桥梁施工钻孔桩施工作业指导书

桥梁施工钻孔桩施工作业指导书
1．适用范围
本作业指导书适用于桥梁冲击反循环钻机钻孔施工。

具体局部细节根据各工程的水文、地质等环境和工艺情况做调整。

2. 作业准备
2.1 内业技术准备
（1）应在开工前组织技术人员认真学习施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清相关技术问题，熟悉规范和施工技术标准。

（2）制定现场施工安全保证措施，制定有针对性的应急预案。

（3）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，考试合格后持证上岗。

（4）确认墩位已进行地质勘探，根据勘探资料绘制桩位地质柱状图。

（5）已完成桥位施工控制网复测工作，编制复测报告并报请监理单位批准。

根据设计资料对桥位桩基坐标复核无误。

（6）依据验收标准及建设、监理单位要求，编制技术资料、施工原始记录、检验批资料表格计划。

2.2 外业技术准备
（1）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。

（2）建立混凝土拌合站，并经验收合格可以投入使用，各种混凝土材料已进场并经验收合格，混凝土配合比设计已完成并报批。

（3）建立钢筋场并投入使用，钢筋原材料已进场并检验合格。

（4）作业前外部环境已调查清楚，地下管线等设施调查清楚并已保护或迁移。

3. 技术要求
（1）钻孔桩施工按照设计要求进行，孔径和孔深应满足设计要求。

（2）桩身混凝土各项性能指标需满足验标要求。

桩基用钢筋原材和钢筋笼尺寸应满足设计要求。

（3）钻孔施工时需对地质情况进行复核，需与设计相符。

地质情况需设计地质工程师代表现场复核签认。

（4）桩基施工完成后，砼达到要求的强度后，按设计和验标要求进行桩基检测，符合要求方能进入下道工序施工。

4. 施工程序与工艺流程
钻孔桩施工工艺流程
5. 施工要求
5.1 施工准备
在选定钻孔桩施工方案后，进行钻孔前的施工准备工作，主要是场地平整，并对钻机的型号进行选择，准备相应的配套机具设备。

5.2 钻孔桩施工工艺及方法
（1）桩位放样
桩位放样前先定位出墩台的中心位置，然后利用设置固定标志的方法标出基础纵横轴线和基础边缘。

钢护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许偏差和倾斜度应符合《验标》要求。

（2）埋设钢护筒
1）钢护筒作用
钢护筒有固定桩位、引导钻头方向、隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆面）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌的作用。

2）钢护筒加工
钢护筒内径根据设计文件和相关规定选定，钢护筒加工长度和壁厚根据施工方法、地质情况等具体计算确定。

护筒用4～12mm厚的钢板加工制成，高度为1500～2000mm。

钻孔桩的护筒内径应比钻头直径大于400mm。

3）钢护筒埋设
护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。

埋设护筒的坑不要太大。

坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时使护筒位置偏移。

护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50㎜，倾斜度不大于1%。

护筒的埋设深度：在黏土中不宜小于1m；在砂土中不宜小于2m，并保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上，护筒顶部应高出地面500mm。

护筒的作用主要是保持孔口稳定和定位，如在陆地上钻孔，护筒周围一定要夯实，如在水上钻孔，护筒下沉应有导向装置，护筒底部应插入河床下不透气层，严防护筒倾斜、漏水、变形。

施工中一般采用挖坑法埋设。

开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点。

保持到成孔后，埋设护筒时要将中心引回，使护筒中心与桩中心重合。

由于冲击振动比较大，所以护筒周围要回填密实，对于土质较差的孔口，可在护筒下部浇30cm的C20混凝土，上部用红粘土加水夯实填密实，以防护筒底部塌孔。

（3）钻机安装
护筒埋设完成，检查合格后，即可安装钻机。

安装时，人工配合吊机安装、对位。

安装要求为：底架垫平、保证稳
定，不得产生位移和沉陷，安装完毕应根据需要在钻机顶端用揽风绳将其对称拉紧；钻头或钻杆中心与桩位偏差不得大于有关规定。

（4）泥浆循环系统布置
泥浆循环原理示意图
排浆地沟
排浆地沟
（5）泥浆制备及指标控制
泥浆性能指标表
物理稳定性：静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。

