超深钻孔桩施工方案

道路改建工程3标

高架跨线桥桥梁工程

钻孔灌注桩

专

项

施

工

方

案

编制人审核人批准人

上海建设工程有限公司

888888888888道路改建工程3标项目部

2017年11月9E

目录

一、编制依据与原则..............................................1

1、编制依据.....................................................1

2、编制目的.....................................................2

3、编制范围.....................................................2

二、工程概况....................................................2

1、地质地貌.....................................................3

三、施工部署....................................................5

1、施工场地布置.................................................5

2、施工顺序.....................................................6

3、施工准备.....................................................6

3.1生产准备....................................................6

3.2技术准备.....................................................6

3.3技术交接.....................................................7

3.4安全交底.....................................................7

四、38#墩桩基施工...............................................7

1、施工工艺.....................................................7

2、钻机的选型与安装............................................8

2.1钻机的选型...................................................8

2.2钻机的安装..................................................9

3、泥浆的配置..................................................10

3.1PIIP优质泥浆的特点.........................................10

3.2PHP优质泥浆的运用.........................................11

3.3回浆处理部分................................................12

3.4施工中应注意的问题.........................................13

4、钢护筒埋设..................................................13

4.1钢护筒的规格...............................................13

4.2钢护筒埋设..................................................13

5^钻进成孑L.......................................................................................................13

5.1钻孔次序的确定.............................................13

5.2钻进成孔的阶段划分.........................................13

6、钻机成孔桩施工要素的控制...................................14

6.1垂直度的控制...............................................14

6.2桩径的控制..................................................15

6.3孔深的控制..................................................15

7、钻机成常见问题发生原因与处理方法..........................15

7.1塌孔........................................................15

7.2钻孔偏斜....................................................16

7.3扩孔与缩径..................................................17

7.4钻孔漏浆....................................................17

7.5糊钻、埋钻..................................................18

7.6吊钻落物....................................................18

8、清孔........................................................19

8.1第一次清孔阶段..............................................19

8.2第二次清孔阶段..............................................19

9、钢筋笼制作、运输与安装.....................................20

9.1钢筋笼的制作...............................................20

9.2钢筋笼的运输与安装.........................................23

9.3钢筋笼制作、安装以与钢筋连接接头检验标准..................25

9.4钢筋笼加工与下放...........................................26

10、桩基混凝土的浇筑..........................................27

10.1混凝土施工前的准备工作...................................27

10.2水下混凝土灌注............................................30

3.1投入足够人力、物力和财力资源..............................42

3.2组织管理措施...............................................42

3.3技术措施....................................................43

七、质量控制措施..............................................43

1、质量目标....................................................43

2、质量保证体系...............................................43

2.2项目部成员职责控制.........................................46

2.3原材料、成品、半成品质量控制..............................47

2.4机械设备控制...............................................48

2.5检测仪器控制...............................................48

2.6施工工艺控制...............................................48

3、质量保证措施................................................51

八、安全保证体系..............................................53

1、安全目标....................................................53

2、安全保证体系................................................53

2.1健全安全组织，强化安全检查机构............................54

2.2贯彻标准....................................................54

3、安全保证措施................................................54

4、台风、龙卷风、汛情等气象性灾害应急预案....................55

4.1防台风应急预案.............................................55

4.2防龙卷风应急预案...........................................55

4.3防大潮汛应急预案...........................................56

九、环境保护措施..............................................57

1、环境保护组织机构...........................................58

2、环境保护措施................................................58

十、文明施工措施..............................................58

1、文明施工保证体系...........................................58

2、文明施工保证措施59

一、编制依据与原则

1\编制依据

（1）由上海市城市建设设计研究总院设计的工程施工图纸与本标段28#、

29#、35#、36#、37#、38#、39#桥墩桩基础施工参数补充说明;

