旋挖灌注桩施工作业指导书工指用.doc

目 录
1、 编制目 - 2 -
2、 编制依据 - 2 -
3、 适用范围 - 2 -
4、 技术要求 - 2 -
5、 材料要求 - 2 -
5.1、 水泥 - 2 -
5.2、 细骨料 - 3 -
5.3、 粗骨料 - 3 -
5.4、 外加剂 - 3 -
5.5、 施工用水 - 3 -
6、 人员配置 - 3 -
7、 施工工艺流程 - 5 -
8、 施工方法 - 5 -
8.1、 施工准备 - 5 -
8.2、 泥浆制备 - 6 -
8.3、 埋设护筒 - 6 -
8.4、 钻机就位及钻孔 - 7 -
8.5、 清孔 - 8 -
8.6、 钢筋笼骨架制作安装 - 8 -
8.7、 导管试压及安装 - 10 -
8.8、 二次清孔 - 11 -
8.9、 灌注水下混凝土 - 11 -
9、 质量检验标准 - 14 -
10、 安全及环保要求 - 15 -

新建南京至杭州铁路客运专线NHZQ-I标段
桥梁工程旋挖钻孔桩施工作业指导书
1、 编制目
明确桥梁基桩旋挖钻灌注桩作业工艺流程、操作要点和相应工艺标准，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》
《施工图设计文件》
3、 适用范围
适用于适用于宁杭客运专线铁路Ⅰ标段各种土质层和砂类土、碎（卵）石土或中等硬度以下基岩桥墩基桩施工。施工前应根据不同地质采用不同钻头。
4、 技术要求
4.1、 钻孔桩浇注混凝土在各分部搅拌站集中拌制，采用混凝土搅拌车运至施工现场；
4.2、 施工前按照设计图纸要求进行室内配合比试验，确定施工配合比，保证混凝土强度达到设计要求；
4.3、 各分部钻孔桩施工前选定不小于2根桩进行工艺试验，确定工艺参数，并报监理确认。
5、 材料要求
原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：
5.1、 水泥
水泥应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。水泥混合材宜为粉煤灰或矿渣。具体要求参见TZ210-2005表7.2.1。
矿物掺和料应选用品质稳定产品，其品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣或硅灰。具体要求参见TZ210-2005表7.2.2-1、7.2.2-2、7.2.2-3。
5.2、 细骨料
细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小洁净天然河砂，也可选用采用专门磨机机组生产人工砂，不宜使用山砂，细骨料吸水率应不大于2%；人工砂或混合砂压碎指标值应小于25%。细骨料级配应具体要求参见TZ210-2005表7.2.3相关规定。
5.3、 粗骨料
粗骨料应选用级配合理、粒行良好、质地均匀坚固、线膨胀系数小洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用碎岩碎石。最大公称粒径不宜超过钢筋混凝土保护层厚度2/3，且不得超过钢筋最小间距3/4。粗骨料应采用二级或多级级配，其松散堆积密度应大于1500Kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应小于2%。当粗骨料为碎石时，碎石强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度及混凝土强度等级之比不小于1.5.
5.4、 外加剂
外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显改善或提高混凝土耐久性能质量稳定产品。外加剂及水泥之间有良好相容性。
5.5、 施工用水
可采用饮水，当采用其他水源应取样鉴定不得采用有侵蚀性水作为施工用水。
6、 人员配置
6.1、 作业工地人员配置按照架子队要求配置；
施工人员、机械设备应结合试桩确定施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置；
每个作业工地人员配备表
序号
工 种
人员
工作职责
1
现场施工负责人
1
负责现场施工组织
2
现场技术负责人
1
负责现场施工技术工作
3
钻机操作手
2
负责钻机成孔
4
砼罐车司机
2
负责运输混合料
5
安全员
1
全面负责施工中安全
6
质检员
1
全面负责施工中质量
7
试验人员
2
负责现场试验工作
8
测量
2
全面负责施工中量测工作
9
现场施工旁站人员
1
负责对施工现场记录工作
10
修理工
1
负责机械维护和修理
11
电工
1
负责施工用电
12
普工
5
负责现场其他辅助施工
合计
20

