旋挖钻孔灌注桩施工作业指导书.docx

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旋挖钻孔灌注桩施工作业指导书

旋挖钻孔灌注桩施工作业指导书

1、目的

明确桥梁桩基旋挖钻灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。

2、编制依据

2.1、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80／1—2004）2.2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;

2.3、《施工图设计文件》

3、适用范围

本桥所有桩基都在水位以上，地质为黄土、古土壤、粉质粘土，土质较稳定，采用旋挖钻机干钻成孔；所有墩为长桩基、水位都在桩基底以上20米，采用泥浆池造浆、旋挖钻成孔。

4、施工方法及工艺要求

见：

旋挖钻钻孔桩施工工艺框图（注：

干钻成孔不需要造浆、清孔）

4.1、施工准备 

钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求，须作准备工作如下：

首先确定钻孔桩位：

按照基线控制网及桥墩设计坐标，用全站仪精确放出桩位。

钻孔场地在旱地，施工前应平整场地，清除杂物、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。

钻孔场地在陡坡时，应挖填平整。

如有困难，可用排架或枕木搭设工作平台。

钻孔场地在浅水时，宜采用筑岛法。

岛顶面通常高出施工水位0.75～1.0m。

筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。

旋挖钻钻孔桩施工工艺框图

4.2、泥浆制备 

桩基采用泥浆池造浆、旋挖钻成孔，泥浆满足性能稳定、沉淀少、护壁效果好、成孔质量高的要求。

钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头高度，防止孔壁坍塌。

桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内，利用于下一桩基钻孔护壁。

4.3、埋设护筒 

采用5㎜厚钢护筒，坚实、不漏水，内径比桩径稍大20～40cm。

护筒埋设时顶端高出地面0.3m，底端埋设深度4m（水桩）。

护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面位置允许偏差为10cm，倾斜度的偏差不大于1%。

4.4、 钻机就位及钻孔 

4.4.1、钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料，根据实际情况可采用干钻成孔，或先干钻然后采用泥浆护壁水下钻孔的方式成孔。

4.4.2、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

4.4.3、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比重。

4.4.4、旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在同一垂直线上，保持钻孔垂直。

4.4.5、开钻时，宜低档慢速钻进，钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。

4.4.6、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，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量，在地层变化处应捞取样碴保存。

4.4.7、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。

4.4.8、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。

4.4.9、若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。

4.5、清孔

换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为度。

若使用抽渣法或吸泥法时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。

4.6、钢筋笼骨架的制作安装

钢筋笼根据实际情况分节施工，分段入孔，在孔口进行对接，上下两段钢筋笼应保持顺直。

钢筋接头应符合《公路工程质量检验评定标准》的有关规定。

详见钢筋焊接作业指导书。

钢筋笼入孔后，应牢固定位。

4.7、导管安装 

4.7.1、导管内壁应光滑圆顺，内径一致，直径采用30cm，中间节长度宜为3m，底节长4m。

4.7.2、使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。

导管轴线偏差依孔深、钢筋笼内径与法兰盘外径差值而定，不宜超过孔径的0.5％，亦不宜大于10cm；组装时，连接螺栓的螺帽宜在上；试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。

4.7.3、导管长度根据孔深、操作平台高度等因素决定，漏斗底采用短导管进行调解，导管底口距离孔底40～60cm。

4.7.4、导管接法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。

4.7.5、有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防止松脱装置。

4.8、灌注水下混凝土 

4.8.1、浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求，设计未规定时，柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。

4.8.2、浇注混凝土前检查沉渣厚度，当不满足设计或规范要求时，应进行二次清孔。

不得用加深孔底深度的方法代替清孔。

4.8.3、水下混凝土的坍落度应采用18～22cm。

4.8.4、水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。

4.8.5、混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m，并不宜大于3m；当桩身较长时，导管埋入混凝土的深度可适当加大。

