铁路桥梁工程钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书

1、铁路桥梁工程钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书1、适用范围本作业指导书适用于铁路土建工程各种土质层和沙类土、碎 （卵）石土或中等硬度以下基岩的桩基施工。2、作业准备2.1 内业技术准备开工前， 技术人员应对施工图纸及相关的通用图纸和实质性施工组织设计进行认真阅读和审核，熟悉客运专线铁路作业指南、验收标准以及相关的规范。制定安全保障措施及应急预案。对现场作业人员进行岗前技术、安全培训和考核，合格后持证上岗。对考核合格的人员进行技术交底。2.2 外业技术准备修建钢筋加工厂并配齐生活、生产及办公设施，满足施工生产需要。复核测量导线点、水准点，对场地进行平整，连通施工便道以及用水、用电，备齐各种原材料和

2、安全防护设备。3、技术要求护壁泥浆应采用砂浆搅拌机拌合，其性能应满足要求。在大面积施工展开前，应进行钻孔工艺试验，并进行总结。施工工序与工艺流程旋挖钻机作业施工程序为：施工准备一桩基工艺试验-工艺总结 一测量放样-护筒埋设（泥浆制备及测试）一钻机就位一钻孔-补浆一孔深测量-地质确认一清孔一成孔4、工艺及质量控制流程图4.2旋挖钻机钻孔桩施工工艺流程图5、施工要求5.1 施工准备5.1.1 岗前培训桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全教育培训，培训合格后，方可持证上岗作业。尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培训，必须经考核合格后持证上岗作业。5.1.2 场地踏勘进行场地踏勘，

3、对既有架空电线、地下线缆、给排水管道等设施， 如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。5.1.3 地质调查桩基施工以前需要根据设计方提供的地质报告了解施工部位的地质情况，确定合适的钻头类型。5.1.4 施工机具根据旋挖钻机施工的要求，准备满足要求的设备，如旋挖钻机、泥浆泵、导管、电焊机、氧气瓶、乙炔瓶、挖掘机、泥浆搅拌机、自卸车等，并调试至最佳使用状态。测绳需标定后方可使用。5.1.5 场地平整及布置平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固等措施。场地要采取有效的排水措施。场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位

4、置，沉淀池的容积应满足2个以上排渣量的需要。5.1.6 泥浆池开挖以及泥浆制备1施工前本着节约方便施工的原则确定泥浆池位置及大小。一般可根据使用的泥浆泵的功率依照相邻敦的桩基共用一座泥浆池的原则来确定泥浆池位置，泥浆池大小可按照使用钻机数量来开挖。2开挖以前先挖深沟，经有关人员确认泥浆池位置无地下管线。泥浆池可按照1 :0.75放坡，开挖完成后应立即按照要求设置 1.5m 高的栏杆，同时用余录网四周围护并在醒目位置悬挂标示牌、 警示牌等。泥浆池造浆前底部及四周使用厚朔料布进行衬护。3由于旋挖钻机施工时，采用静态泥浆护壁，故应配置优质泥浆进行护壁。4泥浆调制采用泥浆搅拌制备，泥浆可采用接近地表经

5、过冻融的黏土或水化快造浆能力强黏度大的膨润土来制备。5现场技术交底和设计图纸，通过标高计算复核桩径桩长桩底桩顶标高，如有疑问及时报现场工程师，防止出现施工质量事故。5.2 施工工艺5.2.1 测量放样利用施工现场附近复核报批过的导线点和水准点，用全站仪等准确放样个桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度；测好的桩位必须复测，误差控制在5mW内。5.2.2 钻机就位1钻机就位以前先检查钻机的工作性能，确保钻机各零部件、液压系统及各种仪表正常工作。保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，将钻机的尖端正对桩位标注点。在用垂球技钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身的水平，并保证钻架上的

6、起吊滑轮、钻杆中心及转盘中心在同一条铅垂线上，保证钻机底座和顶端要平稳，在钻进河运行中不应产生位移和沉陷。2钻机停位回转中心矩空位在34.5m之间。在允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回旋半径范围内是否有障碍物影响回转。5.2.3 制作、护筒埋设1旋挖钻机施工使用钢护筒，护筒一般用48mm厚的钢板加工制成，高度为15002000mm钻机桩的护筒内经应比钻头直径达1015cm,比桩径大2030cm,护筒长度根据地质情况确定。护筒加工完成后应立即检查护筒几何尺寸、相邻管节管径差、焊缝尺寸、外观及焊缝质量（水中护筒需要检查），检查合格后报

