反循环钻孔灌注桩施工技术交底

昌赣客运专线站前工程昌赣客运专线站前工程 清风山溪特大桥清风山溪特大桥 反循环钻孔桩反循环钻孔桩 施工技术交底施工技术交底 昌赣客运专线站前工程昌赣客运专线站前工程 CGZQ 2CGZQ 2标二分部标二分部 中铁四局集团昌赣客专中铁四局集团昌赣客专 CGZQ 2CGZQ 2 标项目部二分部技术交底签收表标项目部二分部技术交底签收表 交底复核日期 交底名称反循环钻孔桩施工技术交底 姓名日期姓名日期 交 底 接 收 人 签 字 技术交底书 表格编号 清丰山溪特大桥钻孔桩施工技术清丰山溪特大桥钻孔桩施工技术 交底交底 项目名称昌赣客专2标二分部共 12页 交底编号CGZQ 2 02 桥 工程名称昌赣2标二分部 设计文件图号 昌赣客专施 桥 06 施工部位昌赣2标二分部钻孔灌注桩 交底日期2015年10月15日 交底内容 一 适用范围一 适用范围 本交底适用于南昌至赣州铁路客运专线清丰山溪特大桥钻孔桩施工 管段内钻 孔桩均为摩擦桩 交底范围为反循环钻孔桩施工 二 反循环钻进工艺流程 见下图 二 反循环钻进工艺流程 见下图 定桩位 埋设护筒 钻机就位 钻孔 第一次清孔 测孔深 沉淤 下钢筋笼 下导管 第二次清孔 安放隔水球 浇注砼拌制砼 制作钢筋笼泥浆循环泥浆处理 测沉淤 否 是 钻孔桩施工工艺流程图 三 施工过程及问题处理三 施工过程及问题处理 1 施工过程 1 测量定位 用测量仪器按桩位坐标放出桩位点 点位精度应复核规范要求 2 由施工作业班组 将护桩埋设于桩周边 呈十字 十字中心与桩位中心重 合 护桩埋设于桩机就位时不会破坏的牢固地点 护桩采用砂浆或砼包裹 严禁在钻 孔过程中随意破坏或改动护桩位置 3 钻机就位 根据测量放样确定的桩位 施工平台须牢靠稳定 能承受工作时 所有静 动荷载 4 护筒埋置 护筒内径比桩径大 40cm 护筒埋置深度符合下列规定 黏性土 不小于 1m 砂类土不小于 2m 当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至 少 0 5m 护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于 5cm 倾斜度不大于 1 钻孔时孔内 水位高出护筒底面 0 5m 或地下水位以上 2 0m 护筒中心与桩中心基本重合 也可采 用锤击施压将护筒打入预定的位置 护筒的倾斜度及与桩的中心位置很难保证 护筒加固 钢护筒与孔壁之间空隙回填粘土压实封口 护筒口顶下 20 30cm 位 置焊 10 号槽钢或钢板卷制加固 下垫枕木 或者在护筒周围码砌两层沙袋 以保证 护筒在承压状态下不产生在下沉 护筒本身要求护壁不漏水 坚固 可循环适用 5 钻孔 钻机就位前 应对主要机具及配套设备进行检查 维修 放置钻机的起吊滑 轮线 钻头和钻孔中心线三者应在同一铅垂线上 其校核偏差不得大于 2cm 钻孔前 按施工设计所提供的地质 水文资料绘制地质剖面图 挂在钻台上 针对不同地质层选用不同的钻头 钻进速度 钻进压力及适当的泥浆比重 开钻时 应将钻头提高距孔底 20 30cm 将真空泵加足清水 启动真空泵把水引 到泥石泵后 启动泥石泵把管路中的泥水混合物排到沉淀池 形成反循环 启动钻机 慢速钻进 当一节钻杆钻完时 停止转盘 并使反循环延续工作至孔底沉渣基本排净 约 1 3min 然后关闭泥石泵接长钻杆 经检查一切正常后继续钻进 在粘土中钻 进时 用一档转速 放松吊绳 自由进尺 在砂砾层中钻进时 采用一 二档转速 并控制进尺 以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上 钻孔作业必须连续进行 不得中断 因特殊情况必须停钻时 孔口应加保护 盖 并严禁钻头留在孔内 以防埋钻 经常检查泥浆的各项指标 泥浆池 选用膨润土配制优质泥浆 根据地层情况及时调整泥浆性能 泥浆性能 指标如下 泥浆比重 反循环钻机泥浆比重可为 1 05 1 15 粘度 一般地层 16 22s 松散易坍地层 19 28s 含砂率 新制泥浆不大于 4 PH 值 大于 6 5 二次清孔后灌注前泥浆指标为 泥浆比重 不大于 1 1 粘度 在 17s 20s 含砂率 不大于 2 开始钻进时 适当控制进尺 使初期成孔竖直 圆顺 防止孔位偏心 孔口 坍塌 钻进过程中 每进尺 5 8m 检查外孔直径和竖直度 用圆钢筋笼吊入孔内 使圆笼中心与钻孔中心符合 如上下各处无挂阻 则说明钻孔直径和竖直度符合要求 每钻进 2m 或地层变化处 应捞钻渣样品 查明土类并记录 以便与设计资料核对 如有和设计地质层不符的及时与现场技术员联系 收集渣样 及时向指挥部提交变更 申请 当钻孔深度达到设计要求时 应对孔深 孔径 孔位和孔形进行检查 确认 满足要求后 