钻孔灌注桩施工作业指导书

1、 钻孔灌注桩施工作业指导书1.0编制目的明确渝广高速土建一分部桥梁桩基钻孔灌注桩的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范钻孔作业施工。2.0编制依据公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004) 重庆市高速公路施工标准化指南3.0适用范围本施工作业指导书适用于渝广高速公路桥梁桩基的施工。4.0施工机械4.1冲击钻冲击钻为钻机的一种。主要用于地质较硬，有岩石等较硬地层的钻孔施工。5.0施工方法及工艺要求5.1 钻孔灌注桩施工流程钻孔灌注桩施工流程如图5-1所示平整地凿 桩桩位放样挖埋护筒钻机就位钻 进制作护筒钻机拼装中间检查终

2、孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、沉淀池泥 浆 制 备补浆、测指标测孔深、泥浆比重、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表格、监理工程师签字认可填表、监理工程师签字认可检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度导管拼装、试压测孔深、孔径钢筋笼制作图7-1 钻孔灌注桩施工工艺流程桩基检测5.2 施工前准备工作进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道、天然气管道等设施，如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清楚、改移、保护等措施妥善处理。收集工程地质资料，分析桩位地质情况、施工条件；组织进行图纸会审，根据地形、地质、水文

3、资料和桩顶标高等情况进行施工工艺设计。同时准备地质核查表，施工过程中根据钻孔情况进行现场核对，填写核查资料。平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置。钻孔场地应清除杂物、换除软土、夯打密实作业场地。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。桩位由测量班进行测设放样，按照基线控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位中心，用十字桩固定位

4、置；用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度，测量的误差控制在5mm以内。经验收后应采取保护措施，防止桩位变动。架设电力线路。配备合适的变压器或柴油机。组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告以及有关资料。5.3埋设护筒 (1)钢护筒在普通作业场合及中小孔径的条件下，一般使用不小于8mm厚的钢板制作；在深水、复杂地质及大孔径等条件下，应用厚度不小于12mm的钢板卷制。另外，可在护筒上下端和接头外侧焊加劲肋，以增加其刚度。护筒顶部应设置护筒盖。(2)当护筒长度小于6m时，有钻杆的正反循环钻护筒内径必须大于桩径20cm；无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲

5、击锥护筒内径必须大于桩径30cm；深水或感潮区且无钻杆导向的护筒内径必须比桩径大40cm。(3)钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒一般用钢板卷制，壁厚保证护筒呈圆筒状且不变形。(4) 护筒内径比桩径至少大20cm，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，偏差不得超过50mm，竖直线倾斜不大于l%。(5)旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜、倾斜角（指斜桩）和两节护筒的连接质量均需符合规范要求。深水基础中的护筒，平面位置的偏差也适当调整到80mm以内。沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。(6)护筒高度宜高出地

6、面0.3m或水面1.02.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。(7)护筒埋置深度在旱地或筑岛处为24m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.01.5m。(8)护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。5.4泥浆制备 (1)钻孔泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成，其性能指标可参照下表选用。表5-1 泥浆性能指标选择钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pa.s)含砂率(%)胶体率 (%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(PH)正循环一般地

7、层易坍地层1.051.201.201.4516221928848496962515221.02.535810810反循环一般地层易坍地层卵石土1.021.061.061.101.101.15162018282035444959595202020333l2.5l2.5l2.5810810810旋挖一般地层1.021.101822495203l2.5811冲击易坍地层1.201.40223049520335811注：1.地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限；2.地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限；(2)泥浆主要性能指标及测定方法：相对密度x ：可用泥浆相对密度计测定。将要量

8、测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态(即气泡处于中央)，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。粘度(s) ：工地用标准漏斗粘度计测定，粘度计如图7-1所示。用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml 量杯所需时间(s)，即为所测泥浆的粘度。图7-1 粘度计1-漏斗、2-管子、3-量杯200mL、4-量杯500mL、5-筛网及杯含砂率()：工地用含砂率计（图7-2）测定。量测时，把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口

