钻孔桩施工技术交底

1新建青岛至荣成城际铁路站前及相关工程三标段马耳山大桥钻孔桩施工钻进成孔技术交底中交二航局青烟威荣城际铁路工程施工指挥部第二项目部二零一零年十一月2钻孔桩施工钻进成孔技术交底一、质量标准见下表。钻孔桩成孔质量要求及检验方法项目允许偏差检验方法及频率孔径不小于设计值探笼检查孔中心位置50㎜GPS或全站仪检查1次/桩孔深不小于设计规定，测绳测量1次/桩倾斜度＜1%孔深探笼检查沉淀层厚度≤100㎜测绳测量测量至符合要求为止清孔后泥浆指标比重：1.03～1.10，粘度：17～20，砂率：＜2%泥浆比重计检测比重、50000/70000漏斗法检查粘度二、施工工艺流程参见图1。三、各工序施工方法1、场地平整施工前先对场地进行平整，清除杂物，更换软土，夯填密实，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量。对于较软地面，更换软土，夯填密实后在钻机作业处铺设路基板，路基板用双层δ8mm钢板制作中间用槽钢联结加固，以免钻机产生不均匀沉降。施工场地与便道之间需碾压修整成平顺坡面，以便钻机及施工车辆能顺利地从施工便道上进出。在开挖泥浆池时，为减少以后承台开挖量和开挖深度，应有意识的用挖机将承台范围内的场地扒低，开挖后的土方用于填筑施工便道。对于在水中的桩基施工，采用筑岛施工。筑岛高度一般较施工时3最高水位高出0.5～0.7m。水中钻孔桩施工方案另外编制。2、测量放样首先，对业主提供的平面与高程控制点进行复核，再根据现场地形及通视条件，建立沿桥轴线方向走向的平面及高程测量控制网，同时布设控制点，根据控制点采用GPS全球定位系统进行放样，以每个墩台作为单元测放每个桩位中心点，并设置护桩。桩位中心点偏差不得大于5cm。施工区域内的高程控制网采用四等水准测量的方法进行引测。3、护筒制作及埋设(1)护筒的制作护筒采用8mm厚Q235a钢板卷制成型，护筒的内径为桩径D+20cm。（2）护筒的埋设深度在陆上施工时，护筒埋设深度为1.5～2.5m。当钻孔桩位于水中，施工时采用筑岛方案时，护筒埋设深度的确定方法是：护筒顶标高为筑岛顶标高+20cm，护筒低标高为穿过淤泥质粘土层、细砂层并进入粉质粘土层1m；当钻孔桩位于水中，施工时采用搭设钻孔平台的方案时，护筒顶标高为钻孔平台顶标高+20cm,护筒低标高为穿过淤泥质粘土层、细砂层并进入粉质粘土层1m。（3）护筒的埋设方法当采用回旋钻施工时，护筒的埋设方法是：先由人工将孔位处护筒埋设深度范围的土挖除，再利用吊车将护筒吊装到位后回填夯实。当才用旋挖钻施工时，除可采用以上护筒的埋设方法外，还可采取以下方法：先由旋挖钻头将孔位处护筒埋设深度范围的土挖除，再利用旋挖钻将护筒吊装到位后直接压入土中。水中钻孔桩施工时，护筒需通过打桩机将护筒沉放到位。4图1钻孔灌注桩施工工艺流程图护筒埋设时，护筒顶口应高出原地面20-30cm。钢护筒对称设置四个吊点，吊起后使其自然垂直，利用四个吊点形成的十字线，移动护筒，使护筒中心竖直线应与桩中心线重合，然后用全站仪检查，确保护筒竖直且位置准确，保证中心误差不大于50㎜，倾斜度偏差＜下一道工序砼搅拌、输送成桩、养护及桩身质量检测填写灌注记录、制作试件混凝土浇筑安放钢筋骨架钢筋骨架分节制作、验收安放导管监理验收第二次清孔、验收导管制作及水密试验钻机就位、对中校正泥浆制备掏渣取样填写钻孔记录成孔检查、验收测孔径、孔斜、孔深复核孔位，监理认可钢护筒埋设测定孔位钢护筒加工、准备平整场地钢筋进场、检验钻孔原材料进场检验、配合比设计第一次清孔桩位复测测量沉渣厚度51%。验收合格后即在护筒周围对称、均匀的回填粘土，分层夯实，填筑高度以和原地面相平或高出地下水位1.5m为准，待灌桩完毕后拔出钢护筒周转使用。护筒埋设质量要求如下：4、泥浆制备及循环（1）泥浆池的布置为满足环保要求，布置泥浆池时在满足使用要求的前提下应遵循尽量少布置、尽量控制泥浆池面积的原则，并且保证不与周围水塘或鱼塘相连。陆上钻孔桩施工及筑岛方法进行水上钻孔桩施工时，泥浆池采取直接在墩位中间的红线内场地开挖取得；采用搭设钢钻孔平台的方法进行水上钻孔桩施工时，应采用可移动的钢制泥浆池。采用冲击钻施工，泥浆池的大小为长×宽×高=7m×5m×2.5m，沉淀池的大小为长×宽×高=7m×5m×2.5m，每两个墩共用一个泥浆池和一个沉淀池。（2）泥浆的制备钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，并且针对不同的地质层根据泥浆的性能指标要求进行泥浆配制，造浆配合比、不同地质层下泥浆的性能指标要求见表1、2。