桩基作业指导书.docx

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南疆铁路至兰新铁路联络线工程

干式成孔桩基作业指导书

编制：

审核：

审批：

中铁十一局集团有限公司南疆铁路至兰新铁路联络线项目经理部

二O一七年二月

编制内容

1、编制目的

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、适用范围

适用于南疆铁路至兰新铁路联络线桥梁桩基施工。

施工前应根据不同的地质采用不等的钻头。

3、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施工方案，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，修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要

4、施工方法及工艺要求

施工准备

测量放线埋辅桩

监理校核

设备就位

监理复核

安装孔口护筒

钻进质量自检

钻进成孔

渣土外运

孔底清渣

验收

移机

孔底沉渣检查

吊放钢筋笼

钢筋笼检查

导管检查

孔底沉渣检查

吊放导管

混凝土配比检查

灌注混凝土

拔护筒

旋挖钻干式钻孔桩施工工艺框图

4.1、技术准备

⑴、开工前应具备场地工程地质资料和必要的水文地质资料，施工图及图纸会审纪要。

⑵、施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑、实际地质情况与设计上的部分差别等的调查资料，提前做好准备工作。

确保不影响现场的施钻及其它工作。

⑶、主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，所需材料的检验和配合比试验，对所需的材料必需做材料的试验，试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。

⑷、具有可操作性的桩基工程的施工组织设计或施工方案和有关施工工艺的试验参考资料。

⑸、工程地质资料

作好全面的施工准备，施工前对工程的地质情况尤其是对粉沙土的特性进行必要的研究，对钻孔过程中可能会遇到的问题及突发事件采取针对性的措施及应急处理方案。

4.2、机械设备准备

根据现场施工要求，安排性能好的机械设备进场，并对进场设备进行必要的维护与保养，以保证设备正常运转。

具体机械设备如下表

旋挖钻施工主要机械设备表

序号

机械设备

数量

1

旋挖钻

1台

2

铲车

1台

3

内径ф260导管

若干米

4

大小料斗

1套

5

电焊机

1台

6

吊车

1台

4.3、测量准备

依据已经监理工程师批准并能满足工程需要的测量控制网，组织测量人员对桩位进行精确放样。

4.4、试验准备

在监理工程师见证下随机抽取相应的钢筋、水泥、砂以及碎石等材料样品，进行相关的原材料及混凝土配合比试验工作并报监理工程师批准。

4.5、物质材料准备

按照施工设计图相关内容做好钢材、水泥、地材等的准备工作，并按质量保证体系对合格材料供应方进行评价，签订长期的供货合同，保证物质材料按使用计划供应，满足正常施工需要。

4.6、施工场地布置

由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前对场地要平整夯实,保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。

合理布置施工场地：

保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位与材料运输，钻渣的及时外运。

合理布置临时用水、用电设施及泥浆、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。

在桩孔的施工顺序安排上、采用相邻墩台的桩孔间隔施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。

5、施工方法及施工要点

（1）、测量放样及埋设桩位（施工步骤）

①、复核全桥的桩位坐标，确认设计图纸提供的桩位数据。

‚单桩护桩放样与护桩埋设：

●沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位，作为单桩护桩。

●单桩护桩采用长80cmφ12mm钢筋，埋入地下20cm，并用砂浆或素混凝土保护。

ƒ检测：

●自检：

现场技术员用几何尺寸方法复核桩位，每天对桩位护桩复核一次，若护桩被破坏或发生位移及时通知测量人员进行复测。

●监理检测：

桩位放样完成，经现场技术人员检查无误后及时报请监理工程师复核，监理工程师用全站仪采用坐标法对桩位进行符合，无误后进行护筒埋设工作。

图1单桩护桩示意图（３ｃｍ×３ｃｍ）

（2）、钻机就位及钻孔

①、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。

②、标记位置，定位。

将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。

（3）、护筒的制作与埋设

①、护筒制作

护筒采用钢质护筒，4m以内的护筒，采用厚不小于5mm后的钢板制作，顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈；长度大于4m的钢护筒，采用厚不小于6mm厚钢板制作，顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。

