钻孔桩施工作业指导书.doc

钻 孔 桩 施 工 作 业 指 导 书一、工程地质概况津洞高架桥2#墩位于六七河中1#位于河边，地形、地质条件比较复杂，其中1#墩地面以下3米以内为含 砂砾层，2#墩为粉质砂土和砂砾石层，且六七河河水常年不断，水较深，因此，1#、2#桩基施工存在一定的技术难度。二、开钻前准备工作1、根据墩位中心桩进行场地平整，当遇粉砂时应将地面适当处理对河道中的墩位。河道中采用草袋围堰筑岛的方法，形成平面岛面高于河面水位10m左右，必要时适当改移局部河道，场地处于陡坡时，应挖成平坡或采用木排架搭设工作平台。2、测量放线定出桩位。3、护筒的制作及埋设 （1）、本工程中宜采用5mm厚钢板焊制整体圆护筒，焊成的护筒应坚实不漏水，护筒内径宜大于孔径2030cm，高度不小于1.5m。 （2）、在旱地和岸滩埋设护筒采用挖埋法，在含水量较大的粉砂河床上，宜采用加压、锤击、振动辅以井内除土等方法沉入。护筒顶应高出施工地面0.3m左右，护筒顶与地下水位差，根据地质情况一般选择1.02.0m。 （3）、在河滩或水中筑岛埋设护筒，其底部应埋置在地下水位或河床面以下0.5m。 （4）、护筒对中整平后，在护筒的四周对称均匀地回填粘土夯实，分层夯实后达到最佳密度。复测护筒平面位置，护筒平面位置偏差不大于5cm，护筒倾斜度的偏差不大于1%。 （5）、在渭河河道中埋设护筒采用枯水季节围堰筑岛的方式，岛面高出施工水位1.52.0m，然后按所述旱地埋设护筒的方法施工，护筒埋入河床面以下0.5m。4、钻机就位钻机就位前应平整夯实场地，将方木或轨枕摆放就位后吊装钻机就位，就位时应注意如下问题：（1）、钻机是否牢固。若试钻机时机身摇晃应对机座进行加固。（2）、用水平尺测量并调整使钻盘水平，在钻孔过程中应经常检查，以避免斜孔等质量事故的发生。（3）、检查起吊钢丝绳、滑轮缘、钻杆及桩位中心，是否在一条直线上，允许误差小于2cm。（4）、复测桩位中心及相关点的标高，作好原始记录，填写好施工放样报告。5、泥浆池及沉淀池泥浆池、沉淀池及桩位护筒间挖循环槽连接，泥浆池容量满足钻孔过程中的正常循环泵量。沉淀池应合理安排，能够充分满足存放钻孔过程中产生的钻渣。三、开工申请完成上述准备工作后，队技术人员如实填写单项工程开工申请、施工放样报验单及草图、施工方案报验单、材料报验单、机械设备报验单，并向公司报批，由公司安质科报监理工程师代表签发开工报告后方可开钻施工。四、钻孔泥浆循环及净化处理要求、泥浆的制备（1）、钻孔前，可先检测桩位土自身的造浆能力，并通过试验确定，然后以此确定所需粘土数量。 (2 )、制浆时应选择 塑性指数大于25，0.005以下的粘土颗粒含量大于50%的粘土，所选粘土不含石膏、石灰或钙盐类化合物，以水化快、粘度大或接近地表经过冻融的粘土为佳。（3）、若采用性能稍差的粘土制浆，为提高其粘度和胶体率，可以在泥浆中投入适量的烧碱（NaoH）或纯碱（Na2CO3），掺量应控制在0.10.4%，具体参数应由公司试验室通过试验确定后才能使用。 、泥浆技术性能指标的选用（1）、泥浆性能指标见下表：泥浆性能指标泥浆比重粘 度T含 砂 率n（%）胶 体 率（%）PH值1.21.619284956.5（2）、钻孔开口时，泥浆比重应控制在1.3左右，由钻杆自由慢速钻进。（3）、1421号墩在黄粘土层钻进时，为了不影响钻机钻进速度，泥浆比重应控制在1.3以下。（4）、57号墩（地面以下10处）及1518号墩（地面以下13处），存在较厚的砾砂层（3.4 ）及粉砂层（5.4），钻进时泥浆相对密度应控制在1.5左右。（5）、坍孔回填粘土重钻时，泥浆比重控制在1.31.5。五、成孔。成孔在本工程中采用正反循环和冲击钻成孔。、正循环成孔（1）、正循环初钻时，先输进护筒内一定数量的泥浆，或者在护筒内放一定数量的粘土并加水泡软，然后开动机具空转，并从钻杆中压入清水利用钻头的转动将粘土搅拌成浆后方可钻进，护筒口下部2.0 左右内进尺要缓慢，以便护好孔壁，保证孔口的稳定后方可正式钻进。（2）、在可塑性土层中钻进时，可向孔内投入一定数量最大线度不大于15cm的小片石，以防止糊钻，提高钻进速度。