（2）本工程地质报告、地下管线等物探资料；

（3）我公司现有的人员、机械、设备等情况；

（4）我公司的程序文件、质量手册、文明施工管理手册等文件；

（5）现场实际踏勘情况；

（6）主要采用的技术规范与标准：

月1

编号名称

号

1GB50026-2007工程测量规范

2CJJ11-2011城市桥梁设计规范

3GB51004-2015建筑地基基础工程施工规范

4CJJ2-2008城市桥梁工程施工与质量验收规范

5JTGD63-2007公路桥涵地基与基础设计规范

JTG/T

6公路工程基桩动测技术规程

F81-01-2004

JTG/T

7公路桥涵施工技术规范

F50-2011

8DGJ08-11-2010地基基础设计规范

DGJ08-117-

9城市桥梁工程施工质量验收规范

2005

DG/TJ08-202-2

10钻孔灌注桩施工规程

007

11JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》

12JGJ18-2012钢筋焊接与验收规程

13JGJ107-2010钢筋机械连接技术规程

14JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范

DGJ08-903-201

15《现场施工安全生产管理规范》

0

16//其他相关现行技术规程、规范

2、编制目的

通过编制并实施本施工方案，能够有针对性的加强现场安全、质量施

工体系建设与管理工作，对主墩超长超大桩基施工中存在的技术、质量、

安全、工期的风险能果断有效地应对，保证对各类事故的预防和处置能力。

项目部相关部门和相关人员应根据本方案对桩基施工进行有效管理。

3、编制范围

本施工技术方案编制范围为沪南公路高架跨线桥28#、29#、35#、36#、

37#、38#、39#桥墩桩基施工内容。

二、工程概况

本工程为8888公路改建工程施工3标桩基工程，位于浦东新区沪南

公路，南起上南路，北至康花路。

拟建工程主体为888888888888改建工程3标，根据设计单位出具的

工程联系单〈本标段超深桩（大于等于70米桩长）桥墩桩基础施工参数

补充说明＞12130S。对本工程桩基设计图（图名：S20高架跨线桥桩基布

置图（十四））中关于超深桩（大于等于70米桩长）桥墩桩基，大于70

米桩长桥墩如下：

28号桥墩桩长：77米；29号桥墩桩长：71米；35号桥墩桩长：73

米；36号桥墩桩长：76米；37号桥墩桩长：88米；38号桥墩桩长：109

米；39号桥墩桩长：89米。

针对本工程桥墩桩大直径(36号、37号、38号桥墩桩径1.5米、28

号、29号、35号、39号桥墩桩径1.2米)、桩基大长细比、超长超深钻

孔灌注桩，特编制此专项施工方案。

1v地质地貌

II程地质详见下表：

本工程土层的极限摩阻力标准值与桩端土的极限端阻力标准值表

标

比贯入桩周土枕端处缩模第

入

准

贯

阻力极限二极限

±击(

层，摩阻力端阻力建议值)

Ps标灌值不示准值

数EsP

名N0-P0+0.

(Mpa)fsifp

称击*2

*&)：

(kPa)kPa)(MP

2)

0.92〜3.0

粉质粘土2.11、6.0

/

(15(15)

1.14/34.2

魁占质粉

0*/10*

0.49〜

C需淤泥

1.06

115(15)

0.56/2

粉质粘土4*

1.33飞2.(TW6.0

.3111.0取15(15)

2粘质粉土

1.76/37.0>6.0取

1*/34*20(15)

增^淤泥0.39、0

.71

320(15)

0.47/3

粉质粘土4*

誓*淤泥0.55c

0.78

(25(20)

0.59/3

4*

0.75〜

(!

0.97

1灰色粘土40(30)

0.79/3

3*

1.87〜9.0

C灰色砂质

6.52"20.0

2粉土45(35)

2.95/216.

4*1/17*

1.05〜

(灰色粉质

1.61

3-1粘土50(40)

1.21/3

4*

1.55-

(质相

2.40

3-255(45)

1.77/3

粘质粉土3*

3.34〜8.0

(质嘉赞

6.32“26.0

3-365(50)

3.91/215.

粉质粘土6*2/37*

2.02〜

(质艘

2.23

3-460(45)

2.08/6

粘质粉土*

4.54〜15.

(灰色砂质4000

8.120~35.0

3-5粉土70(55)(1200)20

5.64/124.

0*8/15*

7.84-30.

c1056500

19.480~65.0

2灰色粉砂(75)(2000)40

11.47/44.

31*1/62*

1.68〜

(灰黑色

3.87

2夹粉质粘土60(45)11

2.04/1

8*

1.56~

d灰色粉质

4.33

1粘土60(45)13

2.08/1

0*

3.98〜23.

g质第爵3500

9.520~41.0

275(70)(1500)25

5.11/131.

砂质粉土8*1/22*

8.98〜34.0

青和色粉1108000

&24.99"125.0

(75)(2100)60

11.81/65.