其中现场施工负责人、技术负责人、安全员、质检员、旁站人员必须由本单位正式职工担任。

7、 施工工艺流程
旋挖钻钻孔桩施工工艺流程图

8、 施工方法
8.1、 施工准备
8.1.1、 施工放样
测设线路中心，放出墩台位，测出地表标高，平整工作面。
8.1.2、 清障、平整场地
施工前先改移地下管线、架空线等，拆除构筑物，然后平整场地并用压路机碾压密实。陆地钻孔作业平台平面尺寸不得小于10m×20m。同时做好作业场地排水工作，在征地红线内挖设好临时排水沟，确保施工场地不积水。
8.1.3、 安全防护
正式钻孔前，要在施工范围内拉线或彩钢板围护，并设警示标志，设专人防护，阻止非施工人员进入。
8.1.4、 桩位复测
测量班根据设计图纸用全站仪精确放出墩台桩基中心，插竹钉标识。各桩位采用点位图编号标示，便于记录和防止漏桩。施工放样结束，自检合格后，及时向监理工程师报验。
8.2、 泥浆制备
旋挖钻机可进行干作业成孔或泥浆护壁旋挖成孔。泥浆护壁成孔是通过泥浆循环来保护孔壁并排出土渣而成孔，地下水位高时采用泥浆护壁成孔，防止塌孔。本标段以干作业旋挖成孔为主。
旋挖成孔作业用泥浆循环池设置要求及冲击钻成孔相同。旋挖成孔作业对泥浆要求较高,泥浆相对密度至少要达到 1.3以上。泥浆制备要求：在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。钻孔施工时随着孔深增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有水头，防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时，孔内溢出泥浆引流至泥浆池内，利用于下一基桩钻孔护壁中。
8.3、 埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水钢护筒，护筒直径比设计桩径大20cm，护筒顶面高出施工平台0.5m。护筒顶面中心及设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。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。为便于泥浆循环在护筒顶端留有高30cm，宽20cm出浆口。
钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。
水中桩用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。一般护筒底埋入河床面以下1m，必要时打入不透水层，顶面应高出施工时水面不小于1m。在水中平台上下沉护筒，由导向设备控制护筒位置。
8.4、 钻机就位及钻孔
8.4.1、 钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查，要求施工场地平整、坚实。
为保持钻机垂直度，可通过控制器可使钻杆前俯100°，后仰 60°，左右摆 80°。在钻进过程中，如钻机倾斜率在0.3°以内，可自行调节垂直度。
钻机安装后底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。
8.4.2、 钻孔前，按施工设计所提供地质、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钻头、钻进压力、钻进速度及适当泥浆比重。
8.4.3、 旋挖钻机一般采用筒式钻头。采用干式旋挖施工时，在孔内将钻头下降到预定深度后，转钻头并加压，旋起土挤入钻筒内，泥土挤满钻筒后,反转钻头，钻头底部封闭并提出孔外，然后自动开启钻头底部开关，倒出弃土成孔。旋挖钻进过程中可根据需要向孔内注水，以冷却和润滑钻头。
采用泥浆护壁成孔时，可在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后，向孔内注浆，泥浆液面不得低于护筒底部。
8.4.4、 钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。
8.4.5、 钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。
8.5、 清孔
钻孔达到要求深度后，用检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，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准备工作，否则重新进行扫孔。
采用干式旋挖成孔时，利用旋挖钻机自身筒式钻头上旋挖叶片和外罩筒配合清孔，并以自制小抓斗辅助，确保孔底虚碴厚度不超过设计和规范要求。
采用泥浆护避成孔时，清孔采用换浆法。钻孔达到设计标高后，停止进尺，将钻头提出，然后注入净化泥浆置换孔内含碴泥浆，清孔时，孔内水位需保持在地下水位以上1.5～2.0m。严禁用增加深度方法代替清孔。
当从孔内取出泥浆(孔底、孔中、孔口)测试平均值及注入净化泥浆相近，测量孔底沉碴厚度符合技术规范要求及设计要求，即停止清孔作业，放入经监理工程师检查合格后钢筋笼。
清孔结束后，孔底沉碴厚度：摩擦桩不得大于150mm，柱桩不得大于50mm。
8.6、 钢筋笼骨架制作安装
对于较短桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大桩基，钢筋笼需要现场焊接，钢筋笼分段长度不宜少于5米，以减少现场焊接工作量。
8.6.1、 钢筋骨架保护层设置方法：
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%，接头应错开50cm以上。加强箍筋及主筋连接全部焊接。钢筋笼材料、加工、接头和安装，符合要求。钢筋骨架保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”见下图。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个。
4.5
15
9
10
9
10

