钻孔灌注桩作业指导书(冲击钻).doc

编号：

钻孔灌注桩（冲击钻）作业指导书

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审 核：
批 准：

2010年 月 日发布 2010年 月 日实施

钻孔灌注桩作业指导书（冲击钻）
1、适用范围
2．作业准备
2.1内业技术准备
作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
认真学习规范和相应设计文件
(1)施工图及参考图
(2)铁路工程施工相关技术规程
(3)客运专线铁路桥涵工程施工相关暂行标准
(4)其他相关技术标准
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）；
《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003；
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005；
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；
《铁路工程桩基无损检测规程》（TB10219-99）；
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）。
2.2外业技术准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。场地平整，机械设备配备齐全，保护施工场地的桩位等。
3、技术要求
成孔质量要求标准表:
项 目
允 许 偏 差
孔中心位置(㎜)
≤50
孔径(㎜)
≥设计桩径
倾斜度
≤1%
孔深
不小于设计深
沉渣厚度(㎜)
柱桩≤50mm,摩擦桩≤100mm
清孔后泥浆指标
泥浆比重不大于1.1 粘度:17～20Pa.s 含砂率:<2% 胶体率:>95%
钻孔泥浆指标要求
钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标
相对密度
粘度Pa.s
静切力Pa
含砂率%
胶体率%
失水率ml/30min
酸碱度PH
冲击钻机
粘土
1.10～1.3
16～22
3～5
≤4
≥95
≤20
8～11
4、施工程序与工艺流程
根据钻孔桩的设计要求、工期、地质等条件，采用冲击钻机钻孔，泥浆护壁，导管法灌注水下混泥土一次成桩的施工工艺。钻孔桩施工工艺流程见：《钻孔灌注桩施工工艺流程图》。

钻孔灌注桩施工工艺流程图
5、施工要求
5.1施工准备
5.1.1施工场地
为便于施工机械进场和钻孔灌注桩顺利进行，对施工现场作以下准备工作：
a、按施工总平面布置图中的便道位置，填筑道路，架设电路，必要时铺设水管路。
b、沿桥征地红线范围用推土机将场地进行平整、压实。水中墩采用筑岛的方法填筑出施工平面，周围用编织袋装砂加固以防塌陷。
5.1.2施工测量
根据桥墩台中心坐标计算各钻孔桩中心坐标，然后利用已经布设好的
控制网用全站仪放出各钻孔桩中心，并用钢尺复核各钻孔桩的间距，确保放样无误。在孔位中心桩四角测放出护桩点，作为施工中桩位控制点和检查点。同时测出中心桩的高程。
5.1.3护筒的制作和埋设
护筒均采用厚4~5mm钢板制作，直径比钻孔桩径大约40cm，水中墩及特殊地质护筒埋深按设计要求进行，滩涂或陆地墩台一般为小于2.0m ；护筒顶面宜高出施工水位或地下水位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。
护筒埋设采用挖孔埋设的方法，先在桩位处挖比护筒底深0.5m，直径比护筒大0.5m的圆坑。然后在坑底回填0.5m厚的粘土，分层夯实，接着埋设护筒，分层对称夯填护筒四周粘土。护筒顶面中心与桩中心线重合，平面误差控制在50mm以内，倾斜度控制在1%以内。
护筒埋设好后测出护筒顶标高，以控制钻孔底标高。
对于特殊表层软弱层/砂层/流砂层地质的处理：采用护筒接长跟进法或一次埋入法，开钻前可向孔内填充山皮土、石块，挤密孔壁周围的土层，防止塌孔。
5.1.4泥浆制作
本着统筹安排的原则，为不影响下道工序施工机械的作业，一般2个墩(或墩加台)共用一个沉淀池。冲击钻钻孔，可将粘土加工后投入孔中，利用钻头冲击造浆。为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用汽车或泥浆泵运（泵）至指定地点堆弃。
泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作，并优先采用膨润土造浆。为了提高泥浆的黏度和胶体率，可在泥浆中投入适量的烧碱或碳酸钠（按孔内泥浆质量1.5%～2%）。
制备的泥浆指标应达到：
孔底泥浆比重：砂黏土不宜大于1.3，大漂石、卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2。
黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。
PH 值：大于6.5；
含砂率：小于4%；

