山西铁路大桥反循环钻孔灌注桩施工作业指导书.doc

新建铁路XX中南部通道XX东至XX南段XX标段

XX855+276 3-32mXX中桥
（中桥XX）

钻孔桩施工工艺作业指导书

编制：
复核：
审核：

中铁XX集团股份有限公司
XX中南部铁路通道XX标段项目部XX
三月十日

目 录
1 编制目的 1
2 编制依据 1
3 合用范围 1
4 作业准备 2
5 技术规定 2
6 操作工艺流程 3
7 施工规定 4
8 劳动组织 10
9 材料规定 11
10 设备机具配置 11
11 质量控制及检查 12
12 安全、环保及文明施工规定 16

钻孔灌注桩作业指导书 （反循环钻）
1 编制目的
为了对我管段内XX855+276 3-32mXX中桥的水下钻孔灌注桩基础特殊工序进行有效的控制，保证钻孔灌注桩施工质量、安全、文明、环保施工作业满足铁路工程施工规范（指南）、验收标准及安全技术操作规程，特制定本作业指导书。
2 编制依据
⑴、新建铁路XX中南部铁路通道XX东至XX南段施工图（征询修改稿）XX中桥XXXX施桥-01-020
⑵、铁路工程施工相关技术规程
⑶、铁路桥涵工程施工相关暂行标准
⑷、其他相关技术标准
①《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2023]160号）；
②《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2023；
③《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ203-2023；
④《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2023）；
⑤《铁路工程桩基无损检测规程》（TB10219-99）；
⑥《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2023）。
3 合用范围
本作业指导书合用于中铁XX集团XX中南部铁路通道XX标段项目经理部XX二工区XX855+276 3-32mXX中桥钻孔桩基础工程施工。
4 作业准备
4.1内业技术准备
作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实行性施工组织设计，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，对施工人员进行技术交底，对参与施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
4.2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，机械设备配备齐全等。
5 技术规定
成孔质量规定标准表
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(㎜)
≤300或按设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度:1.03～1.10 粘度:17～20Pa.s 含砂率:<2% 胶体率:>95%

6 操作工艺流程
根据钻孔桩的设计规定、工期、地质等条件，采用反循环钻机钻孔，泥浆护壁，导管法灌注水下混凝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

7 施工规定
7.1 护筒埋设
a、护筒制造与埋设
钻孔用护筒采用δ=6㎜钢板制作，护筒长度为2m，直径比设计桩径大20cm，护筒顶端高出地下水位1.5m,高出地面20㎝，护筒中心线应与桩中心线重合,平面允许误差不大于50㎜,竖直线允许误差≤1%。埋深1～2m。
护筒埋设，先在桩位处挖至少比护筒底深50cm，直径比护筒大40-50cm的圆坑，然后在坑底回填50cm厚的粘土，护筒四周用土填筑，并分层对称夯实。地下水位较高时，可在原地面先填筑粘土再埋设护筒，如护筒底土质较松软，可用上面的方法解决，必须使护筒稳固并且不下滑。
ｂ、护筒必须垂直度
其顶面中心与设计桩位中心偏差不大于2cm，倾斜度不大于1%。
7.2 护壁泥浆
7.2.1泥浆规定
①护壁泥土规定水化快、造浆能力强、粘度大、重要技术指标满足下列规定:
a． 胶体率不低于95%。
b． 含砂率不大于2%。
c． 造浆能力不低于2.5L/kg。
d． 塑性指数>17（砂粘土应>15，大于0.1mm的颗粒<6%），
e． 假如粘土较差可加入0.1~0.2%Na2CO3或NaOH，以改善泥浆。
①护壁泥土选择由实验室实验拟定。

②配制1m3泥浆粘土与水的重量可根据粘土比重r1和需要的泥浆比重r2计算。
即每立方泥浆粘土需要量G=r2-1/(r1-1)×r1。
③根据现场情况可设立制浆池，沉淀池和泥浆槽以形成一个泥浆循环系统。
7.2.2泥浆池设立
采用每个墩台桩基单独设立一个泥浆循环池的方式。泥浆解决池由造浆池与沉淀池两部分组成，在地面挖坑。钻孔施工时，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，用汽车远弃的方式随时清除至固定弃堆点，以防泥浆溢流污染环境。

