作业指导书钻孔桩基.docx
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作业指导书钻孔桩基
盘县西铺河综合治理工程（一期钻孔灌注桩作业指导书
编制人:
复核人:
审核人:
北京东方园林生态股份有限公司盘县项目部
2015年9月
目录
1、钻孔施工（1
1.1钻孔准备工作及平台搭设（1
1.2钢护筒打设（1
1.3泥浆（2
1.4钻孔（3
1.5掏渣清孔（4
1.6钻孔事故的预防及处理（5
1.7桩基成孔检测（7
2、钢筋笼制作及安装（7
2.1钢筋笼的制作（7
2.2钢筋笼的存放和运输（8
2.3钢筋笼的安装（8
3、浇注水下混凝土（9
3.1施工准备（9
3.2水下浇注混凝土配比及其骨料要求（9
3.3混凝土浇注（9
3.4浇筑事故的预防及处理（10
4、桩基低应变动测法检测（12
钻孔灌注桩施工作业指导书
西铺河综合治理工程石油管线保护堤防段,设计有部分桩基,混凝土灌注桩直径有0.7m和0.5m两种规格。
桩基总数114根。
由于本区段内地层中含有大量卵石,故采用冲击钻法钻孔成桩。
1、钻孔施工
1.1钻孔准备工作及平台搭设
1.1.1陆地施工
钻孔场地在陆地时,应清除杂物、除换软土、平整压实,若场地位于陡坡,可用枕木、型钢等搭设平台。
1.1.2水中施工
在水中,宜用筑岛围堰法施工,筑岛面积由钻孔方法及设备大小决定,如冲击钻法需设置泥浆循环净化系统。
筑岛高度需高出水位0.5~1.0m,且应考虑到施工期间可能出现的高水位,并应考虑洪水季节的影响。
1.2钢护筒打设
钻进成孔施工应设置钢护筒,以固定桩位,引导钻头方向,隔离地面水免其流入井孔,保证孔口不坍塌;保证孔内泥浆高出地下水位活施工水位一定高度,保护孔壁免于坍塌。
1.2.1钢护筒的加工、运输
钢护筒应保证坚固,不漏水,使用冲击钻法时其孔径比钻头大约40cm。
为防止钢护筒在运输过程出现失圆,故应在钢护筒的上、下口,中间位置焊接十字（或米字支撑,防止钢护筒变形,护筒打入时支撑拆除。
1.2.2钢护筒的吊装
钢护筒吊装施工时,为保证钢护筒起吊时不变形,采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力,起吊时顶端吊点采用两点吊装,根部吊点采用1点吊装。
先起吊顶部吊点,后起吊根部吊点,使平卧变为斜吊,根部离开地面时,顶端吊点迅速起吊到90º后,拆除根部吊点垂直吊其入孔。
1.2.3钢护筒的下沉
1.2.3.1钢护筒下沉时的垂直度控制
钢护筒的中心应与桩中心重合,除设计另有规定外,钢护筒下沉到位时的平面允许
偏差不大于5cm,垂直度不大于1%。
1.2.3.2护筒的高度
应同时满足下列全部条件:
①护筒顶面应高出施工水位或地下水位2m;
②应高出孔内泥浆30cm,防止泥浆溅出;
③在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。
1.2.3.3护筒的埋设深度
根据施工现场条件选择下列一种:
①旱地和岸滩上,黏性土应不小于1m,砂类土应不小于2m。
当表层土松软时,宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5米。
岸滩上埋设护筒,应在护筒四周回填粘土并夯实。
可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。
②水中筑岛上（浅水,护筒宜埋入河床面以下1m。
③水中筑岛上（深水及河床软土、淤泥较厚处,可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深,必要时打入不透水层（粘土层等,若河床内无粘性土时,应沉入到大砾石、软石层内0.5~1m。
此外,在水中平台上下沉护筒,应有导向设备控制护筒位置。
特别要注意,护筒底部不可打在两个土层分界处。
护筒底脚应低于孔内泥浆水位0.5m以上。
1.3泥浆
1.3.1泥浆性能指标
冲击钻孔桩中泥浆的作用是护壁和浮悬钻渣,一般由水、粘土和添加剂组成,但在砂类土、碎（卵石土或黏土夹层中钻孔,应将黏土泥浆替换成膨胀土泥浆。
钻孔时需加入黄泥
泥浆性能指标应符合下列规定:
入孔泥浆比重:
比重为1.1~1.3。
孔底泥浆比重:
砂粘土不不宜大于1.3,大漂石、卵石层不宜大于1.4,岩石不宜大于1.2。
粘度:
一般地层16~22s,松散易塌地层19~28s。
含砂率:
新制泥浆不大于4%。
胶体率:
不小于95%。
PH值:
应大于6.5。
1.3.2泥浆高度
同时满足以下条件:
①应高于地下水位或河道水位1.5~2.0m
②低于护筒顶端0.3m,高于护筒底端0.5m
钻孔过程中随时注意补充孔内泥浆。
1.4钻孔
钻孔的工艺流程如图1.4-1
图1.4-1钻孔的工艺流程图
1.4.1钻机的准备
安装钻机前,底架应垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。
钻机顶端用缆风绳对称拉紧,钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。
1.4.2钻头的选择
冲击钻孔在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头;在砂粘土、砂和和砾石层中宜采用管型钻头。
1.4.3
相邻两个孔不得同时开钻;应待邻孔混凝土强度达到2.5MPa后方可开钻。
1.4.4
开始钻孔时应采用小冲程开孔,待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。
1.5掏渣清孔
1.5.1掏渣
