旋挖钻钻孔桩作业指导书

兰州至乌鲁木齐第二双线（新疆段）LXTJ2标三工区桥梁工程旋挖钻钻孔桩作业指导书编制：复核：审批：中交第三航务工程局有限公司兰新铁路第二双线项目部三工区二Ｏ一Ｏ年八月兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书2旋挖钻钻孔桩作业指导书一、目的明确桥梁桩基旋挖钻钻孔桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。二、编制依据《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》三、适用范围适用于各种土质层和砂类土、碎（卵）石土或中等硬度以下基岩的桥墩桩基施工。旋挖钻具用自动化程度高、成孔快、质量高，地质图层识别明显等特点，近年来得到了大量应用。施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。本工程采用三一重工生产的SR22OC型旋挖钻机。四、工艺简介旋挖钻机成孔是通过钻机底部带有活门的桶式钻头旋切破碎岩石泥土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度，对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书3五、施工方法及工艺要求旋挖钻钻孔桩施工工艺框图1、施工准备1）旋挖钻机机械设备进场前，作好各项检修和保养工作，做到进场后便可投入使用；场地内供电线路采用发电机供电，并在临时便道相应位置埋设ф100mm钢管穿过。对钻机各部位状态进行全面检查，确保其性能良好。定桩位埋设护筒钻机就位钻孔第一次清孔测孔深、沉淤下钢筋笼下导管第二次清孔测沉淤安放隔水球浇筑砼泥浆补充泥浆处理制作钢筋笼配制砼兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书42）钻孔场地在施工前应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提供便利。3）钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。如有困难，可用排架或枕木搭设工作平台。2、桩位测量放样、保护和标高的控制根据设计院提供的施工图纸，结合现场测量桩、水准点，用全站仪准确的定测出每根桩的桩位。测量班放出桩位后，要采取措施保护好桩位。护桩用木桩钉钉，土质较软地段要水泥包桩，护桩埋深要够。每次钻机就位好开钻前和钢筋笼吊放前，需要进行复测。测量无误后才可进行下步工序施工。钻进开始前要在护筒上作好标高控制点，计算实际钻进深度，并用测绳注意量测实际深度。快到桩底设计标高时要加密量测次数，以确保不超钻或欠钻。3、埋设护筒旋挖钻的护筒采用壁厚8mm钢护筒，由单节长度4m的护筒组成，护筒间由平头螺栓连接，应坚固不漏水。护筒内径大于钻头直径20cm。护筒顶面高出施工水位2m，护筒泥浆溢出口底边高出地下水位1.5m以上，还应高出施工地面0.3~0.5m。护筒的埋置深度不小于2米。旋挖钻机护筒与钻机的动力头驱动连接器连接在一起，钻机操作手利用导墙将第一节钢护筒准确定位，之后通过大扭矩钻机动力头将钢护筒旋转压入设计标高。护筒压入前及压入后，通过靠在护筒上的水平仪调整护筒的垂直位置。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书54、泥浆制备与使用旋挖钻机采用静态泥浆护壁，即随着钻孔深度的增加及时向孔内补充配备好的化学泥浆，灌注混凝土时泥浆排出孔外，经处理后循环使用。在砂类土、碎石土或黏土夹层中钻孔，宜采用膨润土泥浆护壁。为了提高泥浆粘度和胶体率，选用优质膨润土、碳酸钠、中性羟基纤维素(CMC)配制化学泥浆。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆实验记录表。为保证不因泥浆的数量和质量影响成孔速度和成孔质量，每个旋挖钻机机组一般在一个施工区段(范围约3个墩左右)配备两个泥浆池。泥浆池根据现场条件开挖，同时设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接，用于泥浆的循环净化。为保护当地的环境，清除的废浆和钻渣利用泥浆罐车运送到指定的弃土区丢弃，禁止泥浆乱倒或乱流，造成环境污染。钻进时，从泥浆制备池中抽取泥浆至井孔，待灌注混凝土时将泥浆抽回到泥浆沉淀池中，经沉淀除砂后排至泥浆制备池，在泥浆制备池中对泥浆各项指标进行检测，指标不合格，进行处理合格后使用。施工中，严禁采用未经处理的废浆、混入混凝土的泥浆、含砂率过大的泥浆、回旋钻机产生的泥浆。5、钻机就位及钻孔1）钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。2）钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书6比重。3）钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。4）钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。5）当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。6）转速、进尺对成孔的影响普通钻斗(包括无底板和有底板钻斗)在钻进时必须严格控制进尺，防止孔内事故发生。钻进时，钻齿切削岩土进入钻斗内，通过伸缩式钻杆和主卷扬机提升钻斗到孔外，钻杆反转卸土，返回孔内，进行下一个循环。若进尺太大，则进入钻斗的岩土将通过钻斗上部充填到钻斗四周，泥浆将不能进入钻斗下部，在提钻时钻斗下部形成真空，不能提钻，造成孔内卡钻事故。根据地质状况和钻机性能，旋挖钻机在各类土层中的转速、进尺如下：①土层钻进时：转速45～55转/min，进尺一般控制在40～50cm，采用慢速进尺、常修孔。②细砂层钻进时：为防止对细砂过分扰动，转速控制在40转/min以内的中等转速，钻杆适当带紧，采取轻压有控制地向下钻进，进尺一般控制在60cm左右，但必须采用双底板捞砂钻斗。