钻孔灌注桩陆上及水上施工关键工序操作手册

钻孔灌注桩陆上及水上施工关键工序操作手册一、总则1.1编制目的为规范钻孔灌注桩陆上及水上施工关键工序操作流程，明确各环节技术标准、操作要点及控制措施，规避施工风险，确保桩基施工质量、安全及进度符合设计与规范要求，为现场作业人员提供精准、可落地的操作指导，特制定本手册。1.2编制依据1.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；2.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；3.《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB/T11345-1989）；4.本项目施工设计图纸、地质勘察报告及技术交底文件；5.施工现场实际工况及资源配置情况。1.3适用范围本手册适用于本项目所有钻孔灌注桩施工，涵盖陆上桩（φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m、φ2.5m）及水上桩（同规格）的支承桩施工，聚焦从施工准备到成桩检测全流程关键工序，指导现场标准化作业。二、核心资源配置要求关键工序施工前，需确保机械设备、人员配置到位且满足技术标准，为工序顺利开展提供保障。2.1核心机械设备配置设备类型型号规格关键参数适用场景操作要求冲击钻机YCJF-25/CJF-20A/CJF-15最大钻孔直径0.8-2.5m，深度≤80m，功率45-97kWYCJF-25用于水上主墩φ2.5m桩；CJF-20A用于水上边墩φ1.8m桩；CJF-15用于引桥及陆上桩钻进前调试传动、制动系统，确保钻锥中心与桩心对齐起重设备50t履带吊、25t汽车吊吊装能力25-50t，作业半径满足桩位需求50t履带吊用于水上钢护筒、钢筋笼吊装；25t汽车吊用于陆上吊装吊装前检查钢丝绳、吊钩，试吊确认稳定后方可作业振动沉桩机DZJ200激振力1430kN，电机功率200kW，允许拔桩力588kN陆上及水上钢护筒插打沉设时控制垂直度，避免护筒变形泥浆泵3PNL流量50m³/h，扬程30m泥浆循环、清孔确保流量稳定，与钻进、清孔节奏匹配混凝土导管卡口管内径300mm，壁厚10mm，每节长度2-3m水下混凝土灌注使用前做水密承压试验（压力0.8-1.0MPa，30min无渗漏）测量检测设备全站仪、水准仪、超声波孔壁测定仪全站仪测角精度±2″，水准仪精度±0.5mm/km，超声波仪量程0.8-3.0m桩位放样、高程控制、成孔检测定期校准，测量数据留存记录2.2关键岗位人员配置岗位数量资质要求核心职责钻机操作工每台钻机2人特种作业操作证控制钻进参数、调整泥浆性能、排查设备故障起重工每台起重设备2人特种作业操作证吊装指挥、设备就位、安全防护焊工每作业面4人焊工特种作业操作证钢护筒、钢筋笼焊接，确保焊缝质量达标测量员每作业面2人测量员岗位证书桩位放样、高程检测、垂直度控制质量员/安全员每作业面1人对应岗位证书工序质量检查、安全隐患排查、旁站监督三、陆上桩关键工序操作流程及要点3.1总体流程测量放样→钢护筒埋设→泥浆制备与循环→钻机就位→钻孔施工→成孔检测→清孔→钢筋笼制作与安装→导管安装→二次清孔→水下混凝土灌注→成桩养护与检测3.2各工序操作要点3.2.1测量放样1.操作步骤：采用全站仪依据施工控制网坐标，精确测放桩心位置，打入木桩（深度≥20cm），桩顶钉铁钉标识；以桩心为中心拉设十字控制线，在控制线外2-3m处设置4个混凝土固定护桩，用于后续复核。2.控制要点：桩心偏差≤5cm；护桩设置牢固，避免施工碰撞移位；钻机就位前，用护桩复核桩心位置，确认无误后方可下一步作业。3.2.2钢护筒埋设1.护筒加工：按设计桩径+30cm确定内径，采用20mm钢板卷制，长度2-4m，顶端、底端50cm范围内设置加强箍及十字内撑，防止变形；焊缝需进行超声波探伤，符合一级焊缝标准。2.埋设操作：人工开挖护筒坑（坑径比护筒外径大40-60cm），放入护筒后调整中心与桩心重合，偏差≤5cm，垂直度偏差≤0.5%；护筒周围用粘土分层回填夯实，顶面高出地面0.2m，做好排水措施，防止雨水流入孔内。3.2.3泥浆制备与循环1.泥浆配比：采用粘土造浆，基础参数控制为比重1.10-1.20、粘度18-24Pa·s、含砂率≤2%、胶体率≥98%；砂层地段适当提高比重至1.15-1.25，增强孔壁稳定性。