回旋钻桩基技术交底书.docx
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回旋钻桩基技术交底书
技术交底书
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工程名称
南昌枢纽西环线工程
施工单位
中铁十七局集团有限公司
编制单位
第三分部
技术负责人
技
术
交
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南昌枢纽西环线工程钻孔桩钻机施工技术交底
各现场技术员、施工班组：
一、编制依据
1、《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）
2、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
3、《改建铁路南昌枢纽新建西环线工程施工图沙田赣江特大桥设计图》
4、《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）
5、《铁路桥涵施工技术安全规则》TBJ403-87
二、概 述
沙田赣江特大桥为全线的控制性工程，桥梁跨越赣江、赣江大堤、富山大道以及南昌县小蓝经济开发区规划道路。
全桥共244个墩台，我分部负责135号墩～243号的施工任务，桥梁基础采用钻孔灌注桩基础，桥墩桩基的直径均为φ1000mm，桥台桩基的直径均为φ1250mm，混凝土的设计标号为C30水下混凝土。
三、钻孔桩施工工艺流程
施工准备→（筑岛）建立施工平台→埋设钢护筒→安装钻机、钻孔→成孔、检孔→换浆、清孔→安装钢筋笼、导管→二次清孔→填充水下混凝土、养护→桩身混凝土质量检查。
四、钻孔桩准备工作
（一）前期准备
清理钻机所需的各项机具设备的数量和配件是否齐全，电气性能是否完好，使用时，应派专人经常检查、维护，确保钻机良好的工作状态。
旋转钻机主要由钻架、转盘、水龙头及滑轮组、卷扬机及回转装置组成。
在组拼、使用过程一定要先熟悉每一钻机的各种性能，严格按照钻机使用说明书进行。
使用前，应对钻机进行全面检查：
1、钻机转盘和变速箱，检查轴承和齿轮，并注好润滑油；
2、转盘电机，转盘油循环小电机、卷扬机、电机等都应测其绝缘程度
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3、卷扬机的弹簧和刹车应进行检查；
4、滑轮组及导向滑轮应注好黄油，使其运转灵活；
5、对控制系统进行检查，控制系统应选用可靠的元器件；
6、检查钻杆有无变形，清除内外浮锈；
7、气室应打开检查并清理干净；
8、钻机钻杆组拼完后，检查法兰盘接头处是否有较大变形，调整好后，丈量长度，钻杆编号，记录。
（二）、平整场地、平台施工及埋设（插打）钢护筒
（1）平整场地：
a、在岸上和无水的河滩地，钻孔桩可按常规方法施工：
场地换填粘土，压实，表面铺填砂卵石垫层并整平，修通进场便道，接通电源，供、排水渠道畅通；
b、如场地位于陡坡时，可用枕木、型钢等搭设工作平台；
c、位于浅水、池塘中墩位，则可采用先抽干水，再填土作施工便道及施工场地；
d、如在水位较浅，水流速度不大的墩位，则可采用筑岛法施工：
筑岛前，在岛域周边先修筑草袋围堰，草袋围堰内填筑粘土或砂粘土夯实整平成岛。
围堰填筑前，清理堰底的石块等杂物；草袋内装入规定的内容物,草装填至袋容量的60%时，缝合袋口；按设计要求堆码草袋或铅丝笼，堆码时应平放，互相错缝；自上游开始填筑围堰，在下游合拢。
（2）、开挖泥浆池，将泥浆池尽量布置在红线范围内同时尽量兼顾多墩施工。
（3）、施工前先初步测定墩位，放出桩中心线和地面标高，作记录。
（4）、埋设护筒采用挖埋及震动下沉相结合的方法进行。
钢护筒用板厚为8～14mm的钢板卷成，护筒顶应高出施工水位或地下水位2.0m，且应高出填筑面或地面0.5m，钢护筒长度不小于3m，护筒四周用粘土分层回填夯实，护筒连接处应电
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焊密实,严防漏浆。
护筒底是钻孔的薄弱地带，极易坍塌，必须慎重处理，护筒周边回填粘土应稍高，以免泥浆及地面水淤积。
护筒的溢浆口应视地形设在有坡度的泥浆流槽处，以利泥浆流入沉淀池内进行沉淀。
（三）安装钻机
