钻孔灌注桩作业指导书

钻孔灌注桩施工作业指导书1适用范围本作业指导书适用于云桂铁路（广西段）YGZQ-1标段黏土、卵砾石土、软岩、溶岩及硬岩等复杂地质条件的桥梁桩基施工。2.作业准备2.1.内业准备开工前须组织技术人员对相关设计文件进行仔细核对，认真学习实施性施工组织设计，熟悉施工图纸、规范和技术标准，制定施工安全保证措施，提出物资备料计划。对现场管理人员、技术人员和施工作业人员进行技术培训培训，考核合格后方可上岗。组织向作业班组进行技术交底。2.2.外业准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集，修建临时设施，满足主要管理人员、技术人员进场生活、工作需要。根据钻孔桩孔径、地质情况选择合适的钻孔、起重、混凝土、钢筋机械设备，并组织进场。对混凝土拌和站、试验检测仪器设备等进行标定、检修。按照物资备料计划采购进场相关物资材料，并做好质量复检。3.技术要求云桂铁路（广西段）YGZQ-1标段桥梁为250km/h客运专线铁路桥梁，自2011年9月起应执行新的高速铁路施工技术指南、验收标准。桥梁钻孔灌注桩的施工和质量验收应达到以下技术标准的要求：1）《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；2）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）；3）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；4）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）。4.施工程序与工艺流程本作业指导书适用范围内的钻孔灌注桩基础施工根据现场实际地质情况采用以下基本施工方法：冲击钻机钻孔，吊车配合钻机安装钢筋笼，混凝土由搅拌站集中供应，混凝土搅拌运输车运输，混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土。主要施工程序为：施工准备→埋设护筒→钻孔→成孔→清孔→桩身钢筋笼安放→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除护筒→场地清理。施工工艺流程如图4-1所示。5.施工要求5.1.施工前准备5.1.1.测量确定钻孔桩位：按照控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固的十字护桩，以便经常检查钻孔偏位情况，经复核无误后方可进行孔桩施工。5.1.2.场地平整及钻机安装钻机底座须为坚实地基上，以免施工过程中发生不均匀沉陷而造成孔位偏移。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，可用枕木、型钢等搭设工作平台。2）在浅水中，宜用筑岛法施工，岛顶面高出施工水位0.5米左右，筑岛面积应按钻孔方法、钻机大小等要求决定。3)制浆池、沉淀池和泥浆池，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。5.1.3.埋设护筒1)钻孔前应设置坚固、不漏水的钢护筒，钢护筒内径应适当大于平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻进制作护筒加工钻头中间检查终孔清孔测孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池.沉淀池泥浆制备泥浆循环.滤碴.补浆.测指标测孔深.泥浆比重.钻进速度.地质记录测孔深.孔径.孔斜度.偏位注清水.换泥浆.测比重填表格.监理工程师签字认可填表.监理工程师签字认可检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度清理.检查水密试验测孔深.孔径钢筋笼制作图4-1冲击钻机钻孔施工工艺流程图桩基检测钻头直径，使用冲击钻机钻孔应比钻头大20～40cm。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，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5m。2)护筒埋设时应使护筒平面位置中心与桩设计中心一致，中心偏差不得大于5cm，顶面位置偏差不得大于5cm，倾斜度不大于1%。岸滩上护筒埋深黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少0.5m，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。对于本标段内的部分孔桩钻孔时会遇到溶岩地质的孔桩，护筒应采用跟进作业。水中筑岛时，局部冲刷严重的河床，护筒应埋入河床冲刷线以下1.0m。5.2.钻孔施工方法及要求5.2.1.钻机安装及钻孔1）安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，在钻进中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顶面中心的偏差不得大于5cm。经质检工程师检查并报监理工程师检查合格后方可开钻。2）选择适宜地层的配套钻锥和钻孔事故处理的配套机具，接通水电供应，备好造泥浆粘土和泥浆池。3）调整钻机，使钻锥起吊滑轮缘，钻锥中心和桩孔中心三者在同一垂线上，稳定好钻机揽风绳。4）钻机钻孔时，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，钻进过程中取碴和停钻后，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黏度。5.2.2.冲击钻孔1）根据本标段的实际情况，采用十字钻头。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、钻头重量而定。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。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砼强度，应待邻孔砼强度达到5MPa后方可开钻。6）钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。