亳 阜 高 速 公 路 第 十 二 标 段

（钻孔桩）

施

工

作

业

指

导

书

中 铁 四 局 一 公 司 亳 阜 项 目 经 理 部

二00三年三月十日

中铁四局一公司亳阜项目经理部

桩基工程作业指导书

编号：QB/ZTSY/JS. C  01-2003

编  制:

复  核:

审  批：

有效期:2003年3月-----2004年10月

钻孔桩作业指导书

(反循环钻机)

一、工程概况

 本标段共有钻孔桩360根，其中φ1.3米184根，φ1.2米84根、φ1.5米62根、φ1.6米30根。桩长在40～47米之间，为摩擦桩基。

二、施工准备

1、测量放样：采用日本产尼康全站仪，对桥位、墩台中心桩位进行准确放样，对桥位桩进行防护、校核，据其确定各孔位，并将计算资料和放样资料保存完好，以备核查，用木桩标示各孔位中心。

2、场地平整：场地平整在桥位放样后孔位确定前进行，采用推土机平整、压路机压实施工场地，然后铺垫枕木作钻孔平台。场地平整过程中不能破坏桥位定位桩。

3、场地布置：规划作业、材料存放、机械修整、人员休息场地，修通进场道路，接入水电设施；物资、机械、人员到位。

三、护筒埋设及护壁泥浆

1、护筒埋设

a、护筒制造与埋设

钻孔用护筒采用δ=6㎜钢板制作，护筒长度为2米，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面40㎝，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜,竖直线允许误差≤1%。埋深1～2米。

护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法处理，必须使护筒稳固并且不下滑。

ｂ、护筒必须垂直，其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%。

2、护壁泥浆

（1）、泥浆要求

①护壁泥土要求水化快、造浆能力强、粘度大、主要技术指标满足下列要求:

a．胶体率不低于95%。

b．含砂率不大于4%。

c．造浆能力不低于2.5l/kg。

d．塑性指数>17（砂粘土应>15，大于0.1mm的颗粒<6%），

e．如果粘土较差可加入0.1—0.2%Na2CO3或NaOH，以改善泥浆。

②护壁泥土选择由试验室试验确定。

③配制1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重r1和需要的泥浆比重r2计算。即每立方泥浆粘土需要量G=r2-1/(r1-1)×r1。

④根据现场情况可设置制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系统。 

（2）、泥浆池设置

采用两个墩桩基共用一个泥浆循环池的方式。泥浆处理池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑，池内砌砖。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除，以防泥浆溢流污染环境。

（3）、泥浆配置

本工程泥浆采用购置粘土造浆，相应地质情况下泥浆技术指标见表一。泥浆充分拌制均匀备用，开钻前，充分备足制浆用粘土。

反循环钻机钻孔泥浆指标要求         表一

1、钻机选型：根据地质情况，采用钻反循环机、旋挖钻机。

2、钻机就位

钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，包括钻机座落处平整、加固。主要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。将拼装好的冲击钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，打木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以确保钻孔桩竖直度≤1%的要求。

3、钻孔

（1）开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足。水电管路是否电畅通，以确保正常。

(2)正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。

(3)开始钻进时，控制进尺速度，采用“少松绳、勤松绳”的措施，待钻至护筒下1米后，再以正常速度钻进。

(4)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。

(5)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样鉴别土层，并记录表中，与设计地层核对。

(6)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。

（7）钻孔过程中用自制的检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。

（8）当钻孔距设计标高1米时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核实地质资料判断是否进入设计持力层。

（9）当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计要求后进行清孔，灌注混凝土。

4、清孔

（1）当钻孔深度达到设计要求后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，造成清孔困难。

（2）清孔采用换浆法，钻孔达到设计标高后，将钻头上下慢速提放，然后注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率﹤2%），置换孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。

（3）清孔时注意孔内泥浆面高度，保持泥浆面高度在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，并注意泥浆比重是否合适，防止坍孔、缩孔。

（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，孔底沉渣厚度不大于设计要求时，即可停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。成孔质量标准见表二。

成孔质量标准 表二

（1）钢筋笼加工绑制在钢筋棚集中进行，钢筋笼分节制作，每节长为15~20m，钢筋笼现场绑扎，16t吊车吊装入孔，两节钢筋笼现场焊接。制作允许偏差为：主筋间距±10㎜，箍筋间距±20㎜，骨架外径±10㎜，骨架倾斜度0.5%。