2.循环操作：采用正/反循环方式（按钻机类型确定），泥浆从泥浆池注入孔内，携带钻渣的泥浆经沉淀池沉淀后，净化泥浆回流重复使用；钻渣定期清运至指定地点，避免污染环境；每钻进0.5-1.0m检测一次泥浆性能，及时调整配比。3.2.4钻机就位与钻孔施工1.钻机就位：将钻机移至桩位，用水平仪调平底座，确保钻机稳定无倾斜；调整钻锥中心、起吊滑轮缘与桩心在同一垂直线上，偏差≤2cm；检查钻杆、钻头、卷扬机运行状态，确认正常后启动设备。2.钻进控制：（1）开钻：向孔内注入泥浆（孔内有水可直接投粘土），用冲击锤小冲程（0.6-1.0m）反复冲击造浆，泥浆性能达标后正式钻进。（2）参数调整：粘性土层冲程1.0-1.5m、频率30-35次/分，钻进速度1-2m/h；砂层冲程0.8-1.2m、频率25-30次/分，放缓速度；岩层冲程1.5-2.0m、频率35-40次/分，必要时投小片石和粘土辅助破碎。（3）过程管控：保持孔内水头高出地下水位1.5-2.0m，防止坍孔；每钻进2m或地层变化时，捞取钻渣核对地层，与地质剖面图一致；定期检查钻头磨损，直径小于设计桩径2cm以上时及时修补或更换；严禁“打空锤”，每次松绳3-5cm，确保冲程稳定。3.终孔判断：钻孔至设计桩底标高后，停止钻进，用超声波孔壁测定仪检测孔径、垂直度，确认达标后准备清孔。3.2.5清孔1.清孔方法：采用抽浆法，利用混凝土导管作为吸泥管，连接泥浆泵抽排孔内泥浆及钻渣。2.控制标准：清孔时保持孔内水头，注入清水降低泥浆比重至1.03-1.10、粘度17-20Pa·s；清孔时间不少于泥浆循环3次的时长，孔底沉渣厚度≤20cm（支承桩）；经监理工程师验收合格后，进入下道工序。3.2.6钢筋笼制作与安装1.钢筋笼制作：（1）加工场地：在钢筋加工棚用支架成型法制作，支架按设计尺寸布设，主筋放入凹槽固定，箍筋按设计间距绕主筋点焊，焊缝长度≥10d（d为箍筋直径）。（2）尺寸控制：分节制作（每节9m），主筋采用直螺纹套筒连接，接头错开1.5m，同一截面接头数量≤50%；内侧每3m设一道圆形加强箍，外侧每2m圆周均匀布置5个混凝土垫块，确保保护层厚度（一般70mm）；允许偏差：主筋间距±10mm、箍筋间距±20mm、骨架外径±10mm、骨架长度±100mm。2.钢筋笼安装：采用25t汽车吊双点吊装，避免变形；首节吊入孔内后用型钢固定在钢护筒上，确保中心与桩心重合；后续节段对接时，对准主筋用直螺纹套筒拧紧，检查接头质量；逐节拼接至设计长度，顶端高程偏差±20mm；安装完成后拆除内侧加强箍，设置限位装置防止混凝土灌注时上浮。3.2.7导管安装与二次清孔1.导管安装：吊装前清理内壁，标注长度刻度；采用汽车吊逐节连接导管，确保接头紧密无漏浆；导管底口至孔底距离控制在0.3-0.5m，保持导管垂直，避免碰撞钢筋笼。2.二次清孔：导管安装完成后，通过导管用泥浆泵二次清孔，清除吊装过程中产生的沉渣；复检孔底沉渣厚度≤20mm、泥浆性能达标后，立即启动混凝土灌注，间隔时间不超过30min。3.2.8水下混凝土灌注1.混凝土准备：采用12m³罐式混凝土运输车连续供应，坍落度控制在160-220mm，初凝时间10-14h；每车检测一次坍落度，不符合要求的混凝土严禁使用。2.灌注操作：（1）首批混凝土：储料斗容积满足导管初次埋置深度≥2m，计算公式为V=πD²(H1+H2)/4+πd²H1/4（D为桩径，d为导管内径，H1为孔底至导管口高度，H2为导管埋置深度）；快速注入首批混凝土，测量混凝土面高度，确认埋管深度≥2m。（2）后续灌注：连续灌注不中断，每灌注2-3m测量一次混凝土面高度，调整导管埋置深度在2-6m之间；提升导管速度与混凝土上升速度匹配，避免埋置过浅漏浆或过深堵管；防止导管碰撞钢筋笼，接头不得浸入混凝土。（3）灌注收尾：桩顶混凝土灌注标高比设计标高高出50-100cm，确保桩顶质量；溢出泥浆引流至沉淀池处理，灌注完成后缓慢提升拔出导管，清理孔口杂物并做好成桩标识。3.2.9成桩养护与检测1.养护：混凝土灌注完成后自然养护≥7天，养护期间禁止碰撞桩身及钢护筒；混凝土强度达到设计强度70%后，拆除钢护筒，避免损伤桩顶混凝土。2.检测：所有桩基逐根进行超声波检测，φ2.5m桩埋设4根声测管，桩径<2m桩埋设3根；声测管采用壁厚≥2.5mm、直径50mm焊管，底部密封、顶部加盖，安装顺直牢固；检测结果需为Ⅰ、Ⅱ类桩，无Ⅲ、Ⅳ类桩。