破碎的钻渣,部分和泥浆一起被挤入孔壁,还有部分靠泥浆悬浮,剩余的部分需靠掏渣筒清楚出孔外,故在冲击相当时间后,应将冲击锥提出,换上掏渣筒,下入孔内掏取钻渣,倒入钻孔外的倒渣沟中。
一般在密实坚硬土层中每小时纯钻进小于5~10cm、松软地层中每小时纯钻进小于15~30cm时,应进行掏渣。
或每进尺0.5~1.0m时掏渣一次,每次掏4~5筒,或根据实际情况掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密度回复正常为止。
1.5.2清孔
钻孔至设计高程,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,应立即进行清孔。
清孔应达到以下标准:
①孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,
②泥浆比重不大于1.1
③含沙率小于2%
④粘度17~20s
⑤沉渣厚度需满足:
柱桩不大于5cm,摩擦桩不大于20cm。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
清孔时应及时向孔内加注新鲜泥浆或清水,保持孔内水位,以防塌孔。
在钢筋笼下放好,准备浇注混凝土前,应再次检查,若以上要求不满足,应进行二
次清孔。
1.6钻孔事故的预防及处理
1.6.1坍塌
1.6.1.1坍塌的预防
坍塌的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。
预防措施主要有:
①在松散粉砂或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。
冲击钻成孔时投入粘土,掺片、卵石,低冲程锤击,使黏土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。
②清孔时应制定专人补浆,保证孔内泥浆高度。
供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,可避免冲刷孔壁。
③浇注混凝土土前,用射水或射风机射钻孔孔底时,不宜使用过大的压力,比孔底压力大0.05MPa即可。
1.6.1.2坍塌的处理:
钻孔中发生塌孔后,应查明原因和位置,进行分析处理。
坍塌不严重时,可采用加大泥浆比重、加高水头、埋设深护筒等措施继续钻进;坍塌严重时,回填重新钻孔。
1.6.2扩孔和缩孔
1.6.
2.1扩孔和缩孔的预防
①扩孔:
在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摇摆过大,易出现扩孔,扩孔的发生原因和塌孔相同,其预防措施也相同。
②缩孔:
缩孔一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。
为防止发生缩孔,应及时修补磨损的钻头,遇到软塑土时使用失水率小的优质泥浆护壁并快转慢进,复钻2~3次。
1.6.
2.2扩孔和缩孔的处理
①扩孔:
若只是孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量增加。
若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按塌孔事故处理。
②缩孔:
使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至发生缩孔部位达到设计孔径为止。
1.6.3斜孔
1.6.3.1斜孔的预防
在不同地质岩层交界处,或遇到漂石和探头石的时候,容易发生钻孔倾斜,这类事故难于预防,只能是早发现、早处理。
1.6.3.2斜孔的处理
在斜孔处回填沙砾土和黄土待沉积密实后再继续钻进。
1.6.4梅花孔（或十字孔
1.6.4.1梅花孔的预防
梅花孔的形成主要是转向装置未转动或转动不充分造成的,为防止梅花孔的发生,应做好以下措施
①经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置。
②选用适当粘度和相对密度的泥浆,防止冲击转动阻力过大。
③用低冲程时,每冲击一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击休整孔形。
1.6.4.2梅花孔的处理
出现梅花孔后,可用片、卵石回填钻孔,重新冲击。
1.6.5卡钻
1.6.5.1卡钻的预防
①发生梅花孔或缩孔时,应及时处理,最好是防止梅花孔和缩孔的发生;
②在粘土层中冲程不应太高,泥浆也不能太稠。
1.6.5.2卡钻和掉钻的处理
发生卡钻时,不宜强提。
应查明原因,根据具体情况具体处理。
①当为梅花钻时,若钻头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。
②当为斜孔和缩孔时,使钻头由下向上顶,轻打卡点的石头,或反复上下左右摆动试探,可能将钻头提出
③用其他工具,如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁。
④用压缩空气管或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一段时间,使卡锥松动后强行提出。
⑤用以上方法提升卡钻无效时,可试用水下爆破提锥法。
将防水炸药（少于1kg放入孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机拉出。
1.6.6埋钻
预防
减少冲程适当控制进尺
处理
停止钻孔,清除钻锥上方的泥土,再提上钻锥
1.6.7掉钻
预防
①遇到卡钻、埋钻时不要强提
②经常检查钻具、钢丝绳和连接装置
处理
用打捞叉、打捞钩等工具打捞,
1.7桩基成孔检测
