回旋钻机钻孔桩施工作业指导书

回旋钻机钻孔桩施工作业指导书

施工作业指导书旋挖钻机钻孔桩施工

编制：

复核：

批准：

钻孔桩施工作业指导书

1、目的

对钻孔桩施工作业进行控制，使其结果满足设计和施工规范的要求。

2、使用范围

适用于钻孔桩施工工艺，使其处于受控状态。

3、职责

技术主管负责技术交底书的编制、发放，对工序的实施过程进行控制检查。根据施工进度，提报材料计划。

测量班测量后提供有关测量资料。

试验室负责原材料的检验，设计配合比、混凝土强度检查、监控指导混凝土施工。

物资设备部负责按要求购进原材料（水泥、砂、碎石等）；负责机械设备的配置，机械设备的采购、发放，检查指导机械设备的使用、保养和维修工作。

质检工程师负责对整套工序监督检查及抽查。

项目队长负责组织施工，对工序过程实施监督检查，协调作业班组之间的关系。

钻孔施工班负责钻孔、混凝土浇注工程施工，

钢筋施工班负责钢筋笼加工、运输、吊装工程施工，

混凝土的运输由搅拌站负责。

4、技术标准

《铁路桥涵工程施工技术指南》

《铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160

号）

5、资源配置

5.1人员

负责钻孔桩施工的作业人员必须是经过培训、工作熟练的工人，并且具有较高的质量意识。

电工、吊车司机、罐车司机等特殊工种，必须是经过培训、考试合格，持证上岗。

5.2设备

钻机类型应根据地质、岩层情况来选用旋挖钻机或冲击钻机，下表仅以正循环钻机为例列表。

一根桩所需主要设备表

技术主管负责按施工进度要求提供月材料计划。

物资设备部根据材料计划，组织进料。

试验室接到材料室通知后立即组织取样试验工作，对无说明书和出厂合格证的产品则有权拒绝试验，并上报项目部工程部。

5.3.1 水泥

选择水泥品种的原则如下：混凝土应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，当环境水对混凝土有侵蚀性时，应经试验选择其它水泥。

水泥品质应符合现行的国家标准，固定厂家供应。运至工地的水泥，应有厂家产品试验报告，试验室必须进行复验，必要时还应进行化学分析，水泥品质的试验按现行的国家标准进行。

5.3.2 骨料

a、骨料应根据优质经济，就地取材的原则进行选择，可选用天然骨料、人工骨料或两者互相补充。

b、骨料的堆存和运输应符合下列要求：

（1）堆存骨料的场地，应有良好的排水设施，严禁相互混杂。（2）不同粒径骨料必须分别堆放，设置隔离设施，以防相互混杂。（3）骨料堆放时，不宜堆成斜坡或锥体，以防产生分离。

（4）应避免泥土混入骨料和骨料的严重破碎。

（5）骨料的堆存应做好产品标识和检验试验状态标识。

5.3.3 水

a、凡适用于饮用的水，均可以拌制和养护混凝土，未经处理的工业水，不得用以拌制和养护混凝土。

b、天然矿化水，如果化学成分符合表中的规定，可以用来拌制和养护混凝土。

c、对拌制和养护混凝土的水质有怀疑时，应及时进行水质检定。

5.3.4 外加剂

a、外加剂的掺量由试验确定。

b、如需提高混凝土的早期强度，宜在混凝土中掺加早强剂。

c、外加剂必须与水混合，配制成一定浓度的溶液，搅拌均匀后使用，各种成分要计量准确。

5.3.5钢筋

钻孔桩用钢筋的品种应符合下列现行国家标准的规定：

《低碳钢热轧圆盘条》（GB701）

《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)

《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)

6、工艺操作步骤

6.1流程图

钻孔桩施工工艺流程图见下图：

6.2施工工艺

6.2.1施工准备

清理场地：清除杂物、换填软土并平整夯实。

探桩:要求对桩位进行100%探桩。办法是:人工挖坑,在桩位位置开挖比桩径大40cm深1.5m的坑,探明地下有无管线。如果有,则必须报项目部及地方相关部门协商解决。

6.2.2施工放样

全桥的测量控制采用闭合导线，施工放样采用极坐标法。桩位的测量定位工作使用全站仪，用钢尺采用相对距离法复核，桩顶标高通过护筒顶标高来控制。

6.2.3施工平台与护筒埋设

1 施工平台：

钻机就位前清除杂物、换除软土、夯打密实，平整场地，使钻机底座置于坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷造成钻机倾斜。