制作时，钢护筒的内径比桩径大200-400mm。

②、护筒埋设

a、钢护筒埋置高出施工地面0.3m。

b、埋设护筒采用挖坑法，由吊车安放。

c、测量队对要埋设护筒的桩位进行放样，现场技术人员复核，旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔，所挖孔直径为护筒直径加40cm，挖孔深度为护筒长度。

d、利用护桩拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。

用吊车吊放护筒至空内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心基本与桩位中心重合，其偏差不大于3cm。

e、护筒位置确定后，吊垂线，用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离，检查护筒的竖直度。

护筒斜度不大于1％。

f、符合要求后在护筒周围对称填土，对称夯实。

g、四周夯填完成后，再次检测护筒的中心位置和竖直度。

h、测量护筒顶高程，根据桩顶设计高，计算桩孔需挖的深度。

（4）、钻进成孔

①、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。

通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。

②、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，

确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，

每次控制在70-90cm。

③、成孔、成孔检查

●成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。

检孔器应按如下要求制作：

●检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm，长度为6D（D为孔径，检孔器的加工执行钢筋加工及安装作业指导书）。

检孔器长度一览表

桩径

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

检孔器长度

6.0

6.6

7.2

7.8

8.4

9.0

9.6

10.2

●标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20米以内测锤重2Kg，20米以上测锤重3Kg。

●测量护筒顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。

以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。

现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。

●用检孔器检测孔径和孔的竖直度，检孔器对中后在孔内靠自重下沉，不借助其他外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不能顺利下至孔底时，用钻机进行扩孔处理。

●检测标准：

孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1％；沉渣厚度符合设计规定：

对于直径≤1.5m的桩，≤300mm；

对于直径＞1.5m的桩或桩长＞40m或土质较差的桩，≤500mm。

桩位误差不大于50mm。

（5）钻孔过程中钻机操作要领和注意事项：

①、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。

②、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。

③、因故停钻时，严禁钻头留在孔内，提钻后孔口加盖防护。

④、旋挖钻孔应超挖30cm，以保证桩长，同排桩超挖深度应基本一致，要控制在±5cm以内。

⑤、在钻进过程中，设专人对地质状况进行检查。

⑥、在钻进过程中，要根据地质情况调整钻机的钻进速度。

在粘土层内，钻机的进尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土层中，钻机的进尺控制在40-50cm/次旋挖。

⑦、在钻进过程中，钻杆的提升速度控制在0.4米/s。

（6）清孔

①、孔底清理紧接终孔检查后进行。

钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。

②、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。

③、清孔后，用测绳检测孔深。

（7）、钢筋笼制作与安装

钢筋笼的制作，钢筋笼所需钢筋统一由项目部钢筋加工场制作成半成品，运输至工地现场后，在现场拼装完成。

钢筋笼的运输、安装，钢筋笼运输采用炮车运输，吊车配合拼装安放。

①对钢筋笼半成品钢筋采用软隔垫分隔放置，防止在运输安装过程中钢筋笼变形。

②、钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。

起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。

第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。

起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。

待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。

③、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，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。

为了防止下放钢筋笼的过程中触碰孔壁，产生沉渣，必须保证孔的垂直度和钢筋笼焊接的垂直度及钢筋笼保护层厚度，保护层采用Φ16的定位钢筋，每隔2～2.5米设4根。

施工中严格控制施工工艺，以减少沉渣。

④、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。

当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用单面焊接连接。

焊接时可以使用多台电焊机同时焊接。

⑤、钢筋笼固定，可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿穿杠，将钢筋笼固定（见图5）。

⑥、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上帮十字线，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。

⑦、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：

主筋间距±10mm；螺旋筋间距±20mm；骨架外径±20mm；骨架倾斜度±1％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程±50mm。

（8）、安放导管

砼采用导管灌注，导管内径为200-300mm，螺丝扣连接。

①、检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。

局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。

②、导管试拼、编号

根据护筒顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计算导管所需长度对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。