夹细砂10*4/58*

兰灰色

(粉质粘土(70)(1600)26

94.0

“136.0

背灰色粉116.(2800

(缅砂1/7*(85))110

三、施工部署

1、施工场地布置

1、施工场地总平面布置

针对本项目工期紧，工程质量要求高，机械设备、人员多，车辆进出

频繁等特点，为确保正常施工，达到“标化工地”文明施工的要求。

2、施工场地和施工通道

根据现场条件，本工程将选择观海园停车场作为工程施工进出道路，

施工现场“三通一平”已解决，进场后立即场地整理，确保桩机的正常

施工。

3、施工用电

根据施工需要从电力局提供的电源引到现场总配电箱，引出若干“三

相五线制”电缆接到施工现场各网点的配电箱中，为施工提供方便。

4、施工用水

我方将根据施工需要结合业主提供的水源，在办公、生活场地合理布

设水管，设相应合理的水龙头，以方便生活用水。

5.场地排水

桩基施工期间场地排水采用合理的排水系统。在场地大门出口处设置

洗车槽，避免汽车轮胎带出污泥污染场地外界境，同时防止污水流出污染

环境。

6、临时施工设施

场地临设布置主要为桩基施工期间的布置，布置计划如下：

（1）行政生活设施：在场区搭设办公用房。

（2）基坑开挖期间将根据业主要求，另行安排人员和堆放材料场地

配合基坑开挖和竣工验收。

2、施工顺序

38#墩基础共有Q1.5m的基桩12根，每根桩长为109m。基桩均采用

气举反循环方法进行钻进成孔，用100T履带吊车配合下钢筋笼，导管法

浇注水下混凝土成桩。钻孔用电由置于闸头的315KVA的变电器供给，另

备一台200KW的发电机备用。

38#桩基施工前后，采用正循环GPS-20、GPS-30钻机施工完成28#、

29#、35#、36#、37#、39#墩1.2m和1.5m的桩基，1.2m桩基30根，1.5m

桩基27根，共57根桩。

3、施工准备

3.1生产准备

（1）办理与桩基施工有关的各种手续。

（2）组织人员、设备进场，去除场地杂物，平整场地，驻地建设，

树立安全牌，布设防火设施。

（3）场地整理、修建场内主要施工便道。

（4）安装好临时用水、用电。

（5）上报钢筋、商品碎、水泥用料计划，确保施工材料与时进场，

做好开工前材料进场准备工作。

（6）对所有设各进行检测、维修，设备的调试。

3.2技术准备

（1）做好钢筋、商品税的用量预算，编制施工用料计划，并与正提

供给供应商，确保材料与时供给。

（2）根据施工总图，检验施工红线，确定测量控制点和高程水准点。

（3）组织技术人员认真学习、熟悉施工图纸。

（4）组织施工人员、操作人员进行施工图纸、技术、安全规程交底。

（5）认真仔细地阅读施工图纸、积极认真做好图纸的会审工作。

（6）做好开工前的有关技术资料的准备工作。

3.3技术交接

（1）严格按总平面布置图要求搭设临时建筑。修筑场内临时道路，

平整现场，做好安排。

（2）根据本工程具体情况，统一步调，统一协调指挥，做到施工场

地多而不乱。

（3）成立杂工班，专门清理现场卫生环境，包括生活垃圾、现场水

泥浆，运浆车撒漏、大门卫生、厕所卫生等。

（4）泥浆池要合理布设，流水畅通，防止向场地溢流。加强施工用

水用电管理，无长明灯。

（5）运浆车要密封良好，严禁泡、冒、滴、漏，污染环境。单设运

浆车停放场地，保证随叫随运与时清理，运浆车出大门时，派专人清扫轮

胎，要保持门外道路的卫生。

（6）做好开工准备工作后，检查所选设备与施工工艺和技术参数是

否合适，最后编制好开工报告，请监理单位签字盖章，作为桩基施工依据。

在施工的各个阶段，加强与建设单位、监理单位和设计单位的技术交

接和沟通工作，做到施工技术先行，材料准备、生产作业密切配合。

3.4安全交底

开展安全技术交底工作，用书面进行全面的、有针对性的安全技术交

底，交底时要履行签字手续，建立全员控制的安全体系。

四、38#墩桩基施工

1、施工工艺

38#墩桩基采用气举反循环施工工艺，施工工艺流程如下图:

平整场地

2、钻机的选型与安装

2.1钻机的选型

38#墩桩基采用01500mm钻孔灌注桩,桩长109nb主墩12根,采用

水下混凝土。桩基属于超长超大钻孔灌注桩基，对钻机的钻杆质量、扭矩

要求较高，因此选用技术先进，扭矩较大，提升能力较大的大型全液压钻

机进行主墩钻孔桩施工，拟计划选用1台GF-350反循环钻机施工，钻机

性能参数如下：

GF-350钻机机械性能参数

1、合格证嫡号：9188|2、发证日期：2017年09月14日

3、产品制造企业名称：河4匕国箫血工机械有限公司

4产晶晶牌：国WV脩速”

5.产品名称：反循环拈机

6、产品型号：GF-350

7届盘曼号：前四后八

&:现以发率：22Q-KW

10.发中机坦型科：150KW

11、玷机废大钻孔直径：3500mm.超大深度：1SOm

12.动力头转速：一479-24"min

13、动力头扭矩：—38000KN.m

14、砂石来疏♦:1000m3h,场程：120m,功率：fSJW

15、排渣方式：泵吸反IS环

16、诂杆连接方法：哂1$接

17、拈杆短格：（mm）273x2000

18、砧塔层度：（mm）8000

19、8HH1触尺寸：（mm）10000x2850x3350

20.整机！BIB:28T-

产品制造企业侑息：

本产品经过检验：符合QHGJ01-2012的要求，准予出厂.特此证明

本品生产单位名称：河北国籍重工机械有限公司

本品生产单位地址：河北省邯郸市珥泽县新兴工业园区

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使用直径①1.5m的刮刀钻头钻进成孔，钻机配备2个刮刀钻头，钻