4.8.6、水下混凝土应连续浇筑，不得中途停止。

4.8.7、水下混凝土浇筑面宜高出桩顶设计标高1.0m左右。

4.8.8、在水下混凝土浇筑过程中，应设专人经常测量导管埋入混凝土的深度，并做好各项施工进度记录。

4.8.9、浇筑过程中，当因导管漏水或拔出混凝土面、机械故障、操作失误或其他原因，造成断桩事故时，应重钻或会同有关单位研究补救措施。

5、质量检验标准

5.1、每根桩作混凝土检查试件至少一组。

5.2、预埋3根超声波检测管对水下混凝土质量做超声波检测。

5.3、对质量有疑问的桩，应钻取桩身混凝土进行检测。

6、钻孔桩常见事故的预防及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

6.1坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特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。

6.1.1主要原因

①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

②、由于出渣后未及时补充泥浆，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

③、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

④、在松软砂层中钻进进尺太快。

⑤、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位。

⑧、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

6.1.2、坍孔的预防和处理

①发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

②、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

③、清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。

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中，可免冲刷孔壁。

应扶正吸泥机，防止触动孔壁。

不宜使用过大的风压，不宜超过1.5～1.6倍钻孔中水柱压力。

④、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

6.2钻孔偏斜

各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。

6.2.1、偏斜原因

①、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进

②、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

③、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

④、钻杆弯曲，接头不正。

6.2.2、预防和处理

①、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。

必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

③、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

6.3掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。

6.3.1、掉钻落物原因

①、掉钻落物原因

卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

②、钻杆接头不良或滑丝。

③、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

④、转向环、转向套等焊接处断开。

⑤、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

6.3.2、预防措施

①、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

6.3.3、处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

6.4糊钻和埋钻

糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。

预防和处理办法：

对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。

对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

6.5扩孔和缩孔

扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。

在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。

若只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，只是混凝土灌注量大大增加。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。

缩孔原因有两种：

一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。

各种钻孔方法均可能发生缩孔。

为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。

对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋。

6.6钻孔漏浆

6.6.1、漏浆原因

①、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。

②、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。

③、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。

6.6.2、处理办法

护筒漏浆，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。

如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。

如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。

7、钻孔桩断桩常见事故及处理

7.1首批混凝土封底失败

7.1.1事故原因和预防措施

⑴导管底距离孔底太高或太低

原因：

由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。

太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1米以上）。

太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。

预防措施：

准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。

也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。

⑵首批砼数量不够

   原因：

由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。

预防措施：

根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。

⑶首批混凝土品质太差

原因：

首批砼和易性太差，翻浆困难。

或坍落度太大，出现离析现象。

预防措施：

做好配合比设计，严格控制混凝土和易性。

⑷导管进浆

   导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。

7.1.2处理办法

    首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。

7.2供料和设备故障使灌筑停止

7.2.1事故原因和预防措施

原因:

由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。

预防措施：

施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。

7.2.2处理方法

⑴如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。

⑵如断桩距离地面较浅，可采用接桩。

⑶如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。

7.3灌筑过程中坍孔

7.3.1事故原因和预防措施

原因：

由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。

7.3.2处理办法

⑴如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。

⑵如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。

7.4导管拨空、掉管

7.4.1事故原因和预防

⑴导管拨空

原因：

由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。

预防措施：

应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。

⑵掉管

   原因：

导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。

预防措施：

每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。

7.4.2处理办法

⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。

⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。

7.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆

7.5.1事故原因

⑴混凝土灌注间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。

⑵混凝土和易性太差。

⑶导管埋深过大。

⑷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。

⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。

7.5.2补救措施：

⑴提起导管，减少导管埋深。

⑵接长导管，提高导管内混凝土柱高。

⑶可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。

7.6灌注高度不够

7.6.1事故原因和预防

原因：

测量不准确；桩头预留量太少。

预防措施：

可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。

7.6.2处理办法

挖开桩头，重新接桩处理。