岩溶地区钻孔灌注桩作业指导书.doc

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1、岩溶地区钻孔灌注桩作业指导书1.适用的范围条件 本指导书适用于武广客运专线XXTJV 标韶关地区钻孔灌注桩施工。2材料要求水泥：韶关昌泥P.O 42.5矿碴粉：韶关昌泥S95细骨料：厢廊中砂或小北江中砂粗骨料：龙归531.5碎石外加剂：广东柯杰聚羧酸高性能减水剂（KS-JS）钢筋：韶钢级钢筋3施工设备及机具冲击钻，16t以上吊车,混凝土搅拌站，混凝土运输车，BX300以上电焊机，UN100以上闪光电焊机。4施工工艺流程4.1. 施工工艺流程图见钻孔桩施工工艺流程框图4.2.施工作业说明4.2.1.施工准备4.2.1.1.地质核查 根据地质勘察要求,桥梁未钻墩台、未逐桩钻探可溶岩墩台要进行施工补

2、钻，地质核查工作。若地质资料与设计图不符，及时与设计单位联系并修改设计。对于地质资料不详的柱桩要补钻到桩底以下不小于3倍桩径深度，如发现溶洞及时提请设计变更。 钻孔桩施工工艺流程框图4.2.1.2.钻孔平台及护筒的埋设人工配合机械平整出钻孔平台，陡坡上的桩基础选择适宜标高平整场地，以便钻机安装和移位。就地安排泥浆池、沉淀池，沉淀池的容积满足两个孔以上排渣量的需要。根据逐孔钻孔的地质资料，一般地质情况护筒直径比钻孔直径大40cm;有溶洞的桩孔根据钻孔桩穿过溶洞的层数确定护筒的直径；护筒的长度根据各桩地质条件确定，厚度采用8mm以上的钢板制作，以确保钻孔时不塌孔。护筒埋设时要将周围夯实，严防护筒倾

3、斜、漏水、变形。护筒顶面标高比施工水位或地下水位高2m,同时高出施工地面0.5m以上。埋设深度：在岸滩上黏性土不小于1m，砂类土中不小于2m，当表面松软时，将护筒埋置于较硬密实的土层中至少0.5m，岸滩上埋设护筒，在护筒周围填黏土并分层夯实，用锤击方法下沉护筒。4.2.1.3.钢筋笼制作钢筋笼半成品均在钢筋加工车间内制作，仅在现场进行笼体对接。按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋笼周围对称焊接耳筋，保证钢筋笼有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接2根经计算确定的加长钢筋，以备固定钢筋笼。钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要求、施工指南及验收标准执行。4.2.1.4.泥浆制作

4、泥浆原料选用优质粘土，为了保证泥浆的粘度和胶体率，可在泥浆中投入适量的外掺剂，掺量根据试验和外掺剂的特性确定。泥浆指标：泥浆比重:砂黏土、大漂石、卵石层取1.11.3，岩石取1.11.2;黏度:一般地层1622s,松散地层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。4.2.1.5.泥浆的排放处理 泥浆池安排在征地界内两墩之间。钻孔时上层泥浆可重复利用，钻孔沉渣则用汽车运至当地环保部门指定地点4.2.2.钻孔作业钻孔作业主要包括钻机选型、确定钻孔顺序，钻机定位、钻进、清孔、验孔等过程。根据本管段地质特征，综合考虑成孔速度及质量，钻机均选用冲击钻。冲击钻机适用

5、于各种坚硬土层、卵石、漂石、岩石层成孔。钻机就位前所有零部件须经检查及整修，钻头直径必须满足钻孔要求，钻机底座平整牢固，钻机安装稳定可靠。开钻前钻头准确对中，偏差满足设计和规范要求，控制在5cm以内。合理规定钻孔顺序：每一墩台处严格遵循先施工长桩后施工短桩、先外围后中间、先安排含有较多、较深、较大溶洞的桩孔且同一墩台的桩基逐孔施工的先后顺序。开钻时采用低锤轻打，高频率小冲程原则，确保成孔质量，本标段线路长，地质结构复杂，总钻进量大，是主要控制桥梁下部结构工期的关键，必须确保成孔率100%，在钻岩过程中要勤排渣清孔，加快钻进速度。护筒底口位置回填粘土和片石并反复冲砸，以促使护筒底口形成“硬壳”。

