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南通外环北路快速化改造B标钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业施工方案一、工程地质概况根据B标的勘探结果，在钻孔深度100.45m内地基土主要由表层的杂填土和素填土，上部的粉土夹粉质粘土、粉土夹粉砂和粉砂夹粉土，中部的粉质粘土夹粉土、粉砂夹粉土、粉土夹薄层粉质粘土，下部的粉砂夹细砂、中砂夹粗砂组成。根据勘察结果并结合本工程拟建桥梁的荷载特征，本工程可采用粉砂夹细砂（层10）、中砂夹粗砂（层11）和粉砂夹细砂（层12）作为拟建桥梁的钻孔灌注桩的桩端持力层。二、施工准备1、熟悉图纸和地质钻探报告，了解施工要求；熟悉施工环境，按照地质情况配备专业工具；2、准备旋挖钻机及配套设施；机械调试；3、对设备进行全面检修和保养；4、派遣具有丰富经验的项目负责人一名，技术员一名；6、开工前3天内设备运至工地。7、根据孔位处的地质、水文环境等条件以及桩的尺寸，选择适宜的钻孔方法，并符合文件规定的误差要求。钻孔必须记录真实、详细。三、操作工艺1、旋挖机钻孔灌注桩工艺流程2、护筒应比桩直径大20—40CM，用厚8—10MM的钢板制作而施工准备桩位放线埋设护筒钻机就位钻进掏碴清孔成孔检查安放钢筋骨架下导管灌注砼前准备工作灌注架就位护筒制作修整桩位复测安装清孔设备测量孔深、斜度、孔径、孔位、孔型钢筋骨架制作导管制作、检验维修钻机移位测回淤组装灌注架清水池泥浆池沉淀池灌注水下砼灌注架移位拆、拔护筒孔口回填桩头剔凿清理桩基无损检测制作砼试件配置混凝土试件养护成，根据地层情况护筒高度1.5—2M不等。护筒埋设应准确，稳定，护筒中心与桩孔中心偏差不得大于5CM，竖直线倾斜不大于1%，护筒宜高出地面20—30CM。重点：（1）、护筒周围必须使用黏土夯实；（2）、引到护筒上的十字线标志必须保证上次的标志已清除干净，并在成孔后保存完整准确。3、钻孔（1）、开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒底以下3m后采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压。钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针叛旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。（2）、根据不同的地质层，情况适当控制钻进速度、调整配重及钻压，尽量减少扩孔及斜孔。(3)、注意钻进速度，钻孔到护筒底口1～2米时，要慢速减压钻进。在粘土层中可快速或中等转速、低比重泥浆钻进。严防护筒坍塌，始终注意护筒内的泥浆面高度。旋挖钻机提钻、下钻时要缓慢，防止冲撞护筒底部；(4)、根据不同的地质情况，检查泥浆指标。(5)、保持排渣系统畅通。(6)、起落钻头要平稳，避免撞击孔壁。严防工具等杂物落入孔内。(7)、拆装钻杆力求迅速，严防钻头脱落，钻杆拆除要及时清理保养。(8)、钻孔应连续作业，因故中途停钻时，必须将钻头提起以防坍孔埋钻，并采取有效措施保证孔壁稳定。(9)、每孔钻完后，检查磨耗情况及时进行修补。经常测量钻头直径，并根据灌注后的充盈系数调整钻头。钻孔灌注桩混凝土的浇筑，充盈系数控制在1.1之内。（10）、在整个钻孔过程中，按规定的表格，严格填写钻孔记录，不得涂改，钻孔桩底标高以设计标高为主要依据。4、钻孔施工过程中事故预防措施及处理方法钻孔过程中要精心组织、精心施工，做好各种事故预防措施及处理方案。钻孔过程中可能发生坍孔、缩孔、漏浆、糊钻、卡钻、掉钻、钻孔偏斜或发生十字槽等，事故发生后应仔细查明情况，及时进行处理。（1）、坍孔。其表征是孔内水位突然下降又回升,空口冒细密水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔多由泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。应查明坍孔位置后进行处理,坍孔不严重时,可回填土到坍孔位置上,并采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施继续钻进;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,无上述土类时可采用掺入5%～8%的水泥的粘土,等待土层稳定后方可采取改善措施重钻。