2 护筒埋设要求

⑴护筒内径比桩径大300mm。

⑵护筒平面位置允许误差为20mm，倾斜度不大于0.5%。

⑶护筒采用挖埋法，周围1.0m范围内挖土换填，夯填粘质土至护筒底以上0.5m，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。

⑷护筒长度为 2.0m，埋置深度为 1.5～1.7m，护筒顶高出地面

0.5～0.3m。

3 桩位对中

桩位中心点的测量对中误差小于10mm。护筒外围3m安全范围内设置四个指示桩（护桩），以便施工过程中随时核对护筒及桩孔中心位置，施工过程中出现触动护桩时测量班进行复测。指示桩采用混凝土加固，在钻孔施工过程中派专人负责保护。

6.2.4泥浆的调制和使用技术要求

钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）组成，不同钻机的泥浆性能指标

会稍有不同，如使用正循环钻机施工，其性能指标参照下表使用：

泥浆性能指标表

6.2.5钻孔施工

1 一般规定

⑴钻机就位前，会同监理工程师对施工前各项准备工作进行检查。

⑵钻孔时，根据钻渣、设计资料绘制地质剖面图。每1米捞取钻渣，存放于指定的容器中保存，和设计有出入时与设计单位联系解决。

⑶钻孔作业分班连续进行；认真填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班应注意事项；经常对钻孔泥浆进行检测，不合要求时，及时调整；在地层变化处均捞取渣样，判明后记入记录表。

2 钻孔顺序

桩基施工，如有纵向坡度，应遵循“先下后上”的原则。由于承台桩基数量较多，且桩间距较小。严禁随意摆放钻机,按照现场施工技术人员安排就位。本标段一般都为群桩基础，桩间距较小，为防止两相邻钻机作业时由于振动或相互间水头作用影响，而使下部的地质

发生扰动，严禁同时施工相邻两根桩，在实际钻进时至少保持隔一根施工一根原则。

3 钻孔方法

①旋挖钻机成孔施工方法

准备工作：先进行测量放样，准确测设出所钻桩的位置并在桩中心周围埋设护桩，依据护筒直径挖至地面以下0.5～1M，就位后再次校核其位置。采用稳定液(泥浆)护壁，旋挖作业时，保持液面高程，保持足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆。

钻孔工具：根据地勘报告及所需成孔地层的地质条件选择钻具。若地层较硬或需干孔施工时则需使用短螺旋钻头。工地现场应预备一岩心钻头以便遇到坚硬地层时使用。所有钻具应配备足够的钻齿。钻齿的质量和磨损需定期检查，当发现钻齿的磨损较大或缺失时，应加以更换以确保正常的施工进度。

旋挖钻孔：根据地层情况选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍大的类型；硬土层选用较大切削角、较窄弯曲齿套；粘土层的齿间距宜大些，防止糊钻。钻进前先调整钻机的水平、垂直仪，气泡居中，然后伸缩钻塔，使钻头底部导向尖对准孔位中心，钻头自然放松，再根据护桩到钻头外壁的距离进行对位校核，严格控制孔位偏差在允许误差范围内。钻进时，缓慢旋转下放钻杆，当进尺在护筒顶以下一定深度(约2米)，再进行孔内注浆，防止钻入过深影响成孔质量。

钻进时，钻斗取出的原状土直接用自卸式翻斗车运至场外或场内

指定地点储放。钻进至砂层时要变挡换速，利用液压缩进装置加压，要求轻压慢转，这样能维护孔壁稳定减少钻头的磨损。每钻进3～5回次后应调整一次水平、垂直仪器，使气泡居中，能有效保证成孔的垂直度小于1/100。

钻进硬层后，进尺深度太小，斗内钻渣太少时，换用小直径筒形齿状钻斗。先钻进一小孔。然后扩孔钻进。也可换用短螺旋钻钻进松动硬岩土层，然后再用钻斗捞渣钻进。

钻进砂砾层后，为保证孔壁稳定先行向孔内投入适量粘土，钻斗装闭合阀门板，以防提钻时砂砾石从底部漏落。

在钻进过程中由于进尺快，可能造成泥浆渗漏，须及时补浆，以防塌孔，并检查钻头直径，尤其在中粗砂或卵砾石层，更要加大检查力度及频率，对于磨损较严重的钻头刃脚要及时予以更换，确保钻孔直径。

当钻至离桩底设计标高约2～3M时由技术人员进行验孔，孔深控制以测绳测出的桩底周边四点平均值为准，钻进至设计孔深时，钻头底部应加装挡砂板，捞取残存散落的原状土及砂和卵石，并做好下钢筋笼和安装导管的准备工作。

