冲击钻灌注桩作业指导.docx
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冲击钻灌注桩作业指导
冲击钻灌注桩作业指导书
1.适用范围
2.作业准备
2.1技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，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。
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。
钻孔灌注桩开工前应根据有关规范要求编报施工方案及开工报告。
待开工报告得到监理工程师同意开工后才允许开工。
2.2外业准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足管理、技术人员进场生活、办公需要。
根据施工使用要求修建施工道路、泥浆坑、混凝土搅拌站和水电供应系统等，并及时组织好设备、人员及材料进场。
根据施工需要，对设计提供的测量控制网按照设计文件要求进行复测，编制测量施工方案，进行必要的加密或重新布设控制网点，补充施工需要的水准点、桥梁轴线及墩台控制桩。
3.技术要求
3.1混凝土的拌和全部在拌和站集中厂拌。
3.2施工前按设计提供的混凝土强度进行室内试验，确定施工配合比。
3.3钻孔桩桩位偏差、桩身倾斜度、桩径及桩长符合设计要求。
3.4混凝土灌注过程中计算好导管埋深，避免拔错导管造成断桩，混凝土应当满足各项设计以及规范要求。
3.5对钻孔桩桩身混凝土进行无损伤检测，桩身混凝土应均匀、完整，无离析、夹泥、短桩及断桩等质量事故。
3.6嵌入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度应符合设计要求。
4.施工程序及工艺流程
4.1施工程序
施工程序为：
平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻孔→第一次清孔→钢筋骨架的制作和吊放→导管安装→第二次清孔→灌注水下混凝土。
4.2工艺流程
5.施工要求
5.1施工准备
钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。
钻孔场地在浅水中时，采用筑岛法。
岛顶面通常高出施工水位1.0～2.0m。
当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。
工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
5.2施工工艺
5.2.1测量放线
场地平整后放线定桩位，定位后要在每个桩位中心点打入一条φ16×800mm的钢筋做桩位标记,并用混凝土固定好。
桩位放线后会同有关人员对桥梁轴线桩位进行复核，并办好复核记录签证。
桩位经复核无误后方可进行施工。
5.2.2埋设钢护筒
（1）浅滩及陆地护筒埋设
护筒采用12㎜厚钢板制作，并在顶部焊加强筋和吊耳,内径比桩径大40cm。
陆地钢护筒的顶标高应高出地下水位1.5m，并高出地面0.5m。
护筒埋置深度黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。
对砂土应将护筒周围1.5～1.0m范围内的砂土挖除，夯填粘土至护筒底口0.5m以下。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1％。
钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。
（2）水中护筒施工
水中墩护筒施工流程：
在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，测量放线定桩位→对接钢护筒→整体起吊钢护筒入水→调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定→安装震动打桩锤振动下沉→安装钻机开始水上钻孔桩施工。
在钢护筒振动下沉过程中要精确定位、跟踪监测、调整，满足规范要求，保证钻孔桩施工顺利进行。
护筒内径宜比桩直径大0.2～0.4m。
钢护筒在加工厂分节制造，在平台对接后整体下沉，下沉中随时用木楔在导向架与护筒之间调整偏差，护筒底口要求到达卵石层顶面。
护筒顶口宜高出施工水位或地下水位2.0m。
5.2.3泥浆制备
在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁，泥浆比重应控制在1.1～1.3。
在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，应制备泥浆（在孔中投入优质黏土造浆），泥浆比重应控制在1.2～1.3。
在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，应制备泥浆（在孔中投入优质黏土造浆），泥浆比重应加大至1.3～1.5。
泥浆性能指标：
粘度：
一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s；含砂率：
新制泥浆不大于4%；PH值：
大于6.5。
泥浆池沉淀池的池面标高应比护筒低0.5～1m，以利泥浆回流畅顺。
泥浆池和沉淀池的位置要合理布局，不得妨碍吊机和钻机行走。
泥浆池的容量为每孔的排渣量，沉淀池的容量应为每孔排渣量的1.5～2倍。
沉淀池及泥浆池的沉积物应经常清除，多余的泥浆要及时排出基坑。
5.2.4钻机就位
钻机就位前,对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。
安装时钻机底座应平稳，保证在钻孔过程中不发生位移或沉陷。
钻头与桩中心的偏差不大于5cm。
5.2.5成孔
（1）开孔时应低锤密击。
如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，可加粘土块夹小片石，反复冲击造孔壁，保证护筒的稳定。
在各种不同的土层和岩层中钻进时，可按下表进行。
适用土层
施工要点
效果
在护筒刃脚下2m以内
小冲程1m左右，泥浆比重1.1～1.3，软弱层投入粘土块夹小片石
造成坚实孔壁
粘土或粉质粘土层
中小冲程1～2m，泥浆比重1.1～1.3，泵入清水或稀泥浆。
提高钻进效率
粉砂或中粗砂层
中冲程1～3m，泥浆比重1.2～1.3，投入粘土块，勤冲勤掏渣。
反复冲击，造成坚实孔壁，防止坍孔。
砂卵石层
中、高冲程2～3m，泥浆比重1.3～1.5，投入粘土块，勤掏渣。
提高钻进效率
基岩
高冲程3～4m，泥浆比重1.2左右，勤掏渣。
加大冲击能量，提高钻进效率。
软弱土层或塌孔回填重钻
小冲程反复冲击，加粘土块夹小块石，泥浆比重1.3～1.5。
造成坚实孔壁
（2）钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止进钻，经采取下列有效措施后，方可继续施工。
产生斜孔、弯孔和缩孔时，应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开始处以上0.5～1m，重新钻进；
钻进中如遇塌孔，应立即停钻，回填夹片石的粘土块，加大泥浆比重，反复冲击造壁及钻进；
沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时，应立刻停钻并防止钻机倾倒，及时在护筒外围回填粘土（用稻草拌和）；并加以夯实，必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。
（3）若遇卡钻、掉钻，应按下列方法处理：
卡钻时应交替紧绳、松绳，将钻头缓缓吊起，不得硬提猛拉，必要时可使用打捞钩、千斤顶等铺助工具助提；
掉钻时应立即打捞，用打捞钩钩住钻头预设的打捞环，把钻头提上来。
（4）桩孔排碴可采用泥浆循环或抽碴筒排碴等方法。
如采用抽碴筒排碴，在钻进4～5m深后，每钻进0.5～1m应抽碴一次，并及时补给泥浆。
（5）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，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。
入岩后，每钻进200mm要取一次岩样，并妥善保存，以便终孔验证。
（6）钻孔过程中如遇特殊情况需停钻时，应提出钻头，并增加泥浆比重和粘度，保持孔壁稳定。
（7）群桩同时钻孔时，相邻钻孔不允许同时开钻，当已浇筑混凝土桩的强度未达到5MP时，也不得在相邻孔进行钻孔施工。
5.2.5检孔
钻孔完成后，用检孔器进行检孔。
孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再进行清孔工作，否则重新进行扫孔。
5.2.6清孔
钻孔达到设计深度后，采用灌注桩孔径检测器进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。
清孔采用泥浆循环或抽碴筒抽碴清孔，应达到规范要求，即：
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%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：
摩擦桩不大于20cm，柱桩不大于5cm。
严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。
浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，沉渣厚度不符合要求时应进行二次清孔，必要时用高压风冲射孔底沉淀物，清孔完成后立即浇筑水下混凝土。
5.2.7钢筋笼制作、安装
（1）钢筋笼制作
钢筋笼在现场制作。
主筋在制作前必须整直，没有局部的弯折。
钢筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，接头错开间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。
钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固，应保证焊缝长度和饱满度。
桩身钢筋笼分段制作完后，吊运至现场边下放边连接。
分段制作时采用搭接焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头的长度单面焊不能小于10d，双面焊不应小于5d（d为钢筋直径）。
焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。
钢筋笼制作允许误差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±10mm
尺量检查
不少于5处
3
主钢筋间距
±10mm
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
吊线尺量检查
（2）钢筋笼的安装
钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。
起吊时，吊点应拴牢并布置于直径方向，起吊过程中必须防止钢筋笼变形，使钢筋笼吊起后呈自然铅直状态。
钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。
吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。
若遇阻碍，随起随落和正反循环使之下放。
不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。
下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否坍孔。
钢筋笼骨架外侧应焊置控制混凝土保护层厚度的混凝土垫块，其间距竖向为2m，横向圆周均匀布置4处。
钢筋笼下放至标高后，要检查钢筋笼是否中心偏位，使之满足规范要求，并用4根φ16钢筋将其与钢护筒焊接，或与灌注平台连成一体，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。
5.2.8安装导管
（1）灌注水下混凝土采用钢导管灌注，导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw
式中：
p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；
rc为混凝土拌和物的重度（24kN/m3）；
hc为导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；
rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；
Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。
（2）导管采用φ25-30钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m的短管。
钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。
按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。
导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。
导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的空间。
5.2.9二次清孔
浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：
柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。
如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。
5.2.10灌注水下混凝土
（1）计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。
足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。
首批混凝土数量计算如下：
V＝h1×πd2/4+Hc×πD2/4；
h1≡Hw×Yw/Yc
D：
钻孔桩直径；
d：
导管直径；
Hc：
首批需要混凝土面至孔底高度=导管埋深（1m）+导管底至孔底高度；
Hw：
混凝土面到水面高度；
Yw：
导管外水或泥浆容重；
Yc：
混凝土容重取2.4t/m3
灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离为25～40cm，混凝土灌注时间应小于初凝时间，当混凝土面抵达钢筋笼位置时，应注意钢筋笼是否“上浮”。
（2）打开漏斗阀门，放下封底混凝土，首批混凝土灌入孔底后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。
如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。
（3）桩基混凝土灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。
在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在2～4m。
同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。
要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。
要注意安全。
已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。
循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。
在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：
①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。
②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。
在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。
为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。
在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。
如换工作时，每工作班都应制取试件。
试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。
强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。
有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。
5.2.11泥浆清理
钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式：
采用架子队组织模式。
6.2施工人员应结合已经确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
负责人
1人
技术主管
1人
专兼职安全员
1人
工班长
3人
技术、质检、测量及试验人员
6人
机械工、钢筋工、普工
13人
其中负责人、技术主管、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。
7.材料要求
水泥：
采用42.5普通硅酸盐水泥。
细骨料：
级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的天然河砂。
细度模数为2.6～3.0的中砂。
粗骨料：
级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石。
其压碎值小于10%，吸水率小于2%。
采用5～25mm连续级配。
水：
应用自来水或不含有害物质的洁净水。
外加剂：
外加剂的量应当由试验确定。
钢筋：
钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。
8.设备机具配置
机械种类
机械数量
钻机
1台
吊车
1台
洒水车
1台
挖掘机
1台
泥浆罐车
1台
9.质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1护筒埋设：
护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂直度要保证。
为防止跑浆，护筒周围土要夯实，最好粘土封口。
在上层土质较差时，将护筒加长至4～6m，提高护壁效果。
在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。
9.1.2对导管的要求：
导管在使用前必须作密封性检查，接头严密，不漏水、不漏浆。
导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好，确保首批浇筑混凝土的埋管深度。
9.1.3浇筑混凝土的要求：
混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。
由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的塌落度。
由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，则实际桩顶标高应比设计标高高0.5m～1.0m，最后机械破桩头处理。
9.1.4控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。
9.2检验标准
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
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤200
柱桩
≤50
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1特殊工种人员应持证上岗。
10.1.2钻机、钻具、起吊设备、卡具等均应符合施工要求，并有专人进行检查维修。
10.1.3泥浆池周围设置安全防护栏杆，并作醒目警示。
10.1.4钢筋笼、钻具、导管的起吊或中途打梢应配备专用工具、卡具，不得随意使用其它物件凑合。
10.1.5凡不在施工的孔口，均张挂安全网或加盖脚手板，防止人员或物件掉入孔内。
10.1.6进入施工现场人员必须戴好安全帽，穿好防滑鞋，不准穿高跟皮鞋、拖鞋进入施工现场。
10.1.7夜间施工应有足够的照明设施，所有电器设备应符合施工现场安全用电规定。
10.1.8施工用电要由专业电工接、拆，一机一闸。
10.1.9所有施工人员必须严格按照有关安全规章、规程、规定进行施工。
10.2环保要求
10.2.1严格遵守环境保护政策，为使环境得到保护，随时准备按受政府有关环保机构工作人员的检查。
10.2.2施工前对施工人员除进行技术交底外，还要对施工人员进行环境保护及文明施工要求交底。
10.2.3施工场地应经常保持工地清洁，控制扬尘，杜绝漏洒材料。
10.2.4钻孔桩钻碴采用罐车外运。
10.2.5外运土均要按要求做防护，不得沿途漏、洒，造成路面污染。
10.2.6施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至指定地点弃置。
10.2.7对施工及生活中产生的污水或废水，集中处理，排放到污水排放系统。
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