高原铁路桥梁钻孔灌注桩施工作业指导书.doc

新建xx铁路工程（IDK149+508.85IDK164+516.25）桥梁钻孔桩施工作业指导书编制： 复核： 审核： 中铁xx集团公司xx铁路指挥部二分部工程部二零一一年三月一日钻孔桩施工作业指导书1适用范围适用于桥梁钻孔桩施工。2作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，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，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，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。2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。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混凝土的拌和全部在拌和站集中场拌。3.2施工前按设计提供的配比进行室内试验，确定施工配合比。 3.3钻孔桩桩位偏差、桩身倾斜度、桩径及桩长符合设计要求。3.4钻孔过程中配制好泥浆，泥浆比重适当，避免塌孔。3.5混凝土灌注过程中计算好导管埋深，避免拔错导管造成断桩，混凝土应当满足各项设计以及规范要求。3.6对钻孔桩桩身混凝土进行无损伤检测，桩身混凝土应均匀、完整，无离析、夹泥、短桩及断桩等质量事故。3.7嵌入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度应符合设计要求。4施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为：平整场地测量放线埋设护筒钻孔第一次清孔钢筋骨架的制作和吊放导管安装第二次清孔灌注水下混凝土。4.2工艺流程平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻 进制作护筒钻头调整中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、沉淀池泥 浆 制 备泥浆循环、滤碴、补浆、测指标测孔深、泥浆比重、钻进速度测孔深、孔径、孔斜度注清水、换泥浆、测比重填表格、监理工程师签字认可填表、监理工程师签字认可检查泥浆比重及沉渣厚度制作混凝土试件，测量混凝土面高度和导管埋深深度清理、检查测孔深、孔径钢筋笼制作桩基检测5. 施工要求5.1 施工准备施工前根据墩台位置及现场实际情况能使钻机移动方便，钻进时不偏沉，有利于材料运输堆放，利于混凝土灌注等因素，合理布置，平整场地。铲除表层松轻厚土，夯打密实。钻孔场地在陡坡时，应挖成平坡。钻孔场地在水、渠中时，宜采用筑岛法。岛顶面通常高出施工水位1.02.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。 5.2施工工艺5.2.1平整场地在桩基施工前，将施工场地用建筑垃圾等硬化，把桩基位置垫平，用装载机找平，使机械顺利进场，并保证在施工中钻机的稳定。5.2.2测量放线依据设计提供的导线点标高，在本桥附近埋设加密桩，布置三角控制网，控制本桥施工，导线测量符合三角网精度要求；水准测量采用红黑尺，满足四等水准测量要求。根据设置的三角网及桩位坐标图，用全站仪放出每个桩孔的中心位置，然后用钢尺复核各桩孔之间的平面距离。5.2.3埋设护筒护筒采用12厚钢板制作，并在顶部焊加强筋和吊耳,内径比桩径大20cm，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。护筒埋置深度应符合下列规定：岸滩上，黏性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。水中筑岛上，护筒宜埋入河床面以下1m；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。在水中平台上下沉护筒，应有导向设备控制护筒位置。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。5.2.4钻机就位钻机就位前,对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。钻机就位时用方木垫平，底座和顶端应平稳,不得产生位移或沉陷。钻头中心与钻孔中心位置偏差控制在2厘米范围内。5.2.5成孔本工程沿线地质情况变化较大，结合工期安排和不同地质条件采取不同的成孔方式。5.2.5.1旋挖钻成孔工艺特点该种成孔方式自动化程度高、成孔速度快、质量高，一般适用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层，借钻具自重和钻机加压力，耙齿切入土层，在回转力矩的作用下，钻斗同时回转，配合不同钻具成孔作业。根据不同的地质条件选用不同的钻杆、钻头及合理的斗齿刃角。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可以适应微风化岩层的施工。目前，旋挖钻机的最大钻孔直径为3m，最大钻孔深度达120m。成孔工艺钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150Mpa压力下，进尺速度为20cm/min；200Mpa压力下，进尺速度为30cm/min；260Mpa压力下，进尺速度为50cm/min。泥浆拌制本工艺采用静态泥浆护壁钻斗取土，泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔内，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔内情况，及时补加泥浆保持液面高度。泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.11.3之间，粘度控制在1720s，砂率控制在4%以内。