（3）、在各种土层中钻进时，根据不同的地质情况随时检查泥浆指标，根据三2的要求，利用向井孔内投放粘土和加清水稀释两种方式进行控制，以防止泥浆太浓影响钻进，太稀造成坍孔。（4）、钻孔过程中必经保证孔内水头高于地下水位1.52.0m，以防坍孔。（5）、钻孔穿过流砂层时，应适当加大泥浆比重，尽量保持孔内高水头，必要时可投入泥砖或粘土块，使其沉入孔底堵住流砂。（6）、用检孔器随时检查，为保证钻孔的垂直度，随时用检孔器进行检测。排浆系统要经常检查，循环槽要及时清理，以加速泥浆循环。、反循环成孔（1）、反循环成孔，进尺较快，节约费用，钻头的磨损少。（2）、钻具装妥放入护筒水中后，为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提离孔底约20cm，此时关紧出水控制阀和沉淀放水阀，使管路封闭，打开真空管路阀门，使气水畅通，然后启动真空泵，抽除管路中气体，产生高压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观察窗看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口压力达到2kg/cm2时，打开出口控制阀把管路中的泥水混合物排到沉淀池。待反循环流动形成后，启动钻机，选择适当的档位开始钻进。（3）、在砂粘土中钻进可用23档钻速，在砂土或圆砾土中钻进宜用12档钻速，并且不可钻进太快，以免发生抽吸泥石跟不上或埋钻现象。在易塌孔的粉砂层和砾砂层钻进时要低速钻进，减少钻头对粉砂土的扰动，但给进稍快，以期较快通过粉砂土层。（4）、在砂卵层中钻进时，为防止抽吸钻渣太多，可钻进一会停一会，以免管路堵塞。（5）、当泥浆比重大于1.3时，泥石泵的抽吸能力降低，反循环成孔泥浆比重应控制在1.2左右。（6）、真空泵启动后如发现反循环不正常，如泵身抖动，泥水减少以至中断，其原因多为管路漏气或钻头钻杆堵塞，应及时进行处理。 3、冲击钻机成孔（1）、开孔时应先在孔内灌注泥浆，如孔中有水可直接投入粘土，用冲锥以小冲程反复冲击造浆。（2）、在砂及砂卵石等松散层开孔或钻进时，可以按1：1的比例，投入粘土和小片石（粒径不大于5cm），用冲击钻锥小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。（3）、正常钻进时，应选择适当的冲程：一般在通过大的土层时，宜采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砂砾石或砂卵石层时，宜采用中冲程（175cm）。（4）、在通过漂石或岩层时，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字型钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。（5）、钻进时要均匀放松钢丝绳长度，在松软土层每次可松绳58cm，在密实坚硬土层每次可松绳35cm。同时应防止松绳过少，形成“打空锤”，损坏钻机。（6）、钻进时钻渣太厚会使泥浆变稠，吸收大量冲击能减慢钻进速度，故应按时掏渣，一般在密实坚硬土层钻进，每进尺0.51m掏渣一次，掏至泥浆比重恢复正常，掏渣后及时向孔内添加清水或泥浆，以维持井内水头。（7）、钻进中随时用钢筋做成的检孔器检孔，以防止弯孔或缩孔等情况的发生。六、清孔。、清孔目的钻孔达到设计标高，终孔自检合格后，应立即进行首次清孔，使孔底沉淀层尽可能减薄，以提高孔底承载力，保证灌注水下砼的质量。、清孔方法清孔有吸泥法、抽碴法、换浆法等。本工程建议使用正、反循环换浆法，即：终孔后将钻头稍提使其空转，使钻碴不能沉淀在孔底，再借助于泥浆的不断循环将钻碴排出孔外。、清孔标准（1）、孔内排出或抽出的泥浆用泥浆比重计、含砂率计、粘度计进行检查，泥浆比重在1.2左右，含砂量不大于4%，粘度1720S。（2）、清孔完毕，在灌注水下砼前孔底沉碴厚度应满足设计规范要求（摩擦桩不大于30cm)。（3）、严禁以超钻、多钻、加深孔深来代替清孔。（4）、钢筋笼、导管下放完毕，应进行复测沉碴厚度，并进行第二次清孔。、清孔注意事项（1）、终孔与清孔时间不能相隔太久，清孔后应立即下放钢筋笼。