胶体率：大于95%。
泥浆必须充分拌匀备用。在开钻前，应充分备足制浆用粘土。如地层较差时，宜加大泥浆比重，防止坍孔。
5.2钻孔
5.2.1钻机就位
钻机就位前，对钻机和各项准备工作进行检查，包括场地布置、钻机机座处铺垫的枕木平整度、泥浆池设置和泥浆制备、水电供应等。钻机钻头中心应对准钻孔桩中心，偏差不大于5cm。
5.2.2钻孔
钻孔施工严格按跳孔施钻的原则进行，即一孔成桩后，严禁开钻任一相邻孔，必须跳开隔孔施钻，防止窜孔和坍孔。为防止冲击振动影响邻孔已灌注混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5Mpa后方可开钻。
开钻前，再次检查各种机具、设备是否状态良好，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。开始钻进时，以小冲程开孔，使初成孔坚实、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤，勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜地层。坚硬漂、卵石和岩层应采用中、大冲程，松散地层应采用中、小冲程。钻孔作业连续进行，不得中断。因故必须停钻时，孔口加盖防护，并且把钻头提出孔道，以防埋钻。
当检查发现钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。
在钻进过程中：
a.必须记录地层状况，以供对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重等参数。并且在土层变化处捞渣样，与设计地层作核对。
b.钻机钻孔时，孔内水位宜高于地下水位1.5～2.0m以上；在冲击钻进中取渣时和停钻后，应及时向孔内补水，保持一定的水头高度。
c.当钻孔离设计标高约1m时，应注意控制钻进速度和深度，防止超钻。并核对地质资料，判定是否进入要求的持力层。
d.当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和孔形等进行检查，并报监理工程师确认，符合要求后进行清孔。
5.2.3清孔
当钻孔深度达到设计要求时，经监理工程师对孔径、孔深、孔位、孔形、竖直度进行检查确认后钻孔检合格后，立即进行清孔，以免间隔时间长，钻渣沉淀，造成清孔困难。
清孔采用抽渣法或泥浆泵循环换浆法。捞渣时应及时往孔内补水，以
保证水头，严禁用加深孔底深度的方法代替清孔。
清孔时应注意保持孔内泥浆面的高度及泥浆比重是否合适，防止坍孔、缩孔。
当从孔内取出的泥浆测试值的平均值与注入的净化泥浆相近，实测孔底沉渣厚度柱桩不大于5cm、摩擦桩不大于10cm时，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。
5.2.4钻孔质量保证技术措施
由于钻孔桩穿过人工填筑粉质黏土、细砂、粗砂、砂砾、片麻岩层，进入花岗岩、砂岩等多种土石层，施工中易出现坍孔和缩孔，为了确保钻孔桩的质量和进度，采取以下措施：
a.做好钻孔准备工作，选择好钻机钻头，埋设好护筒。
b.在钻孔过程中，详细绘制孔位处的地质剖面图，以便对不同土层选择合适的冲程、冲击频率、泥浆指标等。
c.在钻孔和清孔过程中，注意保持孔内的泥浆面的水头高度，随时补充损耗、漏失的泥浆，保证钻孔中的泥浆浓度。
d.在砂砾层、流砂层中钻孔，采用较大比重的泥浆，适当加大护筒埋设深度、提高护筒顶面高度和孔内水位，以防止发生坍孔、缩孔。
7.3钢筋笼的制作与安放
a.在钢筋棚内集中下料，超过一定长度（根据施工现场吊装能力确定）的钢筋笼分节绑制，汽车吊提入孔内，钢筋笼接长采用现场焊接。
b.钢筋笼吊起后，检查钢筋笼的垂直度及外型轮廓，平稳垂直放入孔内，切忌碰撞孔壁，不得强行下放。下放过程中，注意孔内水位情况，如发生异常，马上停止，检查是否坍孔。
c.钢筋笼采用2m一道加强箍加强，且主筋与加强箍全部焊接（焊接时以不得伤害主筋为原则），防止吊装变形。钢筋笼在入孔前，在骨架外侧绑扎保护层垫块，以保证钢筋保护层厚度。
d.钢筋笼在清孔结束后，及时放入孔内，钢筋笼焊接时，保证上下两节钢筋笼的轴线一致，入孔后位置准确，符合设计要求，并牢固定位。钢筋骨架底面高程偏差控制在±100mm。
e.水下混凝土灌注完毕，待桩上部混凝土初凝后，即解除钢筋笼的固定，使钢筋随混凝土收缩，避免粘结力的损失。
5.4水下混凝土的灌注