在钻孔过程中，桩孔内应不断注入专门制备的泥浆。

在整个施工过程中泥浆液面高度应一直保持在高于地下水位1米以上位置。

钻孔作业必须连续进行，不得中断，因故必须停钻时，将钻头提出孔外，孔口加盖防护。钻进过程中，根据出渣情况绘制地质图，以

供对不同土层选择合适的钻头、钻压、钻进速度及泥浆稠度等参考。

②冲击钻成孔施工方法

开孔前在护筒内多放一些粘土，钻进0.5～1.0m时，再回填粘土或注泥浆继续以低冲程钻孔，如此反复二、三次，必要时，多重复几次。待钻至护筒下3～4m后，方可进行正常冲击。根据碴样判别土层地质，砂卵石土采用中等冲程，基岩、漂石和坚硬密实的卵石层，采用高冲程。

冲击成孔采用高质量粘土泥浆护壁，根据地层地质变化调整泥浆比重，保证钻进过程中孔壁稳定，保持孔内水头高度。不同的地质采取不同的冲程，冲击过程中要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况。

冲击一定时间后，提出冲击钻头，换上掏碴筒，掏取钻碴。掏碴后及时向孔内添加泥浆，以维护水头高度。钻进中，用检孔器检孔，检孔器用钢筋制作成钢筋笼，其外径等于设计孔径，长度为孔径的4～6倍。每钻进5～8m及通过易缩孔的土层时，都必须检孔。

4 成孔检查

⑴在成孔后用检孔器对孔径、孔深进行检查；用钢丝绳吊钻头测其倾斜度，具体办法是在孔口沿孔直径方向设一标尺，标尺中点与桩孔中心吻合，量出钻机横梁到标尺中点的距离H，将钻头慢慢放入孔底，待钢丝绳静止不动后，读得钢丝绳在标尺上得偏距e，根据e/H 求得倾斜度，小于1％者合格。检查合格后才可拆除钻头，并做好记录。

⑵达到设计标高自检合格后，上报监理工程师停钻，准备清孔。

停止钻进时要边提钻，边向孔中灌注一定量的泥浆，保持孔内水头高度不变。

⑶检孔器

a、净长L=5D＝5×1＝5米(D为孔径，检孔器外径等于钻孔桩的设计直径)。

b、必须有足够的刚度，确保不变形，防碰、防摔、防拖。变形的检孔器不得使用。

5 清孔

⑴清孔目的：

①减小沉淀层厚度使满足设计、规范要求；

②减小孔壁泥皮厚度，保证孔壁对桩身有足够摩擦力。

⑵清孔要求

终孔经现场技术人员、监理工程师检查孔深、孔径、倾斜率合格后，立即清孔。

旋挖钻机施工时，根据不同地质条件，采用换浆法清孔，用旋挖斗掏渣，同时注入净浆进行泥浆置换。清孔后及时用测绳测量孔深，用钻孔桩测定仪检测孔径、孔的倾斜度等各项指标。下放钢筋笼及灌注混凝土前重新测量孔深，检查是否有塌孔现象。遇塌孔或沉渣过厚时，及时用旋挖斗进行二次清孔。

旋转钻机成孔施工时，清孔用换浆法和泵吸法两种方法配合进行。当钻至设计标高后进行泥浆循环，清孔过程中不断加水降低泥浆比重，直至孔内泥浆的各项指标达到规范要求后停止清孔。待钢筋笼

安装完毕后，检查孔底沉淀厚度，如不符合要求，采用空气吸泥机重新清孔，直至符合规范要求。在清孔过程中，要保持孔内水头，防止坍孔。

泥浆经循环后，下部含钻砟的浓泥浆抽至排污车外运，上部稀泥浆抽回循环系统继续使用。

冲击钻孔施工时，采用抽碴法清孔，抽碴到用手摸泥浆无2～3mm 大的颗粒且其比重在规定指标内时为止。清孔时，及时向孔内注浆。灌筑混凝土前用吸泥法进行二次清孔，利用简易吸泥机将高压空气经风管射入孔底，使沉淀物随强大的气流经吸泥管排出孔外，沉碴厚度满足设计要求。

钻碴在沉淀后用抓斗吊到翻斗车上外运，泥浆经循环后，下部含钻碴的浓泥浆抽至排污车外运，上部稀泥浆抽回循环系统继续使用。

③吊入钢筋骨架后、灌注水下砼之前，再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。

④允许沉渣厚度：小于50mm。

⑶清孔时应注意事项

①清孔后从孔底、孔中间分别提出泥浆试样，进行性能指标试验。

②不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。

⑷清孔后泥浆的指标

成孔后，停止进尺，保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.05的纯泥浆压入。清孔后泥浆的含砂率降到2%以下，粘度为17S～20S，

