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第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-1-钻孔灌注桩冲击钻机成孔作业指导书1．适用范围本作业指导书适用于D1K828+942.3雨窝桥特大桥钻孔桩桩基础施工。2．作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，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，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。队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。2.2外业技术准备施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集，包括桩径、桩长以及地层情况。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。已完成现场踏勘，对妨碍施工和安全操作有影响的既有架空管线、地下电缆、给排水管道等设施，已采取清除、移位、保护等措施妥善处理。施工所需电力线路架设已完成，满足钻机所需电力供应需求，并配备适合备用的变压器或柴油发电机。场地已根据施工组织设计进行布置，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。用全站仪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，误差控制在5mm以内。第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-2-2.3机械设备、材料及试验准备施工场地已平整，便道已修建，机械设备已进场，机械性能良好，数量满足进度及工期要求。施工所需的水泥、砂石等材料已进场并进行检验，已取得各种原材料及其抽检实验报告。混凝土已完成配合比设计，报告及有关资料已经过相关单位审批，允许施工中使用。3．技术要求1所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。2所使用的原材料应具有质量合格证并按相关要求抽检合格。3在进行大面积钻孔施工前应按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》、施工图设计文件及业主相关文件的要求。4为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。4．施工程序与工艺流程1施工程序钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：测量放样埋设护筒钻机就位泥浆制备冲击钻进检孔清孔检查验收等。2工艺流程冲击钻施工工艺及质量控制流程见图4.2.1和图4.2.2。第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-3-图4.2.1冲击钻施工工艺及质量控制流程安放导管水密性试验二次清孔灌注混凝土检查泥浆指标及沉渣厚度凿桩头制作混凝土试件钢筋笼制作安放钢筋笼监理工程师签字认可检孔监理工程师签字认可测孔深、孔径清孔测泥浆性能指标测孔深、泥浆指标、钻进速度排渣、投泥浆、测指标钻进中间检查终孔测孔深、孔径、倾斜度钻机就位泥浆制备钢护筒加工埋设钢护筒场地、平台准备测量放样桩基检测事先进行气密性试验合格第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-4-平整场地、搭设平台钢护筒埋设钻机就位填写：（1）钢护筒制造质量检验记录（2）护筒安装质量检验记录（3）施工护筒埋设表，报监理审核签认钻进控制填写钻孔桩记录及泥浆检测记录，报监理审核签认清孔图4.2.2钻孔灌注桩质量检验控制流程5．施工要求5.1施工准备5.1.1场地平整、搭设平台施工前钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实填筑平台等。5.1.2测量放线采用全站仪进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核，并测量放线填写测量放线记录，报监理审核签认填写成孔验孔记录和相关试验资料，报监理审核签认合格成孔质量检验进入下一道工序第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-5-形成测量交接桩记录，符合要求后由技术人员报监理单位复核。5.1.3埋设护筒现场监理对桩位测量复核合格后，即可进行护筒的埋设。护筒采用厚为10mm的钢板，护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定:粘性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中不少于0.5m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于50mm，倾斜度不大于1％。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5～2.0m，护筒埋设好后，应设置好护桩，拉出十字线，以便监理现场检查。5.2钻机就位安装钻机时要求底部垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。5.3泥浆制备5.3.1泥浆池用挖掘机挖坑作为泥浆池和沉淀池；泥浆池位置的确定为了不影响后续工程施工，设在墩与墩之间。5.3.2泥浆性能指标应符合下列要求泥浆在冲击钻孔中起护壁和悬浮钻渣的作用。应备用足够的造浆优质黏土。1比重泥浆的比重是指泥浆与4℃时同体积水的重量比。入孔泥浆的比重为1.1～1.3，孔底泥浆比重，砂黏土不宜大于1.3，圆砾土不宜大于1.4，岩第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-6-石不宜大于1.2。2黏度泥浆的黏度是指泥浆运动时，各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。入孔黏度一般地层（砂质黏土及黏质砂土，容许承载力在1.0㎏以上的地层）为16～22s，松散易坍地层为19～28s。3含砂率泥浆含砂率是指泥浆内所含砂占黏土颗粒的体积百分比。含砂率大，会降低黏度，增加沉淀，磨损钻具。新制泥浆的含砂率不宜大于4%。4胶体率泥浆的胶体率是指泥浆静止后，其中呈悬浮状态的黏土颗粒与水分离的程度。胶体率高，则黏土颗粒不宜沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之。泥浆胶体率不小于95%。5pH值泥浆的pH值是衡量泥浆酸碱度的。pH值过小，失水量会急剧上升；pH值过大，泥浆滤液将渗透到孔壁的黏土中使孔壁表面软化，黏土颗粒之间否认凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。pH值应大于6.5，一般以8～10为适当。pH值偏小时，可根据试验在泥浆中投放适量的NaOH或Na2C03。