钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底.doc

新建铁路北京至上海
客运专线工程
〔ZJJTJH05-002〕

钻孔灌注桩根底
钻孔分项工程施工技术交底

中交集团京沪高速铁路同段五工区二作业区

二○○八年三月

丹至昆山特大桥钻孔灌注桩根底钻孔分项工程施工技术交底
根据?客运专线铁路桥涵施工技术指南?(TZ213-2005)及?桥涵工程施工质量验收暂行?结合京沪高速铁路工程的详细要求钻孔灌注桩采用旋挖钻机和盘旋钻机成孔的工艺为确保钻孔施工符合现行施工技术指南和验收的要求对钻孔分项工程进展交底如下：
1、施工准备
①开工前应具备桥位区工程地质资料和必要的水文地质资料以及经审核同意使用的施工图纸。
②对施工现场环境和邻近区域内的地上地下线〔高压线、线、道、电缆、光缆等〕、地下构筑物、文物古迹、危险建筑等进展详细的调查确保不影响现场的施钻工作。
③进一步熟悉和理解钻孔施工机械及其配套机具设备的技术性能和状况主要包括旋挖钻机、各式钻头、泥浆泵、泥浆搅拌机、空压机、装载机(钻渣外运) 、自卸汽车〔钻渣外运〕、护筒等并对其进展全面的检查、保养和整修保证全部机械设备的各项性能指标满足工程需要和可以正常使用并备足易损部件同时准备数量充足的膨润土、烧碱等造浆原材料。
④合理规划布置施工便道保证旋挖钻机及其它的施工机械平安就位和方便钻渣的及时外运并保证在施工中不互相干扰。
⑤合理布置钻孔施工的用水、用电设施以及泥浆池、排渣等其它设施全面满足施工工作的要求。
⑥开挖砌筑泥浆池、沉淀池因根据图纸及现场调查每2个墩位为一个单元在中部设置一个泥浆池其大小宜为15m×5m×2m泥浆池的长边垂直于桥向布置相邻处设置沉淀池沉淀池大小宜为15m×5m×2m沉淀池和泥浆池在顶面1m 以下高度处联通以便泥浆循环使用和保证泥浆质量。四周用钢筋做成平安围护栏.并设置明显、醒目的标识以防人员误入池内造成危险因素。
⑦对桩位处的场地进展平整去除杂物必要时进展换除软土并进展碾压处理,保证场地地基有一定强度防止钻机沉陷。
⑧与工程部测量人员联络测设桩孔的位置根据桩位中心点拉“十〞字线引出四个控制护桩每个方向两个,并对护桩做好保护工作防止施工过程中扰动护桩作为后续工程准确就位的基准。
⑨钻机进展就位就位前检查、维修钻机各部位一切正常后利用其自行装置缓慢行走至桩位处调整钻机的方向至适当位置以不阻碍其它作业施工为宜同时用装载机将所需钻头运至钻机旁。
2、护筒安装
根据本桥的地质资料桥位区的大局部桩孔位置的表层存在厚砂层埋设护筒时需要对护筒加固处理才能开孔钻进在正式施钻前对护筒有关要求如下：
①护筒采用钢护筒用厚度不小于10mm的钢板卷制护筒顶端设15cm宽的钢板条加劲箍和吊环护筒内径比桩径大20cm为宜高度不小于2m。
②根据护筒的直径和埋置深度在钻头安装扩孔器或用稍大直径(Φ150cm) 的钻头开孔钻至要求深度后用钻机的副卷扬机吊勾将护筒吊起渐渐放入孔内。
③在护筒就位的过程中中心偏向通过“十〞字护桩进展控制即下护筒的过程中随时测量护桩到护筒边缘间隔 的变化根据事先计算的结果进展尺量调整将护筒中心与桩中心调整到允许之内同时用程度尺调整护筒的竖直度满足验收要求。
④护筒就位后应保持护筒顶面高出地面30cm为宜, 并用4左右的灰土将护筒周围回填夯实以防孔口坍塌和地表水流入孔内。
⑤护筒埋设回填实后沿十字护桩进展挂线在与护筒相交处作好标记量测出十字交点〔钻孔桩中心〕至护筒标记点的间隔 并认真填写护筒偏位记录。
3、泥浆制备
①钻孔采用泥浆护壁的工艺为控制泥浆的含砂量配制时选用优质膨润土并掺入适量的碳酸钠、烧碱等配制低比重的泥浆不能使用孔内原土造浆。
②泥浆的性能指标应根据地质情况确定制作前应进展泥浆配合比的试验在确保泥浆的各项性能指标满足使用要求后采用泥浆搅拌机进展拌制存储在泥浆池内造浆后应试验全部性能指标。
③根据?客运专线铁路桥涵工程施工技术指南?及桥位区的地质情况泥浆的性能指标应符合以下要求并在施工中根据地质情况进展调整以满足施工需要为原那么。
泥浆比重：1.05～1.15。
黏度：一般地层16～22s松散易坍地层19～28s。
含砂率：新制泥浆不大于4。
胶体率：不小于95。
PH值：大于6.5。
④泥浆循环利用现场设置泥浆池和沉淀池(设置要求如前述)拌制的泥浆和混凝土灌注时孔内溢出的泥浆均排至沉淀池内经沉淀后用于下一钻孔护壁。
4、旋挖钻机钻孔施工
①按既定的施工顺序进展桩孔的施钻工作未经同意不可擅自改变施工顺序而随意进展桩孔的施钻。
相邻墩台位的桩孔采用逐墩位交替施工以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的互相干扰。相邻墩台位的桩孔施工顺序见?钻孔桩施工顺序示意图?桩孔的施工顺序为1→1’→2→2’→3→3’→4→4’→5→5’→6→6’→7→7’→8→8’ →9→9’→10 →10’ 。

