旋挖钻孔灌注桩施工方法(湿挖).doc

旋挖钻机成孔灌注桩施工作业指导书(湿挖)1. 适用范围本作业指导书适用于库阿高速公路工程地质条件良好，且桩基深度内未见地下水的素填土层、亚粘土层、亚砂土层、亚粘土夹粉细砂层，强风化泥质粉砂岩层，弱风化泥质粉砂岩层、夹有卵石的砂砾地质土层等的桩基施工。2. 编制主要应用标准和规范2.1 公路桥涵设计通用规范JTG D60-20042.2 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20072.3 公路桥涵施工技术规范JTJ 041-20002.4 公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20042.5 公路工程施工安全技术规程JTJ 076-953、施工准备3.1、技术准备3.1.1、熟悉和分析施工现场的地质、水文资料，由中交指挥部总工程师组织工程设计部、工程管理部、安全质量部等相关部门向各分指挥部总工就承包合同有关条款、设计图、设计文件、施工技术规范和质量要求、使用的施工方法和材质要求等进行交底。分指总工向分指各部门、现场负责人及技术员就以下内容进行交底。合同中有关施工技术管理和监理办法，合同条款规定的法律、经济责任和工期。 设计文件、施工图及说明要点等内容。 分部、分项工程的施工特点，质量要求。 施工技术方案。 工程合同技术规范、使用的工法或工艺操作规程。 材料的特性、技术要求及节约措施。 季节性施工措施。 各单位在施工中的协调配合、机械设备组合、交叉作业及注意事项。 试验工程项目的技术标准和采用的规程。 适应工程内容的科研项目、四新项目和先进技术、推广应用的技术要求。、安全、文明、环保施工具体要求。由现场主管技术员配合分指工程部向现场施工班组、施工人员进行技术、操作、安全、环保交底, 确保施工过程的工程质量和人身安全。3.1.2、熟悉施工现场环境,排查清施工区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危险建筑等的分布情况。本工程危险源包括：高空坠落、物体打击、触电、溺水、机械伤害、坍塌、中毒、火灾、职业病等。3.1.3、砼配合比设计及试验：按砼设计强度要求，分别做水下砼配合比及普通砼配合比的试验室配合比、施工配合比，满足钻孔桩灌注砼的要求。3.1.4、测量准备:沿路线方向300500米距离，埋设水准点2个，导线点1个。3.2、机具准备3.2.1、钻孔设备: 150型、200型、220型、250型全液压旋挖钻机等。3.2.2 配套设备:挖掘机、装载机、吊车、钻渣运输车各1台、钢护筒（每台钻机配2个）、潜水泵、泥浆泵等。3.2.3 安全设备:防水照明灯、安全帽、防护网等。3.2.4 混凝土灌注设备:砼拌和站、砼运输车、导管、下料斗等。3.2.5 钢筋加工、安装设备:钢筋笼成套加工设备、电焊机等。3.2.6 试验检测设备：抗压强度试模3组、坍落度筒1套、温度计2支（量程0-100）等。3.3、材料准备原材料：水泥、石子、砂、钢筋等由分指试验人员按规定进行检验，并报驻地办监理工程师检验，确保原材料质量符合相应标准。3.4、作业条件3.4.1 开钻前场地应完成三通一平，即路通、水通、电通、场地平整。场地平整采用装载机平整，人工配合。旋挖钻机作业场地平整尺寸为10米10米，平整后用装载机轮胎进行碾压，地基不好处对作业面换填处理，压路机碾压，以满足钻孔设备的稳定性要求。 、施工前，根据主要施工过程存在的不安全因素特点，进行危险源辨识。 、在施工现场设置“四牌一图”，即工程概况牌（2001500mm），工程公示牌（20001500mm），安全、质量、环保目标公示牌（20001500mm），施工标识牌（800600mm）及施工平面布置图（20001500mm）。 、施工现场用电采用三相五线制系统和三级配电二级保护方式，工作接地电阻值不得大于4；供电线路始端、末端必须做重复接地。用电设备实行“一机一闸一漏一箱”制；不得用一个开关直接控制两台以上的用电设备。 、用装载机及时清理钻渣，保证施工现场道路畅通。3.4.2挖好2倍孔体积的泥浆池，完善孔口四周排水系统，做好孔口的围护。3.4.3人员配备及技能培训 人员配备：工区长一名，技术主管一名，技术员一名，专职安全质检人员一名，测量、试验人员每工区各配置五名。 