旋挖钻钻孔作业指导书.docx

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旋挖钻钻孔作业指导书

旋挖钻钻孔灌注桩作业指导书

一、适用范围

适用于旋挖钻钻孔灌注桩施工。

二、作业准备

1、内业技术准备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、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。

2、外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

三、技术要求

1、桩位准确，尽量减少偏差，控制在《公路桥涵施工技术规范》JTC/TF50-2011允许范围内。

2、钢筋笼尺寸、配筋应符合设计及《公路桥涵施工技术规范》JTC/TF50-2011允许范围内。

3、钢筋焊接应符合《钢筋焊接及验收规程》JGT18

4、结合设计文件选取具有代表性的点位采用多种工法进行试钻，详细记录地质情况及钻孔速率，确定适合现场情况的施工工法。

5、严格选择混凝土配合比，使其强度及各项性能指标符合设计要求，并在浇筑时严格执行《公路桥涵施工技术规范》JTC/TF50-2011和《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/12004）的规定。

四、钻孔桩施工工艺

1、施工工艺流程图

2、场地平整、桩位放样

　　钻机开钻前，施工工点达到“四通一平”（通水、通电、通路、通讯，场地平整）。

场地平整采用装载机平整，人工配合，清除杂物，更换软土，夯填密实。

旋挖钻机作业场地平整尺寸为10米×10米，平整后用装载机轮胎进行碾压，钻机座不直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

根据设计院提供的施工图纸复核无误后，结合现场导线点、水准点，用全站仪准确测出桩位。

测量队放出桩位后，并在桩前后左右距桩中心2m处设置十字护桩，以便随时检查钻头中心与桩位中心是否重合。

钻孔前计算出设计钻进深度，并用测绳注意量测实际深度。

快到桩底设计标高时要加密量测次数，以确保不超钻或欠钻。

3、埋设护筒

护筒采用钢板卷制，护筒长度为2.5m,内径大于桩径200mm，钢板壁厚保证护筒不变形。

在整体加工焊接好后运至工地，所有焊缝采用坡口双面焊，护筒进场后由专人检查焊缝以保证不漏水。

在埋设护筒时，护筒中心应与桩基中心重合，平面位置偏差控制在5cm之内。

随时检查其平面位置，发现偏移立即进行校正。

护筒在现场利用吊车辅助下放，人工埋设，护筒外侧四周采用黏质土回填并分层夯实，保证护筒稳固。

护筒埋置深度2.2m,高出地面30cm。

护筒埋设完后项目部技术对护筒顶进行抄平，计算出护筒高程、钻进深度等数据。

4、配备泥浆

　泥浆由水（饮用水）、粘土（或膨润土）、添加剂按适当配比配制而成，其性能指标见下表。

5、钻孔

（1）钻孔前，按施工设计单位提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，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。

填写完整的钻孔施工记录。

（2）开钻时使用低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后再以正常速度钻进。

在钻孔过程中钻机提钻甩渣复位后，检查钻头是否对中。

钻进过程中保证泥浆面始终不低于护筒底部50cm，并严格控制钻进速度，原地面以下四米至十二米处土质为粉砂应放慢钻进速度，避免进尺过快造成塌孔埋钻事故。

钻斗的升降速度控制在0.75～0.80m/s，泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行注浆。