骨架运输使用特制加长平板车。
8.6.2、 骨架起吊和就位
钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接十字撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点小钩设在骨架下部，第二点大钩设在骨架长度中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再及第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。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，全部接头焊好后就可以下沉入孔，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。
骨架最上端定位，必须由测定孔口标高来计算定位筋长度，并反复核对无误后再焊接定位吊环或固定杆，。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心及桩位中心重合。钢筋笼入孔后定位误差：平面位置偏差不大于10cm，底面高程偏差不大于±10cm。
然后在定位钢筋骨架顶端顶吊环下面插入两根平行工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。
8.6.3、 钢筋骨架制作和吊装允许偏差
　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
±100
2
钢筋骨架直径
±10
3
主钢筋间距
±10
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
8.7、 导管试压及安装
8.7.1、 导管试压
导管采用φ25-30钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m短管，钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管使用前应全部预拼装、编号并进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验水压不应小于孔内水深1.5倍压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p1.3倍，p=rchc-rwHw
式中：p为导管可能受到最大内压力（kPa）；
rc为砼拌和物重度（24kN/m3）；
hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计最大高度计；
rw为井孔内水或泥浆重度（kN/m3）；
Hw为井孔内水或泥浆深度（m）。
导管接头一律采用丝扣连接，并采用橡胶垫圈增强密封。导管底标高按实际孔底悬空250 ～ 400mm控制。
8.8、 二次清孔
浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于10cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。
8.9、 灌注水下混凝土
8.9.1、 首灌计算
计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定冲击能量，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，减少工后沉降重要环节。
首批灌注砼数量公式
V≥πD2/4(H1+H2)+πd2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口及孔底距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口高度，H2表示首批灌注砼最小深度（导管底口到砼面高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面高度，保证导管埋入砼中深度不小于1m。
8.9.2、 箭球、拨栓或开阀
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。
8.9.3、 浇灌
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，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，正确指挥导管提升和拆除；导管埋置深度应控制在2～4m。同时应经常测探孔内混凝土面位置，即时调整导管埋深。
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。
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。
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：
〔1〕 尽量缩短混凝土总灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土流动性过小。
〔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冲击力；
〔3〕 当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m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埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内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。
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，以防止桩顶沉淀泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。
在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，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，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、混凝土面深度、导管埋深、导管拆除以及发生异常现象等，应指定专人进行记录。
8.9.4、 灌注砼测深方法
灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，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工作，一定要由具有高度责任心人来操作。
目前测深多用重锤法，重锤形状是锥形，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10－20厘米）根据测绳所示锤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及接触顶面以后不同重量感觉而判别。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原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼数量校对以防误测。
8.10、 泥浆清理
钻孔桩施工中，产生大量废弃泥浆、钻渣，为了保护当地环境，这些废弃物，运往指定堆放场地，并做妥善处理。
9、 质量检验标准
对于桩长大于40米钻孔桩，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。对于桩长少于40米钻孔桩全部采用小应变检测。对质量有问题桩，钻取桩身混凝土鉴定检验。
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
≤50
4
倾斜度
≤1%
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤150
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
±100
2
钢筋骨架外径
±10
3
主钢筋间距
±10
4
加强筋间距
±20
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
6
钢筋骨架倾斜度
0．5%
7
骨架保护层厚度
±20
8
骨架中心平面位置
20
9
骨架顶端高程
±20
10
骨架底面高程
±50
10、 安全及环保要求
10.1、 对施工人员进行安全环保培训和考核，增强安全环保意识；特殊工种持证上岗。
10.2、 架子队管理人员一律佩证上岗，佩证内容有姓名、职务和本人照片，“1152”人员上岗期间一律佩戴红袖章。
10.3、 各种作业人员严格按安全规范操作，现场设专人指挥施工。施工现场实行安全防护，禁止非施工人员进入防护线内。
10.4、 现场电器设备作漏电保护装置，配电线全部采用三相五线制。电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。符合“三级配电两级保护”要求；开关箱标准、有门、有锁、有防雨设施；配电箱内多路配电标记清晰；开关箱安装漏电保护器，电箱内设隔离开关。“一机一闸一保一漏”原则，熔丝规格符合标准；照明线、动力线架设高度符合要求，穿过通道穿管埋地；电动机具、电源线不随地拖拉；停止使用电器设备、电源线和开关及时拆除；室外灯具距地面不低于3米。检修电器设备时执行停电作业，开关箱把柄上挂“有人操作，严禁合闸”警示牌；专用保护零线设置符合要求，保护零线及工作零线不混接；配电线路不老化、无破皮，线路过道防护。
10.5、 设备定期检修，并由专职人员按操作规程操作。手持电动工具有接零接地、漏电保护，穿戴绝缘鞋和戴绝缘手套。
10.6、 运输汽车不得违章行车，司机持证上岗；运输汽车制动装置灵敏。
10.7、 夜间作业，施工现场有足够照明设备。
10.8、 施工人员进入现场必须戴安全帽。
10.9、 施工前对施工人员进行专项安全交底
10.10、 沉淀池内泥浆、碴土要及时清理运至指定弃土场，成桩后及时清理桩周泥浆、浮碴集中处理，以免污染地表及周围环境。
10.11、 施工现场树立施工标志牌，材料分批次堆放整齐并标识，做到统一布置，有条不紊、文明施工。
10.12、 停钻孔口和灌注成桩孔口必须刚性物覆盖或设置钢管围栏防护。并设置警示标志牌。
- 15 - / 15