头修补时轮换使用。另外每台钻机配备1台20in3/min空气压缩机，卜2台

3PIN泥浆泵和1台250m3/h的泥浆净化设备以与其他的泥浆循环设备。

2.2钻机的安装

1、钻机就位安装

先在钢护筒两侧对称地用油漆标出钻机地盘支腿位置，根据标示的支

腿位置沿纵桥向安装两条双拼45a工字钢。将钻机在平台上配合组装完毕,

然后根据桩位中心和钻机底盘尺寸在双拼工字钢上标出钻机底盘边线标

志，根据定位标志，调整钻机位置，用水平尺检查钻机底座的水平度，并

用钢板将钻机底座垫实。钻头就位前要检查法兰盘有无损伤，螺栓是否紧

固。钻机就位后要保证水龙头中心、机底座孔口中心、桩的轴向中线三者

同一直线，偏差不得大于2cm。

钻机就位自检合格后，由技术人员与监理工程师验收就位情况，验收

合格后将钻机与平台进行固定、限位，保证在钻进过程中不产生位移。

钻机的就位主要利用平台100t履带吊进行移动，其他配套设备可利

用50T汽车吊进行安置。

2、钻具安装与钻机调试

利用汽车吊或履带吊将钻头、风包钻杆与配重拼装在一起，在钻机就

位后将其吊入孔内固定。检查钻杆，并安装接长钻杆，将钻头下到离孔底

泥面约30cm处，接通供风与泥浆循环管路，开动空压机，开启供风阀供

风，在护筒内用气举法使泥浆开始循环，观察钻杆、供风管路、循环管路、

水笼头等有无漏气、漏水现象，并开动钻机空转，如持续5min无故障时,

即可开始钻进。

3、泥浆的配置

本项目施工的桩为大口径，大口径桩施工的关键在于成孔和混凝土灌

注施工两道工序，而成孔施工又是桩基施工之中的重中之重。一般情况下，

钻孔桩施工时考虑工艺的变化，机具检查，发生停钻时间较多，导致单桩

施工周期较长，在钻进过程中可能存在塌孔、缩径、成孔灌注前沉渣较厚

等问题。粘土钻进速度较快、成孔周期较短，砂层钻进速度较慢、成孔周

期较长，一快一慢，导致钻孔护壁差；因此襄保证桩基施工质量，泥浆的

性能是关键。我项目部根据以往的施工经验以与公司其他类似项目的施工

经验，根据本项目的地质条件适合自然造浆为主，并且结合采用PHP优质

泥浆和稳定的制作工艺，能够确保成孔质量方面要求。

3.1PIIP优质泥浆的特点

（1）触变性好；配制成功合格的PHP泥浆呈嫩黄色。由于粘度较大

在静止状态下呈冻胶状。泥浆从流动到静止粘度能恢复其悬浮作用阻上钻

屑下沉；当钻头旋转泥浆流动时，又改变了泥浆结构触变使粘度减小和泥

浆流动性增加，从而减小钻头阻力。

（2）比重小，低固相；由于使用优质膨润土做原料，制造的泥浆含

砂率低，同时也使原浆比重比较小。

（3）粘度高；其主要原因是使用特效增粘剂一一聚丙烯酰胺（PAM）,

由于泥浆粘度较高，钻进过程中携带钻渣的能力相对较大；同时也能够更

好的保证成桩灌注前孔底无沉渣。

（4）泥皮薄；是优质泥浆的最重要标志，使泥浆护壁更加稳定。

（5）失水量小；

（6）不分散；

（7）环保好；PIIP泥浆废料，无毒、无害，对农作物生长没有影响，

对环境污染减少到最低程度。

因此，PHP泥浆拈度高；泥皮薄，是优质泥浆的最重要标志，使泥浆

护壁更加稳定；失水量小；不分散；环保好，无毒、无害，对农作物生长

没有影响，对环境污染减少到最低程度。

3.2PHP优质泥浆的运用

PHP优质泥浆系统分为三个步骤：造浆供应、净化排渣、回浆处理。

（1）海水泥浆配比：

PHP泥浆制备表

名称海水粘土聚丙烯酰胺纯碱

用量375L56.25Kg750g750g

①膨润土；钠质膨润土泥皮薄、稳定性好、造浆率高。

②纯碱；主要作用是使粘土颗粒进行分散。

③聚丙烯酰胺；其突出功能是使泥浆具有良好的触变性，保持不分散、

低固相、高粘度的优质性能。

（2）基浆制作方法

基浆的拌制必须通过强劲的搅动才能形成胶体。本工程中采用“风管

搅浆法”，根据本工程的现场实际条件，制浆将在已备的泥浆箱内配制，

在泥浆箱内加入相应比例的原料，利用高压气进行强劲搅动，时间不小于

10分钟，然后放入护筒内，根据需要用同样的方法配置足量的原浆。

(3)PHP优质泥浆系统施工工艺

①清除护筒内的粘土层。采用小比重泥浆钻进，钻进至护筒底口停止

钻进。

②置换新鲜浆。在钻头未出护筒前，将新鲜浆注入孔内，将小比重泥

浆换出。

新制备的PHP泥浆性能指标

比重含砂率粘度PH值胶体率失水率

<

WL0%20—22s8—11>98%<10mm/30min

1.08-1.12

③钻孔过程检测。每两小时对泥浆指标进行监测，如发现因地层原因

造成泥浆指标损失，则加入新浆进行调整。

④循环净化。本工程由于施工空间受限制，未设置泥浆沉淀池，配置

一台泥浆净化器，对泥浆进行处理。

泥浆循环示意图

3.3回浆处理部分

通过泥浆泵在浇注混凝土时，将孔内泥浆抽回到其他未开孔或已施工

