岸上钻孔桩施工作业指导书.doc

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目 录

一、工程概况
二、水文地质
三、施工工艺流程
四、施工方案
五、施工工艺
六、质量安全保证措施
七、文明施工及环境管理

一、工程概况
南京大胜关长江大桥方面南岸岸上部分为主桥10#墩及引桥S1～S24#墩，主桥及引桥基础均采用桩基础。
主桥10#墩是钢桁拱主桥的边墩，位于长江南岸子堤边缘，桩基础为18φ2.5 m嵌岩钻孔桩，纵向3排，横向6排；承台结构尺寸为37.5×19×5m，承台顶面标高为+6.0m，承台底标高为+1.0m，桩长为76.0m。
二、地质情况
10#墩位于长江南岸，在地貌上属于高漫滩区，地面高程6.46m，覆盖层厚47.48m，由上至下分为三大层，第②大层由全新统河床~湖沼相地层组成，上部主要为软塑状粘性土、流塑状淤泥质粉质粘土，下部为中密状细砂，厚16.58m。其下为第③大层，主要由全新统河床相细砂组成，呈中密状，局部夹软塑状粘性土，厚21.5m。底部为第④大层，主要由上更新统河床相中、砾砂组成，呈密实状，厚9.5m。基岩为白垩系成岩程度差的泥岩（⑤1）、泥质粉砂岩（⑤2），岩质软弱，岩面高程-53.94m，强、弱风化层厚7.6m。
10#墩处覆盖层的第②、③大层主要为松散、中密状的细、中砂及流塑~软塑淤泥质粉质粘土，承载力低，工程性差，不适合作为基础持力层。第④大层主要由密实状的中、砾砂组成，工程性能较好但厚度不大，所以第④大层亦不适合作为基础持力层。该段发育的泥岩、泥质粉砂岩属于软~极软岩，强度低，但工程性能均匀稳定，在该段适合采用桩基础，以微风化基岩作为桩尖持力层。

安装钢筋笼
安装封孔导管、填充砼
拆除护筒
钻 进
换浆、清孔
检孔器检孔
筑岛场地平整
插打、埋设钢护筒
开挖泥浆池、沉渣池排浆沟
安装钻机、泥浆循环设备
泥浆制备
二次清孔
桩基检测
桩基检测
三、施工工艺流程