常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。5.2.5.2回旋钻成孔该种成孔方式适用于一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔、灌注混凝土成桩。可用于各种地质条件，各种大小孔径和深度，护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低。但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。钻机就位前，对钻孔各项工作再次进行检查，确保各项工作正常。钻机就位后，将钻杆中心准确对准孔位中心，保证底座和顶端平稳，钻进中不产生位移或沉陷。开始钻孔时应稍提钻具，以正循环方式在护筒内造浆（制浆前应先把粘土块打碎，使其在搅拌中易于成浆，提高泥浆质量），并开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后开始钻进。若无法形成较理想的泥浆时，加入膨润土或优质粘土进行搅拌造浆，待泥浆性能符合要求后方可钻进。钻具下入孔内，钻头应距孔底钻渣面2050cm，并开动砂石（泥浆）泵，使冲洗液循环23min，然后开动钻机。钻进过程采用反循环钻进，慢慢将钻头放至孔底。轻压慢转数分钟后，逐渐增加转速和增大钻压，并适当控制钻速，特别是钻孔深度达到护筒埋置以下后，钻速适当减慢以防塌孔。正常钻进时，应合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应精力集中，掌握升降机钢丝绳的松紧度，减少钻杆水龙头晃动。在砂砾层钻进时，易引起钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻孔偏斜等现象，故操作时应特别注意，控制给进，加大泵量，降低转速。加接钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环35min后再加接钻杆。钻进过程中要及时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。另外须随时注意护筒口泥浆面高度，发现有漏浆情况出现时，须及时报告，查明原因，并及时补水入护筒。钻进中控制水头高度，并经常测定泥浆性能，保持一定的比重、粘度和含砂率，否则进行更换或补浆。根据铁路施工要求，泥浆比重一般不超过1.2，当沉淀池中的沉渣较多时，及时外运，以保证泥浆性能符合要求和泥浆循环系统畅通。5.2.5.3冲击钻机钻孔冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击，使岩石产生破碎，然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。在冲击钻进过程中,关键是冲击和吸渣量是否匹配，也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件。在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定，不应过量吸渣以免造成孔壁失稳坍孔。发生埋钻事故。另外，在冲击过程中，必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性，以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳，发生掉钻事故。 钻进时，采用小冲程开孔，进入正常钻进状态后，采用45m中大冲程，最大冲程不超过6m，钻进过程中及时排碴。每个孔绘制地质剖面图，并针对不同地质调整泥浆指标。钻孔中泥浆比重不宜大于：砂黏土为1.3，大漂石、卵石层为1.4。入孔泥浆粘度一般地层为1622s，松散易坍地层为1928s。经常注意地层变化，在地层变化处捞取碴样，判断地质类别，并与设计提供的地质剖面图相对照，及时根据地质条件调整钻进工艺。5.2.5.4成孔允许偏差表1 钻孔桩钻孔允许误差序号项目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深不小于设计孔深3孔位中心504倾斜度1%孔深5浇筑混凝土前桩底沉碴厚度摩擦桩200柱桩505.2.5钢筋笼制安5.1.5.1制作钢筋笼制作在现场集中进行加工，按照图纸制作，对配筋的种类、规格、根数、间距不得任意变更。钢筋笼每隔2米设一组混凝土垫块，每一组4个，保证钢筋笼与钻孔的同心度和砼保护层厚度。混凝土垫块采用圆形穿心垫块，强度等级与灌注桩相同。5.1.5.2安装在孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣等成孔质量检查合格，进行钢筋笼的吊放。搬运过程应平起、平放，防止弯曲、变形。孔口钢筋对接时（声测管），在自然状态下，上、下节笼子必须垂直，钢筋平行排列，必要时须用测锤量测，后用卡尺卡牢主筋，并先全部点焊固定，保证垂直度，然后再逐一满焊。焊缝长度、宽度、厚度及焊缝质量严格按规范及设计要求进行检查。钢筋笼下入孔内时，对准钻孔中心，扶正保持垂直，然后徐徐放入。避免钢筋笼碰撞孔壁，下至设计桩顶标高时，用吊筋将钢筋笼固定在孔口枕木上。吊筋采用2根14钢筋。平面位置偏差不大于10cm，底面偏差不大于10cm。5.2.6清孔钻孔达到设计深度后，采用灌注桩孔径检测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。旋转钻机清孔采用泥浆置换法。清孔应达到规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，沉渣厚度不符合要求时应进行二次清孔，必要时用高压风冲射孔底沉淀物，清孔完成后立即浇筑水下混凝土。5.2.7 安装导管导管内壁应光滑、圆顺、内径一致，接口严密，直径一般应在2030cm。导管中部节段应等长，底部节段长度4m、与漏斗下连接部位应选用长度为100cm、50cm的导管。