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1、玉铁铁路项目冲击钻孔灌注桩施工技术培训玉铁工程指挥部2011 年 2 月 桩基成孔工艺 根据玉铁项目沿线的地质调查情况及桥梁桩基设计情况，玉铁项目桥梁桩基础全部采用冲击钻钻孔成孔方式进行桩基础施工。 一、编制目的 明确冲击钻孔灌注桩施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。 二、编制依据 1、 设计施工图文件 2、 铁路桥涵工程施工质量验收标准 3、 铁路混凝土工程施工规范 4、 客货共线铁路桥涵工程施工技术指南 5、 客货共线桥涵工程施工技术指南 （TZ203-2008） 三、适用范围 适用于中铁二十局集团玉铁铁路工程指挥部管段内的钻孔灌注桩施工。 四、施工方法及
2、工艺要求钻孔灌注桩施工工艺流程图 1、 施工准备 （1）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。 （2）在浅水中（水深不深于 2m） ，采用筑岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定。 （3）钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退场。 （因目前处于水中施工的桥梁均已经采取措施按照陆地冲孔桩施工） 2、埋设护筒 钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒，钢护筒采用 =812mm 的钢板制作。护筒内径应大于钻头直径 40cm，护筒顶面宜高出施工
3、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： （1）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。 （2）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。 （3） 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%。 3、钻机安装及地质情况核查 （1）钻机安装前首先要平整、加固
4、处理地面，在钻架下部支点处垫设方木，以扩散对地面应力，钻机就位时保持底盘平稳不得产生位移和沉陷、钻架直立、钻头中心对准桩位中心，并将钻架可靠固定，确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。 （2）安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，钻机顶端应用缆风绳对称拉紧，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于 5cm。 （3）冲孔前须根据设计文件所提供的地质、水文资料绘制桩基础地质剖面图，并将其悬挂于钻机上。针对不同的地质情况选用不同的钻头、钻进速度和合适的泥浆比重。 4、泥浆制备 （1）由于本地区红粘土资源丰富，价格相对较低，所以钻孔桩泥浆优先选用优质红粘土造浆，经试验室配比确定。 （2）泥浆指标采用： 孔底泥浆比
5、重不宜大于：砂黏土为 1.3；大漂石、卵石层为 1.4；岩石为 1.2。粘度 1622 秒，含砂率不大于 4%，胶体率不小于 95%。对不同的地质条件可适当调整泥浆比重。 （3）停钻及冲击钻取碴后，须及时向孔内补水或泥浆，以保持孔内水头高度、泥浆比重及粘度等指标满足继续冲孔要求。 5、成孔 5.1、冲击钻进开孔时主要为造浆护壁，开孔前在孔内多放粘土，并加适量粒径不大于 15cm的片石和碎石，用大比重泥浆、低冲程密击，钻进 0.51.0m 后，再回填粘土，继续用低冲程密击，如此反复，使孔壁坚实、竖直、圆顺，待冲砸至钻头顶在护筒下 3 4m 后，方可加大冲程正常钻进。 5.2、在冲孔过程中，须随时
6、检查泥浆比重和含沙率，并做好过程钻进记录，并与地质剖面图随时进行核对。 5.3、因故停钻时，需将钻头提至距离孔底 5 米以上或完全提出，以防止埋钻现象发生。如将钻头提出孔口时，井口必须采取加盖等措施。防止出现意外。 5.4、钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。 5.5、吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于1.2。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连结牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。 5.4、钻
7、孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过 15mm 时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。 5.5、钻孔过程中根据桩位处详细地质情况采用不同方式钻进。粘土、粉质粘土覆盖层采用中冲程，输入较低稠度泥浆冲击成孔，钻进要注意防止卡钻、埋钻；易塌孔的粉砂、砂土层采用小冲程，多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并适量填加片石、碎石，使之挤入孔壁。 块石土、角砾土、碎石土层采用中冲程，加大泥浆稠度，添加片石、碎石反复冲击，将孔壁挤实。基岩采用大冲程冲击成孔，钻进过程中，特别注意当基岩面倾斜大或高低不平时，回填片石、碎石，低锤快打，造成一个平台后，方可采用较大冲
8、程正常钻进，如发现孔偏、孔斜，用片石回填至偏、斜上方 0.30.5m 处重新冲砸造孔。 5.6、抽渣：冲孔至护筒下 45m 时，用掏碴筒抽碴，每钻进 0.5 1.0m 抽碴一次，抽至钻渣明显减少无粗颗粒为止，抽碴时应及时补水和粘土，使泥浆比重符合要求，冲孔时每隔 3 4h，将钻头或抽碴筒在孔内上下提放几次，把下面的泥浆拉上来，以护孔壁。 5.7、为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到 2.5MPa 后方可开钻。 6、终孔 终孔检查项目：孔径、孔形、垂直度检查，用笼式检孔器；孔深和孔底沉渣厚度检查，用测绳配测锤；桩位检查，用全站仪测放桩位中心。