坍孔部位不深时,可采取深埋护筒法,将护筒填土夯实,重新钻孔。当坍孔较严重,或是对周围桩基(如群桩)有影响,或施工工期紧张时,可采取以下措施,用拌有水泥的黄土对钻孔进行回填,待地层稳定后再重新开钻。（2）、钻孔偏斜、弯曲。常由地质松软不均、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时,应回填粘质土到偏斜处顶面,待沉积密实后重新钻孔。（3）、扩孔与缩孔扩孔一般表现为局部的孔径过大。在土质松散地层处或钻头摆动过大，易发生扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则扩孔，重则坍孔。若只是孔内局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度则不必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或提钻异常困难。缩孔原因主要是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇膨胀后使孔径缩小。为防止缩孔，要使用失水率小的优质泥浆护壁并须高转速少近尺，并复钻二、三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直到使缩孔部位达到设计孔径要求为止。（4）、钻孔漏浆。遇护筒内水头不能保持,宜采取护筒周围回填土夯筑密实、增加护筒沉埋深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锥慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施（5）、糊钻、埋钻。糊钻的原因是钻进时,遇软塑粘质土层,泥浆相对密度和粘度过大,进尺快、钻渣量大,钻杆内径过小,除浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能,对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算并控制进尺。若已严重糊钻,应停钻提出钻锥清除钻渣。（6）、卡钻。常发生在冲击钻孔时,多因先形成梅花孔或钻锥磨损未及时焊补使钻孔直径变小,而新钻锥又过大,冲锥倾倒遇到探头石或孔内掉入物件卡住。卡钻后不宜强提,可用小锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。施钻过程中如发现钻头卡住提不上时严禁猛拉,应仔细分析查明原因,若系孔壁坍落石块或探头石卡住钻头上刃部,则摇动大绳晃动钻头使石块掉下,必要时可用小钻头冲击所卡位置后再起吊;若为下卡钻头时,亦可用小钻头冲击使钻头松动;若沉泥埋住钻头时,可放入高压风管,吹开埋住钻头的泥土后缓缓提钻。（7）、掉落钻物。宜迅速用打捞叉、钩、绳套、大的吸铁石等工具打捞。若落体已被泥沙埋住时,应先清泥沙使打捞工具能接触落体后按前述各条打捞。四、施工要点（一）、钻机就位1、在拟钻桩位铺设走道板，将钻机行驶至桩位处。根据仪表显示的数值，调节底盘和钻架使钻机底盘水平，钻架垂直，使动力头中心、钻头中心和桩孔中心在同一铅垂线上。然后锁定此时的水平角度，以确保钻机在钻进过程中和卸土回钻后始终对准桩孔中心。钻头中心与桩中心的偏差不得大于5cm。2、钻机调整完毕后，将钻头下入护筒内缓慢旋转，查验钻头是否与护筒相碰，确保钻头环刀在孔内自由旋转。3、钻机就位后，测放护筒顶、钻机平台标高，用于钻孔时孔深测量参考。4、钻孔前，应首先注意检查钻架位置和钻头尺寸是否准确。钻架除在保证承受冲击荷载外还应经常用简易方法检查其中心位置。应重视钻头直径的检查，以便及时补焊。5、当检查时发现有钻孔不直、偏斜、孔径减小、椭圆形断面、井壁有探头石等，应向项目监理报告并提出补救措施的建议，在取得批准前不准继续工作。6、混凝土浇筑应尽快完成。浇筑应连续进行，不准间断。7、护筒安放完毕并经检验满足要求后，旋挖钻机可就位开钻，就位过程中须注意以下事项；⑴、土体平稳，牢固，避免在钻进过程中钻机产生位移或沉陷钻机就位后首先调整钻塔的水平、垂直高度。旋挖钻杆倾斜度不得大于1%；钻机顶部的起吊天轮中心，转盘中心，桩孔中心（十字线中心交点）应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2CM。