冲击钻技术交底书.doc

技 术 交 底 书
ZT1101JL11-02

单位：中铁十一局集团山西中南部铁路通道ZNTJ-7标项目部一分部 编号：
主送单位
八队桩基施工工班
页 数
第
1
页
共

页
工程名称
冲击钻钻孔桩施工
工程部位
漫底沟大桥

交底内容：
1目的
为确保工程质量和施工安全，规范现场施工管理及作业程序和过程控制标准，指导施工人员在冲击钻钻孔作业过程中严格按设计要求、规程、规范及质量验收标准进行施工。
2 适用范围
适用于山西中南通道铁路土建工程ZNTJ-7标段一分部冲击钻钻机钻孔桩施工。
3冲击钻钻孔施工方法及工艺要求
3.1施工工艺流程
本桥所有地质情况均适合采用冲击钻钻机钻孔，吊车配合钻机安装钢筋笼，混凝土由搅拌站集中供应，搅拌输送车运输，混凝土输送泵泵送灌注水下混凝土，其施工工艺流程见图3-1。
3.2成孔方法及工艺要求
3.2.1 施工准备
在三通一平的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。
（1）场地平整
先沿设计铁路线路方向使用推土机将其推平，然后在其上铺填废弃石渣料，并碾压密实，即构成钻机平台。钻机场地的宽度为15.0m(含两侧的施工临时道路、排污水沟)。
（2）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，确保钻机底座下土坚实，防止产生不均匀沉陷。
（3）场地为浅水（水塘中、水渠边）时，可用筑岛方法或用围堰方法，根据现场情况经济比较而定，变水中施工为旱地施工。
（4）桩位测量放样
根据设计所提供的控制点，采用全站仪现场布置控制网并复核。测量方法、要求和标准按照本作业指导书中第2章节“编制依据”所列的测量规范、规程执行。依据钻孔桩中心坐标值，用坐标法或极坐标法放样钻孔桩中心点，并打入标桩，桩位中心
钻机就位
钻 进
终孔、清孔
钢筋笼定位
下导管、二次清孔隙
灌注水下砼
截桩头拔出护筒
钻机钻头准备
检查修补钻头
钻孔检查
钢筋骨架制作
设置隔水栓
测量砼面高度
向孔中注清水或泥浆
泥浆沉淀池
泥浆池
供水
泥浆备料
检测调整
泥浆指标
导管泌水检验
砼运输
砼检验
否
是
桩位放样
埋设护筒
制作护筒
平整场地
养 生
桩身检测出
搭设钻机平台台
图3-1 钻孔桩施工工艺流程图

点的放样误差应控制在5mm范围内。在距桩中心约2.0m的安全地带设置“十”字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。桩位测量放样时，要填写“施工放样测量记录表”（附表1）；护筒埋设好后，要对桩位进行复测，并测定护筒的高程。
（5）埋设护筒
护筒用6mm的钢板制作，其内径应比桩孔直径大20cm。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒顶部应高出施工水位或地下水位不小于2.0m，且高出地面0.5m；宜埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
在护筒安设后，以桩位放样所设的“十”字形控制桩在护筒口上用丝线“十”字交叉，在“十”字交叉点挂吊一线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，如果十字控制桩被破坏或松动，应用全站仪复测。护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。
（6）泥浆池建造
泥浆池设置于两墩台之间，每间隔2墩台设置一个。泥浆池统一设置在便道的另一侧，尺寸为5*10*4m，泥浆池用编织袋围护后在安装隔离网，并在隔离网上悬挂安全警示标志。泥浆池布置如下图3-2所示。
桥墩
桥墩
桥墩
泥浆池
泥浆池
便道