7、现场工程师，同时在护筒顶面、底面找出护筒截面中心，并在护筒上做好标示。2护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。 所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯填密实。埋设护筒前进行桩位控制点的放样，用小口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置，然后提出钻头且用钻头将钢护筒压到预定位置，再用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。钻头惯压护筒时要分别在护筒各个方向均匀惯压、同时惯压、防止外侧护筒惯压过程中出现倾斜。3护筒惯压到位后适用水平尺、 垂球检查护筒的垂直度。检查合格后再进行护筒外侧的回填，并报现场工程师。4护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1m;在砂土中不宜小雨1 .5m并在保持孔内泥浆液面高

8、于地下水位1 m以上。5利用施工现场附近的水准点测量护筒顶面标高，确定桩基深度。5.2.4 钻机钻孔1钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标示的挂设 中心线，然后对中钻头中心。钻头中心与护筒中心偏差不得大于5 cmI2成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、磨损情况，施工工程中磨损超标的钻头及时更换。3旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进的垂直度，通过电子控制和人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。同时在每一次钻机提钻甩渣复位后检查钻头是否对中。4开钻时，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中高于护筒底角0.5m 以上并不得低于地下水位方可开始钻

9、进。开始钻进时，低档慢速钻进，待钻进深度超过护筒刃角处，按正常速度钻进。在黏质土中钻进时，由于泥浆黏性大，宜糊钻，采用中等钻速，大泵量、稀泥浆钻进；在砂类土或软土层钻进时，易踏孔，宜控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稀泥浆钻进。5以钻头自重加压作为钻进压力，初入压力控制在8090Kpa每次进尺最佳为0.50.8m,钻屑进入筒体，装满一斗后，将钻头提出空外移至机侧，继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻头伤的压杆下压，通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸出钻渣，钻渣卸出完成，再将钻斗下落至地面，正旋关盖复位。6起落钻头速度要均匀，不得过猛或突然变速，孔内出土，应立即清走，不得堆积在钻孔

10、周围。7钻孔作业分班连续进行，一次成孔。在钻进过程中，按试桩确定的参数进行施工，设专职记录员成孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻渣情况与地质报告对照，并准确取样报现场工程师确认地质情况。当桩尖持力层地质与设计不符时，立即通知监理工程师及有关部门确认是否进行变更设计。钻孔工程中还必须详细记录钻进深 度、泥浆指标、机械设备损坏、障碍物、钻孔异常情况等。记录必须认真、及时、准确、清晰。解交接班时要做好交接记录。8钻进过程中产生的泥浆、钻渣经沉淀池净化处理后方可排放沉淀水。 在排水过程中不能造成对农田及周围水源的污染，沉淀池重点沉淀物用汽车运至指定弃场淤堆放处理。9钻至桩机设计标高后，钻头在不加

11、压的情况下就地继续旋转数圈，再提钻，保证钻头尽可能取渣情况下避免超钻。5.2.5 成孔检查1在钻机显示器显示孔底达到设计桩底标高后，停止钻进，在现场监理工程师在场的情况下，对护筒顶面标高、孔位中心偏差、空深、钻孔垂直度、孔底沉渣厚度等测量仪器、测绳、验孔器等工具进行全面检查（见钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法），签字确认合格。2检孔器长度为4倍桩基直径，外径直径不得小于钻孔桩直径。检孔器按照钢筋笼的形式加工，必须规则，切具有一定刚度。3钻孔倾斜度通过检孔器检验：检孔器在孔顶对中护筒中心下落后， 通过在护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的 倾斜度。具体做法是：在验孔器下放到指定位置后在

