钻孔成桩作业指导书.doc

沪昆客运专线江西段HKJX-3标项目经理部二分部钻孔灌注桩施工作业指导书编制： 审核： 批准： 中交隧道局集团杭长客专项目部站前标二分部二0一0年六月钻孔灌注桩施工作业指导书1、适用范围新建杭长客专DK453+000DK477+702.52、编制依据：2.1、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005第160号）2.2、客运专线铁路桥涵工程施工技术指南经规标2005第110号2.3、沪昆客专杭长施图桥参013、施工工艺主要包括施工准备、钻孔桩成孔和灌注水下混凝土三个作业阶段。为确保施工安全和施工进度，根据地质情况钻孔灌注桩基础采用旋挖钻成孔为主，遇到较硬岩层时辅助采用冲击钻，导管法灌注水下混凝土的方法施工。3.1、施工准备3.1.1、场地准备钻孔作业场地内应平整坚实，以承受钻机重量；遇到软土需作加固处理；在浅水中（2m以内）应筑岛。3.1.2、制作、埋设护筒。护筒内径应大于桩径约20cm，为防止护筒变形，钢护筒采用10mm厚钢板制作。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2.0m，还应满足孔内泥浆面的要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。且护筒底口要埋入坚实地层以下不少于50cm；在旱地或岸滩，采用挖埋法，四周用粘土回填，并分层夯实。筑岛时，应将护筒加长，应埋置在坚实地层以下50cm。护筒埋设完毕后，在前后左右2m处设置护桩，护桩自始至终要妥善保护。3.1.3、护筒埋设应符合以下规定：3.1.3.1、岸滩上，黏性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。3.1.3.2、浅水中筑岛上，护筒宜埋入河床面以下1m（白塔河河床中的桥墩筑岛可以根据具体情况适当调整）；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。3.1.3.3、护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。3.1.4、砌筑泥浆池，安装拌浆机，空压机和供水管道。3.1.5、泥浆配置：泥浆采用优质粘土拌制（泥浆参数见表1），拌合好后的泥浆储备在泥浆池内，拌制时应根据施工用量控制泥浆量，钻孔时由泵送至钻机。表1 泥浆性能指标地层情况相对密度粘度（s）含砂率(%)胶体率(%)失水量(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(pa)PH值一般地层1.1-1.316-224962521.0-2.58-10易坍地层1.20-1.4519-2849615023-58-10调制泥浆用粘土的数量可按下述公式计算，一根桩需要的总粘土量按计算量再增加6%考虑。Q=(2-1)1/(1-1)式中：Q每m3泥浆所需的粘土质量，kg；1粘土的密度，kg/m3；2要求的泥浆密度，kg/m3。本工程入孔泥浆比重为1.11.3。3.1.6、导管使用前应进行水密承压，试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。(本工程采用0.9Mpa)导管应按自上而下顺序编号并标示尺度。3.2、成孔工艺3.2.1、成孔工艺流程准备工作钻机就位钻孔注浆泥浆沉淀泥浆池泥浆备料设 置 泥浆泵钻 进开挖埋设护筒 制作护筒 清 孔制作钢筋笼吊装钢筋笼组拼及检验导管 安装导管测量沉碴厚度 移走钻机测量砼面的 标 高灌注水下砼 吊运砼 备制砼 拔除护筒 截除桩头无损检测二次清孔3.2.4、钻进时操作要点3.2.4.1、开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下lm后，可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒人粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。3.2.4.2、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。宜选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进；在软土层或砂类土钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进；在硬土层或岩层中钻进时，可采用岩心钻或牙轮钻头钻进。3.2.4.3、终孔后，应检查钻孔直径和竖直度。检查工具可用圆钢筋笼(外径为1m，高度为4m)吊入孔内，使圆笼中心与钻孔中心符合，如上下各处均无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。3.2.5、泥浆补充与净化开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失或泥浆比重低于要求时，应予补充。