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
在钻孔的钻进过程中,可采用笼式测孔器直接丈量;在终孔后则应使用尽可能先进的测孔仪器;在灌注混凝土前主要检查沉渣层厚度。
表1.7-1钻孔桩钻孔允许偏差
2、钢筋笼制作及安装
2.1钢筋笼的制作
钢筋笼制作采用长线法整体加工或采用分节段加劲筋成型法制作。
制作时,按照设计尺寸采用做好定位圈钢筋,标出主筋位置,然后将主筋依次点焊在加劲筋上,要确保主筋与加劲筋相互垂直,不变形并在定位圈钢筋上焊接十字钢筋支撑。
同时安装吊装衬套、吊具。
钢筋笼制作过程中须严格控制钢筋笼接头安装质量,且钢筋接头必须错开布置。
桩钢筋连接采用搭接焊,单面焊缝长度≥10d,双面焊缝长度≥5d。
钢筋笼制作时的验收标准及允许偏差表2.1-1所示。
表2.1-1钻孔灌注桩钢筋骨架允许偏差
2.2钢筋笼的存放和运输
制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。
存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免粘上泥土。
钢筋笼的运输总的要求是:
无论采用什么方法运输,都不得使骨架变形。
钢筋笼装车时要保证每个加劲筋处设支承点,各支承点高度相等,以保证其结构形状。
2.3钢筋笼的安装
2.3.1安放过程
钢筋笼运输到位后,即可开始钢筋笼的吊装施工。
为保证钢筋笼起吊时不变形,每节钢筋笼采用采用多点起吊。
采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力,起吊时顶端吊点采用钢筋笼专用吊具进行吊装,根部吊点采用二根吊绳进行吊装,吊点处设置弦形木吊垫与钢筋捆连。
先起吊顶部吊点,后起吊根部吊点,使平卧变为斜吊,根部离开地面时,顶端吊点迅速起吊到90。
后,拆除根部吊点及木垫垂直吊其入孔安装。
钢筋笼下放时需严格检查钢筋笼保护层,确保其满足设计要求。
在钢筋笼的接长、安放过程中,始终保持骨架垂直;钢筋笼接长时每节接长应保证垂直度满足要求,接头牢固可靠。
钢筋笼起吊后,按照长线法拼接的标记对位,使各钢筋的对准率达到95%以上,对于少数由于起吊钢筋笼变形引起的错位,可以用小型（1~3吨手动葫芦牵引就位。
对于极少数错位严重的,无法进行丝扣对接,则可采用双面邦条焊的焊接方法解决,双面邦条焊要求焊缝平整密实,焊缝长度符合规范规定,确保焊接强度质量与主筋等强度。
钢筋笼安装过程中应防止碰撞孔壁,当下放困难时,应查明原因,不得强行下放。
钢筋笼安装到位后应采取适当措施将其固定,防止混凝土浇注过程中钢筋笼上浮。
2.3.2注意事项
在安装过程中应注意以下问题:
①钢筋笼入孔前，应认真检查钢筋笼临时加劲角钢和十字撑是否拆除完毕，并注意不得将任何诸如角钢，短钢筋等铁件掉入孔内，以免钢筋笼受阻无法安放至设计标高。
一旦不慎掉入，应打捞出后再下钢筋笼。
②吊装时钢筋笼变形可能较大，使个别主筋脱落、错位，故钢筋笼下放时必须进行多次检查补焊，尽量减少在钢筋笼对接时发生主筋位置错位。
③当灌注完的混凝土开始初凝时，即要割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩，避免钢筋混凝土的粘结力受损失。
3、浇注水下混凝土灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要程序，应特别注意。
3.1施工准备①混凝土泵送设备和混凝土运输、浇注设备等全部准备就绪。
导管使用前应进行试拼和试压，导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深度的0.5%并不大于10cm，试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。
导管应位于钻孔中央，在浇注混凝土前，应进行升降试验。
导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并应有一定的安全储备。
特别注意，下导管前需严格检查导管的的密封性，是否足够坚固，尤其是连接处。
导管直径采用20~30cm，导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节4m，漏斗下面宜用1m长导管。
②灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。
如果厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射3~5分钟，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批混凝土。
3.2水下浇注混凝土配比及其骨料要求粗细骨料：
混凝土采用的粗、细骨料应采用级配良好的卵（碎）石、中粗砂。
粗骨料最大粒径不应大于钢筋最小间距的3/4，不超过钢筋混凝土保护层厚度的2/3（严重腐蚀环境下不宜超过1/2），等级C50及以上混凝土时，不应大于25mm。
坍落度、配合比、水泥强度、水泥用量等均应符合相关规定。
3.3混凝土浇注①剪球、拔栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底，首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m，并不宜大于3m。
②在浇注混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1~3m范围。
当粘土浇注面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，计~9~