过的护筒内，待使用时采用“泵循环造浆法”，加入适当的造浆材料对泥

浆指标进行调整，使之达到满足施工需要的泥浆性能，供应下一个孔的成

孔。

3.4施工中应注意的问题

（1）应严格控制泥浆质量，做到定时检测，与时添加PAM与纯碱，

改善泥浆的稳定性；

（2）由于本地层土造浆能力较强，泥浆的相对密度始终偏大，特别

是淤泥质粘土和粘土层，为此钻进过程中须排掉部分的泥浆，添加PHP与

纯碱应在排浆之后进行，以免造成浪费；

（3）置换的泥奖必须经沉淀、排渣、检测合格后方可使用；

（4）增粘剂PAM较难溶解，集中投放易结团，难以发挥效应，应采

取提前溶解、多次、少量投放的方法进行。

4、钢护筒埋设

4.1钢护筒的规格

本工程护筒拟采用钢护筒，外护筒单根长度L5米，护筒直径大于桩

径不小于200nlm,护筒壁厚10mm。穿越软弱土层。本工程桩位全部位于沪

南路老路路基上，处理完道路面层和基层后，下卧层为较好的原状土层，

桩顶部为比较稳定的土层，考虑埋设1.5米长钢护筒。

4.2钢护筒埋设

本工程护筒埋设详见《长护筒埋设专项方案》。

5、钻进成孔

5.1钻孔次序的确定

根据基桩的具体布置方式和相临间的距离，为满足隔孔钻进的要求，

避免钻进施工各钻机作业间的相互干扰，以与与水利项目的交错施工，将

基桩进行合理的分批分次排序，然后分配到钻机实施钻孔。

5.2钻进成孔的阶段划分

（1）护筒内钻进阶段

在开钻之前，宜用电磁铁对护筒内进行扫吸，清除孔内的铁质杂物，

避免护筒内掉入铁件或其他杂物，对后期钻孔造成困难。护筒内钻进采用

正转“反吹法”钻进施工，主要目的是引孔、造浆调浆。护筒内钻进应注

意以下几个要点。

护筒内壁泥块的清除：护筒内底口以上宜采用带钢丝刷的钻头钻进，

选择高转速大泵量慢进尺钻进，这样既可保证将内壁泥块清理干净，更有

利于护筒内的土层造出优质的泥浆满足砂层夹层时的施工需要，满足成孔

质量要求。

泥浆控制：据地质报告结果，施工区域上部地层以粉质粘土、淤泥质

粘土为主，因此在钻进时，对自造的泥浆应进行有效的监测。泥浆过稠则

会大大降低钻进效率，甚至可能引起糊钻现象；泥浆过稀则对出护筒后的

砂层夹层钻进的泥浆护壁与排渣增加难度带来不便。因此，钻进时应重点

监测泥浆的性能指标（泥浆比重1.20-1.25,粘度220S,含砂率W1.5%）,

与时排浆、加水稀释泥浆，既要提高钻进效率，更要保证泥浆浓度满足粉

砂层的钻进施工。

护筒底口反循环钻进时.，应采用慢转速、降低进尺，不扰动护筒底口

土层确保底口不漏浆，保证护筒的稳定性。

（2）护筒外钻进

在护筒外施工，由于地质情况的变化频繁，层面交界无规律，钻进的

速度过快，则可能导致斜孔发生，因此，必须与时调整钻机的水平度和垂

直度，确保钻孔的垂直度。施工完毕时，必须与时用反循环清除钻渣，做

好下一步工作的准备。

6、钻机成孔桩施工要素的控制

6.1垂直度的控制

（1）钻机就位，完成所有准备工作，开钻前，必须再次校正水平和

“三点一线”，做到横平竖直。每班不少于2次检查水平，不少于1次检

查“三点一线”，并做好记录。发现倾斜或偏位必须立即纠正，并查明原

因，而且详细记录。

（2）所有钻杆必须平直、圆滑，发现有弯曲、破损等现象应与时调

换或修补。

（3）熟悉地质情况，根据地层的变化随时调整钻进参数。特别在地

层变化或软硬互层的界面要减压慢钻，待进入正常层位后，再正常钻进。

（4）需要时，钻进采用大配重孔底加压，慢钻，且根据具体情况按

照设计要求的钻孔垂直度设置扶正器。

6.2桩径的控制

（1）施工过程中必须确保钻机的稳定性。

（2）每次下钻前严格检查钻头直径，应与设计桩径匹配。

（3）根据设计图纸，准确计算护筒底面标高。在此处减压慢钻，控

制好钻进参数，尽量减少扫孔次数，从而有效控制护筒底口段孔壁的完整

性和缩孔。

（4）控制孔内的泥浆指标，确保孔壁的稳定。

6.3孔深的控制

（1）孔深以设计图纸提供的孔底标高或者满足其它技术要求为准。

（2）钻进到设计孔深时，通知监理人员确认孔深；钻进达到设计孔

深后会同监理人员验收。

（3）孔底沉渣满足规范和设计要求。

（4）孔深测量以钻具为主，测绳为辅。

7、钻机成常见问题发生原因与处理方法

7.1塌孔

（1）现象：孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡。出渣量显著增

加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

（2）原因

a、泥浆密度不够或其他泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚

实的泥皮。护壁效果不好；

b、由于掏渣后未与时补充水或泥浆，或孔内出现承压水，或钻孔通