并应按表 1要求，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。泥浆采用制浆池，储浆池，沉淀池并用循环槽连接进行泥浆循环净化，泥浆从护筒、出浆槽、沉淀池至贮浆池均依靠重力自流，因此，各出浆口的标高要依顺序降低，从贮浆池到钻孔用泥浆泵压进。3.3、钢筋笼的制作3.3.1、钢筋质量、存放要求3.3.1.1、钢筋按相应国标有关规定进行屈服强度、抗拉强度、延伸量和冷弯试验。所有钢筋试验都在监理工程师同意的试验室进行，钢筋直径超过12mm时，进行机械性能及可焊性能试验。3.3.1.2、进场后的钢筋每批（同一规格、同一炉号，重量不超过60t）任选三根钢筋，各截取一组试样，每组3个试件，一个试件用于拉力试验（屈服强度、抗拉强度及延伸率），一个试件用于冷弯试验；一个试件用于可焊性试验。如果有一个试件试验失败或不符合要求时，另取两个试件再做试验。如果两个试件中有一个试验结果仍不符合要求，则该批钢筋拒收。3.3.1.3、钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，并立牌以便于识别。 3.3.1.4、钢筋贮存于地面以上0.5m的平台、垫木或其他支承上，并采取使钢筋不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损的保护措施。安装于工程时的钢筋无灰尘、锈蚀、松散锈皮、油漆、油脂、油污或其他杂质。3.3.2、钢筋笼加工制作钢筋笼在钻进过程中提前进行加工制作，钢筋笼在现场分段加工，吊放时接长，钢筋笼在现场进行绑扎与焊接，主筋与加强箍筋全部焊接，以增加钢筋笼的刚度，钢筋笼接长采用搭接焊，有效焊缝长为10d（d为钢筋直径），接头互相错开，保证同一截面内接头数目不超过钢筋总数的50%。所有钢筋的截断及弯曲均在工地现场内进行。钢筋按图纸的形状尺寸进行弯曲，采用冷弯法加工。3.4、清孔和下钢筋笼3.4.1、钻孔至设计高程经检查后即进行清孔，清孔采用气举反循环法（见下图）；清孔时，孔内水位保持在地下水位以上1.52m，以防止孔身塌陷。清孔至沉渣厚度（不大于20cm）满足规范要求后报请监理工程师和相关人员检查,验收合格后即下钢筋笼。3.4.2、钢筋笼采用分节吊装，吊装采用多点平衡吊放，以防止扭转弯曲发生永久性变形。吊放过程中对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁。钢筋笼按放后不能及时灌注混凝土时，将钢筋笼从孔内移出。在重放钢筋笼前，对钻孔的完整性，孔底松散物进行重新检查。3.4.3、钢筋笼四周沿桩长不超过2m的地方对称设置四个“钢筋耳环”，使钢筋笼下到孔内后不靠孔壁而有足够的保护层。钢筋笼达到标高后，牢固地用吊筋将笼体与孔口护筒电焊联接，以防灌注混凝土过程中造成浮笼现象。3.5、清孔钻进深度达到设计深度后终孔后，停止进尺，稍提转锥离孔底10cm-20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.031.1的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下，粘度为17s20s，相对密度为1.031.1，且孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时，即可终止清孔，根据钻孔直径和深度，换浆时间约为4h8h。清孔时，保持钻孔内的水位高出地下水位1.52.0m，以防止坍孔。3.2.8、成孔质量检查成孔后按照规范要求对孔径、孔位、孔形、孔深、孔底沉渣厚度、钻孔垂直度等逐项检查并记入钻孔记录和检查证中。表2 钻孔成孔质量标准表项 目允 许 偏 差孔的中心位置（mm）群桩：100；单排桩：50孔径（mm）不小于1m倾斜度小于1%桩长孔深比设计深度超深不小于50mm沉淀厚度（cm）不大于10清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10 ，含砂率：2%4、水下混凝土灌注成桩工艺4.1混凝土灌注工艺流程详见水下混凝土灌注工艺流程框图水下混凝土灌注工艺流程框图复测孔深放置钢筋笼搭设水下混凝土灌注平台放置导管、漏斗水下混凝土灌注凿除桩头4.2、钢筋笼吊装就位4.2.1、用吊车吊钢筋笼时，对准孔位轻放、慢放。若遇障碍则徐徐正向旋转使之下放，防止碰撞孔壁而引起塌孔，过程中注意观察孔内水位变化情况，如有异常，马上停止，检查处理。4.2.2、钢筋笼入孔接长采用机械（直螺纹、正反丝）连接以利于施工，做到上下节轴线在同一直线上。钢筋笼入孔后，钢筋笼顶部焊接定位网架。要牢固定位，采取控制钢筋笼上部定位钢筋的方法来防止在灌注水下砼过程中钢筋笼下落或被孔底砼顶托上升，并用于定位对中。4.3、水下砼灌注4.3.1灌注混凝土前，应检查泥浆比重及孔底沉碴厚度，各项指标均符合要求时，才能进行灌注。如沉碴厚度超标时，应进行二次清孔。4.3.2、采用直径250mm的钢质导管，管壁厚度4mm，节长2.5m，最下一节导管长为4m，导管试拼后，轴线偏差不宜超过孔深的0.5%且不宜大于10cm。导管连接时螺旋丝扣的螺帽应在上，接头必须有防松动装置。