四、施工方案
10号墩位于南岸子堤与主防洪堤之间的水塘处，塘底标高为+5.569m。
10号墩采用筑岛进行钻孔桩施工，钻孔采用KPG3000A及RC300反循环钻机进行钻孔，钻孔泥浆通过泥浆池循环来进行泥浆净化。
桩基钻孔完成后，采用换浆法进行清孔。
水下封孔砼采用导管法进行灌注。
五、施工方法
（一）、施工准备
1、钻孔场地在水塘处，先清除杂物、换除软土、平整压实。
2、钢护筒规格为φ外3.2m，壁厚为20mm，材质为A3钢，单根长度为9m，采用一台APE400B振动打桩锤进行插打。
2、插打后护筒顶面应高出施工地面0.5m，护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不大于1%，埋设护筒时宜将护筒埋置到较硬密实的土层中至少0.5m，埋设完护筒应将四周回填黏土并分层夯实。
（二）、钻机选型
岸上钻孔桩钻机采用KPG-3000型钻机和RC300工程钻机进行钻孔，钻机底座抄垫枕木并将其相对固定，以承受钻孔时的扭矩，走道要顺直，位置要准确。钻机的起重滑轮及转盘中心应在同一铅垂线上，以保持钻孔垂直。
技术要求：①钻机对中位置以钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于2cm；②钻头或钻杆中心与护筒顶面中心和底面中心的偏差不得大于5cm；③钻杆倾斜率小于1%。
钻机安装的具体步骤及要求严格按KPG-3000型钻机和RC300工程钻机说明书办理。因10#墩桩底高程为-75.0m，因此接钻杆时要配风包和稳定器，以保证清孔效率和钻孔的垂直度。
（三）、钻孔
选用RC300全液压动力头回转钻机和KPG3000型全液压回转钻机，用优质化学泥浆护壁及气举反循环清孔的施工工艺。
1、泥浆制备和泥浆循环、净化系统的布置
墩位地层较为复杂，钻孔深、桩径大、钻渣量大，能否顺利成孔，护壁是关键。故泥浆性能的稳定及泥浆循环、净化系统的布置是关系到成孔成败的重要因素，因此在墩位处均应布置造浆池及泥浆循环池。
（1）开钻前应按优质泥浆的配方制备合格的基浆。选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。泥浆由优质膨润土、碱(碳酸钠)和聚丙烯酰胺(PHP)等原料组成。基浆配合比：
膨润土：水：纯碱：PHP=1：9：3.2％：0.5％
（2）拌浆机拌制的泥浆直接在造浆池中制浆。
（3）在钻孔施工过程中泥浆的净化泥浆分离器进行泥浆净化。经过孔内的泥浆抽出来后进行沉淀池内，沉淀后的新鲜泥浆进入存浆池后再利用3PN泥浆泵抽入钻孔护筒中。灌注水下砼时，护筒内泥浆通过排浆沟排入沉淀池中。
2、钻机安装
（1）开钻顺序要统一安排，相邻两孔不能同时进行钻孔作业或灌注混凝土，以免互相干扰。灌注混凝土完成24h或混凝土桩的强度达到5MPa后，其邻孔才能开始钻孔。为避免成孔后长时间等待灌注砼，各孔具体开钻时间由项目部统一安排。
（2）钻机组装就位，其底座应水平、稳定，钻架中心与钻机转盘中心的连线应与钻盘垂直，钻头、钻杆和桩中心在一铅垂线上，以保证孔位正确，钻孔顺直。
3、钻进成孔
（1）钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行检查，钻孔时应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图。钻机安装检查合格，泥浆制备达到要求后，方可开钻。
（2）在钻头护圈上加焊翼板和钢丝刷钻孔至护筒底口，对护筒壁进行清理，然后提出钻头并取下加焊的翼板和钢丝绳刷。重新下放钻头快速通过护筒底口3米后转入正常钻进，以免长时间扰动护筒底口。
（3）钻具应加足够的配重块，钻孔时减压钻进，钻压不得超过钻具重力之和(扣除浮力)的80％，并坚持每班检查钻机水平以保证成孔垂直度和孔形。
（4）钻机在各地层中的钻孔指标：对于淤泥质土层和亚粘土层，采用中速、优质泥浆大泵量钻进的方法钻进；对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进；对于砂砾层、卵石层，采用轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔，或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋钻现象。发生对于泥质粉砂岩，应中等钻速，大泵量、稀泥浆，并多活动钻具，以防糊钻。刮刀钻头换滚刀钻头，应先轻压慢转，将钻头扫平后，转入滚刀钻头的钻进参数钻进，以免换层换钻头处出现台阶影响孔形。钻机在不同的地层中应选择不同的钻压和钻进速度，不同地层的钻进参数见下表。
不同地层的钻进参数

地 层

钻压(KN)

转数(rpm)

进尺速度
(m／h)
淤泥、淤泥质粘土
100-150
10-20
1.5-2.5
砂层
150-200
6-10
3-5
砾砂层、卵石层
150-200
6-10
2-3.5
泥质粉砂岩
300-500
6-10
2-3