表1膨润土造浆配合比（单位：kg）序号项目允许偏差检验方法1护筒预面位置50mm测量检查2倾斜度1%3孔位中心50mm4倾斜度1%6原料名称淡水膨润土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比1008～4膨润土的0.01～0.05%膨润土的0.3～0.5膨润土的0.1～0.3泥浆的0.003%试验确定表2不同地层下泥浆的性能指标要求地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（pH）亚砂土1.20～1.4519～28≥96≤15≤4≤23～59～11淤泥质亚粘土1.20～1.3519～28≥96≤15≤4≤23～59～11粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11亚粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11细砂1.20～1.4519～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11粘土、亚粘土1.05～1.1518～22≥95≤20≤4≤31～2.59～11（3）泥浆的循环冲击钻施工时，桩内循环出来的钻渣和泥浆混合物首先通过沉淀池，经沉淀后，泥浆通过自流或利用泥浆泵进入泥浆池，在泥浆池内通过调整膨润土、分散剂的掺量，将泥浆各项性能指标符合施工要求后再泵入桩内进行循环利用。泥浆循环示意图如下：7泥浆泵排浆地沟进浆管进浆管造浆池泥浆池泥浆净化器泥浆泵阀门阀门沉淀池排浆地沟钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩钻孔桩泥浆循环系统平面布置示意图在钻孔过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时处理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。新制备的泥浆必须检测其全部性能指标，方法如下：（1）相对密度可用泥浆相对密度计测定，其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。（2）粘度可用标准漏斗粘度计测定，其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆，通过过滤网滤出砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗中流出，流满500ml量杯所需的时间（s），即为所测泥浆的粘度。（3）含砂率可用含砂率计测定，其测定方法是将调好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与8水混合均匀，再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。（4）胶体率的测定方法是将100ml泥浆倒入100ml量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量其体积如为Lml，则胶体率为（100—L）%。（5）失水率（ml/30min）的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆圈，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆坍平的直径（mm），即为失水率。在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。（6）酸碱度的测定方法是取一条PH试纸放在泥浆面上，0.5秒后拿出来与标准颜色相比，即可读出酸碱度值。在钻孔施工中，泥浆可采用泥浆取样盒取样，其取样方法是用双绳控制取样盒的深度和阀门开关，当一绳将取样盒吊到孔中取样部位时，另一绳提升，关闭阀门，上提取样盒出孔口，既完成取样。现场每4～6个小时检测一次泥浆指标，主要控制泥浆池回流泥浆指标。现场检测四个指标：相对比重、粘度、含砂率、胶体率和PH值。5、钻机选型及就位本管段桩长变化范围为4m，结合钻孔深度、孔径、土质条件、进度等参数选择反循环冲击钻钻机。冲击钻施工时，就位操作程序为：钻机移至桩位处，通过操作钻机自带的横移和纵移系统，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内。