3
6
1
4
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5
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1’
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⒑’
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4’

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4

(n+1)#墩
n#墩
钻孔桩施工顺序示意图

②启动旋挖钻机进展钻杆起立、安装钻头及调垂工作旋挖钻机进入进入工作状态检查各项仪表和显示器的工作画面确保旋挖钻机的工作状态正常。
③挪动旋挖钻机使钻头中心与桩位中心对中对中通过钻头底部中心钻齿的尖部与护桩交出的桩位中心进展控制桩位中心通过“十〞字护桩拉线交出两点处于同一铅垂线上的偏向在验收允许偏向范围内即为对中完成对中完成后设置钻机的平面位置记忆系统记住工作位置保证工作中自动对中归位同时采用钢板尺进展复测做好钻机就位的偏向记录。
④开孔时将钻头渐渐下落到地表高程时通过电脑控制按钮将深度显示仪调整为零以便钻进过程中跟踪钻孔深度。然后再将钻头放入护筒(护壁)内正向旋转开场钻进。
⑤选用斗筒式钻头钻进时当钻斗提出孔外移至机侧以后继续缓慢上提钻斗利用动力头下的挡板将钻斗上的顶压板的顶压杆下压通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖翻开卸落钻渣钻渣卸落完后再将钻斗下落至地面关闭底盖。
⑥遇有坚硬地层斗筒式钻头钻进困难时换用锥形螺旋钻先将土层松散再换用斗筒式钻头进展掏渣如此往复直至通过坚硬地层。
⑦施工过程中应通过钻机本身的三向控制系统反复检查成孔的竖直度确保成孔质量。钻孔过程中应经常观察主机在地面和支腿支撑处地面变化情况发现下沉现象应及时停机处理保证旋挖钻机始终处于自动调垂的工作状态。
⑧
钻孔时要随时检验孔内不同部位的泥浆比重和含砂率并填写泥浆检验记录表此外还要随时注意地质变化准确判断地层情况防止对地层的误判导致坍孔等事故的发生并根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标和钻进工艺以保证成孔质量。
⑨钻孔应连续进展因故停钻时应注意保持孔内泥浆比重经常检查桩孔周围地表土的变化情况防止孔壁坍塌。钻孔完成后应尽快浇筑混凝土。
⑩钻孔过程中应做好各种记录。
旋挖钻机钻进施工时及时填写?钻孔记录表?主要填写内容为：工作工程钻进深度钻进速度、孔底标高、地质描绘、净钻孔时间及停钻原因等；?钻孔记录表?由专人负责填写交接班时应有交接记录。
根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录绘制桩孔地质剖面图每处桩孔必须备有土层地质样品盒在盒内标明各样品在孔桩所处的标高位置和取样时间以及记录人；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及请工程部施技科和监理进展现场确认由设计确定是否进展变更设计；钻孔到达预定钻孔深度后提起钻杆及工程部技术人员测量孔深及沉渣厚度。5盘旋钻钻孔施工
盘旋钻钻机同旋挖钻机相比具有以下特点：1〕、自重轻更合适于在承载力小的平台上施工但成孔速度较慢。2〕 、产生的泥浆较多不利于环保。3〕、可以钻挖长桩径的桩基。其施工工艺同旋挖钻根本一样。其操作要点及考前须知如下：
