溶岩地质冲击钻孔灌注桩施工工艺复习进程.doc

溶岩地质冲击钻孔灌注桩施工工艺 目录第一章总则第二章施工准备第三章冲击钻孔施工第四章清孔第五章水下混凝土灌注第六章事故防止及处理第七章安全质量第一章 总则第1条 本工艺适用于铁路桥梁岩溶特别发育地区冲击钻孔灌注钢筋混凝土桩的施工，其直径一般为1.11.5m。铁路路基、房屋建筑等基础工程，在岩溶地区采用冲击钻孔灌注桩者，也可执行本工艺。第2条 岩溶地质各工点不尽相同，但其共同的特点是：由于溶洞形状复杂，洞内填充物多为软塑或松散物等，在钻孔施工中容易卡钻、护壁泥浆流失，造成坍孔等困难。在施工中，必须熟悉有关技术标准，了解地质钻探资料，根据本工艺并结合各工点的具体情况，选择适宜的施工方法，以保证工程质量和冲击钻孔的顺利进行。第3条 冲击钻孔灌注桩的施工工艺程序为：施工准备下护筒钻孔清孔、测孔下钢筋笼灌注混凝土质量检查。第4条 本施工工艺未列出的条款，应按施工规范和有关规定办理。第二章 施工准备第5条 鉴于岩溶地区地质和溶洞形状复杂等情况，施工设计必须提高地质钻探质量。在多层溶洞地质非常复杂的情况下，一般都要提出地质钻孔资料。第6条 结合现场实际情况，做好施工组织设计，提出保证工程质量和施工安全的技术措施。开工前必须向工班做好技术交底工作。第7条 组织机械设备和物资进场，包括钢护筒、钻头、5t卷扬机、泥浆泵和起重设备。搭设施工平台的用料，制浆粘土和钢筋、水泥、砂石料等陆续到场。物资设备不具备施工条件时，不得开工。第8条 钻头的选择可根据钻孔直径、钻孔类型及地质条件等比较决定。一般选用3.55.9t底部带球弧面十字形铸钢实体钻头为宜，钻头直径宜较设计孔径小23cm，并焊32mm钢筋环4个，用28mm钢丝绳围绕23圈，以备掉钻头后易于打捞。由于钻具磨损最大，应有备用钻头和修理钻头的设备。第9条 对钻机钢丝起吊绳的要求应选用28mm（637）的钢丝绳，注意要有出厂合格证。检查钢丝绳的质量，要求优质柔韧、无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即从卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。2钢丝绳与钻头连接，应采取钨金套，大绳与钨金套上钢丝绳应同直径，连接卡子不得少于8个，间距为180200mm安装时先对称拧紧每个卡子，然后在吊重情况下逐个复拧，使每个卡子受力均匀。第10条 平整场地与安装施工平台。场地要夯实或筑岛，当水较深时可打桩搭设施工平台，以便安装钻机、下沉护筒和钻孔等。1在旱地上，应清除杂物、平整场地。如遇软土，适当处理，防止地面沉陷，保证机械设备稳定。2在浅水中，如水深3m左右，一般可用草袋围堰筑岛法施工。筑岛面积应根据钻孔方法、钻孔机大小等要求决定。岛面标高要高出施工水位不少于1.2m。3在深水中，可打桩搭设平台。平台应牢固稳定，能支承钻机，并考虑洪水时钻机能顺利撤出。第11条 制浆粘土的技术指标1胶体率不低于90%；2含砂率不大于4%；3造浆能力不低于2.5L/kq；4塑性指数大于1725；5小于0.005mm粘土粒含量大于50%。第12条 用冲击钻孔时孔底泥浆的技术指标1比重：壁为砂粘土1.3壁为大漂石、卵石层1.4壁为岩石1.22粘度：入孔粘度一般地层（砂质粘土及粘质砂土，容许承载力在1.0kg以上的地层）为1622s；松散易坍地层为1928s。3含砂率：新制泥浆4%4胶体率97%5PH值6.5第13条 钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表（铁路桥涵施工规范附表4.1）。检验取样根据冲击法投泥造浆的特点，可以采用在取磕筒内取样等办法进行试验。第三章冲击钻孔施工第14条 埋设护筒为固定桩位、钻孔导向、防止孔口地面坍塌、承受因提高孔内水头增加的压力等，均须埋设护筒。第15条 护筒必须严密不漏水，材料一般可选用钢板或钢筋混凝土，壁厚根据具体情况而定。一般钢护筒可用1210mm钢板制作，钢筋混凝土护筒壁厚80100mm。第16条 护筒内径应大于钻头直径，冲击钻孔时应大于钻头直径1040cm。