1、钻机就位前，应对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置及钻机底盘支点的平整和加固，主要机具的检查和安装，配备设备的就位和水电线管路的接通等，并能熟练地操作钻机。
2、首先用枕木或型钢搭设钻机平台，平台应搭设在坚硬的土层上，必要时铺设碎石，枕木间用扒钉固定牢固，以确保不产生位移和沉降。
3、护筒顶桩位十字线应由测量组放好。
4、将组拼好的钻机吊装就位，扒杆前滑车轮轮缘吊垂线，对中桩位十字线交点，钻架底盘大致抄平。
5、将事先将短钢丝绳穿入钻头吊孔，然后与卷扬机钢丝绳头用夹头连接，并安装保险夹头。
6、钻机就位时，钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm。
7、安装泥浆泵及正循环泥浆管路，布置泥浆循环系统，通电、通水。
测试钻机、泥浆泵是否能正常工作。
8、开孔的孔位必须准确，应确保初成孔壁竖制直、圆顺、坚实。
五.泥浆性能和指标
泥浆在钻孔中的作用主要是浮渣、护壁、防止孔内坍塌，泥浆性能的好坏直接关系到钻进速度与成孔质量，应经常检查泥浆性能和指标，并作好记录，根据钻孔记录表，对各种泥浆指标下的钻进速度进行比较，从而调整泥浆性能使之达到最佳浮渣、护壁效果，泥浆原料宜选用造浆优质粘土或膨润
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土，开孔时可采用钻头冲击造浆，正常钻进时利用滤浆池将排击的带有钻渣的泥浆过滤后流入泥浆池，再由泥浆泵压入孔底，钻进过程中宜适量补充泥浆。
为了提高泥浆的粘度和胶体率，可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠，其掺量由实验决定。
泥浆性能指标应符合下列要求：
⑴比重泥浆的比重是泥浆与4℃时同体积水的重量比。
泥浆在钻进中对孔壁的侧压力，随着泥浆的比重增大而加大，因此泥浆比重越大孔壁越稳定，然而随着泥浆比重增加，孔壁泥皮增厚，泥浆消耗大，且不易净化，也不利清孔和灌注混凝土。
入孔泥浆的比重为1.1-1.3，孔底泥浆比重不宜大于：
砂粘土为1.3；大漂石、卵石层为1.4；岩石为1.2。
⑵粘度粘度是液体或混合液体运动时各个分子或颗粒之间产生的内摩擦力。
粘度大，泥皮厚，携带钻渣能力强，但易糊钻进而影响钻进速度；粘度过小则对护壁和防止翻砂、渗透都不利。
一般地层的泥浆粘度为16-22S，松散易坍地层泥浆粘度为19-28S。
⑶含砂率含砂量是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。
含砂率大，会降低粘度，增加沉淀，磨损钻具。
新制泥浆的含砂率不宜大于4%。
⑷胶体率泥浆的胶体率是指泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度。
胶体率高，则粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻碴的能力高，否则反之。
泥浆胶体率不小于95%。
⑸PH值泥浆的PH值是衡量泥浆酸碱度的。
维持一定PH值对保持泥浆指标非常重要，可使混入泥浆中的粘土颗粒进行分散，增加泥浆中的胶体颗粒，加纯碱使体积膨胀增加颗粒表面的水化膜，保证粘土颗粒不会粘结在
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一起沉淀，因而增加粘土的稳定性，失水量小，胶体率好。
PH值应大于6.5，一般以8-10为适当。
PH值偏小时，可根据试验在泥浆中投放适量的烧碱或碳酸钠。
六、旋转钻机
（一）一般要求
1、钻机就位
水中墩待施工平台安装完毕、岸上各墩待护筒周圈的填土夯实后，安装钻机平台，然后依次在孔位处安装钻机。
2、钻进
开孔原则：
相邻两孔不宜同时开钻。
a、开孔初期，采用正循环成孔工艺进行钻孔，当钻至护筒下3～4米时，则可改用反循环成孔工艺继续钻进，以缩短成孔时间。
钻至护筒底口附近地层，若处理不当，易发生坍塌、管涌等现象。
宜采用“浓泥浆、低转速”钻进，确保孔壁的稳定。
b、在覆盖层地质宜采用刮刀钻头，全断面一次成孔。
c、钻进过程中，需根据地层土质情况选择合适的转速减压钻进，并控制泥浆指标和循环量。
在砂性土中钻孔，若转速较大，会对孔壁造成一定冲刷，使扩孔率加大，因此应采用最低转速，控制线速度在0.6m/s以下。
在粘性土中钻孔应采用较高转速及大循环量，以克服沁包钻头，并控制钻进速度，不得过快；在强风化、全风化岩层中钻孔，宜采用中、低转速钻进。