6、避免护筒底口漏浆。施工时注意避免掉钻或由于钢护筒变形引起的卡钻。4.2.3.钻孔桩岩溶处理4.2.3.1.处理前的技术准备1)开钻前，设计单位未逐根钻探的桩孔位置用地质钻机补探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。2)根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。3)对每种处理方案，都要进行工艺试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。4.2.3.2.根据岩溶发育程度,拟定六种处理方案1)对已探明较小封闭型溶洞在钻孔前用注浆加固法处理。2)对于遇到未探明岩隙: 发现孔内泥浆面较慢下降时采用优质膨润土配置

7、5%的CMC外加剂并加入锯木灰拌成软塑状，分批投入孔内，再用1-1.5m小冲程进行冲钻，使锯木灰和粘土挤入岩石裂隙，隔断泥浆漏失的通道。3)对于遇到未探明的小溶洞:如突然发现孔内泥浆面较快下降，用小片石（直径1020cm）和粘土，按1:1 的比例迅速回填，并用小冲程挤压密实。同时迅速补水，直到泥浆面不再下降。 4)较大封闭型溶洞:先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会迅速下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥抛入孔中直到泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至

8、把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充泥浆再重新成孔。5)对于单级串通型溶洞：参见护筒跟进工艺流程图，采用12mm厚钢板加工成的双护筒跟进方法解决,大护筒跟进至溶洞顶岩石上, 小护筒跟进至溶洞下0.5米，大护筒比设计孔径大0.4米, 小护筒比设计孔径大0.2米。大小护筒需用等直径钻头冲孔。对于多级串通型的溶洞:同单级串通型溶洞处理方案类似，只是采用多级护筒跟进方法解决,最内侧小护筒跟进到最下层溶洞底以下0.5m。4.2.3.3.双护筒跟进流程施工准备下大钢护筒冲孔钻进检孔回填跟进小护筒取渣 投黏土冲孔钻进灌注前第一次清孔4.2.4.第一次清孔终孔检查后如孔深不小于设计孔深且孔斜率小于1%，

9、迅速清孔，清孔方法采用换浆法。清孔应达到的标准:孔内排出的泥浆手摸无23mm 颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度1720s;沉渣厚度:柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于10cm 。注意保持孔内水头，防止坍孔，即可停止清孔。施工准备下大钢护筒冲孔钻进检孔跟进小护筒取渣投黏土冲孔钻进灌注前第一次清孔 护筒跟进工艺流程图 护筒跟进示意图4.2.5.安装钢筋笼与超声波检测管钢筋笼在钢筋加工厂制作，钢筋笼制作完成后，运到现场，清孔后，测量孔深、孔径及垂直度，并作好记录。可利用钻架及时吊放钢筋笼也可移开钻机用吊车放钢筋笼。笼体对接采用电渣压力焊。按图纸要求，对于超过50m的桩基础和设计院下发的地

10、质条件复杂和结构重要的桩要预埋超声波检测钢管。桩径1.25m及以下的桩要预埋3根检测管，桩径1.5m及以上的桩要预埋4根检测管，检测管沿桩身箍筋内侧等间距布设，并焊于加强骨架上，检测管上端距桩底5cm，上端要高于桩顶30cm。在上下两节对接时，做到钢筋笼与钢管同时连接好。钢管相连采用焊接,不能漏焊，必须密封，焊接前要先做立焊试件，并做密封试验。该处的焊工要固定，不能随意调换，。注意将接头位置定在两个加强箍筋之间，这样现场容易操作，而且在上下端头部均用钢板焊好保证密封，上端的钢板须后焊，在浇筑混凝土前向管内注满水以免所浇混凝土进入声测管影响检测。等破桩头时再将顶部钢板切掉，也可在顶部用木塞塞紧替

