旋挖钻灌注桩作业指导书(湿挖).doc

新建铁路杭州至长沙铁路客运专线浙江段HCZJ-5标段 编号： 旋挖钻灌注桩施工作业指导书单 位： 中铁五局杭长客专浙江段一分部 编 制： 审 核： 批 准： 2010年08月15日发布 2010年08月15日实施旋挖钻灌注桩作业指导书1、目的明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基钻孔作业施工。2、编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ213-20053、适用范围本作业指导书适用于长客专浙江段HCZJ-5标DK163+639DK190+000段无粗圆砾土及细圆砾土等易坍地层的桥梁桩基工程。4、施工方法及工艺要求旋挖钻钻孔桩施工工艺框图桩位放样护筒埋设平整场地制作护筒钻机就位终孔、清孔孔桩钻进泥浆检测制造泥浆制作钢筋笼灌注水下砼二次清孔钢筋笼吊放、下导管开挖泥浆池导管水密试验泥浆入池4.1、场地平整 1、在进行场地平整前，先调查施工范围内是否有地下管线，然后在进行场地的平整，若有地下管线，要在管线位置处作好标识，在有地下管线位置处施工时要派专人进行指挥作业。2、清除地面附着物、平整、压实，在红线两侧挖一40cm40cm的排水沟，不能让施工场地内集水。4.2、桩位放样1、场地平整好后，由测量人员用全站仪放出孔桩的中心桩，并报监理工程师复核。2、现场施工员根据孔桩的中心桩，在孔桩四周引四个护桩，所引的四个护桩不能影响施工，且要牢固，在施工时不得碰到护桩。4.3、埋设护筒 1、护筒用不小于8mm厚的钢板制成，护筒的直径比孔桩直径大2030cm，护筒长度约为23m。2、用等同护筒直径的钻头钻比护筒长度短50cm的孔深，然后埋护筒，用钻机钻头强压护筒，护顶高出地面不得小于30cm。3、检查护筒中心和垂直度，护筒中心和垂直度允许偏差为：中心允许偏差5cm倾斜度允许偏差1%护筒埋好后必须报质检员检查并报监理工程师检查。4、护筒埋置必须牢固，在进行钻孔施工时护筒不得有下沉或偏位现象。4.4、钻机就位1、护筒埋好后在钻机位置铺设2cm厚钢板，防止钻机被陷。2、钻机就位后对中钻头，经现场质检员检查合格并报监理工程师合格后方可开钻。4.5、泥浆池开挖和泥浆制备 1、泥浆池开挖时要严格按照钻孔桩施工平面布置图进行开挖和防护，泥浆池的安全防护采用钢管加立网搭设围栏进行防护。2、由于旋挖钻机本身不能造浆，所以在进行钻孔作业前必须采取孔外造浆的方法进行造浆，所造泥浆的指示必须符合以下条件：泥浆比重：1.021.1含 砂 率：4%稠 度：1628s3、钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。4、孔桩砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。4.6、钻孔 1、钻孔时，要随时测量泥浆的各项指标，并根据地质的变化及时调整泥浆，以便能更好的起到护壁的作用。2、在钻孔过程中要认真填写钻孔记录表，钻孔记录是成孔后设计院复核地质情况的重要资料，所以钻孔记录必须严格按照实际情况认真及时填写，不得事后写回忆录或编造。3、在钻孔过程中要做好地质取样工作，在地质发生变化处或每2m必须取一组样品，将取出的样品集中放于取样盒中，并作好标记（标记有取样孔号、取样时间、样品编号、取样位置、取样地质名称），在钻孔记录上记录好取样的位置，4、钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应取样渣保存。4.7、终孔、清孔1、当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。2、孔径、孔桩倾斜度用与设计孔径等直径、长46倍孔径的检孔器检查，检孔器必须能顺利通至孔底。3、孔桩孔径、孔中心、倾斜度、沉碴厚度等允许值如下：孔位偏差：5cm孔径：不小于设计孔桩倾斜度：1%沉碴厚度：20cm4、成孔后要即时对孔内沉碴进行检查，严禁用超钻来代替沉碴。4.8、钢筋笼骨架的制作安装1、钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内分节制作。采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固，最后安装和固定声测管。2、钢筋骨架保护层的设置钢筋笼设M50圆饼滚轮式高强砂浆垫块。绑扎砂浆垫块：M50高强砂浆垫块为12.2cm4cm，垫块中心为1直径1.8cm的孔洞。垫块布置为沿桩基钢筋笼周边每道4个垫块采用16钢筋与桩基主筋焊接牢固。保护层垫块钢筋N10，自上而下每隔2m设一根，与加强筋N3错开布置。3、骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推，也可运输一般长度的钢筋笼。4、骨架的起吊和就位钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合，钢筋笼的定位采取在钢筋笼的上部用四根不小于16mm的钢筋十字形四角对称固定，四根固定钢筋笼的钢筋焊牢于钢护筒上，用于防止钢筋笼下沉和上浮以及控制钢筋笼中心位置。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径203主钢筋间距0.5d4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%注：d为钢筋直径（mm）4.9、导管安装 导管采用25-30cm钢管，每节长度23m,配12节长11.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。4.10、灌注水下混凝土 1、混凝土灌注前，混凝土由拌种站运送到施工地点后，先由试验人对混凝土的等级进行确认和混凝土各项性能指标进行检测，检测内容为：坍落度、扩散度、含气量等，并作好记录，以上各项指标达到要求后方可进行孔桩混凝土的灌注。孔桩混凝土各项性能指标：序号项 目允许值1混凝土等级C35、C40水下混凝土2坍落度180220mm3扩展度450510mm4含气量2%5%2、混凝土灌注前先要确定首盘混凝土的方量，当孔径为1.0m时，首盘混凝土方量为2.18m3，当孔径为1.25m时，首盘混凝土方量为2.8m3，当孔径为1.5m时，首盘混凝土方量为3.6m3，以确保首盘混凝土入孔后，导管的埋深不小于1m。3、混凝土灌注过程，孔桩混凝土在灌注时应连续灌注，中途不宜停顿，并应尽量缩短拆除导管的间断时间，以保证每根桩在配合比设定的初凝时间内灌注完成。混凝土的灌注过程中，应采用测绳测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在26m范围。当混凝土灌注面接近设计高程时，应缓慢提升导管，并用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，以确保混凝土顶面灌注到桩顶设计高程以上1.0m左右，在灌注水下混凝土过程中应如实填写混凝土灌注记录。