过砂层强透水层，孔内泥浆流失等而造成孔内水头高度不够；

C、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡

软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大塌孔；

d、在松软层钻进，进尺太快；清孔后泥浆密度、粘度等指标降低，

使孔内水位低于地下水位，清孔操作不当供水管嘴直接冲刷孔壁，清孔时

间过久或清孔后停顿时间过久；吊钢筋骨架时碰撞孔壁。

（3）预防措施

a、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大比重、

粘度、胶体率的泥浆护壁；

b、发生孔口坍塌时，采取护筒接长，或者回填重新埋设护筒再钻；

c、如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；

d、清孔时指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。供水管不应

直接插入孔内，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，以免冲刷孔壁。

吊放钢筋笼时，应对准孔中心竖直下放。

7.2钻孔偏斜

（1）现象：成孔垂直度超过设计要求

（2）原因

a、钻孔中遇到有较大的孤石或探头石；

b、地层强度不一，钻头欺软怕硬造成孔斜；

c、钻具的垂直度不好，钻压过大等；

d、扩孔较大处，钻头偏向一方；

钻机未安置水平或产生不均匀沉陷。

（3）预防措施

a、严格检查钻具的垂直度和同心度、不符合要求的钻具决不下入孔

内。

b、转盘中心、孔位中心保持在同一垂线，钻机底盘平稳。

c、根据施工的具体情况采取合理的钻进参数，进入砂层宜采用低压

慢转速钻进。

d、将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔深部位的上部，慢速回

转钻具，并上下反复串动钻具。下放钻具时，要严格控制钻头进尺速度，

减压慢钻。

（4）纠正措施

1、用冲击钻重新扫孔；待纠偏后按照正常工序在继续。

2、如果孔斜还不能纠正过来，只能用较高强度的混凝土回灌后，待

强度达到后再扫孔。

7.3扩孔与缩径

（1）现象：孔径扩大或缩小

（2）原因

a、扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，各种钻孔方法均可能发生，若只

孔内局部发生坍塌而扩孔，钻机仍能达到设计深度则不必处理，只是混泥

土注量大大增加若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理；

b、缩径原因有两种：一种是钻头修补不与时、严重磨耗的钻头往往

钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软土，遇水膨胀后使孔

径缩小。

（3）预防措施

a、使用与钻孔直径相匹配的钻头以气举反循环工艺钻进成孔，采用

高粘度泥浆清渣护壁。

b、在软塑状亚粘土层采用小钻压、中等转数钻进成孔，并控制进尺。

c、根据试桩时钻孔的钻进参数、孔径检测情况，适当调整钻进参数,

以期达到设计要求。

d、当发现钻孔缩径时，可通过提高泥浆性能指标，降低泥浆的失水

率，以稳定孔壁。同时在缩径孔段注意多次扫孔，以确保成孔直径。

7.4钻孔漏浆

（1）现象：在透水性能强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔

外漏失

(2)原因

a、护筒埋设太浅；

b、回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃角或接缝处漏浆。

c、含水层地层孔壁护壁不牢产生漏浆。

(3)预防措施

为防治漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，提高泥浆的护壁能力

与加入其它堵漏材料进行堵漏。

7.5糊钻、埋钻

(1)现象：常出现于正反循环回转钻进和冲击钻进中。

(2)原因

a、在粘土地层，由于钻头、泥浆、钻进参数的不合理，故产生糊钻

的现象。

b、坍方

(3)防治方法

a、针对不同的地层、选用合理的钻进参数、改进钻头的内顶角，调

整泥浆指标。应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小排渣设备进行检

查计算，并控制适当的进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻渣;