在二次清孔时应进行灌注砼前的一切准备工作，清孔完毕后，及时报验，经监理签证后，应立即灌注水下砼，避免时间过久泥浆过多沉淀。（2）、清孔时应保持孔内高水头，避免坍孔。七、钢筋笼制作与安装1、钢筋骨架在钢筋加工厂分段制作，在运至现场后用吊车吊入孔内，并在孔口进行接长焊接。现场焊接采用单面搭接焊，焊缝长度应大于8d，焊缝高度h0.3d，焊缝宽度b0.7d，在焊接时应特别注意，电流不应太大，严禁出现因接触不良而烧伤主筋。2、钢筋骨架用吊车起吊，第一段放入孔内后，用钢管或型钢临时搁支在护筒口外侧的支架上或钻机所用的钢轨上，再起吊另一段，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的挂环挂在钢管上，两头担在钻机所用的钢轨或枕木上。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行插入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求，其误差不大于5cm。3、钢筋笼在运输和安装时，为保证骨架起吊时不变形，宜用两点起吊。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，起吊点应设在杉木杆上。4、钢筋笼入孔后，应牢固定位，以防灌注砼过程中，发生掉笼或浮笼现象。八、水下砼灌注：1、 二次清孔质量检查完毕合格后，应立即灌注水下砼。砼初灌量应由下列公式计算确定： V=1/2LA1+K（1.0+t1+t2）A2式中:V砼初灌量（m3）L灌注砼前导管在水中的长度（m）A1导管断面面积（m2）K超灌系数，一般取1.21.3t1导管下端至沉碴的距离（m）t2沉碴厚度（m）A2设计钻孔断面面积（m2）2、水下砼坍落度宜控制在1822cm。3、每小时成桩不小于10m，每根桩的成桩时间不得超过8h。4、水下砼采用垂直导管法施工，导管采用S=5mm钢板制作，每节2m，底节4m，用法兰盘连接。导管法兰盘宜加锥形活套，以避免拔导管时挂住钢筋笼。5、导管使用前应进行水压实验，水压不应小于孔底静水压力的1.5倍。 6、导管提升应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。 7、开始灌注砼时，应在漏斗低口处设置可靠的隔水措施，灌注开始后，应紧凑地连续地进行，严禁中途停工。 8、首批灌注砼数量应满足导管初次埋深（不小于1m）和填充导管底部间隙的需要。漏斗初存量 4 m3。9、灌注时导管埋入砼的深度一般宜控制在 24m较好。在任何情况下，不得少于1m或大于6m，小于1m易发生导管拔漏事故，产生断桩，大于6m时易发生埋管事故，拔管前须仔细测探砼面高度，用测渣锤测探，应由两个专人分别用两个锤球测探，防止误测。10、当砼面接近钢筋底时，为防止钢筋笼被砼顶托上浮，可采取如下措施：（1）、尽量缩短砼总的灌注时间，保证砼有良好的和易性。（2）、当砼面接近和初进入钢筋骨架时应保持较深的埋管，并将灌注速度放慢，以减小砼对钢筋笼的上浮冲击。（3）、当孔内砼顶面越过钢筋骨架12m后，适当提升导管，减小导管埋深（不得小于1米），以增加骨架在导管底口以下的埋置深度。11、砼灌注应高出设计桩顶0.51m，最少不得少于50cm。 12、为保持井孔内水头和及时处理出现的问题，宜配备水泵、吸泥机及高压射水管等设备。 九、事故的预防及处理一钻孔事故常见的钻孔（包括清孔）的事故及处理方法分述如下： 、坍孔 （1）、产生原因：泥浆比重不够或其它泥浆性能指标不符合要求，护筒埋设不稳固或漏水，钻头或碴筒撞击孔壁，孔内水头不够或加水时水流冲击孔壁，水头太大使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。清孔时间过久或清孔后停顿太久等。 （2）、坍孔的预防和处理：、在松散的粉砂土或流砂土中钻进时，应控制进尺选用较大比重、粘度和胶体率的泥浆。、发生孔口坍塌时，立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻。、如发生孔内坍塌，应判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上12m，如坍孔严重应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。、清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。、吊入钢筋笼时对准钻孔中心竖直插入。2、钻孔偏斜：各种钻孔方法均可能发生钻孔倾斜事故，形成弯孔。（1）、偏斜原因：、钻孔中遇到较大的弧石或探头石。、在有倾斜度的较硬地层交界处，岩石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。、钻杆弯曲，接头不正。（2）、预防和处理： 、钻机就位时转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和钻筒中心三者一条竖线。 、钻杆接头逐个检查，及时调整。 、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。 、用检孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时回填粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续缓慢钻进。3、掉钻落物：（1）、掉钻落物原因：卡钻时强提强扭，操作不当使钢丝绳和钻杆疲劳断裂；钻杆接头不良或滑丝；马达接线错误，使不应反转的钻机反转，钻杆松脱；操作不慎落入扳手、撬棍等物。（2）、预防和处理：、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。、掉钻后应及时摸清情况,查明原因。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锥，打捞方法有如下几种：（a）、钩取法：正反循环的钻头均可用强度、尺寸适当并有一定重量的钩子挂取。（b）、套绳法：可用单套绳或双套绳，系在直径较冲击钻顶上小头或旋转钻钻杆直径大二倍的导圈上，该导圈焊在具有一定刚度的杆上或焊在抽碴筒下端，然后将带套绳的导圈送到预先探准的位置上，将钻顶小头或钻杆套住，收紧绳套取出钻头。（c）、平钩法：将平钩放入孔内，使其朝一个方向旋转卡住钻杆，将其拉出。（d）、打捞钳：将打捞钳送入孔中，夹住钻杆提出。（e）、电磁打捞法：用电磁打捞器吸住钻头，提出孔外。 、糊钻：（1）、糊钻原因：在软塑粘土层中钻进时，因进尺快、钻渣量大，出浆口堵塞。（2）、预防处理及处理：控制钻孔进尺，选用刮板齿小，出浆口大的钻锥。若已糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻渣后再继续钻进。 、孔形不规则：（1）、扩孔和缩孔：扩孔实质为孔壁坍塌未处理而造成严重后果的孔，应按坍孔事故预防和处理。缩孔原因：一是钻头补焊不及时，严重磨耗的钻头往往钻出较设计桩径稍小的孔。二是由于地层中夹有软塑土，遇水膨胀后孔径缩小，各种钻孔方法均可能发生缩孔，在正反循环钻孔中可采用上下反复扫孔的方法扩大孔径，并尽可能缩短从提钻到下导管的时间。（2）、梅花孔和探头石：常发生在冲击钻孔时，其原因是由于转向装置失灵，泥浆太稠，阻力大或冲程太小，钻头得不到足够的转动时间，改换不了冲击位置，形成梅花孔。在卵石层等非均质地层中则容易形成探头石，出现梅花孔或探头石时，应用高于基岩和探头石强度的碎石和片石回填重钻。二水下砼灌注事故.、导管进水事故原因：（1）、漏斗中首批砼储量不足。（2）、导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高气囊隔开或焊缝破裂。（3）、导管提升过猛、测深错误所造成导管提出砼表面。预防处理办法：（1）、若是首批砼储量不足所造成的导管进水应立即将导管提出，用空气吸泥机或抓斗清除孔底砼并重新清孔，然后重新浇注砼。（2）、若是第（2）、（3）种原因，应根据实际情况拔换原管重下新管或用原导管插入续灌。灌注前均应将进入导