钻孔灌注桩施工作业指导书(下三枚通道桥冲击钻)4

1、国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路大 理-丽 江 联络线 桩基施工作业指导书编制： 赵 文 要 复核： 何 开 斌 批准： 杨 明 亮 中铁十一局集团大丽高速 12-1合同段项目部2010年06月20日 钻孔灌注桩作业指导书 1.适用范围 适用于12-1合同段K80+173、K80+850通道桥桩基施工。 2.编制目的 明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。 3.编制依据3.1云南省大理至丽江高速公路两阶段施工图设计文件。 3.2公路桥涵设计规范、公路桥涵施工技术规范、JTJ071-98公路工程质量检验评定标准。 3.3投标文件及国家、云南省相

2、关法律与规定。 3.4项目部进场的劳动力、施工机械设备能力和技术管理及现场地质实际调查。 4.主要工程机械配备根据本标段桥梁的结构形式、工程地质特点及采用的施工方案、方法和进度计划安排等因素，本桥机械设备配置见下表：进场主要机械设备表序号名 称型 号数 量1冲击钻机8JZ10022起重设备QY5013发电机组400GF14拌和站HZS7515装载机ZL50F16混凝土输送泵HBT7517混凝土输送车JC628钢筋切断机G40C19钢筋弯曲机CW40C110电焊机BX-5002 5.施工方案 5.1施工工艺详见“钻孔桩施工工艺框图”。 5.2钻机选择桥位处地质为低液限粘土、粉土质砾、液限粘土、泥

3、炭质土、采用冲击钻机成孔，体型号见上表。 5.3施工准备5.3.1施工场地本桥桩基位于水田。将场内杂物清除并挖出除软土，回填一定厚度的碎石土整平夯实。 钻孔桩施工工艺框图准备工作开挖、埋设护筒 钻机就位钻孔注浆泥浆沉淀泥浆池泥浆备料设 置 泥浆泵钻 进制作护筒清 孔制作钢筋笼吊装钢筋笼组拼及检验导管 安装导管测量沉碴厚度 移走钻机灌注水下砼吊运砼 制备砼测量砼面的 标 高拔除护筒截除桩头无损检测5.3.2测量放样由桥梁技术主管组织测量人员进行施工放样测量，经监理验收合格后，应根据桩基布置情况导引测量控制点，并设保护标志，以备校核桩位之用。桩位测放后，先用木桩中心钉小铁钉标示桩孔中心位置，经复测

4、后，据此埋设护筒，并引出至少两个护桩，钻机据此校正位置。5.3.3埋设护筒。为了保持孔壁稳定，防止钻孔坍塌，必须埋设孔口护筒。护筒采用6mm厚钢板制作，护筒内径比桩径大300mm。护筒顶端高度：控制护筒顶端高度的目的是为了提高孔内水位，形成内外水头差，以保持孔壁稳定，施工期间护筒内的泥浆面要求高出地下水位1.01.5m，护筒顶端高出地下水位1.52.0m。护筒底端埋深：控制护筒底埋深目的是为了防止护筒内水位较高时，护筒脚冒水，并保持护筒稳固。将护筒周围0.5米范围内碎石土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下。护筒埋设采用挖埋法，先将桩位处挖出比护筒外径大50cm的圆坑。将坑底平整，然后通过定位

5、的控制桩放样，将钻孔中心位置标于坑底，再把护筒吊放入坑内，用十字架在护筒顶部找出中心，使其与钻孔中心重合，同时用锤球检查护筒重直度，此后用粘土对称回填夯实。最后，复测桩位的水平偏差和护筒垂直度偏差，护筒中心与桩孔中心偏差不应大于50mm，坚直线倾斜不大于1%。 5.3.4配备泥浆循环系统。泥浆具有防止坍孔、悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流的作用，所以要选择良好的原材料和相对密度、粘度及胶体率。根据工程地质特点，在施工场地内开挖1个泥浆坑，容积不小于50m3，施工中采用塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆护壁，应随时测

6、定泥浆性能，确保孔内泥浆的性能指标控制在：相对密度比重1.21.4,在冲击钻进大卵石层时不可用1.4以上，粘度2230S，含砂率4%，各机长认真执行钻探操作规程，根据地层状况及时调整泥浆性能，保证成孔速度和质量，施工中随着孔深的增加应注意向孔内及时、连续地补充泥浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。灌注过程中应通过泥浆泵使孔内泥浆返回泥浆池，防止泥浆外溢，保证场地清洁。 5.3.5泥浆的循环与净化设置泥浆池、沉淀池，槽间用埋管和开槽连通。泥浆循环详见泥浆循环工艺图。泥浆循环工艺图运至弃碴场 运至弃碴场清水池 泥渣 泥渣循环池筛子 沉淀池护壁泥浆排渣 灌注砼安装导管清 孔钻 孔下钢筋笼钻机就位

