钻孔灌注桩反循环钻机成孔作业指导书Word文档下载推荐.docx
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1.1场地准备
施工场地进行推平碾压密实，场地平整后的标高需达到桩顶标高和施工水位以上1.5m。
开工前先对桩位进行定位测量，埋设护桩。
挖好泥浆池和沉淀池，布置好场地内便道、输电线路、孔外排水系统及其他安全防护附属设施。
1.2测量放线
采用全站仪或GPS全球定位系统与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪或GPS全球定位系统将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后有技术人员报监理单位复核。
（二）护筒制作及埋设
人工配合挖掘机在工作平台上按测定位置挖至预定深度，然后下护筒，护筒采用1cm厚钢板卷制，护筒内径比桩径大至少30cm。
护筒埋设深度应埋入密实土层，深度一般为2～4m，特殊地质条件应加深。
护筒周围用粘土对称回填、夯实，使之不漏水。
埋设时要保证其平面位置及竖直度满足设计及规范要求。
护筒顶面标高宜高出地面0.5m，以防杂物落入孔内。
护筒中心竖直线与桩中心线重合，顶面允许偏差50mm，倾斜度不大于1%。
护筒埋设时周边必须用黏土分层夯实。
（三）泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂组成。
开工前应准备数量充足和性能合格的黏土或膨润土。
3.1灌注桩钻孔施工中泥浆的作用
护壁作用，防渗、防水帷幕。
以孔内高于地下水位的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗口周水渗入孔内，维持孔壁稳定。
悬浮土渣，携带土渣出桩孔。
不使土渣沉入孔底造成钻孔困难、影响桩底沉渣厚度。
3.2泥浆必须具备的条件
（1）物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。
（2）化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。
（3）适当的比重。
比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足，或妨碍混凝土灌注。
（4）良好的触变性。
要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。
当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；
而渗入孔内的泥浆能快速固结，以维持孔壁稳定。
钻孔用泥浆性能指标见表5.3.2.
（5）形成薄而韧的泥皮，黏附于孔壁上，不透水。
（6）能够容易从沉淀池、旋转器中分离出来。
（7）不产生过多气泡。
表5.3.2钻孔用泥浆性能指标
钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标要求
相对密度
黏度（s）
静切力（MPa）
含砂率（%）
胶体率（%）
失水率（ml/30min）
酸碱度（ph值）
反循环回转
粘性土
1.02~1.20
16~20
1~2.5
<
4
>
95
20
8~10
砂土
1.06~1.10
19~28
碎石土
1.10~1.15
20~35
测定方法
泥浆相对密度
漏斗黏度计
静切力计
含砂率计
量杯法率
失水量仪
Ph试纸
膨润土泥浆具有相对密度低、黏度好、含沙量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点，是钻孔施工的优质泥浆。
3.3泥浆的基本配比
泥浆的配比应视地质情况、施工机械等条件，选定基本配比后，经过配置试验并修正后雀帝你个泥浆配合比。
表5.3.3是泥浆配合比实例，供选择基本配合比是参考。
表5.3.3泥浆配比实例
地质情况
膨润土（%）
CMC（%）
分散剂（%）
其他
黏性土
6~8
0~0.02
0~0.5
防腐剂
砂
0~0.05
砂砾
6~12
高程应比护筒低0.05~0.1
（四）钻孔
4.1钻机就位
钻机就位前，应对主要机具及配套设备进行检查、维修。
放置钻机的起吊滑轮线、钻头和钻孔中心线三者应在同一铅垂线上，其校核偏差不得大于2cm，底座必须平整稳固,确保桩位准确，在钻孔过程中不发生倾斜,位移或沉陷。
4.2钻孔
4.2.1钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。
4.2.2钻孔前，根据设计图纸所提供的地质、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。
4.2.3开钻时宜低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后再以正常速度钻进。
反循环钻机钻孔，开钻时，应将钻头提高距孔底20-30cm将真空泵加足清水，启动真空泵把水引到泥石泵后，启动泥石泵把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，启动钻机慢速钻进。
当一节钻杆钻完时，停止转盘，并使反循环延续工作至孔底沉渣基本排净（约1-3min）,然后关闭泥石泵接长钻杆，经检查一切正常后继续钻进。
在粘土中钻进时，用一档转速，放松吊绳，自由进尺。
在砂砾层中钻进时，采用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。
4.2.4钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层变化处均应捞取渣样，判断地质类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。