试拼时最上端导管用单节长度较短的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4.0m）。

③、导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。

安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm。

④、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。

（9）、砼的拌合、运输

①、混凝土拌合前，由试验室提供混凝土配合比。

②、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合比，交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。

③、混凝土拌合坍落度控制在180～220mm。

每车混凝土出站前，试验室试验人员，检测混凝土的出站坍落度和出站温度，不合格不予出站。

混凝土出站时，试验室人员须在运输单上填写出站时间，出站时坍落度，若为冬季施工时，还需填写混凝土的出站温度。

④、混凝土运输采用罐车运输，冬季施工时，罐车运输罐应用棉被或其他保温材料包裹保温，以减少混凝土在运输过程中的温度损失。

（10）、灌注混凝土施工流程

①、沉放钢筋笼。

②、安放导管。

在导管底部开放的状态下将导管缓慢的沉到距孔底300~500mm的深度处。

③、每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在180～220之间，温度应在5℃度以上。

初灌混凝土，导管埋入混凝土内1.5米以上。

④、连续灌注混凝土，上提导管，导管下口要始终埋在混凝土内下2米以上，严禁提出。

⑤、混凝土灌注顶层时，桩顶4米范围内的混凝土进行振捣。

浇筑完成后对桩顶部混凝土应进行养护。

（11）、控制要点：

①、灌注开始后，混凝土应连续地浇筑，中途不得停顿，准备好导管拆卸机具，缩短拆除导管的时间间隔，防止塌孔。

②、开始灌注时，砼每次浇筑量要均匀，不能出现一次性倾倒浇筑现象的发生。

③、钻孔灌注桩施工全过程中，现场技术员应真实可靠地做好记录，记录结果应经监理工程师认可，如钻孔记录、终孔检查记录、砼灌注记录。

（12）、施工过程中可能出现的情况的处理措施

砼浇筑不连续的预防措施

在钻孔桩浇筑前，现场管理人员需和拌合站衔接，根据本次浇筑方量和损耗上报砼的标号和数量并说明浇筑时间以便于拌合站的砼供应和砼运输车的安排和调整，从而避免由于砼的供应时间过长影响桩基质量。

6、断桩处理预案

钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。

但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。

6.1断桩原因

断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。

常见的断桩原因大致可分为以下几种情况：

a.由于混凝土坍落度过小，或石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。

b.由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。

c.由于水泥结块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。

d.由于混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，使灌注中断造成断桩。

e.由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。

f.由于在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，形成断桩。

g.在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。

h.由于导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。

i.由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。

由此可见，钻孔灌注桩的施工受多方面因素的影响，灌注前应从各方面做好充分的准备，尽可能避免意外情况发生。

6.2.预防措施

（1）施工材料

集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6～1/8以及钢筋最小净距的1/4，同时不大于40mm。

拌和前，应检查水泥是否结块；拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。

控制混凝土的坍落度在18～22cm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。

在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。

（2）混凝土灌注

a.根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，采用≥φ200mm大直径导管。

使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。

导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。

b.混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。

c.下导管时，其底口距孔底的距离应不大于30～50cm（导管口不能埋入沉渣中）。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1m）和填充导管底部的需要。

d.关键设备（如发电机、托泵、起重设备、运输车辆等）要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。

e.首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。

在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2～6m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。

f.若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，应配置多台搅拌车运输，以保证凝土灌注的连续性。

6.3处理断桩的几种方法

断桩情况出现后应根据灌注深度分别采取不同的措施进行处理。

A在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况

在混凝土浇筑首封时或首封结束不久后出现段断桩情况，则应立即停止灌注，并且将钢筋笼拔出，然后用旋挖钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。

B在混凝土浇筑中途且未进入或刚进入钢护筒内出现段断桩情况

若灌注中途时因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。

继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定）将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。

C混凝土面已进入护筒内出现段断桩情况

若断桩位置处于护筒内时，且混凝土已终凝，则可停止灌注。

清除夹层砾石杂物的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，然后以护筒为模板浇筑混凝土。