反循环钻机成孔作业指导书

反循环钻孔作业指导书一、编制目的明确桥梁桩基反循环钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。

二、适用范围适用于中交股份石武客专项目部六分部一工区管段内各种土质层采用循环钻机钻进的桥梁桩基施工。

三、作业内容作业内容包括桩位放样、场地平整、下沉、埋设护筒、桩架竖立、钻机就位、泥浆制备、钻进、制作安装钢筋骨架、清孔、灌筑水下混凝土、拔出护筒。

四、成孔原理、适用范围及优缺点1、反循环钻机成孔原理：地面造浆，灌入孔内。

土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被同泥浆一起通过钻杆内孔抽至地面沉淀池沉淀。

2、适用范围：细粒土、粗粒土、含卵砾石量小于20%，粒径小于钻杆内径2/3的卵砾石土，软岩。

3、优缺点：钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快，泥浆护壁效果好，泥皮比较薄；但占用场地大，水和泥浆原材料消耗量大，机具设备复杂。

五、工艺流程及技术要求1、施工前准备⑴、进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如果妨碍施工或对安全操作有影响，采取清除、改移、保护等措施妥善处理。

⑵、收集工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计或方案，编制工艺施工组织设计和施工工艺设计，通过施工工艺设计确定施工参数。

2、场地平整以便钻机安装和移位，对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固等措施。

场地要采取有效的排水措施。

⑴、场地为旱地时，平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。

钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

⑵、场地为浅水时，采用筑岛法施工。

筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5～1.0m。

⑶、场地为深水时，采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台、栈桥等。

平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载，有通航要求的河流、湖泊的平台栈桥在夜间要设置防撞指示灯。

3、用全站仪等准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度；测好的桩位必须复测，并严格控制测量误差。

4、制作埋设护筒⑴、护筒采用4～8mm厚的钢板加工制成，高度为2～6m，内径比钻头直径大200～300mm，护筒顶部设1个进浆口。

护筒顶高程应高出地下水位2.0m。

⑵、护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。

所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯填密实。

护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。

埋设护筒的坑不要太大。

坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周及用黏土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。

护筒埋好后应复核校正，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。

旱地、筑岛处护筒采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。

水域护筒设置，应严格注意平面位置，竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合上述要求，沉入时可采用压重、振动锤击并辅以筒内除土的方法。

⑶、护筒的埋设深度：在黏土中不宜小于1m；在砂土中不宜小于1.5m。

⑷、护筒高度宜高出地面0.5m或水面1～2m。

当钻孔内有水压时，应高于稳定后的承压水位2m 以上。

当处于潮水影响地区时，应高于施工水位1.5～2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措施。

护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度为2～4m，水中筑岛护筒宜埋入河床面一下1m，必要时应打入不透水层。

护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。

5、泥浆制备及泥浆池布置⑴、钻孔桩施工中泥浆的作用①护壁作用，防渗、防水帷幕。

以孔内高于地下水位的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗孔周水渗入孔内，维持孔壁稳定。

②悬浮土渣，携带土渣出桩孔。

不使土渣沉入孔底造成钻孔困难、影响桩底沉渣厚度。

2、泥浆必须具备的性质①物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。

②化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。

③适当的比重。

比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足，或妨碍混凝土灌筑。

④良好的触变性。

要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。

当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；渗入孔内的泥浆又能很快凝聚成凝胶状，⑶、泥浆性能指标不同地层采用不同的泥浆性能指标，详见下表。

不同地层下泥浆的性能指标要求表⑷、泥浆的调制制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于制浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。

制浆方法采用在井口外以泥浆搅拌机搅拌。

7、钻孔施工⑴、钻机安装及控制内容钻机安装前，应检查钻机平台是否符合平台设计要求，确保平整、稳固；钻机安装主要控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确；钻机安装完成后，进行试运转，并检查各项指标，若不符合要求应进行调整、加固。

①、钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。

②、钻架垂直及机身水平，钻架上的起吊滑轮组与钻盘中心在同一铅垂线上。

③、对钢护筒位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差小于5cm。

④、电力及机械系统运转正常。

⑤、钻机就位后，测量护筒顶、平台标高，并记录详细，用于钻孔过程中孔深测量的参考。

⑵、钻孔①、开钻前在护筒内存进适量泥浆，并将钻头提升距孔底约20cm，待泥浆循环畅通后开始钻进，开钻时低档慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进②、钻进速度要与泥浆排量相适应，并保持孔内应有水头，不同地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。

③、在易坍孔的砂土、软土等土层钻孔时，宜采用低速、轻压钻进，同时要提高孔内水头和加大泥浆比重。

④、在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力大，易糊钻。

应选用尖底钻锥中等钻速、大泵量、稀泥浆钻进。

⑤、在砂类土或软土层钻进时容易坍孔，应采用平底钻头，控制进尺，抵挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

⑥、钻进过程中，要及时补充损耗、漏失的泥浆；每钻进2m或地层变化处，及时捞取钻渣与地质资料核对，及时填写钻孔记录表。

⑦、钻进过程中要经常测量孔深，并对照地质柱状图及时调整钻进参数。

⑧、钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，则要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。