钻孔灌桩泥浆循环系统基本构造示意图
7.2.3泥浆配置
本工程泥浆采用购置粘土造浆，相应地质情况下泥浆技术指标见表钻孔泥浆指标规定。泥浆充足拌制均匀备用，开钻前，充足备足制浆用粘土。
钻孔泥浆指标规定

钻孔方法
地层情况
泥浆性能指标
备注
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

反循环
粘土
1.03～1.10
17～20
3～5
≤2
≥95
≤20
8～11

7.3 钻孔作业
7.3.1钻机选型
采用反循环钻机。
7.3.2钻机就位
钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查,涉及钻机基座处平整、加固,重要机具的检查、维修与安装、配套设施的就位等。拼装好的钻机安装就位后，为保证底座和顶端平稳，用木桩固定，以防产生偏移。顶部的起吊滑轮边沿、转盘中心和桩孔中心三者保持在同一竖直线上，偏差控制在20㎜以内，以保证钻孔桩竖直度≤1%的规定。
7.3.3钻孔
(1)开钻前检查各种机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，水电管路是否畅通，以保证正常。
(2)正式钻进前先启动泥浆泵，使之空转一段时间，待泥浆输入孔口一定数量后，正式钻进。
(3)开始钻进时，控制进尺速度，慢速钻进，待钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
(4)钻孔作业连续进行，不得中断。因故停钻，则在孔口加盖防护罩，并且把钻头提出孔道，以防埋钻,同时保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合规定。
(5)钻孔前，绘制孔位处地质剖面图，挂在钻台上，作为对不同土层选择适当的钻头、钻压、钻速和泥浆比重的参考。并且经常注意土层变化，在土
层变化处捞取渣样鉴别土层，并登记表中，与设计地层核对。
(6)钻进过程中，及时补充损耗、漏失的泥浆，使之高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m;保证钻孔中的泥浆浓度，防止发生坍孔，缩孔等质量事故。
(7)钻孔过程中用检孔器随时检查孔的情况，防止发生弯孔等事故。
(8)当钻孔距设计标高1m时注意控制钻进速度和深度，防止超钻，并核算地质资料判断是否进入设计地层。
(9)当钻孔深度达成设计规定期，对孔深、孔径、孔形进行检查，确认满足设计规定后进行清孔。
7.3.4清孔
（1）当钻孔深度达成设计规定后，立即进行清孔，以免时间过长沉渣沉淀，导致清孔困难。
（2）清孔采用循环换浆法，钻孔达成设计标高后，将钻头慢速提出取下钻头换上捞沙桶，捞出孔内沉积的泥渣，然后注入净化泥浆（相对密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率﹤2%），孔内含渣泥浆。严禁用加深孔底的方法代替清孔。一般情况采用换浆法，如孔底有块状物则采用捞渣法。
（3）清孔时，注意保持孔内泥浆面高度始终在地下水位或河流水位以上1.5～2.0m，以及泥浆比重是否合适，防止坍孔缩孔。
（4）当从孔内取出泥浆（孔底、孔中、孔口）测试值的平均值与净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度不大于设计规定期，即停止清孔作业，放入钢筋笼进行水下混凝土灌注。见表成孔质量标准表。

