技术交底(成孔)

南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场段工程 承包单位 上海隧道工程股份有限公司 施工标段 TA01 标 合同号 监理单位 广州轨道交通建设监理有限公司 监理标段 TJ02 标 编 号 技术交底记录 A3 11 工程名称南京至高淳城际快速轨道南京南站至禄口机场段工程 TA01 标 交底部位秣将区间明挖过渡段工序名称围护桩成孔 交底提要 施工工艺 成孔方案 注意事项和质量控制 交底内容 一 施工工艺流程 施工工艺流程图 合格 不合格 钻孔灌注桩施工工艺流程 沉渣等检测 浇注水下混凝土 二次清孔 成孔检测 满足规范及设计要求 不满足规范及设计要求 钻孔 成孔并清孔 钻孔场地平整 钻机就位安装 调试泥浆循环系统安装 下放钢筋笼下钻进行扫孔 安装导管 钢筋笼运输 钻机安装 就位调试 钢筋笼检验合格 拌合站供应砼 坍落度检测 浇灌砼就位 试块制作 试块养护 试块检测 检查试验导管 提拆导管 灌注结束 桩基检测 人工造浆 二 施工方案 1 旋挖钻成孔方案 1 人工造浆 泥浆的好坏直接关系到成孔的质量 因此泥浆是整个施工过程中控制的重点 在施工前需制备泥浆 根据本工程地层 特点及相关工程经验 从而选用高效聚合物做护壁泥浆 施工过程中将采取集中造浆 供浆 集中收集回浆 进行集中管 理 保证现场文明施工 聚合物泥浆是目前旋挖钻机成孔最先进 性能最优异的泥浆之一 泥浆成份中含有冷凝胶 高分子纤维素等多种化工 原料 它极长的分子链呈卷状无序地分散于泥浆中 受力层就会伸展开来 穿过不同的层面 形成连接桥 从而在孔壁上 形成一张薄薄的富有很强张力的保护层 由于保护层膜薄更有利于提高桩基的承载力 该泥浆易于配制 时间短 一般情 况 2 小时内 泥浆材料即可在溶液中充分溶解开来 从而达到使用要求 该泥浆可以最大限度的粘结住被切削下来的钻屑 从而提高排渣效率 环保性好 本泥浆可重复利用 废弃泥浆较少 最大限度减少对环境的污染 施工结束后 在泥浆中加入一定量的强氧化剂 则可水解后就地排放 对环境无污染 聚合物环保泥浆 对人体和环境没有损害 它极易于混合 可加强钻孔作业中的护壁强度 防止地下水的渗透 加快 沉淀凝聚速度 成孔现场十分整洁 该泥浆能对孔壁提供压力 防止因潮汐作用引起的地下水的补给和排泄而造成塌孔 同时最大化旋挖钻机的钻进能力 提高钻进速度 2 泥浆配制 对于本工程的地质特点 选用下表配合比制浆 并根据实际情况加以调整 表 5 2 1 新制泥浆配比 材料名称成份配比说明 水H2O1000kg 静态泥浆的主体 水中不应含有较多钙 镁等杂质离子 聚合物泥浆高分子聚合物4kg 8kg 化学聚合物泥浆的主要材料 增加粘度控制 孔壁稳定 纯碱Na2CO35kg 8kg改善水质 促进聚合物迅速水解 1 配制泥浆以前 先使用 pH 试纸测试配制水源的 pH 值 根据具体情况在泥浆池中添加少量纯碱 纯碱的添加量一般 为每立方米 0 5kg 左右 具体加量视现场 pH 测试结果确定 将泥浆池中水的 pH 值调节到 8 10 2 在配制泥浆时将聚合物泥浆材料均匀地加洒在喷射的水流上 泥浆池中的泥浆要保持循环状态直至泥浆材料充分水 化分散 每方泥浆中泥浆材料的添加量为 0 4 0 8kg 表 5 2 2 泥浆性能指标 项目性能要求说明 泥浆比重1 03 1 10孔底 500mm 以内 含砂率 2 黏度 17 3 泥浆制备及供应 本项目计划在施工区域设立容量为 500 m3的储浆池来造浆并输送至现场成孔使用 1 制浆设备 由 10m3 空压机 1 台 泥浆泵 2 台 清水泵 2 台 制浆机 2 台组成 2 在配制泥浆时将造浆材料均匀地加洒在喷射的水流上 在造浆池中安装一套供气系统 使用空压机提供一定压力的 气体 经管路将空气注入泥浆池底部的管路内 通过管道上气孔将气体喷出 使泥浆始终保持循环搅动状态 搅拌时间约 为 1 小时 这样可以使泥浆混合均匀 3 进场验收合格的造浆材料堆放在仓库 仓库底板进行防潮防水处理 并进行垫高 在垫高处分层堆放材料 不可乱 堆乱放 该仓库为专用仓库 