钻孔桩施工及水下混凝土灌注作业指导书.doc

中铁四局集团有限公司丹庄高速公路路基第一合同段项目经理部作业指导书
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1. 目的：指导领工员钻孔桩施工及水下混凝土灌注作业
2. 适用范围：本作业指导书适用于钻孔桩基础工程。
3. 基本要求
3.1. 施工平台与护筒
3.1.1 施工平台：场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应根据钻孔方法、机具的大小等要求决定足够的工作面，工作面应高于施工水位0.5～1.0米。
3.1.2 护筒的设置
3.1.2.1 护筒的制作长度为2～4米，护筒的内径比桩径大200～400毫米，一般选取300毫米，制作钢板厚度δ=4毫米。
3.1.2.2 埋设护筒时，护筒底部和四周所填粘土必须分层夯实，且高出原地面0.3米。
3.2 泥浆的调制和使用技术要求：
钻孔泥浆一般用水、粘土和添加剂按适当的配合比配制而成，其性能指标应根据钻孔的方法和地层情况而定。见下表：
泥浆性能指标选择

钻 孔
方 法

地层情况
泥 浆 性 能 指 标

相对密度

粘度（Pa.s）

含砂率（%）

胶体率（%）
失水率（ml/30min）
泥皮厚(mm/30min)

静切力(pa)

酸硷度（Ph）

正循环
一般地层
易坍地层
1.05～1.20
1.20～1.45
16～22
19～28
8～4
8～4
≥96
≥96

≤25
≤15

≤2
≤2
1.0～2.5
3～5
8～10
8～10

反循环
一般地层
易坍地层
卵石土
1.02～1.06
1.06～1.10
1.10～1.15
16～20
18～28
20～35
≤4
≤4
≤4

≥95
≥95
≥95
≤20
≤20
≤20

≤3
≤3
≤3
1～2.5
1～2.5
1～2.5
8～10
8～10
8～10
推钻冲抓
一般地层

1.10～1.20
18～24
≤4
≥95
≤20
≤3
1～2.5

8～11
冲击
易坍地层
1.20～1.40
22～30
≤4
≥95
≤20
≤3
3～5

8～11
注：①地下水位高或起其流速大时，指标取高限，反之取低限；
②地质状态较好，孔径或孔深较小的取地限，反之取低限；
③在不易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可用清水提高水头（≥2米）维护孔壁；
④若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时，可掺用添加剂改善泥浆性能；
3.3钻孔施工
3.3.1准备工作

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3.3.1.1 钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。3.3.1.2 钻机安装完毕后，连接好泥浆循环系统，先空机运转20min确认各部正常后，方可开始钻进。
3.3.1.3 开钻前开孔的孔位必须准确。
3.3.2 钻孔桩的钻进
3.3.2.1 钻孔桩钻进时，应有统一的指挥人员。钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录和交接班记录。试验人员应经常对泥浆进行检测和试验，并进行适当调整。
3.3.2.2 拆卸钻杆时要严防钻头脱落，钻杆接头要拧紧。
3.3.2.3 应随时检查钢丝绳的完好情况，不合格应立即更换。
3.3.2.4 在钻孔排碴、提钻头除土或固放停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。
3.4 清孔
3.4.1 当钻孔桩的钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径、孔的中心倾斜度进行检查，符合规范要求后，放可清孔。见下表：
钻、挖孔成孔质量标准
项 目
允 许 偏 差
孔的中心位置（㎜）
群桩：100；单排桩：50
孔径（㎜）
不小于设计桩径
倾斜度
钻孔：小于1%；挖孔：小于0.5%
孔深
摩擦桩：不小于设计规定
支承桩：比设计深度超深不小于50㎜
沉淀厚度（㎜）
摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300㎜；对于桩径>1.5m或>40 m或土质较差的桩，≤500㎜支承桩：不大于设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：<2%；胶体率：>98%
注：清孔后的泥浆指标，是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。本项指标的测定，限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。
3.4.2 清孔的方法有多种，如换浆、抽浆、掏碴等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况而选择清孔方法。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头、防止坍孔。
3.4.3 在吊入钢筋骨架后，焊上固定钢筋于护筒上。灌注水下混凝土前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超过规定，应进行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
3.5 水下混凝土灌注

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3.5.1 钢筋骨架的制作、运输、吊装就位：
3.5.1.1钢筋骨架的制作应符合设计要求和规范规定。
3.5..1.2 长桩骨架宜分段制作，分段长度根据吊装条件确定，应确保不变形，接头应错开。
3.5.1.3应在骨架外侧焊接保护层钢筋，其间距竖向为2米，横向圆周不得少于4处，骨架顶端应设置吊环。
3.5.1.4 骨架入孔时尽量用吊机，无吊机时，可采用钻机钻架，灌注塔架。超吊应按骨架长度的编号入孔。
3.5.1.5 钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，骨架外径±10mm，骨架的倾斜度±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。
3.5.2 灌注水下混凝土主要设备
3.5.2.1 灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于混凝土初凝时间。
3.5.2.2水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌车。
3.5.2.3水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200～350 mm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。
3.5.3 水下混凝土配制
3.5.3.1 可采用火山灰、粉煤灰、普通碳酸盐、硅酸盐水泥。水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级不低于42.5。
3.5.3.2 粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40 mm。
3.5.3.3 细骨料应采用级配良好的中砂。
3.5.3.4混凝土配合比的含砂率宜采用0.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6。
3.5.3.5混凝土应有良好的和易性和足够的流动性，其坍落度宜在180～220 mm。
3.5.3.6 每立方米的水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺入外加剂时，可不少于250 kg。
3.5.4 灌注水下混凝土的技术要求：
3.5.4.1 首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0米）和填充导管底部的需要。

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V=Πd2/4(H1+H2)+ Πd2/4h1 h1=Hwγw/γc
Hw——井孔内水或泥浆的深度（m）
γw——井孔内水或泥浆的重度（KN/m3）
γc——混凝土的重度（取24 KN/m3）
3.5.4.2 首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注。
3.5.4.3 在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6 m，并经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。
3.5.4.4 当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应减缓灌注速度，以免钢筋骨架上浮。
3.5.4.5 灌注的桩顶标高应比设计高出0.5～1.0 m，以保证混凝土强度。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌注量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确，
3.5.4.6 在灌注过程中，应将孔内溢出的水或水泥浆引流至适当地点处理，不得随意排放，污染环境及河流。

拟 制 审 核 批准/日期

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