d、钻深测量：
钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。
e、成孔质量检查：
成孔后应对孔径、钻深、孔深、孔底沉渣厚度、孔斜等逐项检查并记入钻孔记录和检查签证中。
钻孔记录及时详尽，交换班均需
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认真填写，现场技术员每日查询1-2次并签字。
3、钻孔注意事项
在钻孔过程中，要严格控制钻孔泥浆面的高度，通过控制排碴速度和泥浆供给量，保持孔内泥浆面高于护筒外水位1.5～2米，保持孔内超压。
循环泥浆应每班检测不小于两次，控制其指标满足：
含砂率小于8%，比重大于1.05，小于1.45，粘度16～28S，PH值大于6.5。
旋转钻机根据设备情况采用正循环或反循环方式清碴。
钻机使用过程中，须经常检查接头法兰盘和连接螺栓，若有损坏及时处理，防止引起掉钻事故。
（二）钻孔事故及处理
1、坍孔
坍孔有两种情况：
一种是孔口坍塌，其表现是：
孔口护筒底脚处局部坍塌，护筒倾斜及下陷，严重者坍塌扩展到护筒周围，造成钻机倾斜或不均匀下沉，另一种是孔内坍塌，其表现是：
孔内水位水位不稳定或突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而钻进速度慢或没有进度，钻头达不到原钻孔位置，钻机负荷显著增加等。
发生的原因：
对第一种情况，多为护筒埋设不稳固，周边粘土未夯实，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装置在护筒上由于振动使孔口坍塌、护展或较大坍孔，发生漏水，开孔时进尺太快护壁不好；对第二种情况，多为孔内水头不足或吸泥时补水不及时，空气吸泥机风压风量过大，延误时间过久，泥浆性能不佳，护壁质量不好，下钢筋时强行起落等。
原因有泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成护壁泥皮，孔壁渗漏；孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够；
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在松软砂层钻进，进尺太快；提住钻头钻进，旋转速度太快，空转时间太长；清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，反循环清孔，泥浆吸出后未及时补浆；起落钻头时碰撞孔壁。
处理方法：
坍孔事故应力求预防为主，其预防措施应以发生的原因上加以注意，一旦发生应及时处理：
保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求；保证钻孔时有足够的水头高度，在不同土层中选用不同的转速和进尺；起落钻头时对准钻孔中心插入；不严重者可加大泥浆比重、加高水头，继续钻进，下钢筋后坍塌的要吊出钢筋笼，换浆重钻，坍孔严重者应回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1～2m重钻。
2、掉钻
产生的原因：
钢丝绳在转向装置连接处被磨断，或在靠转向装置处被扭断，或绳卡脱落，或转向装置与钨金套的连接处脱开，或卡钻时强提，钻杆接头不良；另外由于操作不当，也易使孔上铁件等杂物掉入孔内。
处理方法：
掉钻后应及时摸清情况，查明原因，如孔深、钻头是否偏斜，有无坍孔等，应尽快处理，如钻头被沉淀物或坍孔埋住，应首先清孔，再使用打捞工具（主要采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等）钩挂钻头保险绳，提升时应缓慢，以防造成坍孔；小铁件可用电磁铁打捞；
3、钻孔偏斜及缩孔
产生的原因：
钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方；在有倾斜度的软硬地层交界处、岩石倾斜处或基岩面产状较陡处钻进，或者粒径大小悬殊的砂夹卵石中钻进；在软地层中钻进过快，水头压力差小；钻头受力不均，钻杆刚度不够，钻杆弯曲接头不正，钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷；钻进时，桩基周围有重车通过。
处理方法：
安装桩机时，要对导杆进行水平和垂直校正，检修桩孔设备，如
