钻孔桩施工作业培训.

中铁十二局集团佛山西站SG3标项目经理部2014年11月钻孔灌注桩施工工艺一、前言本项目部主要工程为桥梁和站房结构，桥梁桩基为φ1.5m和φ2.0m，站房桩基为采用φ0.8m、1.0m和φ1.2m钻孔桩，全部桩基2511根，53663米。为规范钻孔桩作业人员行为，细化施工工艺标准和操作规程，强化过程质量控制，减少质量通病，根据《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》、《高速铁路桥涵工程施工技术指南》、《建筑桩基技术规程》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》及相关规范、设计要求和作业指导书，特组织本次学习。一、培训内容1、施工准备2、施工工艺3、承台施工1、施工准备1)、开工准备2)、场地准备3)、护筒4)、泥浆5)、钻机6)、施工工艺流程①、开工准备施工方案的制定测量放样施工配合比大临设施：拌和站、便道、施工用电材料准备：钢筋、声测管、地材质量、安全、环保的措施②、场地准备钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。佛山西站SG3标施工场地主要位于场地较为狭窄的480m范围内，均为陆地桩。场地为旱地时，应先清除杂物，平整场地，换除软土，碾压密实。③、护筒护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保证孔壁不坍塌等作用。护筒采用6~8mm钢板卷制而成，具体各桩的护筒埋深与护筒钢板厚度根据施工机械、地层性质可作适当调整。④、泥浆钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂组成。在钻孔中，由于泥浆相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌。泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。在不同方法钻进中，泥浆起的作用不完全一样，故对泥浆性能要求也不相同。泥浆的主要性能有：1、泥浆比重（主要指标）2、黏度（主要指标）3、含砂率（主要指标）4、胶体率5、PH值6、静切力7、失水率高级泥浆：膨润土碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱，它的作用可使泥浆PH值增大：使黏土颗粒进行分散，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率。掺量为孔中泥浆的0.1～0.4%。CMC全名羧甲基纤维素。具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率作用。掺量为膨润土的0.05～0.1%。PHP，即聚丙烯酰胺絮凝剂。他的作用使泥浆中的钻渣能成为不分散的絮凝状态，泥浆循环到井孔外泥浆池中时，易于被清除出去，从而使泥浆能保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。掺量为泥浆液的0.003%。制浆前，应将膨润土充分浸泡，为达到较好的搅拌效果，应使用机械搅拌。首先将膨润土、水、纯碱按一定比例混和，制成原浆，然后于其中加入水解聚丙烯酰胺，制成PHP泥浆备用。其各项指标如下：相对密度粘度：1.03～1.10；粘度：18～22；含砂率（%）＜2%PH值8～10；胶体率＞98%2、施工工艺控制1)、钻孔2)、清孔3)、钢筋笼加工和安装4)、水下混凝土浇筑5)、质量通病防治1)、钻孔目前项目部定制的方案主要采用旋挖钻施工，特别困难地段钻进有困难时采用考虑采用冲击钻。旋挖机主要采用静态泥浆，泥浆池尺寸设置主要采用5*5*2m，周围设置安全标识，并采用钢管四周围护。钻孔作业应分班连续进行，钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度，及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；旋挖钻机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，用测量孔深及虚土厚度（即钻深与孔深的差值）。钻孔施工前，必须制做留样盒，留样盒为木制条形长盒，中间加隔板形成10cm×10cm的方格，隔板及周边木板厚度为1cm，统一刷红色，共设8个方格；放置时与便道平行且设支腿高出地面20cm，一条不够用时，平行加设第二条；将渣样用小塑料袋封存放入留样盒，贴标签标示，标签包括取样深度和岩性描述两项内容，并与设计提供的地质剖面图对照，当发现地质情况与设计不符时及时上报项目部技术质量部，再项目部统一与设计单位取得联系。钻孔完成后绘制地质柱状图，并与设计地质情况进行对比，柱状图左侧显示设计，右侧反映实际地质情况。钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停钻时，应将钻头提离孔底5m以上，孔口应加护盖。停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。成孔检查：钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。⑴孔径和孔形检测⑵孔深和孔底沉渣检查⑶桩孔垂直度检查⑷桩位检查⑴孔径和孔形检测孔径检测是在桩孔成孔后、下入钢筋笼前进行的，是根据设计桩径制做笼式井径器（检孔器）入孔检测。笼式井径器长度应根据钻机的性能及土层的具体情况而定，一般采用4~6m长度为宜。。孔形检查目前常采用的方法是开挖检查和超声波检查。⑵孔深和孔底沉渣检查孔深和孔底沉渣普遍采用取样盒检测法和标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底直径13～15cm，高20～22cm，质量4～6kg。现在也有利用超声波检测孔底沉渣的，其原理是利用泥浆、沉渣、原状地基土的密度不同，用超声波进行测量区分。2、清孔清孔的目的是抽、换原钻孔内泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留沉渣过多而降低桩的承载力。清孔方式：⑴抽浆法清孔⑵换浆法清孔⑶掏渣法清孔⑷喷射法清孔⑸用砂浆置换钻渣法清孔⑴抽浆法清孔抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、柱桩。