图3-2泥浆池设置示意图

（7） 泥浆备制
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，应使用泥浆护壁。泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。开工前要准备足量的粘土或膨润土，在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮碴能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。当泥浆性能指标不符要求时，可掺入碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末，以提高泥浆性能。
泥浆性能指标，应按地质情况确定，应符合下列规定：优质泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，其各项指标如下：冲击钻泥浆比重不宜大于：砂黏土为1.3，大漂石、卵石层为1.4。入孔泥浆粘度一般地层为16～22s，松散易坍地层为19～28s。
根据钻孔方法和地层随时调整泥浆性能指标，以防坍孔。施工中注意泥浆的排放回收，防止污染环境。
3.2.2 钻孔
3.2.2.1 安装钻机
钻机安装主要应控制钻机及钻架的稳固可靠性，保证位置准确。钻机安装完成后，应进行试运转，并检查下列各项，若不符合要求应进行调整、加固。
（1）钻机就位后用枕木支垫牢固，然后检查钻机钻头中心及桩位，确保在同一铅垂线上，要求垂直度偏差不大于1%。
（2）钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。
（3）应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。
（4）电力及机械系统运转正常，备好造泥浆粘土和泥浆池。
3.2.2.2 钻进
（1）利用钻头不断地提钻头、落钻反复冲击孔底土层，把土层中的泥砂、石块挤向四壁、打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用泥浆泵将钻渣吸出孔外，重复上述过程冲击钻进成孔。
（2）泥浆补充与净化：开钻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。
（3）测量：钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。
（4）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。对于一般地段（简支梁或地质变化平稳地段）每5~8个墩台中的第1根钻孔桩；对于特殊结构桥（如连续梁等）每个墩台至少1根钻孔桩；对于复杂地质地段（如岩溶强烈发育、地质突变或不均匀风化地段）每个墩台的每根钻孔桩，应在钻进过程中对照地质勘探图纸对钻孔中所遇到的各种地层采取土样，并填写地层的分层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留。一般每2m取个土样，并在每一种地层中至少取一个样，当至设计图纸要求的孔深前1m时，每0.5m取一个土样。在每个取样钻孔桩钻进完毕后清孔前找设计人员进行地质核对，并由设计地质人员签字确认，所取土样要进行拍照留存。当其它没有取样的桩孔所处地层与设计图纸标识的地层不相符时，应通知现场监理工程师和设计地质人员到场，进行地质核对，确定终孔深度。
孔径、孔深、孔位、倾斜度达到表3.2.2的质量标准，并经监理工程师确认后，方可进行清孔。
表3.2.2 钻孔检查项目及质量标准
项次
检查项目
质量标准
检查方法
1
孔位偏差(mm)
≤50
全占仪测量
2
孔 径(mm)
不小于设计桩径
笼式检孔器
3
倾斜度(%)
1
钻机自有斜度测控仪
4
孔 深(m)
符合设计要求
测绳、钢尺量测
3.3 清孔
清孔处理的目的是使孔底沉碴(虚土)厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合质量要求和设计要求，为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
（1） 抽浆法清孔：终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。
抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。
（2） 换浆法清孔：终孔后停止进尺，稍提钻头离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.03～1.10的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻碴较多的泥浆换出。直至孔底钻碴清除干净。
（3）浇筑水下混凝土前孔底沉淀厚度应满足表3.3的要求，并经监理工程师确认，否则应采用气举法或反循环法进行二次清孔。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔。
表3.3 清孔检查项目及质量标准
项次
检查项目
质量标准
检查方法
1
沉淀厚度(mm)
摩擦桩≤100
标准锤量
2
清孔后泥浆指标
孔内排除或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒
手摸观察
密度(g/cm3)
不大于1.10
比重称
粘度(s)
17～20
1006型黏度计
含砂率(％)
＜ 2
含砂率计
4 质量控制及检查
4.1质量控制
钻孔桩钻孔质量控制点包括桩位、桩径、桩斜、桩长、桩底沉渣厚度、泥浆指标(包括密度、黏度、含砂量、胶体率和pH值)。
4.1.1桩位控制
为确保桩位质量，采取精密测量方法，即用全站仪定位，护筒埋设完，再次进行复测。采用护桩“十”字交叉架校正护筒中心同桩位中心，保持一致。
4.1.2桩斜控制
埋设护筒采用护筒内径上下两端“十”字交叉法定心，通过两中心点，能确保护筒垂直。钻进过程中利用旋挖钻机自有的斜度控制仪进行经常性的校核调整孔斜，保证孔斜率小于1%。发现孔斜过大，立即采取纠斜措施。
4.1.3桩径控制
根据地层情况，合理选择钻头直径，对桩径控制有重要作用。在软塑粘性土地层，为防止缩孔而造成缩颈现象，以及在砂层、砾石等松散地层，为防止坍塌掉块而造成超径现象，均应使用较大比重和黏度的泥浆。
4.1.4桩长控制
各桩钻孔前对护筒口高程与设计桩底高程要正确换算，确定钻孔桩的桩长。同时根据钻孔取样会同监理工程师一起验证桩底地层情况，确定每墩第1根桩的桩长。机具长度丈量要准确。
4.1.5桩底沉渣控制
土层、砂层或砾石层钻进，一般用泥浆换浆方法清孔。合理选择泥浆性能指标，换浆时，返出钻孔的泥浆比重应小于1.10，才能保持孔底清洁无沉渣。孔底淤积厚度，严格按清孔标准规定执行，防止沉渣过多而影响桩长和灌注混凝土质量。
4.2质量检测
4.2.1成孔质量检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后、灌注混凝土前，均需要由专职质量检查员对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
（1）孔位检查
钢护筒埋设完，在桩开孔前采用全站仪定位检查。所有桩孔孔位应符合表3.2.2的要求。
（2）孔径、孔形检查
孔径检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前进行的，采用与桩孔直径一致的笼式检孔器(见图4.2.1)进行检查。检测时，将笼式检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。所有桩孔孔径应符合表3.2.2的要求。
（3）孔深和孔底沉渣检查
孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤采用锥形锤，锤底直径15cm，高20cm，质量6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。所有桩孔孔深和孔底沉渣厚度应分别符合表3.2.2和表3.3的要求。
（4）成孔竖直度检查
加工检孔器检查，在检孔器圆心拴测线，用重力下放，测量测线距孔口中心点的距离。
在圆心处拴一根测绳，利用自重边放，边测测线距孔口圆心的距离，既能测出偏测距离也能判断出倾斜的方位。
所有桩孔竖直度应符合表3.2.2的要求。
图4.2.1 检孔器加工示意图