1、开场钻进时进尺应适当控制在护筒刃脚处应低档慢速钻进使刃脚处有巩固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时可提起钻锥向孔中倒入粘土再放下钻锥倒转使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙稳住泥浆继续钻进。
2、 在粘土中钻进由于泥浆粘性大钻锥所受阻力也大易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进；在砂土或软土层钻进时易坍空孔。易选用平底钻锥控制进尺轻压低档慢速大泵量稠泥浆钻进；在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时因土层太硬会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速优质泥浆大泵量两级钻进的钻进。
3、钻进过程中每进尺2～3m应检查钻孔直径和竖直度检查工具可用圆钢筋笼〔外径D等于设计桩径高度3～5m〕吊入孔内使钢筋笼中心与钻孔中心重合如上下各处均无挂阻那么说明钻孔直径和竖直度符合要求。
4、检测孔深、倾斜度、直径和清孔：钻孔完成后必须检测孔深、直径和倾斜度其中孔径和孔深须到达设计要求倾斜度不得大于1。在吊放钢筋笼之前须对孔内的石碴、泥浆进展必要的清理做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。
5、由于泥浆量较多须考虑较大的泥浆池和沉淀池。对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆根据现场情况引入到适当地点进展处理以防止对河流及周围环境的污染。
6、清孔及成孔检测
①钻孔到达设计的钻深后必须核实地质情况同时应将孔底松散的钻渣去除干净即将钻头放至孔底后进展原位空转后提起钻杆卸落钻渣终孔。终孔时须提早现场主技术人员以便终孔时立即进展测量孔深该孔深为无沉渣的实际钻深。
1.23m
0.6m
3.0m
0.3m
检孔器示意图
②沉淀一段时间后在吊装钢筋笼之前采用掏渣法进展清孔采用旋挖钻机将筒式钻头下至孔底进展掏渣掏渣至终孔时的孔深时钻头进展空转去除孔底散落松渣。
清孔应到达以下：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒泥浆比重不大于1.1含砂率小于2黏度17～20s；浇注砼前孔底沉渣厚度不大于20cm〔摩擦桩〕。
③清孔完成后进展成孔检测对桩孔平面位置通过护桩拉线进展复测对孔径、孔深、倾斜度、沉渣厚度的检测采用专业的电子检测仪进展检测并与检孔器、测锤法简易法检测配合使用确保成孔质量到达验收的要求。
④采用专业的电子检测仪进展检测时由经培训的专业人员按照检验规程进展检验采用检孔器、测锤法简易法检测时应符合以下要求：
⑴检孔器采用Φ25钢筋制作其外形似小形钢筋笼要有一定的刚度防止在使用过程生变形同时制作必须规那么减少周壁突出防止在检孔过程中对孔壁造成破坏。对于1.25m的桩径检孔器外径取1.23m有效段长度为3m。
⑵孔径检测：在钻孔成孔后钻机移位采用吊车将检孔器放入孔内检孔器进入孔内后利用护桩放样中心点通过吊绳进展检孔器对中。检孔器对中后上吊点必须位置固定且在整个检孔过程中不能变位否那么重新对中。检孔器在孔内下落时靠自重下沉不得借助其它外力。假如检孔器能在自重作用下顺利下至孔底(检孔器系有测绳)那么说明孔径能满足设计桩径要求。假如在自重作用下不能下至孔底那么说明孔径小于设计桩径那么应重新扫孔或重钻至满足设计桩径要求。
⑶竖直度检测：当检孔器在孔顶对中下落后通过在护筒(壁)顶观测吊绳相对于护桩放样中心点偏移情况可计算成孔后孔的倾斜度如下列图所示。
桩孔竖直度：