4.2.5经常检查泥浆的各项指标。
泥浆池:
选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。
根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：
泥浆比重：
反循环钻机泥浆比重可为1.02～1.15。
粘度：
一般地层16～22Pa•s，松散易坍地层19～28Pa•s。
含砂率：
新制泥浆不大于4%。
PH值：
大于6.5。
二次清孔后灌注前泥浆指标为：
不大于1.03～1.10
在17～20Pa•s
不大于2%。
4.2.6开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。
钻进过程中，每进尺5-8m，检查外孔直径和竖直度。
用探孔笼吊入孔内，使笼中心与钻孔中心符合，如上下各处无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。
每钻进2m或地层变化处，应捞钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对，如有和设计地质层不符的及时与现场技术员联系，收集渣样，及时向指挥部提交变更申请。
4.2.7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。
4.3清孔
采用抽浆法清孔。
可在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣10-15分钟，使孔底钻渣清除干净。
清孔注意事项：
在清孔排碴前必须保持孔内水头，防止坍孔，孔底沉淀物的厚度不得大于10cm，提前作好灌注水下混凝土准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土时间。
严禁用加大孔深的方法代替清孔。
（五）钢筋笼制作
首先对施工图中各种规格的钢筋长度、数量核对，钢筋表面应保持洁净和平直。
钢筋加工时，按照施工设计图纸结合钢筋原材料尺寸进行配料、加工、制作、安装，不得随意改变钢筋长度和构造形式。
钢筋加工场设置在东郊黄河浮桥管理处东400m处，主线桩号K15+800。
钢筋笼在钢筋加工场使用滚焊机分段集中加工，定位钢筋每隔2m设一组，每组4根均匀设于桩基加强筋四周。
根据设计图纸要求将声测管等距离焊接在钢筋笼上。
成型后的钢筋笼由专用车辆运至成孔地点，再由25T汽车起重机吊装入孔，开始钻孔以前，钢筋笼必须制作完成并验收合格。
钢筋在运输、加工、使用的过程中，要避免锈蚀和污染。
（六）安装钢筋笼
钢筋笼利用汽车吊进行吊装，孔口焊接。
为保证骨架起吊骨架不变形，采用两点吊。
第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点至上三分点之间。
起吊前在骨架内部临时绑扎支架以加强其刚度。
起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与每二吊点同时起吊。
待骨架离开地面后，停止第一吊点，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，直至骨架同地垂直，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。
桩基钢筋笼分段插入桩孔中，钢筋接头应按规范要求错开布置。
钢筋笼对中，第一节钢筋笼吊放入孔后，用十字线标出钢筋笼中心和桩的中心位置。
用垂球检测两者是否竖向重合，如不重合，指挥吊机移动钢筋笼，直到钢筋笼中心与装位中心处于同一铅垂线，然后将钢筋笼固定。
钢筋笼采用逐段接长后放入孔内，即先将第一段钢筋笼放入孔中，对中后利用其上部架立筋暂时固定在护筒上部。
此时，主筋位置要正确、竖直。
然后吊起第二段钢筋笼，对准位置，使上、下段钢筋笼中心与桩位中心处于同一铅垂线上，连接后放入钻孔中，如此逐段接长后放入到预定位置。
凡参与接头施工的操作工人，技术管理和质量管理人员，均应参加技术培训，操作工人应经考核合格后持证上岗。
。
吊放钢筋笼时，吊点准确，保证垂直度，然后对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁，如遇阻碍，不能强行下放，查明原因并经处理妥善后再继续下笼。
钢筋笼全部安装入孔后，检查安装位置和安装深度，确认符合要求后，将钢筋笼吊筋进行固定，以使钢筋笼定位，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。
钢筋笼保护层必须满足设计图纸和规范要求。
钢筋笼保护层垫块采用中空圆柱形混凝土垫块，砼垫块半径大于保护层厚度，中孔直径大于所穿钢筋直径1mm。
垫块砼垫块半径大于保护层厚度，中心穿钢筋焊在主筋上，每隔2m设置一道，横向沿圆周对称设置不少于4块，保证保护层厚度。
砼垫块的强度采用C30砼，垫块的尺寸要准确，砼严格按照配合比拌合，砼要密实，垫块表面不得有蜂窝麻面，外表光滑，预制好后要及时养护。
不许采用在骨架主筋上焊凸起钢筋的办法来保证保护层厚度。
（七）声测管安装
声测管自进入工地现场后起，在装卸、搬运、安装过程中，要避免使声测管管体扭曲、挤压变形。
声测管要存放在有遮雨设施的场地，避免管体生锈。
进场安装的声测管，首先要对管体进行检验，扭曲变形的声测管不允许进入安装程序。
声测管可直接固定在钢筋笼的内侧，固定点的间距不超过2米，其中声测管底端和接头部位必须设固定点，对于无钢筋笼的部位，声测管可用钢筋支架固定。