9、塞紧，摇动lmin，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪器上刻度读出)乘2 就是含砂率()。图7-2 粘含砂率计胶体率()：亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法：可将l00ml的泥浆放人干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。以100(水+沉淀物)体积即等于胶体率。失水量(ml/30min)和泥皮厚(mm)：用一张120mm×120mm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后，量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平

10、均半径(mm)即失水量，算出的结果(mm)值代表失水量，单位：ml/min。在滤纸上量出泥饼厚度(mm)即为泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄，则泥浆质量愈高，一般不宜厚于23mm。(3) 钻机施工过程中应保证泥浆面始终不得低于护筒底部，以保证孔壁的稳定。(4)桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。按钻孔方法和地质情况，一般需采用泥浆悬浮钻渣和护壁，因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁等原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原料和减少环境污染，可使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统。(5)泥浆池、沉淀池的池面高程应比护筒

11、低0.51m，以利于泥浆回流畅顺，位置布局要合理，不得妨碍是施工机械行走。泥浆池的容量不小于每桩孔的排渣量，沉淀池的容量应为每桩孔排渣量的1.52倍。设专人清除沟槽沉淀物，多余的泥浆要及时排除坑槽，保证不淤塞，维护泥浆沟、沉淀池、泥浆池的工作性能5.5钻孔施工(1)钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查，包括场地与钻机坐落处的平整和加固，主要机具的检查与安装；钻机安装后的底座和机架应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。钻机就位平稳，在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。(2) 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，针对不同地质层选用不同的钻头、钻进

12、压力、钻进速度及适当的泥浆比重。(3) 钻头的直径要求：对于冲击钻，冲锤直径小于设计桩径2cm为宜。(4)开钻前，必须确认钻头对中，对中偏差不大于5cm。冲击钻钻架上的起吊滑轮组、锤头中心、钢丝绳与护筒中心应在同一铅锤线上，须满足偏差要求。钻机就位测量护筒顶标高，用于钻孔过程中进行孔深测量。(5)用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护简必须竖直。钻孔开始后应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护简拔出，调整后重新压入钻进。(6) 开孔的孔位必须准确，开钻时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。(7) 冲击钻钻进施工过程中应保证泥浆面高于护筒底部50cm

13、以上，以保证孔壁的稳定。在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位及要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外，并保持孔内水头。(8)采用正、反循环钻孔均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。(9)钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求时,应随时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。(10)钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情

14、况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应做好孔桩及钻机的保护措施。经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。(12)当钻孔深度达到设计要求时，采用检孔器和测绳等仪器对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。5.6清孔(1)清孔要求钻孔深度达到没计标高后,应对孔深、孔径进行检查，符合设计及规范要求后方可清孔。清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔

15、内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。(2) 清孔时应注意的事项清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。(3)不论采用何种方法清孔，清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验，试验结果应符合规范要求。灌注水下混凝土前，孔底沉淀土厚度应符合成孔质量规定。(4)不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。5.7桩基钢筋笼安装 （1)钢筋笼应在钢筋加工场或在设置水泥台座及顶棚的硬化场地上进行制作，制好后的钢筋骨架必须平整垫放，钢筋笼加工应采用模具标准化制

16、作，运至钻孔现场，其制作应符合设计及规范要求。 (2)钢筋笼应每隔1-2m设置临时十字加劲撑，以防变形；加强箍肋必须设在主筋的内侧，环形筋在主筋的外侧，并同主筋进行点焊而不是绑扎。 (3)每节骨架均应有半成品标志牌，标明墩号、桩号、节号、质量状况。 (4)长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，应确保不变形，接头应错开。第一节钢筋笼放入孔内，取出临时十字加劲撑，在护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，并保证工字钢水平和钢筋笼垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接，然后再下放钢筋笼，如此循环。下放钢筋笼时，要缓慢均匀，根据下笼深度，随时调整钢筋笼人孔的垂直度，尽量避免