7、 5.4钻孔5.4.1钻机就位钻机就位时，地基应平整、牢固，以防钻进过程中钻机产生位移或沉陷。开钻前先检验钻头直径，并调整钻塔垂直，合格后根据所设置的护桩，对准桩位，经现场技术员检查并报监理验收合格后，方可开钻。5.4.2钻进成孔5.4.2.1钻孔原则合理选择钻进参数，小量松绳，勤松绳，勤抽查。5.4.2.2开孔小冲程开孔，要打得准，打得稳，间断冲击，少抽渣，使开口圆顺，起好导向作用，并防止孔口坍壁。开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定，如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。5.4.2.3钻进a、整个钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.5m2.

8、0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣后应及时补水。b、护筒底脚以下2m4m范围内采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。c、在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击钻以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。d、开孔或钻进遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石的比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。e、在通过坚硬密实砂砾层或基岩漂石之类的土层中时采用高冲程（100cm）；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程（约75cm）。冲程过高，对孔底振动大，易引起坍孔。在通过高液限粘土、含砂低液

9、限粘土时，采用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程，并相应提高泥浆的粘度和相对密度。f、通过漂石或岩层时，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。g、钻进中注意均匀地松放钢丝绳的长度。在松软土层每次可松绳5cm8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm5cm。应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。h、钻进至护筒底23m后适当加大冲程，主要绳长量为35m。i、密切观察桩机工作情况，周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生

10、。j、桩孔的钻进应连续作业，不得中途停止，应经常注意土层变化，在土层变化处均应采取渣样，判断土层，记入记录表中的钻渣情况栏，并与地质剖面图核对。l、为正确提升钻头的冲程,在钢丝绳上绑扎布条标志长度。m、在排渣后或其他原因停钻后再次开钻时,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。n、钻孔的安全要求：冲击头起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁；进出空口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻头撞击人身事故；因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。5.4.2.4排渣采用换浆法排渣。a、在密实坚硬土层每小时纯钻进小于5cm10cm、松软地层每小时钻进小于15cm30cm时，应及时进行排渣。或每进尺0.

11、5m1.0m时排渣一次，排渣应达到泥浆内含渣显著减少、无粗颗料、相对密度恢复正常为止。b、在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待钻进4m5m后再排渣。正常钻进每班至少排渣一次。5.4.3钻孔记录每班组钻孔时必须按钻孔记录表认真记录钻孔情况。 5.5检孔5.5.1孔径检测。钻进过程中，为保持设计孔径大小，必须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的46倍，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层或更换钻头前，都必须检孔。用新铸或新焊补的钻头时，应先用检孔器检孔到底后，才可放入新钻头钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔器等方法检孔。5.5.2孔深检测。孔深采用标准测锤检测（测锤底直径

12、1315，高2022，质量46）。 5.6成孔与清孔当钻孔达到设计标高后，应由质检员进行成孔质量检验，符合设计、规范要求，并报请监理工程师签证认可后方可进行清孔；采用换浆法清孔,即将相对密度为1.11.3的泥浆注入,把孔内悬浮钻渣换出。 5.7钻孔事故处理常见的钻孔事故有：塌孔、钻孔偏斜、扩孔与缩孔、钻孔漏浆、掉钻落物、糊钻以及形成梅花孔、卡钻、钻杆折断等等。其处理方法如下：5.7.1遇有坍孔，应认真分析原因和查明位置，然后进行处理。坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头、埋深护筒等措施，继续钻进。坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂或者小砾石夹黏土回填，暂停一段时间后，

13、查明坍孔原因，采取相应的措施重钻，坍孔部位不深时，可采取深护筒法，将护筒周围土夯实，重新钻孔。5.7.2遇有孔身偏斜、弯曲时，一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后重新钻孔。5.7.3遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和钻头摆动过大的措施。缩孔是钻头磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成的。对前者应及时补焊钻头，对后者应用失水率小的优质泥浆护壁。对已发生的缩孔，宜在该处用钻头上下反复扫孔以扩大孔径。5.7.4钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采用将护筒周围回填土筑实、增加护筒埋置深度、适当减小水头高度或加稠泥浆、倒入黏土

