桥梁钻孔桩施工作业指导书.doc

钻孔桩施工作业指导书1目的对桥梁钻孔桩施工工艺进行控制，保持其受控状态，确保施工质量满足合同和规范规定要求。2适用范围适用于桥梁钻孔桩施工过程的控制。3职责工程部：负责组织与施工有关的各种方案制定，负责下达施工技术交底与施工计划。安质部：负责对各工序的实施情况进行检查监督，制定切实可行的安全质量措施。施工分部：负责施工工序的实施及质量初检与互检。 4 施工过程4.1施工准备4.1.1总体要求1）在施工作业开始前，应由技术人员向操作人员作技术交底，2）操作人员必须经过培训，并持证上岗。3）机具：根据钻孔部分的地质特点，选用冲击反循环钻机钻进，沙石泵除渣。4.1.2施工作业准备：1)钻孔桩施工前，采用挖掘机开挖钻机走行便道，并用挖掘机对原地表进行平整，用BW2250-BVC压路机进行夯压处理。保持钻机稳定，不发生位移、摇摆。2) 精确放出钻孔桩十字控制桩后，进行护筒埋设工作，护筒埋设好后，将水准点高程引至护筒上，并做红漆标记。护筒顶面中心与桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1。3)安装钻机(1)钻机底部应垫平，保持稳定，使不产生偏移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。(2)通过钻架上滑轮缘的铅垂线应对准桩位（或护筒底）中心，偏差不大于2cm。(4)沉浆池的设置以泥浆沉渣能力大，能满足钻孔要求和环境保护为原则。（5）泥浆的制备泥浆原料宜尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：1自然风干后，用手不易掰开捏碎；2干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；3用刀切开时，切面光滑、颜色较深；4水浸后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；5胶体率不低于95%；6含砂率不大于4%；7制浆能力不低于2.5L/kg。调制泥浆时，应先将粘土加水浸透，然后用搅拌机或人工拌和制成。冲击桩孔时，可直接投放粘土，以钻头冲击制成泥浆。钻孔中加入泥浆是防止塌孔的主要措施之一，故应重视它的质量；泥浆密度为：在护筒中及护筒脚以下3m以内1.1-1.3，粘土层：清水，砂土层：1.3-1.5，砂卵石：1.3-1.5，风化岩层：1.2-1.4，塌孔回填重成孔：1.3-1.5(加粘土块及片石)。（6）吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。钢丝绳与钻头间必须设转向装置并连接牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。（7）钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常方可放入新钻头。（8）为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。4.2 钻孔施工4.2.1钻孔1）开孔前在护筒内多加一些粘土块，孔内造浆借钻头把泥浆挤向孔壁，以加固孔壁。2）开始造孔时，采用小冲程，使成孔坚实、竖直、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高后，方进行正常冲钻，冲程控制在23m内，但在以下情况下应采用2m以下的中低冲程：在斜面开孔并在护筒内和在护筒刃脚下2.03.0m范围内钻孔时；在停钻投泥重新开钻时；在遇到局部沙层时；在抛石回填重钻及在处理特殊情况时。3）钻进时起落钻头速度均匀，不得突然变速，以免碰撞孔壁或护筒，或因提速过快而造成负压而引起塌孔。孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.52.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。4）在钻进过程中,坚持勤松绳,每次少松绳防止打空锤,确保钻头经常冲击新鲜地层。5）钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，空口应加护盖。钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检测，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于5cm。4.2.2清孔钻孔过程及终孔后，对钻孔桩孔径孔形和垂直度进行检查，孔径孔形使用检孔器进行，垂直度检测采用圆球法进行。清孔采用两次清孔，第一次清孔在终孔后进行，第二次清孔在安装钢筋完后混凝土灌筑前进行。第一次清孔采用搅动稀泥浆掺水置换浓泥浆浮碴的方法进行，第二次采用抽碴法进行。沉碴厚度检测采用测绳法检测。吸泥管与空压机配置大小由钻孔直径来定，吸泥管逐步向下放置不能过猛以免泥浆堵塞吸泥管。清孔时应及时向孔内注入清水，保持孔内水头，到达孔底后，四周摇动吸泥管，以保持孔底清除干净为止。清孔应符合下列规定：1）钻孔至设计高程时，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，设计无要求时，柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。清孔可用以下方法：抽渣法适用于冲击法钻孔；洗泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔；还浆法适用于正、反循环旋转钻孔。2） 无论采用何种方法清孔，在抽渣或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。3）清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度应满足设计要求，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4） 清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。柱桩在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射孔底35分钟，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0.05MPa。4.2.3检孔清孔完成后，按施工规范要求，对钻孔孔位、孔深、孔径、孔形、倾斜度进行了检验。孔径、孔形和倾斜度采用检孔器进行，检孔器严格按施工规范要求进行加工。4.3灌注水下混凝土4.3.1施工准备1）导管选用导管规格为299x10mm，其每小时理论通过砼数量为25m3，导管在使用前必须按规范要求做泌水、压力接头抗拉试验，合格后方可投入使用。水下混凝土导管应符合下列规定：（1）钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。(2)导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。(3)导管长度应按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。