12、吊点系一垂球，然后在垂球的吊绳上用毫米尺标定从垂球系点开始的1米位置， 待垂球静 止后用毫米尺测量垂球吊绳到检孔器吊绳的距离E （单位：mm。此时检孔器所处位置桩孔的倾斜度就为i = E X 100 % / 1000。5.2.6 排渣、清孔钻孔排渣可采用泥浆循环和抽渣筒等方法。如采用抽渣筒排渣45 m深厚，每钻进0.51米应抽渣一次，并补给泥浆，灌注清水。钻到施工图标示桩底标高后，应立即清孔。当钻进深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔行进行检查，满足设计要求后，填写终孔检查证，经监理工程师鉴认后方可进行清理和灌注水下混凝土的准备工作。1清孔方法掏渣法适用于在各类土层中用钻孔的各类摩擦桩

13、的初步清孔：喷射法（射风、射水）法和砂浆悬浮法是用于配合其他清孔方法的辅助手段。2钻孔桩清孔对于原土造浆的钻孔，钻到设计后，可使钻头空钻不进尺，循环换浆，泥浆比重在1 : 1左右。对于土质较差的砂土层和砂加卵石层，清孔后孔底泥将密度应控制在1.151.25 g/cm3左右。清孔后的孔底沉渣厚度，端承桩不得大于50mm或不大于设计规定值；摩擦桩不得大于200mm在灌注水下混凝土前必须复测沉渣厚度，沉渣超过规定者，必须重新清孔，符合规定后方可灌注水下混凝土。3清孔注意事项清孔应向孔内补充清水或泥浆保持孔内水头，防止塌孔。严禁使用加大孔深的办法代替清孔。柱桩孔，在灌注混凝土前孔底射水或压气35min

14、,翻动孔底沉渣，然后进行灌注。射水压力比孔前压力大0.5MP.各环节施工衔接紧密，缩短工艺间隔时间。5.2.7 钻孔与灌注作业的连续性钻孔完成后，应立即组织钢筋笼安装和水下混凝土灌注工作，在此过程中，应保持孔内水头，避免塌孔。为保证施工的连续进行，应做好以下工作：1钢筋笼应提前制作。如果钢筋笼长度超过吊装能力，可以分段制作，向孔内安装时现场焊接或采用套筒发接长。2提前完成机械设备和施工器具的准备，包括混凝土生产设备，起重吊装设备，电焊设备，供电设备，混凝土灌注设备，检测试验设备等，混凝土生产和供电等关键设备应用一套备用。3按规定时间提前约请监理工程师现场检验成孔，钢筋笼，混凝土配合比及原材料，

15、混凝土拌制的质量，避免停工检验。5.2.8 注意事项钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不定因素较多， 因此开钻前制定详细可行的基桩施工作业指导书，包括施工工艺、 钻孔前的设备检修、人员培训与准备、泥浆循环系统等材料准备、事故预案、安全方案、质检方案等，并备有可靠的自发电系统和满足要求的商品混凝土应急。每钻进2 m或地层变化时在泥浆池中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便于地质剖面图相核对。因桩基地质情况较复杂，当钻孔至砂层等易塌地层时采用加大泥浆比重并增加泥浆的黏度，减慢钻孔速度等方法通过该地层。 钻孔过程中现场工程师旁站监督，发现问题及时解决。6、劳动组织1劳动力组织方式：采用架

16、子队组织模式。2施工人员根据工艺试验和配备的人员、机械选用最佳组合，人员配置见表。工班长1人技术员兼安全员1人质检员1人钻机操作手2人指挥员1人装载机驾驶员1人其中工班长、技术员兼安全员和质检员必须有正式职工担任7、材料要求1护筒：一般用48 mmif的钢板加工制作，一般高度为15002000mm泥浆：泥浆种类见表，钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。泥浆种类主要材料外加剂膨润土泥浆膨润土，水分散剂，增黏剂，防漏剂聚合物泥浆聚合物，水（加重剂）CMC （钠竣甲基纤维素） 泥浆膨润土，CMC,水分散剂黏土泥浆黏土，水，纯碱，外加剂分散剂，增黏剂2对泥浆材料的要求:a.黏土：粒径小于0.005mm的颗粒