立即填写终孔检查证 并经监理工程师认可 方可进行孔清理和灌注水 下混凝土的准备工作 及时填写资料 即钻孔桩原始记录 确保每根桩一份资料 及时备案 6 清孔 采用抽浆法清孔 可在终孔后停止进尺 钻头提升 5 10cm 利用钻机的反循 环系统的泥石泵持续吸渣 10 15 分钟 使孔底钻渣清除干净 清孔注意事项 在清孔排碴前必须保持孔内水头 防止坍孔 孔底沉淀物的 厚度不得大于 10cm 提前作好灌注水下混凝土准备工作 缩短清孔至灌注水下混凝 土时间 不得用加大孔深的方法代替清孔 如有类似情况 项目部将严肃处理 7 钢筋笼安放 钢筋笼下放前对孔型进行检查 检查采用检孔器 探笼 探笼长度为 4 6 倍桩径 采用钢筋或型钢制作 并要求具备一定的质量 当探笼下放顺利到孔底口 提起探笼 方可进行钢筋笼下放 钢筋笼利用汽车吊进行吊装 孔口焊接 为保证骨架起吊骨架不变形 采用两点 吊 第一吊点设在骨架的下部 第二吊点设在骨架长度的中点至上三分点之间 起吊 前在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度 起吊时 先提第一吊点 使骨架稍 提起 再与每二吊点同时起吊 待骨架离开地面后 停止第一吊点 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 直至骨架同地垂直 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 逐个解下杉大杆的绑点 当骨架下降到第二吊点与孔中 接近时 用型钢穿过加强箍筋的下方 将骨架临时支撑于孔口 将吊勾移至骨架上端 取出临时支承 继续下降到骨架最后一个加强箍筋处 按上述方法设临时支承 此时 再吊来第二节骨架 使上下两节骨架位于同一竖直线上 进行连接 连接时采用单面 焊 连接牢固后 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 然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面 插入两根平行的工字钢或槽钢 在护筒两侧放两根平行的枕木 高出护筒 5cm 左右 并将整个定位骨架支托于枕木上 钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为 主筋间距 10mm 箍筋间距 20mm 骨架 外径 10mm 骨架倾斜度 0 5 骨架保护层厚度 20mm 骨架中心平面位置 20mm 骨架顶端高程 20mm 骨架底面高程 50mm 钢筋笼焊接质量应符合规范及设 计要求 单面焊接长度不小于 10d 双面焊接不小于 5d 焊缝宽度不小于 0 8d 焊缝 厚度不小于 0 3d 焊缝应饱满 不得漏焊 假焊 烧伤等 钢筋笼焊接完成经现 场技术人员及监理工程师确认后方可下放 8 导管安装 钢筋笼安放完成后安装导管 导管应符合以下要求 导管采用 30 钢管 每节 2 3m 配 1 2 节 1 1 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 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 导管链接时应注意接头处是否有橡胶垫圈 导管安装后 其底部距孔底有 250 400mm 的空间 导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验 严禁用压气试压 进行水密试验的 水压不应小于孔内水深 1 5 倍的压力 也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最 大内压力的 1 5 倍 循环使用导管 4 8 次后应重新进行水密性试验 9 二次清孔 二次清孔应达到以下标准 孔内排出或抽出的泥浆手摸无 2 3mm 颗粒 清孔后 灌注前泥浆比重不大于 1 1 泥浆含砂率不大于 2 泥浆黏度 17 20s 孔底沉渣厚度 摩擦桩不大于 20cm 严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔 自检合格后报监理工程 师验收 合格后方可进行水下砼灌注 10 砼灌注 灌注前再次检测沉渣厚度 沉渣厚度超过允许值 20cm 需再次清孔 直至满足要 求 灌注采用罐车直接下料或采用输送泵输送至料斗 砼坍落度要求 180 220mm 和 易性良好 灌注前对每一车砼进行坍落度试验并制作砼试件 每根桩砼试件不少于两 组 首批砼量不仅满足封底还需使导管具有 1m 以上的砼埋深 灌注过程中保证导管 具有 2 4m 埋深 直径 1m 孔桩首批混凝土不少于 2m 直径 2m 孔桩不少于 