有泥石泵、空气吸泥机两种。⑵换浆法清孔正循环回转钻机、冲击钻机⑶掏渣法清孔适用于旋挖钻机清孔对于大直径、深孔，应在用掏渣法清孔后，再用气举抽浆法清孔。目前旋挖机主要采用换浆法，反复循环清孔。清孔的质量要求和检查方法：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10cm。柱桩在浇筑水下混凝土前，应用射水或射风冲射孔底3～5min，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。3、钢筋笼加工和安装材质及尺寸规格应符合设计文件的规定要求。钢筋笼与孔壁之间应有保证保护层尺寸的措施。直径16mm及以上的HRB335钢筋接头宜采用滚扎直螺纹套筒连接或闪光对接焊，套筒连接标准采用《滚扎直螺纹钢筋连接接头》；其余钢筋宜采用闪光对接焊或搭焊，标准采用《钢筋焊接及验收规程》。按照设计文件规定做好综合接地设施制作和预埋安装工作，并确保综合接地各项检测指标合格后方可埋设。根据现场运输和吊车臂长综合考虑，钢筋笼采用分节制作，可采用吊车和汽车泵吊装混凝土。4、水下混凝土浇筑采用直升导管法施工，管径主要采用250mm和300mm。用直升导管法灌注水下砼时，砼拌和物是通过导管下口，进入到初期灌注的砼（作为隔水层）下面，顶托着初期灌注的砼及其上面的泥浆或水上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。（导管水密性试验）首批封底混凝土(1)计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节,同时也是水下混凝土灌注成败的关键。（2）首批灌注混凝土的数量公式计算对孔底沉渣厚度应再次测定。如厚度符合设计要求，然后立即灌注首批混凝土。首批混凝土灌入孔底后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内进水，需及时进行清孔。（3）混凝土坍落度采用180mm~220m。（4）砼初存量应满足首批砼入孔后，导管理入砼的深度不小于1m。灌注中导管理入砼的深度应保持在2～4ｍ之间，在任何情况下不得小于1.0m，以免造成断桩事故。水下砼应连续灌筑，不得中途停顿。（5）水下砼灌注顶面应高出设计桩顶0.5～0.8m，以便清除浮浆，但清除作业应防止损毁桩身。（6）检查混凝土灌注是否到位：施工中一般采用的是重锤检查混凝土是否到位，在桩顶时应泥浆相对密度加大，很难准确探测混凝土顶，这时可采用竹杠或钢筋往下插，可明显感觉到混凝土顶位置。首盘混凝土计算原理及计算公式.docx5、质量通病防治钻孔事故的预防及处理灌注事故的预防及处理钻孔事故的预防及处理坍孔原因:泥浆质量不合格、孔内水头不够、砂层钻进过快、护筒埋设质量不合格、碰撞孔壁措施：配置合格泥浆、根据地下水位变化提高护筒及孔内水头高度、砂层中钻进控制速度、按要求埋设护筒、吊装钢筋笼严防撞壁。钻孔偏斜原因：钻孔中遇到孤石或探头石、钻头受力不均、钻机不水平或产生沉陷、位移措施：钻机要安装水平；起重滑轮缘、护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正；地基处理牢固防止沉陷；倾斜的软、硬地层钻进时，应控制进尺，低速钻进，或回填片石冲平后再钻进。钻孔事故的预防及处理掉钻落物原因：卡钻时强提强扭使钢丝绳；冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出；钢丝绳、转向套等焊接处断开；钢丝绳与钻头连接处的绳卡数量不足或松弛；钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换；操作不慎，落入扳手、撬棍等物。措施：开钻前清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖；经常检查钻具、钢丝绳和联结装置；在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杆，或在锥身上围捆几圈钢丝绳。糊钻和埋钻原因：冲击钻在粘土层冲击成孔时，由于冲程太大，泥浆粘度过高，钻碴量大，以至钻头被糊住或被埋住。措施：清除泥包；调节泥浆的相对密度和粘度；减小冲程适当控制进尺钻孔事故的预防及处理扩孔和缩孔原因：扩孔：地下水呈运动状态，土质松散地层处或钻头摆动过大；缩孔：钻头焊补不及时；地层中有软塑土），遇水膨胀后使孔径缩小。措施：使用失水率小的优质泥浆护壁并须快速钻进并复钻；及时修补磨损的钻头；卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔。梅花孔原因：冲锥不转动，总在一个方向上下冲击；操作时钢丝绳太松或冲程太小，钻头刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置；在非匀质地层出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。措施：经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置；选用适当粘度和相对密度的泥浆；用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形；出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。钻孔事故的预防及处理卡锥原因：钻孔形成梅花形；未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的钻头大了，又用高冲程猛击；伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶；孔口掉下石块或其它物件；在粘土层中冲程太高，泥浆太稠，钻头被吸住；大绳松放太多，钻头倾倒，顶住孔壁。措施：钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头；松钢丝绳，使钻头转动一个角度；上下、左右摆动钻头使之松动；压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松动后强行提出；专用工具将顶住孔壁的钻头拔正；爆破震松卡钻钻头后提出。钻杆折端和钻孔漏浆发生漏浆时调整护筒内外压力差，加大泥浆浓度，向孔内投入粘土块和小石冲击堵漏。灌注事故的预