桥梁工程钻孔桩施工作业指导书.doc

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1、桥梁工程钻孔桩施工作业指导书1. 适用范围本作业指导书适用于桥梁冲击钻机及旋转钻机钻孔施工。具体局部细节根据各工程的水文、地质等环境和工艺情况做调整。2. 作业准备2.1 内业技术准备（1）应在开工前组织技术人员认真学习施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清相关技术问题，熟悉规范和施工技术标准。（2）制定现场施工安全保证措施，制定有针对性的应急预案。（3）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，考试合格后持证上岗。（4）确认墩位已进行地质勘探，根据勘探资料绘制桩位地质柱状图。（5）已完成桥位施工控制网复测工作，编制复测报告并报请监理单位批准。根据设计资料对桥位桩基坐标复核无误

2、。（6）依据验收标准及建设、监理单位要求，编制技术资料、施工原始记录、检验批资料表格计划。2.2 外业技术准备（1）施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。（2）建立混凝土工厂，并经验收合格可以投入使用，各种混凝土材料已进场并经验收合格，混凝土配合比设计已完成并报批。（3）建立钢筋车间并投入使用，钢筋原材料已进场并检验合格。（4）作业前外部环境已调查清楚，地下管线等设施调查清楚并已保护或迁移。3. 技术要求（1）钻孔桩施工按照设计要求进行，孔径和孔深应满足设计要求。（2）桩身混凝土各项性能指标需满足验标要求。桩基用钢

3、筋原材和钢筋笼尺寸应满足设计要求。（3）钻孔施工时需对地质情况进行复核，需与设计相符。地质情况需设计地质工程师代表现场复核签认。 （4）桩基施工完成后，砼达到要求的强度后，按设计和验标要求进行桩基检测，符合要求方能进入下道工序施工。4. 施工程序与工艺流程钻孔桩施工流程见图4-1。合格试块试压及桩基检测不符合要求养生，桩检凿除桩头作试件块不合格，拔出钢护筒安装钻孔平台或筑岛平整桩位放线制作钢护筒插打或埋设钢护筒安装钻机、泥浆循环系统选择钻头倾斜度及平面位置控制泥浆制备不合格，采取处理措施钻 进钻至设计标高清孔检 孔检查合格安装钢筋笼制作钢筋笼安装导管清孔拔球测量砼面高度合格灌注水下砼测量砼面高

4、度图4-1 钻孔桩施工流程图5. 施工要求5.1 施工准备在选定钻孔桩施工方案后，进行钻孔前的施工准备工作，主要内容包括钻孔平台施工（水上施工）、场地平整（岸上施工）、筑岛（浅水区域钻孔桩施工），并对钻机的型号进行选择，准备相应的配套机具设备。5.2 钻孔桩施工工艺及方法5.2.1 桩位放样桩位放样前先定位出墩台的中心位置，然后利用设置固定标志的方法标出基础纵横轴线和基础边缘。钢护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许偏差和倾斜度应符合验标要求。5.2.2 插打（埋设）钢护筒5.2.2.1 钢护筒作用钢护筒有固定桩位、引导钻头方向、隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆面

5、）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌的作用。5.2.2.2 钢护筒加工钢护筒内径根据设计文件和相关规定选定，钢护筒加工长度和壁厚根据施工方法、地质情况等具体计算确定。5.2.2.3 钢护筒埋设（插打）5.2.2.3.1 水上钢护筒插打（1）导向装置设置导向架的作用是控制并引导护筒在桩孔正确位置竖直地沉入河床。利用钻孔平台设置，上导向设置在钻孔平台顶分配梁上，下导向设置在钻孔平台钢管桩连接系平联上。也可在平台上另外设置独立的导向架。（2）钢护筒施沉利用水上铁驳或栈桥汽车将钢护筒运输至墩位后，利用水上浮吊或栈桥上吊机和振动锤配插打钢护筒。测量确定桩位与桩的垂直度满足要求

6、后，即可开始下沉，开始可依靠桩的自重下沉，然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固, 振动下沉到设计位置。5.2.2.3.2 旱地及筑岛法钢护筒埋设在筑岛完成、场地平整压实后，可采取挖埋法埋设钢护筒。在旱地及岸滩上，护筒埋设深度要根据设计确定。筑岛法埋设钢护筒时，护筒宜埋入河床面以下1.0m左右，置于较坚实的土层中，具体根据计算确定。护筒顶面应高出施工水位或地下水位2.0m，并高出筑岛面（地面）0.5米。5.2.3 钻机安装护筒埋设完成，检查合格后，即可安装钻机。安装时，人工配合吊机安装、对位。安装要求为：底架垫平、保证稳定，不得产生位移和沉陷，安装完毕应根据需要在钻机顶端用揽风绳将其对称拉紧；钻头

