钻孔灌注桩作业指导书.doc

临连高速公路LL-7标钻孔灌注桩作业指导书中铁第二十工程局集团第一工程有限公司2007年11月8日钻孔灌注桩作业指导书一、编制依据1.临沂至连云港高速公路先导试验段施工设计图。2.现场踏勘及调查所获取的第一手资料及工程地质参考资料。3.现行的部颁公路工程施工定额、公路桥涵施工技术规范、公路路基施工技术规范、公路工程质量检验评定标准等。二、编制范围临沂至连云港高速公路先导试验段LL-7标段（K47+199.453K49+194.073）全长1.995km，施工区段内的桥梁钻孔灌注桩工程，以及为完成该任务而发生的临时工程。三、施工程序1、施工准备采用推土机平整场地，清除杂物，修筑进场便道。并准备足够的粘土，或其他造浆原料。2、施工放样测量班用全站仪放出桩位，在木桩顶钉小铁钉精确定位，施工队根据桩位设置护桩。3、护筒埋设及泥浆池的设置护筒用4-6mm钢板卷制而成，每节长1.5-2.0m，其内径应大于桩直径40cm。护筒顶高出地面30cm，埋深不小于1.0m。护筒埋设确保准确、稳定、不漏水，护筒中心与桩位中心偏差不大于50mm。泥浆池设置在桥下，用循环槽与孔位连接，尺寸为6×6m，深2m左右。4、钻机选型、就位及钻进根据本桥工程地质情况，钻机选用GPS-20型正循环回旋钻机及CJ-15型冲击钻机。A、回旋钻机开孔、钻进（1）就位钻机安装后底座和顶端应平整，用水平尺检查转盘的水平度，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。转盘中心同钻架上的起吊滑车在同一垂直线上，并与桩位对准，其偏差不得大于2厘米。（2）钻孔开始钻孔时，稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后，以低档、慢速开始钻进，使护筒脚有牢固的泥浆护壁。钻至护筒脚下1米后，方可按正常速度钻进。在钻进过程中，应随时注意地层变化，每进尺2m或在地层变化处捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录表并与地质柱状图核对。对于不同土层，应采用不同的钻进方法：在粘土层中钻进，选用中等转速、大泵量、稀泥浆；在泥岩或砂砾岩及强风化岩层中钻进，控制进尺，重压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。当钻进至弱风化岩层时开始调节泥浆，准备更换冲击钻。B、冲击钻机钻弱风化岩层（1）就位钻机就位对钻孔质量和能否顺利钻进关系重大，就位时应保证中心对准桩位中心，并将钻机支垫牢固。（2）钻孔为保证钻孔能顺利进行，须对护筒底孔壁进行处理，不要急于进尺。孔壁稳定、钻进正常时，一般选用0.61.0m，易塌孔地层或有塌孔迹象时选用0.350.6m。水头高度应高于施工水位或地下水位1.51.8m，并不低于护筒上口1020cm。钻孔过程中要防止扳手、管钳等金属工具或其他异物掉落孔内，损坏钻机钻头。钻孔作业保持连续性，不得中断。因故停钻时，应保持孔内具有一定的水头高度和泥浆比重，且将钻头提高孔底或提出孔外。钻孔过程中应随时检查钻钢丝绳竖直度，防止斜孔产生。5、清孔钻机深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，用孔规（外径不小于桩的设计直径，长度为直径的4-6倍）检查孔径，用测绳检查孔深，符合要求方可开始清孔。用换浆法进行清孔。钻孔完成后，稍提钻头离孔底10-20厘米，继续循环以中速压入比重为1.05-1.25的较纯泥浆将孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。不得采用加深钻孔深度的方式代替清孔。清孔后，从孔口提取的泥浆指标应符合：泥浆比重1.03-1.20，稠度17-20s，含砂率2%。灌注前孔底沉淀厚度不得大于5cm。灌注前应检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，超过规定时应进行二次清孔，合格后方可灌注水下砼。6、钢筋笼的制作和吊装钢筋笼在桥墩旁就地加工绑扎成形。箍筋应经过冷拉盘成圆圈，主筋切断采用机械方法截断，接长采用双面焊。钢筋笼宜分段制作，分段长度应根据钻架高度确定，一般为16-18m。钢筋笼应确保不变形，接头应错开，钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的穿心圆形砂浆垫块，穿在箍筋上，其间距竖向为2m，横向圆周不得小于4处，骨架顶端应设置吊环。钢筋笼起吊应按骨架长度的编号进行，采用吊机吊装入孔。钢筋笼采用单面焊，焊缝长度为10d，两台电焊机同时焊接，焊条采用J502或J506焊条，焊缝质量符合规范要求，焊渣敲除干净。吊入后要挂十字线校正钢筋笼中心，符合要求后采取有效方法进行固定，防止钢筋笼倾斜和移动。7、灌注水下砼砼有拌和站强制式拌和机集中拌和，由罐车运输到位，并直接放入料斗，进行灌注。采用导管法进行水下砼的灌注。导管内径为30cm，每节长2.0-2.65m，配1-2节长1-1.5m短管，由管端粗丝扣连接，接头处用胶圈密封防水。（在导管使用前对导管进行水密性试验，严禁用压气试压代替。根据桥涵施工技术规范计算试压压强应达到0.7MPa）料斗4.1m3。(1.75*1.75*1.5m),首盘砼量4.6 m3。灌注前，导管应标记长度，居中插入孔内，导管底端应离开孔底（非沉淀层顶面）25-40cm。砼采用拌和站集中拌和，罐车运输至作业点。首批灌注砼其数量按计算确定，使其有一定的冲击能力，把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入砼深度不小于1m。在首灌过程中，应注意保持孔内水头，经常测探孔内砼面的位置，及时调整导管埋深，控制在2-6m。首灌后应连续进行灌注。为防止钢筋骨架上浮，在灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时应降低砼的灌注速度。当砼面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注末期导管上口高出桩顶不宜小于4-6m，灌注的桩顶标高应高出设计标高0.5-1.0m，以保证砼强度，多余部分在接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。在灌注将近结束时，应核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。灌注砼时，溢出的泥浆应引流至储浆池内，以防污染环境。8、泥浆的排放在每两排墩设一个泥浆循环池（3*3*1.5m），在线路的左侧每5个墩设一个大型泥储浆池（10*15*2m）。（储浆池设在线路红线外侧另外征地）。将沉淀物捞出晾晒后外运以保证环境的清洁无污染。在泥浆池设置警戒围栏，并安设警戒提示牌。灌注砼时，溢出的泥浆应引流至储浆池内，以防污染环境。四、施工记录资料的控制1、队里的技术员应做好钻孔桩施工的各种材料用量及材料的各项性能指标的记录。2、对钻孔桩施工过程中的钻孔深度、泥浆性能指标、清孔次数、钢筋规格尺寸等、砼塌落度、用量等做好施工记录。3、每次检查前队里技术员应提前填好隐蔽工程检查签证表，并带到现场，由监理检查签证。4、队里的技术员在每月的5日、15日、25日向技术主管上交10天内施工的各项资料，再由技术主管复核，然后上交技术科。5、所有资料均要用黑色钢笔填写。五、安全、文明施工施工队上岗人员必须挂牌、佩戴安全帽等，做好必要的防护工作。特殊专业必须由专业人员施工、检查、修理。在施工过程中，不允许对周围环境及人或物造成污染和侵害等。注意安全用电，所有电器必须接地，电阻大于10。人人做好自身的安全、文明施工。出现其他问题解决不了时，向技术人员及时反映。