4、当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。5、在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。5、质量检验标准表1钻孔允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深不小于设计孔深3孔位中心偏心504倾斜度1% 5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度100 摩擦桩100 柱桩表2钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架外径203主钢筋间距0.5d4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架倾斜度骨架长度1%7骨架保护层厚度208骨架中心平面位置109骨架顶端高程2010骨架底面高程50注：d为钢筋直径（mm）6、钻孔桩常见事故的预防及处理。6.1坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。1、坍孔原因(1)、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。(2)、由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，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。(3)、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。(4)、在松软砂层中钻进进尺太快。(5)、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。(6)、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。(7)、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥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。(8)、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停顿时间过长。(9)、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。2、坍孔的预防和处理(1)、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。(2)、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。(3)、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。(4)、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供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1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。(5)、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。6.2钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。1、偏斜原因(1)、钻孔中遇有较大的孤石或探头石(2)、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。(3)、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。(4)、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。(5)、钻杆弯曲，接头不正。2、预防和处理(1)、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。(2)、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，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。(3)、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。6.3掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。1、掉钻落物原因(1)、掉钻落物原因卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆超负荷或疲劳断裂。(2)、钻杆接头不良或滑丝。(3)、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。(4)、转向环、转向套等焊接处断开。(5)、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。2、预防措施(1)、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。(2)、经常检查钻具、钻杆联结装置。3、处理方法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。6.4扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。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，扩孔发生原因与坍孔相同，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、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。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要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋。7、主要机械设备：（每台钻机配人）（1）旋挖钻机 1台（2）25t汽车吊 1台（3）钢筋切断机2台（4）钢筋调直机1台（5）钢筋弯曲机2台（6）交流电焊机 4台（7）发电机组200KW 1台（8）混凝土泵车1台（9）混凝土运送罐车4台8、劳动力配置：(1)、以每座桥为一个单位配置的现场管理人员如下：作业队长1人、副队长1-2人、技术主管1-2人、质检员1-2人、安全员1-3人、技术员2-6人、试验员1-3人、现场施工员2-8人。(2)、以每个孔桩为一个单位配置的现场施工人员如下：工长人、技术人员人、试验人员人、电工人。钻孔：钻机司机3人。灌桩：灌桩