旋挖钻钻孔灌注桩

大西铁路客运专线10标段旋挖钻钻孔灌注桩施工作业指导书编制：审核：审定：中铁十九局集团公司大西铁路客运专线指挥部二O一O年四月二十二日中国铁建-1-旋挖钻钻孔灌注桩作业指导书1．适用范围大西铁路客运声张站前10标桥梁部分桩基工程。1.1.1适用条件：各种粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、碎石土、中等硬度（基本承载力≤350Kpa）风化岩层。2．作业准备2.1技术准备2.1.1在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟习规范和技术标准。2.1.2依据设计文件确定，可进行旋挖钻孔的桩基，制定施工安全和质量保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.1.3施工作业层中所涉及的各种技术数据收集。2.2人员配置施工负责人、技术主管、安全员、旋挖钻司机、电工、挖掘机司机、自卸车司机、起重机司机等2.3机械设备及工器具配备旋挖钻机，自卸汽车，起重机，挖掘机，隔水栓，储料斗，钢筋加工及安装设备，砼拌和站、砼运输设备，水下砼灌注设备等。2.4材料桩身所用的材料应符合设计及施工质量验收标准的要求。2.5测量、试验2.5.1测量施工前采用GPS全球卫星定位系统完成设计院提供控制网的复测工作，并将成果上报至业主；对不通视的段落及现场需要进行控制网加密，完成施工控制网布测和复核工作。高程控制网复测工作，成果上报批复；高程控制网布测和复核工作。根据布设的控制网用全站仪采用极坐标法，对全桥每个墩台位中心及桩基进-2-行定位放样，并做好护桩。根据高程控制网确定各桩位开挖深度，并做好标记，在桩身砼灌注前，进行复核，复核时采用往返测量的方法。2.5.2试验指挥部设立中心试验室，负责施工配合比及现场抽检工作；各项目部设置工地试验室，负责本工区管段内的试验取样、送样工作。试验数据要求及时准确，能反应本体工程的质量情况。2.6临建修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。3.技术要求3.1钻头的选择根据不同的土层选择不同的钻头，并根据桩的数量确定需要购进的钻头。3.2护筒护筒采用8～12mm钢板卷制，其直径比设计桩径大10～20cm；长度根据地质情况而定，3.3泥浆指标3.3.1钻进泥浆相对密度：1.02～1.10，黏度：18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于6.5。3.3.2清孔泥浆比重不大于1：1；黏度17～20s；含砂率小于2%。3.4桩底沉渣厚度浇筑水下砼前，桩底沉渣允许厚度为：摩擦桩不大于100mm，柱桩不大于50mm。3.5钻孔允许偏差孔径、孔深和孔型必须符合设计要求，孔位中心≤100mm；倾斜度≤1%。3.6钢筋笼制作及安放钢筋原材料、加工连接和安装的检验应符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。3.7砼灌注-3-桩身采用导管法水下灌注。桩身砼标号为C30，砼坍落度为180～200mm。砼原材料、配合比设计、施工和水下砼的检验必须符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。桩顶砼应高出设计桩顶标高1m。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为：施工准备→钻机就位→设置护筒→旋挖钻进→安装钢筋笼→导管法灌注水下砼→基桩检测4.2旋挖钻灌注桩工艺流程图旋挖钻灌注桩工艺流程图详见图1。图1旋挖钻灌注桩工艺流程图5.施工要求5.1施工准备施工准备钻机就位设置护筒并注入稳定液旋挖钻进下钢筋笼安装导管下导管灌注水下混凝土拔出导管、护筒基桩检测选用钻头制作泥浆清孔下钢筋笼检查导管气密性检查沉渣厚度灌注水下混凝土拔出导管、护筒制作钢筋笼达到设计孔深桩体质量检验不合格处理进入下道工序施工制作混凝土试件合格不合格二次清孔不合格合格合格-4-5.1.1掌握场地的工程地质和水文地质资料；读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和砼配比申请。5.1.2合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，低洼处用粘土回填，达到“三通一平”，挖好稳定液搅拌池。5.1.3施测墩台孔位及孔位控制中线，引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测。5.1.4对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件。5.1.5原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。5.1.6正式施工前试成孔，不少于两个，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。5.1.7做好孔口防排水设施。5.1.8施工前，施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实。5.2施工工艺5.2.1设置护筒根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面50cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。5.2.2钻头的选用、钻机就位5.2.2.1钻头的选用5.2.2.1.1锥形：双头双螺，适用于坚硬基岩。双头单螺，适用于风化基岩、-5-卵石、含冰冻土等。5.2.2.1.2直螺旋钻头：a、斗齿直螺：双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺，适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。