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桩杆弯曲，及时调换，遇软硬土层应控制进尺，低速钻进；偏斜过大时，填入石子，黏土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降，往复扫孔纠正；
七、清孔
钻孔达到设计标高后，经终孔检查应尽快进行清孔且不超过4小时，清孔的目的是为了保证孔底沉淀物尽可能少，以提高孔底承载力，同时也为了填充水下混凝土保证质量。
1、清孔方法
清孔采用换浆法，将钻头提到距孔底0.5～1.0米左右，通过泥浆泵压入比重1.1～1.2的新鲜泥浆，将残存在孔底的钻渣悬浮排出，到孔底泥浆指标达到标准为止，必要时在灌注混凝土前采用空气吸泥机二次清孔。
2、清孔标准
孔内排出的泥浆用手触及无粗粒感（无2～3mm颗粒），比重在1.1以下，含砂率不大于2%，粘度17～20S，严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
在填弃混凝土前，测量孔底沉渣：
柱桩不大于10cm，摩擦桩不大于30cm。
3、清孔注意事项
吸泥或抽渣时应及时向孔内注入新鲜泥浆，保持孔内水位以避免坍孔。
若有超钻，应以实际孔底标高计算孔底沉淀，清孔完毕，应及时吊装钢筋笼，灌注水下混凝土，以免沉淀超过标准要求。
八、检孔
换浆清孔使泥浆指标和孔底沉淀物达到验收标准，拆除钻机钻杆后，用检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准。
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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
不小于设计孔径
3
孔位中心
群桩
≤100
单排桩
≤50
4
倾斜度
≤1%孔深
5
浇筑混凝土前桩底沉碴厚度
≤小于设计要求
九、安放钢筋笼
（一）钢筋笼的制作
1、钻孔桩的钢筋笼在车间分段制作（整平硬化场地，制作胎膜），运输到各工点安装。
钢筋笼所用钢材有产品合格证和现场抽检复查资料，满足有关规范要求。
2、钢筋笼的主筋应整直使用，接头易采用对焊或搭接焊，钢筋笼主筋和加强箍筋必须焊接；加强筋和箍筋采用搭接焊，接头末端不设弯钩，各类接头均应符合铁道部有关规范要求。
3、钢筋除锈整直，焊接长度应按规范规定执行，且焊接时，内缘应光滑，钢筋接头不得浸入主筋内净空，钢筋笼下端应整齐，并用加强筋全部封住，使混凝土导管能顺利升降。
4、钢筋笼分段应考虑接头数量不超过钢筋总数的50%，接头截面须错开50cm以上的要求。
（二）钢筋笼的吊装
1、钢筋笼成型后堆放或运输、起吊过程中，必须平整无变形，吊点位置应正确。
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2、在钢筋笼吊装入孔前应用探测笼进行探孔，探测笼标准按规范及设计制作；钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时，应在起清孔前进行吊放；
3、吊入钢筋笼应对准孔位轻放，慢放，如遇阻碍，可徐起徐落和正反旋转使之下放，禁止用吊机突然松钩强行下放，以免碰撞孔壁引起坍塌。
4、钢筋笼下放过程中，应注意观察孔内情况，如发现坍孔，马上停放，并注意避免钢筋笼被埋现象的发生。
5、钢筋笼下放时其千斤绳应用卡环卡死，吊钩处千斤绳应封钩，以防钢筋笼遇阻碍时脱钩，钢筋笼掉入孔内。
6、钢筋笼安装时用专用的起吊工具起吊，起吊过程中避免钢筋笼起吊变形过大。
两节钢筋笼对接时，上下节中心线保持一致，不将偏斜、弯扭的钢筋笼安放吊入钻孔桩内。
钢筋笼制作及下放、接长、焊接全程均应由值班技术人员检查，合格后方可实施下道工序。
7、钢筋笼入孔后需要牢固定位，其标高应准确，容许偏差5cm，钢筋笼挂钩应长度一致，可考虑于灌注架上摆角钢，挂钩挂在角钢上，但应固定牢固，防止起导管时挂住钢筋笼而造成挂钩脱落。
8、为控制钢筋笼中心与孔位中心偏差，应在钢筋笼四周焊定位钢筋，钢筋笼上端应均匀设置吊环和固定杆，以固定钢筋笼的位置；钢筋保护层可在钢筋笼外侧绑扎保护层垫块代替，保护层材料采用不低于桩基本身强度的混凝土垫块。
另外采取有效措施防止钢筋笼在混凝土灌过程中上浮。
9、钢筋笼入孔后平面位置偏差不大于10cm；底面高程偏差不大于±10cm。