（2）钢筋骨架内设强劲和的内撑架防止在运输和就位时变形,钢筋笼每2.0m加设一道支撑筋，防止装吊时变形吊机吊起钢筋笼后，检查钢筋笼的垂直度及外形轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不可强行下放。

（3）钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑挂与钻孔桩同标号的混凝土垫块，以保证钢筋保护层厚度。

（4）钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，入孔后位置正确，符合设计要求，并牢固定位（设置防浮钢管支撑）或将其中4根主筋适当加长，焊于钢护筒上，上压钻机。骨架吊放偏差为：骨架保护层厚度±20㎜，骨架中心平面位置20㎜，骨架顶端高程±20㎜，骨架底面高程±50㎜。

6、水下混凝土灌注

 钻孔桩水下混凝土拌制在搅拌站集中拌制，混凝土运输车运输，导管法灌注，导管直径采用φ250㎜。

（1）灌注准备:在清孔过程中，对各类设备进行检修，备足原材料。导管使用前，进行过球、水密、承压及接头抗拉试验。

（2）水下混凝土材料：粗骨料采用碎石，可根据试验要求调整含砂率。粗骨料粒径最大不超过35㎜，细骨料采用级配良好的中粗砂，水泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，未经监理批准不使用缓凝剂。混凝土各项技术指标为：初凝时间﹥2.5h，含砂率0.4～0.5，水灰比0.5～0.6，坍落度180～220㎜，混凝土在运输、灌注过程中无显著离析、泌水现象，强度等级不低于设计的1.2倍。

（3）水下混凝土灌注方法

①安装导管并放入钻孔内，导管下口离孔底25～40㎝，上口与储料斗相连，储料斗的容积不小于5m3。确保首批混凝土灌注后导管埋入深度大于1米。

②导管安装后，再次探测孔底沉渣厚度，如超过设计要求，则需进行二次清孔至合格为止。

③混凝土运至现场时，要检查混凝土的和易性、坍落度，如不符合要求，则进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的，混凝土不得使用。

④水下混凝土灌注在过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。导管埋深控制在2～６米内，采用12t吊车提拔导管，砼灌注速度不得太急以防导管上浮。

⑤水下混凝土灌注连续进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水位高度。

⑥为防止钢筋骨架上浮，混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，应减慢混凝土的灌注速度。混凝土顶面上升距钢筋骨架底部4米以上时拔除导管，使导管底口高于钢筋骨架底部2米以上后，再以正常速度灌注砼。

⑦灌注桩砼的顶面标高比设计标高高出0.5～1.0米，以保证混凝土质量，超灌的桩头在浇筑承台前凿除。

⑧灌注将结束时，核对灌入的混凝土数量，以确定所测混凝土顶面高度是否正确。

⑨混凝土灌注完成后强度达到2.5Mpa后，可拆除护筒。

4.6废泥浆外运

为了不污染河道及施工场地，废钻渣、泥浆沉淀后及时用汽车外运至监理工程师指定的地点处理。

7、钻孔桩作业流程图见图一

五、人员、机械、工期安排

1、人员安排见表三，施工劳力安排采用三班作业。表三为每班作业人数。

钻孔桩作业人员配备表      表三

钻孔桩作业机械配备表     表四

 水下砼灌注是钻孔桩施工的关键工序，水下砼灌注过程中要分工明确，密切配合，统一指挥、快速、连续施工。常见事故、预防和处理方法：

（一）导管进水

1、主要原因：

（1）首批砼储量不足，或虽然砼储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，砼下落后不能埋没导管底口，至使底口进水。

（2）导管接口不严，或导管焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）导管提升过猛，或探测出错，导管底口超出原砼面，底口进水。

2、预防措施和处理方法

（1）若是由第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的砼拌和物用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批砼，重新灌注。

（２）若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底中翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干　，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

 若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。

 若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击的方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。

（二）卡管

１、初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

　　　处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整，然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔，须按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。

２、机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

　　　当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

（三）坍孔

　　　在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面未取出的现被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。

