钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书Word下载.docx

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3.5各项规定及允许偏差

3.5.1轴线偏差：

单桩为50mm，群桩为100mm

3.5.2孔径：

不小于设计孔径

3.5.3倾斜度：

小于1%

3.5.4桩长：

不短于设计值，对于支撑桩需满足嵌岩深度不小于4m且不小于2d

3.5.5摩擦桩桩底沉渣厚度t：

桩径d≤1.5m时t≤300mm；

桩径＞1.5m时t≤500mm且0.1＜t/d＜0.3

3.5.6支撑桩和嵌岩桩桩底沉渣厚度t：

桩径d≤1.5m时t≤50mm，桩径＞1.5m时t≤100mm

3.6钻孔灌注桩应严格清孔，确保混凝土质量及桩基础承载力的要求。

3.7本标段桥梁桩基持力层多为强风化砂岩、中风化砂岩，桥梁桩基础均采用钻孔灌注桩，严禁使用挖孔桩。

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

旋挖钻机作业施工程序为：

施工准备→桩基工艺试验→工艺总结→测量放样→护筒埋设（泥浆制备及测试）→钻机就位→钻孔→补浆→孔深测量→地质确认→清孔→成孔。

4.2工艺及质量控制流程

钻孔灌注桩施工工艺及质量控制流程如下图4.2-1所示：

图4.2-1钻孔灌注桩施工工艺及质量控制流程

5．施工要求

5.1施工准备

5.1.1岗前培训

桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全教育培训，培训合格后，方可持证上岗作业。

尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培训，必须考核合格上岗作业。

5.1.2场地踏勘

进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施进行排查，如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。

5.1.3地质调查

桩基施工之前需要根据设计提供的地质报告了解施工部位的地质情况，确定合适的钻头类型。

5.1.4施工机具

根据旋挖钻机施工的要求，准备满足要求的设备，如旋挖钻机、泥浆泵、导管、电焊机、氧气瓶、乙炔瓶、挖掘机、泥浆搅拌机、自卸汽车等，并调试至最佳使用状态，测绳需标定后方可使用。

图5.1-1测绳湿润后进行校核

5.1.5场地平整及布置

平整场地，以便钻机安装和移位。

对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固措施。

场地要采取有效的排水措施。

图5.1-2钻孔施工前进行场地平整、施工便道

场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔位以上排放的需要。

5.1.6泥浆池开挖以及泥浆制备

施工前确定泥浆池的位置及大小，一般相邻墩位的桩基可共用一座泥浆池，泥浆池大小按钻机使用数量来开挖。

泥浆池开挖按照1:

0.75进行放坡，开挖完成后设置1.5m高的钢管栏杆，并用绿色密目网围护，将标识牌、警示牌悬挂在醒目位置。

泥浆池制备泥浆前在底部和四周用厚塑料薄膜护底防渗。

图5.1-3泥浆池开挖及防渗措施

泥浆的制备采用泥浆搅拌机进行，泥浆采用造浆能力强的膨润土来制备。

泥浆制备完成后应测其各项指标并报现场监理工程师验收，合格后方可使用。

5.1.7施工核对

对照技术交底和设计图纸，通过计算标高符合桩径、桩长及桩顶、底标高，防止出现施工质量事故。

5.2施工工艺

5.2.1测量放样

首先放出墩位中心线，再根据图纸桩位坐标进行桩基孔位中心点的精确放样，并由中心点引出四个护桩点，护桩要固定在稳定的基础上并采取有效固定措施，防止护桩位移，四点护桩用在后续施工中随时检测孔位、钢筋笼偏位情况，并测量地面标高，并将放样结果报监理工程师，经同意后方可下一步工序施工。

桩位中心点误差控制在50mm内。

图5.2-1桩位测量及护桩埋设

5.2.2钻机就位

钻机就位前检查钻机的工作性能，确保钻机各系统正常运行。

钻机钻头的尖端正对标注的桩位中心点，用垂球及钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身的水平，并保证钻架上的起吊滑轮、钻杆中心及转盘中心在同一条铅垂线上，保证钻机底座和顶端平稳。

