旋挖钻钻孔灌注桩

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大西铁路客运专线10标段

旋挖钻钻孔灌注桩施工作业指导书

中国铁建

编制：

审核：

审定：

中铁十九局集团公司大西铁路客运专线指挥部

二O一O年四月二十二日

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旋挖钻钻孔灌注桩作业指导书

1．适用范围

大西铁路客运声张站前10标桥梁部分桩基工程。

1.1.1适用条件：各种粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、碎石土、中等硬度（基本承载力≤350Kpa）风化岩层。

2．作业准备

2.1技术准备

2.1.1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，熟习规范和技术标准。

2.1.2依据设计文件确定，可进行旋挖钻孔的桩基，制定施工安全和质量保证措施，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。

2.1.3施工作业层中所涉及的各种技术数据收集。

2.2 人员配置

施工负责人、技术主管、安全员、旋挖钻司机、电工、挖掘机司机、自卸车司机、起重机司机等

2.3机械设备及工器具配备

旋挖钻机，自卸汽车，起重机，挖掘机，隔水栓，储料斗，钢筋加工及安装设备，砼拌和站、砼运输设备，水下砼灌注设备等。

2.4材料

桩身所用的材料应符合设计及施工质量验收标准的要求。

2.5测量、试验

2.5.1测量

施工前采用GPS全球卫星定位系统完成设计院提供控制网的复测工作，并将成果上报至业主；对不通视的段落及现场需要进行控制网加密，完成施工控制网布测和复核工作。高程控制网复测工作，成果上报批复；高程控制网布测和复核工作。

根据布设的控制网用全站仪采用极坐标法，对全桥每个墩台位中心及桩基进

行定位放样，并做好护桩。根据高程控制网确定各桩位开挖深度，并做好标记，在桩身砼灌注前，进行复核，复核时采用往返测量的方法。

2.5.2试验

指挥部设立中心试验室，负责施工配合比及现场抽检工作；各项目部设置工地试验室，负责本工区管段内的试验取样、送样工作。试验数据要求及时准确，能反应本体工程的质量情况。

2.6临建

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。

3.技术要求

3.1钻头的选择根据不同的土层选择不同的钻头，并根据桩的数量确定需要购进的钻头。

3.2护筒护筒采用8～12mm钢板卷制，其直径比设计桩径大10～20cm；长度根据地质情况而定，

3.3泥浆指标

3.3.1钻进

泥浆相对密度：1.02～1.10，黏度：18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于6.5。

3.3.2清孔

泥浆比重不大于1：1；黏度17～20s；含砂率小于2%。

3.4桩底沉渣厚度

浇筑水下砼前，桩底沉渣允许厚度为：摩擦桩不大于100mm，柱桩不大于50mm。

3.5 钻孔允许偏差

孔径、孔深和孔型必须符合设计要求，孔位中心≤100mm；倾斜度≤1%。

3.6钢筋笼制作及安放

钢筋原材料、加工连接和安装的检验应符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。

3.7砼灌注

桩身采用导管法水下灌注。桩身砼标号为C30，砼坍落度为180～200mm。

砼原材料、配合比设计、施工和水下砼的检验必须符合铁道部现行《铁路砼工程施工质量验收补充标准》。桩顶砼应高出设计桩顶标高1m。

4.施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为：施工准备→钻机就位→设置护筒→旋挖钻进→安装钢筋笼→导管法灌注水下砼→基桩检测

4.2旋挖钻灌注桩工艺流程图

旋挖钻灌注桩工艺流程图详见图1。

图1 旋挖钻灌注桩工艺流程图

5.施工要求

5.1施工准备

5.1.1掌握场地的工程地质和水文地质资料；读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和砼配比申请。

5.1.2合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，低洼处用粘土回填，达到“三通一平”，挖好稳定液搅拌池。

5.1.3施测墩台孔位及孔位控制中线，引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测。

5.1.4对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件。

5.1.5原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。

5.1.6正式施工前试成孔，不少于两个，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。

5.1.7做好孔口防排水设施。

5.1.8施工前，施工现场技术负责人和施工员应逐孔全面检查施工准备，逐级进行技术交底和安全教育，要使安全、技术管理在思想、组织、措施都得到落实。

5.2施工工艺

5.2.1设置护筒

根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面50cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。

