旋挖钻钻孔灌注桩作业指导书

中铁一局集团有限公司宁波市轨道交通4号线土建工程TJ4001标项目经理部钻孔灌注桩施工作业钻孔灌注桩作业指导书1、编制目的明确钻孔灌注桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范钻孔灌注桩作业施工。本作业指导书适用于抗拔桩工程的钻孔灌注桩施工。2、施工要求1、钻孔灌注桩施工要具备工程地质资料和水文地质资料，水、水泥、砂、石、钢筋等原材料及制品的质量检验报告。2、钻孔灌注桩施工时，按项目部制定安全生产、保护环境等措施进行施工。3、钻孔灌注桩施工时，要有完善的施工记录。4、桩位测量一律采用坐标正算方法放样，然后用皮尺等复核，复测无误后，报监理工程师检验，合格并签字后方可进行下道工序的施工。5、桩深达到设计要求后，必须检查桩径、垂直度、泥浆比重等指标，做好记录，合格后进行清孔换浆。5、按设计图纸及及规范要求进行钢筋笼制作，并按设计要求设计垫块。6、混凝土灌注要及时进行，灌注混凝土前沉碴厚度必须满足设计要求。3、施工方法抗拔桩施工根据现场实际地质情况采用旋挖钻机钻孔，吊车配合钻机安装钢筋笼，混凝土为商品混凝土，搅拌输送车运输，灌注水下混凝土，施工程序为：施工准备→埋设护筒→钻孔→成孔→清孔→桩身钢筋笼安放→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除护筒→场地清理。其施工工艺流程图如下。场地平整、施工准备施工放样埋设护筒钻孔钻机就位开挖泥浆池拌制泥浆清孔移钻机安装钢筋笼下导管灌注砼钢筋笼存放、起吊砼拌制、运输沉渣厚度检查成孔质量检查否合格否合格制作钢筋笼砼配合比试验孔口处理、凿除桩头桩基质量检测、评定压试块试块制作、养护测量定位、复测场地平整、施工准备施工放样埋设护筒钻孔钻机就位开挖泥浆池拌制泥浆清孔移钻机安装钢筋笼下导管灌注砼钢筋笼存放、起吊砼拌制、运输沉渣厚度检查成孔质量检查否合格否合格制作钢筋笼砼配合比试验孔口处理、凿除桩头桩基质量检测、评定压试块试块制作、养护测量定位、复测否否合格合格二次清孔二次清孔复测沉渣厚度复测沉渣厚度合格合格1、施工准备（1）泥浆选用钻孔泥浆一般由水、粘土（膨润土）和添加剂按适当配合比配置而成，鉴于我工程均使用正循环回转法施工，其性能指标参照下表使用：泥浆性能指标选择钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度含砂率胶体率失水量泥皮厚静切力酸碱度（S）（%）（%）Ml/30minmm/30min（Pa）PH正循环一般地层1.05～1.2016～22≤4≥96≤25≤21.0～2.58～10反循环易塌地层1.20～1.4519～28≤4≥96≤15≤23.0～5.08～10（2）测量放线确定钻孔桩位：按照控制网及设计坐标，用全站仪精确放出桩位，同时布设稳固十字护桩，以便经常检查钻孔偏位情况，经复核无误后方可进行孔桩施工。（3）护筒设置A.成孔时孔口应埋设护筒，护筒一般可用4-8mm钢板制作，其内径应大于钻孔直径100mm，上部宜开设1-2个溢浆口。B.护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为20mm，竖直线倾斜不大于桩长的1%。C.护筒采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实。严格注意平面位置，竖向倾斜和两节护筒的连接质量均需符合规范要求，沉入时可采用压重、振动锤击并辅以筒内除土的方法。D.护筒高度宜高出地面0.3m。当钻孔内有水压时，应高于稳定后的承压水位2.0m以上。当处于潮水影响地区时，应高于施工水位1.5～2.0m，并应采用稳定护筒内水头的措施。E.护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度为2～4m，特殊情况应加以保证钻孔和灌注砼的顺利进行。护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。（3）旋挖钻机的设置及调整施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，实现钻杆平稳同步起立。在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂和对中。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。对中通过钻头底部中心钻齿的尖部与护桩交出的桩位中心确定，两点处于同一铅垂线上的偏差在验收标准允许偏差范围内即为对中完成，对中后采用钢板尺进行复测，做好钻机就位的偏差记录。（4）钻孔作业将钻头慢慢下落到地表高程时，通过电脑复位按钮将深度显示仪调整为零，以便钻进过程中跟踪钻孔深度。然后再将钻头放入护筒(护壁)内，正向旋转开始钻进。选用斗筒式钻头钻进时，当钻斗提出孔外移至机侧以后，继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻斗上的顶压板的顶压杆下压，通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完后，再将钻斗下落至地面，正旋关底盖复位。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。钻孔应连续进行，因故停钻时，应注意保持孔内泥浆比重，经常检查桩孔周围地表土的变化情况，防止孔壁坍塌。钻孔完成后，应尽快浇筑混凝土，防止空孔时间过长造成坍孔事故。（5）地质情况记录地质情况记录按相应地质的相关表记录；旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的标高位置和取样时间；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度。