16.旋挖钻灌注桩作业指导书

1、新建蒙西至华中地区铁路煤运铁路通道工程编号：MHTJ-016旋挖钻灌注桩作业指导书单位：中铁三局集团有限公司蒙华 铁路24标项目经理部 编制： 审核： 批准： 2015年9月20日发布 2015年10月1日实施-15-目 录1、目的12、编制依据13、适用范围14、施工方法及工艺要求15、安全生产与环境保护14旋挖钻灌注桩作业指导书1、目的明确桥梁桩基旋挖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，确保钻孔桩施工质量达标，成本可控。2、编制依据铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB104242010）铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10415-2003)客货共线铁路

2、桥涵工程施工技术指南(TZ203-2008)铁路桥梁钻孔桩施工技术指南( TZ322-2010) 蒙华铁路24标相关设计图纸及设计文件 建设单位指导性施工组织设计3、适用范围适用于蒙华铁路24标段项目经理部桩基施工。4、施工方法及工艺要求4.1旋挖钻机钻孔施工工艺流程 见附图1、施工准备（1）清除钻孔场地杂物、清除表层软土、平整压实、若原状土层较为松散无法保证钻机稳固，在对钻机工作平台进行换填处理；场地位于陡坡时，用挖掘机挖出满足钻机工作的平台并夯实整平。（2）检查钻机设备，核实钻孔及混凝土施工的全部物资，机具是否均已到场。2、导管检测： 导管内壁应光滑、圆顺、内径一致，导管使用前必须进行试拼

3、和试压检测，导管须检测合格后方可使用，检测方法：导管进行组装后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度的0.5%并不大于10cm;试压压力为孔底静水压力的1.5倍。3、测量放样（1）根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。桩位放样完毕后，将桩中心引致不受影响的位置设十字护桩，护桩设置要稳固。护桩四周维护混凝土保护。在灌注之前的工序施工中应注意保护。4、护筒制作及埋置（1）钻孔前在孔口设置坚固、不漏水的钢护筒。护筒材质应选用8-10mm的钢板。钢护筒内径大于钻头直径20cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，且必须满足孔内泥浆面的

4、高度要求，在旱地或筑岛时必须高出施工地面50cm，防止地面水与泥浆流入孔内。埋设护筒时，护筒四周回填黏土并分层夯实。（2）护筒埋设完成后用护桩恢复桩位中心，复核护筒位置，护筒顶面中心与设计桩位中心偏差不得大于5cm，检查倾斜度不得大于1%。5、泥浆的制备（1）在两墩之间设置泥浆池，供临近两墩孔桩施工循环使用；弃渣外运于指定弃渣点，以减少对周围环境的污染。（2）本桥施工中地质层大多为：第四系全新统冲积层（Q4al）粉质粘土、淤泥质粉质粘土及粉土，第四系全新统冲洪积层粉砂、细砂及粗圆砾土，推荐采用膨润土泥浆护壁；根据现场情况也可选其他材料造浆，但泥浆指标必须满足以下要求。泥浆比重：旋挖钻机入孔泥浆

5、比重为1.051.15。黏度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。（3）为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量须经试验确定。造浆后试验全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。6、钻孔施工1、钻机就位钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。通过测设的桩位准确确定钻机的位置，并保证钻机稳定，通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。2、钻机的设置及调整（1）施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显

6、示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。（2）在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°范围内才

7、可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。3、钻孔过程控制（1）旋挖钻机钻头的选择应根据图层情况和钻孔方式进行选用。黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土地层可选用螺旋钻头。（2）旋挖钻根据不同的地质条件可采用不同的成孔方式。二工区管段内桩基采用静态泥浆护壁进行钻进。（3）旋挖钻机开孔施工应轻压慢进，钻头转速不宜大于10r/min，带自动钻杆全部进入孔后，方可逐步加速进行

8、正常钻进。（4）钻孔过程中应根据地质情况控制进尺速度，防止卡钻和埋钻。不同地层中钻进应符合下列规定：在硬塑层中钻进时应采用快速钻进，以提高钻进效率。在砂层等松散易坍塌地层中钻进时应采用慢转速慢钻进，并适当增加泥浆比重和粘稠度。在易缩径的地层中钻进时应适当增加扫孔次数，防止缩径。由硬地层钻至软地层时，可适当加快钻进速度。由软地层钻至硬地层时，应见速慢进。4、钻孔作业(1)钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操

9、作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或农田污染。完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。(2)施工过程中通过钻

10、机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。(3)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,要减速慢进；钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。钻孔中发生偏孔和缩孔时，一般可将旋转钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。（4）钻孔过程中应及时做好钻孔记录，包括进尺、地质情况、钻速、钻压调整及钻头更换等。（5）钻进过程中