钻机停位回转中心距孔位在3~4.5m之间，检查在回转半径内是否有障碍物影响回转。

5.2.3护筒埋设

旋挖钻机使用的钢护筒采用10mm厚的钢板卷制而成，每节高度为1.5m~2m。

钢护筒的内径比钻头直径大10~15cm，比桩径大20~30cm，护筒长度根据地质情况确定。

钢护筒中心与桩位中心应重合，采用钻机钻头埋设。

钻头先钻至护筒底位置，然后提出钻头且用钻头将钢护筒压入预定位置，四周用黏土夯填密实。

钻头贯压护筒时要在护筒各个方向均匀贯压，防止护筒在贯压中出现倾斜。

护筒贯压到位后使用水平尺、垂球检查护筒的垂直度，并报现场监理工程师。

图5.2-2施工用护筒及现场开挖护筒导向坑洞

5.2.4钻机钻孔

钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标识挂设十字线，然后对中钻头中心。

钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

成孔前必须检查钻头钻头直径、钻头磨损情况，施工过程中磨损超标的钻头及时更换。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度，通过电子控制和人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。

同时在每一次钻机提钻倒渣复位后检查钻头是否对中。

开钻时，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中高于护筒底部至少0.5m以上并不得低于地下水位方可开始钻进。

开始钻进时，低挡慢速钻进，待钻进深度超过护筒刃脚处按正常速度钻进。

起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。

孔内出渣应立即清走，不得堆积在钻孔周围。

钻孔作业分班连续进行，一次成孔。

在钻进过程中，现场施工人员记录成孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻渣情况与地质报告对照，并准确取样报现场监理工程师确认地质情况。

钻孔过程中必须记录钻进深度、泥浆指标钻孔异常等情况，记录需认真、及时、准确、清晰，且交接班时要做好交接记录。

钻进过程中产生的泥浆、钻渣经沉淀池净化处理后方可排放。

钻至桩孔设计标高后，钻头在不加压的情况下就地旋转数圈，再提钻，保证钻头尽可能取渣时又可避免超钻。

5.2.5成孔检查

在桩基显示器显示孔底到达设计桩底标高后，停止钻进，在现场监理工程师在场的情况下，对护筒顶面标高、孔位中心偏差、、孔径、孔深、钻孔垂直度、孔底沉渣厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等进行检查，签字确认合格。

验孔器长度为4倍桩基直径，外径不得小于钻孔钻孔桩直径，验孔器按照钢筋笼的形式加工。

钻孔倾斜度通过验孔器检验，验孔器在孔顶对中护筒中心下落后，通过在护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的倾斜度。

具体做法如下：

在验孔器下放到指定位置后在吊点上系一垂球，然后在垂球的吊绳上用毫米尺标定好从垂球系点开始的1m位置，待垂球静止后用毫米尺测量垂球吊绳到验孔器吊绳的距离E（单位mm）。

此时验孔器所处位置桩孔的倾斜度为i=E×

100%/1000，如图5.2-3所示。

图5.2-3钻孔倾斜度测量示意图

5.2.6弃渣、清孔

钻孔弃渣可采用泥浆循环和抽渣桶等方法。

如采用抽渣桶弃渣，在钻进4~5m后，每钻进0.5~1m应抽渣一次，并补给泥浆，灌注清水。

钻到施工图标示桩底标高后，应立即清孔。

当钻进深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，满足设计要求后，经现场监理工程师签认后方可进行清理和灌注水下混凝土的混凝土的准备工作。