11、代钢板。 4.2.6.导管安装导管用200300mm无缝钢管制作，内壁应光滑、圆顺、内径一致，接口严密。导管管节长度，中间节为2.02.7m等长，底节可为3.54.0m，配1或2节长0.51.5m短管。使用前对导管进行试拼和试压，导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。导管安装后，其底部距孔底留250400mm的空间。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。4.2.7.第二次清孔第一次清孔达到要求后，由于安放钢筋笼及导管，这段时间内，孔底又会产生沉渣，所以钢筋笼及导管就位后，利用导管进行第二次清孔。

12、清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉渣。复测沉渣厚度，符合要求后立即灌注水下混凝土。4.2.8.灌注水下混凝土1)安装导管时使其置放孔中，轴线顺直，平稳沉放，防止挂钢筋笼和碰撞孔壁。导管上口设漏斗,下口距孔底约0.4m。2)利用钻架提吊导管。3)灌注水下混凝土,在导管内设置橡皮球，封底时直接用8m3的混凝土运输车连续倾灌,完全能满足封底要求, 4)灌注开始后，应连续地进行，严禁中途停灌。5)为防止钢筋笼上浮，当混凝土面接近笼底时，放慢灌注速度或通过导管底部控制减少对钢筋笼的冲击和顶升作用。6)导管提升时，要保持位置居中，根据导管埋置深度确定提升

13、高度，提升后导管埋深不得小于1m。拆除导管时动作快，不超过15分钟。7)桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m8)施工用的钢护筒，在灌注结束后，混凝土初凝前拔出。4.2.9.纠正和预防钻孔桩质量偏差措施见纠正和预防质量偏差措施表纠正和预防钻孔桩质量偏差措施表通病现象原因分析预防措施1.桩身混凝土蜂窝、孔洞、缩颈、夹泥、断桩混凝土配合比或灌注工艺有误。1.严格控制混凝土的坍落度和和易性。2.连续灌注，每次灌注量不宜太小，成桩时间不能太长。3.导管埋入混凝土不得小于1m，导管不准漏水，导管第一节底管长度应3m。4.钢筋笼主筋接头焊平，导管法兰连接处罩以圆锥形铁皮罩，防止提管时挂住钢筋笼。2.孔底沉渣过厚

14、清孔不彻底。1.选用合适的清孔工艺(选用换浆法)2.清孔、下钢筋、浇灌混凝土连续作业。4.3.技术要求和质量标准4.3.1.钻孔要求1）钻孔达到设计深度后，要核实地质情况是否与设计相符；2）孔径、孔深和孔型必须符合设计要求；3）钻孔桩护筒应坚实不漏水。4）沉渣厚度:柱桩不大于5cm;摩擦桩不大于10cm 。5）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测量检查倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%4.3.2.钢筋加工及焊接要求4.3.2.1.钢筋加工的允许偏差序号项目允许偏差（mm）l5000l50001受力钢筋顺长度方向的全长10202箍筋内净尺寸桥梁34.

15、3.2.2.钢筋焊接要求：1)施焊前必须清除钢筋焊接部位的铁锈、水锈和油污,钢筋端部的扭曲、弯折应予以矫正或切除。2)钢筋接头在钢筋加工车间采用闪光对焊，在钻孔桩现场采用电弧焊，可采用单面搭接焊，也可采用双面帮条焊， 3)每个闪光对焊接头的外观应符合下列要求：接头周缘应有适当的镦粗部分，并呈均匀的毛刺外形;钢筋表面不应有明显的烧伤或裂纹;接头的弯折角不得大于4;接头轴线的偏移不得大于0.1d，并不得大于2mm外观检查不合格的接头，经剔除重焊后方可提交二次验收。对焊接头的冷弯试验可用万能试验机、钢筋弯曲机或人工弯曲进行，芯棒直径应符合下表规定。冷弯试验时，应将接头内侧的毛刺、卷边削平，焊接点应位