17、含量大于5 0%,朔性指数 大于25%- 30% 含沙量小于6% S i O 2.和A 1 2.0 3.之比为34以 上，富含Na +、K+等亲水阳离子，水溶性呈碱性，C a0小于7 0 m g/L ,氧化物小于3 0 0 m g/Lob .膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、曲服值等指标，应符合有关标准C .水：淡水。d .外加剂:见表种类使用目的常用物资分散剂防水泥、盐分对水泥的污染。 污染后拟将的 在生。增强防坍作用。提高泥水分离性Na6.P6Q8,Na6.P3Oo,NaHCO,木质素，腐殖酸增黏剂防孔壁坍塌。提高钻孔效率。对受水泥、盐 分污染有保护膨润土的胶凝作用CMC （钠

18、竣甲基纤维素）加重剂增加泥浆比重，提高孔壁稳定性重晶石，铁砂、铜矿石、方铅 矿粉末防漏剂防止泥浆漏入土中锯末，稻草，水泥。核桃皮粉 末盐水泥浆剂在盐水中湿胀并并提高强度防腐剂防止C M C等有机外加剂在夏季变质硫化钠8、主要机具设备1主要机械：旋挖钻机1台2辅助机械：钻头2个，搅浆机1台，泥浆泵1台，电焊机2台， 氧气瓶1台，空压机1台，乙快瓶若干，挖掘机1台，千斤顶1个， 抽渣机1套，检孔器及测绳个一套。9、质量控制及检验9.1 质量控制9.1.1 严格控制泥浆质量，泥浆对护壁及钻渣的悬浮起着重要作 用。优质的泥浆指标见表。首先要选用优质的膨润土，火碱、纤维素， 根据地质情况进行配比选择，其

19、次要用搅浆剂按比例均匀搅拌， 泥浆 池要循环利用，从孔位返回时设置沉淀池。9.1.2 钻孔的平台，钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降钻架商店起吊滑轮与转盘中心在同一铅垂线上。2应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5 cm3对于软弱地基，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，避免钻机倾斜影响孔的垂直度。钻孔时起落钻头的速度宜均匀，不得过猛或聚然变速，孔内出土不得长时间堆积在钻孔周围。特别是钻头提至护筒护筒底部时速度要有所下降，避免护筒底部孔壁在反复提升过程中扩经。9.1.3 钻孔过程中随时认真对地质情况复查，并调整泥浆指标，防止出现塌孔现象，并且按照地质情况调换合

20、适的钻头，以保证施工正常进行。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，要减慢速度；在易缩颈的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩颈；对硬缩层采用快钻快进， 以提高钻进效率；砂层则采用慢钻慢进并适当增加泥浆比重和黏度。但是钻头下降速度也不可太快，尤其是刚刚入孔时。钻头下降和钻杆提升速度应控制在以下表给出的范围内。9.2 质量检验钻孔桩质量应按照客运专线铁路桥涵工程质量验收暂行标准（铁建设K 2 0 0 5 3 160号）的相关条款进行检验。优质泥浆性试验钻进方法地层情况相对密度黏度（s ）含砂率（%）胶体率（）p H值旋挖钻填土、硬 土、

21、粉土、 砂性土、砂 卵砾石层、 软中硬 苴比堂 至C 71.03 1.118 22< 2 %>98810钢护筒检测项目及指标序号检测项目规定值或允许偏差检测方法和频率1长度（mD满足设计值尺量2外径（mrm桩径十 ( 2040cm)3倾斜度1 %4护筒顶囿中心偏差（mm5 05相邻关节管径差（mm36下沉最后灌入度> 5 c m/m i n焊接;焊缝尺寸及外观符合规程要求样板尺，目测1。点超声波检测超声波探伤1 0 0 %探伤仪检测钻孔桩灌注混凝土前泥浆及沉渣指标项目允许误差检验方法泥浆比重<1.1泥浆测试仪器（三件套）含砂率< 2 %黏度1 7 2 0s沉渣厚度W 2 0cm测绳测量钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法序号项目允许偏差检验方法1孔位中心5 0cm10、安全及环保要求 10.1安全要求1施工现场设置警示标志，严禁非施工人员进入。2钻机岗位工作人员，在上岗之前，都必须经过针对性的培训，持证上岗，全部工作人员都必须熟知桩基的整个施工过程，同时要熟练掌