b、截齿直螺：有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。5.2.2.2钻机就位：在钻机就位前应施工场地平整处理，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实，避免在钻进过程中钻机产生沉陷。5.2.2.2钻机就位旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。5.2.3泥浆调制及钻进5.2.3.1泥浆调制因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层，地面水位较高的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆相对密度：1.02～1.10，粘度：18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于7。施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。5.2.3.2钻进5.2.3.2.1旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。5.2.3.2.2旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。因此，-6-必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。5.2.3.2.3旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故；若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75～0.80m/s。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。5.2.4成孔检验当钻孔至设计深度后，用检孔器进行检查，孔深、孔径不小于设计要求。检孔器可用钢筋焊制而成，其直径不小于设计桩径，其长度为桩径的4～6倍。5.2.5清孔5.2.5.1钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环。5.2.5.2清孔应符合下列标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒；泥浆比重不大于1：1；含砂率小于2%；黏度17～20s。5.2.6检查沉渣厚度浇筑水下砼前允许沉渣厚度应符合设计要求，柱桩沉渣厚度不大于50mm；摩擦桩沉渣厚度不大于100mm；5.2.7钢筋笼加工及安放5.2.7.1钢筋笼采用在加工厂统一加工，加工时根据骨架的自身刚度及吊机的起吊能力分成9m一节（12m以下钢筋笼根据现场条件制成一节）。分节制作时均在型钢焊制的骨架定位平台上进行，以保证钢筋笼的整体直度及主筋连接接长时的对位精度。耳筋沿笼体周围6处。5.2.7.2为保证钢筋原材存放和钢筋笼成品质量，钢筋加工场采取浇筑10cm-7-厚C15砼硬化地表。5.2.7.3钢筋笼采用自制的双轮拖车运抵孔位，使用汽车吊机起吊入孔，主筋接长采用单面搭接焊。5.2.7.4钢筋笼起吊时使用直径15cm的杉木杆分段绑扎以提高整个钢筋笼的刚度（木杆在入孔时依次拆除），防止钢筋笼起吊时变形塌腰。5.2.7.5当设计要求进行超声波检测时，则设置声测管。每根桩检测管需预埋3根无缝钢管，内径50mm，壁厚3.0mm。检测管沿桩身箍筋内侧等距离布设，并焊于加强骨架箍筋上，检测管下端距桩底5cm，伸入承台内0.5m。检测管接头及底部应密封良好，顶部采取焊接钢板的方式进行封堵，防止砼浆液进入检测管内。5.2.8安装导管5.2.8.1导管的检查：导管内壁应光滑，内径一致，接口严密，导管一般由直径为200～300mm的钢管制作，导管第一节底管长度应不小于4m。导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查外，还需做拼接、过球、水密、承压、接头、抗拉等试验。试验室的水压应不小于孔底静水压力的1.5倍；水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输缝管接头，输入计算的风压力。导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。5.2.8.2安装导管钢筋笼下放至设计深度后，立即下放砼输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。下放导管的长度由计算确定，导管连接处应连接牢固而上好密封圈，防止漏水。5.2.9二次清孔将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣，对深度不足10m的桩孔，须用空吸泵清渣。灌注砼前的孔底沉渣厚度应满足要求。5.2.10灌注水下砼砼采用拌和站统一拌制，砼输送车运至现场，输送泵灌注砼。砼灌注采用提-8-升导管法，导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长2.0～4.0m，配1、2节长0.5～1.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。导管安装后，其底部距孔底留30～50㎝的空间。砼浇筑支架用[20型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置砼漏斗。漏斗容积（即首批砼方量）应满足封底时导管埋深不得小于1m并不宜大于3m。导管顶部放置隔水皮球,封底后移走大漏斗，换上小漏斗，小漏斗旁设置储料槽，泵送砼先进入储料槽后通过滑槽入小漏斗。在浇注砼过程中，应测量孔内砼顶面位置，保持导管埋深在1～3m范围。导管提升时利用吊机。灌注的水下砼坍落度控制在18～