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（三）钻孔桩钢筋骨架制作安装标准
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台埋深置长度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
尺量检查
3
钢筋间距
±0.5d（钢筋直径）
尺量检查
4
加劲筋间距
±20mm
尺量检查
5
箍筋间距或螺距
±20mm
尺量检查
6
钢筋骨架垂直线
1%
尺量检查
十、灌注水下砼
（一）钢筋笼安装完毕，经检查合格后，即可安装导管及水下砼灌注设施。
1、灌注水下砼导管在使用前应经过试拼，然后做水密压力试验进行水密检查，发现漏水应处理后方可使用，水密压力试验应根据实际孔深计算水压力来确定。
试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。
2、导管内壁应光滑圆顺，不得粘有砼残浆。
试压合格后的导管在放入孔内前应自下向上编号，每段导管接头应认真拧紧，经检查合格后方可下放。
3、导管直径应与桩径及砼浇注速度相适应，可为20～30cm。
导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m，漏斗下宜为1m。
4、吊放导管时，应对中轻放，慢放，防止碰撞钢筋笼，导管轴线误差依孔深而定。
一般不超过孔深的0.5%，并不宜大于10cm。
5、安装砼灌注平台，安装阀门及储料斗，砼阀门安装前应检查阀门是否能自由开启，用后应立即用水冲洗于净，清除残碴。
6、连接砼导管与阀门，确定导管位置，导管底面应高出孔底0.2～0.3米，以免堵塞。
7、灌注水下砼前用测锤复测孔底标高、沉渣厚度，符合要求后，由监理工程师签证后方可填充，如沉渣超过规定，则应安装吸泥机再次清孔，直
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至满足规定要求。
8、为保证水下砼灌注质量，除应按铁道部有关规范要求执行外，还应注意以下几点：
（1）砼塌落陷度宜采用18～22cm。
（2）砼的储存量应能保证首批砼拔球填充后使导管埋入砼的深度不小于1.0米，在灌注过程中导管埋入砼的深度不宜大于4米，首批砼灌注孔内后应用工作灯检查导管内有无漏水现象。
（3）每灌注4.0～5.0m3砼，均用测锤测试砼面上升高度，首批砼灌注后尚应测量导管内砼高度，并作好记录，据此推算桩径及扩孔率。
（4）根据灌注架的高度，导管应分节拆除以免造成砼堵塞后导管无法提升，严禁2节，甚至3节一次拆除。
9、水下砼灌注应高出设计标高1.0m左右，以便清除浮浆，确保砼质量，力求既保证桩头砼质量，又减少切除桩头的工作量。
10、砼灌注完毕，应仔细冲洗导管，储料斗，漏斗、吊斗、砼拌合机，砼泵及管道，等灌注设备，以备下一次使用；砼灌注完毕，位于地面以下及桩顶以下的空口护筒应在砼初凝前拔出。
（二）导管堵塞的预防和处理。
1发生的原因。
a、导管内壁有砼残碴未清理干净。
b、储料斗阀门不能开启或不能全部开启。
c、砼中有水泥块或水泥袋，大碎石等夹杂物。
d、砼塌落度太大造成离析，太小流动性太差。
e、间隔时间太长，砼已初凝。
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2预防和处理
水下砼一经开始，即应连续灌注完毕，不得中断或停顿，并尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不宜太长，宜在6小时内浇筑完成。
因此施工中应精益求精，加强三检制度，杜绝一切人为造成事故的可能，并采取防护措施，尽可能避免堵管，如储料漏斗上加设钢筋网，设置砼灌注备用设施，根据距离配置砼拌合及运输设备数量，以确保砼灌注质量。
如因意外事故停盘，除抓紧启用备用设施外，灌注现场应经常上下起落导管，以减缓砼凝固时间，且导管埋深不易太大，但起落导管时应注意勿将导管提出砼面，一旦出现堵管，应查明原因，如为漏斗口堵塞，应将护筒加盖拆除漏斗清理。
如为管内堵塞，应在导管上作好埋深标记，上、下起落导管，并辅以锤击，以期疏通导管。
十一、安全注意事项
1、钻机平台上应设固定的栏杆和上下扶手，以保安全。
2、护筒埋设后，上口要加盖两半元形木盖，以免落物造成后患。
3、泥浆池内泥
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