相对密度1.03～1.1，且孔底沉淀厚度不大于设计规定100mm。清孔后灌注水下混凝土之前，泥浆性能指标等试验检测项目须由项目队派试验工程师专人检测，合格后由桥梁专业工程师及监理工程师同意后才可灌注水下混凝土。

⑸沉淀厚度的检测方法

①沉淀厚度的测算基准面

沉淀厚度从钻头底部所到达的孔底平面算起。

②检测方法

将测锤慢慢地沉入孔内,凭手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉淀土厚度。测量沉淀时的测点和孔深时的测点保持同一位置，测点五个，取平均值，施测由施工技术人员和现场监理共同（分别）进行，互相验证，防止误判。

⑹钻渣废浆的处理

钻渣首先排放到泥浆池中，钻渣在沉淀后用挖掘机装到翻斗车上外运，上部稀泥浆抽回循环系统继续使用。

6.2.6制作、安装钢筋骨架

1钢筋笼加工

钢筋笼拼装统一在砼硬化平台上进行，严格按图纸和规范要求控制间距和数量，保证钢筋笼顺直。钢筋笼制作时，用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距，根据钢筋骨架设计长度的不同，钢筋笼分两节制作与安装，每一节笼长一般不大于15m，最长不得超过20m，以免运输、吊装时变形。钢筋笼接头采用双面焊接，且保证相邻两接头

间距大于35d且大于50mm。接头在构件同一平面内不得大于50％。

有关要求：

⑴钢筋焊工上岗必须是经考核准许的人员，焊条采用E422、E4313、E4303、E4301、E4320的电焊条；

⑵为保证桩基保护层厚度，在钢筋笼顶部并用砼预制垫块，沿箍筋的周围每隔1m呈梅花形布置。垫块预制为直径14cm圆柱形状，中心预留1.2cm圆孔，以备Φ8钢筋穿过，Φ8钢筋横向焊在相邻主筋上。

⑶将制作好的钢筋笼存放与指定位置，存放时骨架底部垫上方木或其它物品，以免粘上泥土。每节骨架的各阶段按次序排好，便于使用时按顺序装车运至桩位处，在骨架的每个阶段上挂上标志牌，标明墩号、桩号、节号等。

⑷施焊时将钢筋置于单独加工的作业平台上，保证两根钢筋焊接后的轴线位于同一直线上。

2骨架安装

⑴为防止加工好的钢筋笼在运输过程中变形或损坏，利用龙门吊配合起吊，按编号装于自行加工的炮车上运至桩位处；

⑵钢筋笼安装时为保证不变形，采用两点起吊，25T吊车大钩在距两端3m位置处水平吊起，然后小钩吊起钢筋笼的起吊端，使钢筋笼吊起。吊装时顶部及底部起吊时必须辅以方木或型钢，以免单根钢筋受力，使其变形。此时解除25T吊车大钩起吊点，检查钢筋骨架是否顺直，如有弯曲应调直。

⑶骨架入口后，设专人离远处观察钢筋笼的竖直度，指挥将其扶正徐徐下放，下放过程中应有专人扶住钢筋笼并适当调整方向，严禁碰撞孔壁。骨架下降到最后一道加强箍筋时，用2根型钢穿过加强箍筋的下方，使骨架位于统一竖直线上，进行连接。

⑷孔口钢筋笼焊接采用单面焊，焊接长度大于20cm，焊缝表面无砂眼、焊渣，钢筋表面及根部无灼烧现象。连接过程中要严格控制焊接质量及焊缝长度。连接结束后稍提起钢筋骨架抽取临时支托，将骨架徐徐下放，如此循环，直到设计标高位置。

⑸为防止钢筋笼在施工过程中坠落，其焊接时固定钢筋笼的箍筋一定要焊接牢固，吊车的钢丝绳及吊环施工前一定要认真检查。

⑹在安放骨架前合理组织好劳动力、相应的焊接工具，焊机不少于3台，并保证其性能良好，力求在最短的时间内将其完成。

⑺为保证桩基保护层厚度，孔口钢筋骨架外侧设置控制保护层厚度的钢筋，沿箍筋周围每隔1m呈梅花形布置预制混凝土垫块，横向圆周不得少于4处。垫块预制为直径14cm圆柱形状，中心预留1.2cm 圆孔，以备Φ8钢筋穿过，Φ8钢筋横向焊在相邻主筋上。

