二工区钻孔灌注桩作业指导书

1、 蒙华铁路MHTJ-7标段二工区钻孔灌注桩施工作业指导书编制： 复核： 审核： 中铁二十局集团有限公司 蒙华铁路MHTJ-7标段项目经理部二工区二一五年九月- 14 -目录一、 编制目的1二、 编制依据1三、 适用范围1四、 作业准备11. 内业技术准备12. 外业技术准备1五、 技术要求1六、 施工工艺及要求21. 施工工艺22. 施工准备23. 钻孔施工44. 钢筋笼制作、安装65. 混凝土灌注86. 可能出现的事故处理措施107. 灌注砼测深方法11七、 质量检测12八、 安全及环保要求131. 安全要求132. 环保要求13钻孔灌注桩施工作业指导书一、 编制目的为更好地指导施工，规范操

2、作，保证施工安全质量。 二、 编制依据MHTJ-7标桥梁设计图铁路桥涵工程施工质量验收标准TB 10415-2003铁路桥梁钻孔桩施工技术规程 Q/CR 0212-2015铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010铁路混凝土工程施工技术指南(铁建设2010241号三、 适用范围适用于蒙华铁路MHTJ-7标段项目经理部二工区陆地钻孔桩施工。四、 作业准备1. 内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培

3、训，考核合格后持证上岗。2. 外业技术准备施工队伍驻地建设完毕，施工供水、供电线路，变压器设置完毕，施工便道修筑完毕。 对施工所用原材料取样检验，检测指标必须符合规范要求；检查机具设备、人员配备是否满足施工要求、施工人员安全防护用品是否佩戴，施工场地平整压实，测量放样，钻机就位并试运转。测量控制网布设完毕，施工需要的桥梁中线桩及水准点已放样完毕。按照设计图纸要求将施工所需钢筋笼等材料提前加工完成。五、 技术要求（1）施工前须进行钻孔灌注桩工艺性试验，试桩完成并验收合格后，方可展开施工。（2）场地应平整压实，钻机底座应置于坚实地层上。（3）泥浆配合比应通过试验确定，泥浆制备材料宜就地取材，泥浆检

4、测指标包括比重、黏度、含砂率、PH值、胶体率等。（4）钻孔过程中，应经常对泥浆性能指标进行检测，泥浆性能指标不能满足要求时，应及时采取措施进行处理。（5）灌注混凝土前，应对泥浆性能、沉渣厚度、孔径、实测孔深等进行检测，合格后才能浇筑混凝土。（6）灌注混凝土前，要对混凝土性能指标进行试验，合格后方能浇筑混凝土。六、 施工工艺及要求1. 施工工艺钻孔灌注桩施工工艺流程见图6-1。2. 施工准备（1）设备要求 要求采用整套冲击钻机设备，不能使用双筒卷扬机组成的简易钻具。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应待邻孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。（2）场地布置施工前应探明地下各

5、类管线位置，并采取相应措施后方可施工，严禁因盲目施工而危及各类管线的安全。钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实；场地位于浅水区施工时可采用筑岛围堰或草袋围堰等方法施工；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。（3）埋设钢护筒钢护筒厚度为4-8mm，钢护筒的内径比钻头直径大40cm。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m,还应满足孔内泥浆面的高度要求,在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。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.

6、5m。岸滩上埋设护 筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1米。图6-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图钢筋笼成品检查拼装检查导管进行钢筋材质检验拼装检查导管钢筋笼制作拼装检查导管拼装检查导管检查混凝土质量及顶面标高、制作试件检查混凝土质量及顶面标高、制作试件混凝土拌制及输送混凝土拌制及输送泥浆沉淀池泥浆沉淀池孔内造泥浆孔内造泥浆下道工序下道工序凿除桩头，质量检验凿除桩头，质量检验拔除护筒拔除护筒原材料检混凝土养护浇筑墩台身砼绑扎墩台身钢筋扎绑扎墩台身钢筋制作试件验制作试件混凝土养护签混凝土养护浇筑承台混凝土证水下混

7、凝土注再次检查沉渣厚度及泥浆指标，必要时二次清孔再次检查沉渣厚度及泥浆指标，必要时二次清孔安装导管安装导管下钢筋笼下钢筋笼清 孔清 孔终孔质量检查终孔质量检查钻 进钻 进安装墩台身模测量放样砼拌制、运输扳测量放样钻机就位埋设护筒埋设护筒桩位放样桩位放样平整场地（填筑围堰）平整场地泥浆池泥浆池泥浆备料泥浆备料（4）泥浆池选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：泥浆比重：岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石层粗砂不宜大于1.4。粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于