清孔沉渣厚度符合要求，并经监理工程师同意后即开始灌注水下混凝土。采用导管法灌注水下混凝土，导管直径宜用φ28cm、φ30cm；水下混凝土由搅拌站集中拌制，砼车运输，吊机提升灌注砼。
5.4.1灌注准备：
a.在清孔的同时，对各类设备进行检查，备足原材料；同时配备水泵、空压机及高压射水管等设备，以保证孔内水头和及时处理灌注故障。
b.安装导管，导管底部至孔底应有30～50cm的空间，以利首批灌注混凝土顺利灌注；储料斗应高出护筒顶面2m与导管相连，储料斗的容积按2.0m3设计。
导管使用前进行过球、水密、承压和接头抗拉试验。
5.4.2水下混凝土拌和：
搅拌站集中拌制，按上述“主要材料”一节的要求选用材料。混凝土施工配合比根据理论配合比通过检测骨料含水量进行调整，坍落度18~22cm。
5.4.3水下混凝土灌注：
导管安装好后，应再次测量孔底沉渣厚度是否符合设计要求，确保孔底沉渣不超出设计要求。确认沉渣符合设计要求、钢筋笼安放正确后，即可开始水下混凝土灌注。
柱桩在灌注水下混凝土前，应用射水或射风冲射钻孔孔底3~5min，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底压力大0.05Mpa。
水下混凝土灌注开始时，首批灌注混凝土数量应满足导管初次埋置深度不小于1m并不宜大于3m的要求。漏斗底口处设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。
在水下混凝土灌注过程中，由工程技术人员经常采用带重锤的测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。一般埋管深度控制在2～6m左右，以防导管提离混凝土面发生断桩。提管由钻机完成，人工拆管，并及时冲洗导管，整齐堆存备用。
水下混凝土灌注应连续有节奏地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，以防导管内产生高压气囊压漏导管。并防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，经常保持孔内水头高度。
水下混凝土灌注应高出设计桩顶约1m，以保证钻孔桩与上部结构之间的混凝土连接质量。钻孔桩高出设计桩顶的多余部分混凝土在承台施工前凿除，桩头无松散层。
水下混凝土灌注完成后，对于护筒小于2m的应立即扒出，二节以上护筒不应立即拔出，应在水下混凝达到2.5Mpa后方可拆除。混凝土灌注完毕后，钻孔桩顶部未灌砼孔洞内填土至原地面，以防引起人身安全意外事故。
水下混凝土灌注过程中，经常检测混凝土坍落度，不符合要求的混凝土不得灌入导管。每根桩至少做一组抗压试件。按规范要求做好钻孔桩无损检测工作，确保成桩质量。
6、劳动组织
6.1劳动力组织
安排三班制连续作业，每班每组钻孔桩机施工劳动力组织见《每班每组钻孔机施工劳动力组织表》。
每班每组钻孔桩机施工劳动力组织表
序
类别
人数
主要职责
1
班长
1
对该班的工作负责，并对进尺、地质情况作好记录
2
钻机司机
1
操作钻机，并观察孔口稳定，对钻机负责
3
装载机司机
1
操作装载机，对现场淤泥打堆或清运。
4
机电工
1
负责施工安全用电及保证机械设备的正常运转
5
勤杂工
2
负责清渣、装拆导管及灌注砼等工作
7、主要材料要求
水泥：桩基采用42.5普通硅酸盐水泥，对同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期的水泥进行强度、细度、安定性和凝结时间试验，水泥的初凝时间不宜小于2h。使用原则：先到的水泥先用；按出厂时间先后顺序。工地上修建水泥仓库，仓库修在地势较高处，周围设排水沟，并下垫枕木隔潮。不宜露天堆放，临时堆放时应上有盖下有垫。覆盖物防水，支垫高度不小于30cm。
砂：选用中砂，对选用当地的河砂应进行骨料的碱活性、坚固性、吸水率、压碎指标、有害物质含量及颗粒级配试验，含泥量不大于2.5％。
石子：采用两种连续级配碎石，粒径5～16、16～31.5mm，含泥量不大于0.5％。对进场的碎石进行碱活性检验、有害物质含量测试及筛分析试验。
钢筋：品种和规格均符合设计规定，并有出厂合格证及试验报告。
混凝土：配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计。配合比统一采用试验室下发的配合比经过现场换算的施工配合比。混凝土由搅拌站集中统一供应，搅拌站各项机械设备必须经过鉴定合格后方可供应混凝土。
水：优先用饮用水，当采用其他来源的水时，按国家现行《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）规定进行检验合格方可使用。
8、设备机具配置
8.1机具设备：
钻孔桩施工主要的机具与设备为冲击钻（包括泥浆泵）1台、起吊机械（10T汽车吊）、钢筋加工机械（切割机、弯曲机、对焊机、电弧焊机）1套、混凝土拌制运输灌注机具设备（混凝土搅拌站、砼运输车、砼泵车、导管、漏斗）等。
8.2监测设备
工地现场监控主要设备表
序号
名称
数量
用途
1
全站仪
1台（套）
桩孔孔位
2
钢卷尺
1把
检查钢筋加工尺寸情况及其它尺量检查项目
3
测量绳
1把
测孔深
4
检孔器
1个
测孔型、孔径
5
水准仪
1台（套）
桩顶高程
6
泥浆比重仪
1台
泥浆比重检测
7
吊线
40m
钢卷尺配合测钢筋骨架垂直度
以上设备必须经过标定或监理认可；钢筋原材料及焊接试验、混凝土原材料、配合比、砼强度由试验部门和混凝土拌合站配置检测、自动计量设备，设备必须进行标定，通过业主、监理单位验收。桩的无损检测由业主单位通过招标确定第三方检测单位进行检测。
9、质量控制及检验
9.1钻孔质量标准
主控项目质量标准及检查方法表
序号
项目
质量验收标准的规定
检查数量
检查方法
1
地质情况
与设计地质情况相符
施工、监理全部检查，设计对有代表性的桩进行现场确认
检查施工记录、观察渣样
2
孔径、孔深、孔型
与设计相符
施工、监理单位全部检查
测量检查和用检孔器
3
钻孔桩护筒
坚实不漏水，埋深符合施工工艺要求
施工、监理单位全部检查
观察和测量检查
4
泥浆指标
根据钻机、地质条件确定，可参照施工技术指南
施工、监理单位全部检查
施工单位进行泥浆比重、含砂率试验，监理单位见证试验
5
孔底沉渣
柱桩小于5cm;
摩擦桩小于10cm
施工、监理单位全部检查
测量

钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号
项 目
允许偏差
检验方法
1
护筒
顶面位置
50mm
位置、孔位中心项目采用全站仪测量、倾斜度采用吊线配合钢尺测量检查
倾斜度
1%
2
孔位中心
50mm
3
孔倾斜度
1%
9.2钢筋及钢筋骨架质量标准
主控项目质量标准及检查方法表
序号
项目
质量验收标准的规定
检查数量
检查方法
1
屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验
符合GB13013、GB1499、GB/T701和设计的要求
施工单位每批抽检一次、监理见证取样或平行抽检为施工单位抽检次数的20%或10%。
施工单位全部检查质量证明文件并按批进行抽样检验，监理单位全部检查质量证明文件、试验报告并随机抽样进行见证取样检测或平行检测
2
保护层垫块
材质与设计相符或不低于结构本体砼的设计强度
施工单位按规定数量制作试件进行试验；监理单位见证试验或平行检验并检查质量证明文件
按规定方法试验
3
钢筋加工
符合设计要求
施工单位按钢筋编号各抽检10%，且各不少于3件；监理单位平行检验数量为施工单位抽检数量的10%，且各不少于1件
尺量
4
纵向受力钢筋的连接方式
符合设计要求
施工单位、监理单位全部检查
观察
5
钢筋接头技术要求和外观质量
应符合铁建设[2005]160号标准附录B的规定
外观质量施工、监理单位全部检查；力学性能施工单位每批抽检一次，监理单位见证取样次数为施工单位抽检次数的20%，但至少一次。
尺量、试验
6
安装的钢筋品种、级别、规格和数量
符合设计要求
施工、监理单位全部检查
观察和尺量
7
保护层垫块的位置和数量
符合设计要求，侧面和底面不少于4个/m2
施工、监理单位全部检查
观察和尺量