8、清孔⑴、钻孔深度达到设计标高后，应对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查，符合有关规定后并报监理工程师终孔后立即清孔。

⑵、清孔方法抽渣法清孔。

⑶、清孔应达到如下指标孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度为17S～20S，且摩插桩孔底沉渣厚度不大于20cm。

⑷、沉渣厚度的检测方法测锤法: 使用灌注高度的测锤,慢慢地沉入孔内,凭人的手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉渣厚度。

⑸、在吊入钢筋骨架后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。

9、钢筋骨架的制作、运输及安装⑴、钢筋骨架的制作①、桩身主筋保护层采用净保护层，其厚度为7cm；主筋采用搭接焊时，同一断面内（两焊接接头间距在50cm内算同一断面）的钢筋接头不超过总数的50%；主筋焊接必须保持轴线在同一直线上，焊接采用双面焊，长度不小于5d（d为主筋直径）。

②、桩基加强筋布置于主筋内侧，与主筋牢固焊接，第一道距承台底40cm，最下一道设于钢筋底面以上10cm处，自上而下每2m一道至钢筋笼底部，零数在最下两段内调整，但间距不能大于2.5米；焊接采用搭接双面焊，焊接长度大于5d（钢筋直径）但不小于10cm。

③、箍筋、螺旋筋要布置均匀，与主筋采用交错点焊（梅花焊）或绑扎。

④、钢筋笼保护层采用定位钢筋（耳环），每隔2m设一组，每组4根均匀设置与加强箍周围。

⑤、桩骨架宜分段制作并编号，骨架两端采用10mm的钢筋成环状设置吊点。

⑥、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差见下表：钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检测方法⑵、声测管制作与安装①、声测管采用无缝钢管，内径Φ50mm，壁厚3.0mm；要求上端加盖，下端封闭，管内无异物。

②、声测管采用绑扎方式与钢筋笼牢固连接（不得焊接）；声测管连接采用外加套筒焊接方式，连接处应光滑过渡，不漏水。

③、声测管设置长度为距桩底5cm，伸入承台内0.5m，并保持垂直和各管相对平行。

⑶、钢筋笼安装①、吊放钢筋笼入孔时应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔；入孔后不得左右旋转；若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，不得猛提猛落和强制下放。

②、在孔口接长钢筋笼时，上、下主筋位置应对正，保证钢筋笼结长后上下段轴线在同一直线上，不得出现扭曲。

③、钢筋笼安放后中心与桩孔中心偏差不大于10mm；地面高程偏差不大于±50mm。

④、钢筋笼入孔后，要结长4到6根主筋并焊接于护筒上，防止灌注混凝土过程中浮笼。

10、灌注水下混凝土⑴、导管采用内径20～30cm内壁光滑、圆顺、内径一直的钢导管，并用装有垫圈的法兰盘连接管节。

导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉试验，导管组装后轴线偏差不得超过钻孔深的0.5%并不超过10cm，水密试验的水压力不小于孔内水深1.5倍的水压力；导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节宜为4m，漏斗下节长宜用1m。

⑵、在灌注砼开始时，导管底部至孔底距离30～40cm，首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m和填充导管低部间隙的需要。

在整个灌注砼的时间内，出料口应伸入先前灌注的砼内至少2m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6m。

⑶、应经常测量孔内砼面层的高程，及时调整导管出料口与砼表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。

⑷、灌注砼时，溢出的泥浆应引流至适当地点处理，以防止污染环境或堵塞河道和交通。

⑸、灌注的桩顶标高应比设计高出1.0m，以保证砼强度，多余部分应在接桩前凿除，桩头应无松散层。

11、钢护筒的拔出处于地面或桩顶以下的井口整体式刚性护筒部分，应在灌注砼后立即拔出；处于地面以上拆除的护筒部分，须待砼抗压强度达到5Mpa后拆除。

六、钻孔事故预防与处理1、坍孔⑴、现象：成孔过程中或成孔后，孔壁坍塌。

⑵、原因分析①、陆上挖埋式护筒的底部和四周未用黏土填实，水中振动埋入护筒的深度不足或护筒底部埋设在砂类等透水层中。

②、孔内水位高度不够，不足以平衡孔内水头压力。

③、水上钻孔时，孔内水位未随潮水涨落而作相应变动。

④、当钻至砂砾等强透水层时，水源补给不足引起孔内水位急剧下降。

⑤、出现较强承压水时，易导致孔底翻砂和孔壁坍塌。

⑥、钻孔附近的振动影响。

⑦、泥浆比重偏小。

⑧、成孔速度过快，孔壁上来不及形成泥膜。

⑨、吊放钢筋笼时碰撞了孔壁或破坏了孔壁泥膜。

⑩、成孔后未及时浇筑混凝土，静置时间过长。

⑶、预防措施①、陆上埋设护筒时，宜在护筒底部夯填50cm厚黏土，必须夯填密实。