5.4钻进1开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入黏土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆继第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-7-续钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。2泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充，并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。3每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。4钻进过程中，应随时对孔位中心进行复查，主要办法是将钻头自然垂吊于孔中，用护桩拉十字线将孔位中心恢复，用钢尺测量十字线中心与钻头吊绳之间的偏差，发现超出50mm时，及时分析原因进行纠偏。5.5检孔1钻孔完成后，用检孔器进行孔径、孔深、孔型、成孔倾斜度的检测。检孔器的外径、长度、重量要严格按照技术人员的交底进行加工制造。成孔孔径不得小于设计孔径，成孔深度不得小于设计孔深，成孔倾斜度不大于1%。2倾斜度检测采用吊车吊放检孔器进行，用吊车下放检孔器到孔底，通过量测吊锤底部与钢丝绳的偏斜距离，并通过三角关系推算成桩的垂直度。5.6第一次清孔检孔合格后，即进行第一次清孔，清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-8-对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，泥浆指标检测由现场试验人员进行，达到指标后，第一次清孔结束。5.7第二次清孔第一次清孔结束后，报请监理检验，监理同意后进行钢筋笼吊装、导管安装。钢筋笼吊装、导管安装结束后，现场作业工班、技术人员、质监人员先进行泥浆指标、沉渣厚度的自检，泥浆各项指标如符合规定，且沉渣厚度符合要求，由质监人员负责向监理工程师报检，监理工程师检查合格后，即可转入下道工序施工。如果不符合上述程序和检测指标，需进行二次清孔，重新履行各项程序，直至符合要求为止。6．劳动力组织1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。2施工人员应结合施工方案、机械、工期要求进行合理配置，每台冲击钻配备的施工人员见下表。表6.2.1每台钻机施工人员配备表施工负责1人（整座桥梁）技术负责1人（整座桥梁）专职安全员1人（整座桥梁）机长2人劳务4人质监、测量及试验人员6～8人（整座桥梁）其中施工负责、技术人员、机长、专职安全员由企业正式职工担任。7．材料要求原材料应符合设计及施工规范要求，施工用水的水质应符合工程用水标准。8．设备机具配置第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-9-冲击钻钻孔作业施工机械设备主要有冲击钻机1台、十字形钻头2个、抽水机1台、空压机1台、吊车1台、挖掘机1台。9．质量控制及检验9.1质量控制9.1.1钻孔作业要求1钻机就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场地与钻机座落处的平整和加固、主要机具的检查与安装。2采用冲击钻机，卷扬机钢丝绳通过三角立架上段的滑轮与锥头连接，放开卷扬机，锥头自然下落，锥头的冲击作用使岩土破碎，部分被挤入孔壁。泥浆将渣土悬浮排出孔外，同时平衡部分孔壁土压力和水压力，保持孔壁稳定。锥体一般为圆柱形，用钢材制成，锥头成“十”字形，利于破碎岩石。土质地层可选用60～80cm的细锥头钻进，然后再用大锥头扩孔至设计孔径。卷扬机可以人工操作，也可以选用自动操作设备。3开孔时应低锥密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，可加黏土块小片石，反复冲击造孔壁，保证护筒的稳定。4须及时填写施工记录表，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。5钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。6必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。7钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆性能指标进行检验，不符合要求时要及时调整。8每班检查孔体偏斜情况，及时采取纠偏措施。第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-10-9钻孔时，应根据土层类别、孔径大小及供浆量来确定相应的钻进速度。1）在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。2）在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。10遇孤石时可选抛填硬度相似的片石，采用直锥冲击，或中低冲程交替冲击。将大孤石击碎挤入孔壁。11钻进中必须准确控制松绳长度，避免打空锥。一般不宜用高冲程，以免扰动孔壁，引起坍孔、扩孔或卡钻事故。12应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免掉钻。13应经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损过大，切削角不符合要求时要及时更换修理，以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。14施工时应注意以小冲程开孔，使初成成孔坚实、竖直、圆顺，起导向作用，钻进深度超过钻锥全冲程后才能正常冲击。若遇到坚硬漂卵石层，可采用中、大冲程，但最大冲程不宜超过4～6m。钻进过程中及时排除钻渣，并添加黏土造浆，防止坍孔和沉积，使钻锥经常冲击新鲜地层。15对泥浆材料的要求：1）黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%，塑性指数大于25%～30%，含砂量小于6%，SiO2和Al2O3之比为3～4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水溶液呈碱性，Ca2+小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。2）膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符合有关标准。第十三队工程队钻孔桩施工作业指导书-11-3）水：淡水。4）外加剂：见下表表9.1.1常用外加剂表种类使用目的常用物质分散剂防水泥、盐分对泥浆的污染Na6P6O18污染后泥浆的再生Na6P3O10，Na2CO2增强防坍作用，提高泥水分离性NaHCO3木质素，腐殖酸增黏剂防孔壁坍塌，提高钻孔效率，对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润土的凝胶作用CMC(钠羧甲基纤维素)加重剂增加泥浆比重，提高孔壁稳定性重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末防漏剂防止泥浆漏入土中锯末，稻草，水泥，核桃皮粉末盐