5 3m 砼 封底成功后混凝土应控制放料速度 不宜过快 防止钢筋笼上浮 应连续灌注 中途 不得停顿 应注意防止混凝土下落时形成高压气囊 影响灌注质量 尽量缩短拆管时 间 每根桩灌注时间不应太长 宜在 8h 内完成 为保证桩顶砼强度 砼灌注到设计 高程以上 0m 左右 砼灌注完成后 宜在砼初凝前将护筒拔出 导管清洗干净堆码 整齐 砼灌注施工人员全程监控 顺利完成灌注 并填写水下砼灌注记录表 要求真实 具有可追溯性 11 泥浆清理 钻孔桩施工中 产生大量废弃的泥浆 为了保护当地的环境 这些废弃的泥浆 经泥浆分离器处理后 运往指定的废弃泥浆场 并做妥善处理 四四 钻孔桩常见事故的预防及处理 钻孔桩常见事故的预防及处理 常见的钻孔 包括清孔时 事故及处理方法分述如下 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 1 坍孔原因 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 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 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 在松软砂层中钻进进尺太快 提出钻锥钻进 回转速度过快 空转时间太长 水头太高 使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔 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 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 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁 1 2 坍孔的预防和处理 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 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 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 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 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入 严防触及孔壁 2 钻孔偏斜 各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故 2 1 偏斜原因 钻孔中遇有较大的孤石或探头石 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 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 位移 钻杆弯曲 接头不正 2 2 预防和处理 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 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 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 3 掉钻落物 钻孔过程中可能发生掉钻落物事故 3 1 掉钻落物原因 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 钻杆接头不良或滑丝 电动机接线错误 钻机反向旋转 钻杆松脱 转向环 转向套等焊接处断开 操作不慎 落入扳手 撬棍等物 3 2 预防措施 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 经常检查钻具 钻杆 钢丝绳和联结装置 3 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 4 糊钻和埋钻 糊钻和埋钻常出现于反循环回转钻进中 糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺 缓慢 甚至不进尺出现憋泵现象 预防和处理办法 对反循环回转钻 可清除泥包 调节泥浆的相对密度和粘度 适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻 选用刮板齿小 出浆口大的钻锥 严重糊钻 应停钻 清除钻渣 对钻杆内径 钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查 计算 5 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 6 预防办法 应经常检查转向装置的灵活性 及时修理或更换失灵的转向装置 选用适当粘度和相对密度的泥浆 并适时掏渣 用低冲程时 每冲击一段换用高一些冲程冲击 交替冲击修整孔形 出现梅花孔后 可用片 卵石混合粘土回填钻孔 重新冲击 7 外杆折断 常见于旋转钻机 7 1 折断原因 用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用 其强度 刚度太小 容易折断 钻进中选用的转速不当 使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大 因而折断 钻杆使用过久 连接处有损伤或接头磨损过甚 地质坚硬 进尺太快 使钻杆超负荷工作 孔中出现异物 突然增加阻力而没有及时停钻 7 2 预防和处理 不使用弯曲严重的钻杆 要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好 以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施 钻进过程中应控制进尺速度 遇到坚硬 复杂的地质 应认真仔细操作 钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够 不合要 求者 及时更换 在钻进中若遇异物 须以处理后再钻进 如已发生钻杆折断事故 可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来 并检查原 因 换用新或大钻杆继续钻进 8 钻孔漏浆 8 1 漏浆原因 在透水性强的砂砾或流砂中 特别是在有地下水流动的地层中钻进时 稀泥 浆向孔壁外漏失 护筒埋置太浅 回填土夯实不够 致使刃脚漏浆 护筒制作不良 接缝不严密 造成漏浆 水头过高 水柱压力过大 使孔壁渗浆 8 2 处理办法 凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔 冲击钻机 可加稠泥浆或回填粘土掺片石 卵石反复冲击增强护壁 属于护筒漏浆的 应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理 如接缝处 漏浆不严重 可由潜水工用棉 絮堵塞 封闭接缝 如漏水严重 应挖出护筒 修理 完善后重新埋设 9 钻孔桩断桩常见事故及处理 9 1 首批混凝土封底失败 9 1 1 事故原因和预防措施 导管底距离孔底大高或太低 原因 由于计算错误 使导管下口距离孔底太高或太低 太高了使首批砼数量不 够 埋不了导管下口 1 米以上 太低了使首批砼下落困难 造成泥浆与混凝土混 合 预防措施 准确测量每节导管的长度 并编号记录 复核孔深及导管总长度 也可将拼装好的导管直接下到孔底 相互校核长度 首批砼数量不够 原因 由于计算错误 造成首批砼数量不够 埋管失败 预防措施 根据孔径 导管直径认真计算和复核首批砼数量 首批混凝土品质太差 原因 首批砼和易性太差 翻浆困难 或坍落度太大 造成离析 预防措施 搞好配合比设计 严格控制混凝土和易性 导管进浆 导管密封性差 在首批砼灌注后 由于外部泥浆压力太大 渗入导管内 造成砼 与泥浆混和 9 1 2 处理办法 首批混凝土封底失败后 应拨出导管 提起钢筋笼 立即清孔 9 2 供料和设备故障使灌注停工 9 2 1 事故原因和预防措施 原因 由于设备故障 混凝土材料供应问题造成停工较长时间 使混凝土凝结而断桩 预防措施 施工前应做好过程能力鉴定 对于部分设备考虑备用 对于发生的事故 应有应急预案 9 2 2 处理方法 如断桩距离地面较深 考虑提起钢筋笼后重新成孔 如断桩距离地面较浅 可采用接桩 如原孔无法利用 则回填后采取补桩的办法 9 3 灌注过种中坍孔 9 3 1 事故原因和预防措施 原因 由于清孔不当 泥浆过稀 下钢筋笼时碰撞孔壁 致使在灌注过程中发生 坍孔 预防措施 详见第 6 节 9 3 2 处理办法 如坍孔并不严重 可继续灌注 并适当加快进度 如无法继续灌注 应及时回填重新成孔 9 4 导管拨空 掉管 9 4 1 事故原因和预防 导管拨空 原因 由于测量和计算错误 致使灌注砼时导管拨空 对管内充满泥浆 或导管 埋深过少 泥浆涌入导管 预防措施 应认真测量和复核孔深 导管长度 应对导管埋深适当取保守数值 掉管 原因 导管接头连接不符合要求 导管挂住钢筋笼 强拉拉脱等 预防措施 每次拆管后应仔细重新连接导管接头 导管埋深较大时应及时拆管 9 4 2 处理办法 混凝土面距离地面较深时应重新成孔 混凝