7）钻孔作业应分班连续作业，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项，经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检查，不符合要求时应及时改正，经常注意地层变化，在地层变化处捞取钻碴保存，并于地质图核对，如发现与设计不符应及时上报。8）钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚处地面变化情况，发现下降现象应及时停机处理，因故停机时间较长时，应将钻头提出孔外，并对孔口加盖防护。5.2.3.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。坍孔不严重者，可加大泥浆比重继续钻进；严重者回填重钻。2）出现流砂现象后，应增大泥浆比重，提高孔内压力或用黏土作成大泥块或泥砖投下。3）弯孔不严重时，可重新调整钻机或卡杆孔继续钻。发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应回填修孔，必要时反复几次修孔。4）出现缩孔时，可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。5）发生卡孔时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。6）发生掉钻时，应及时摸清情况，查明原因，采取措施，尽快处理。如钻头被埋住，应首先清除泥砂，再进行打捞。7）出现探头石，应回填至探头石处，重新钻进消除偏孔。5.2.4.泥浆质量控制（1）泥浆制备：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。(2）泥浆比重：冲击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重砂黏土不宜大于1.3，大漂石.卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2。(3）黏度：一般地层16-22s，松散易坍地层19-28s。(4）含砂率：新制泥浆不大于4%。(5）胶体率：不小于95%。(6）PH值：应大于6.5。(7）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。5.3.岩溶地区钻孔施工技术措施岩溶地层的岩面及各层溶洞的顶盖和底板高低不平，相差悬殊，溶洞有被充填的，也有空的，因此岩溶内钻孔，关键是要解决多次斜面开口和洞内造壁问题。施工中常采用回填小片石和粘土，低锤勤击，并须及时纠偏。否则极易造成斜孔.卡钻.坍孔.漏浆等故障。岩溶地区施工钻孔桩，必须根据据地质柱状图、各层溶洞顶面、底面及桩底设计标高等资料，制定可靠的技术措施，并随着施工的进展，对地质情况进一步了解，随时修订技术措施。5.3.1.钻孔顺序由于岩溶形态复杂，溶沟、溶槽、溶洞相互连通，对开墩开孔顺序十分讲究，根据岩溶裂隙走向，溶洞的大小、多少、岩面的高低等地质条件，仿围棋投子的方法，先安排长桩，溶洞密集处的桩施工，逐步进行。一般可按由深到浅，由多到少，由大到小的原则安排，有利于及时封闭溶洞，隔断通道。5.3.2.钻进与护壁当钻进接近溶洞顶板时，往往会由于岩面倾斜而出现钻头摆动.撞动护筒和孔壁，冲击声音减弱等情况。施工中发现此种情况，则说明钻头离顶板不远了，这时应停止钻孔，回填片石和粘土块（一般回填高度为1.5米左右），再调整钻机冲程（YCK型和CZ型钻机冲程不大于0.6米，简易自制冲击钻机冲程不大于2米），反复冲砸，在孔内顶板处形成一个相当坚硬度混合柱体，具有足够传递冲击能力，待到斜面破碎以后，方可转入正常钻孔。由于溶洞充填物复杂，施工应加强泥浆护壁外。在配制优质泥浆护壁的同时，还要选用烧碱、水泥、锯木屑、片石、草袋等混合材料，以加强泥浆护壁效果及形成溶洞孔壁封闭环。各种材料的选用和使用要求如下：①.粘土和泥浆。优质的泥浆要求有水化快.造浆能力强.黏度大、含砂率低的粘土，其技术指标是：胶体率95%；含砂旅小于4%；造浆能力大于25L/kg；塑性指数大于18。为改善粘土技术指标，提高泥浆性能，可在黄土中掺入20%的观音土。②水泥。使用水泥是为了提高泥浆黏度，增强护壁能力，防止坍孔.漏浆和提高PH值，一般按粘土重量的1/8-1/5掺入。③烧碱。按粘土重量的2%-3%掺入。④锯木屑。在黄粘土中掺入其体积10%的锯木屑，可提高泥浆的悬浮能力。处理溶洞漏浆.流沙及易坍地层和清孔均可使用。⑤片石。溶洞造壁和加固孔壁使用。一般为不大于15厘米的坚硬石块。⑥草袋。为保证溶洞中堵漏和造壁效果，需要用草袋装入粘土、烧碱、水泥、锯木屑等混合材料直接沉落孔底。5.3.3.钢护筒跟进措施钢护筒有定位、保护孔口、维持超压力的重要作用，其位置应埋设准确和稳定。钢护筒跟进是采用震动锤将钢护筒下沉穿过覆盖层而落到岩面。根据设计提供的地质钻探资料，对充填物为软塑或粘性土的较小溶洞，采用单护筒跟进结合加强型泥浆护壁方法成孔；对充填物为流塑或空洞的较大溶洞，采用内外双护筒跟进法成孔。双护筒的外护筒下沉方法与单护筒下沉方法相同。外护筒下沉到岩面后，即进行岩面冲击钻孔。钻孔穿过顶板后，将内护筒跟进并沉入岩面，如需穿过多层岩溶顶板，则重复进行顶板钻孔，随钻随进，直至沉到稳定岩面。内护筒作用是防止溶洞内的流塑充填物涌入孔内和防止混凝土灌注时流失。为保证内护筒的顺利下沉和孔底稳定岩面钻孔的正常进行，内护筒的直径应大于设计桩径5厘米，覆盖层和顶板成孔的孔径应大于设计孔径7厘米。钢护筒的直径及加工数量应根据设计桩径和地质钻探资料来确定；钢护筒分节长度根据吊装能力和条件确定，旱地施工，一般为2-4米。同时钢护筒在加工时焊接缝必须符合设计要求，不得漏水。为保证钢护筒下沉位置准确，可安装导向架进行定位；当钢护筒在施工过程中出现倾斜，应立即停止作业，查明原因并进行纠偏。5.3.4.漏泥浆的处理在钻孔施工过程中，由于护筒底处理不当或钻孔通过透水性强的地层以及钻孔穿顶板进入空洞遇到地下水流等情况时，均会出现不同程度的漏浆情况，如不及时采取措施，就会发生坍孔.埋钻等问题，严重时还会出现地层坍陷.钻机倾倒事故。所以一旦发现漏浆现象，应立即提出钻头，及时向孔内补浆或补水，保持孔内水头高度，然后查明原因进行处理。当护筒底发生漏浆时，复打下压护筒，用粘土加固封闭护筒周围缝隙，防止地表水渗入孔内，同时回填粘土和小片石高出护筒底1米，用小冲程反复冲砸，加固护筒底口孔壁，达到堵漏目的。钻孔施工中避免钻头.掏渣筒碰撞护筒造成松动而漏浆。如果漏浆发生在透水性强的地层及岩溶裂缝中，则采用加大泥浆比重，改善泥浆