冲击钻孔桩基础施工作业指导书

冲击钻孔桩基础施工作业指导书1适用范围本作业指导书适用于新建XX铁路站前工程坚硬土、卵石、漂石、岩石层、砂粘土、粘砂土、砂砾石等地层的冲击钻孔作业。2作业准备2.1在施工作业开始前，应由技术人员向操作人员作技术交底，其内容为：桩基概况、工程量、地质情况、技术要点、质量要求、钻孔中应注意的事项等。2.2操作人员必须经过培训，并持证上岗。2.3机具：一类是冲击钻机如CZ20或CZ30，本身配有钻架，起吊冲击等设备；二类是带离合器的卷扬机组成的简易冲击钻具，可用万能杆件或槽钢制成门式、三脚或四脚型钻架。2.4材料：钢护筒或钢筋混凝土护筒、枕木垛、钢丝绳、抽渣筒、电缆线等。2.5施工作业准备：平整场地、测定桩位、埋设护筒、安装钻机、调制泥浆等。2.5.1平整场地2.5.1.1地的平整度及宽度应满足钻机使用要求，场地要稳妥，保持钻机稳定，不发生位移、摇摆。2.5.1.2浅水中施工宜采用筑岛法，筑岛法的材料应采用易于压实的砂土或碎石土，坡度要平缓，以保持岛体稳定，设置防冲刷的装置。2.5.2测定桩位：按设计测量桩的中心线及标高，以确保桩位准确。2.5.3埋设护筒2.5.3.1护筒内径比钻头直径大20-40cm，护筒应坚实，不漏水，一般采取压重、锤击或筒内除土的方法沉入。护筒一般采用钢筋混凝土护筒（8～10cm）与钢护筒（其厚2－8mm），护筒顶面应高出施工水位或地下水位1.5－2m，并高出施工地面0.3米。埋设深度：粘性土不少于1米，砂类土不少于2米。2.5.3.2当表面土层松软时，尽可能将护筒埋置较坚硬密实的土层中至少0.5米。护筒的顶面位置偏差不得大于5cm和埋设斜度不得大于1％。2.5.4安装钻机：按使用说明书正确安装钻机，并检查底架是否垫平，顶端缆风绳是否对称栓牢拉紧，合格后方可开动钻机钻孔。2.5.5泥浆制备2.5.5.1泥浆原料宜尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：a、自然风干后，用手不易掰开捏碎；b、干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；c、用刀切开时，切面光滑、颜色较深；d、水浸后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；e、含砂率不大于4%；g、制浆能力不低于2.5L/kg。一般可选用塑性指数大于25，小于0.005mm的粘粒含量大于50%的粘土制浆。略差的粘土可掺入30%的塑性指数大于25的粘土。若用亚粘土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。若采用较差的粘土或亚粘土调制的泥浆，其性能不符合要求时，可在泥浆中掺入碳酸钠(Na2CO3，通称碱粉或纯碱)、氢氧化钠(NaOH)或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标，掺入量与原泥浆情况有关，最好由试验确定。一般在碳酸钠的掺入量为孔中泥浆的0.1-0.4%。粘土备用数量：砂质河床时，数量约为桩孔体积的70－80％，砂、卵石河床时，其数量约为钻孔体积的100－120％。2.5.5.2调制泥浆时，应先将粘土加水浸透，然后用搅拌机或人工拌和制成。冲击桩孔时，可直接投放粘土，以钻头冲击制成泥浆。2.5.5.3钻孔中加入泥浆是防止塌孔的主要措施之一，故应重视它的质量；泥浆密度为：在护筒中及护筒脚以下3m以内粘土层：1.1-1.3；清水，砂土层：1.3-1.5；砂卵石：1.3-1.5；风化岩层：1.2-1.4；塌孔回填重成孔：1.3-1.5(加粘土块及片石)。3施工工艺3.1钻孔3.1.1开钻时，应采用小冲程开孔，加大泥浆稠度，使初成孔密实竖直，圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全冲程时后，方可能进行正常冲击，如果遇坚硬漂石，宜采用中大冲程，但最大冲程不宜超过4－6米。操作时，应防止打空锤和大放绳。冲击表面不平整的漂石。硬岩时，应先投入粘土夹小片石，将表面垫平后冲击钻进。3.1.2为提高冲击速度，宜选用重一些钻头，钻头顶上必须设置转向装置保证钻孔的圆顺性。3.1.3钻孔过程中应及时排渣，并添加粘土造浆，使钻头经常冲击新岩层，抽碴筒直径为钻头直径的0.7－0.8倍，长为1.5－2米，抽碴应尽量抽干净。3.1.4钻孔时经常检查钻头直径，钻头磨耗超过1.5cm时，应及时修整修补，施工进程中应经常检查钻头和钢丝绳，保持完好状态，以免掉钻。3.2钻孔中的注意事项及处理3.2.1坍孔3.2.1.1坍孔原因分析a、护筒埋置过浅，周围封填不密，有渗漏水；b、操作不当，如提升钻头、抽碴筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁；c、泥浆稠度小，起不到护壁作用；d、泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；e、向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；f、在松软土层中钻进，进尺太快；3.2.1.2预防及处理措施a、坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土夯实，重新钻孔；b、轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；c、严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进；d、汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定；e、提升钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；f、在松软层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。