钻孔桩施工技术规范

客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（报批稿）钻孔桩施工节选3.2.2钻孔桩基础1钻孔桩施工准备工作应符合下列规定：1）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。2）在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定。3）钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退场。如水流平稳时，钻机可设在船舶或浮箱上进行钻孔作业，但须锚锭稳固保证桩位准确。4）采用回转法或冲击法钻孔时，需设置泥浆循环净化系统，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。5）钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径应大于钻头直径，使用旋转钻机钻孔应比钻头大约20cm，使用冲击钻机钻孔应比钻头大约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。护筒埋置深度应符合下列规定：（1）岸滩上，黏性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。（2）水中筑岛上，护筒宜埋入河床面以下1m；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。在水中平台上下沉护筒，应有导向设备控制护筒位置。（3）护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。2在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，宜采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮碴能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。冲击钻机钻孔，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头冲击造浆。泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定，应符合下列规定：泥浆比重：正循环旋转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.1～1.3；冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不宜大于：砂黏土为1.3；大漂石、卵石层为1.4；岩石为1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.05～1.15。黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：应大于6.5。为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量应经试验决定。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。3钻孔施工1）钻机安装及钻孔：（1）安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。（2）无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。（3）钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。（4）钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。（5）钻孔作业应连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机应将钻头提离孔底5m以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于10cm。2）冲击钻孔（1）在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头；在砂黏土、砂和砂砾石层中宜用管形钻头。冲击法钻孔，钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。（2）开始钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。（3）吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。（4）钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。（5）为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。3）旋转钻孔：（1）正、反循环旋转钻机适用于黏性土、砂类土、碎石类土，可按地质条件、钻孔直径及深度选择钻机及钻头。旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。（2）开钻前应在护筒内存进适量泥浆，开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应。在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压钻进，同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。（3）使用反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。钻进过程中，应保持护筒内应有的水头，对不同土层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。（4）潜水钻机钻孔，应按钻孔孔径和地质情况选择钻头，钻头切削方向应与主轴旋转方向一致。应按土质软硬控制进尺，并应采用控制主机电流在低于额定电流情况下进行减压钻进，钻机运行时发现不正常现象应立即停机检查，找出原因，消除故障。4）套管钻机钻孔：（1）套管钻机适用于砂类土和黏性土层钻孔，当地下水位以下有厚于5m的细砂层时，应选用上拔力较大的钻机。套管下沉总深度，应按土层紧密情况和机械上拔力大小决定。钻机就位后须用支腿将机身支平支牢，使套管竖直度满足设计要求。（2）套管钻机在开孔下套管时，钻进速度宜慢，并应反复上提下压套管，校正好位置和竖直度。中等密实或密实的土层中钻孔，宜随钻进随下套管；松散土层中钻孔，应先下套管并深于抓土面1～1.5m，然后钻进；地下水位较高的粉、细砂土层中，应随时向套管中补水，保持套管中水位不低于地下水位，防止翻砂。（3）钻孔作业过程中，应观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。5）旋挖钻机钻孔：（1）旋挖钻机适用于各种土质地层、砂性土、砂卵砾石层和中等硬度以下基岩的施工。施工前应根据不同的地质情况选用不同类型的钻头。（2）钻孔时，孔口护筒应高出地面20～30cm，并及时向孔内补充浆液，以保持足够的泥浆压力。套管跟随钻进时，套管底口应与钻头旋挖深度相适应，确保不超挖。（3）钻孔作业过程中，应观察主机所在地面和支腿支承处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。6）钻孔异常处理：（1）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。冲击法钻孔时，可投黏土块夹小片石，用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。（2）钻孔中发生弯孔和缩孔时，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。如发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。（3）发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳以及其他措施，使钻头松动后再提起。（4）发生掉钻时，应查明情况尽快处理。（5）发生卡钻、掉钻时，严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔内。必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害气体和备齐防毒、防溺、防埋等保证安全措施后，方可进入，并应有专人负责现场指挥。4清孔及安装钢筋笼应符合下列规定：1）钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。清孔可选用以下方法：（1）抽渣法适用于冲击或冲抓法钻孔。（2）吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。（3）换浆法适用于正、反循环旋转钻孔。2）不论采用何种方法清孔，在抽渣或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。3）清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4）清孔达标后应抓紧安装钢筋笼和浇筑水下混凝土。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，应符合铁道部现行混凝土与砌体相关施工标准的有关规定，钢筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在清孔前进行吊放。吊装时，应严防孔壁坍塌。钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。在钢筋笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块。柱桩在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射钻孔孔底3～5分钟，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0.05MPa。5水下混凝土导管应符合下列规定：1）钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应，可为20～30cm。导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m，漏斗下宜用1m长导管。2）导管使用前应进行试拼和试压，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。3）导管长度应按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。4）导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。6水下混凝土浇筑，除应符合铁道部现行混凝土与砌体相关施工标准的有关规定外，尚应符合下列规定：1）混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m并不宜大于3m；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。2）水下混凝土应连续浇筑，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8小时内浇筑完成。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。3）套管钻机钻孔在浇筑混凝土过程中，应经常转动和逐渐提升套管，套管刃脚埋入混凝土不宜小于1.5m，也不宜大于5m，混凝土浇筑完毕应将套管立即拔出。4）在浇筑混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1～3m范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。5）在浇筑水下混凝土前，应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的“工程检查证”，在浇筑水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。6）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，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。7桩的质量检测应符合下列规定：1）所有钻孔桩桩身混凝土质量均应进行低应变动测法检测。2）地质条件较差、桩长超过50m的桩应按设计有要求进行超声波检测。3）每根桩作混凝土检查试件不少于一组。4）对质量有问题的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检验。5）对大桥和特大桥或结构需要控制的柱桩的桩底沉渣厚度，按柱桩总数3%～5%钻孔取样检验。