具体数值可根据地质条件和护筒长短不同而决定。第17条 护筒顶应高出施工水位不少于1.5m，并高出施工地面0.3m。第18条 护筒的深度应根据地质情况确定，宜符合下列要求：1在岸滩上，粘土不小于1m。砂类土不小于2m。当表面土层松软时，尽可能将护筒埋没在较坚硬密实的土层中至少0.5m。2水中筑岛，护筒应埋入河床下0.5m以上。第19条 护筒顶面位置偏差不得大于5mm，其倾斜度应控制在1%以内。第20条 第一节护筒可以采取挖土埋设方法，第二节采取锤击下沉。或者第一节护筒埋设一部分，其余以锤击下沉。在水深处以打桩做平台时，护筒要以锤击下沉。第21条 为防止冲孔坍塌也可采用长护筒，其长度按钻孔实际要求而定。一般护筒在工厂分节制造，运往工地按需要接长。采用长护筒时，在孔口仍打短护筒，在短护筒内下长护筒，在短护筒内对称焊上导向角钢，控制长护筒的下沉。长护筒钢板厚度可选用810mm。长护筒内径应大于钻头直径，一般应比钻头大200400mm。长护筒可用振动打桩机振动下沉。第22条 埋设或下沉护筒时，应用两台经纬仪监测其倾斜度，以随时调整保证质量。第23条 安装钻机：底架应垫平，保持稳定，使不产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称栓牢拉紧。如采用工作平台，钻架应平稳安放在施工平台上，底座应抄平垫实稳妥，牢固可靠，以确保冲孔过程中不发生位移或下沉。根据测量资料，通过钻架上滑轮缘的铅垂线应对准桩位（或护筒底）中心，其偏差不得大于2cm。采用长护筒时，每次护筒跟进后，钻架应按变更后的护筒底中心重新对位，要反复核对中心位置，以免造成打坏护筒或斜孔。第24条 为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土达到2.5MPa抗压强度后，方可开钻。第25条 在钻孔中，必须随钻随清碴。使用取碴筒清碴，一般钻进0.51.0m清一次碴，或者根据钻进速度决定清碴与否。第26条 开孔前应在护筒内多加一些粘土块，如土质疏松，还要混入一定数量的小片石，借钻头冲击力把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。第27条 开始造孔时，宜采用小冲程，使成孔坚实，竖直、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击，冲程以2.03.0m为宜。但在下列情况时，应采用2.0m以下的中低冲程。1在斜面开孔及在护筒内和在护筒刃脚以下2.03.0m范围内钻进时；2在停钻投泥重新开钻时；3当遇到局部砂层或溶洞时；4在抛石回填重钻以及在处理特殊情况时。第28条 钻进时起落钻头速度要均匀。不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或护筒，或因提速过快而造成负压引起坍孔。第29条 在钻进过程中，必须勤松绳，每次少松绳，防止打空锤。勤清碴，使钻头绳经常冲击新鲜地层。第30条 钻孔应一次成孔，不得中途停顿。如因故障停顿时，钻头应提出孔外，孔口加盖防护。第31条 钻孔过程中，应经常对已钻成的孔进行检查。检孔器用元钢筋制作，高度为钻孔直径的46倍，直径与钻孔桩直径相同。每钻孔进2m，应用检也器检查测量一次孔径。如果检孔器不能通过，即表明钻孔不合要求，可能发生弯孔、斜孔、十字槽或探头石等问题。因此，应抛片石、粘土坯至直径开始变小处以上0.30.5m再行钻孔。禁止未投片石、粘土，单纯使用钻头修孔，以防卡钻事故。第32条 在岩溶地区由于地层情况复杂，钻孔时应对不同的地层采用不同的冲击方法，以保证钻孔质量和钻孔的顺利进行。第33条 在卵石层中，泥浆比重应在1.4左右，以加强护壁和防止渗漏。冲程可以较大，以便破碎卵石。第34条 在砂层或淤泥层中冲击时，应投粘土并掺入小片石，采用小冲程冲击，将粘土和片石挤进孔壁加固。遇有流砂现象时，应增大泥浆比重，提高孔内压力，并投粘土块和小片石，采用小冲程。第35条 在溶洞中钻进，由于孔桩进入溶洞范围内，溶洞不是整齐的，顶板和底板犬牙交错，高低不平，钻进溶洞顶板及底板都存在一个斜面开孔问题。