防止其与其他材料发生非预期使用的交叉污染 4 回浆池用来收集灌注中回收的泥浆 由于混凝土会污染泥浆 最下面与混凝土接触的泥浆不得回收 避免混凝土混 入泥浆中 导致泥浆性能产生变化 根据以往的施工经验 该类地层条件下 回浆池泥浆沉淀 2 小时以后 含砂率可控制 在 2 以内 从而在保证质量的前提下 增加制备泥浆的效率 在同等方量情况下 节省了人力资源 降低了成本 采用聚合物泥浆 配置泥浆泥皮厚度薄 护壁效果好 泥浆处理剂如纯碱 使用前宜配成一定浓度的水溶液 以提高其效果 纯碱水溶液浓度为 20 若需要可添加 1 5 的 聚丙烯酰胺水溶液 技术负责人 质检员对材料按配比进行试配 结合同类工程施工经验 配比结果 泥皮性状 确定最优配比 泥浆拌制选用高效 低噪音的高速回转搅拌机 制浆能力 250m3 d 可满足现场使用 储浆池内泥浆应经常搅动 保持指标均一 避免沉淀或离析 4 钢护筒设计与埋设要求 护筒具有导正钻具 控制桩位 隔离地面水渗漏 防止孔口坍塌 抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用 应认真有 效的埋设 根据现场水文地质勘察主要为松散岩类孔隙潜水 孔隙承压水亚层 为确保孔壁安全及本着控制成本有利施工的 原则 再结合勘察孔隙潜水主要分布于全新统冲海积粉质黏土 粉土等 透水性差 水量小 钱江岸粉土 粉砂层透水性稍好 一般无明显隔水层 无承压性 与地表水体联系紧密 受大气降水和洪水期补给 也与地表径流互相侧向补给 径流缓慢 地下水位随季节及附近地表水体水位变化而变化 水量一般约 10 50t 日 易受污染 水位埋深一般 0 6 3 0m 动态变化 大 因此 埋设护筒时 入土深度至少要达到 4 5m 以上 护筒旁边用黏土夯实并高出地面 0 20 m 5 成孔工艺 旋挖钻机成孔工艺与其它桩基不同 旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺 当然也有干土直接取土工艺 视工 地现场地层条件而定 是一种无冲洗介质循环的钻进方法 但钻进时为保护孔壁稳定 孔内要注满优质泥浆 稳定液 旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动 旋挖钻机钻孔取土时 依靠钻杆和钻头自重切入土层 斜向斗齿在钻斗回转时切 下土块向斗内推进而完成钻取土 遇硬土时 自重力不足以使斗齿切入土层 此时可通过加压油缸对钻杆加压 强行将斗 齿切入土中 完成钻孔取土 针对本工程选用的 SH 30 型旋挖钻机 其钻进吃土能力较强 钻斗内装满土后 由起重机提 升钻杆及钻斗至地面 拉动钻斗上的开关即打开底门 钻斗内的土依靠自重作用自动排出 钻杆向下放关好斗门 再回转 到孔内进行下一斗的挖掘 直至钻到设计标高 旋挖钻机行走机动 灵活 终孔后能快速的移位或至下一桩位施工 旋挖钻机成孔控制 1 改善钻斗护壁能力 旋挖钻机采用筒式钻斗 钻机施工初期 提升料筒时 如发现提升力显著增大 可能孔壁有颈缩现象 筒式钻斗护壁 作用相对较差 在提升钻斗时 其下部产生较大负压力作用 致使产生 吸钻 现象 从而造成孔壁颈缩现象 因此 须对 筒式钻斗进行改进 在筒壁上加设 4 块双曲面护壁钢板 或增设导流槽 两两对称布置 为防止升降时碰怀孔壁 钻斗 旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径 2cm 由施工现场实践得知 改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小 对 钻孔颈缩现象能够得到较好改善 2 钻机定位 护筒埋设符合要求且桩位复核正确后 在护筒上拉好 十 字线并在护筒上做好标记 在护筒顶标高已测定的基础上 将钻机就位 桩机定位要准确 水平 垂直 稳固 钻机导杆中心线 回旋盘中心线 护筒中心线应保持在同一直线 旋挖 钻机就位后 利用自动控制系统调整其垂直度 钻机安放定位时 要机座平整 机塔垂直 转盘 钻头 中心与护筒十字 线中心对正 注入稳定液后 进行钻孔 3 钻进成孔 成孔前必须检查钻头保径装置 