钻孔桩作业指导书.doc

钻孔桩作业指导书钻孔桩施工作业指导书一、前言跨河、沟谷桥梁常修建在有地面流水或地下水丰富的地层中，需考虑冲刷的影响，因此在同类地质条件下，深基础所占比例较大，而钻孔桩基础是目前常采用的一种桥梁深基础。二、基本特点1、通过承台与桩基的整体结构，将外部荷载传至土层深处，从而达到提高桥地基承载力，确保行车的安全运营。2、减少深基坑开挖量、实体基础的圬工量和基坑边坡加固防护措施。3、适用于河流或河谷狭窄地段的各类土层或岩层深基础。三、施工工艺流程详见钻孔桩施工工艺流程图（图1）四、施工方法及操作要点1、桩位放样首先应清除杂物，平整场地，如到软土，适当处理。然后采用极坐标法，用全站仪对桩孔准确定位并沿切线、法线方向放护桩，以便随时检查桩孔位置是否偏离设计位置，需经常对桩孔及护桩进行复核，发现问题及时妥善处理，从而保证桩位准确定位。2、护筒埋设根据钻孔方案和实际情况，护筒内径比钻头直径大0.20.4m，拟采用内径为D+0.4m的钢护筒。钢护筒采用6mm钢板制作，为增加刚度防止变形，在护筒上下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。由于护筒不仅能够固定桩位，并作钻孔导向，而且还能保护孔口，防孔口坍塌及起到隔离孔内外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位以稳固孔壁的作用，因而埋置护筒要求稳固、准确。护筒的埋设采用挖埋法，护筒与孔壁之间用粘土挤密夯实。护筒中心与桩孔中心偏差不得大于50mm，竖向倾斜不大于1%，护筒顶面高程应高出施工水位或地下水位2.0m并高出施工地面0.5m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，护筒底应低于施工最低水位。图1 钻孔桩施工工艺流程图检查桩位基线与桩位高程护筒外形尺寸护筒中心偏差垂 直 度与桩位高程钻头直径、钻机水平泥浆性能、安全设备与桩位高程孔深、孔径、孔斜、孔底沉碴与桩位高程检测砼材料、配合比、坍落度、灌注高度组拼及检查导管移走钻机、吊车就位桩顶高程桩位测量编审施工组织设计埋设护筒验收开钻钻进成孔吊装钢筋笼二次清孔下入灌注导管灌注水下砼桩头处理无损检测或钻蕊取样检测设备配套、器材进场围堰筑岛与便道、便桥修建安设循环系统护筒加工制备泥浆泥浆性能调整钻孔处理、废碴、废浆外运首次清孔制作钢筋笼准备清孔器具清理导管、准备隔水塞准备砼材料、安设砼搅拌机留取砼试样起拔护筒钢筋笼规格、定位、高程与桩位中心偏差试桩3、钻机就位安装钻机前要用经纬仪进行精确定位，开钻前先检验钻头直径，并调整使钻塔垂直，合格后根据四角控制拉好的“十字线”对准桩位，经现场技术人员检查并报监理验收合格后方可开钻，钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机（架）安装就位时，应详细测量，底座应用枕木塞紧，顶端应用缆风绳固定平稳，并在钻孔过程中经常检查。4、泥浆与护壁在原地挖设泥浆坑。为防止泥浆渗漏和地下水渗入泥浆池内可在泥浆池内侧衬一层土工布。施工中采用化学泥浆或粘土造浆护壁。泥浆具有防止坍孔，悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流的作用。调制的泥浆，由试验室试验后提供各项指标，并根据地层情况采用不同的性能指标，一般性能指标控制在：比重1.061.20，粘度1928PaS，含砂率26%，在钻进过程中加入粘土，利用钻头反复冲钻以制成泥浆。根据地层状况及时调整泥浆性能，保证成孔速度和质量，施工中应随孔深的增加应注意向孔内及时连续地补充泥浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。5、钻进施工方法（1）冲抓锥定位先吊起冲抓锥，然后将锥落入护筒内，检查起吊钢丝绳是否在护筒中心位置。