钻孔灌注桩施工作业指导书

钻孔灌注桩基础施工作业指导书
1、适用范围
本作业指导书适用于铁路客运专线新建桥梁工程。

2、采用的有关规范、标准
«铁路桥涵施工技术规范»（TB10203-2002）。

«客运专线铁路桥涵工程施工技术指南»（TZ213-2005）。

«铁路混凝土工程施工质量验收补充标准»（铁建设[2005] 160号）。

«客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准»（铁建设[2005] 160号）。

武汉至广州客运专线V标施工设计图。

3、设备配置
4、进度指标计算
考虑沿线地质情况及用电方便，计划采用冲击钻施工。

5天成桩一根。

5、劳动力配置
6、施工方法
6.1施工工艺流程
施工放样→埋设护筒→复核桩位→钻机就位→钻进→成孔检测、清孔→安装钢筋笼（制作好并经检验合格）→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拆除护筒→处理桩头→成桩检测
6.2施工方法
6.2.1施工准备
平整场地，定位放样，以方便钻机安装和准确就位；泥浆池的布置除容积应满足至少3根桩的排浆量外，尚应考虑安排在远离路基边界的地方，为安全、文明施工，用彩条布将泥浆池四周包围，施工中应经常清理泥浆池，不得将废弃物排入河流池塘，为了环保，将泥浆费碴用自卸车运至指定地点集中堆放。

6.2.2护筒埋设
护筒选用6mm厚钢板制成，护筒高度按照具体地质情况而定，护筒直径比桩基础直径大40cm ，埋设时应根据设计桩径大小选择相应直径的护筒。

护筒采用人工挖埋，在埋设护筒时在护筒外侧50-60cm范围内分层填筑夯实粘土，埋设完毕后的护筒其倾斜度不得大于1%，护筒顶面应高出地面50cm以上。

6.2.3钻机就位及泥浆调制
钻机底盘应放置在方木上，就位后，钻架底盘应保持水平，其用于吊装钻头的钢丝绳中心应与护筒中心保持一致。

调制泥浆的方法是：首先由人工向护筒中投放粘土，而后给护筒加满水，上下提动钻头进行造浆。

6.2.4钻孔
当护筒中泥浆比重达到1.2-1.4时，开始下钻，初钻时应慢速钻进，以防钻头偏位，导致基桩中心偏离设计位置。

钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速。

孔内出土不得堆积在钻孔周围。

在钻进过程中，应时刻观注桩位处的地层变化、孔的垂直度、钻进速度，并作好详细的施工记录。

为确保钻孔安全，每个桥台或桥墩仅允许一台钻机钻进，不允许多台钻机同时钻同一个墩台，以免相互影响造成坍孔。

当钻至孔底设计标高时，停止下钻，提出锥头，进行清孔。

6.2.5清孔
清孔设备采用掏渣筒，在清孔时由掏渣筒将孔中下部粘稠泥浆提出，同时应向护筒中注入同样多的清水，以确保孔中水头高度，如此直到孔中泥浆比重≤1.1，含砂率＜2%，黏度17～20s。

清孔完毕后用测绳丈量孔深，若孔中沉淀较厚，应及时使用抽渣法抽出沉渣。

为确保成桩质量，桩底沉渣厚度桩柱不大于5cm,摩擦桩不应大于20cm。

6.2.6检孔
钻孔达到设计高程后，应复核地质情况和桩位情况。

应用检孔器检查桩孔径、倾斜率等。

施工偏差应符合下表规定。

钻孔桩钻孔允许偏差
钢筋骨架的制作采用加劲筋成型法：制作时，按照设计尺寸做好加劲筋圈，标出
主筋的位置。

把主筋摆在平整的工作台上，并标出加劲筋的位置。

焊接时，加劲筋上的任一主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记，扶正加劲筋，并用木制直角板校正加劲筋与主筋的垂直度，然后点焊。

在一根主筋上焊好全部加劲筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后套入盘筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊固定。

钢筋骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m,沿桩周围不少于四处。

桩的钢筋笼根据实际情况分节，分段插入桩孔中，钢筋接头按照规范要求错开布置，每两节之间搭接长度为40d，采用竖向搭接单面焊连接，焊缝长度不小于10d。

每节骨架起吊时，为保证不变形采用两点起吊。

第一吊点设在骨架的上部，第二吊点设在长度的中点到上三分点之间，对较长的钢筋笼可在其中插入两根杉木起吊（以加强其刚度），防止变形。

骨架的最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位，定位筋的顶吊圈内应插入两根平行的工字钢或槽钢（其净距应大于导管外径30cm），并将工字钢或槽钢放置于孔口的垫木上，并用短钢筋防止导管或其它机具碰撞而使钢筋笼变形或落入孔中。