钻头直径 钻头磨损情况 施工过程对钻头磨损超标的及时更换 根据土层情况正确 选择钻斗底部切削齿的形状 规格和角度 根据护筒标高 桩顶设计标高及桩长 计算出桩底标高 以便钻孔时加以控制 成孔中 按试桩施工确定的参数进行施工 设专职记录员记录成孔过程的各种参数 如加钻杆 钻进深度 地质特征 机械设备损坏 障碍物等情况 记录必须认真 及时 准确 清晰 钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度 由硬地层钻到软地层时 可适当加快钻进速度 当软地层变为硬地层时 要减速 慢进 在易缩径的地层中 应适当增加扫孔次数 防止缩径 对硬塑层采用快转速钻进 以提高钻进效率 砂层则采用慢转 速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度 施工过程中 必须经常检查钻机的平整性 稳固性 严禁发生倾斜 为准确控制孔深 应备有校核后钢丝测绳 随时 测量孔深 并观测自动深度记录仪 以便在施工中进行及时的控制调整 钻进过程中经常检查钻杆垂直度 确保孔壁垂直 严格控制钻头在孔内的升降速度 防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方 施工过程中 根据地层 孔深变化 合理选择钻进参数 及时调制调配泥浆 保证成孔质量 在进入沉积层和交接层时 应适当减慢进尺速度 提高泥浆的稠 度 减小每个钻进回次的进尺量 保证孔壁稳定 钻进施工时 利用正铲及时将钻渣清运 保证场地干净整洁 利于下一 步施工 钻进达到要求孔深停钻后 注意保持孔内泥浆的浆面高程 确保孔壁的稳定 孔底沉淤控制 旋挖钻斗的切削 提升上屑的机理与常见回转钻进的正 反循环成孔的切削 提升形式完全不同 前 者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土 后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面 前者 底部面缓 钻至设计标高对土的扰动很小 没有聚淤漏斗 所以要加强稳定液的管理 控制固相含量 提高粘度 防止快 速沉淀 还要控制终孔前两钻斗的旋挖量 成孔深度达到设计要求后 应尽快进行钻机移位 终孔验收工作 从清孔停止 至混凝土开始浇灌 应控制在 1 5 3h 一般不得超过 4h 否则应重新清孔 4 废浆 钻渣的存放清运 施工区域内贵方提供钻渣临时堆放场所 同时提供渣土清运设备 旋挖钻机在工作时 通过挖斗的特殊功能将孔底的 钻渣带出 提升旋转后顺利的弃放到临时堆放地点 然后有挖机直接将钻机所挖出的渣土装到渣土车 待装满后外运至甲 方统一弃放地点 5 钻进施工时出现卡埋钻的控制措施 卡埋钻是旋挖钻机最易发生的施工事故 因此 施工过程中应采取积极主动的措施加以预防 当钻机施工中出现卡埋 钻现象时 采取切实可行的措施及时进行处理施工事故 处理卡埋钻的方法如下 直接起吊法 采用吊车直接向上起吊即可 钻斗周围疏通法 即用水下切割或反循环等方法 清理钻筒周围沉渣 然后起吊即可 6 泥浆护壁时注意事项 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 1 0m 以上 在受水位涨落影响时 泥浆面应高出最高水位 1 5m 以上 在清孔捞渣过程中 应注意钻斗避免碰撞孔壁 钻斗提至孔口时 不要停留控浆 应迅速将沉渣甩出 浇注混凝土前 孔底 500mm 以内的泥浆比重应小于 1 10 含砂率不得大于 2 黏度不得小于 17s 在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施 废弃的浆 渣应集中回收统一外运处理 不得污染水质环境 钻进加钻杆时 要在钻杆连接处 增加密封圈 确保钻进时不出现漏水 漏气现象 钻进过程上必须严格按照本施 工方案 操作规程和施工规范进行 7 钻孔时注意事项 斜孔 产生的原因 a 地质原因 相邻两种地层的硬度相差较大 钻头在软层一边进尺速度较快 在硬岩层一边进尺速度较慢 