11、根据进尺及地层变化情况按要求捞取渣样，保存于渣样袋中并与设计地质情况进行比照。（6）钻孔过程中及时关注孔内泥浆面高度变化，及时补充泥浆，如遇易坍塌地质情况，可视情况增加泥浆比重、增加泥浆面高程等措施，避免塌孔等不良情况发生。(7)钻渣及废浆要及时运出工地，弃运到合适的地点以达到环境保护的要求。5、终孔（1）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。通过钻渣，与设计图纸对照，以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型进行检查。（2）对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用测孔仪进行检测。（3）孔深及沉渣厚度检

12、测：成孔后，根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，查明原因，进行清底，清底后重新测定孔深。（4）确认满足设计和验标要求后，报请监理工程师验收，监理工程师验收合格后，立即进行下一道工序。6、成孔检查（1）钻孔灌筑桩在成孔过程中及终孔后以及浇筑混凝土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。（2）孔径和孔形检测孔径、孔型采用笼式探孔器检测，其外径为孔桩设计孔径，长度为孔径的4-6倍，且不小于6m。检测时，将测绳拴在探笼的起吊顶端，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径满足设计要求。（3）孔深和孔底沉渣检测：孔深采用标准钢测绳

13、检测，测绳采用钢尺进行校核。孔底沉渣采用测锤检测，第一次测深在成孔后，孔深测量要及时，避免孔底悬浮物沉淀而造成孔深数值不准确，第二次测深在二次清孔后，测深采用圆锥形平底测锤，质量4kg。两次检测后进行测量长度对照，若长度差在允许范围（摩擦桩10cm）之内，沉渣厚度满足要求。（4）成孔倾斜度检测：孔深竖直度采用测锤法检测，将测锤缓缓吊入孔底，然后缓慢移动测锤感觉测锤碰到孔壁，量取该位置时测绳到护筒的距离及测绳长度，根据测绳长度及测绳到护筒的距离算出垂直度；这样沿孔壁反复量测46个位置，然后将几个数值综合比较得出最终的孔身垂直度。7、一次清孔（1）对孔径、孔深、孔位及竖直度进行检查确认合格后，经监

14、理工程师认可，在保持孔内水头的情况下，孔桩静置1小时，进行清孔。（2）清孔方式：当钻孔桩静置1小时后，将钻头重新下至孔底，使钻头距孔底100mm处，采用掏渣法进行清孔，掏渣完毕后采用测锤法测量孔深，直至沉渣厚度满足施工规范要求。掏渣同时将不含杂质的新制泥浆压入孔内，保持孔内压力。（3）严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4.2、钢筋笼制作及安装1、钢筋笼加工（1）桩基钢筋笼主筋为HPB300圆钢，钢筋笼单节过长难以运输，分节制作现场接长，孔口焊接采用单面搭接焊连接方式，单面搭接焊焊缝不小于10d(d为主筋直径），双面搭接焊焊缝长度不小于5d且不小于10cm，焊缝宽度不小于0.8d，焊缝厚度不小于

15、0.3d。 （2）桩基钢筋笼两端各设置一道加强箍圈，中部自上而下每两米设置一道加强箍圈，同时外侧设置4个保护层耳筋（垫块），加强箍筋与主筋采用焊接连接。（3）现场采用单面搭接焊连接主筋钢筋时，钢筋的搭接端部预先弯向一侧，弯折角度为6°，保证焊接后两根钢筋同心，使两结合钢筋轴线一致。主筋错开距离不小于35d且不小于50cm.现场接长时，应选取一根主筋作为综合接地钢筋并做好明显标识。选取做为综合接地的主筋必须通长布置，综合接地主筋接长采用单面搭接焊或双面搭接焊，焊缝长度及质量要求必须满足设计及图纸要求。2、钢筋笼吊装就位（1）钢筋笼采用25T吊车安装，钢筋笼顶部根据护筒顶标高设置吊筋，吊

16、筋长度应准确，确保钢筋笼底部标高符合要求。吊筋根据技术交底确定。（2）起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，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。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。起吊时，吊点栓牢布置于直径方向，起吊过程中采用两点起吊法防止钢筋笼变形，使钢筋笼起吊后呈自然垂直状态，吊点设置在加强箍筋处。（3）钢筋笼起吊安放，采用慢起慢落、逐步下放的方法避免碰撞护壁，确保保护层满足设计要求。（4）钢筋笼下放至设计标高后，采用护桩拉十字线检查钢筋笼中心是否偏位。（5）钢筋笼下放完成后，采用两根横杠穿过拉筋（拉筋采用HPB300

