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1、3 3 回旋钻灌注桩作业指导书回旋钻灌注桩作业指导书1 1 工艺概况工艺概况明确回旋钻钻孔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。按照泥浆的循环方式，旋转钻机可分为正循环和反循环两种成孔工艺。正循环工艺适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。反循环工艺适用于粘性土、砂性土、卵石土和风化岩层，但卵石粒径少于钻杆内径的2/3，且含量不大于 20%。本作业指导书适用于中铁十四局沪昆铁路客运专线贵州段CKGZTJ-7 标段桥梁工程回旋钻灌注桩施工。2 2 编制依据编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160 号客运专线铁路桥涵工程施工
2、技术指南TZ213-7005沪昆铁路客运专线施工图设计文件3 3 作业内容作业内容回旋钻灌注桩的主要作业内容有平整场地、测定孔位、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 4 材料要求材料要求选用的钢筋、水泥及粗、细骨料等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。混凝土配合比应满足设计要求，并严格按照监理批复的施工配合比施工。5 5 施工工艺流程及工艺要求施工工艺流程及工艺要求回旋钻机钻孔施工工艺流程见图 1。平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻 进制作护筒加工钻头中间检查终 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
3、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、孔径钢筋笼制作图图 1 1 回旋钻机钻孔施工工艺流程图回旋钻机钻孔施工工艺流程图桩基检测5.1 施工准备 5.1.1 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡、水中或淤泥中时，用枕木或型钢等搭设工作平台，平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。5.1.2 埋设钢护筒，护筒内径比桩径大 20
4、cm，护筒顶面高出施工地面 2030cm。护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于 1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时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，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于 5cm，倾斜度不大于 1%。5.1.3 开挖泥浆池，如当地土质不适宜作为造浆材料，可选用膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下：泥浆比重：正循环钻机一般地层为 1.11.3；反循环钻机泥浆比重可为 1.011.15。粘度：一般地层 1622s，松散易坍地层 1928s。含砂率：新制泥浆不大于 4%。胶
5、体率：不小于 95%。PH 值：大于 6.5。5.2 钻孔5.2.1 钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。5.2.2 钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。5.2.3 钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。5.2.4 钻孔作业保持连续进行，不中断。5.2.5 经常检查泥浆的各项指标。5.2.6 开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍
6、塌。5.2.7 当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。5.3 清孔5.3.1 根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式5.3.2 清孔时注意事项：清孔标准符合设计及规范要求，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不大于 5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。5.4 钢筋笼制作、安装钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部
7、焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度需用与桩基混凝土同标号的圆形混凝土垫块。设置密度按竖向每隔 2m 设一道，每一道沿圆周布置 46 个。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于 12 米，以减少现场焊接工作量。现场焊接须采用单面帮条焊接。钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为保证骨架不变形，须用两点吊：第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直
8、，停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行焊接，焊接时应先焊顺桥方向的接头，最后一个接头焊好后，全部接头就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距10mm；箍筋间距20mm；骨架外径10mm；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。5.5 砼灌注5.5.1 安装导管导管采用 250-300 钢管，每节 23m,配 12 节 11.5
9、m 的短管。吊装先试拼，并做水密承压和接头抗拉试验。导管连接应牢固、封闭严密、上下成直线吊装，位于井孔中央。5.5.2 浇注混凝土前二次清孔高压风管吸泥清孔（见图 1.2-1） 。以灌注水下混凝土的导管作为吸管，高压风管设在导管内。高压风管沉入导管内的入水深度至少应大于水面至出浆口高度的 1.5 倍，且不小于 15m。图图1.2-11.2-1 高压风管吸泥清孔高压风管吸泥清孔1高压风管入水深2弯管和导管接头3焊在弯管上的耐磨短弯管4压缩空气5排渣软管6补水725输气钢管8100钢管，长度大于50cm风包9孔底沉渣开始工作时先向孔内供优质泥浆（各项指标符合规范要求） ，然后送风清孔。停止清孔时，
10、应先关气后断水，以防水头损失而造成塌孔。129876345送风量大小应严格控制。若导管直径为 25 厘米，则送风量需20m3/min，可采用 1 台 20m3/min 的空压机送入风管。风压可按下面公式计算：H为风管口入水深度（m）P=0.1H+0.5清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度，否则不可马上停止送风，应先将风管或导管提升一定高度，才停止送风，以免稠浆渣将风管口堵塞。5.5.3 灌注水下混凝土浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如超出 5cm，则利用导管进行二次清孔，根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式，必要时用高压风冲射孔底沉淀物。清孔完成后，立即浇注水下混凝土。计算和控制首批封底
11、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，并能把导管下口埋入混凝土不小于 1m 深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在 26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。混凝土灌注过程中应严格控制水灰比、灌注数量，以防止导管进水灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射 3min5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。箭球、拨栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度
12、，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。 灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。再灌注过程中，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。灌注过程中，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。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除 1 节或2 节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定） 。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井
13、口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。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。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。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：尽量缩短混凝
14、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可，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；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；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。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌 5080cm，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，一般不宜小于 50cm，长桩不宜小于 80cm。混凝土灌注到接近设计标高使，工地值班人员要计算还需要的混
15、凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内） ，通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土处凝前拔出。在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,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。在拔出最后一段厂导管时，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。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，桩长 20 米以上者不少于 3 组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于 4 组。如换工作时，每工作班都应制取试件。试
16、件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况，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，应指定专人进行记录。浇注连续进行，中途停歇时间不超过 30min。在整个浇注过程中，及时提升导管，控制导管的埋深，导管在混凝土埋深 26m。5.6 泥浆清理钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆池沉淀后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。6 6 质量控制与检验质量控制与检验表表 1 1 钻孔桩钻孔允许偏差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摩擦桩不小于设计孔深 2孔深 柱桩不小于设计孔深，并进入设计土或岩层3孔位中心偏心群桩504倾斜度1%摩擦桩100 5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度柱桩50表表 2 2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差钻孔桩钢筋骨架允许偏差7 7 劳动组织、机械配置劳动