7、或钻杆中心与桩位偏差不得大于有关规定。5.2.4 泥浆循环系统布置5.2.4.1 泥浆循环原理示意图 泥浆循环系统平面布置图5.2.4.2 泥浆池设置水上钻孔桩施工用泥浆池直接利用相邻未开钻的钢护筒作为泥浆池，作为泥浆池的钢护筒与正钻孔的护筒用钢管相连。旱地及筑岛法施工时，泥浆池设置在相邻两个墩位之间，每隔一跨设置一个，在两个泥浆池之间设置机械设备、材料临时停放、周转场地（同样设置在两墩位之间）。泥浆池的大小满足相邻两个墩位同时钻孔泥浆需求，位置满足机械设备操作空间要求。5.2.5 泥浆制备钻孔过程中，泥浆起着极其重要作用：在静水压力作用下，泥浆作用于孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁

8、免于坍塌；此外，泥浆还起着悬浮钻渣的作用。根据各种钻孔方法的不同，泥浆所起的作用也有所区别，其侧重点也不一样，泥浆质量制备的好坏，将直接影响钻孔质量，因此，必须根据钻孔方法及地质条件的不一样，制备与其相适应的泥浆。5.2.5.1 泥浆性能指标泥浆具体性能指标要符合验标要求。5.2.5.2 泥浆指标检测要求制浆及每班开始工作时，依次检测泥浆的全套指标，以后钻进过程中每隔两小时检测一次进浆口和排浆口处泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值四项指标。5.2.6 钻孔5.2.6.1 冲击钻机钻孔5.2.6.1.1 开钻（1）钻孔平台上开孔时，直接向护筒内投入粘土，采用小冲程开孔，以钻头冲击造浆，开孔时宜用小

9、冲程（不超过2m）。（2）滩地墩开孔时，直接向护筒内投入11的片石与粘土混合物，采用小冲程（不超过2m）开孔，以钻头冲击造浆。（3）如果覆盖层为粘性土，当塑性指数大于15，浮渣能力能满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。（4）开孔初期，应用小冲程反复冲砸土层，特别是护筒底口处，如土层较差，应利用小冲程采取冲砸回填（1：1的粘土与片石）冲砸，保证护筒底口坚实不漏浆，使初成孔竖直、圆顺，能起导向和防止孔口坍塌作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方采用正常冲程。5.2.6.1.2 钻进（1）正常钻进时，冲程大小和泥浆浓度应根据土层情况分别确定。（2）通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入小片石，将

10、斜面回填一定高度、垫平，然后用十字形钻头冲击钻进，防发生斜孔、塌孔事故。（3）钻进过程中，必须勤松绳、少量松绳，不得打空锤。（4）在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆，为正确控制钻头的冲程，可在钢丝绳上有油漆长度标志。（5）钻进时，应经常检查钻头的转向装置；要经常检查吊钻头的钢丝绳及钢丝绳与钻头的连接处，特别是在打了空锤之后。（6）钻进过程中要勤捞渣，保证泥浆的浮渣能力，减小孔底沉渣厚度，并根据不同的地层调整泥浆指标。（7）钻进时应有备用钻头，轮替使用。当钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。（8）相邻桩位钻孔应错开进行，相邻桩位钻孔应在已灌混凝土强度达

11、到规定值后方可开始。5.2.6.2 旋转钻机钻孔（1）护筒底口部位钻进待护筒内泥浆指标满足要求后向下钻进，钻进到护筒底口部位时（底口上下各2m左右）宜使用正循环，小气量、轻压、慢转钻进，不要让钻头碰挂护筒底口。如钻进过程中发现钻头磨擦护筒，不得强行钻进，可根据护筒倾斜情况适当调整钻机位置。待钻头整体钻出护筒2m左右后，才允许正常钻进成孔。（2）护筒外钻进钻头钻出护筒后，小气量、轻压、慢转钻进，钻进过程中对地质变层部位要注意控制进尺，并且每钻进一根钻杆要注意扫孔，以保证钻孔直径满足要求；要随时检测和控制泥浆性能指标，以确保孔壁的安全。5.2.7 成孔检查在钻孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行成孔质

12、量检查，以尽早发现问题，及时处理，确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。成孔检查时，孔深、孔径、垂直度和沉渣应满足设计和验标要求。5.2.8 一次清孔采用换浆法清孔，孔深达到设计孔底标高后，钻头在孔底1.5米范围内上下缓慢活动，采用优质泥浆对孔内泥浆进行循环换浆清孔。泥浆指标满足要求，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和砼灌注导管。5.2.9 钢筋笼的制作、安装5.2.9.1 钢筋笼制作对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位；对于孔深较大的桩基，钢筋笼可分段制作，分段长度根据钢筋笼的全长及吊装能力，可分为23段吊装入孔对接。钢筋之间的连接方式：加强箍筋采用双面搭接焊加

