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1、郁江双线特大桥（DK97+131.214DK106806.9段）钻孔桩施工作业指导书编 制：审 核：接 收：日 期：中铁三局南广铁路NGZQ-4项目部二分部桥梁一队2009年5月钻孔桩施工作业指导书1 目的明确桥梁桩基冲击钻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。2 编制依据客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路桥涵工程施工技术指南3 适用范围适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。4 施工方法及工艺要求要求采用整套冲击钻机设备，避免使用双筒卷扬机组成的简易钻具。按照泥浆的循环方式可分正循环钻机和反循环钻机。为防止冲击振动导致邻孔孔壁
2、坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应侍邻孔砼抗压强度达到2.5Mpa后方可开钻。4.1施工准备 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，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。4.2埋设钢护筒，护筒内径比桩径大40cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2.0m，在旱地或筑岛时高出施工地面0.5m。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
3、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%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1m。4.3开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，利用钻机旋转造浆，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。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，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大1.4。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%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。5 钻孔5.1安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风
4、绳对称拉紧，钻头和钻杆中心与护筒中心偏差不得大于50mm。5.2钻进开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处
5、，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。5.3检孔成孔后检查孔深、孔径、倾斜度，合格后方准进入下一道工序。孔深、孔径、倾斜度等符合下列要求：孔深不小于设计孔深，并进入设计土层；孔径不小于设计孔径；倾斜度小于等于1%孔深。5.4清孔钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔禁止采用掏碴筒,建议采用换浆法。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
6、%，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。在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。6 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可用焊接钢筋“耳朵”或混凝土旋转垫块。钢筋“耳朵”用钢筋制作，见下图。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置46个。4.515910910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18m，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
7、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，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
8、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。7 砼灌注7.1 导管安装 钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装
9、置。导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。7.2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。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，应先关气后断水，以防水头损失而造成塌孔。送风量大小应
10、严格控制。若导管直径为25cm，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。图1.2-1 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7.3灌注水下混凝土7.3.1灌注砼测深灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深所灌注的砼面高度，以控制沉淀层厚度，导管埋深桩顶高
11、度。如探测不准确，将造成沉淀过厚，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。测深采用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020cm）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。7
12、.3.2导管埋深控制灌注砼时，导管埋入砼的深度，一般宜控制在26m较好。大于6m以上时，易发生埋管事故。因此控制导管埋深，直接影响成桩质量，所以拔管前须仔细测探砼面深度，用测深锤测孔时，采用三点测法，防止误测。7.3.3水下砼的灌注（1）灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经验孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。（2）灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。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
13、受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc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）。7.3.4 灌注水下砼的技术要求（1)首批灌注砼的数量公式：VD2/4(H1+H2)+d2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。灌注前对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度超过规定，可用前述的喷射法向孔底喷射35
14、分钟，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批砼。（2）打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。（3）灌注开始后，应紧凑地，连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止砼拌合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。致使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止螺栓，橡胶和各种工具等掉入孔中注意安全。（4）在灌注砼过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高
15、压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。（5）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度。增加高度，可按孔深成孔方法，清孔方法确定，一般不宜小于0.51m。7.4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，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。7.5质量检测所有钻孔桩按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后采用声波透射法进行检测。对质量有问题的桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。附：质量检验标准表1 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50表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架外径103主钢筋间距104加强筋间距20