9、（对于孔径、孔深及竖直度必须严格按照设计文件要求进行检查，符合要求后方可终孔） 7、清孔 7.1、钻孔至设计高程后孔位各项技术指标满足设计要求后方可进行清孔。清孔用掏碴筒清孔。掏碴时，及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，以保持孔内水位不变，避免坍孔。还可以采用换浆法清孔，采用优质泥浆正、反循环换浆，直到达到规范规定的清孔质量标准。 7.2、孔径、孔深不小于设计值；孔位中心偏差不大于 100mm；倾斜度不大于 1%；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于 100mm。 7.3、清孔可选用以下方法： 清孔应达到以下标准：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
10、度 16 20s；严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。 钻孔桩钻孔允许偏差 8、钢筋笼制作、安装 钢筋笼采用箍筋成形法在钢筋加工场集中分节制作，接头相互错开，外观必须顺直，不得扭曲变形，焊接、绑扎必须牢固。钢筋笼所用钢材有产品合格证和现场抽检复查资料，满足有关规范要求。制作安装时主筋接头按规范规定错开。采用机械连接接头时，先要进行工艺评定，并在施工时现场取样做接头试验。钢筋笼加工确保主筋位置准确。 钢筋保护层可在钢筋笼外侧设置圆形混凝土垫块。按设计要求设置声测管。用汽车吊下放钢筋笼，在孔口焊接接长。钢筋骨架上端焊拉钩和横撑固定于孔口，当桩身混凝土初凝后，解除固结设施。 （注意：在解除临时固结后灌
11、注水下混凝土之前必须采取措施防止在初灌时和灌注过程中钢筋笼上浮或下沉现象发生。 ） 钻孔桩钢筋骨架允许偏差 9、水下混凝土灌注 9.1、水下混凝土灌注是保证钻孔桩质量最重要、最关键的工序。灌注导管采用直径250mm（建议采用 300 以上导管）以上的快速卡口垂直提升导管。导管使用前组装编号，并进行接头抗拉试验和水密性试验，保证接头牢固、严密、不漏水，进行水密试验的水压不应小于孔内水深 1.3 倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力 p 的 1.3倍。 p=RcHc-RwHw 式中：p 为导管可能受到的最大内压力（kPa） ； Rc 为砼拌和物的重度（24kN/m3） ； H
12、c 为导管内砼柱最大高度（m） ，以导管全长或预计的最大高度计； Rw 为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3 ） ； Hw 为井孔内水或泥浆的深度（m ） 。 9.2、下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼。导管安装的长度建立复核和检验制度，避免因误装造成断桩。 9.3、水下混凝土灌注前，再次检查沉渣厚度，如不合格，进行二次清孔，合格后立即开始灌注混凝土。 9.4、混凝土选定适当的混凝土配合比，粗骨料选用碎石，粒径为 5 25mm，砂为级配良好的中砂。坍落度为 18 22cm，掺加适量的缓凝剂，延长混凝土的初凝时间。 9.5、混凝土在混凝土搅拌站生产供应，由混凝土搅拌运输汽车运输至桩位处，采用钻机直
13、接灌注。 9.6、首批混凝土灌注量必须保证导管埋深不小于 1m，拔球前准备足够的混凝土储备量，保证拔球后导管的埋置深度大于m 并小于 3m。拔球前，导管距孔底的高度要适当，一般取30cm 左右（初灌混凝土对桩基础是否能够顺利灌注并确保整个桩身质量至关重要，必须引起高度重视） 。 9.7、混凝土灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在 24m。同时应经常测探孔内混凝土面
14、的位置，即时调整导管埋深。 9.8、导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。 9.9、拆除导管动作要快，时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管 4 8 次后应重新进行水密性试验。 9.10、在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。 911 、当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：
15、 9.11.1 尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。 9.11.2 当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口 3m 以下和 1m 以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力； 9.11.3 当孔内混凝土进入钢筋骨架 4m5m 以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。 9.12、混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内的混凝土估计在内） ，通知拌和站按需要数量拌制，以免造成浪费。 9.13、在灌注将近结束时,由于导管内
16、混凝土柱高减小 ,压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。 9.14、灌注标高比设计桩顶超灌 0.51.0m ，以便凿除桩头浮浆，确保桩身顶部混凝土质量。 9.15、在灌注混凝土时，每根桩按照规范要求留取试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，要根据规范要求增加试件数量。试件应施加标准养护，强度检验后应填写试验报告表。 9.16、有关混凝土灌注性能情况，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定技术