桩的钻孔，应在中心距离5m以内的任何桩的混凝土浇筑24h以后才能开始。⑵、钻孔应连续操作，不得中途停止。钻孔过程中，应对地下状况和土层做详细记录，并与设计资料比较。如果与设计资料有显著差别以致影响桩的承载力和沉降，应立即报告业主和项目监理以便重新进行桩的设计，在项目监理提供新设计之前不允许浇筑混凝土。8、钻进过程中采用泥浆护壁，在泥浆护壁过程中，泥浆比重控制在1.15—1.25，黏度控制在18—22S，含砂率≤4%。9、各机长、班长应认真执行钻探操作规程，钻进过程根据掏挖土泥渣判断地层，并做好记录。在砂层中钻进时，进尺不宜过快，每一次钻进尺在0.5—0.8M左右。10、升降钻杆时应平稳，提钻时应防止碰撞护筒或钩挂护筒底部。11、施工中必须注意连续补充搅拌好的泥浆，以保护孔壁。泥浆面应维持在护筒顶以下0.5M左右，以防止孔壁坍塌。当使用短的临时护筒时，钻孔中应充满泥浆以稳定钻孔。泥浆顶的标高应始终高于外部水位或地下水位至少1m。（二）、泥浆制备及循环系统钻孔采用泥浆护壁，根据钻进地层的特点，为保证钻孔质量，选用不分散、低固相、高粘度聚丙烯酰胺泥浆（PHP泥浆）和采用高分子聚合物泥浆产品。1、泥浆配制（1）、制浆原材料膨润土：为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土，该土具有较好的分散悬浮性和造浆性，泥皮薄，稳定性好，固壁能力高，钻具回转阻力小，钻进效率高，造浆率高（1t可造12～16m3泥浆），质量等级为二级标准。膨润土掺量为水的8%，即100m3水需用8t膨润土。为了增大泥浆中胶体的成份，应选择胶体率大（≥96）和含砂率小(0～0.3%)的钻孔造浆用的膨润土。纯碱（NaCO3）：其指标符合GB210-92的Ⅲ类合格产品的标准，主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，并增加表面负电荷，以吸附带正电荷的钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能更好。纯碱掺量为膨润土质量的0.3%～0.5%左右。碱用量应使泥浆PH值达到8～10为宜。羟甲基纤维素(CMC)：也能提高泥浆的粘度，具有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为膨润土的0.05%～0.1%。聚丙烯酰胺（PHP）：即可单独拌制泥浆，又可作为膨润土泥浆中的掺加剂，其突出功能是使泥浆具有触变性，保持不分散、低固相、高粘度的优质性能，提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。其掺用量为泥浆体积的0.003%左右，即100m3泥浆约需用3公斤。它的增粘效果远大于CMC。（2）、泥浆的制备将膨润土、水、纯碱、CMC、PHP按比例制成优质泥浆。制浆工艺为先将一定量的水加入造浆池中，再按比例加入膨润土，使用3PN泥浆泵产生的高速水流在池内搅拌30分钟，使膨润土颗粒充分分散后，再按比例加入纯碱、CMC、PHP进行充分搅拌制成优质泥浆。（3）、泥浆采用高分子聚合物泥浆产品，该泥浆是一种易混合水解的粉粒聚合物，可在较低的浓度条件下创造极佳的粘度环境，该泥浆具有如下特性：○1易于混合配置，施工简便。○2保持施工中钻孔的稳定，提高孔壁摩擦力。○3最大限度将钻屑粘结并沉淀至孔底，以便于将钻屑捞出，在很高粘度的情况下，也不发生凝胶现象。○4良好的粘土分散抑制剂，抑制胶粘土地层的水化膨胀，防止糊钻。提高钻进效率。○5具有良好的润滑作用，可降低钻机回钻扭矩。○6高粘性粘结地层，稳定孔壁。○7提高桩基承载力，便于将钻屑清出钻孔。○8环保产品，经简单处理后可直接排放。由水、粘土（膨胀土）和添加剂组成。（三）、泥浆循环方式①、泥浆池设置泥浆池包括溢浆池和泥浆循环池两部分，，溢浆池尺寸为5×10×1.5m（宽×长×高），方量为75m3；循环池尺寸为6×16×1.5m（宽×长×高）方量为144m3，设沉淀池一个、循环池一个、泥浆储备池一个、废浆池一个，同时泥浆池配置制浆机1套、1m3清渣挖机1台。泥浆池采用挖机开挖，边坡坡率为1：1左右，坡面要平整，坑底要整平。②、泥浆循环池及各地层泥浆指标控制钻孔过程时泥浆循环：在制浆桶内制浆，进入新浆储备池，然后进入循环池，通过泥浆泵泵入护筒。护筒内溢出的泥浆经泥浆槽流入溢浆池内，由泥浆泵抽入废浆池内，经沉淀池沉淀后，流入循环池内使用。排除的钻渣及时清运至指定地点