（1）清孔方法

掏渣法使用于各类土层中用钻孔的各类摩擦桩的初步清孔；

喷射法和砂浆悬浮法适用于其他配合其他清孔方法的辅助手段。

（2）钻孔桩清孔

对于原土造浆的钻孔，钻到设计标高后，可采用钻头空转不进尺的方法，循环换浆，泥浆比重在1.05~1.1左右。

清孔后的孔底沉渣厚度，支撑桩和端承桩不得大于50mm或设计规定值；

摩擦桩不得大于300mm或设计规定值。

在灌注水下混凝土前必须复测沉渣厚度，沉渣超过规定值应重新清孔，符合规定后方可灌注水下混凝土。

（3）清孔注意事项

清孔应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止塌孔。

不得用加大孔深的办法代替清孔。

柱桩孔在灌注混凝土前向孔底射水或压气3~5min，翻动孔底沉渣，然后进行灌注，射水压力比孔底压力大0.5Mpa。

各环节施工应衔接紧密，缩短工艺间隔时间。

5.2.7钻孔与灌注作业的连续性

钻孔完成后，应立即组织钢筋笼安装和水下混凝土灌注工作，在此过程中，应保持孔内水头，避免塌孔。

为保证施工的连续进行，应做好以下工作：

（1）钢筋笼应提前制作。

如果钢筋笼长度超过吊装能力，可以分段制作，向孔内安装时现场焊接或采用套筒连接。

（2）提前完成机械设备和施工器具的准备工作。

（3）按规定的时间提前约现场监理工程师到现场查验成孔、钢筋笼、混凝土配合比及原材料，混凝土质量，避免停工待捡。

5.2.8注意事项

钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不稳定因素较多，因此开钻前应制定详细可行的钻孔灌注桩施工方案、技术交底及施工作业指导书，包括施工工艺、设备安排、相关人员培训、事故预案、安全环保专项方案等，并配备发电机以防突然停电造成停工。

每钻进2m或地层变化时应捞取钻渣样品，查明地质情况是否与设计相符。

钻孔过程中必须安排旁站人员旁站，随时记录钻孔、地质等参数，发现问题及时解决。

6．劳动组织

6.1劳动力组织方式：

采用劳务分包的组织模式。

6.2施工人员根据工艺试验和配备的人员、机械选用最佳组合，人员配置如下表6.2-1所示。

表6.2-1每个作业循环人员配置表

班组长

1人

技术员兼安全员

质检员

钻机操作手

2人

普工（协助钻机施工）

3人

装载机驾驶员

7.材料要求

7.1护筒：

采用10mm厚钢板卷制而成，一般高度1.5~2m。

7.2泥浆：

泥浆种类见下表7.2-1所示，钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。

表7.2-1常用泥浆种类表

泥浆种类

主要材料

外加剂

膨润土泥浆

膨润土、水

分散剂、增黏剂、防漏剂

聚合物泥浆

聚合物、水

加重剂

CMC（钠羧甲基纤维素）泥浆

膨润土、CMC、水

分散剂

黏土泥浆

黏土、水、纯碱、外加剂

分散剂、增黏剂

对泥浆材料的要求：

（1）黏土：

粒径小于0.005mm，颗粒含量大于50%，塑性指数大于25%~30%，含砂量小于6%，SiO2和Al2O3之比为3~4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水溶液呈碱性，Ca2+小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。

（2）膨润土：

主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量及屈服值等指标，应符合有关标准。

（3）水：

淡水。

（4）外加剂。

见表7.2-2所示。

表7.2-2外加剂种类表

种类

使用目的

常用物质

防水泥、盐分对泥浆的污染，污染后泥浆再生。

增强防坍作用没提高泥水分离性

Na6P6O18、Na6P3O10、Na2CO2、NaHCO3、木质素、腐殖酸

增黏剂

防孔壁坍塌，提高钻孔效率，对泥浆有保护膨润土的凝胶作用

CMC（钠羧甲基纤维素）

增加泥浆比重，提高孔壁稳定性

重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末

防漏剂

防止泥浆漏入土中

锯末、稻草、水泥

盐水泥浆剂

在盐水中湿胀并提高黏度

防腐剂

防止CMC等有机外加剂在夏季变质

硫化钠

8.主要机具设备

8.1主要机械：

旋挖钻机1台。

8.2辅助机械、设备：

钻头2个、搅拌机1台、泥浆泵1台、电焊机1台、氧气瓶1个、空压机1台、乙炔瓶若干、挖掘机1台、千斤顶1个、抽渣筒1套、验孔器及测绳各1套。

9.质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1严格控制泥浆质量，泥浆对护壁及钻渣的悬浮起重要作用。