（5）钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至护筒内或安全位置、以免发生埋钻事故，经常对钻孔泥浆抽检，不符合要求时要及时补充或调制泥浆。
（6）钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过地下水面，以平衡地层压力，防止塌孔。
（7）加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底10～20cm，维持泥浆循环10分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后加接钻杆。
（8）钻杆连接螺杆应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头部位漏水漏气，使反循环无法正常工作。
（9）及时详细地填写钻孔施工记录，正常钻进时，应参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表。根据核对判定的土层及时调整钻进参数。
（10）停钻时，钻头须提离孔底才能停止供风。防止出渣口和风包被堵。由于孔深过深，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺利。
（11）钻孔达到设计高程后，应进行成孔质量检测，符合要求后，应立即进行清孔，目的是清理孔内钻渣，尽量减少孔底沉淀的厚度，保证钻孔桩的承载力。严禁用超钻的方法来代替清孔。一清合格，孔检合格后，经监理同意后，方可安装钢筋笼。
（四）、成孔标准
1、孔径不小于设计桩径；
2、倾斜率小于1%；
3、孔底高程 cm
4、孔位偏差不得大于10cm；
5、封孔前，孔内沉渣厚度为10cm，封孔后，孔底应无夹渣。
（五）、清孔及检孔
钻孔至设计高程，经检查无误后，应立即进行清孔和检孔。
1、清孔 先将钻头提离孔底20cm，钻头慢速空转，反循环抽净孔底沉渣，然后停钻2小时，再启动钻机，反循环清除孔内沉渣。
2、检孔 利用检孔器进行检孔，检查孔径大小并测定孔的中心位置及孔的倾斜率。
（六）、钢筋笼制造、安装
钢筋笼按设计图制作，钢筋笼总重约50t，以12m标准节段制作吊装，每段重量约8t。钢筋笼制作必须有胎具，运输、吊装均要设专用设备，严禁吊运时损坏或变形。分段钢筋笼纵向连接，全部采用镦粗直螺纹连接接头，接头质量必须满足有关规定要求，声测管接头采用钢管套接。
钢筋笼制作时应采用整长在长线胎架上进行制作，制作完成后将直螺纹套筒松开后进行分段运输吊装。
钢筋笼在桩位处以12m为一节接长吊装，接长段吊装利用龙门吊机，钢筋采用龙门吊机进行整体吊放，在钢筋笼外侧每隔一定距离（一般2m左右），于同一横截面上主筋外侧对称焊接4个砼滚轮，以使钢筋笼在孔中保持竖直并有足够的保护层厚度。在钢护筒范围内的钢筋笼，应根据护筒与桩位偏差调整耳环高度，以使钢筋笼保持顺直，并在混凝土灌注时，不致挤压移位引起孔位中心偏差超限。
吊放钢筋笼时，顺桩孔自然下放，钢筋笼入孔定位标高应力求准确，允许偏差为±5cm。由于钢筋笼位于水下，为测定钢筋笼是否下放至孔底，可在钢筋笼顶口系一测绳，通过测绳上的读数，即可判明钢筋笼是否下到位。
钢筋笼下放到位后，由潜水工水下解除或采用人工自控脱钩器解除千斤连接，使钢筋笼自然竖立于桩孔中。
为防止钢筋笼上浮，可在底节钢筋笼下口内侧焊一园形钢筋网（或十字杆），以便水下混凝土灌注后将钢筋压往，避免发生浮笼现象。
钢筋笼允许偏差
钢筋笼全长：2d(±56mm) 尺量检查
钢筋笼直径：±20mm 尺量检查
主筋间距：±0.5d(±14mm) 尺量检查
加劲筋间：±10mm 尺量检查
箍筋间距：±20mm 尺量检查
钢筋笼垂直度：＜1%L 吊线尺量检查
注：d为主筋直径，L为钢筋笼长度。
（七）、水下混凝土填充
1、组拼φ377mm导管，并做好分节及尺度标记，导管应经过水密承压和接头抗拉试验，试验合格后，才能使用。
2、导管提升采用吊机，混凝土灌注前应认真检查。