(4)导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。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。3)储料斗储料斗上口为正方形，下部为倒锥体，逐步缩小至与道管尺寸相同。容量要求满足拔球后确保导管埋深1m以上。4)球塞安装在承料漏斗颈口处。采用两个半元木球组成，中间嵌两层麻布。木元球直径比道管内径小20mm，麻布直径则比导管内径大60mm。木球上以麻布绳拴牢在导管提升架上。5)提升设备采用1t倒链葫芦拔球。用25t汽车吊提升导管。3.1.6发电机500kw的发电机备用1台，以防止中途停电。7)卡箍现场准备拆卸导管用的卡箍4个，备用2个。8)测绳测绳2套。测锤可用铁板焊成平底空心锥体，其比重宜为1.52.0。锤重不宜小于4kg。测锤上设吊环，系以铁丝（或细钢丝）悬吊。9）砼灌注架用碗扣件搭设砼灌注架。10）人员配置入料4人，测锤观测1人，提升设备操作1人，导管安排4人，电工1人，木工1人。4.3.2钢筋笼制安孔桩钢筋笼主筋设计采用对焊连接。底节钢筋笼采用事先绑扎成型后整体吊装，以上钢筋则采用边绑扎边下放的常规技术进行施工。钢筋笼绑扎操作架采用万能杆件搭设。钢筋骨架的制作和吊放允许偏差：项 目偏差范围主筋间距10mm箍筋间距20mm骨架外径10mm骨架倾斜度5%骨架保护层厚度20mm骨架中心平面位置20mm骨架顶端高程控20mm骨架底面高程50mm4.3.3水下砼灌注孔桩水下砼灌注必须连续进行，中途中断时间原则上不能高于30分钟。经检查验收合格后，在准备工作充分的基础上，按要求安置料斗，其它工作也相应完成，向料斗中送料，当有足够数量的砼后拔球，后面输送泵紧接着送料。具体施工如下：安装好砼灌注架后，拼接下放水下砼灌注导管，安装砼储料斗，在砼灌注架上用钢轨安装分配梁，用两个10t葫芦将储料斗系于钢轨上，将导管下放至孔底，然后上提50cm，安装好堵料球后便储料，在拔球前，将高压风管放至孔底吹动沉渣，使沉渣处于悬浮状态，然后拔球，开始砼灌注。4.3.4施工注意事项1)导管使用前调直、试拼组装、试压、编号及自下而上标示尺度。其轴线误差不大于10cm。开始灌注前必须再次核对钢筋笼标高、导管下端距孔底尺寸、孔深、孔壁有无坍塌现象等；2)水下砼的坍落度必须控制在1822cm之内，并具有一定的流动度。拌和时间较一般砼酌情延长1.5倍，砼一经开始灌注，必须连续进行直至完成，中途任何原因中断灌注不得超过30分钟；3)为防止钢筋笼被砼顶托上升，在灌注下段砼时，尽量加快，当孔内砼面接近钢筋笼时，必须保持较深的埋管，放慢灌注速度，当砼面升入钢筋笼12m后，再减少导管埋入深度；4)在混凝土浇筑过程中，应测朗孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1-3m范围内。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右；5)水下砼灌注前导管应充分检测，并做泌水、压力、连接端抗拉试验,确保不漏水，并具有一定连接强度；6)导管应在竖直方向徐徐提升，每次提升的高度与砼灌注速度相适应；7)灌注水下砼时必须制作标准养护试件，作砼抗压强度试验，每组试件的平均强度不得低于设计规定的砼标号；8)连接导管法兰盘时，为便于拆除导管，导管法兰盘连接螺栓螺帽向上，对称紧固螺栓；9)为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度，当砼拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度；10)组装连接砼水下导管时，必须将其下部垫平，以确保导管连接质量；11) 水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。4.4 注意事项及处理4.4.1钻孔1） 坍孔（1) 坍孔原因分析 1护筒埋置过浅，周围封填不密漏水；2操作不当，如提升钻头、抽碴筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁；3泥浆稠度小，起不到护壁作用；4泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；5向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；6在松软土层中钻进，进尺太快；（2)预防及处理措施1坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻孔；2轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提 高水位；3严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进；4汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定；5提升钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；6在松软层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。2） 卡钻有“上卡”与“下卡”两种类别。上卡时，钻头提不出来，向下还能活动。下卡时，钻头不能活动。卡钻的原因：(1)钻头磨耗严重，修补钻头后，放绳过猛或钻头直径加得过大。b)、孔内有探头石、坍孔落石等。(2)预防和处理方法：更换修补钻头，注意直径尺寸。新下钻头时，冲程要小，慢慢加大冲程。注意钢丝绳在水面的情况，发现钢丝绳划水立即探明原因，如有探头石，采用加粘土、片石填平，防护冲击慢慢过渡。卡钻后，不要猛拉，弄清情况，妥善处理。上卡时，可松动钢丝绳，使钻头转动一下，再向上提或用小冲程轻打，同时转动钢丝绳从下向上扫孔，及时上提钻头。发生下卡时，可用绞车提或者空气吸泥机吸走埋钻的泥砂，再提钻头。3）掉钻(1)掉钻的主要原因是：绳卡子松动；合金套焊接质量差，钢丝绳拔出了套子；钢丝绳断裂，卡钻强提等。(2) 预防及打捞措施1加强检查工作，对损伤严重的钢丝绳、起重工具、钻杆等应及时处理更换。2认真按规定操作，遇障碍物不能硬钻，卡钻时，不能强提吊钻头的钢丝绳。3钻头上设副绳（保险绳），钻头上设副钩，副绳保证主绳断裂时而起承重钻头作用，副钩在钻头掉时易于打捞。4打捞钻头 a、钩取法：钻头上预先焊接钢筋环或横梁，个伊拉克钩子捞取。b、覆盖层较浅时，用钢护筒下至基岩，强行抽水捞取钻头。4） 梅花孔A) 在冲击法钻孔中钻孔不圆，称为梅花孔，其发生的原因是冲击钻未设转向装置不灵，以致冲击钻头不转动；泥浆太稠，妨碍钻头转动，操作时，钢丝绳太松或冲程太低钻头得不到充分的转向时间。B) 处理方法：检查转向装置是否灵活，选用的钢丝绳捻扭方向是否一致，并按规定操作执行。发生梅花孔后，加卵石或片石回填钻孔，重新冲击钻孔。5）钻孔偏斜(1) 原因分析1桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；2土层软硬不匀，致使钻头受力不均；3钻孔中遇有较大孤石、探头石；4扩孔较大处，钻、头摆动偏向一方；5钻杆弯曲，接头不正。