导管使用前，应进行试拼和试压，按自上而下顺序编号。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深度的0.5%并不宜大于10cm；试压压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度应按孔深、工作平台的高度决定，导管距离孔底的深度控制在2540cm。导管吊入孔内时,应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好，在施工过程中应经常对橡胶圈或胶皮垫进行检查，存在问题及时更换。5.2.7 灌注水下混凝土水下混凝土搅拌前，要对进场的原材料进行报验和试验，合格后方可施工。混凝土搅拌完成出场前，由拌合站试验人员对混凝土的含气量、坍落度、扩展度和温度进行检测，合格后方可出场；混凝土运至施工现场后，由现场试验人员对到场的每车混凝土进行检测，合格后方可进行灌注，不合格的混凝土坚决清除出场，不得使用。水下混凝土的坍落度应控制在180220mm，扩展度：初始560 mm、半小时530mm，含气量3.05.0%。灌注水下混凝土前，用射风枪冲射孔底35min，将孔底沉淀物翻动上浮，射风的压力比孔底压力大0.05Mpa，最大限度地减小沉渣厚度。计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并把导管下口埋入混凝土中不小于1m。水下混凝土灌注应连续进行，中途不得停顿，并尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的灌注时间不应太长，宜在3小时内灌注完成。在整个灌注过程中，及时提升导管，控制导管埋深，导管在混凝土埋深控制在13m之间。灌注时水下混凝土的浇筑面按高出桩顶设计高程100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。6劳动组织施工人员应结合已经确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。表2 每个作业工地人员配备表负 责 人1人技术主管1人专兼职安全员1人工 班 长3人技术、质检、测量及试验人员6人机械工、普工13人其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。7材料要求7.1组织钢材、水泥、粉煤灰、外加剂、砂石等进场材料、检验，取得各种原材料及其抽检实验报告、混凝土配合比设计报告以及有关资料。7.2施工用水的水质应符合工程用水标准。8设备机具配置表3 主要施工机械设备配置表机械种类机械数量旋挖钻机1台吊车1台装载机1台洒水车1台挖掘机1台自卸汽车23台9质量控制及检验9.1质量控制9.1.1护筒埋设：护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂直度要保证。为防止跑浆，护筒周围土要夯实，最好粘土封口。在上层土质较差时，将护筒加长至46m，提高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。9.1.2对泥浆要求：一要控制泥浆的比重在1.051.15 之间，二要粘度在18s27s ，含砂率小于4 % ，定期测试稳定液的各项技术指标，出现问题及时解决。9.1.3对导管的要求：导管在使用前必须作密封性检查，接头严密，不漏水、不漏浆。导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好，确保首批浇筑混凝土的埋管深度。9.1.4浇筑混凝土的要求：混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的塌落度。由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，则实际桩顶标高应比设计标高高0. 5m1.0m ，最后机械破桩头处理。9.1.5控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。9.2检验标准表4 钻孔桩钻孔允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1孔径不小于设计孔径2孔深摩擦桩不小于设计孔深柱桩不小于设计孔深，并进入设计土层3孔位中心偏心群桩504倾斜度1%5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩200柱桩5010安全及环保要求10.1安全要求10.1.1特殊工种值班人员应持证上岗。10.1.2钻机、钻具、起吊设备、卡具等均应符合设计要求，并有专人进行检查维修。10.1.3泥浆池周围设置安全防护栏杆，并作醒目警示。10.1.4钢筋笼、钻具、导管的起吊或中途打梢应配备专用工具、卡具，不得随意使用其它物件凑合。10.1.5凡不在施工的孔口，均张挂安全网或加盖脚手板，防止人员或物件掉入孔内。10.1.6进入施工现场人员必须戴好安全帽，穿好防滑鞋，不准穿高跟皮鞋、拖鞋进入施工现场。10.1.7夜间施工应有足够的照明设施，所有电器设备应符合施工现场安全用电规定。10.1.8施工用电要由专业电工接、拆，一机一闸。10.1.9所有施工人员必须严格按照有关安全规章、规程、规定进行施工。10.2环保要求10.2.1严格遵守环境保护政策，为使环境得到保护，随时准备按受政府有关环保机构工作人员的检查。 10.2.2施工前对施工人员除进行技术交底外，还要对施工人员进行环境保护及文明施工要求交底。10.2.3施工场地应经常保持工地清洁，控制扬尘，杜绝漏洒材料。10.2.4钻孔桩钻碴经风干后外运到弃土场处理，泥浆池内钻碴捞出后经晾干后再外运。10.2.5外运土均要按要求做防护，不得沿途漏、洒，造成路面污染。10.2.6施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至指定地点弃置。10.2.7对施工及生活中产生的污水或废水，集中处理，排放到污水排放系统。