b、遇到坍方或其他原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸走埋钻的

泥沙，提出钻头。再者采用护筒跟进的方式护壁、清渣提出钻头。

7.6吊钻落物

(1)现象：钻头或物品掉至孔内

(2)原因

a、钻头连接不在固，钻杆与钻杆或钻杆与钻头之间的连接承受不了

扭矩或自重，使接头脱落、断裂或钻杆断裂所至。

b、持物者不小心

(3)预防措施

加强接头连接质量检查（所有钻杆螺栓强度在10.9级以上并加保险

卡），加强钻杆质量检查，避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中，

同时钻进施工时要中低压中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，减小扭矩。

当发生掉钻时，宜迅速用打捞钩、叉、绳套等工具打捞。若钻头己被

泥砂埋住，应按前述各条，先清除泥砂，使打捞工具接触钻头后再打房。

根据以往施工经验，采用偏心钩打捞，速度快，成功率高。打捞要与

时，不可耽搁，以免孔壁不牢，出现塌孔，故现场需备用好打捞钩，以防

万一。

8、清孔

8.1第一次清孔阶段

清孔时将钻具提离孔底，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环

清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔。经检测孔底沉渣厚度满足设计与规

范要求，

孔内泥浆指标符合本项目的泥浆控制技术规范要求后（循环时间控制

在2〜4小时），与时停机拆除钻杆（提钻过程中，保证钻机的稳定、垂

直，防止钻头将孔壁的泥皮刮落）、移走钻机，尽快进行成桩施工。

在钻孔和清孔的过程中，泥浆经过旋流器分离出泥浆中携带的剩余钻

渣，分离后的优质泥浆继续返回到孔内循环使用，而钻渣通过排渣槽收回

到指定堆放处。钻渣要求集中堆放，运输到场外指定地点。废浆排入泥浆

船，有专门的废浆运输船运走。当灌注桩水平偏差不D/6,且不大于100mm,

垂直度偏差44/1000（大于70米桩长桥墩全部按此指标控制），沉渣厚

度W10cm与泥浆指标达到要求后，与时报验。

8.2第二次清孔阶段

灌注导管安装完成后，在导管内安装风管，利用导管作为吸泥管，对

孔底进行二次清孔，清除下钢筋笼过程中造成的孔底沉渣。导管上部连接

排渣管，将孔内带沉渣的泥浆抽吸至沉渣箱消能器，通过沉渣箱沉淀和泥

浆分离器强制分离，将孔内沉淀的泥砂清理干净，净化后的泥浆通过回浆

管流回孔内。测量孔深，达到终孔标高后即可停止清孔，拆除泥浆管和风

管，准备灌注混凝土。

清孔注意事项

⑴终孔后与时清理，不能停歇过久，以免使泥浆、钻磴沉淀增多而

造成清孔工作的困难甚至塌孔。

⑵清孔时利用导管和风管、浆管路组成的反循环泥浆循环系统，通过

换浆进行清孔。即将导管底口提高距孔底15〜20cm,保持泥浆正常循环，

持续换浆直到排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近且含砂率V

1.0%,孔底沉渣厚度＜10cm后可停止清孔，进行下道工序的施工。

⑶清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔，不得采用加深钻孔深度的

方法来代替清孔。

二次清孔示意图

9、钢筋笼制作、运输与安装

9.1钢筋笼的制作

9.1.1钢筋的验收与管理

钢筋应具有出厂质量证明书。进场后按有关规定、批量，规格进行抽

样检查，并由检查部门出具试验报告。对于需要焊接的材料还应有焊接试

验报告。确认该批材料满足设计、施工要求后，物资部门方可将该材料入

库、登记、造册，不合格的材料应运出施工现场。

钢筋进库后须按不同钢种、等级、牌号、规格批号与生产厂家分别堆

存，不得混杂，且应挂牌以资识别。钢筋在运输、储存过程中，应避免锈

蚀和污染。钢筋宜堆置在仓库内，露天存放时，应垫高并加遮盖。

钢筋发料时应随同原材料发给使用单位原材料出厂质量保证书与进

场抽样检查试验报告复印件。使用部门应按原材料的使用部位登记造册，

做到原材料具有可追溯性。

9.1.2钢筋下料与钢筋笼成型

钢筋笼加工采用长线法施工。钢筋按设计长度、直径、类别由专业钢