14、慢速转动等措施；用冲击法钻孔时，还可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以增强护壁。5.7.5掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞；若落物已被泥砂埋住，应按前述各条，先清除泥砂，使打捞工具接触落体后再行打捞。 5.8钢筋笼制作与吊装 5.8.1钢筋笼制作5.8.1.1钢筋必须按不同品种、等级、牌号、规格及生产产家分批验收、分别堆存，不得混杂，且应立牌标明以便识别。钢筋运输、存放，应避免锈蚀、污染，露天堆放时，应垫高并加遮盖。钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单。到场钢筋应抽取试样做力学性能试验。钢筋的表面应洁净，使用前应将表面油迹、漆皮、鳞锈等清除干净；5.8.1.2钢筋应平直,无局部弯折

15、,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。5.8.1.3钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求。5.8.1.4焊接接头应尽量采用双面焊缝,双面焊缝有困难时,可采用单面焊缝。焊接时,两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使 两接合钢筋轴线一致。焊接接头双面焊缝的长度不小于5d,单面焊缝的长度不小于10d(d为钢筋直径)；受力钢筋焊接接头应设置在内力较小处，并错开布置。对于焊接接头,在接头长度区段内（35d且不小于50cm）内，同一根钢筋不得有两个接头。5.8.1.5接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径,也不应位于构件的最大弯距处；5.8.1.6凡施焊各种钢筋均应有材质证明书或试验报告单。焊条、焊剂应有合格

16、证，各种焊接材料的性能应符合现行钢筋焊接及验收规程（JGJ18）的规定。5.8.1.7钢筋骨架应具有足够的刚度和稳定性。骨架焊接应在坚固的工作台上进行，并以方木垫起，以免沾染污泥。骨架焊接时，在需要焊接的位置用其形卡卡住，防止电焊时局部变形。待所有焊接点卡好后，先在焊缝两端点焊定位，然后进行焊缝施焊；应按设计要求在钢筋笼上焊接定位钢筋以保证钢筋保护层的厚度。5.8.1.8施焊顺序宜由中到边对称地向两端进行，先焊骨架下部，后焊骨架上部。相邻的焊缝采用分区对称跳焊，不得顺方向一次焊成。在骨架每个节段上都要挂上标志牌，写明墩号、桩号、节号等。 5.8.2钢筋骨架吊装5.8.2.1起吊方法：钢筋骨架采

17、用16t汽车吊吊装。5.8.2.2起吊和就位为了保证骨架起吊时不变形，宜用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，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，直到骨架同地面垂直，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。当骨架下降到第二吊点附近的加劲箍接近孔口时，可用10cm钢管穿过加劲箍的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加劲箍处，

18、按上述办法暂时支承。此时可吊来第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，进行焊接。接头焊接完成，稍提骨架，抽去临时支托，将骨架徐徐下降，如此循环，使全部骨架降至设计标高为止。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算吊环的长度，并反复核对无误后再焊接定位。然后将两根10cm钢管大致平行穿过吊环，将整个钢筋骨架支托于护筒顶端。两钢管的净距应大于导管外径30cm。其后撤下吊绳，用短钢筋将钢筋骨架焊于护筒上，一方面防止导管或其它机具的碰撞而使钢筋骨架变位或落入孔中，另一方面也防止混凝土将骨架顶托上浮。骨架就位焊接完毕后，要核对在每节骨架入孔解下的标志牌，防止漏掉或接错骨架事故的发生。最后应详细检测

19、钢筋骨架的底面标高是否与设计相符，偏差不得大于±50mm。当灌注完毕的混凝土开始初凝时，即要割断吊环钢筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩，避免钢筋混凝土的粘结力受损失。 5.9灌注水下混凝土采用钢导管法灌注水下混凝土。混凝土在拌合站集中拌制，混凝土搅拌运输车运输，并利用混凝土搅拌运输车直接将混凝土倒入小型漏斗进行灌注。搅拌机的拌制能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。 5.9.1机具准备备齐灌注水下砼的机具设备、导管、漏斗、球栓等,机具设备的选择按规范执行。5.9.1.1导管。采用内径30钢导管,