第一节钢筋笼应与声测管焊好，平行地焊在钢筋笼上，把同第二节一样长的声测管绑扎在对应的钢筋笼上（为了校正方便），当第二节笼焊好后，再移动第二节声测管，用钢尺校正后将管与钢筋笼焊在一起，直到笼顶，最后用钢板把声测管封好。

钻孔桩钢筋骨架允许偏差
第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉碴，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。

清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉碴。

清孔标准是孔深达到设计要求，孔底泥浆密度≤1.15，复测沉碴厚度在300mm以内，清孔完成后，立即浇注水下砼。

6.2.9混凝土的搅拌、运输
混凝土采用强制式搅拌机搅拌，计量系统应定期检定。

搅拌机经大修、中修或迁移至新的地点后，应定期对计量器具重新进行检定。

每一工班正式称量前，应对计量设备进行检查。

混凝土的运输设备的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，保证浇注过程连续进行。

运输过程应保证不发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象。

当运至现场的混凝土发生离析现象时，应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌，但不得再次加水。

6.2.9水下砼灌注
①用于灌注水下砼的导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长2.0～5.0m，配1～2节长0.5～1.5m短管，丝扣连接。

使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。

导管安装后，其底部距孔底留250～400mm的空间。

②混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土的深度在1-3米之间。

当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。

③水下混凝土的灌注应连续浇注，中途不得停顿。

为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。

当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常的灌注速度。

④混凝土的灌注中应尽量缩短拆除导管的时间，每根桩的浇筑时间不应过长，宜在8h内浇筑完成。

混凝土浇筑完毕，位于地面以上及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。

⑤当孔中砼表面达到设计标高时，应再超灌1m左右的砼，以确保桩头砼质量。

水下砼灌注完毕后应立即组织人员尽可能在砼凝固之前将高出桩头设计标高10cm以上的劣质砼清出孔外，剩余的10cm砼在接桩头前由人工凿除。

6.3岩溶钻孔方案
6.3.1岩溶钻孔的处理
a开钻前，设计单位未逐根钻探的钻孔位置用地质钻机补探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。

b对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。

c根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方
法及施工措施。

d对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。

e遇到大溶洞时，及时请监理工程师和设计单位核查，明确处理方案，并报监理批准后实施
6.3.2岩溶区或溶洞处理后钻进成孔时注意以下几点：
①冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，一般等待时间为10ｄ左右。

②为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行。

③加大泥浆质量和密度。

采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力。

④当岩面的倾斜较大时，钻头摆动撞击护筒或孔壁，这时，回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。

⑤接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。

6.4.钻孔桩施工中常见事故及处理办法
6.4.1塌孔
（1）塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出碴量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等，原因如下：
a、泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮，孔壁渗漏。

b、孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够。

c、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水泡软化或钻机搁置在护筒上由于振动使孔口坍塌、扩展或较大塌孔。

d、在松软砂层中钻进，进尺太快护壁不好。

e、提着钻头钻进，旋转速度过快，空转时间太长。

f、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。

g、起落钻头时碰撞孔壁。

（2）预防及处理原则：
a、保证钻孔时泥浆的各项质量指标满足规范要求。

b、保证钻孔时有足够的水头高度，不同土层中选用不同的转速和进尺。

c、起落钻头时对准钻孔中心插入。

d、塌孔事故发生后，回填砂和粘土的混合物到塌孔处以上1-2m，待回填土层稳定后重新钻孔。

6.4.2钻孔偏斜或缩孔
（1）偏斜、缩孔原因：
a、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。

b、在有倾斜度的软硬地层交界处钻进或粒径大小悬殊的砂石中钻进，钻头受力不均。

c、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等。

d、在软地层中钻进过快，水头压力差小。

（2）预防和处理：
a、安装钻机时地基基础密实稳固，使底座水平，起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。

b、在有倾斜的软硬地层钻进时，采取减压低速钻进。

c、钻杆、接头逐个检查，及时调整。

遇有斜孔、偏孔时用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。

缩孔、偏孔严重时回填砂粘土重钻。

6.4.3掉钻
（1）主要原因：
钻进时强提强扭、钻杆接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入空中，另外由于操作不当，也易使铁件等杂物掉入孔内。