8、4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。3. 钻孔施工（1）钻头类型的选择在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头；在黏性土、砂类土层中宜用管形钻具。（2）安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。施工地点的地基必须夯实平整，不得以既有线排水沟砌石边沿或其它支定后不能保持绝对稳固的结构物作为基础，底座与地面之间应垫上厚度为20毫米铁板或枕木并采用木块楔紧缝隙，枕木质量良好，每台机械的承载点应设在机架的最外点、中间增设辅助支撑点，防止个别支撑点地基下沉而使机械倾斜倒塌，机械应始终保持平衡或稍向远离既有线的一侧倾斜。（

9、3）钻进a、开钻前，向护筒内注满水，添加黏土，用冲击锤小冲程（1.0-1.5m）反复冲击造浆，必要时添加黄土或膨润土造浆，待护筒内泥浆保持一定浓度后开钻；b、正常冲击注意及时松放钢丝绳的长度。c、不同土质采用不同的冲程和泥浆，最大冲程不超过6m；d、成孔过程中，应经常检查孔内有无异常情况，钻架有无倾斜，各部连接是否松动；e、钻孔至设计标高后，对孔底岩样、孔径、孔深进行自检，合格后进行清孔，以确保孔底沉淀、泥浆指标满足设计规范要求。f、岩层中冲击时，尽量提高孔内的泥浆比重和额度，使孔底泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力，使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中，以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏

10、渣，以提高冲击速度。水头控制一般以高出地下水位或河面1.5m左右为宜。采用及时补浆、抽浆、掏渣的办法始终保持与孔外水面有1.5m的固定高差，以保证孔内水压的稳定和孔壁的安全。（4）钻孔注意事项a、由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。b、开孔孔位必须准确，在冲击过程中，为防止跨孔、缩孔等事故的发生，应放慢冲击速度，增大泥浆粘度，增加护壁厚度。c、泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。d、钻机施工中检查钻头的磨损和连接部位，发现侧齿磨坏，钻斗封闭不严时必须及时整修。e、根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼

11、时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。f、在钻孔排渣、提钻头或因故停钻时，应保证孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。g、钻孔时应认真填写好钻进记录，根据钻进深度对各种不同地层的渣样进行取样分析,以此指导现场钻机进尺速度以及调整泥浆性能;h、对各地层地质情况做详细记录，同时与设计所提供的钻孔地质资料进行对照，及时通知监理及设计部门进行地质确认。如地质情况与设计不符，应立即停止冲击，上报设计院及监理。（5）钻孔异常处理a、钻孔偏斜 钻孔时应及时对孔的倾率进行检查、纠偏。对于遇到探头石、地质软硬不均、岩面倾斜或者钻架偏斜等情况造成的孔位偏斜，应及时加以处理。b、扩和缩孔扩孔一般表现为局

12、部的孔径过大。扩孔发生的原因与坍孔相似，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不需处理，仅加大混凝土灌注量。若因扩孔后继续坍塌而影响钻进，按坍孔事故进行处理。缩孔即孔径的超常缩小。一般表现为钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。c、坍孔在易坍孔的地质条件下进行钻孔，应调整好泥浆的各项指标，适当放慢冲击速度。缩短两次清孔时间和清孔与灌注水下混凝土的时间，防止坍孔的产生。在成孔过程中，如坍孔程度轻，可加大泥浆比重，保持孔内水头高度继续钻进。在混凝土灌注过程中发生坍孔时，程度较轻时可增大灌注方量，严重时则须重新进行清孔。d、卡钻、掉钻发生卡钻时，不得强提

13、钻头。查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头及其他措施，使钻头松动后再提起。发生掉钻时，及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理。（6）检孔钻孔完成后，用检孔器进行检孔。检孔器必须满足规范要求。待现场技术员对钻孔的各项技术参数:孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行检孔。检孔器要求：a、检孔器应有足够刚度，外径应与设计桩径相同。b、检孔器长度宜为45倍设计桩径，且不小于6m。c、检孔器两端宜做成锥形，锥形刚度不宜小于检孔器半径。（7）清孔a、确保清孔泥浆各项性能指标不高于以下标准：比重：1.031.10，粘度：1720S，砂率：2%。,清孔的目的是使孔底沉渣、泥