化学稳定性：不因水泥等异物混入而污染。

适当比重：比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足也影响钻进速度。

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，同时也维持孔壁稳定。

（6）钻孔
1）冲击反循环钻进应从正循环开始，钻进时勤观察孔内浮出的钻渣，在地质土层中，如果从孔口浮出的钻渣粒径在5～8mm之间，表示泥浆浓度合适，如果浮出的钻渣粒径小又少，表明泥浆浓度不够，需往孔内添加粘土。

加粘土时要停开泥浆泵，形成泥浆后再开泥浆泵。

待泵吸反循环系统可以正常工作时开始采用反循环钻进。

2）当潜水砂石泵潜入孔内泥浆后，若孔壁比较稳定，停止正循环钻进。

钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝绳，起动泵吸反循环系统，开动钻机，进行反循环钻进。

钻进过程中不能少放，也不能多放。

放少了，钻头落不到孔底，打空锤，此时冲击梁上的缓冲弹簧在一次冲击中响两声，不仅不能获得进尺，反而会对钻机和钢丝绳造成极大损害；放多了，钻头落到孔底后处于自由状态，可能向孔壁倾斜撞击孔壁，造成扩孔，再提升时，钻头突然受力，在这种突然的冲击作用下提升装置会降低寿命甚至损坏。

当排渣弯头下降到离孔口1m时，需要接换排渣管。

此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环约1～3min，待排渣管内钻渣排完后，停泵，拆弯头与排渣管的连接螺栓，提升弯头至一定高度，将要接换的排渣管下端与原排渣管联接，上端弯头联接。

冲击反循环钻进时应及时补浆，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。

冲击反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁稳定。

砂卵石地层泥浆比重为1.2左右，岩石泥浆比重为1.05～1.15。

3）砂样的提取。

提取砂样的目的是随时掌握地质的变化情况。

一般每钻进0.5m~1.0m提取砂样一次，从出渣口捞取砂样用清水冲洗干净，每次提取量为100g，编号保存，以便成孔时交接。

4）在钻孔桩整个施工过程中，应根据施工实际情况认真填写钻孔记录，钻孔记录内容应包括开钻、停钻时间，每天进尺，岩层情况，机械设备状况等内容。

后附“钻孔记录表”。

5）为保证钻孔桩成孔质量，钻孔过程中应勤检查钻机、钻头是否偏移，钻头尺寸，孔深等。

6）桩孔垂直度偏差控制
A、要求机手在操作中保持钻机的稳定，避免产生前倾或侧倾，以至影响桩孔的垂直度。

B、在钻孔过程中经常检测钻孔在孔口的居中情况，发现偏差及时纠正。

C、土质软弱的场地要进行加固处理，增设承重枕木。

7）孔径偏差控制
A、如果钻杆摆动或弯曲，在旋转时就会造成扩径，而且其造成扩径的程度随着深度的增加而增加。

因此，在钻机
的钻杆连接时，要做到牢固顺直无曲折，以避免因机具功能不良而造成扩径。

冲击冲孔时，冲孔钻头要对称性良好且形心与重心重合，孔口经常进行吊线的对中检验和校正。

B、采用膨润土制备护壁泥浆，在成孔过程中，保持护筒的泥浆面高出地下水位1.0m以上；当地下水位有涨落变化时，泥浆面保持高出最高水位1.5m以上。

C、护筒周边用粘土封紧，遇流沙、淤泥、松散砂层时避免钻机在软弱土层中钻进太急，下落冲击锤、捣渣筒和下放钢筋笼时避免发生碰撞；要及时向孔内补浆，使孔内浆面保持高于地下水位。

D、开钻前准备好粘土块及碎砖、片石，在钻到容易造成孔壁扩径和孔底沉渣加厚的土层（软粘土、砂性土）时，及时进行回填。

8）孔深偏差控制
A、钻孔过程中对钻孔深度进行定期量测，在接近设计孔深时，放缓钻孔速度。

B、达到设计孔深后进行清孔时，尽量减少孔底沉渣厚度，以保证孔深与设计值相符。

C、禁止以超钻代替清除沉渣过程。

钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法见下表:
钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
（7）成孔检查
在钻孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行成孔质量检查，以尽早发现问题，及时处理，确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。