　　　坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。

　　　发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。

　　　如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。

（四）埋管

　　　埋管的主要原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

　　　预防办法：应严格控制埋深不得超过6m～8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。

　　　若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层间，应予以补强。

（五）钢筋笼上升

　　　钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔、导管提升钩挂所致久，主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土灌注的速度（m3/min）过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。

　　　为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关，当桩长为50m以内时可参考下表的处理办法。

（六）灌短桩头

产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤或测深仪达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会数米。

　　预防办法是：

１、在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。

２、测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能沉入混凝土数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土面的深度较实际的多数十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还是能够准确的。

３、灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

４、采用热敏电阻仪或感应探头测深仪。

５、采用铁盒取样器插入可疑层位取样判别。

 处理办法可按具体情况参照前述接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管灌注水下混凝土。

（七）桩身夹泥断桩

　大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，就采用地质钻机，钻芯取样，作深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。

１、对于柱桩，桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。

２、桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。

３、取芯率小于95％，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。

（八）灌注桩补强方法

灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，不能满足设计有力要求，因此需要作补强处理。事前，应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位的上级领导单位，共同研究，提出切实可行的处理办法。据以往的经验，一般采用压入水泥浆补强的方法，其施工要点如下：

 １、对需补强的桩，除用地质钻机已钻一个取芯孔外（用无破损深测法探测的桩要钻两个孔），应再钻一个孔。一个用做进浆孔，另一个用作出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1m，柱桩则应达到基岩。

 ２、用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.5MPa～0.7MPa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来，直到排出清水为止。

 ３、用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆（宜用425号水泥），进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从进浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.5的浓水泥浆压入。

 ４、为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，当浓浆从进浆口冒出后，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实。

 ５、最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7MPa～0.8MPa关闭进浆闸，稳压闷浆20min～25min，压浆工作即可结束。

压浆工作结束，水泥浆硬化后，应再作一次钻芯，检查补强效果：如断桩夹泥情况已排除，认为合格后，交付使用；否则，应重钻补桩或会同有关单位研究其它补救措施。　　　

六、质量及安全保证措施

1、质量保证措施

（1）加强质量宣传，树立质量观念

 加强全体职工的质量意识，树立“质量第一”的观点。

（2）建立施工全过程质量控制制度

加强对进场水泥、钢材、砂、碎石等材料的质量控制，所有进场材料必须有出厂合格证，检测试验报告，并按照规定频率送检。专职质检员对各工序质量进行检查，并填写各种检查证，经自检合格后上报质检部及驻地监理检查。若发现操作过程中存在质量问题或达不到质量验收标准，及时整改，并按质量控制程序，组织相关人员进行质量偏差原因分析，制定纠偏措施，确保工程质量达标。在易发生质量通病的工序设置预控点，制定事先防范措施，加强专项检查。

（3）建立内部质量检查制度及奖惩机制

实行全员安全质量保证承包合同，把安全质量与经济效益挂钩。方法是职工缴纳风险抵押金，经理部从管理费中抽取10%作为创优奖基金，奖优罚劣。对于一次合格率满足标准且工程内实外美，现场管理有序者，给予奖励，项目部通报表扬；反之则处以罚款，扣掉风险抵押金，并通报批评。

2、安全保证措施

（1）加强安全教育，使之制度化、经常化，提高全体人员的安全意识，贯彻专业检查和群众检查相结合的原则，施工现场设专职安全员，做到随时检查督促，发现隐患及时排除，严禁违章作业。

（2）搞好安全生产的宣传，施工现场做到有固定标语和针对性醒目标牌，确保安全生产。

（3）坚持班前安全教育和检查。进入施工现场人员均佩戴安全帽，严禁穿拖鞋、高跟鞋进场作业。

（4）严禁机械带病运转，超负荷作业。夜间作业时，有足够的照明设备，工作视线不清时不得作业。

（5）钻机就位后，钻机安设时必须平稳牢固；钻架应加设斜撑或缆风绳。

（6）钻机使用的电缆线要定期检查，接头必须绑扎牢固，确保不透水不漏电；对经常处于水、泥浆浸泡处架空搭设。挪移钻机时，不得挤压电缆线及风水管路。

（7）钻机停钻，必须将钻头提出孔外，置于钻架上，不得滞留孔内。

（8）对已埋设护筒或已成桩护筒尚未拔除的，应架设护筒顶盖或铺设安全网遮罩。下载本文