（2）预防与处理：
小铁件可用电磁铁打捞，钻头的打捞应视具体情况而定，主要有采用打捞叉、打捞勾、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等器具。

在钻孔过程中除以上几种主要事故外，还必须注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等。

6.4.4水下混凝土灌注时导管进水
主要原因有：首批混凝土储量不足或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入，此时，将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机或抓斗清除，重新灌注。

6.4.5导管卡钻
灌注过程中，混凝土在导管中下不去称为卡管。

初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如塌落度过小、流动性差、粗骨料过大、拌和物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中运送混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞。

机械发生故障和其它原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时初凝间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。

预防措施：准备备用机械、掺入缓凝剂、选好配合比、改善混凝土的性能。

处理办法：应视卡管的具体情况、位置选择拔管、吸碴重灌或拔管、待其具有一定强度后重钻等方法及时果断地进行处理。

6.4.6埋管
导管无法拔出称为埋管，其原因是导管埋入混凝土过深，应及时采取措施提升导管，控制埋深。

6.4.7水下混凝土灌注时塌孔
发生塌孔后，应查明原因采取相应措施，如保持或加大水头，排除振动等防止继续塌孔，然后用吸泥机吸除孔中砾土，如恢复正常灌注，如塌孔不停止、塌孔部位较深，宜将导管和钢筋笼拔出。

保存孔位回填粘土重钻。

7、桩的质量检测
7.1对全部基桩均应采用超声波探测法进行检测。

7.2每根桩作混凝土检查试件不少于三组。

7.3对质量有疑问的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检验。

7.4对大桥和特大桥或结构需要控制的柱桩沉渣厚度，按柱桩总数3%-5%钻孔取样检验。

8、质量和安全保证措施
8.1质量措施
8.1.1强化质量创优意识，坚持“百年大计，质量第一”的方针，制定创优计划和工程质量的包保措施，统一施工工艺标准，教育全体职工树立主人翁责任感，增强职业道德，严格执行岗位责任制和施工技术管理规程，努力提高一次成优率，争创优质工程。

8.1.2认真贯彻执行ISO9000质量管理标准，加强对工程质量全方位的检查监督和控制，严格工序管理，创一流的质量水平。

8.1.3认真熟悉审查图纸，领会设计意图。

坚持按图施工并做好技术交底工作。

8.1.4严格按国家现行的有关规定、标准和技术规范及施工图纸要求，进行工程质量监督、检验和评定。

监督检查施工人员按设计图纸、按操作规程进行正确施工。

对施工中的隐蔽工程和上、下道工序衔接的重要部位及资料进行监督检查。

8.1.5严格控制材料、成品、半成品的质量，杜绝不合格品进入施工现场。

8.1.6成立测量小组，负责测量放线工作，坚持换手复测制度。

8.1.7加强施工过程中的质量管理，实行挂牌施工，切实搞好“三检一评”活动。

实行工序逐级签证制，上道工序未经签认，不准进行下道工序施工。

对未经质检工程师检查、签认的工程不予计价。

8.1.8严格工艺流程，实行标准化作业。

依靠科技进步搞好工程质量，积极推广新技术、新设备、新材料、新工艺和先进的施工方法，提倡技术革新。

8.1.9严格标准计量和工地试验流程，按规定对各工序及原材料、成品、半成品进行检查评定及试验鉴定。

8.1.10施工中，严格按照质量保证体系控制流程进行操作，主动接受监理工程师的检查和技术指导，内外密切协作，共同搞好工程质量。

8.2安全措施
8.2.1成立安全监察站，建立健全安全生产规章制度，把“安全生产”作为一项目重要的管理工作来抓。

制订各种安全措施，使“安全生产”深入人心，贯穿于整个施工的全过程。

8.1.2强化对职工的安全生产和安全知识教育，树立法制观念和“安全第一”的思想，对参加施工的人员进行培训。

8.1.3加强对机械设备、运输车辆的维修保养工作。

严格按操作规程操作，杜绝违章作业，提倡文明施工。

8.1.4实行安全生产包保责任制，奖罚分明，制定切实可行的防洪、用电安全措施，确保施工人员、工程设备的安全。