13、工成环，加强箍筋与主筋之间采用焊接；主筋接头采用闪光对焊或机械直螺纹套筒连接，应保证同一截面主筋接头数量不得超过设计和验标要求，螺旋箍筋与主筋采用绑扎连接。钢筋笼制作允许偏差应符合验标要求。5.2.9.2 钢筋笼吊运及安装钢筋笼采用长平板车运输，无论采用何种方式运输均应保证骨架不变形。吊装时，应将吊点设置在合理位置，减小钢筋笼在起吊时的变形。钢筋笼安装过程中，两节钢筋笼对接时上下中心线保持顺直一致，对接完成后，顺桩孔自然下放。下放钢筋笼应轻放、慢放，若遇阻碍，应查明原因，进行处理。 钢筋笼入孔后，定位要准确，固定要牢固。骨架倾斜度、骨架中心平面位置偏差、骨架顶端高程偏差、底面高程偏差应满足验标

14、要求。5.2.10 水下砼灌注5.2.10.1 导管的配置混凝土灌注用导管直径应符合相关要求。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应不小于孔内静水压力的1.5倍，也不应小于导管壁可能承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍。5.2.10.2 导管安装导管每节23m，并根据需要配备一定数量11.5m长的导管，要求导管内壁光滑、圆顺、内径一致、接口严密。使用前按自下而上顺序编号和标明长度。导管安装后，其底部距孔底有250400mm的空间。5.2.10.3 二次清孔二次清孔在下好钢筋笼及导管后进行，目的是清除下钢筋笼时刮下的泥皮和停钻后的沉渣，并调整泥浆性能指标达到灌

15、注水下混凝土时所需的性能指标。二次清孔达到要求后，进行水下混凝土灌注。5.2.10.4 首批混凝土灌注混凝土灌注前应计算和控制首批混凝土数量，保证混凝土下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能使导管下口埋入混凝土中不小于1m。灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。首批混凝土灌注方量计算方法：VD2（H+h+0.5t）+ d2（0.5L-H-h-0.5t）4;式中V首批混凝土方量（m3）D成孔桩径（m）；d导管内径（m）； L桩孔深度（m）； H导管埋入混凝土中深度（m）；h浇注前测得的导管下口距孔底高度（m）；t浇注混凝土前孔底沉渣厚度（m） 5.2.10.5 拔球拔球一般利用吊机配合

16、，快速拔掉漏斗阀门，灌入首斗混凝土，首批混凝土灌注完成后，立即探测孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如埋深大于1m，即可正常灌注，如导管埋深不够或导管内出现进水现象，则应利用空气吸泥机将孔内混凝土清出重新拔球，同时，应调整首批混凝土灌注方量。5.2.10.6 正常灌注首批混凝土灌注合格后，即可正常灌注混凝土，灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工,在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底；及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制适当范围。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上超灌一定高度的混凝土。有关混凝土的灌注情况，

17、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，要作好详细的记录。5.2.11 桩基检测根据设计和规范要求，钻孔桩采用声波透射法或小应变法检测，对检测质量存在疑问的钻孔桩可采用钻芯的方法取桩身混凝土鉴定检测。6. 劳动组织（1）劳动力组织方式：采用架子队组织模式。（2）劳动力按照作业区段、机械、人员、工期要求合理配置。每个架子队人员配置表负责人1质检员1技术主管1测量实验人员24安全员2电工、电焊工46工班长68钳工23技术人员24机械工、普工30507. 材料要求（一）混凝土材料（1）桩基混凝土粗骨料采用碎石，细骨料为中砂，其均应符合设计级配要求；（2）选用的水泥、粉煤灰、及

18、外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。（3）混凝土配合比应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、可能变化的环境条件等进行多级配合比设计。（二）钢筋材料钢筋的品种、规格、数量应符合设计要求。8. 设备机具配置钻孔桩施工机械可分为钻孔施工机械、钢筋加工机械、混凝土生产运输机械。 按架子队组织模式，每个钻孔架子队设备、机具配置如下表：钻孔桩施工现场混凝土工厂1套钢筋车间钻机8台混凝土拌合站2台钢筋弯曲机1台钻头钻具1012套装载机1台钢筋调直机1台泥浆泵810台砼运输车46辆钢筋切断机1台吊机23台洒水车1辆接头加工设备2套砂石泵810台钢筋切割机2套灌注设备2套电焊