成孔检查时，孔深、孔径、垂直度和沉渣应满足设计和《验标》要求。

（8）清孔
采用换浆法清孔，孔深达到设计孔底标高后，钻头在孔底1.5米范围内上下缓慢活动，采用优质泥浆对孔内泥浆进行循环换浆清孔。

泥浆指标满足要求，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和砼灌注导管。

（9）钢筋笼的制作、安装
1）钢筋笼制作
对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位；对于孔深较大的桩基，钢筋笼可分段制作，分段长度根
据钢筋笼的全长及吊装能力，可分为2—3段吊装入孔对接。

钢筋之间的连接方式：加强箍筋采用双面搭接焊加工成环，加强箍筋与主筋之间采用焊接；主筋接头采用闪光对焊或机械直螺纹套筒连接，应保证同一截面主筋接头数量不得超过设计和《验标》要求，螺旋箍筋与主筋采用绑扎连接。

钢筋笼制作允许偏差应符合《验标》要求。

2）钢筋笼吊运及安装
钢筋笼采用长平板车运输，无论采用何种方式运输均应保证骨架不变形。

吊装时，应将吊点设置在合理位置，减小钢筋笼在起吊时的变形。

钢筋笼安装过程中，两节钢筋笼对接时上下中心线保持顺直一致，对接完成后，顺桩孔自然下放。

下放钢筋笼应轻放、慢放，若遇阻碍，应查明原因，进行处理。

钢筋笼入孔后，定位要准确，固定要牢固。

骨架倾斜度、骨架中心平面位置偏差、骨架顶端高程偏差、底面高程偏差应满足《验标》要求。

（10）水下砼灌注
1）导管的配置
混凝土灌注用导管直径应符合相关要求。

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应不小于孔内静水压力的1.5倍，也不应小于
导管壁可能承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍。

2）导管安装
导管每节2～3m，并根据需要配备一定数量1～1.5m长的导管，要求导管内壁光滑、圆顺、内径一致、接口严密。

使用前按自下而上顺序编号和标明长度。

导管安装后，其底部距孔底有300～400mm的空间。

9—孔底沉渣
4）首批混凝土灌注
混凝土灌注前应计算和控制首批混凝土数量，保证混凝土下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能使导管下口埋入混凝土中不小于1m。

灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。

首批混凝土灌注方量计算方法：
V≥〔D2×（H+h+0.5×t）+ d2×（0.5×L-H-h-0.5×t）〕×π÷4;
式中V—首批混凝土方量（m3）
D—成孔桩径（m）；d—导管内径（m）；
L—桩孔深度（m）； H—导管埋入混凝土中深度（m）；h—浇注前测得的导管下口距孔底高度（m）；
t—浇注混凝土前孔底沉渣厚度（m）
5）拔球
拔球一般利用吊机配合，快速拔掉漏斗阀门，灌入首斗混凝土，首批混凝土灌注完成后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如埋深大于1m，即可正常灌注，如导管埋深不够或导管内出现进水现象，则应利用空气吸泥机将孔内混凝土清出重新拔球，同时，应调整首批混凝土灌注方量。

6）正常灌注
人员配置表
首批混凝土灌注合格后，即可正常灌注混凝土，灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工,在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底；及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制适当范围。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上超灌一定高度的混凝土。

有关混凝土的灌注情况，灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，要作好详细的记录。

（11）桩基检测
根据设计和规范要求，钻孔桩采用声波透射法或小应变法检测，对检测质量存在疑问的钻孔桩可采用钻芯的方法取桩身混凝土鉴定检测。

6. 劳动组织
6.1、劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

6.2、劳动力按照作业区段、机械、人员、工期要求合理配置。

7. 材料要求
7.1混凝土材料
（1）桩基混凝土粗骨料采用碎石，细骨料为中砂，其均应符合设计级配要求；
（2）选用的水泥、粉煤灰、及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。

（3）混凝土配合比应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、可能变化的环境条件等进行多级配合比设计。