5.2.2钻头的选用、钻机就位

5.2.2.1钻头的选用

5.2.2.1.1锥形：双头双螺，适用于坚硬基岩。双头单螺，适用于风化基岩、

卵石、含冰冻土等。

5.2.2.1.2直螺旋钻头：a、斗齿直螺：双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺，适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。b、截齿直螺：有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。

5.2.2.2钻机就位：在钻机就位前应施工场地平整处理，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实，避免在钻进过程中钻机产生沉陷。

5.2.2.2钻机就位

旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。

5.2.3泥浆调制及钻进

5.2.3.1泥浆调制

因钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，为此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于地基岩土中又夹有粉砂土层、亚砂层，地面水位较高的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆相对密度：1.02～1.10，粘度：18～22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于7。

施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。

5.2.3.2钻进

5.2.3.2.1旋挖钻机采用筒式钻斗。钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。

5.2.3.2.2旋挖钻机施工初期，提升料筒时，发现提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。经过详细分析，由于筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时，其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩现象。因此，

必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰怀孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减小，钻孔颈缩现象得到改善。

5.2.3.2.3旋挖钻机钻进过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故；若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75～0.80m/s。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。

5.2.4成孔检验

当钻孔至设计深度后，用检孔器进行检查，孔深、孔径不小于设计要求。

检孔器可用钢筋焊制而成，其直径不小于设计桩径，其长度为桩径的4～6倍。

5.2.5清孔

5.2.5.1钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环。

5.2.5.2清孔应符合下列标准：

孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm的颗粒；泥浆比重不大于1：1；含砂率小于2%；黏度17～20s。

5.2.6检查沉渣厚度

浇筑水下砼前允许沉渣厚度应符合设计要求，柱桩沉渣厚度不大于50mm；摩擦桩沉渣厚度不大于100mm；

5.2.7钢筋笼加工及安放

5.2.7.1钢筋笼采用在加工厂统一加工，加工时根据骨架的自身刚度及吊机的起吊能力分成9m一节（12m以下钢筋笼根据现场条件制成一节）。分节制作时均在型钢焊制的骨架定位平台上进行，以保证钢筋笼的整体直度及主筋连接接长时的对位精度。耳筋沿笼体周围6处。

5.2.7.2为保证钢筋原材存放和钢筋笼成品质量，钢筋加工场采取浇筑10cm

厚C15砼硬化地表。

5.2.7.3钢筋笼采用自制的双轮拖车运抵孔位，使用汽车吊机起吊入孔，主筋接长采用单面搭接焊。

5.2.7.4钢筋笼起吊时使用直径15cm的杉木杆分段绑扎以提高整个钢筋笼的刚度（木杆在入孔时依次拆除），防止钢筋笼起吊时变形塌腰。

5.2.7.5当设计要求进行超声波检测时，则设置声测管。每根桩检测管需预埋3根无缝钢管，内径50mm，壁厚3.0mm。检测管沿桩身箍筋内侧等距离布设，并焊于加强骨架箍筋上，检测管下端距桩底5cm，伸入承台内0.5m。检测管接头及底部应密封良好，顶部采取焊接钢板的方式进行封堵，防止砼浆液进入检测管内。

5.2.8安装导管

5.2.8.1导管的检查：导管内壁应光滑，内径一致，接口严密，导管一般由直径为200～300mm的钢管制作，导管第一节底管长度应不小于4m。导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接构造进行认真的检查外，还需做拼接、过球、水密、承压、接头、抗拉等试验。试验室的水压应不小于孔底静水压力的1.5倍；水密性试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输缝管接头，输入计算的风压力。导管需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。

5.2.8.2安装导管

钢筋笼下放至设计深度后，立即下放砼输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。下放导管的长度由计算确定，导管连接处应连接牢固而上好密封圈，防止漏水。

5.2.9二次清孔

将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣，对深度不足10m的桩孔，须用空吸泵清渣。灌注砼前的孔底沉渣厚度应满足要求。

5.2.10灌注水下砼

砼采用拌和站统一拌制，砼输送车运至现场，输送泵灌注砼。砼灌注采用提