、技能培训 培训方式：采用会议、授课、观看影像资料及考察观摩的形式。 培训内容：施工工艺工法、技术标准、安全文明环保施工要求。4、施工工艺、工法4.1、工艺流程现场调查测量放线及定桩位配制泥浆开挖地面表层土埋设钢护筒检查桩中心轴线钻机就位及钻进成孔检查清孔吊放钢筋笼安装砼导管灌筑水下砼桩成品检测、验收以上所有流程须经监理全过程监控。4.2、施工方法及施工要点4.2.1、测量放样及定桩位（施工步骤）、复核全桥的桩位坐标，确认设计图纸提供的桩位数据。、排桩护桩放样与护桩埋设： 由专职测量人员采用全站仪或GPS对桩位采用坐标法进行实地放样。 沿桥宽方向一次放出整排护桩桩位，沿桥长方向放出两排护桩桩位（如图1）.当进行下一排桩基施工时可利用上一排排桩护桩。排桩护桩为木桩，桩顶钉钉，高度80cm，埋入地下45cm，并用砂浆或素混凝土保护。 单桩护桩放样与护桩埋设：沿桩中心呈“十”字型引出四个桩位点用来控制桩位，作为单桩护桩单桩护桩采用木桩（），桩顶钉钉，高度80cm，埋入地下45cm，并用砂浆或素混凝土保护。 检测：自检：现场技术员用几何尺寸方法复核桩位，每天对桩位护桩复核一次，若护桩被破坏或发生位移及时通知测量人员进行复测。监理检测：桩位放样完成，经现场技术人员检查无误后及时报请监理工程师复核，监理工程师用全站仪采用坐标法对桩位进行符合，无误后进行护筒埋设工作。图1 排桩护桩示意图 5-10米(据地形调整) 墩台 0# 1# 2# 3# 墩台 5-10米 (据地形调整) 0# 1# 2# 3#图2 单桩护桩示意图（）4.2.2、配制泥浆、工地试验确定泥浆配合比，通过试验确泥浆配合比为：水：粘土：膨润土1：0.4：0.08（质量比）；、计算桩孔体积，挖2倍桩孔体积的泥浆池；、根据泥浆配合比，在泥浆池中加入水、粘土、膨润土，用挖掘机搅拌至均匀。、通知试验室，检测泥浆相对密度、粘度、含砂率、胶体率、PH各项指标，合格后方可使用。泥浆各项指标如下：钻孔方法相对密度g/cm3粘度Ts胶体率%含砂率%PH值旋挖钻1.051.15大于17大等于95不大于2大于6.5、注意事项：泥浆配制前在泥浆池底部和四周铺设塑料布，防止泥浆渗漏。钻孔过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整，保持各项指标符合要求。4.2.3、 护筒的制作与埋设、护筒制作护筒采用钢质护筒，4m以内的护筒，采用厚不小于5mm后的钢板制作，顶部、中部和底部加焊5mm厚15cm高加强圈；长度大于4m的钢护筒，采用厚不小于6mm厚钢板制作，顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。制作时，钢护筒的内径比桩径大200 -400mm。、护筒埋设钢护筒埋置高出施工地面0.3m；若桩孔在河流中，应将钢护筒埋置至较坚硬密实的土层中深0.5m以上；钢护筒顶高出施工水位或地下水位1.5m，并高出施工地面0.3m。护筒埋设： 、埋设护筒采用挖坑法，由吊车安放。测量队对要埋设护筒的桩位进行放样，现场技术人员复核，旋挖钻机钻头中心对准桩位中心挖孔扩孔，所挖孔直径为护筒直径加40cm，挖孔深度为护筒长度。、在孔内回填3050cm粘土，并用旋挖钻钻头夯击密实。、利用护桩拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。、用吊车吊放护筒至空内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心基本与桩位中心重合，其偏差不大于3cm。、护筒位置确定后，吊垂线，用钢卷尺量测护筒顶部、中部、底部距离垂线的距离，检查护筒的竖直度。护筒斜度不大于1。、符合要求后在护筒周围对称填土，对称夯实。、四周夯填完成后，再次检测护筒的中心位置和竖直度。、测量护筒顶高程，根据桩顶设计高，计算桩孔需挖的深度。4.2.4、钻机就位及钻孔、确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记。、标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。、连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。