20、其壁厚4mm，导管两端采用快速接头连接,导管在使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。水密试验时的水压应不小于孔内水深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Pmax的1.3倍。Pmax可按下式计算：Pmax=rchcmax-rwHw式中：Pmax导管可能承受的最大内压力，kpa； rc混凝土容重（24kN/m3），kN/m3； hcmax导管内混凝土柱最大高度，采用导管全长，m； rw钻孔内水或泥浆容重，kN/m3； Hw钻孔内水或泥浆深度，m。试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力。导管滚动数次，经过15min不漏水即

21、为合格。5.9.1.2漏斗和混凝土搅拌运输车a、漏斗导管顶部设漏斗。漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，不致影响导管内混凝土柱的灌注高度。b、混凝土搅拌运输车混凝土搅拌运输车起着储料斗的作用，因此其容量应使首批灌注的混凝土数量能满足导管首次埋置深度（1.0m）的需要。首批灌注的混凝土数量按下图和计算式计算。砼数量计算公式：V(H1+H2)D2/4+h1d2/4式中：V灌注首批混凝土所需数量(m3)； D桩孔直径(m)；H1桩孔底至导管底端间距；H2导管初次埋置深度(m)；d导管内径(m)；h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的

22、高度（m），即h1=HWW/C 其中HW井孔内水或泥浆的深度(m)； W井孔内水或泥浆的重度(KNm3)；C混凝土拌合物的重度（取24 KNm3）。 5.9.2二次清孔在吊入钢筋骨架、安放导管后，应再次检查孔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。5.9.3混凝土灌注灌注前，对孔底沉淀层厚度再进行一次测定。如厚度超过规定，可通过导管注入其性能指标符合规范要求的泥浆并搅动导管，使沉渣悬浮，然后迅速灌注首批水下混凝土。采用导管法灌注水下砼。导管法施工过程详见灌注水下砼图。将导管居中插入到距孔底约3040,导管上口接漏斗,在接口处设隔水栓,以隔绝砼与

23、导管内水的接触,在漏斗中存备足够数量的砼后,放开隔水栓使漏斗中存备的砼连同隔水栓向孔底猛落,将导管内水挤出,砼从导管落至孔底堆积,并使导管埋在砼内。灌注首批混凝土后，导管的首次埋置深度应不小于1.0米，以保证孔内的泥浆不能重新流入导管。首批混凝土下落后，混凝土应连续灌注。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗掉入孔内，使得泥浆变稠、比重增加，致使灌注困难。随着灌注的进行，孔内初期灌注的砼及其上面的泥浆不断被顶托上升，相应地不断提升导管并拆除顶端的12节导管。灌筑过程中导管埋入混凝土的深度应始终控制在26m之间，在任何情况下，不得小于1.0m，以免造成断桩事故。在灌注过程中，对导管埋入深度、混凝

24、土灌筑速度和孔内混凝土面升高等情况，均应随时检查，及时调整。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4米以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2米以上，即可恢复正常灌注速度。在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利

25、进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。砼的最后一批灌注，为了保证砼的强度，可以根据实际地形适当提高漏斗位置来增大压强。水下混凝土灌注顶面应高出设计桩顶标高0.51.0m，以确保桩身混凝土的强度。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。水下混凝土粗集料的最大粒径不应大于导管内径的1/61/8和钢筋最小净距的1/4。水下混凝土应具有足够的流动性和良好的和易性，其坍落度应控制在1822cm之间，且在运输和灌注过程中不发生离析或泌水等现象；水泥用量不宜小于360kg/m3;当掺用外加剂、掺合料时，水泥用量可酌情减少，但不

26、得少于300kg/m3；水泥的初凝时间，不宜早于2h。每根桩取混凝土试件应不少于四组。混凝土灌注应由专人做好记录。每根导管的水下混凝土浇筑工作，应在该导管首批混凝土初凝前完成，否则应掺入缓凝剂，推迟初凝时间。混凝土的坍落度应满足设计要求，混凝土浇筑应连续进行，为保证桩的质量，应比桩顶标高高出0.51.0m左右的桩头，处于干处的桩头，可在混凝土初凝后，终凝前清除。每根桩均布置57×3mm的三根钢管，供超声波检测用，钢管下端用钢板封头，上端露出桩头10cm，施工时应保持钢管竖直，并不得堵塞管道，钢管接长采用丝口连接或焊接。5.9.4技术人员应对钻孔灌注桩各项原始记录及时进行整理签认。5.9.5为保护施工范围内的环境卫生、农田，钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后，用汽车或罐车将泥浆池(槽)中的泥浆清运到指定的