钢筋顶部定位方法：根据现场测量的护筒顶标高计算钢筋笼顶的设计标高。钢筋笼最后一节按计算设计标高就位后焊接定位钢筋，其具体形状为闭合的弯钩形，下部焊接与N1主筋上，灌注完砼后即切除定位钢筋。

3 钢筋笼安装注意事项

⑴起吊时严防变形，不得由任一端在地面拖行。

⑵对接时保持上端钢筋竖直，采用铁扁担吊装。

⑶钢筋焊接需对称施焊，防止焊接变形，形成钢筋笼折角。

⑷对接口全部焊完并检查合格,待焊口基本冷却后，钢筋笼方可下落，防止高温焊口钢筋遇水产生冷淬。

⑸骨架最上端定位，由测定的孔口标高来计算定位筋长度，并反复核对无误后再焊接定位筋。然后在定位筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两个平行的槽钢；在钢筋笼四周对称放两根导向钢管，底部卡于钢筋笼加强箍筋，上部焊接到槽钢上，通过压于钻机下的槽钢控制钢筋笼上浮。

6.2.7 导管安装

1 采用丝扣导管，具有以下优点：

每节标准长度2.85m，并有1.5m、0.5m、3.78m调节管。具有密封好、不易漏水、漏浆、接管时间短、桩中心线处砼不易出蜂窝的优点。可抖管，有利于保证桩中心处混凝土的灌注质量。

2 料斗

料斗要有足够容积。初灌料斗容量（2.5m3）满足首批灌注砼的要求。正常灌注时，换用容量较小的漏斗，有利于灌注时的操作。

3 隔水塞（缓降器）

导管内上口处必须配置隔水塞，否则不得开灌砼。用篮排球胆，其直径可比导管内径小1cm。受砼挤压后球胆可变形挤往导管内壁，并可向下滑行，排挤管中的泥浆。

4 钢筋笼就位经检查合格后，立即下导管，导管底部离孔底

0.4m。储料斗的容积要满足首批灌注下去的砼埋置导管深度的要求（不小于1米），首批砼方量要通过计算确定。

5 导管质量：要求管身圆顺，不得破损或凹陷。

6 在导管使用前和使用一段时期后除对其规格、质量和拼接构造进行检查外，还要做拼接、水密、承压、接头试验。

6.2.8二次清孔

钢筋笼就位、导管下设后要立即检查泥浆指标，达不到要求时要二次清孔。二次清孔的泥浆指标要符合设计及规范要求，且沉淀厚度不大于100mm。

6.2.9 灌注水下砼

1 首批灌注砼的数量应满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部需要，所需砼数量可参考如下公式计算：V=ΠD2/4(H1+H2)+ Πd2/4h1

V=πd2h1 /4+πD2H c/4=3.14×（0.25）2×17.5÷4+3.14×(1.0) 2×1.5÷4=2.0m3

考虑扩孔系数 1.1，实际首批灌注砼数量V1＝1.1V＝1.1×2.0＝2.2m3

式中:V------灌注首批砼所需数量(m3)

D------桩孔直径(m)

H1-----桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m

H2------导管初次埋置深度(m)

d------导管内径(m)

h1------桩孔内砼达到埋置深度H2时,导管内砼柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)。

2 浇筑混凝土过程中注意事项：

a灌注水下砼的搅拌机能力，能保证在首盘混凝土初凝前灌注完毕。

b拌制好的砼采用砼罐车运至灌注地点时，灌注前检查其和易性、含气量、泌水率、入模温度和坍落度，若不符合相关规定，进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，不得使用。

c成孔及钢筋笼安装后的各项指标检查合格，经监理工程师认可后立即开始灌注砼，并应连续进行，不得中断。

d砼采用钢导管灌注，导管内径250mm。首批灌注砼的数量能满足导管初次埋置深度大于 1.0m。在整个灌注砼的时间内，导管埋深至少1m，以防止泥浆及水冲入管内。经常测量孔内砼面层的高程，及时调整导管埋深，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。灌注到桩中的砼，一次连续操作。

e灌注砼时，溢出的泥浆引流至泥浆沉淀池中，以防止污染环境或堵塞河道和交通。

f砼灌注完毕，护筒初凝前拔出。

g灌注的桩顶标高比设计高出1.0m左右，以保证砼强度。

h砼灌注过程中，若发生故障及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师经研究后，进行处理。

i在钻孔、清孔及水下混凝土灌注等工序的施工过程中，施工队