16、于弯曲中心，绕芯棒弯曲至90。4)接头钢筋的端部应预弯，搭接钢筋的轴线应位于同一直线上。5)帮条电弧焊的帮条，宜采用与被焊钢筋同级别同直径的钢筋。帮条与被焊钢筋的轴线应在同一平面上。对焊接头冷弯试验的芯棒直径钢筋级别级级级芯棒直径2d4d5d注： d为钢筋直径（mm）；直径大于25mm的钢筋，芯棒直径应增加1d4.3.2.3.钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法序 号项 目允 许 偏 差检 验 方 法1钢筋骨架在承台底以下长度100mm尺量检查2钢筋骨架直径20mm3主钢筋间距0.5d尺量检查不少于5处4加强筋间距20mm5箍筋间距或螺旋筋间距20mm6稳筋骨架垂直度1%吊线尺量检查 7）对钻孔

17、桩桩身混凝土全部进行无损检测，检测结果为类或类桩为合格。5施工质量控制要点1）开钻前钻头准确对中，偏差满足设计和规范要求，控制在5cm以内。2）护筒顶面标高比施工水位或地下水位高2m,同时高出施工地面0.5m以上。埋设深度：在岸滩上黏性土不小于1m，砂类土中不小于2m，当表面松软时，将护筒埋置于较硬密实的土层中至少0.5m，岸滩上埋设护筒，在护筒周围填黏土并分层夯实，用锤击方法下沉护筒。3）冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填粘土、小块片石，并用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直至全断面进入岩石后正常砸进。当钻孔遇到溶洞时，溶洞内填充物为密实或软塑状态时，采用常规泥浆护壁方

18、法施工；溶洞内填充物为流塑状态半充实或无填充物时，向孔内抛填片石、粘土或灌注混凝土、压浆及采用钢护筒跟进措施（即施工时先以稍大钻头钻进至一定标高再用设计标准钻头成孔。6施工注意问题（安全、质量、环保等）6.1.岩溶处理后钻进成孔注意事项1)冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行。2)为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得钻孔顺利进行。 3)加大泥浆质量、加大泥浆密度。采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力。 4)当岩面的倾斜较大

19、时，钻头摆动撞击护筒或孔壁，这时，回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔。 5)接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。6）钻具移开后应及时将孔口覆盖以防人员误入孔中。6.2.灌注水下混凝土施工注意事项1)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，不可整个地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，使混凝土灌不下去。2)操作人员必须穿绝缘胶鞋，带牢安全帽，防止安全帽落入导管内造成堵管。3)钻进过程中应随时注意孔内有无异常情况，钻架是否倾斜，各连接部位螺栓是否松动。4)导管提升不能过猛，防止导管拉断，同时也防止导管提离混凝土面，造成断桩

20、事故。5)其它各种部位隐蔽工程均按相关规范操作，及时报请现场监理工程师，经认可后方可进行下道工序。6.3.环境保护和水土保持注意事项1)妥善处理泥浆水、钻渣，及未经处理沉淀达标的污水不直接排入沟渠尤其不得向溪水、河流倾倒。2）冲击钻的转轴处注意保养，避免噪声扰民。7成品保护1）灌注完水下混凝土后及时将孔口覆盖及免车辆误落孔中破坏桩体2）基坑采用机械开挖注意避免发生机身或挖斗直接碰撞和挖损桩体及造成桩体松动和偏移,群桩周围及桩间土只能采用人工清理,当地质较硬、机械开挖困难时，可采用钢钎、风镐等工具施工。采用松动爆破容易对已施工的桩体产生水平挤压破坏，还会引起桩身上部侧向变形，对桩的承载能力和稳定性不利，因此不允许采用。