(2) 预防及处理措施1检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻机设以检修；2偏斜过在时，填入土石(砂或砾石)重新钻进，控制钻速；3如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时，用低速，将石打碎，倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再钻。6）扩孔及缩孔(1) 原因分析1扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆动过大所致；2缩孔原因是钻锥磨耗过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。(2)预防及处理措施1注意采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施；2注意及时焊补钻锥，并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁；3已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。7）钻孔漏浆在渗水性强或有地下水流动的地层中，泥浆会向孔壁外漏失。护筒埋设太浅，回填土不密实或水头过高等，补救的办法是：加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或反复回填掺卵石与片石反复冲击。4.4.2混凝土灌注灌注水下混凝土是成桩的关键性工序，灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。 如出现事故，应立即分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。对于确实存在缺点的钻孔桩，必须尽可能设法补强，绝不能轻易废弃，造成更多的损失。 1）导管进水 （1)主要原因 1首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。2导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。3导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。(2)预防和处理方法为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防。万一发生，要当即查明事故原因，采取以下处理方法：若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过砂石泵吸出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除,然后重新下放骨架、导管并投人足够储量的首批混凝土，重新灌注。若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插人续灌，但灌注前均应将进人导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻人，导管插人混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽于，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量,提高稠度后灌人导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。 若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插人混凝土时，可在原护简内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压人原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护简内灌注普通混凝土至设计桩顶。2）卡管在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，导管接缝处漏水等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意：切勿使导管内的混凝土落人井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落人井孔，须按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺人缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。3）坍孔在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，用测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提，相差很多，均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或长江涨潮时，孔内水位差减小不能保待原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。4）埋管导管无法拔出称为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。预防办法：按前述要求严格控制埋管深度，一般不得超过6-8m，在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝。首批混凝土掺人缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否稳妥，提升导管时不可猛拔。若埋管事故已发生，初时可用千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已准混凝土中，用吸砂石泵吸出混凝土表面泥渣；在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层间。5）钢筋笼上升钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔，导管提升钩挂所致外，主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注的速度（m3min）过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间时，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。克服钢筋笼上升，除了主要从上述改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑，具体措施为：钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用。 6)灌短桩头灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。预防办法是： 在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混