、开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为40-50cm，确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺，每次控制在70-90cm。、成孔、成孔检查成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。检孔器应按如下要求制作：检孔器的外径D为钢筋笼直径加10cm，长度为6D（D为孔径，检孔器的加工执行钢筋加工及安装作业指导书）。检孔器长度一览表桩径1.01.11.21.31.41.51.61.7检孔器长度6.06.67.27.88.49.09.610.2标定测绳，测绳采用钢丝测绳，20米以内测锤重2Kg，20米以上测锤重3Kg。 测量护筒顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。以护筒顶面为基准面，用测绳测量孔深并记录，测量时测量五处（中心一处，四周对应护桩各测量一处）孔深按最小测量值，当最小测量值小于设计孔深时继续钻进。现场技术人员应严格控制孔深，不得用超钻代替钻渣沉淀。用检孔器检测孔径和孔的竖直度，检孔器对中后在孔内靠自重下沉，不借助其他外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不能顺利下至孔底时，用钻机进行扩孔处理。检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于1；沉渣厚度符合设计规定：对于直径1.5m的桩，300mm；对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩，500mm。桩位误差不大于50mm。钻孔过程中钻机操作要领和注意事项： 、在钻进过程中应时刻注意钻机仪表，如仪表显示竖直度有变化，应及时进行调整，调整后钻进。 、钻孔过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整。、钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用，施工完成后用泥浆车将其运至指定地点以防对环境造成污染。、钻进过程中注意孔内水压差。、钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班的注意事项。、因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。同时保持孔内有规定的水头（即应高于地下水位或空外水位1.0-2.0m）和要求的泥浆浓度、粘度，以防坍孔。 、旋挖钻孔应超挖30cm，以保证桩长，同排桩超挖深度应基本一致，要控制在5cm以内。 、在钻进过程中，设专人对地质状况进行检查。 、在钻进过程中，要根据地质情况调整钻机的钻进速度。在粘土层内，钻机的进尺控制在80-90cm/次旋挖，在砂土层中，钻机的进尺控制在40-50cm/次旋挖。 、在钻进过程中，钻杆的提升速度控制在0.4米/s。4.2.5、清孔： 、孔底清理紧接终孔检查后进行。钻到预定孔深后，必须在原深处进行空转清土（10转/分钟），然后停止转动，提起钻杆。 、注意在空转清土时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。、调整泥浆指标，试验室试验人员检测成孔后泥浆比重、粘度、含砂率，是否符合灌注水下混凝土要求。（泥浆相对密度1.031.1；粘度1720Pa.s；含砂率：2%；胶体率：98%），如不符合要求则下导管，将泥浆泵与导管连接，通过导管由孔底注入符合要求的稀释泥浆，进行循环。、灌注前试验人员再次检测泥浆指标，其比重、粘度、含砂率符合灌注混凝土标准时清孔结束。 、清孔后，用测绳检测孔深。4.2.6、钢筋笼制作与安装4.2.6.1、钢筋笼的制作钢筋笼的制作执行钢筋加工及安装作业指导书4.2.6.2、钢筋笼的运输、安装钢筋笼运输采用炮车运输，吊车安放。 、对钢筋笼加焊加强筋（具体形式和位置见图4），防止在运输安装过程中钢筋笼变形。 、钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。 、缓慢移动钢筋笼，将钢筋笼吊到孔位上方，对准孔位、扶稳，缓慢下放，依靠第一吊点的滑轮和钢筋笼自重，眼观使钢筋笼中心和钻孔的中心一致。 、以护筒顶面为基准面，量测钢筋笼，当钢筋笼到达设计位置时，焊吊筋固定。当钢筋笼需接长时，先将第一节钢筋笼利用架立筋临时固定在护筒部位，然后吊起第二节钢筋笼，对准位置用焊接或套筒连接。焊接时可以使用多台电焊机同时焊接。 、钢筋笼固定，可以采用在钢筋笼主筋上焊定四根吊筋，吊筋圈内穿穿杠，将钢筋笼固定（见图5）。 、钢筋笼安放完成后，在钢筋笼对称钢筋上帮十字线，连接单桩护桩，拉十字线，用吊垂检查两十字交叉点是否重合。不符合要求时，应调整穿杠上的钢筋笼吊筋,使之重合。 、钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距10mm；螺旋筋间距10mm；骨架外径l0mm；骨架倾斜度0.5；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程50mm。4.2.7、安放导管砼采用导管灌注，导管内径为200-300mm，螺丝扣连接。 、导管使用前使用气泵进行水密承压试验。试压前将导管一头封闭，从另一端将导管内注满水，用带有进气管的导管封闭端头将导管封闭，将气泵气管与导管进气管连接，加压至0.6Mpa（压力不小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，按40米水深压力进行试压，试压压力为0.6Mpa。）。持压2分钟，观察导管有无漏水现象。 、检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。 、导管试拼、编号根据护筒顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计算导管所需长度对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节长度较短的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4.0m）。 、导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm。 、导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。4.2.8、水下砼的拌合、运输 、混凝土拌合前，由试验室提供混凝土配合比。 、测定拌合料场砂、石的含水量，换算施工配合比，交付拌和站严格按施工配合比拌制混凝土。 、混凝土拌合坍落度控制在180220mm。每车混凝土出站前，试验室试验人员，检测混凝土的出站坍落度和出站温度，不合格不予出站。混凝土出站时，试验室人员须在运输单上填写出站时间，出站时坍落度，若为冬季施工时，还需填写混凝土的出站温度。 、混凝土运输采用罐车运输，冬季施工时，罐车运输罐应用棉被或其他保温材料包裹保温，以减少混凝土在运输过程中的温度损失。4.2.9、灌注水下混凝土 、每车混凝土灌注前检测混凝土出场、入模的坍落度和出场、入模温度，坍落度应在180-220mm之间，温度应在5度以上。 、混凝土由罐车运至现场后，采用吊车吊储料斗运进行灌注。为确保灌注的顺利进行，砼灌注前要首先准确计算出首批砼方量，埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要。首批砼的数量按下式确定： VD2（H1+H2）/4 式中：V灌注首批混凝土所需数量（m3）； D桩孔直径（m） 1桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m； 2导管初次埋置深度（m）； 、首批混凝土灌注后，灌注砼由砼运输车溜槽直接对料斗放料进行灌注。 、灌注中，每车混凝土灌注完成或预计拔导管前量测孔内砼面位置，以便及时调整导管埋深。导管埋深一般控制在46m之间。 、在灌注将近结束时，核对砼的灌入数量，以确定所测砼的灌注高度是否正确。灌注完的桩顶标高应比设计标高高出0.5m，高出部分在砼强度达到80%以上后凿除，凿除时防止损毁桩身。 、灌注完毕后，拔出护筒。