筋工严格下料，下料时，主筋端部弯钩形状必须符合设计和规范要求，采

用I级钢制作的箍筋，其末端应做成弯钩，弯钩的弯曲直径应大于受力主

筋的直径，且不小于箍筋直径的2.5倍。

1）钢筋的调直

①加工方法

对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋应加以调直。钢筋调直普遍使用卷扬

机拉直和用调直机调直。在缺乏设备时，可采用弯曲机、平直锤或人工锤

击矫直粗钢筋和用绞磨拉直细钢筋。按规范规定，钢筋笼长度超过10米,

需分段拼接，拼接处采用焊接并应遵守《碎结构施工与验收规范》

GB50204-92的有关规定。

②注意事项与质量要求

用卷扬机拉直钢筋时，应注意控制冷拉率：I级钢筋不宜大于4除II

111级钢筋与不准采月冷拉钢筋的结构不宜大于1%0用调直机调直钢筋和

用锤击法平直粗钢筋时，表面伤痕不应使截面面积减少5%以上。调直后的

钢筋应平直、无局部曲折，冷拔低碳钢筋表面不得有明显擦伤。

应当注意：冷拔低碳钢丝经调直机调直后，其抗拉强度一般要降低

10^15%,使用前要加强检查，按调直后的抗拉强度选用。

2）钢筋的切割

①加工方法

钢筋弯曲成型前，应根据配料表要求长度分别截断，通常宜用钢筋切

断机进行。在缺乏设备时，可用断丝钳（剪断钢丝）、手动液压切断（切

断不大于16mm钢筋）。

②注意事项与质量要求

应将同规格钢筋根据不同长短搭配、统筹排料；一般先断长料，后断

短料，以减少短头和损耗。避免用短尺量长料，防止产生累计误差，应在

工作台上标出尺寸、刻度，并设置控制断料尺寸用的挡板。切断过程中如

发现劈裂、缩头或严重的弯头等，必须切除。切断后钢筋断口不得有马蹄

形或起弯等现象，钢筋长度偏差不应小于±10mm。

3）钢筋的弯曲成型

①加工方法

钢筋的弯曲成型多用弯曲机进行，在缺乏设备或少量钢筋加工时，可

用手工弯曲成型，系在成型台上用手摇扳子每次弯『8根68mm以下钢筋,

或用扳柱铁扳和扳子，可弯①32nlm以下钢筋，当弯直径①28mm以下钢筋

时，可用两个扳柱加不同厚度钢套，钢筋扳子口直径应比钢筋直径大2n叽

曲线钢筋成型，可在原钢筋弯曲机的工作中央，放置一个十字架和钢套，

另在工作盘四个孔内插上短轴和成型钢套与中央钢套相切，钢套尺寸根据

钢筋曲线形状选用，成型时钢套起顶弯作用，十字架则协助推进。螺旋形

钢筋成型，小直径可用于摇滚筒成；较粗（①16、30nlm）钢筋，可在钢筋

弯曲机的工作盘上安设一个型钢制成的加工圆盘，盘外直径相当于需加工

螺旋筋（或圆箍筋）的内径，插孔相当于弯曲机扳柱间距，使用时将钢筋

一头固定，即可按一般钢筋弯曲加工方法弯成所需的螺旋形钢筋。

②注意事项与质量要求

钢筋弯曲时应将各弯曲点位置划出，划线尺寸应根据不同弯曲角度和

钢筋直径扣除钢筋弯曲调整值。划线应在工作台上进行，如无划线台而直

接以尺度量划线时，应使用长度适当的木尺，不宜用短尺（木折尺）接量,

以防发生差错。第一根钢筋弯曲成型后，应与配料表进行复核，符合要求

后再成批加工。成型后的钢筋要求形状正确，平面上无凹曲，弯点处无裂

缝。其尺寸允许偏差为：全长±10mm,弯起钢筋起弯点位移20mm,弯起钢

筋的起弯高度±5mm,箍筋边长±5mm。

4)钢筋笼加工

钢筋原材料进场定尺9米，钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀,

钢筋下料时应准确控制下料长度。

钢筋笼在加工场制作成9m长单节，钢筋笼制作采用同槽分节加工(按

基本长度9nl进行分节，保证接头间距不小于1m,同一截面内接头数量不

超过50%)o

主筋安放到定位槽后将钢筋围成固定圆形并焊好的加劲圈与定位槽

点焊在一起，根据设计要求将其余主筋与加劲圈进行焊接，主筋要求与加

劲圈垂直。

主筋焊接完毕后，按设计要求绑扎箍筋，与焊接定位钢筋。

钢筋笼主筋接头采用焊接接头，接头相互间隔错开，根据规定，错距

控制235d(d为主筋直径),且每个断面接头数量不大于50%,相邻接头

断面间距不小于1m,第一节钢筋笼加工完毕经监理工程师检查认可后，就

地同槽加工与之相邻的一节钢筋笼。

加工好的钢筋笼半成品按安装要求分节、分类编号，为保证主筋接

长缝隙控制到要求范围制作是的根据前场需要，钢筋笼按编号运至施工现

场。