14、浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求b、可采用抽渣法或吸泥法进行清孔，但土质松软孔壁容易坍塌时，不宜使用吸泥法。c、不得采用加深孔底深度的方法代替清孔。4. 钢筋笼制作、安装（1）对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于9米，以减少现场焊接工作量。（2）制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨

15、架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好箍筋（螺旋筋）于主筋上，点焊牢固。（3）钢筋骨架保护层的设置方法：钢筋笼主筋接头宜采用直螺纹套筒机械连接，每一截面上接头数量不超过1/3，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度采用与不低于桩基混凝土标号的混凝土垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个，相邻道之间要梅花型布置。（4）制作好的钢筋骨架放置钢筋棚的成品堆放台座上。在每个钢筋笼上都要挂标识牌，写明墩号、桩号等。（5）骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内

16、时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推，也可运输一般长度的钢筋笼。（6） 骨架的起吊和就位钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断

17、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。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过

18、程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。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

19、面高程±50mm。5. 混凝土灌注（1）导管导管技术要求要求灌注水下砼采用钢导管灌注，导管内径为25-30cm。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砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。安装导管导管采用25-30钢管，每节23m,配12节11.5m的

20、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。使用前进行试拼和水密、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。导管安装后，其底部距孔底为 0.25 0.4m。（2）二次清孔浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范

21、要求，则利用导管进行二次清孔。（3）封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。按规范要求，首批混凝土的方量应满足导管初次埋深1.0m和填充导管底部间隙的需要，设导管下口离孔底40cm，参照规范进行计算桩基首批混凝土方量(按照100桩基、桩长20m进行计算)。灌注首批砼其数量须经过计算，计算公式为：VD2/4（H1+H2）+d2/4h1 h1=HWrW/rC式中：V灌注首批砼所需数量（m）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，

22、一般为0.4m； H2导管初次埋置深度（m），H21.0m； d导管内径（m）； h1桩孔内砼深度达到H2时，导管内砼平衡导管外（或泥浆）压力所需高度： HW钻孔桩内泥浆的深度（m）；rW钻孔桩内泥浆的重度（KN/m3）；rC砼拌和物的重度（取24KN/m3）；计算得桩基首批砼方量为2.1m3，现场配备的集料斗方量为2.5m3。故在100桩基进行首批混凝土浇注时，需采用2.5m3的料斗进行灌注封孔。（4）灌注施工a、在灌注前应检测混凝土的坍落度、含气量、入模温度等,在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。试件应施加标准养护，强度测试后

23、应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。b、桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，中途不得停顿，并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8h内浇筑完成。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在24m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深，填写“水下混凝土浇筑记录”。灌注完后核对混凝土的灌注数量，以确定所灌混凝土高度与设计相符。

24、c、在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,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，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。d、因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。e、混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。f、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

25、，造成断桩事故，应予以重钻或与有关单位研究补救措施。6. 可能出现的事故处理措施（1）导管进水为了防止导管进水，灌注水下混凝土前严格检查、控制导管的焊缝和接头的质量；并控制好导管底口的位置，确保首批混凝土量能够埋住导管底口；灌注过程中控制好导管底口的位置，根据浇筑量并经常测定砼面标高，以确保导管有足够的埋置深度。当发生导管进水现象，及时查明原因，果断采取相应的措施。如果首批混凝土储量不足，或虽然混凝土的储量已够，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，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机吸出，重新按正确方法进行灌注施工。（2）浮笼 钢筋

26、笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管提升挂住钢筋笼所致外，主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口时混凝土灌注的速度（m3/min）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重力所致。预防措施：a、尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。b、当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；c、当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。（3）埋管导管无法

27、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经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。预防措施：应按前述要求严格控制埋管深度，一般不得超过6m。（4）堵管当发生堵管时，采取办法后无法排除故障，应立即拔出导管，用钻机快速钻进清理孔内混凝土，至设计标高时重新验收合格后再灌注混凝土。7. 灌注砼测深方法（1）灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或断桩事故。因此，检测深度是钻孔灌注桩中一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。（2）目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面

28、直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。（3）检测深度时要特别注意一点：因测绳的长度随着检测的次数增加而发生变化，每次检测深度时要用钢尺标定测绳的长度，避免发生质量问题。七、 质量检测（1）所有钻孔桩均采用低应变法进行检测。（2）钻孔桩钢筋骨架允许偏差见表7-1。表7-1钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度±1002钢筋骨架直径±103主钢筋间距±104加强筋间距±205箍筋间距或螺旋筋间距±206钢筋骨架垂直度骨架长度1%（3）钻孔桩钻孔允许偏差见表7-