护，并在断电导线的10 m半径范围以内禁止人员接近。7.1.3距接触网带电部分5m以内的电缆金属结构均应接地。对全悬浮的光、电缆在距接触网带电部分5m内施工时，金属部分应临时接地，施工作业结束后，应及时拆除临时接地。7.1.4在带电区域附近作业时，作业人员与带电体的安全距离应满足下表的规定，当小于规定值时应停电作业。 在带电区域附近作业时的安全距离电压等级(kV)安全距离(m)电压等级(kV)安全距离(m)100.71542.020351.02203.0601101.53304.07.2防挖断电缆措施7.2.1在施工前，不论地面有无电缆埋设标志桩，均要先与铁路电务、铁路通信等部门联系，共同确认地下隐蔽电缆位置。7.2.2严格电缆探测制度。进行电缆、地下管线探测，探沟深度1.5米，长度长于开挖面两端各1米；电缆、管