3、填充混凝土前应复核钻孔桩深度及沉渣厚度。如不能达到要求，可利用封孔导管换浆清孔。经监理工程师确认符合规定后方可灌注混凝土。
4、混凝土由混凝土工厂供应。
5、填充混凝土技术指标及要求：
强度必须符合设计要求；
通过级配试验确定水下C30掺和料混凝土配合比，初凝时间不得早于8－12小时；
粗集料选用级配良好的碎石。粗集料的最大粒径不得大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4，同时不得大于40mm；
混凝土产量不小于80m3/h，水泥用量不少于350kg/m3；
混凝土的含砂率宜为0.4～0.5；
有良好的和易性，其坍落度宜为18～22cm，在灌注及运输过程中无显著离析泌水现象；
水灰比宜为0.5～0.55。
6、填充前导管口离孔底25～40cm，首批灌注混凝土的数量不宜小于9m3应满足导管埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的要求。
7、混凝土采用拔球+隔水栓法施工，灌注开始后，应连续不断进行，中间不得停盘，并经常检查管内有无漏水现象。灌注混凝土时，混凝土的温度不应低于5℃，当气温低于0℃时，应采取保温措施。
8、在灌注过程中，导管埋深按2～6m控制，灌注桩顶标高，应比设计标高高出0.5～1.0m。为防止钢筋骨架上浮，应降低混凝土的灌注速度。
9、作好混凝土灌注记录，遇有埋管等特殊情况，及时汇报，同时尽快处理。
10、混凝土灌注完毕，将导管、漏斗、储料斗、泵管等清洗干净。
11、为保证封孔质量，应注意天气预报，避免在大雨天气灌注混凝土。
六、质量、安全保证措施
（一）、质量保证措施：
1、建立质量保证体系，对工程施工质量全面负责。确保成孔优良率达l00％。
2、严格按规范、规程和设计图纸施工。
3、每月召开一次质量总结会，将前段施工中存在的问题及时进行通报，提醒后段工作中应注意的问题。
4、每桩开钻前，施工员负责技术交底，将每桩勘探柱状图及施工注意事项以书面形式交与机长，将每桩的墩号、桩号、桩底标高、桩长、护筒顶标高、孔深等参数交待给班长与记录员。
5、将质量责任落实到岗、到人，实行全员岗位责任制，并与奖金挂钩。
6、将每个环节、每道工序的质量要求打印成工艺卡片，分发到各班组。
7、严格交接班制，交接班时，每班必须将本班进尺情况、地质情况、孔内情况及注意事项，详细交待给下一班作业人员。
8、质检员负责成孔后的自检工作，确保交验的孔全部合格。
（二）、安全保证措施
1、设置专职安全员，确保现场全天候有人值班。
2、增强职工安全意识，坚持“安全第一，预防为主"的方针。
3、每天收集天气预报资料，掌握天气变化动态。
4、各类钻具要设置保险绳，避免掉入孔中。
5、电源要有醒目的警告牌，非专业人员严禁靠近或乱动。
6、电缆电线接头要规范、牢固，严禁漏电。
7、启动电机要装降压启动装置与漏电保护器。
8、所有电器设备接线要进配电箱，设置雨棚，严禁露天淋雨。
9、上班人员上班前严禁喝酒。
10、上班人员必须穿工作鞋、工作服、戴安全帽，高空作业要系安全带。
11、开钻前应先启动循环系统，再启动钻机。
12、上班时严格按要求对钻机进行定期维护和保养。
13、班长注意孔内地层变化情况及机器运转情况，出现异常，立即停钻，等查清原因，修复好后，再开钻。
14、记录员将本斑进尺、地层变化及事故等情况作好详细记录。
15、合理布置作业现场，做到整洁、有序、文明生产和生活。
16、注意环境保护，泥浆循环做到封闭施工。
17、配备必需的生活设施，确保施工人员能安全、安心、正常的生活、工作。
七、文明施工及环境管理
1、认真贯彻文明施工的要求，推行现代管理方法，科学组织施工，做好施工现场的各项管理工作。
2、严格遵守国家及地方有关环境的法律规定，采取措施控制施工现场的环境污染。
3、妥善处理施工过程中的泥浆、废水、钻渣以及工程垃圾，对工程中的泥浆、废水、钻渣以及工程垃圾采取集中按规定统一排放和处理。
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