17、16钢筋制做）。（6）灌注混凝土时在顶面采取有效措施对钢筋笼进行固定，防止钢筋骨架上浮，固定措施应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动。（7）钢筋笼吊放入孔后的容许偏差如下：钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于50mm；钢筋笼底面高程偏差不大于±100mm。 钻孔桩钢筋骨架允许偏差如下表： 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±100 2钢筋骨架直径±20 3主钢筋间距±0.5d 4加强筋间距±20 5螺旋筋间距±20 6钢筋骨架垂直度骨架长度1%3、钢筋的具体要求（1） 钢筋的表面应洁净，使用前将表

18、面油渍、麟锈等清除干净；（2）钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调直。4、钢筋焊接(1)钢筋接头采用搭接焊时，采用双面焊缝，双面焊缝困难时，才采用单面焊缝。(2)钢筋接头采用搭接焊时，两钢筋搭接端部应预弯，使两结合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于5d（d为钢筋直径）且不小于10cm，单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）。焊缝厚度不小于主筋直径的0.3倍，焊缝宽度不小于主筋直径的0.8倍。(3)受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置，同一断面内的钢筋焊接接头不得超过总数的50%。(4) 在同一根钢筋上应尽量减少接头数量。5、二次清孔安放钢筋笼与导管灌注

19、水下混凝土间隔时间较长，孔底易产生沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，利用导管和泥浆池与孔桩间的沟道进行泥浆正循环或者反循环清孔，以达到置换沉渣的目的。也可以采用高压射水法冲射孔底孔底3-5分钟，将孔底沉淀物及较重泥浆翻动上浮。待孔底泥浆各项技术指标均达到以下设计要求：孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；复测孔底沉渣厚度在设计范围以内（摩擦桩不大于10cm），二次清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。6、混凝土灌注（1）导管及集料斗导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。根据首批封底混凝土方量的要求，选用符合要求

20、的大集料斗和小料斗，大集料斗方量能够满足混凝土封底的需要。混凝土的坍落度控制在1822cm；混凝土具有良好的和易性、流动性。（2）首批混凝土数量首盘砼的方量应满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要，设导管下口离孔底40cm；初灌量计算如下：V=D2/4*（H1+H2）+d2/4*h1V：灌注首批砼所需数量（m3）D：桩孔设计直径（m）；d：导管直径（0.30m）；H1：孔底至导管底端间距，取0.4m；H2：导管初次埋置深度，一般取1.0m；h1：孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外压力所需的高度（m）； h1=Hw*rw/rcrw：孔内泥浆的重度(12KN/m3)；Hw

21、：孔内泥浆的深度（m）；rc：砼拌合物的重度(24KN/m3)。（3）水下混凝土灌注：灌注混凝土前需对混凝土输送管路及集料斗洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待集料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土。首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要,封底时导管埋入混凝土中的深度为13m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入吊车提升的集料斗内，车内砼方量约8m3,由一人统一指挥，双方都准备好后将隔水栓和阀门同时打开进行封底，隔离栓采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由吊车起吊。 首批混凝土下落后，混

22、凝土应连续灌注，在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2-6m。 灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达一定埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误。 控制灌注的桩顶标高比设计桩顶标高高出1倍桩径左右，以保证桩基混凝土强度，多余部分桩头必须凿除，确保桩头无松散层。 灌注完混凝土后，应及时将导管、集料斗等进行清理和检查，以备下一次使用。 在灌注水下混凝土前，应填写检查钻孔桩和钢筋笼情况的相关检测表格，在浇注水下混凝土的过程中，应如实填写“水下混凝土浇筑记录表”。（4）

23、桩基砼灌注应注意的问题混凝土运抵灌注地点时，应检查其和易性、坍落度等情况。坍落度应控制在18-22cm。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为0.4-0.6m，集料斗首批混凝土储量保证灌注后导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。混凝土初凝时间必须大于整桩灌注时间。 灌注开始后，应连续有节奏地灌注混凝土，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，造成堵管。及时测定孔内混凝土面的高度，及时调整导管埋深，灌注过程中保证导管埋深控制在2-6m.灌注过程中若发生堵管现象时，可上下活动导管，严禁使用振捣设备振动导管，如处理无效时，应及时地将导管及钢筋笼拔出，然后重新清孔，重新吊装钢筋骨架和灌注混凝土。混凝土灌注是一个完整、连续、不可间断的工作。灌注工作开始前，机械管理人员和负责司机应对混凝土灌注所使用的全部机械进行维修、保养，保证机械在施工过程中正常运转。灌注过程中应记录混凝土灌注量及相对的混凝土面标高，用以分析扩孔率，发现异常情况应及时报告主管工程师,并进行处理。在灌注混凝土将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，