算出还需要的混凝土数量，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。
为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，挖除多余的一段桩头，但应保留10~20cm，以待随后修凿，接浇墩柱或承台。
③水下混凝土应连续浇注，中途不得停顿，以防止出现段桩和夹泥桩。
当有必要中途拆除导管时，应尽量缩短拆除的时间，不宜超过15min，每根桩的浇筑时间应控制在8小时。
混凝土浇注完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。
④在浇筑水下混凝土前，应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的“工程检查证”，在浇筑水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。
3.4浇筑事故的预防及处理3.4.1导管进水3.4.1.1预防①保证首批混凝土的量、管口距孔底的距离符合规定。
②提升导管是不要过猛，测探时混凝土面高度时要准确。
③保证导管接头严实，保证焊缝质量3.4.1.2处理若是第一种预防措施做得不好，导致发生导管进水事故，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机等清出，不得以时将需要将钢筋笼提出采取复钻清除。
然后重新灌注。
若是第二、三种预防措施没做好导致事故发生，应视情况拔换原管重新下管，或用原导管插入续灌，灌注前均应将进入导管的水和沉淀土用吸泥机抽出。
为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土宜大于2m。
3.4.2卡管3.4.2.1预防①保证混凝土的制造、运输符合要求，使灌注时混凝土的各项性能指标正常，防止因混凝土本身原因造成卡管事故。
②灌注前检修灌注机械，不要让混凝土在管内停留时间过长，灌注持续时间也不宜过长，以防止初灌注的混凝土初凝，增大导管内混凝土的下落阻力。
3.4.2.1处理①若是由于混凝土本身原因引起，可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器使隔水栓下落。
若仍不能下落则须将导管连同其内的混凝土~10~
提出钻孔，，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入孔内），然后重新吊装导管，重新灌注。
②若是由于第二种预防措施未做好而导致事故的发生，首批混凝土已初凝，应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，再将钢筋骨架拔出，然后以粘土掺砂砾填塞桩孔，待沉实后重新钻孔成桩。
3.4.3塌孔3.4.3.1预防措施同前3.4.3.2处理加大水头、移开重物、排除振动，防止继续坍塌，然后用吸泥机吸出塌入孔中的泥土，若不继续坍塌，可恢复正常灌注。
若坍塌仍部停止，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。
3.4.4埋管3.4.4.1预防严格控制埋管深度，不宜大于3m，在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时均应适当振捣。
3.4.4.2处理用链滑车试拔，若仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣，派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断，拔出小护筒，重新下导管灌注。
灌注完成后，上下断层间，应压浆补强。
3.4.5钢筋笼上升3.4.5.1预防为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。
3.4.5.2处理钢筋笼上升应以预防为主，如将钢筋笼焊接于护筒上等，一旦发现有轻微上升，马上加固。
3.4.6灌短桩头3.4.6.1预防~11~
①灌注过程中需特别注意是否发生塌孔，如有塌孔，需照前面所述处理后再继续灌注。
②测深锤不得低于规范规定的重力及形状，防止测锤太轻沉不到混凝土表面。
3.4.6.2处理接长护筒，或在原护筒里面或外面架设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。
3.4.7桩身夹泥断桩大多是由以上各种事故引起的次生结果，也可能是由于灌注时间过长引起。
一旦发现夹泥断桩，应压浆补强。
3.4.8桩身补强灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，需要做补强的处理。
以上事故一旦发生，处理起来都比较困难，损失也较大，因此应以预防为主，加强现场观测，一旦发现事故苗头，马上处里，若事故发现过晚，往往采取以上措施也无效果，最后只能将已浇混凝土挖除，钢筋笼提出，然后重新灌注。
4、桩基低应变动测法检测①所有钻孔钻桩身混凝土质量均应进行低应变动测法检测②地质条件较差、桩长超过50m的桩应按设计要求进行超声波检测。
③每根桩作混凝土检查试件不少于一组④对质量有问题的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检查⑤对大桥和特大桥或结构需要控制的桩柱的桩底沉渣厚度，按柱桩总数3%~5%钻孔取样检验。
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