钢筋加工及钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法表
序号
项目
质量验收标准的规定/允许偏差（mm）
检查数量
检查方法
1
钢筋外观
平直、无损伤，无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈
施工单位全部检查
观察
2
受力钢筋全长
±10
施工单位按钢筋编号各抽检10%，且不少于3件
尺量
3
箍筋内净尺寸
±3
4
弯起钢筋的弯折位置
20
5
同一截面受力钢筋焊接接头布置
轴心受拉构件不得大于25%，同一根钢筋不得超过一个接头
施工单位全部检查
观察和尺量
6

钢筋骨架在承台底以下长度
±100

尺量
7
钢筋骨架直径
±20mm

尺量
8
主钢筋间距
±0.5d

尺量检查不少于5处
9
加强筋间距
±20mm

10
箍筋间距
±20mm

11
钢筋骨架垂直度
1%

吊线尺量检查
9.3混凝土质量标准
主控项目质量标准及检查方法表
序号
项目
质量验收标准的规定
/允许偏差（%）
检查数量
检验方法
1
砼原材料
应符合铁建设[2005]160号标准的相关要求
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
2
砼配合比
满足设计强度、耐久性指标和施工工艺等要求。
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
3
砼
原
材
料
水泥、矿物掺和料
±1
每工作班抽查不应少于1次
施工单位复称；监理单位见证检验
粗细骨料
±2
外加剂、拌和用水
±1
4
配合比调整
根据含水率、各项要求
每工作班抽查不应少于1次
施工单位进行含水率测试；监理单位见证确认
5
坍落度
±20mm
每拌制50m3或每工作班不少于1次
施工单位进行坍落度测试，监理单位见证取样
6
砼浇注温度
不宜高于气温且不宜超过30℃
每工作班至少测温3次
温度测试
7
强度等级
水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍
每根桩取样做试件不少于2组
砼强度试验
8
水下混凝土灌注
必须符合施工工艺设计、施工规范要求
全部检查
观察和测量
9
桩身质量
混凝土应匀质、完整
全部检测
无损检测
10
桩顶
露出新鲜砼面，桩顶和主筋伸入承台符合设计
全部检查
观察和测量
10、安全及环保要求
10.1安全要求
1、各项临时设施布置要合理、紧凑、整齐、有序、安全、卫生，严禁擅自随意搭建。
2、各种建筑材料、周转料、机具等，要分类、分品种、分规格堆码，设置整齐、标识齐全。
3、施工用电必须做到“一机一闸一漏”，所有钢筋施工机械严格按《机械安全操作规程》进行操作。
4、配电箱及开关必须防雨，设门并配锁，进、出线口必须设在箱体下底面，箱内禁放杂物，并定期检查。
5、严禁将电线栓在铁扒钉、钢筋或其它导电金属物上。
6、经常检查线路及各接头处，防止触事故的发生。
7、电工、电焊工必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套，且必须持证上岗。
10.2环保要求
1、钻孔泥浆用泥浆净化器进行循环处理，干硬的钻渣运送到指定地点堆放，纯泥浆循环利用。
2、基坑抽水经沉淀后排放，禁止带泥污的污水直接排放到水中。
3、机械施工排放的油污等废弃物应集中处理，定期清理外运，禁止随地丢弃。
4、注意夜间施工的噪音影响,必须在夜间从事有噪音污染的施工应先发安民告示,以征得附近居民的理解。

5、凡对环境有污染的废物,如建筑垃圾、生产垃圾、泥浆等废弃材料等，必须征得建设单位和当地环保部门同意后，在指定的地点排放、堆码、掩埋或销毁。
6、做好当地水系的保护工作，在施工时对边坡及时进行防护与植被绿化，弃土、弃渣及时运出现场，不得随意堆弃入。
7、便道、搅拌站的设置及大堆料的堆放等临时设施应充分考虑其对原地面排水的影响，以免阻挡地表径流的排泄。
8、材料、机械不得随意乱放。要认真计算、合理调配，做到工完料尽、场清。
9、施工完成后，对施工便道施工场地及生活基地进行环境清扫和整平，尽量恢复地面的天然状态。