（6）清孔及成孔检测采用掏渣法进行清孔，成孔后利用旋挖钻机掏渣钻斗进行掏渣，保证桩底沉淀层厚度符合设计及验标要求（摩擦桩不大于20cm），在水下砼浇筑前，应复查桩底沉渣厚度，不满足要求时进行二次清孔，二次清孔采用高压风或高压泥浆喷射法，即在混凝土灌注前，对孔底进行高压射风或射泥浆数分钟，使沉淀物漂浮满足沉渣厚度要求后，立即灌注水下混凝土。射水或射风压力应比孔底压力大0.05Mpa。也可采用空气吸泥机清孔。空气吸泥机清孔：以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管。高压风管可设在导管内，也可设在导管外，如下图。用空气吸泥机清孔注意事项：A.高压风管沉入导管内的入水深度应大于钻孔内水头到出浆口高度的1.5倍，一般不宜小于15m，但不必沉至导管底部附近。钢筋骨架须在导管吊入之前先放入。B.开始工作时应先向孔内供水，然后送风清孔。停止清孔时应先关气后断水，以防水头降低造成坍孔。C.送风量大小：若导管直径为25cm，则送风量需20m3/min。可采用2台9m3/min的空压机并联通过储气罐达到需求的风量再送入风管。风压（MP）可按公式H/100+0.05计算，H为风管口入水深度（m）。一般孔深70m以内0.5MP～0.7MP的风压可满足要求。D.当孔底沉淀较厚且坚实时，可适当加大送风量（因送风量大，则浆渣上升的速度也大，沉渣易被吸上），并摇动导管，改变导管在孔底的位置。仍不能清除干净时，须用喷射法配合。E.清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度。如孔较深，则中途宜停顿片刻，待孔内上部悬浮钻渣均匀沉淀后，再送风一次。当风管口设置很低，在清孔过程中不能保持孔口水头时，不可马上停止送风，应先将导管或风管提升一定高度才停止送风，以免稠浆渣将风管口堵塞。F.若遇大石块卡在风管内，或浓泥浆堵塞出风口时，应将石块或泥浆清除后再继续清孔，切不可任意加大风压引起胶管爆裂伤人。以导管作为吸泥泵的吸浆管清孔，见下图。此法系以灌注混凝土的导管代替泵吸式反循环回转的空心钻杆作为吸泥管。它的好处是清孔完毕，将特制弯管拆除即可开始灌注水下混凝土，争取时间。不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。不得用加深孔底深度的方法代替清孔。清孔应达到以下标准：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。清孔完毕后即进行成孔检测，采用JJC-1D型沉渣检测仪检测系统对桩孔进行检验。检测项目有成孔质量、倾斜度、沉渣厚度。但由于该检测系统有系统测量误差的存在，为确保检测数据能够反映实际情况，在成孔检测中采用与普通的探孔器配合使用。孔径检测也可采用探孔器。探孔器采用钢筋焊接成高约6m直径比设计孔径稍小。检孔时用汽车吊吊起，放入待检孔内，然后放松吊绳使检空器靠自重下落，在孔内能下落到孔底，则孔径符合设计要求。如在某个位置卡住十，测量下放钢丝绳长度，可计算出深度，用钻机扫孔时重点反复扫该位置。探孔器见图。JJC-1D型沉渣检测仪检测系统使用原则如下：1）新施工、地质情况不明确地段。2）地质状况变化较大，地质条件复杂、较差的地段。3）检测仪与检孔器配合使用，相互复核、相互矫正。钻孔桩钻孔允许偏差序号项目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深摩擦桩不小于设计孔深柱桩不小于设计孔深，并进入设计土层3孔位中心偏心群桩≤1004倾斜度≤1%孔深5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩≤200柱桩≤50（7）钢筋笼制作及安装钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作，在运至现场后用吊车吊入孔内，并在孔口进行接长焊接。现场焊接采用单面搭接焊或单面帮条焊，焊缝长度应大于10d，焊缝高度h≥0.3d，焊缝宽度b≥0.7d，每节钢筋笼接头钢筋应错开，在接头长度段内受力钢筋焊接接头面积小于总面积的50%。在焊接时应特别注意，电流不应太大，严禁出现因接触不良而烧伤主筋。钢筋骨架用汽车吊车起吊，第一节放入孔内，在钢筋笼内穿入型钢，将钢筋笼临时悬挂在护筒上方，支承点在护筒口外侧的支墩上。再起吊另一节，对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高，必须保证两节钢筋笼中心线重合，可采用两个垂直方向观测上节钢筋笼的垂直方向。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，应查明原因，不得强行下放。下放至末段钢筋笼时要对钢筋笼定位，在末段钢筋笼最上端设四根定位筋，根据钻孔桩设计高程与地面高程计算确定固定钢筋的长度，将固定钢筋焊接在井口支撑型钢上，型钢两端支撑在钢护筒外的枕木支墩上，以保证钢筋笼的标高满足设计要求。平面位置固定时，在顶部箍筋上拉设“十”字交叉线绳交出钢筋笼的中心，将钢筋笼下放至设计标高后(可预先抽出部分泥浆，以保证顶部箍筋外露)，根据桩孔中心的护桩拉设“十”字交叉线绳交出桩位中心，悬吊垂球调整钢筋笼的位置和桩位中心重合，并将定位吊筋点悬挂于横担在孔口的两根工字钢上并与工字钢进行焊接，防止灌注混凝土的过程中定位吊筋碰撞变位。钢筋笼在运输和安装时，为保证骨架起吊时不变形，设骨架内部加设支撑，加强其刚度，必要时加设钢脚手杆件再进行加强，并在笼中加劲箍筋处加设“△”形钢筋撑，支撑钢筋在钢筋笼安放在孔内过程中拆除，以便重复使用。起吊点应设在加强箍筋上且位于钢筋笼顶部的三分之一处，起吊过程应缓慢进行。为加强其刚度，用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直。如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎木杆的绑扎点及钢筋支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对