从而在钻头底 部形成进尺速度差 导致钻头趋向软地层方向 b 设备因素 如动力头中心 孔位中心不在同一铅垂直线上 钻杆刚性差 钻进过程中钻机发生平面位移或不均匀沉降等 为了控制其造成的孔斜 要每班检测钻机水平 3 次 c 操作不当 钻进参数不合理 选择合理的参数 并对其进行记录 预防措施 d 必须使钻进设备安装符合质量要求 e 根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数 f 通过软硬不均地层时采用轻压慢转 g 钻进砂层时要特别注意控制泥浆性能及钻头转数 扩孔 产生原因 a 砂层钻进泥浆性能差 如粘度太小 含砂量大等 不能起到护壁作用 b 孔斜 地层软硬不均等原因造成扩孔 c 在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进 d 在非稳定层段 如砂层 钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳 e 孔壁失稳坍蹋 预防措施 a 保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求 b 采取合理的钻进工艺 反对片面追求进尺而盲目钻进 处理措施 a 小扩孔不做处理 b 大扩孔采用粘土回填 缩孔 产生原因 a 砂层及粘性土层中钻进泥浆性能差 如粘度太小 含砂量大等 不能起到护壁作用 b 在淤泥及粘性土层中钻进进尺速度过快 c 孔壁失稳坍蹋 预防措施 a 保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求 b 采取合理的钻进工艺 反对片面追求进尺而盲目钻进 c 在粘性土层中钻进每钻进一个钻杆回次重复进行扫孔 处理措施保证钻头直径重新下钻扫孔 2 冲击钻机成孔方案 1 钻机的选型 冲击钻机构造简单 适应范围广 操作方便 成本较低 根据本工程的特点和总包的要求 采用 ZK 2000 冲击钻机 进行钻孔施工 2 钻头的选择 采用冲击钻机钻进成孔时 因覆盖地层具有质地较软 抗冲挤能力弱 岩层具有质地坚硬 结构紧密 抗冲击能力强 的特点 可选用十字形冲击钻头 钻头自重按 5T 8T 控制为宜 3 泥浆配置及处理 泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一 由于配置了高质量的泥浆 在长期停钻的情况下 沉积物很少 此外优质 的泥浆可使孔壁形成一层粘性好 密度大 渗透性差的泥皮 这层泥皮可防止孔内泥浆外渗 大大减缓孔内水头降低的速 度 这也是使孔壁稳定的有效措施 因此冲击钻在覆盖地层施工时可利用土层自然造浆的特点 向孔内注入适当的清水和 外加剂 通过钻头冲捣和泥浆泵的不断循环形成泥浆 泥浆比重控制在 1 2 1 4 之间 当土层粘性过大时 应向孔内适当 投入小片石和清水 保持适当的泥浆比重 冲程以 1 5 2 5m 之间为宜 岩层泥浆比重控制在 1 25 左右 加大冲程到 3 0 4 0m 冲击频率控制在 5 6 次 min 1 泥浆池的布置 根据施工现场的实际情况 钻孔施工采用成孔桩位护筒与相邻一个护筒采用 300mm 的螺旋管连通管连接形成泥浆 循环系统 钻进时用相邻护筒作为沉淀池和储浆池 循环泥浆通过泥浆旋流器排渣 处理后的泥浆返回钻孔护筒内 2 泥浆配合比 根据钻孔灌注桩技术要求确定泥浆性能指标要求见下表所示 表 5 2 3 泥浆性能指标要求 施工阶段技术指标 新配置泥浆循环再生泥浆清孔泥浆 检测方法 相对密度 g ml 1 061 251 1泥浆相对密度计 粘度 S 20 2520 2518 22标准漏斗粘度计 失水量 ml 30min 172020失水量仪 泥皮厚度 mm 1 521 5钢尺 胶体率 1009698量杯 含砂率 0 53 01 0含砂率计 PH 值8 108 108 10PH 值试纸 3 泥浆的制配和调整 冲击钻的泥浆制备方法 钻进时调整通过钻头的不断冲捣 通过泥浆泵搅拌清水 膨润土 外加剂等混合物制造泥浆 并用旋流器不断除砂 不断改善泥浆性能 亚粘土 