式中：K—桩孔竖直度
E—桩孔偏心距m
H—检孔器下落深度,m
根据几何关系可得：

∴
式中：e—护桩放样中心点与吊绳偏向值m
h—吊点到护筒顶高度m
其余符意义同前。
根据以上公式进展桩孔竖直度的检测为保证检测的准确性可视情况对H/2、H/4等处进展检测计算相应孔深的竖直度。
⑷测锤法检测孔深、孔底沉渣厚度：测锤的制作需符合以下要求：测锤用铁铸成圆锥形平底锤底直径15cm左右高22cm重量5kg。测锤顶端系上测绳把测锤渐渐沉入孔底凭人的手感判断沉渣的顶面位置此时读出测绳上的深度值与终孔时的深度值相比拟即可得出沉渣厚度。在终孔时立即进展检测测绳的深度即为孔深。
7、钻孔异常处理
7.1 在卵石层中的钻进
对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣如此往复直至穿过卵石层；对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的穿过该层后改用旋挖钻机钻进的。
7.2 卡埋钻具
发生原因：卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故在施工过程中要采取积极主动的措施加以预防一旦出现事故要采取有效措施及时处理。
卡埋钻具的预防措施如下：
①较疏松的砂卵层或流砂层孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。钻进至砂层后,钻机操作要慢提,轻放,不要强行加压。
②粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以在这类地层钻进要控制一次进尺量一次钻进深度不超过40cm。
③钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径钻筒外壁与孔壁间无间隙如钻进过深那么易造成卡钻。所以钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上边齿、侧齿应加长以占钻斗筒长的2／3为宜同时在使用过程中钻头边齿、侧齿磨损超过15mm后要及时修复。
④因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。因此平时要注意钻机本身的及时保养和维修同时要调整好泥浆性能使孔底在一定时间内无沉渣。
卡埋钻具的处理措施如下：
①直接起吊法即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。
②钻头周围疏通法即用反循环或水下切削等清理钻筒四周沉渣然后再起吊。
③高压喷射法即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷对准被卡的钻头高压喷射直至两孔喷穿使原孔内沉渣落入小孔内即可回转提升被卡钻头。
④护壁开挖法即卡钻位置不深时用护筒、混凝土等进展护壁人工直接开挖清理沉渣。
7.3 坍孔
发生原因：泥浆比重太小或其它泥浆性能指标不符合要求护筒埋设不稳固或漏水钻头撞击孔壁孔内水头压力不够或补浆时泥浆冲击孔壁。
坍孔的预防和处理措施：
　　①准确判断地层情况及时调整泥浆的性能指标。在松散的粉砂土或流砂土中钻进时应控制一次进尺深度并选用较大比重、粘度和胶体率的泥浆。
②护筒埋设时周围用灰土夯填实确保护筒稳固和不漏水。钻头下放时待正确归位后再行慢速下放防止钻头撞击孔壁。
③开孔即发生孔口坍塌时立即撤除护筒并回填重新换用长护筒加深埋设后再行钻进。