7.2钢筋材料
钢筋的品种、规格、数量应符合设计要求。

8. 设备机具配置
钻孔桩施工机械可分为钻孔施工机械、钢筋加工机械、混凝土生产运输机械。

按架子队组织模式，每个钻孔架子队设备、机具配置如下表：
9. 质量控制及检验
9.1 钻孔过程中要做泥浆指标检测并控制泥浆指标，确保不塌孔和顺利钻进。

9.2 桩基终孔和清孔后，应进行孔位、孔深、孔形检验。

孔形采用检孔器检验，检孔器可用专用检孔设备或采用钢筋制成。

9.3 钢筋要做原材料和焊接及钢筋笼整体检验，符合要求后才使用。

9.4 桩身混凝土浇筑过程中，应对每车混凝土做坍落度、含气量、温度进行检测，其指标应符合规范标准要求。

每根桩制作混凝土试件2～4组，标养56天试件抗压强度作为被检查桩身混凝土抗压强度。

9.5 根据规定采用小应变动测法或超声声测法逐根对桩基进行整体性检测；对桩的质量有疑问时，采用钻芯样法检测，对柱桩应钻到桩底0.5m以下。

9.6 钻孔灌注桩施工质量标准
钻孔桩各项施工质量标准严格按《验标》要求进行。

10. 安全与环保要求
10.1 安全要求
（1）钻孔桩施工在钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土前要安全技术交底。

（2）钻孔作业机械进场后，应检查机械设备并记录。

使用过程中，按规定定期检查。

（3）各型号钻机应由熟练钻工操作，所有孔口作业人员必须正确佩戴安全帽，穿防滑鞋。

（4）工地内的危险区域应设置围栏、盖板等安全可靠的防护设施，并设置警示和警戒标牌，严防非施工人员进入。

夜间施工应设红灯警示。

（5）沉淀池、沉淀池周围应设立防护设施和安全警示标识，制浆材料堆放地应有防水防雨防风措施，弃渣、泥浆应及时外运，废弃泥浆池应回填处理。

（6）电工定期检查一次电缆外层的磨损情况，发现问题及时处理。

电缆通过临时道路时，应用钢管作护套，挖沟埋地敷设。

（7）钻孔作业区基础稳定牢靠。

钻机安装时，机架应垫平，保持稳定，不得产生位移或沉陷，遇松软地基时必须先夯实。

（8）钻机的卷扬机钢丝绳在卷筒上应排列整齐。

卷扬机卷筒上的钢丝绳不得放完，应至少保留3圈，严禁人拉钢丝绳卷绕。

（9）设备运转时，严禁任何人触摸或跨越转动、传动部位和钢丝绳。

（10）旋转钻机钻进时，高压胶管下不得站人；水龙头与胶管连接处应用双夹卡住。

（11）钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，旋转钻机应将钻头提离孔底5m以上，冲击钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。

（12）在钻具悬吊情况下，不得检查和更换钻头翼片。

（13）钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过外侧水面1.5～2m以上，防止塌孔。

（14）作业中作业人员要经常检查钻机钢丝绳，发现断丝超过10%的钢丝绳必须立即更换。

（15）凡不正在钻孔的孔口或已经完成灌注的桩孔都必须加防护盖或及时回填，防护盖牢固可靠。

孔内弃土不得堆积在钻孔周围。

（16）下放钢筋笼遇阻时，应查清钢筋笼受阻原因。

10.2 环保要求
（1）施工期间加强教育培训，提高施工人员的环境保护意识。

（2）岸上施工应保护好当地植被，施工场地布置时尽量减少地表植被的破坏。

对施工红线外的植物，树木等尽量保护，严禁超范围乱砍乱伐。

（3）保护好当地排水系统的通畅，不得堵塞河道、水渠。

施工中需筑岛或设置建筑物时，必须先采取措施通过改道或埋设涵管等方法保证水流通畅。

（4）泥浆应按要求设置污水池、泥浆池存放，不得随意排放污染河流、农田和池塘。

钻孔泥浆、钻渣应及时运至指定地点堆放和存储。

泥浆经沉淀处理后定期排放，不得直接排入河流、农田、水塘。

（5）生活区、车间、工厂应设置必要的公共卫生设施。

污水净化池、化粪池按照环保部门的要求定期清理，避免污染环境。

生活固体垃圾集中存放，适时运至环保部门指定地点，保持驻地清洁。

（6）施工运输管道及施工场地应定期洒水，避免产生扬尘。

（7）施工便道、施工场地设置修建时，应设置排水沟，做到排水通畅，场内不得有积水、积污。

同时应考虑其对原地面排水的影响。

以免阻挡地表径流的排泄，影响当地居民的生产生活。

（8）注意夜间施工的噪音影响。

尽量采用低噪音施工设备。

对距离居民区一定范围内的工段，应根据需要限定施
工时间，如必须施工时，施工时预先通知居民，以征得其理解。

（9）对不符合尾气排放标准的机械设备，不得使用。