因此必须采取相应措施。根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻进接近顶板0.30.5m时应控制冲程在1.0m以内。空洞内钻进须分层面填粘土坯和石块（边长1015cm），经反复冲砸以形成的泥壁，堵塞原洞内填充物的活动通道，防止孔壁坍塌和泥浆流失。钻头在洞内冲击高低不平的岩面时，或一面有岩，一面悬空时，容易造成卡钻或斜孔事故。纠偏方法仍然是抛填片石和粘土坯，用低冲程打密，反复循环多次，保证冲孔质量。第36条 采用长护筒时，护筒与岩石面接触处的造壁处理，如打入岩面的钢护筒刃脚只有一点或几点接触岩面，在护筒刃脚下，用1015cm边长的片石和粘土（体积比1：1分层抛填，顶面应注意平整。以低冲程（1.01.5m）反复冲砸，挤压泥石堵塞溶洞，形成坚实的泥石壁，保证施工过程不坍不漏。第37条 为防止掉钻头，要求每班检查12次钢丝绳、卡扣、滑车、钻头、卷扬机等机具设备，若发现钢丝绳在同一旋距内断丝超过2根，则应予更换，其他机具发现问题应及时处理或更换。第38条 清碴、投片石及粘土坯数量要做好记录，钻进资料应齐全完整，并有岗位负责人签字。第39条 施钻过程中，井孔周围切勿放置铁件，以防掉入孔内难以打捞，影响钻进。第40条 冲孔到设计标高时施工单位要立即检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，确认满足设计要求后填写钻孔记录表，经工点技术负责人签认后，方可进行下道工序。第四章清孔第41条 当钻孔深度达到设计标高并超钻0.1m时，已满足设计要求后，将拌好的新泥浆2030m3通过75mm钢射浆管直接射入孔底，使孔中较细钻碴悬浮泥浆中，从孔口排出，较大的钻碴沉入孔底。第42条 孔底剩余较大的钻碴，用取碴筒取碴，至取不出为止。再用75mm射浆管向孔底射浆10分钟（约15 m3泥浆），悬浮的钻碴经护筒口排出返回沉淀池，待钻碴沉淀过滤后再将泥浆泵入孔底，如此反复多次循环。同时在这道工序过程中采用钢射浆管取代测绳多次测量孔深，确认符合设计标高，出碴换浆完成后，观测沉碴厚度变化。第43条 经过34小时观测，沉碴厚度达到施工规范要求时，可通过射浆管再向孔底注浆5分钟后停止。第44条 抓紧拆除钻架、射浆管、吊入钢筋骨架，安装混凝土导管等灌注设备，及时进行灌注，确保孔底沉碴厚度不超过规范容许值。第45条 清孔也可采用空气吸泥机配合取碴筒出碴。即大块钻碴以取碴筒取出，较细的钻碴以空气吸泥机吸碴。用空气吸泥机出碴时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。第五章 水下混凝土灌注第46条 钢筋笼宜整体吊装入孔。为了吊装有足够刚度，主筋与加强箍筋必须焊接。如整体吊装入孔有困难时，可分段入孔，但接头必须焊接，上下两段应保持顺直。焊接接头相错量必须符合铁路桥涵施工规范的规定。钢筋笼入孔后应牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生掉笼或浮笼现象。第47条 灌注水下混凝土的导管应符合下列要求：1导管内壁应光滑圆顺，内径一致，直径可采用2030cm，一般中间节长2.0m，底节长4.0m，还可配一节1.0m长的管节，以调整适应漏斗高度。2使用前应试拼、试压，不得漏水，还应编号及自下而上标示尺度。导管轴线误差不宜超出孔深的0.5%，亦不宜大于10cm。组装时，连接螺栓的螺帽宜在上面。试水的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。3导管接头法兰盘宜加锥形活套或将法管盘加劲肋作成三角形。底节导管下端不设法管盘，防止牵挂钢筋骨架。第48条 水下混凝土陷度应采用1822cm，粗骨料宜采用卵石。粗骨料粒径可采用14cm。第49条 灌注混凝土开盘后，首批连续入孔混凝土量，必须满足导管底节埋入混凝土深度不小于0.8m。水下混凝土应连续灌注，不得中间停顿。在灌注中，要根据灌注速度提升导管，但导管埋入混凝土的深度，不得小于1m，并不宜大于3m。