钻孔过程中，随时对孔内泥浆的性能进行检测，不符合要求时及时调整。

　（3）钻孔过程中应观察主机所在地面的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。

因故停机时，必须将钻头提出孔外。

测量钻进深度用测绳系重锤（3～5kg）从孔底量至护筒顶部，随时对钻孔的倾斜度及钻机对位进行检测。

经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。

如地质情况发生较大变化，及时通知监理工程师及业主。

　（4）钻至设计标高后，相对延长旋挖筒取渣的时间，保证能够取尽钻渣，但不能加压，以免超钻。

（5）当钻孔深度达到设计要求时，采用检孔器、测绳等仪器对孔深、孔径、孔位、孔的倾斜度等进行检查，孔深、孔底沉渣采用标准测锤检测，孔径、倾斜度采用自制检孔器检测。

检孔器用Ф22钢筋制成，检孔器长度确定为4m。

检孔器顶面几何中心焊起吊圈。

检测时，将检孔器吊起，使笼的中心、孔的中心、吊绳保持一致，慢慢放入孔内，上下畅通无阻标明孔径大于设计桩径。

确认满足设计要求后，并经驻地监理工程师认可后方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

6、清孔

　　钻孔达到设计深度后立即进行清孔，清孔采用泥浆置换法，严禁直接孔底注入清水换浆或采用加深钻孔深度的方式代替清孔，在清孔时，注意保持孔内水头，防止坍孔。

泵入符合清孔后性能指标的新泥浆维持正循环直至清除孔底沉渣、泥浆性能指标符合要求为止。

自检合格后，通知监理工程师检验。

未经监理工程师验收批准的桩孔不得灌注混凝土。

7、钢筋笼加工运输及安装

　钢筋笼在钢筋加工场钢筋笼胎架上统一制作，钢筋的间距必须至少采用两个间距定位架来进行定位，禁止工人手扶固定间距，保证其主筋和箍筋的轴线、平顺度和间距符合设计要求规范误差要求，螺旋箍筋应焊接。

钢筋笼按设计每隔2m焊接一道加强箍筋，加强箍筋必须采用双面焊，焊接长度不小于22cm+起落焊弧各1cm，并对每道加强箍筋增设临时十字支撑，待钢筋笼吊入桩孔后拆除。

加强筋弯制成型后点焊，待加强筋和主筋连接成一个整体后再施焊，加强筋点焊后必须用扳手消除弹性变形，加强箍筋与主筋全部满焊焊接且不得偏斜。

钢筋保护层垫块采用中孔圆柱形混凝土垫块，垫块半径不小于保护层厚度,中孔直径大于所穿钢筋直径10mm。

混凝土垫块每隔2m设置一组，每组4个均匀设于加劲箍四周。

胎架上完成垫块的绑扎。

钢筋笼分节制作，两节钢筋笼对接的一端宜预留1～2m箍筋不绑扎，以便于主筋在孔口连接时施工方便。

钢筋笼主筋接头采用电弧焊双面焊搭接，仅在双面焊无法施焊时，方可采用单面焊。

焊接接头在35d（d为钢筋直径）长度范围内，且不得小于50cm接头长度区段内，同一根钢筋不能有两个接头，配置在接头长度区段内的受力钢筋，其接头的截面积不超过50%。

单面焊时，焊缝长度大于10d（d为钢筋直径），双面焊时，焊缝要大于5d（d为钢筋直径），焊接长度不包括10mm的起弧和10mm的落弧长度。

焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤，焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹并满足表4-8-1允许值：

电弧焊焊接处与钢筋弯曲处的距离不应小于10d（d为钢筋直径），且不能位于构件的最大弯矩处。

搭接焊时，接头两侧主筋中心必须位于同一直线上。

钢筋电弧焊接前必须弯好角度，保证焊接同心，禁止焊后弯同心角。

分节制作的上下两节钢筋笼主筋搭接处的预弯方向须契合，方便现场接长焊接。

　　钢筋笼制作完成以后，应及时运至施工现场临时钢筋场内。

如钻机不具备开钻条件，则不可过早进行钢筋笼的加工，以免受潮生锈，影响钢筋笼质量。

钢筋笼存放场地采用混凝土硬化，钢筋笼底部支垫高度应不小于15㎝，间隔2m等距离布置。

每组钢筋笼的各节应排好次序，便于使用时按顺序运出。

各节挂上标志牌，写上桩号、节号等。

存放的钢筋笼用彩布遮盖，以防雨、防潮、防锈。

用拖车运至现场后采用汽车吊吊装，钢筋笼拖车长度不小于钢筋笼长度以防止钢筋笼变形。

钢筋笼在运输吊装时按设计每隔2.0m焊接一道加强箍筋，对每道加强箍筋增设临时十字支撑，待钢筋笼吊入桩孔后拆除。

钢筋笼吊装时采用吊车大小钩三点起吊方式（见图4-8-2）吊装，以防止钢筋笼变形。

　　缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。

钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上绑十字线，连接单桩护桩，拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合。