4.2.2 清孔泥浆检查
清孔完成1h后，在桩孔底部以上0.5m处取孔内泥浆，用比重称、黏度计和含砂量计测定泥浆的比重、黏度计和含砂量。所有桩孔在清孔后的泥浆比重、黏度计和含砂量均应符合表3.3的要求。
5 特殊情况处理与预防措施
5.1桩身夹泥
灌注时由于导管密封不良，泥浆渗入导管内，或导管栓塞破裂、脱落，都会产生夹泥现象，这时应全部提出导管和钢筋笼，凿掉已浇注的混凝土和未提出的钢筋笼，对桩孔进行处理并重新清孔合格后重新灌注混凝土。
预防措施：混凝土导管在下入桩孔前，必须对螺纹、管壁等进行详细检查，并做好配管记录。必要时应进行导管水密性试验。
5.2 卡埋钻具
在松散的砂卵砾石或流砂层中钻进，因孔壁坍塌造成埋钻；钻进软粘土层时一次进尺太多，因孔壁缩颈而造成卡钻；钻头的边齿、侧齿磨损严重，不能保证成孔直径，孔壁与钻斗之间的间隙过小而造成卡钻；因机械故障使钻斗在孔底停留时间过长，导致钻斗四周沉渣太多或孔壁缩颈而造成卡埋钻。如果卡钻不严重，强拉钻杆提起；如果钻头被卡严重，强拉硬提无效时，可一边旋转钻头，一边强拉提升。
预防措施：采用优质泥浆护壁，并加大泥浆比重和黏度；加长护筒长度；在易卡地段或易缩颈的地段，通过反复旋转钻头而慢慢下放钻头，使松散的地层颗粒被挤入周围地层中而形成密实的孔壁，并控制一次进尺量，最好不超过40cm；下部孔段钻孔用钻头应略小于上部孔段的钻头直径，但必须不小于设计桩孔直径；平时要注意钻机的保养和维修，检修钻机前尽可能将钻斗提离孔底2m以上，同时要调整好泥浆的性能，使孔底在一定时间内无沉渣。
5.3 塌孔
由于地层松散、地下水位高，而又没有使用泥浆或泥浆供应不足、泥浆性能不好等原因所致。
预防措施：使用比重和黏度较大、护壁效果好的泥浆，并及时向孔内补泥浆，保持较高的浆面高度。同时注意控制起下钻具的速度，避免对孔壁产生过大的冲击、抽吸作用。
5.4 钻进中漏浆
在砂卵砾石层中钻进，透水性极强时，采用一般浓度的泥浆，漏失可能比较严重，容易造成埋钻事故。
处理办法：可先投放泥球，及时补浆，并用钻头反复冲击，在孔内搅拌泥浆，使稠泥浆迅速充填在孔壁卵石的间隙中，阻挡渗漏而保护孔壁稳定；漏失停止后，恢复正常钻进。
预防措施：采用分层投入黏土打回填的造孔方法。
6 跨既有线路钻孔桩钻孔施工措施
（1）按照设计提供的控制点坐标和钻孔桩的设计位置，使用全占仪进行测量放线，定出既有公路、道路两侧的桥墩边线与钻孔桩桩位，然后查清附近既有公路两侧预埋管路、通讯线路、电线路的具体位置与走向。
（2）事先改移既有线路两侧的排水系统，雨季施工时做好防水围堰，并对路基边坡稳定采取防护措施。
（3）对既有线路路基坡面上或坡脚处的钻孔桩，采取填筑粉质粘土的方法形成钻孔桩施工平台，这样可以对既有线路的路基起到压脚作用，以免开挖破坏既有线路路基，确保既有线路的路基稳定。施工平台的平面尺寸以满足摆放钻孔桩钻孔设备的要求为准。新填的土方要碾压密实。
（4）钻孔桩施工时要合理布设废水浆沉淀池及其相连的排浆沟，并及时清理废水、废浆，不得使废水、废浆浸泡既有线路路基，严禁将废水、废浆、废渣排放到既有公路、道路上。
（5）钻孔桩施工时，应从既有线一侧逐排向外施工。
（6）钻孔桩的钢护筒要穿过表层软土、淤泥层，深入到不透水层粘质土内1.0～1.5m，保证钻孔桩孔口不坍塌。
（7）钻孔桩施工中，要加大孔内泥浆的比重和黏度，并严格控制孔内泥浆面的高度不低于孔口下1.0m，同时要做到在清孔后3～4h以内灌注混凝土，防止塌孔而造成既有铁路路基失稳。
（8）钻孔桩施工前，要对既有线路的路基设置好变形观测点；在施工中，应每天2次对各变形观测点进行观测，发现变形过大，应立即停止钻孔桩施工，并及时上报有关部门。待各方研究可靠的施工防护措施后再恢复进行钻孔桩施工。
7 钻孔泥浆性能指标测定方法
7.1相对密度可用泥浆相对密度计测定，其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。
7.2粘度可用标准漏斗粘度计测定，其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆，通过过滤网滤出砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗中流出，流满500ml量杯所需的时间（s），即为所测泥浆的粘度。