17、其倾斜及摆动。 （5）钢筋笼保护层，必须满足设计图纸和规范的要求。钢筋笼保护层垫块推荐采用绑扎混凝土圆饼形垫块，混凝土垫块半径应大于保护层厚度，中心穿钢筋焊在主筋上，每隔2m左右设一道，每道沿圆周对称设置不小于4块。骨架顶端应设置吊环。 （6）级钢筋直径超过25mm以上的连接不宜采用焊接，应采用镦粗直螺纹钢筋接头机械连接，接头必须按照有关试验规范进行试验和验收。采用镦粗直螺纹钢筋接头时，应根据不同品牌的钢筋原材料直径负偏差来控制镦粗机压模内径、滚丝机滚丝轮直径和细微调整螺纹套筒的内径，钢筋外露丝不大于1丝半。 （7）检测管安装，桩径小于1.5m，钢筋笼内均布3根，桩径大于等于1.5米，钢筋笼内

18、均布4根，检测管上端高出基桩顶面50mm，下端至桩底，检测管每节长8m，最低一节长度不大于12m，节间用套管连接，安装时将检测管绑扎与加劲钢筋之上，其底端用钢板旱牢封底，要求不漏水，混凝土灌注前，管内灌满水，其上用塞子堵死。(8)钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：项目允许偏差项目允许偏差主筋间距（mm）±10mm保护层厚度（mm）±20mm箍筋间距（mm）±20mm中心平面位置（mm）20mm骨架外径（mm）±10mm顶端高程（mm）±20mm倾斜度（mm）±0.5%底面高程（mm）±50mm5.8砼灌注(1)水下混凝土一般

19、用钢导管灌注，导管内径为200350mm，视桩径大小而定。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1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。(2)混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和,符合条件后才能使用。(3)首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。(4)在灌注过程中,有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。(5)在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在26m。在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。(6)为防止钢筋骨架上浮，当灌注的

20、混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土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。(7)灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.51.0m，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。(8)使用全护筒灌注水下混凝土时，当混凝土面进入护筒后，护筒底部始终应在混凝土面以下，随导管的提升，逐步上拔护筒，护筒内的混凝土灌注高度，不仅要考虑导管及护筒将提升的高度，还要考虑因上拔护筒引起的混凝土面的降低，以保证导管的埋置深度和护筒

21、底面低于混凝土面。要边灌注、边排水，保持护筒内水位稳定，不至过高，造成反穿孔。(9)混凝土灌注至桩顶时，应注意管内混凝土压力，避免桩顶泥浆密度过大而产生泥团或桩顶混凝土不密实、松散等现象。5.9泥浆处理 旱地泥浆循环和净化方法：制浆池和沉淀池大小视制浆能力、方法及钻孔所需流量而定，及时清理池中沉淀，运至弃土场摊铺、晾晒、碾压。6.0钻孔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：6.1 坍孔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。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

22、及时补充泥浆（或水），或河水上涨，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。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。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。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，应

23、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1m2m，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。吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。6.2钻孔偏斜偏斜原因 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

24、。预防和处理钻机安装后调整好钻杆的垂直度和钻机的水平度，在钻孔过程中钻机提钻甩渣复位后，应检查钻头是否对中。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。6.3掉钻落物钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。掉钻落物原因卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。钻杆接头不良或滑丝。操作不慎，落入扳手、撬棍等物。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。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。6.4扩孔和缩孔扩

25、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筒摆动过大，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、提不出钻头的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻头焊补不及时，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

26、进，并复钻二三次，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,以免桩身缩颈或露筋。6.5钻孔漏浆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，致使护筒底脚漏浆。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。处理办法凡属于第一种情况应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。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。7.0质量标准及检验方法7.1钻孔桩成孔质量标准（表7-1）表7-1 钻孔桩成孔质量标准项目规定值或允许偏差钻孔桩孔的中心位置（mm）群桩：100单桩：50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度（%）钻孔：<1孔深（m）摩擦桩：不小于设计规定支承桩：比设计深度超深不小于0.05沉淀厚度（mm）摩擦桩：符合设计要求，设计未规定时，对于直径1.5m的桩，200；对于桩径1.5m或桩长40m或土质较差的桩，300支承桩：不大于设计规定，设计未规定时50清空后泥浆指标相对密度：1.031.10；黏度：1720Pa*S；含砂率：<2%；胶体率：98%7.2钻孔灌注桩成桩质量检验标准（表7-2）表7-2  钻孔