根据地质情况选用膨润土、火碱、纤维素的配比，其次要用搅拌机按比例均匀搅拌，泥浆池要循环使用，从孔位返回时设置沉淀池。

9.1.2钻孔平台、桩基及钻杆要稳固牢靠，不产生位移及沉降。

（1）钻杆与机身水平。

（2）应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心要护筒中心的偏差不大于50mm。

（3）对于软弱地基位置，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，钻孔过程应速度均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得长时间堆积在钻孔周围。

9.1.3钻孔过程中随时核对地质情况，并调整泥浆指标，防止出现坍孔。

除此之外，还应控制进尺速度，由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度，软地层变为硬地层时要减速慢进。

9.2质量检验

钻孔桩的质量检验按《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）的相关条款进行检验。

表9.2-1泥浆性能指标

钻进方法

地层情况

相对密度

黏度

含砂率

胶体率

pH值

旋挖钻

填土、硬土、粉土、黄土、砂卵砾石层、软~中硬基岩等

1.03~1.1

17~20Pa·

s

＜2%

＞98%

8~10

表9.2-2钻孔桩灌注混凝土前泥浆及沉渣指标

项目

允许值

检验方法

泥浆比重

泥浆测试仪器（三件套）

沉渣厚度

不大于设计规定值

测绳测量

表9.2-3钻孔桩钻孔允许偏差

允许偏差

孔位中心

50mm

10.安全及环保要求

10.1安全要求

10.1.1施工现场设置警示标志，非施工作业人员不得入内。

图10.1-1泥浆池防护及现场施工标识、警示牌

10.1.2桩基各岗位人员上岗前必须经过岗位培训，并持证上岗，不符合条件者不得上岗。

10.1.3坚持“安全第一，预防为主”的方针，定期和不定期组织人员进行安全学习和教育培训。

10.1.4钻机就位前，墩位钻孔范围内场地需碾压密实，在软弱地基段钻机履带下垫10mm厚钢板，避免钻机发生倾斜。

10.1.5钻孔中，应注意有无漏浆现象，随时补充泥浆，保证孔内水位。

施工时在附近设置醒目标志和隔离带，防止人员掉入孔内。

10.1.6所有电器设备必须安装接地装置和漏电保护装置。

10.1.7按钻机维修保养制度，定期进行保养及维修，并做好保养维修记录。

10.1.8泥浆池四周设安全防护栏，挂醒目的警示标语。

10.1.9护筒周围按要求回填密实，埋设深度满足要求，避免地表上土质较差造成孔口坍塌，影响机械设备及人员的安全。

10.1.10钻机上方有高压线时，应保证足够的安全距离，杜绝为了进度冒险施工。

10.2环保要求

10.2.1各种机械设备及人员不得随意进入田地，无特殊情况外不得侵入征地接线外。

10.2.2施工驻地产生的各种生活垃圾应集中存放，定期送至指定回收站，不得乱弃，加强驻地环境净化，定期进行消毒。

10.2.3做好施工用燃油的保管工作，油料存放应做到密封保存，并远离火源等。

10.2.4钻渣要及时清运，在弃渣场做好防护工作，避免水土流失污染环境。

10.2.5不能利用的泥浆要用密封车清运出场，不能污染河流、沟渠。

泥浆应沉淀处理后方可排放。

图10.2-1泥浆外运指定位置及钻渣定期清理外运

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