不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋,使之重合。

安装钢筋笼骨架时，要将其吊挂在支设于孔口护筒外地面上的方木上，不得将方木支设在护筒上。

吊装钢筋笼前应设置4根导向钢管，对称布置。

导向钢管具有防止钢筋笼戳破护壁和保证钢筋笼保护层厚度的作用。

导向钢管的直径为保护层厚度，长度4m。

下笼时如遇阻，可适当转动钢筋笼。

钢筋笼安装完成后采取加设井字型钢筋固定措施，防止在混凝土浇筑过程中钢筋笼活动和上浮。

桩基钢筋笼焊接完成后，在最上一节骨架上焊接吊筋，吊筋的长度根据桩顶高程到孔口的位置确定。

吊筋应牢固固定在孔口的吊杠上，防止钢筋笼上浮或下沉，更要严防掉笼。

吊杠用型钢制作，其刚度必须能够承受全部钢筋笼的重量，并能抵抗施工过程中偶然的冲击。

桩基钢筋笼加工及安装质量检验标准按照表4.8.4要求进行检验。

　　8、导管安装

　　水下混凝土的钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密，导管直径为30cm。

导管管节为3m，最下端设4m的长节，另备1m左右的若干个调节管节，导管采用螺旋丝扣连接。

使用前进行试拼，并进行水密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。

　　导管水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力,亦不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，进行承压试验时的水压不应大于导管壁可能承受的最大内压力，P可按下式计算：

　　P=1.3（γchc-γwhw）

　式中：

P—导管壁可能受到的最大内压力（kPa）；γc—混凝土拌合物的重度，取24kN/m3；hc—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；γw—钻孔内水或泥浆重度（kN/m3）；泥浆容重大于12kN/m3时不宜灌注水下混凝土；hw—桩孔孔内水或泥浆深度（m）。

　　试验导管全长hc=28m，钻孔内泥浆重度γw=11kN/m3,桩孔孔内泥浆深度hw=25m，由此计算：

　　P=1.3×（24kN/m3×28m-11kN/m3×25m）=516.1kPa≈0.516MPa

　　根据计算，选择0.516MPa进行试验。

　　试验压力达到0.516Mpa并保压30min，导管不产生漏水、渗水现象，即认为水封导管试压合格

　　组装导管时严格按照水密承压试验时的编号顺序组装。

　9、混凝土灌注

（1）灌注混凝土前，进行二次清孔,现场技术人员协同监理对泥浆指标、孔底沉淀层厚度进行检测，合格后立即灌注混凝土，如果超出规定范围，再次清孔直到符合要求。

（2）砼按照经过批准的配合比由拌和站集中拌和，砼采用砼运输车运输至施工现场直接灌注。

　（3）在灌注现场经常检查混凝土的和易性及坍落度，坍落度控制在180~220mm。

在现场制作混凝土试件，送往养护室养护。

　（4）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。

　首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1m）：

　　　V=πD2/4（H1+H2）+πd2/4*h1；

　　　V表示首批混凝土所需数量（m3）

　　　D为桩孔直径

　　　H1表示砼桩沉渣顶到导管底口的高度一般为30-40cm，一般沉渣厚度取值10cm。

　　　H2表示导管初次埋置深度（m）

　　　d为导管内径（m）

　h1表示桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外压力所需的高度（m）。

　rw为井孔内水或泥浆的容重（kN/m3）；

　　Hw为井孔内砼以上水或泥浆的深度（m）

　　rc为砼拌和物的容重（24kN/m3）

　　h1=Hwrw/rC=25*11/24=11.458m

V=3.14*12/4*（0.4+1）+3.14*0.32/4*11.458=1.909m3

　（5）桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，混凝土必须连续灌注，不得中断，灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间。