6、成孔①成孔顺序9桥墩桩基分别为8根、10根、12根3种形式，同一个墩位上的几根桩应分开施工，即必须等到第一根桩的砼浇筑完毕24小时以后才能施工相邻的第二根桩，依此类推。为了不影响钻机的施工工效，确保桩基质量，同一个墩位桩基成孔顺序见下图。桩基施工顺序图②钻进成孔反循环冲击钻钻机成孔工艺钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，确保桩位准确无误。在钻孔方法上，根据本工程桩基础为嵌岩桩，优先采用冲击成孔法。在钻孔过程中始终严格控制和保持孔内水头，高出地下水位或施工水位2m以上，以保持孔壁稳固。冲击成孔注意事项：a、开钻前，向护筒内注满水，用冲击锤小冲程（1.0-1.5m）反复冲击造浆，必要时添加黄土或膨润土造浆，待护筒内泥浆保持一定浓度后开钻；b、正常钻进时要注意及时松放钢丝绳的长度。c、不同土质采用不同的冲程和泥浆，最大冲程不超过6m；00010d、成孔过程中，应经常检查孔内有无异常情况，钻架有无倾斜，各部连接是否松动；e、钻孔至设计标高后，对孔底岩样、孔径、孔深进行自检，合格后进行清孔，以确保孔底沉淀、泥浆指针满足设计规范要求。f、岩层中钻进时，尽量提高孔底的泥浆比重和额度，使孔底泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力，使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中，以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏渣，以提高钻进速度。水头控制一般以高出地下水位或河面1.5m左右为宜。采用及时补浆、抽浆、掏渣的办法始终保持与孔外水面有1.5m的固定高差，以保证孔内水压的稳定和孔壁的安全。③钻孔注意事项A、由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。B、开孔孔位必须准确，开钻时慢速钻进，待钻头进入护筒底口1m后，方可以正常速度钻进。在钻进过程中，为防止跨孔、缩孔等事故的发生，应放慢转速和钻进速度，增大泥浆粘度，增加护壁厚度，待钻头完全穿过淤泥层后再以正常的钻进速度继续钻进施工。C、泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。D、钻机施工中检查钻头的磨损和连接部位，发现侧齿磨坏，钻斗封闭不严时必须及时整修。E、根据不同地质情况，必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用。F、在钻孔排渣、提钻头或因故停钻时，应保证孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。G、钻孔时应认真填写好钻进记录，根据钻进深度对各种不同地层的渣样进行取样分析,以此指导现场钻机进尺速度以及调整泥浆性11能;H、对各地层地质情况做详细记录，同时与设计所提供的钻孔地质资料进行对照，及时通知监理及设计部门进行地质确认。如地质情况与设计不符，应立即停止钻进并，上报设计院及监理。④钻孔异常处理A、钻孔偏斜钻孔时应及时对孔的倾率进行检查、纠偏。对于遇到探头石、地质软硬不均、岩面倾斜或者钻架偏斜等情况造成的孔位偏斜，应及时加以处理。如果偏斜不严重，重新调整钻机继续钻进；如果出现超出允许范围的偏孔，应回填重钻。B、糊钻和埋钻糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。预防和处理办法：清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增加泵量和向孔内投入适量砂石以解决泥包糊钻。也可选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。C、扩孔和缩孔扩孔一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大的情况下易出现扩孔现象。扩孔发生的原因与坍孔相似，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不需处理，仅加大混凝土灌注量。若因扩孔后继续坍塌而影响钻进，按坍孔事故进行处理。缩孔即孔径的超常缩小。一般表现为钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔的原因有：钻锥焊补不及时，严重磨损的钻锥往往会钻出较设计桩径稍小的孔。层中有软塑土