如不符合，移动钻架上的校正联杆和调动两侧风缆或斜撑，直到起重绳居中为止，其偏差不得大于2cm。（2）冲抓锥钻孔操作程序a、将冲抓锥用挂钩悬挂在钻架上，将自动挂钩钩住挂砣，提升冲抓锥，松开挂钩，此时叶瓣张开。b、反向开动卷扬机，将张开叶瓣的冲抓锥落入护筒中。在护筒范围内冲程宜小，离孔底1m2m时松开卷扬机的离合器，冲抓锥落下，叶瓣落入土中。冲抓锥顶部低于护筒刃脚后，落锥高度可增大至2m3m。c、收紧钢丝绳，这时叶瓣抓土；然后继续收紧钢丝绳将冲抓锥吊出工作平台1.5m以上，停住。d、将出渣车推到冲抓锥下方，将冲抓锥悬挂于钻架上，慢慢放松起吊钢丝绳，叶瓣张开，渣土卸入车内运走，即完成一次冲抓过程。如此循环作业。继续钻进。（3）控制落锥高度为了保护钻机，确保安全，提高功效，必须控制合理的落锥高度，其控制方法是：将冲抓锥放置孔底，收紧钢丝绳，在与平台同一标高处，把钢丝绳绑一标志，当标志上升高出平台2m3m，即可松开卷扬机离合器，抓锥自动落下，当绳上标志下落到平台以下0.5m1.0m时，应立即合上离合器，这样，既不造成落空锥，又不会引起松绳过多。当每钻进0.5m时，应重设钢丝绳上的标志。a、在强透水层的砂层中钻进，若护筒内水位下降快、水头不稳定时，应增加泥浆相对密度，倒入粘土，将冲抓锥叶瓣张开，把自动挂钩挂住挂砣一起用铁丝捆紧。用冲抓锥在孔内反复冲击一段时间，使一部分粘土被挤入松散孔壁内，另一部分粘土用来增大泥浆相对密度。待水头稳定后，取去捆扎的铁丝，继续冲抓钻进。b、在一般松散土层（如腐殖土、砂类土、细粒土等）钻进时，冲抓进尺较快，冲抓高度宜控制为1.0m1.5m。c、在坚实的砂卵石层中钻进困难时，加大冲抓锥配置，提高落锥高度2m3m，绑住挂钩反复冲击一段时间，再抓一段时间，交替冲抓钻进。d、当孔内遇到漂石或探头石冲抓很困难时，或因土质松软，需投片石、卵石冲击加固孔壁时，或到达坚硬岩层时，可换用冲击锥钻进。e、在粉质土钻进，因叶瓣不密缝，抓锥里的粉砂易被水冲掉，致使抓瓣空上空下。此时，可将叶瓣焊补密缝。f、钻进应有备用钻头，轮替使用。钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。且更换新钻头前必须检查到孔底，始可放入新钻头。6、成孔与清孔钻进过程中，记录人员应认真及时填写钻进记录，详细记录地层变化情况、有关问题及处理措施和效果，当发现地层异常时，及时通知现场技术员分析并提出解决办法。钻机操作手或班长必须在记录上签字。当成孔深度达到设计深度，用捞砂钻头进行清孔换浆后，由质检员进行成孔质量检验，符合设计、规范要求，报监理签证认可。详见成孔及清孔质量标准（表1）。表1 成孔及清孔质量标准项 目允许偏差孔的中心位置50mm孔 径不小于设计桩径倾斜度小于1%孔 深不小于设计规定沉渣厚度不大于设计规定清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10；粘度1720PaS；含砂率4%7、钢筋笼制作与吊装a、钢筋笼在现场进行绑扎与焊接，主筋与加强箍筋必须全部焊接，以增加钢筋笼的刚度。钢筋笼采用两点吊放，防止扭转弯曲发生永久性变形。吊放要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下放，避免碰撞孔壁；在钢筋笼下放前在钢筋笼上焊接定位块，以保证混凝土保护层厚度。另外，混凝土灌注时需采用吊钩和顶管以防止钢筋笼上浮、下沉。两段钢筋笼在孔口拼接时，采用单面搭接焊，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%，相邻接头的间距不小于35d。钢筋笼焊接完毕后，补足接头部位的螺旋筋，方可继续下笼。下放完毕，根据钢筋笼设计标高及护筒顶标高，确定吊筋长度。b、钻孔桩钢筋骨架检验方法详见钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法（表2）。