声测管与钢筋笼的固定方式，优先采用钢管卡子，卡接压紧声测管后，卡子与钢筋焊接,固定点声测管与钢筋笼的绑扎方法：
先把铁丝在钢筋上缠绕两圈，然后以编辫子的方法编至70-80㎜长，再把铁丝叉开捆住声测管，然后拧紧铁丝（所有固定点的铁丝绑法都按此方法）。
钢筋笼放入桩孔时应防止扭曲，管与管平行垂直，声测管随钢筋笼分段安装，每埋设一节均应向声测管内加注清水，声测管安装完毕后应加盖或加塞封闭，以免浇注混凝土时落入异物，堵塞孔道。
声测管埋设深度应在灌注桩的底部以上0.1m，声测管的上端应高于灌注桩顶面0.6m，同一根桩的声测管外露高度相同。
在灌注基桩浇注混凝土之前，应检查声测管内的水位，如管内的水不满，则应补充灌满。
若声测管需割断，应采用切割机切断，并对管口进行打磨除刺，不得用点焊机烧断。
焊接钢筋时，应避免焊液流溅到声测管管体上或接头上。
（八）导管安装
钢筋笼安放完成后安装导管，导管应符合以下要求：
导管采用φ200-350mm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。
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。
使用前进行试拼、承压和接头抗拉试验，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，试压力为孔底静水压力的1.5倍。
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。
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砼时最大内压力的1.3倍；
循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。
（九）二次清孔
二次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，清孔后灌注前泥浆比重要不大于1.1，泥浆含砂率不大于2%，泥浆黏度17～20Pa•s，孔底沉渣厚度：
摩擦桩不大于20cm。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
自检合格后报监理工程师验收，合格后方可进行水下砼灌注。
（十）砼灌注
10.1砼拌和供应
砼采用C30砼，浇注混凝土前检查水泥、砂石料质量和数量，混凝土拌和严格按试验室提供配合比进行，混凝土拌和前检修拌和设备，检查计量系统的准确性，特别要经常检查用水计量系统，否则将会影响混凝土强度。
同时混凝土拌和前精确测量骨料含水量，以调整拌和用水量。
混凝土的出盘坍落度控制在200～220mm之间，灌注前对每一车砼进行坍落度试验并制作砼试件，每根桩砼试件不少于两组。
10.2首批砼灌注数量
首批砼量不仅满足封底还需使导管具有1m以上的砼埋深，采用开阀法控制。
灌注过程中保证导管具有2～4m埋深，连续灌注，中途不得停顿，尽量缩短拆管时间；
测量孔内砼的灌注高度采用测锤法，以检测导管埋深情况，便于拆导管。
需由技术人员用2个测锤测深并相互对照，防止误测。
砼灌注完成后，宜在砼初凝前将护筒拔出，导管清洗干净堆码整齐。
砼灌注施工人员全程监控，顺利完成灌注，并填写水下砼灌注记录表，要求真实具有可追溯性。
为确保首盘砼灌注成功，在漏斗旁，再准备一辆满载8m3砼罐车，以满足漏斗内有混凝土，不能空料，防止灌注不连续。
10.3其它应注意的灌注要点
混凝土应连续灌注，直至灌注的混凝土顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇筑，以保证截断面以下的全部混凝土均达到强度标准。
后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。
终灌后应解除钢筋笼的孔口吊点，防止初凝过程中钢筋参与砼受力而影响二者之间的握裹力。
在最后灌注时，要核对混凝土的灌注量，适当提高灌注漏斗的高度，使混凝土产生较大的冲击力，以增加混凝土的压力，提高混凝土密实性。
为了保证桩头混凝土质量，最后灌注时导管在1～2米范围内上下移动，桩顶超灌1米左右的混凝土。
在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，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。
为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度，严防把导管底端提出混凝土面。
在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。
在灌注过程中必须每灌注12m3左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，桩身混凝土的充盈系数必须大于l。
同时要认真进行记录，作为对日后发现有问题的桩或评价桩的质量最直接的证据和依据。
（十一）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场，并做妥善处理。
六、劳动组织
施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置，每台钻机配备的施工人员如下表。
每台钻机施工人员配备表
施工负责人
1人（整座桥梁）
技术负责人
专职安全员
机长
1人
副机长
钻杆安装拆卸
3人
质检、测量及试验人员
2人（整座桥梁）
普工
6
其中施工负责人、技术人员、机长、专职安全员由企业正式职工担任，并可根据现场实际情况适当增加若干劳务工人。
七、设备机具配置
