钻孔桩作业指导书反循环钻机

亳阜高速公路第十二标段

（钻孔桩）

施

工

作

业

指

导

书

中铁四局一公司亳阜项目经理部

二00三年三月十日

中铁四局一公司亳阜项目经理部

桩基工程作业指导书

编号：QB/ZTSY/JS. C 01-2003

编制:

复核:

审批：

有效期:2003年3月-----2004年10月

钻孔桩作业指导书

(反循环钻机)

一、工程概况

本标段共有钻孔桩360根，其中φ1.3米184根，φ1.2米84根、φ1.5米62根、φ1.6米30根。桩长在40～47米之间，为摩擦桩基。

二、施工准备

1、测量放样：采用瑞士产徕卡全站仪，对桥位、墩台中心桩位进行准确放样，对桥位桩进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。

2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土机平整、压路机压实施工场地，然后铺垫枕木作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定位桩。

3、场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。

三、护筒埋设及护壁泥浆

1、护筒埋设

a、护筒制造与埋设

钻孔用护筒采用δ=6㎜钢板制作，护筒长度为2米，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面40㎝，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜,竖直线允许误差≤1%。埋深1～2米。

护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。

ｂ、护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大

于1%。

2、护壁泥浆

（1）、泥浆要求

①护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要求:

a．胶体率不低于95%。

b．含砂率不大于4%。

c．造浆能力不低于2.5l/kg。

d．塑性指数>17（砂粘土应>15，大于0.1mm的颗粒<6%），

e．如果粘土较差可加入0.1—0.2%Na2CO3或NaOH，以改善泥浆。

②护壁泥土选择由试验室试验确定。

③配制1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重r1和需要的泥浆比重r2计

算。即每立方泥浆粘土需要量G=r2-1/(r1-1)×r1。

④根据现场情况可设置制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系统。（2）、泥浆池设置

采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑，池内砌砖。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除，以防泥浆溢流污染环境。

（3）、泥浆配置

本工程泥浆采用购置粘土造浆，相应地质情况下泥浆技术指标见表一。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。

反循环钻机钻孔泥浆指标要求表一

四、钻孔作业

1、钻机选型：根据地质情况，采用钻反循环机、旋挖钻机。

2、钻机就位

钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，包括钻机座落处平整、加固。主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。将拼装好的冲击钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，打木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%的要求。

3、钻孔

（1）开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足。水电管路是否电畅通，以确保正常。

(2)正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。

(3)开始钻进时，控制进尺速度，采用“少松绳、勤松绳”的措施，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。

(4)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。

(5)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。

(6)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。

（7）钻孔过程中用自制的检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。

（8）当钻孔距设计标高1米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。

（9）当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后进行清孔，灌注混凝土。

4、清孔

（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。

（2）清孔采用换浆法，钻孔达到设计标高后，将钻头上下慢速提放，然后注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率﹤2%），置换孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。

（3）清孔时注意孔内泥浆面高度，保持泥浆面高度在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，并注意泥浆比重是否合适，防止坍孔、缩孔。

（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即可停止清孔作业，放入钢

筋笼进行水下混凝土灌注。成孔质量标准见表二。

成孔质量标准表二

5、钢筋笼制作吊装

（1）钢筋笼加工绑制在钢筋棚集中进行，钢筋笼分节制作，每节长为15~20m，钢筋笼现场绑扎，16t吊车吊装入孔，两节钢筋笼现场焊接。制作允许偏差为：主筋间距±10㎜，箍筋间距±20㎜，骨架外径±10㎜，骨架倾斜度0.5%。

（2）钢筋骨架内设强劲和的内撑架防止在运输和就位时变形,钢筋笼每2.0m加设一道支撑筋，防止装吊时变形吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外形轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。

（3）钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块，以保证钢筋保护层厚度。

（4）钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，入孔后位置正确，符合设计要求，并牢固定位（设置防浮钢管支撑）或将其中4根主筋适当加长，焊于钢护筒上，上压钻机。骨架吊放偏差为：骨架保护层厚度±20㎜，骨架中心平面位

置20㎜，骨架顶端高程±20㎜，骨架底面高程±50㎜。

6、水下混凝土灌注

钻孔桩水下混凝土拌制在搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，导管法灌注，导管直径采用φ250㎜。

（1）灌注准备:在清孔过程中，对各类设备进行检修，备足原材料。导管使用前，进行过球、水密、承压及接头抗拉试验。

（2）水下混凝土材料：粗骨料采用碎石，可根据试验要求调整含砂率。粗骨料粒径最大不超过35㎜，细骨料采用级配良好的中粗砂，水泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，未经监理批准不使用缓凝剂。混凝土各项技术指标为：初凝时间﹥2.5h，含砂率0.4～0.5，水灰比0.5～0.6，坍落度180～220㎜，混凝土在运输、灌注过程中无显著离析、泌水现象，强度等级不低于设计的 1.2倍。

（3）水下混凝土灌注方法

①安装导管并放入钻孔内，导管下口离孔底25～40㎝，上口与储料斗相连，储料斗的容积不小于5m3。确保首批混凝土灌注后导管埋入深度大于1米。

②导管安装后，再次探测孔底沉渣厚度，如超过设计要求，则需进行二次清孔至合格为止。

③混凝土运至现场时，要检查混凝土的和易性、坍落度，如不符合要求，则进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的，混凝土不得使用。

④水下混凝土灌注在过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。导管埋深控制在2～６米内，采用12t吊车提拔导管，砼灌注速度不得太急以防导管上浮。

⑤水下混凝土灌注连续进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防

止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水位高度。

⑥为防止钢筋骨架上浮，混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，应减慢混凝土的灌注速度。混凝土顶面上升距钢筋骨架底部4米以上时拔除导管，使导管底口高于钢筋骨架底部2米以上后，再以正常速度灌注砼。

⑦灌注桩砼的顶面标高比设计标高高出0.5～1.0米，以保证混凝土质量，超灌的桩头在浇筑承台前凿除。

⑧灌注将结束时，核对灌入的混凝土数量，以确定所测混凝土顶面高度是否正确。

⑨混凝土灌注完成后强度达到2.5Mpa后，可拆除护筒。

4.6废泥浆外运

为了不污染河道及施工场地，废钻渣、泥浆沉淀后及时用汽车外运至监理工程师指定的地点处理。

7、钻孔桩作业流程图见图一

五、人员、机械、工期安排

1、人员安排见表三，施工劳力安排采用三班作业。表三为每班作业人数。

钻孔桩作业人员配备表表三

2、机械安排见表四。

钻孔桩作业机械配备表表四

六、常见水下砼灌注出现的事故预防及处理

水下砼灌注是钻孔桩施工的关键工序，水下砼灌注过程中要分工明确，密切配合，统一指挥、快速、连续施工。常见事故、预防和处理方法：

（一）导管进水

1、主要原因：

（1）首批砼储量不足，或虽然砼储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，砼下落后不能埋没导管底口，至使底口进水。

（2）导管接口不严，或导管焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）导管提升过猛，或探测出错，导管底口超出原砼面，底口进水。

2、预防措施和处理方法

（1）若是由第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的砼拌和物用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批砼，重新灌注。

（２）若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底中翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击的方法压入

原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。（二）卡管

１、初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整，然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔，须按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。

２、机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

（三）坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面未取出的现被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。