导管使用前应进行水密承压，试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。导管应按自上而下顺序编号并标示尺度。4.3.3、在井口四周设置工作平台，以利于拆除提升的导管；灌注前将导管下放至距孔底沉碴0.3m0.5m处，以便剪球时球塞能顺利排出管外，导管上口设漏斗和储料斗；导管位于孔位中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验，防止卡挂钢筋笼。导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。4.3.4、将导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓，以隔绝砼与导管内水的接触，在漏斗内备足砼后，放开隔水栓（或隔水球），存备的砼连同隔水栓向孔底急速下落，孔内水位将向外骤然溢流，首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（不宜小于1m且不宜大于3m）和填充导管底部的需要。继续浇筑的混凝土不得再与水、泥浆有接触，后浇筑的混凝土“洗澡”。在灌注过程中，经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置。混凝土连续灌注，中途不停顿，浇筑时处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒，在灌注混凝土后拔出，处于地面以上能拆除的护筒部分，待混凝土抗压强度达到5MPa后拆除。4.3.5、水下混凝土应连续灌注，中途不得停顿，每根导管间歇时间视具体情况而定,但不宜大于30分钟，混凝土坍落度为1822cm。每根桩宜在8小时内完成浇筑。4.3.6、混凝土材料和性能：混凝土采用C25耐久混凝土。水下混凝土粗集料优先选用卵石或级配良好的碎石，其最大粒径不大于导管内径的1/8和钢筋最小净距的1/4，最大不超过40mm，细集料采用级配良好的中砂；水泥选用425#水泥；混凝土含砂率为40%50%，坍落度为180210mm，水灰比为0.40.5，初凝时间不早于2.5小时。混凝土具有足够的流动性和良好的和易性，确保灌筑过程中无离析或泌水等现象。4.3.7、在灌注过程中，随时测量和记录孔内砼灌注标高和导管入孔长度，控制和保证导管埋入孔内有适当的深度（13m），防止导管提升过猛，管底提离砼面或埋入过浅而使导管进水造成断桩夹泥。同时，防止导管埋入过深而造成导管内砼压不出去或导管被砼埋住不能提升导致中止浇灌而断桩，导管埋入砼的深度由灌注速度和砼性质决定. 4.3.8、随着砼不断灌入孔桩，孔内初期灌注的砼及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注砼完毕。灌注过程中试验人员在现场取样。每根桩作混凝土检查试件不少于三组。4.3.9、灌筑后桩顶高出设计标高0.81.0m，确保清除浮浆、凿毛后的桩顶混凝土质量满足设计要求。4.3.10、浇筑过程现场专业工程师要做好混凝土浇筑记录。4.3.11、待一个墩的最后一根桩砼强度达到设计强度的60%时，准确测量桩顶标高后，凿除高出设计部分的浮浆和砼，确保桩顶砼的质量。4.4、凿除桩头和检测桩基质量为保证钻孔灌注桩施工质量，桩顶混凝土比设计桩顶标高至少多灌80-100cm，待桩身灌注完毕且强度达到设计强度后，按要求采用无破损检验方法对每一钻孔桩作完整性检验。5、劳动力组织5.1 成孔作业旋挖钻进每台班一般配备58人，其中钻机司机、吊机司机、值班技术人员、电力、机修工各1人，装卸钻杆及清碴35人（部分人员兼其他职务）。5.2钢筋笼作业焊工4人，钢筋工10人，电力、机修工各1人。5.3 混凝土作业混凝土后仓操作人员20人，包括上料、拌和机及输送泵司机；前台浇注现场值班技术人员2人，电力、机械修理工各1人，焊工2人，钢筋工4人，混凝土工4人，起重机司机1人，安全员1人。6、施工应注意的问题6.1、施工放样、桩基定位准确无误，保护控位桩安设稳固。6.2、钻机就位前，设备要进行调试；就位稳固，地质条件差的部位进行换填处理或增设风缆加以固定，避免桩孔倾斜和偏位。6.3、钢护筒按设计要求定做，钢护筒的埋设位置准确无误。6.4、做好钻进前的其它准备工作：水下砼的试配、钢筋笼的制作、泥浆的制备等。6.5、做好地质情况的原始记录，并与设计图进行核对，如有不符及时提出。6.6、钻进过程中注意：不同地质条件采用不同的泥浆比重和不同的进尺，控制钻机的推进速度。钻进过程要有专人做钻孔记录，详细记录每个台班钻进的深度和地质情况、作业人员及天气情况。6.7、孔深达到设计位置后，核对无误后及时通知质检人员、现场监理人员进行检查并清孔。6.8、做好各种工程检查证。6.9、出现异常情况及时上报，采取有效的处理办法。6.10、要严格按工艺规程和操作规程施工，相邻桩的钻孔只有在中心距离5m以内的任何桩的混凝土浇筑完毕24小时后，才可钻另一个桩孔。7、钻孔桩施工防污染措施：7.1、钻孔桩施工是桥梁施工防污染的重点，应采取一切可行措施防止在施工过程中可能对环境造成的污染。具体采