四、水上桩关键工序操作流程及要点4.1总体流程钻孔平台搭设→钢护筒插打→泥浆制备与循环→钻机就位→钻孔施工→成孔检测→清孔→钢筋笼制作与安装→导管安装→二次清孔→水下混凝土灌注→成桩养护与检测注：钻孔施工至成桩检测工序操作要点，除下述专项要求外，其余同陆上桩施工。4.2专项工序操作要点4.2.1钻孔平台搭设1.平台设计：采用梁柱组合式结构，由钢管桩、贝雷片、分配梁及面板组成，分A、B、C三类：（1）A类平台（主墩）：基础为φ1000mm×10mm钢管桩（桩长15m），桩顶设HN60工字钢，主梁为贝雷片，分配梁为I40b和I12.6型钢，面板为10mm花纹钢板，设两道φ400mm×8mm钢管平联及[36a槽钢剪力撑。（2）B类平台（边墩）、C类平台（引桥墩）：钢管桩、贝雷片及型钢规格同A类，按墩位尺寸优化布置，承载力满足单机35t+吊重35t要求。2.搭设流程：钢管桩插打→平联及剪力撑焊接→贝雷架安装→分配梁安装→面板铺设→沉打钢护筒→平台加固→泥浆池布设。3.操作控制：钢管桩采用打桩船提升振桩锤施工，抛锚定位后精确定位，桩位偏差≤5cm，垂直度偏差≤0.5%；钢管桩分节加工，接桩焊接后做焊缝检测；贝雷片拼装成组（15-18m/组），用50t履带吊吊装就位，花架连接牢固；面板铺设平整，边缘设置防护栏杆，确保作业安全。4.2.2钢护筒插打1.护筒加工：按桩径确定尺寸，φ2.5m桩用φ2.8m×20mm护筒，φ1.8m桩用φ2.1m×12mm护筒，φ1.5m桩用φ1.8m×12mm护筒；顶端、底端50cm设加强箍及十字内撑，保证刚度。2.插打操作：采用平台下置式导向架定位，平面位置偏差≤±5cm，垂直度偏差≤0.5%；用50t履带吊分两节吊装喂入导向架，首节长度≥18m，采用2台DZJ200振桩锤振动沉设，入土深度≥5m；两节护筒对接用20cm长25mm厚钢板条加焊，焊缝质量符合一级标准；沉设至设计标高（穿过砂层以下3m）后，与平台结构焊接固定，防止移位。4.2.3泥浆制备与循环（水上专项）1.造浆工艺：采用海水造浆，泥浆比重控制在1.10-1.15，根据地质情况微调；在平台上设置制浆池和沉淀池，容量满足单桩施工需求。2.循环控制：采用泵吸反循环方式，钻渣经沉淀池沉淀后，由泥浆输送车运至岸上指定排放池，严禁污染水域；安排专人监测泥浆液位，防止海水倒灌影响泥浆性能。4.2.4水上专项操作要求1.钻机安装：固定于平台面板上，底部垫设垫板增强稳定性，防止平台振动导致偏孔；钻进过程中实时监测平台沉降，发现异常立即停止作业，加固平台后再施工。2.孔内水头控制：保持孔内水头高出海面水位1.5-2.0m，抵御海水压力，防止孔壁失稳。3.材料运输：混凝土通过运输船运至平台旁，再由混凝土运输车转运至灌注点，确保连续供应；钢筋笼、导管等构件吊装时，避免碰撞平台及钢护筒，必要时设置防护缓冲装置。4.安全防护：平台设置防护栏杆、救生圈、警示标志，配备警戒船只划定施工警戒区；恶劣天气（暴雨、大风、台风）时停止水上作业，人员撤离至安全区域。五、关键工序质量与安全控制5.1质量控制核心标准1.桩位偏差：陆上桩≤5cm，水上桩≤10cm；孔径不小于设计桩径，偏差≤+5cm、-0cm；垂直度偏差≤0.5%。2.孔底沉渣：清孔后及二次清孔后均≤20cm；钢筋笼主筋间距±10mm，保护层厚度±20mm。3.混凝土质量：强度合格率100%，代表值≥设计值；灌注时导管埋置深度2-6m，首批埋深≥2m。4.成桩完整性：超声波检测Ⅰ、Ⅱ类桩比例100%。5.2安全控制关键要点1.人员防护：作业人员穿戴安全帽、救生衣（水上）、防滑鞋，特种作业人员持证上岗，严禁违规操作。2.设备安全：机械设备作业前检查制动、钢丝绳、电气系统，严禁带病运行；吊装作业时设专人指挥，试吊确认稳定，严禁超载、斜拉斜吊。3.用电安全：用电设备设漏电保护装置，电线架空铺设，严禁私拉乱接；水下施工做好防触电措施，电工持证上岗定期巡检。4.环保要求：泥浆、钻渣按规定处理，不得污染土壤及水域；施工垃圾分类堆放，及时清运；控制施工噪声，避免夜间高噪声作业。5.3常见问题及处理措施常见问题产生原因处理措施坍孔泥浆性能不足、孔内水头不够、钻进速度过快立即停止钻进，提升钻锥，投粘土、片石混合物，小冲程冲击密实孔壁；严重时回填重