7.1循环钻钻机作业施工机械设备主要有泵吸反循环钻机1台、反循环钻头2个、泥浆泵1台、空压机1台、检孔器1个、测绳1根、抽渣筒1个、水准仪1台、泥浆筒1个、清水筒1个、泥浆指标检测用仪器等。
7.2泵吸反循环钻头类型
7.2.1双腰带梳齿刮刀钻头
该类钻头的特点是对地层的适应性强，综合钻进效果好，主要适合钻进砂土层、砂砾层、卵砾石层、少量黏土层和风化基岩层。
7.2.2大八角合金齿块双腰带刮刀钻头
该类钻头的特点是强度大，可承受的压力和扭矩大，适合钻进砂卵砾石层和软基岩，中硬基岩。
7.2.3犁式单腰带刮刀钻头
该类钻头的特点是对软土地层切削性好，排渣通畅，能有效的防止“泥包”钻头糊钻，钻进效率高，主要适合钻进软土地层、黏土层、淤泥层、砂性土层。
八、质量控制标准
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
≤50
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
≤200
钻孔桩钢筋骨架允许偏差
钢筋骨架在承台底以下长度
±
100
钢筋骨架外径
10
主钢筋间距
加强筋间距
箍筋间距或螺旋筋间距
钢筋骨架倾斜度
0．5%
7
骨架保护层厚度
8
骨架中心平面位置
9
骨架顶端高程
骨架底面高程
50
对桩长≤40m，采用低应变法检测；
中桥、大桥、特大桥及桩长大于40m的桩基，采用超声波法检测或按设计要求，委托具有专业资质及计量认证资格的单位进行桩的质量检验和评价。
8.1桩基无破损检测
混凝土浇注完成15天后即可让有相应资职的检测单位进行桩基无破损检测。
检测方式为超声波检测。
8.1.1目的：
检测钻孔灌注桩桩身结构完整性。
8.1.2检测方法：
检测采用声时测读法。
测试过程中先把反射探头和接收探头分别置于相邻两管道的管底，置于同一水平面，发射探头由管中发射超声波，接收探头在另一管中接收超声波。
两只探头同时由管底向上提升，并自动记录深度，测试数据。
当探头提升至管口，则一条声测剖面就测试完毕。
测量点距为20cm，当发现读数异常时，加密测量点距或相差一个高程斜测（斜测时两探头的水平倾角一般取30～45°
）。
从理论上来说，当反射探头与接收探头的距离不变时（通过预埋声测管来实现）如果混凝土浇筑均匀，则不同深度处所测得的声时、声速等参数应该是一致的；
如果在某一部位混凝土浇筑质量有缺陷，则在相应位置测试参数异常，从而来判断被测混凝土构件的完整性和质量。
8.1.3检测设备
设备名称及编号：
NM-3C非金属超声检测分析仪，B传感器型号：
JF60D
8.1.4检测要求
保持声测管之间相对水平。
随钢筋笼一起吊装，吊装到位后，声测管内注满清水。
九、钻孔桩常见事故的预防及处理
（一）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。
1.1坍孔原因
1.1.1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。
1.1.2由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，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。
1.1.3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。
1.1.4在松软砂层中钻进进尺太快。
1.1.5提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。
1.1.6水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。
1.1.7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（或水），使孔内水位低于地下水位。
1.1.8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。
1.1.9吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
1.2坍孔的预防和处理
1.2.1在松散粉砂土或流砂中钻进时，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。
1.2.2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。
1.2.3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。
1.2.4清孔时应指定专人补浆（或水），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。
（二）孔偏斜
各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。
2.1偏斜原因
2.1.1钻孔中遇有较大的孤石或探头石
2.1.2在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；
或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。
2.1.3扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。
2.1.4钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。
2.1.5钻杆弯曲，接头不正。
2.2预防和处理
2.2.1安装钻机时要使转盘、
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