3.2.2卡钻3.2.2.1有“上卡”与“下卡”两种类别。上卡时，钻头提不出来，向下还能活动。下卡时，钻头不能活动。卡钻的原因：a、钻头磨耗严重，修补钻头后，放绳过猛或钻头直径加得过大。b、孔内有探头石、坍孔落石等。3.2.2.2预防和处理方法：更换修补钻头，注意直径尺寸。新下钻头时，冲程要小，慢慢加大冲程。注意钢丝绳在水面的情况，发现钢丝绳划水立即探明原因，如有探头石，采用加粘土、片石填平，防护冲击慢慢过渡。卡钻后，不要猛拉，弄清情况，妥善处理。上卡时，可松动钢丝绳，使钻头转动一下，再向上提或用小冲程轻打，同时转动钢丝绳从下向上扫孔，及时上提钻头。发生下卡时，可用绞车提或者空气吸泥机吸走埋钻的泥砂，再提钻头。3.2.3掉钻3.2.3.1掉钻是比较棘手的事故，处理相当麻烦，其主要原因是：绳卡松动；合金套焊接质量差，钢丝绳拔出了套子；钢丝绳断裂，卡钻强提等。3.2.3.2预防及打捞措施a、加强检查工作，对损伤严重的钢丝绳、起重工具、钻杆等应及时处理更换。b、认真按规定操作，遇障碍物不能硬钻，卡钻时，不能强提起吊钻头的钢丝绳。c、钻头上设副绳（保险绳），钻头上设副钩，副绳保证主绳断裂时而起承重钻头作用，副钩在钻头掉时易于打捞。d、打捞钻头：（1）钩取法：钻头上预先焊接钢筋环或横梁，用伊拉克钩子捞取。（2）覆盖层较浅时，用钢护筒下至基岩，强行抽水捞取钻头。3.2.4梅花孔3.2.4.1在冲击法钻孔中钻孔不圆，称为梅花孔，其发生的原因是冲击钻未设转向装置或转向装置不灵，以致冲击钻头不转动；泥浆太稠，妨碍钻头转动，操作时，钢丝绳太松或冲程太低钻头得不到充分的转向时间。3.2.4.2处理方法：检查转向装置是否灵活，选用的钢丝绳捻扭方向是否一致，并按规定操作执行。发生梅花孔后，加卵石或片石回填钻孔，重新冲击钻孔。3.2.5钻孔偏斜3.2.5.1原因分析a、桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；b、土层软硬不匀，致使钻头受力不均；c、钻孔中遇有较大孤石、探头石；d、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。3.2.5.2预防及处理措施a、检查、纠正钻架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻机设备进行检修；b、偏斜过大时，填入土石(砂或砾石)重新钻进，控制钻速；c、如有探头石，宜用低速，将石打碎，倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再钻。3.2.6扩孔及缩孔3.2.6.1原因分析a、扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆动过大所致；b、缩孔原因是钻锥磨耗过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。3.2.6.2预防及处理措施a、采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施；b、注意及时焊补钻锥，并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁；c、已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。3.2.7钻孔漏浆在渗水性强或有地下水流动的地层中，泥浆会向孔壁外漏失。原因是护筒埋设太浅，回填土不密实或水头过高等。补救的办法是：加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或回填卵石、片石反复冲击钻孔。3.3终孔检查和清孔3.3.1终孔检查钻孔达到深度要求后，应对孔深、孔径、孔位和孔形检查，检查器采用钢筋制作成桩径相同的柱体，高约2米，检查时，用钢丝绳吊入孔内，看是否顺利到达孔底，如有障碍再作处理，严重的要用钻修孔。3.3.2清孔3.3.2.1清孔的目的是使桩底沉淀尽可能减簿，以提高孔底承载力，同时要确保混凝土灌注的质量，清孔后，桩底沉淀物的厚度应满足设计规范的要求。3.3.2.2清孔程序及注意事项：吸泥管与空压机配置大小由钻孔直径确定，吸泥管逐步向下放置，不能过猛以免泥浆堵塞吸泥管。清孔时应及时向孔内注入清水，保持孔内水头，到达孔底后，四周摇动吸泥管，以保持孔底清除干净为止。4质量标准质量标准见下表。钻孔桩质量标准表编号项目允许偏差备注1护筒平面位置：500mm倾斜度：1%2孔的中心位置群桩：不大于1100mmm单排桩：不大于于50mmm。斜桩以水平偏差差值计算3孔径不小于设计桩径径4倾斜度直柱：不小于33/1000。斜柱：不小于设设计斜度2.5％。5孔深摩擦柱：不小于于设计规定定柱桩：比设计超超深不小于于50mmm。柱桩是指支承在在岩面及嵌嵌入岩层的的桩6孔内沉碴厚度摩擦桩：不大于于300mmm。柱桩：不大于1100mmm。5职业健康安全注意事项5.1操作人员须经培训，持证上岗，并严格按操作规程操作。5.2随时检查钻机的运转情况及钢丝绳的磨损及断丝情况，防止掉钻头。5.3冲击钻孔应一次成型，中间不得停机，以免坍孔。5.4在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔中处理故障。当必须下入护筒或其他防护设施的钻孔时，应在检查孔内无有害气体，并备防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可入。6环境保护注意事项6.1冲孔前必须设置泥浆拌合池和泥浆沉淀池，废弃泥浆必须