注意：出渣时，提斗速度不易过快，钻斗满载时升降速度控制在0.8m/s以下，空斗升降速度控制在1.0m/s以下。③粗砂层钻进时：可较细砂层的钻速适当加快，采取轻压满钻，通过较高兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书7的转速，从而提高钻速度。7）钻机定位系统和垂直控制系统旋挖钻机采用全电脑控制系统，在操作室即可监控主桅杆、钻杆垂直度和进尺深度。钻孔时钻机可自行至桩位处，把钻机的钻头对准桩位，并调整钻机底盘水平。8）孔位对中通过主桅杆四边形调整系统、行走系统对中孔位中心，并锁定，在钻进时，钻机旋转到孔位时自动锁定，可保证孔位的准确性。在操作时必须严格控制并随时检查，这是确保孔位正确和不出现斜孔的主要措施。⑻在砂层中钻进砂的土工特性决定在砂层中的钻进必须引起足够的重视。根据试验结果调整护壁结构和钻进方式；对砂层较厚的孔，必须调整泥浆各项参数，调大比重、粘度、胶体率含量等。调整方式可采用钻斗携带膨润土至砂层位置提高砂层位置的护壁效果，防止塌孔。及时换用捞砂钻头，确保砂层全部提出孔外。⑼根据地质情况及时更换合适的钻头旋挖钻机机组一般配备筒式普通钻头、筒式捞砂钻头、长螺旋钻头、短螺旋钻头、开岩钻头、螺旋磨岩钻头等多种型号，在施工中应根据具体的地质情况更换合适的钻头。根据本桥桥址处地质情况，宜采用单锥单螺旋钻头或双锥双螺旋钻头。见图6.2-1。6、检孔钻孔灌注桩成孔后，要对桩孔进行检查验收，检测内容包括：钻孔的平面位置、孔深、倾斜度、全深的孔径等。成孔质量应符合下列标准：⑴孔径不应小于设计孔径；双锥双螺旋钻头单锥单螺旋钻头图6.2-1兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书8⑵孔深不小于设计规定；⑶倾斜度小于1%。孔深、孔底沉渣采用标准测锤检测，孔径、孔形采用自制检孔器检测。检孔器用Ф28和Ф16钢筋制成，检孔器外径等于钢筋笼外径+100㎜，检孔器长度是检孔器外径的4～6倍，检孔器顶面几何中心焊起吊圈。检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、井孔的中心、吊绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻标明孔径大于设计桩径；若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或弯孔现象，应采取措施予以消除。检孔器还可测孔位、桩孔倾斜度，将检孔器放入孔内，调整起吊滑轮，使吊绳保持竖直，此时吊绳位置即为桩孔中心位置，将起吊滑轮固定测出滑轮至井口距离，测出检孔器下放时各个位置的水平偏移，就可推算出个测点偏移桩中心距离及倾斜度。只要旋挖钻钻头直径符合设计要求，旋挖钻成孔方式决定了桩径不会小于设计桩径，旋挖钻上有许多检测装置，能随时检测桩的垂直度和深度，只要操作得当不会出现问题，加强过程控制比成孔检验更有效控制成孔质量。7、清孔钻孔至设计高程，经对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查确认合格后，应立即进行清孔。旋转钻机采用换浆法清孔。清孔应达到以下标准：⑴浇筑水下混凝土前，允许沉渣应满足设计要求，当设计无要求时，摩擦桩不大于20cm。严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。⑵孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17~20S。自检合格后，应以书面形式尽快通知旁站监理工程师验收。按照旁站监理工程师批准的方法进行检测，并准备验收记录，验收合格，请监理工程师在验收记录上签字。未经监理工程师验收批准的桩孔不得灌注混凝土。兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书98、钢筋笼骨架的制作安装钢筋笼使用的所有钢筋应具有出厂日期和质量证明书，检验合格后才能使用。制作前先将主筋调直，清除钢筋表面油污和杂物等。钢筋下料要准确控制下料长度。钢筋笼在钢筋加工场集中制作，每节长度不大于18m。对于长度大于18m的钢筋笼分节时，应考虑主筋接头按规范要求错开。两节钢筋笼对接的一端宜预留1~2m箍筋不绑扎，以便于主筋在孔口连接时施工方便。桩基钢筋笼加工时主筋接头采用闪光对焊，安装时搭接单面焊，每一截面上接头数量不超过50%，单面焊时，焊缝长度大于10d，双面焊时，焊缝要大于5d，要求焊缝饱满，焊缝深度和宽度满足规范要求。搭接焊时，注意接头两侧主筋中心必须位于同一直线上。所有加劲箍和主筋的连接点必须满焊。加强筋弯制成型后点焊待加强筋和主筋连接成一个整体后再施焊，加强筋点焊后必须用扳手消除弹性变形，焊工必须持证上岗。加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层用设计的“耳筋”来保证，按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个。钢筋“耳朵”用钢筋制作，见图6.2-2。图6.2-2“耳筋”绑扎示意图钢筋笼制作完成后，骨架安装采用大吨位汽车起重机吊装钢筋笼，采用自制平板车水平运输钢筋笼，为保证骨架不变形，须用两点吊：第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，4.5cm15cm9cm10cm9cm10cm兰新铁路第二双线（新疆段）二标三工区旋挖钻钻孔桩作业指导书10直到骨架同地面垂直。骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接。桩基钢筋笼焊接完成后，在最上一节骨架上焊接吊筋，吊筋的长度根据桩顶高程到孔口的位置确定。吊筋应牢固固定在孔口的吊杠上，防止钢筋笼上浮或下沉，更要严防掉笼。吊杠可用型钢或钢管制作，其刚度必须能够承受全部钢筋笼的重量，并能抵抗施工过程中偶然的冲击。9、导管安装水下混凝土的钢导管应内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密，导管直径为30cm。导管管节为2.5m，最下端设4m的长节，