六、质量检验标准1、钻孔成孔的施工允许偏差：序号项目单位允许偏差检查方法1孔的中心位置mm50经纬仪2孔径mm不小于设计用探孔器检测3沉淀厚度cm5测绳4清孔后泥浆指标相对密度1.031.10粘度1720s含砂率:2%比重计粘度计含砂率测定仪5倾斜度1%用垂直度仪检查6孔深mm不小于设计用测量仪测量2、钢筋骨架的制作和调放的允许偏差序号项 目单 位允许偏差1主筋间距mm±102箍筋间距mm±103骨架直径mm±54骨架倾斜度±0.5%5骨架保护层厚度mm±106骨架中心位置mm207骨架顶高程mm±208骨架底高程mm±509骨架长度mm±10 七、钻孔（包括清孔）事故的预防及处理 （一）坍孔 各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，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。 1、塌孔原因： （1）泥浆比重不够及其他泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮； （2）孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够； （3）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，扩展成较大坍孔； （4）在松软砂层中钻进，进尺太快； （5）提住钻锥钻进，回转速度太快，空转时间太长； （6）水头太大，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔； （7）清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔，泥浆吸走后未及时补水，使孔内水位低于地下水位，清孔操作不当，供水管咀直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿过久； （8）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 2、坍孔的预防和处理： （1）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。或投入粘土掺片、卵石，低锤冲击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用； （2）汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定； （3）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔、重新埋设护筒再钻； （4）如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘土（或砂砾禾黄土）混合物到坍孔处以上1-2米，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进； （5）清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。 （6）吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。 （二）钻孔偏斜 1、各种钻孔方法均可能发生钻孔偏斜事故。 （1）钻孔中遇有较大的弧石或探头石； （2）再有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进；钻头受力不均； （3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方； （4）钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷； （5）钻杆弯曲，接头不正。 2、预防和处理 （1）安装钻机时要使转盘、底坐水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上并经常检查矫正； （2）由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向下钻进； （3）钻杆、接头应逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶调直； （4）在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。或回填片、卵石冲平后再钻进。 检查钻孔方法用检孔器等，查明钻孔偏斜的位置和偏移情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。倾斜严重时应回填砂粘土至偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。 （三）掉钻落物 各种钻孔方法均可发生掉钻落物事故。 1、掉钻落物原因： 钻杆接头不良或滑丝、反转钻杆松脱、转向环、转向套等焊接处断开、钢丝绳与钻头连接钢丝绳卡数量不足或松驰等、操作不慎落入扳手撬棍等物。 2、预防和处理： 预防措施： （1）开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓打捞； （2）经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置； （四）糊钻 糊钻（吸锥）常出现于正反循环回转钻进，在软塑粘土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，出浆口堵塞而造成糊钻。预防处理方法：控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。若已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻锥残渣。 （五）扩孔和缩孔 扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，各种钻孔方法均可能发生，若只是孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度而不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔。另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。 （六）钻杆折断 常发生在正、反循环回转钻进时。 1、折断原因： （1）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断； （2）钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚； （3）地层坚硬，进尺太快，超负荷引起。 2、预防和处理： （1）不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施； （2）应控制进尺，遇坚硬、复杂地层要仔细操作； （3）经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏的要及时更换； （4）如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。 （七）钻孔漏浆 在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过高使孔壁渗浆。 为防止漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁，在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，可有潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻进清孔设立钢筋骨架设立导管灌注水下砼拔除护筒结束制作护筒钻头准备检修钻头钻头检查钢筋骨架吊装钢筋骨架制作设置隔水栓测量砼顶面高度试拼装检验导管砼输送做砼试件砼检验检查调整泥浆指标泥浆备料向孔中注清水或泥浆供水泥浆泥浆沉淀池钻孔灌注桩施工工艺流程图