7.3静切力可用浮筒切力计测定，其测定方法是将约500ml泥浆搅拌均匀后，立即倒入切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时，轻轻放下，当它自由下降到静止不动时，即静切力与浮筒重力平衡时，读出浮筒上泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后，静止10min，用上述方法量测所得为泥浆的终切力。
7.4含砂率可用含砂率计测定，其测定方法是将调好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混和均匀，再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
7.5胶体率的测定方法是将100ml泥浆倒入100ml的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量其体积如为Lml，则胶体率为（100-L）％。
7.6失水率（ml/30min）的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的园圈，30min后，测量湿园圈的平均直径减去泥浆坍平的直径（mm），即为失水率。在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。
7.7酸碱度的测定方法是取一条PH试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出酸碱度值。
7.8在钻孔施工中，泥浆可采用泥浆取样盒取样，其取样方法是用双绳控制取样盒的深度和阀门开关，当一绳将取样盒下吊到孔中取样部位时，另一绳提升，关闭阀门，上提取样盒出孔口，即完成取样。
8钻孔灌注桩安全保障措施
各施工工班配置专职安全员，建立安全检查制度，定期进行安全大检查，施工班组每周或每旬要开展一资安全活动例会，组织班组人员学习安全生产知识，观看安全生产录像，进行事故安全分析会等，特别要做好本班组新上岗人员的安全教育，人人做到“三不违”（不违章指挥，不违章作业，不违反劳动纪律）。现场作业人员的需遵守以下安全规则：
⑴ 没有安全技术措施，不经安全交底不准作业。
⑵ 没有有效的安全措施不准作业。
⑶ 发现事故隐患未及时排除不准作业。
⑷ 不按规定使用安全劳动保护用品不准作业。
⑸ 非特种作业人员不准从事特种作业。
⑹ 机械、电器设备安全防护装置不齐全不准作业。
⑺ 对机械、设备、工具的性能不熟悉不准使用。
⑻ 新工人不经培训，或培训考试不合格不准上岗作业。
⑼ 下列情况职工有拒绝权：即安排施工生产任务时，如不安排安全生产措施；现场条件发生变化，安全措施跟不上；设备安全保护装置不安全；技术员违章指挥等情况下，作业人员有权拒绝上岗操作。
10钻孔灌注桩环境保护措施
需严格遵守《中华人民共和国环境保护法》以及地方法规和行业企业要求，采取措施控制施工现场的各种粉尘、废水、废气、废泥浆、废渣等对环境的污染和危害。环境保护坚持“预防为主、防治结合”的方针，努力实现可持续发展战略，最大限度地减少施工对周围环境的影响。

附件1 灌注水下混凝土测深方法
灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，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的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。
目前测深多用重锤法，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10－20厘米）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。
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
3
孔位中心偏心
群桩
≤100
4
倾斜度
≤1% 孔深
5
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
摩擦桩
≤100

编制： 复核： 签收： 年 月 日
注：“技术交底书”一式两份，一份交工点负责人作为施工依据，一份留存备查，并办理交接手续。