19、机24台潜水泵68台9. 质量控制及检验9.1 钻孔过程中要做泥浆指标检测并控制泥浆指标，确保不塌孔和顺利钻进。9.2 桩基终孔和清孔后，应进行孔位、孔深、孔形检验。孔形采用检孔器检验，检孔器可用专用检孔设备或采用钢筋制成。9.3 钢筋要做原材料和焊接及钢筋笼整体检验，符合要求后才使用。9.4 桩身混凝土浇筑过程中，应对每车混凝土做坍落度、含气量、温度进行检测，其指标应符合规范标准要求。每根桩制作混凝土试件24组，标养56天试件抗压强度作为被检查桩身混凝土抗压强度。9.5 根据规定采用小应变动测法或超声声测法逐根对桩基进行整体性检测；对桩的质量有疑问时，采用钻芯样法检测，对柱桩应钻到桩底0.5

20、m以下。9.6 钻孔灌注桩施工质量标准钻孔桩各项施工质量标准严格按验标要求进行。10. 安全与环保要求10.1 安全要求（1）钻孔桩施工在钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土前要安全技术交底。（2）钻孔作业机械进场后，应检查机械设备并记录。使用过程中，按规定定期检查。（3）各型号钻机应由熟练钻工操作，所有孔口作业人员必须正确佩戴安全帽，穿防滑鞋。（4）工地内的危险区域应设置围栏、盖板等安全可靠的防护设施，并设置警示和警戒标牌，严防非施工人员进入。夜间施工应设红灯警示。（5）沉淀池、沉淀池周围应设立防护设施和安全警示标识，制浆材料堆放地应有防水防雨防风措施，弃渣、泥浆应及时外运，废弃泥浆池应回填处理。（

21、6）电工定期检查一次电缆外层的磨损情况，发现问题及时处理。电缆通过临时道路时，应用钢管作护套，挖沟埋地敷设。（7）钻孔作业区基础稳定牢靠。钻机安装时，机架应垫平，保持稳定，不得产生位移或沉陷，遇松软地基时必须先夯实。（8）钻机的卷扬机钢丝绳在卷筒上应排列整齐。卷扬机卷筒上的钢丝绳不得放完，应至少保留3圈，严禁人拉钢丝绳卷绕。（9）设备运转时，严禁任何人触摸或跨越转动、传动部位和钢丝绳。（10）旋转钻机钻进时，高压胶管下不得站人；水龙头与胶管连接处应用双夹卡住。（11）钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，旋转钻机应将钻头提离孔底5m以上，冲击钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。（12）在

22、钻具悬吊情况下，不得检查和更换钻头翼片。（13）钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过外侧水面1.52m以上，防止塌孔。（14）作业中作业人员要经常检查钻机钢丝绳，发现断丝超过10%的钢丝绳必须立即更换。（15）凡不正在钻孔的孔口或已经完成灌注的桩孔都必须加防护盖或及时回填，防护盖牢固可靠。孔内弃土不得堆积在钻孔周围。（16）下放钢筋笼遇阻时，应查清钢筋笼受阻原因。10.2 环保要求（1）施工期间加强教育培训，提高施工人员的环境保护意识。（2）岸上施工应保护好当地植被，施工场地布置时尽量减少地表植被的破坏。对施工红线外的植物，树木等尽量保护，严禁超范围乱砍乱伐。（3）保护好当地排

23、水系统的通畅，不得堵塞河道、水渠。施工中需筑岛或设置建筑物时，必须先采取措施通过改道或埋设涵管等方法保证水流通畅。（4）泥浆应按要求设置污水池、泥浆池存放，不得随意排放污染河流、农田和池塘。钻孔泥浆、钻渣应及时运至指定地点堆放和存储。泥浆经沉淀处理后定期排放，不得直接排入河流、农田、水塘。（5）生活区、车间、工厂应设置必要的公共卫生设施。污水净化池、化粪池按照环保部门的要求定期清理，避免污染环境。生活固体垃圾集中存放，适时运至环保部门指定地点，保持驻地清洁。（6）施工运输管道及施工场地应定期洒水，避免产生扬尘。（7）施工便道、施工场地设置修建时，应设置排水沟，做到排水通畅，场内不得有积水、积污。同时应考虑其对原地面排水的影响。以免阻挡地表径流的排泄，影响当地居民的生产生活。（8）注意夜间施工的噪音影响。尽量采用低噪音施工设备。对距离居民区一定范围内的工段，应根据需要限定施工时间，如必须施工时，施工时预先通知居民，以征得其理解。（9）对不符合尾气排放标准的机械设备，不得使用。