粘土层的钻进泥浆主要依赖地层自造浆 并加入适量的外加剂 强 微 风化基岩补充的泥浆主要用贮备的回收泥浆和新浆 海水 膨润土 化学外加剂 4 泥浆循环净化处理 根据施工现场的实际情况 钻孔施工利用钢护筒形成泥浆沉淀池 因此在冲击钻过程中泥浆通过旋流器的分离除砂 净化 将钻渣排到小斗车上并集中堆放 一清和二清的钻渣通过泥浆净化器分离后 可先用小斗车集中堆放后 然后用挖 机将钻渣装车 配合总包外运至指定地点进行处理 5 泥浆的回收利用及钻渣的处理 冲击钻的泥浆的回收利用及钻渣的处理同回旋钻 4 冲击钻钻机就位 根据项目部测量的桩位中心及护筒垂直度 在偏差允许范围内调整钻孔中心 定位 偏差不大于 2cm 定位时先在钢 护筒口用十字交叉线定位出桩位中心 将钻机钢丝绳中心对准桩位中心 用水平尺 千斤顶等工具调整钻机的机底座 垫实找平 并必须保持钻机水平 稳固 以保证在钻进和运行中不产生侧移或沉陷 钻机塔架天车前沿与桩位中心在同 一垂直线上 并在施工中经常校核 钻机就位后必须在项目部复测后开钻 就位自检合格后 将钻机与平台进行固定 限位 保证在钻进中不产生位移 钻机就位后 开始下钻头 对冲击钻头等较重设备用 25T 越野吊下放 并对冲击钻头和钢丝绳长度进行测量 并作好 记录 5 冲击钻进成孔 1 开孔前 在护筒内多加一些粘土 地表土层松疏时 还要混和加入一定数量的小片石 然后注入泥浆和清水 借助 钻头的冲击把泥膏 石块挤向孔壁 以加固护筒角 为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固 必须等邻孔 砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔 冲击钻孔时宜用小冲程 当钻头冲至护筒底口下 3 4m 后 可根据实际情 况适当加大冲程 2 钻机必须固定牢固 严禁在冲孔过程中钻机移位 冲孔时 通过泥浆泵的不断循环 将加入的粘土和土层内粘土不 断搅和 使泥浆的比重达到 1 35 以上 从而在进入岩层后 可将小颗粒岩石直接浮起来 通过连通管流入到有泥浆泵的护 筒内 从而形成反复的循环 泥浆通过泥浆泵送至旋流器后分离 钻渣用小斗车运至指定地点 集中处理 钻进时随时察 看钢丝绳的回弹情况 耳听钻锥的冲击声 以判别孔底情况 掌握勤松动 少量松绳的原则 孔内泥浆面高出护筒外水面 在 2 0m 以内 但比护筒顶面低 0 3m 以上 防止泥浆溢出 冲击过程中勤清渣 勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况 预防安 全质量事故的发生 6 冲击钻进成孔应注意的问题 1 护筒内及护筒底以下 3m 内 宜采用低密锤 钻头提升在 0 4 0 6m 以内 并及时添加片石和粘土泥浆护壁 2 冲击钻进阶段密切注意孔内泥浆面 始终保持孔内泥浆面高过护筒外水面 2 0m 以保证孔内水头大于孔外 维持孔壁 的稳定 3 合理控制泥浆比重 保持孔内泥浆比重在 1 25 以上 粘度在 18 22S 4 钻进过程中保证孔口的安全 孔内不得掉入任何铁件 保证钻孔施工顺利进行 5 钻孔过程应连续操作 详细 真实 准确地填写钻孔原始记录 钻进中发现异常情况及时上报处理 3 正循环回转钻机成孔方案 1 钻孔机具配备 根据本工程所处地质条件 设备性能和钻孔桩的孔径 孔深 拟采用正循环回转钻进方法 钻头选用单腰带三翼螺旋 式合金钻头 并在现场备双腰带式的加强型钻头 以防止发生碰到硬密土层而导致无法钻进或钻进很慢的情况 施工前按施工的孔深配置钻具 导管 并预先由施工员和机长一起丈量 核准其钻头直径和长度 机上钻杆长度 根 数 导管长度 根数 尤其是要核准主动杆的直线度 然后请监理方到现场检验 经核准后的器具不得随意更换 若需更 换时 必须事先报施工员认可 报监理同意后方可执行 2 钻机就位 钻机需得到监理的认可方可使用 钻机就位时 转盘中心对准桩位中心标志的偏差应小于 20mm 并做到天车中心 转盘中心与桩位中心成一垂直线 偏差小于 20mm 转机就位过程中避开测量桩位 避免对桩位的破坏 并专人进行监护 钻机就位时要用水