c、钢筋笼采用汽车吊一次性整体吊装入孔时，入孔后牢固定位，以免在混凝土灌注过程中发生掉笼或浮笼现象。钢筋笼位置应正确，其偏差不大于10mm，垂直度偏差不大于2。8、灌注水下混凝土（1）导管下放及二次清孔成孔的清孔方法采用抽碴法，并不断保持孔内水位，注入新鲜泥浆或清水，在灌注水下砼前严格控制沉碴厚度。灌注前，采用高压风冲洗孔底35min，压力大于0.05Mpa。表2 钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法序号项 目允许偏差（mm）检验方法1钢筋骨架在承台一下长度100mm尺量检查2钢筋骨架直径20mm3主钢筋间距0.5d尺量检查不小于5处4加强筋间距20mm5箍筋间距或螺旋筋间距20mm6钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检查（2）混凝土浇筑a、采用导管法灌注水下砼。所用导管内壁光滑圆顺，内径一致，使用前应试拼、试压，不得漏水，试压的压力不得小于孔底静水压力的1.5倍。水下混凝土粗集料应优先选用卵石，其最大粒径不应大于导管内径的1/61/8和钢筋最小净距的1/4，同时最大粒径卵石不应大于40mm，碎石不应大于30mm。b、水下混凝土应具有足够的流动性和良好的和易性，且在灌筑过程中不应发生离析或泌水等现象；混凝土的配制强度应较设计强度提高10%20%；水泥用量不宜小于350kg/m3;当掺用外加剂、掺合料时，水泥用量可酌情减少，但不得少于300kg/m3；水泥的初凝时间，不宜早于2h。水下砼封底。采用木球或砼隔水栓，首批砼入孔后导管埋入砼深度不小于1.0m，连续灌注的混凝土不应再与水接触。砼应连续灌注，中途不得停顿，每根导管的灌注间歇时间，据具体情况确定，但不宜超过30min。c、砼采用输送泵泵入料斗内，砼骨料粒径14cm，坍落度控制在1822cm。灌筑中导管埋入混凝土的深度应保持在24m之间，在任何情况下，不得小于1.0m，以免造成断桩事故。在灌注过程中，对混凝土的流动距离、流动坡度、导管埋入深度、灌筑速度和基坑内混凝土面升高等情况，随时检查，及时调整。d、灌筑混凝土的数量应作记录，并随时测量、记录导管埋置深度和混凝土的表面高度。若导管中的混凝土混入空气和水，必须立即报告监理工程师，提出补救措施并取得批准。e、水下混凝土灌筑顶面高出设计桩顶标高的浮浆厚度应经过试验确定，一般为0.51.0m，要确保清除浮浆、凿毛后的桩顶混凝土质量满足设计要求；但清除作业须防止损毁桩身。f、每根桩取混凝土试件应不少于二组。桩的检验应在监理工程师指导下对每一完整的钻孔桩进行检验及测试。六、质量控制标准及控制措施1、质量控制标准详见钻孔灌注桩检查项目及允许偏差（表3）。表3 钻孔灌注桩检查项目及允许偏差项次检查项目规定值或允许偏差检查方法1混凝土强度（MPa）在合格标准内按JTJ071-98附录D检查2桩位50用经纬仪检查纵、横方向3钻孔倾斜度1%查灌注前记录4沉淀厚度摩擦桩符合图纸要求查灌注前记录5支承桩不大于图纸规定6钢筋骨架底面高程50查灌注前记录2、施工质量控制措施为了保证工程优质、高效、按期完成，施工时应严格控制各关键工序。根据施工内容，施工过程中应重点控制的环节及措施。详见施工质量控制措施表（表4）。3、桩基成桩质量检测与控制（1）留取试件每根灌注桩至少应留取标准试件2组；桩长20m以上者不少于3组；桩径大灌注时间很长时，不少于4组；如换工作班时，每工班都应制取试件。表4 施工质量控制措施表施工环节质量控制要点控制措施成孔孔位偏差孔径偏差成孔深度孔垂直度孔底沉渣钻头中心与桩位中心应在同一铅垂线上，减少钻头对中偏差；严格控制钻头直径；核对测量，准确测量孔深；对泥浆性能控制；先行自检，最终报监理工程师验收。钢筋笼安放定位偏差笼底标高保护层厚度二点或三点起吊，防止发生永久性变形；吊放要对准孔位，垂直下放，避免碰撞孔壁；吊筋长度认真控制，采用套管固定至孔口，防止钢筋笼上浮、下沉；减小钢筋笼对中偏差。砼灌注沉渣厚度导管密封性导