控制要点： 、灌注开始后，应连续地进行，准备好导管拆卸机具，缩短拆除导管的时间间隔，防止塌孔。 、开始灌注时，砼面高度将至钢筋笼底部时要放慢灌注速度，当孔内混凝土顶面距钢筋笼底部1m时，混凝土灌注速度应控制在0.2 m/min左右，并仔细量测砼表面高度，以防钢筋笼上浮，当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升、拆除导管，使混凝土灌注导管底口高于钢筋笼底部2m以上，恢复0.5m/min左右的正常灌注速度。 、钻孔灌注桩施工全过程中，现场技术员应真实可靠地做好记录，记录结果应经监理工程师认可，如钻孔记录、终孔检查记录、砼灌注记录。4.3、施工过程中可能出现的情况的处理措施4.3.1 砼堵管处理用吊车将料斗连同导管一起吊起，在50cm范围内小幅度上下提升三次，应注意的是切不可把导管提出砼面以外。为避免此类事故发生，应严格要求做到：导管要牢固不漏水；砼和易性坍落度要好；砼浇注必须要在初凝前完成，导管埋深控制在46m。4.3.2 钢筋笼上浮预防措施 、砼底面接近钢筋骨架时，放慢砼浇注速度，浇筑速度控制在0.2m/min左右； 、砼底面接近钢筋骨架时，导管保持较大埋深，导管底口与钢筋骨架底端尽量保持较大距离； 、砼表面进入钢筋骨架一定深度后，提升导管使导管底口高于钢筋骨架底端一定距离。 、在保证钢筋笼中心位置不变的情况下，通过四根定位钢筋将钢筋笼固定在钢护筒上。5、实测项目5.1 钻孔桩成孔质量标准项 目允 许 偏 差孔的中心位置（mm）群桩：100；单排桩：50孔径（mm）不小于设计直径倾斜度小于1%孔深摩擦桩：不小于设计规定；支撑桩：比设计深度超深不小于50mm沉淀厚度（mm）摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径1.5m的桩，300mm；对于直径1.5m的桩或桩长40m或土质较差的桩，500mm；支撑桩：不大于设计规定清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10；粘度：1720pa.s；含砂率：2%；胶体率：98%；5.2 钻孔灌注桩实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内试件大于等于10组时，按数理统计方法评定；试件小于10组时，按非统计方法评定；2桩位（mm）群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查排架桩允许50极值1003孔深（m）不小于设计测绳：每桩量测4孔径（m）不小于设计探孔器：每桩量测5钻孔倾斜度（mm）1%桩长，且不大于500探孔器：每桩检查6沉淀厚度（mm）摩擦桩符合设计规定，设计未规定时按施工规范要求测绳量测：每桩检查支撑桩不大于设计规定7钢筋骨架底面高程（mm）50水准仪：测每桩骨架顶面高程后反算6、成品保护6.1钻孔灌注桩浇注完成后，可在砼初凝后终凝前及时清理桩头超灌注部分，清理至桩顶设计高程以上30cm左右为准。6.2 清理完成后，不应再扰动桩基砼。7、冬季施工措施7.1、放样时，桩位护桩应设置在孔壁1米以外，防止钻孔设备在钻进过程中扰动护桩。如发生护桩位移应及时通知测量人员进行复测。7.2、钢筋焊接宜在室内进行，当必须在室外进行时，最低气温不能低于20，并采取防雪挡风措施，减小焊件温度差。焊接后接头严禁立刻接触冰雪。冷拉钢筋时的温度不低于15。7.3、冬季施工，用锅炉对拌合用水进行加热，根据天气预报情况确定拌合用水的加热温度。当天气的最低温度为零下15以内时，对拌合用水加热至50-70。7.4、当对拌合用水进行加热时，混凝土的拌制顺序为：现将水和集料进行拌合45秒，然后加入水泥进行拌合，拌合时间90秒。7.5、混凝土运输采用混凝土罐车运输，运输罐用棉被包裹保温，以减少混凝土在运输过程中的温度损失。7.6、混凝土灌注应连续进行，当中途因故停止时间超过30分钟时，应对现场罐车内的混凝土进行温度坍落度进行检测，当温度小于5时和坍落度不符合灌注要求时，不得使用；当中途停止时间超过混凝土初凝时间时，不得使用。7.7、灌注桩混凝土灌注完成后，混凝土初凝前将桩头清理干净，初凝后覆盖一层塑料布，回填90cm戈壁料，以保证桩头不受冻害。