④如发生孔内坍塌应判明坍塌位置回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1～2m再继续施钻如坍孔严重应全部回填待回填物沉积实后再行钻进。
⑤补浆时应指定专人进展防止冲刷孔壁保证钻孔内必要的水头高度和压力。
7.4 钻孔偏斜
产生原因：
①钻孔中遇到较大的弧石或探头石。
②在有倾斜度的较硬地层交界处、岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进钻斗受力不均。
③施工过程中钻机底座产生不均匀沉陷没有通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度导致钻机发生倾斜。
钻孔偏斜的预防和处理措施：
①遇有弧石或探头石以及在有倾斜的软、硬地层钻进时应低速钻进。
②钻机就位前将场地平整压实钻进过程中经常观察钻机底座防止地基沉陷导致钻机倾斜超出钻机自动调垂的倾斜范围施钻时反复检查成孔的竖直度确保钻孔的竖直性。
③发现钻孔倾斜后立即通过调整钻机的垂直控制系统上下反复扫孔使钻孔正直。偏斜严重时回填粘土到偏斜处待沉积实后再继续缓慢钻进进展就纠偏。
7.5 孔形不规那么：
孔形不规那么主要表如今扩孔和缩孔扩孔本质为孔壁坍塌未处理而造成严重后果的孔应按坍孔事故预防和处理。
缩孔产生的原因：
①斗筒在钻孔中斗筒下缘的保证孔径的凸块补焊不及时严重磨耗导致钻出的孔较设计桩径稍小。
②由于地层中夹有软塑土遇水膨胀后孔径缩小。
缩孔的预防和处理措施：
①经常检查斗筒凸块的磨损情况并及时进展补焊以保证孔径的准确性。
②用斗筒上下反复扫孔的扩大孔径并尽可能缩短从成孔到灌注混凝土的时间。
8、质量要求
钻孔允许偏向应符合下表要求：
钻孔允许偏向表
序
工程
允许偏向
1
护筒
平面位置
50mm
倾斜度
1
2
孔位中心
50mm
3
倾斜度
1
9、平安考前须知
①旋挖钻机操作人员必须经过培训其它人员不得擅自进展钻机的操作。
②钻孔过程中非相关人员不得进入钻机作业半径范围防止机械伤人。
③桩孔周围必须规整平顺泥浆、杂物必须去除干净防止将工作人员绊倒造成事故。
④泥浆池、沉淀池周围必须设有防护设施。防护设施说明如下：
在泥浆池的四个角打入φ5的6m木桩横挡用两排竹竿作维护用铁丝绑扎在木桩上用丝网进展维护再用彩条旗维护做警示确保平安。
⑤成孔后暂时不进展下道工序的孔口必须设有平安防护设施和警示标志并有人看守。
⑥配电箱以及其它供电设备的设置必须符合平安用电的要求电线接头要结实并且要绝缘输电线路必须架空且设有漏电开关。
⑦吊车及钻机工作之前必须进展机械平安检查。
⑧吊车工作时必须有专人指挥并且在其工作范围内不得站人。
⑨现场设一名专职平安员负责施工的平安工作根据工程部的平安要求对现场的施工平安进展监视发现平安隐患及时制止并予以纠正前方可正常施工。
⑩其它平安考前须知要符合工程部有关平安施工的相关要求。
10、环保考前须知
①钻碴要及时运出工地弃到设计指定的弃碴场弃碴场要设挡护防止水土流失以到达环境保护的要求。
②为防止泥浆对周围环境的不利影响废弃泥浆必须外运弃置于弃土场。
③间施工要注意防止噪声影响居民和职工的正常休息。
④施工机械车辆要行走施工便道不可任意行驶便道要经常洒水降尘。
⑤其它环保考前须知要符合工程部有关环境保护的相关要求。

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中交建立集团同五工区二作业队