第50条 水下混凝土灌注面，应高出桩顶设计标高0.51.0m，以便清除浮浆，确保混凝土质量。第六章事故防止及处理第51条 防止掉钻的措施1钻头龙门与钻体区段间应做成圆弧过渡，防止突变而形成薄弱断面，引起应力集中而断裂。2在钻孔过程中，要经常检查钻具、钢丝绳、钻头直径等磨损程度，如发现超限应及时更换。3要确保钨金套与钻头联接质量，防止钢丝绳拔出钻头掉入孔内。第52条 掉钻事故处理1随时准备好打捞锚钩，一旦掉钻要及时打捞。2如用锚钩打捞有困难时，设法检查情况，采取相应措施，排除故障，提出钻头。第53条 防止卡钻的措施：1为避免护筒内卡钻，要求把钢护筒的制造偏差严格控制在 mm范围内，同时钻头直径要小于护筒内径1040cm。2按照地质资料，严格掌握以下的钻孔高程可能产生卡钻的情况：（1）钻头冲砸到接近溶洞顶板时，防止一锤击穿顶板而卡住钻头。（2）钻头穿过流塑性溶洞进入岩层时；（3）钻头在孔内冲砸将接近探头石时；（4）冲孔孔底出现十字槽时。应根据以上具体情况，严格按照本工艺相应的条款办理。第54条 卡钻处理1如发生卡钻要防止强提、强扭和操作不当使钢丝绳疲劳断裂掉钻。2发生卡钻时，要首先查明情况。例如卡钻位置的标高和卡钻原因，是不是钻孔不圆、探头石、落石或是卡在钢护筒底部、钻头卡住后有无沉碴堵住等。第55条 查明卡钻原因后，采取相应的措施。一般处理方法有：采取晃动大绳使钻头松动后再提起；用长护筒时可以将护筒插至卡钻处，强迫降水、清碴，确认可以保证安全时，人工下穿滑车组，利用千斤顶顶拔等办法。第56条 防止斜孔、变孔：在斜面开孔或通过溶洞时，应按前述工艺办理，根据地质资料严格掌握斜面、岩溶的标高，及时抛投粘土坯及片石，不使钻头沿软的底部往下滑，避免造成斜孔、弯孔。第57条 防止坍孔。由于复盖层和溶洞、溶沟之间互相串通，在河水或地下水作用下产生动压力，以致溶洞内钻孔所形成的人工造壁坍塌。另一方面起落钻头和取碴筒要平稳，防止碰撞护筒和孔壁引起坍孔。因此，要慎重对待护筒刃脚以下的护壁处理工作；经常观测泥浆稠度：随时注意掌握孔内外水位变化；取碴和清孔时补水，使孔内水位经常保持高出地下水（或河水）位1.5m以上。第58条 坍孔的处理1对孔内轻微漏水，可抛填粘土坯及碎石，冲砸造壁填补。2对钻孔内严重坍孔漏浆，应查明其所在部位，并针对具体情况，可采取以下处理方法：（1）分次回填粘土坯及片石至坍方标高以上0.30.5m，循环反复冲砸达到重新固壁。（2）采用长护筒时震动下沉到坍孔位置以下，回填片石及粘土坯继续进行冲孔造壁。第七章 安全质量第59条 灌注水下混凝土过程中，如发生断桩事故，应予补桩或会同设计、监理人员研究补救措施。第60条 桩身混凝土质量检验应按以下规定进行：1桩身混凝土必须达到设计强度，每根桩作混凝土检查试件至少一组。2对某根桩身质量有疑问时，应对该桩钻检查孔，检查有疑问高程处质量情况。3对大桥和特大桥，应选择35%的柱桩及计算部分基底承载力的摩擦桩，钻检查孔，查明孔底沉碴情况。或用其它可靠方法检验。4检查桩底的沉碴厚度：（1）柱桩混凝土桩底与基底土层间要求无沉碴。（2）计算部分桩底支承力的摩擦桩，如设计有厚度规定者，应符合设计要求。如设计无厚度规定者，其沉碴厚度不应大于30cm。第61条 对钻孔质量检查记录、钢筋原材料和焊接试验资料、水泥技术合作证、砂石试验和水的化验资料、混凝土检查试件强度、隐蔽工程检查证、混凝土灌注记录、桩身混凝土质量检查等资料要齐全，作为桥梁工程竣工资料移交建设单位。第62条 施工安全注意事项1钻架的滑轮要灵活（应采用滚珠轴承，滑轮直径不小于绳径的18倍，严禁使用轮缘已破损的滑轮。2钢丝绳要勤检查，勤保养，断丝超过规定值的要及时更换，钢丝绳的卡子要经常检查，松动的卡子要及时补拧。3起落钻头速度应均匀，不得突然加速，避免碰撞护筒和孔壁。4施工中要注意：风、水、电安全可靠，井孔周围清洁整齐，有足够的照明，交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺牢固。5高空作业工作人员要戴安全帽，穿防滑鞋、栓安全带。对工人应进行安全教育、操作规程教育，严防发生工程质量和人身事故。