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2～6m。

同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。

　（6）开始灌注时，混凝土面高度将至钢筋笼底部时要放慢灌注速度，并仔细量测混凝土表面高度，以防钢筋笼上浮，当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升、拆除导管。

　（7）拆除导管动作要快，时间一般不得超过15min。

已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

　（8）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，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。

当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，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。

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。

　（9）混凝土灌注至距离桩顶设计标高以下至少2米时，须接高外部导管，保证灌注混凝土导管入口至少高出桩顶设计高程3m以上，以保持导管内混凝土压力，否则必须将剩余的灌注混凝土机械插捣密实。

　（10）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，确保桩顶质量，减少后期桩头破除的难度，混凝土灌注的桩顶高程要比设计高程高出80cm。

　10、桩头破除

灌注桩混凝土强度达到设计强度的80%以上时方可破除桩头，禁止采用以淘代破、软破和爆破破除桩头。

应采用：

“基坑开挖→高程测量→无齿锯环切（桩顶高程+2cm）→剥出钢筋→断桩头→吊车吊出→桩头清理”桩头破除工序。

环切时注意不要伤及钢筋，钢筋弯折不能超过15°。

桩头破除后，桩顶部分微凸（桩中心略高，周边略低）。

嵌入承台的锚固钢筋长度不得低于设计规范规定的最小锚固长度要求。

破除桩头后，桩顶应无残余的松散混凝土；在测设桩位中心完成后，在破除后的桩顶弹两条交叉墨线，明显标识出桩中心和桩号，留取照片存档。

五、施工质量通病预防及措施

1、塌孔

　　①在松散粉土或流沙中钻孔时，选用较大比重、粘度的泥浆，并放慢进尺速度。

　　②根据不同地质，调整泥浆比重，确保泥浆具有足够粘稠度，确保孔内外水位差，维护孔壁稳定。

清孔后及时灌注混凝土。

　　③清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度。

　　④发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填，重新埋设护筒再钻。

坍孔部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土填密实，重新钻孔。

　　⑤发生孔内坍塌时，判断坍塌位置，回填砂和黏土（或砂和黄土）混合物到坍孔处以上1～2m。

如塌孔严重时应全部回填。

待回填物沉积密实后再进行钻进。

2、偏孔

　　①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，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向下钻进。

　　②偏斜严重时应回填砂黏土到斜处，待沉积密实后再继续钻进。

3、缩径

　　①应经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换磨损的硬质合金。

有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。

　　②采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。

4、护筒冒水、钻孔漏浆

　　①埋设护筒时，护筒四周土要分层夯实，土质要选择含水量适当的黏土。

　　②起落钻头，要注意对中，避免碰撞护筒。

　　③护筒刃脚冒水，用黏土在周围填实、加固。

　　④如护筒严重下沉、位移、则须返工重埋护筒。

5、导管卡、挂钢筋笼

　　①导管拼装后轴线顺直，吊装时，导管应位于井孔中央。

　　②发生卡挂钢筋笼时，可转动导管，待其脱开钢筋笼后，将导管移至孔中央继续提升。

　　③导管采用丝扣连接式导管，不宜采用法兰盘接头式导管。

6、钢筋笼上浮

　　①钢筋笼制作时，将笼底进行防上浮处理。

　　②灌注孔底时，勤量测灌注混凝土高度、导管埋深、距离钢筋笼孔底位置，防止灌注混凝土导管口距离钢筋笼底过近。

并当混凝土表面接近钢筋笼底时，放慢混凝土灌注速度。

　　③根据孔径的大小选择不同直径的导管，控制混凝土的通过量。

7、基桩钢筋偏位超出允许误差范围

　　必须下破桩头直至将钢筋调顺，破除部分用一次性钢套筒制模浇筑，机械插捣密实。

8、基桩偏位超出允许误差范围或距离地面较浅部位出现断桩

人工开挖直至调正，开挖破除部分用一次性钢套筒制模浇筑，机械插捣密实。