成孔质量标准表
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(㎜)
≤300或按设计规定
清孔后泥浆指标
相对密度:1.03～1.10 粘度:17～20Pa.s 含砂率:<2% 胶体率:>95%
7.4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拟定）的钢筋笼分节制做，汽车吊提入孔内，钢筋笼接长采用现场焊接。在洪台、1#、2#墩的桩基钢筋笼上安装￠48mm管径的声测小管，每根桩基上呈正三角形布设3根，伸出桩顶1m。
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，立即停止，检查是否坍孔。
c.钢筋笼采用2m一道加强箍加强，且主筋与加强箍所有焊接（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，在骨架外侧按设计规定焊接耳筋，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，符合设计规定，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。
7.5 水下混凝土的灌注
清孔沉渣厚度符合规定，并经监理工程师批准后即开始灌注水下混凝土。
采用导管法灌注水下混凝土，导管直径采用φ375mm；水下混凝土由5#号搅拌站集中拌制，砼灌车运送，吊机提高灌注砼。
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解决灌注故障。
b.安装导管，导管底部至孔底应有250～400mm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、承压和接头抗拉实验。
②水下混凝土拌和：5#搅拌站集中拌制，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，坍落度控制在18-22cm。
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规定，保证孔底沉渣不超过设计规定。确认沉渣符合设计规定、钢筋笼安放对的后，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的规定。漏斗底口处设立严密、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。提管由钻机完毕，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，半途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，应渐渐灌注，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0.5m～0.8m，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。
水下混凝土灌注完毕后，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，应在水下混凝达成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，不符合规定的混凝土不得灌入导管。每根桩至少做一组抗压试件。按规范规定做好钻孔桩无损检测工作，保证成桩质量。
8 劳动组织
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
序号
类别
人数
重要职责
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，并观测孔口稳定，对钻机负责
3
卷扬机司机
1
操作卷扬机，对操作安全负责。
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
附注：机电工一般情况下1人负责2台钻孔机械的电气设备安装、平常维护及用电安全检查。
9 材料规定
水泥：桩基采用p.o42.河南同力水泥，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、安定性和凝结时间实验，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。
砂：优先选用中砂，对选用本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实验，含泥量不大于2.5％。
石子：采用三种连续级配碎石，粒径5～10、10～20、16～31.5mm，含泥量不大于1％。对进场的碎石进行碱活性检查、有害物质含量测试及筛分析实验。
钢筋：品种和规格均符合设计规定，并有出厂合格证及实验报告。
混凝土：配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计规定进行设计。配合比统一采用实验室下发的配合比通过现场换算的施工配合比。混凝土由5#号搅拌站集中统一供应，搅拌站已通过监理及业主单位验收合格，并批准使用。
水：采用饮用水，已进行送检实验合格。
10 设备机具配置
10.1 机具设备
钻孔桩施工重要的机具与设备为反循环钻（涉及泥浆泵）、起吊机械（汽车吊）、钢筋加工机械、混凝土拌制运送灌注机具设备）等。
每班组钻孔桩作业机械配备表
序号
机械名称
规格型号
数量(台.套)
1
砼灌车
WD615.62
3
2
吊车
QY30
1
3
电焊机
BX1-500
2
4
发电机
GF-120
1
5
钻机
GF-250
1
6
泥浆泵
3PNL
2
7
装载机
XG951
1

10.2 监测设备
工地现场监控重要设备表
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
以上设备通过标定或监理认可；钢筋原材料及焊接实验、混凝土原材料、配合比、砼强度由实验部门已检测出具了相关资料；混凝土拌合站配置检测、自动计量设备，设备已进行标定，通过了业主和监理单位验收。桩的无损检测由业主单位拟定的第三方检测单位进行检测。
11 质量控制及检查
11.1 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、监理所有检查，设计对有代表性的桩进行现场确认
检查施工记录、观测渣样
2
孔径、孔深、孔型
与设计相符
施工、监理单位所有检查
测量检查和用检孔器
3
钻孔桩护筒
坚实不漏水，埋深符合施工工艺规定
施工、监理单位所有检查
观测和测量检查
4
泥浆指标
根据钻机、地质条件拟定，可参照施工技术指南
施工、监理单位所有检查
施工单位进行泥浆比重、含砂率实验，监理单位见证实验
5
孔底沉渣
小于5cm。
施工、监理单位所有检查
测量

钻孔桩钻孔允许偏差和检查方法
序号
项 目
允许偏差
检查方法
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%

11.2 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、冷弯实验
符合GB13013、GB1499、GB/T701和设计的规定
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%。
施工单位所有检查质量证明文献并按批进行抽样检查，监理单位所有检查质量证明文献、实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实验；监理单位见证实验或平行检查并检查质量证明文献
按规定方法实验
3
钢筋加工
符合设计规定
施工单位按钢筋编号各抽检10%，且各不少于3件；监理单位平行检查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
符合设计规定
施工单位、监理单位所有检查
观测
5
钢筋接头技术规定和外观质量
应符合铁建设[2023]160号标准附录B的规定
外观质量施工、监理单位所有检查；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、实验
6
安装的钢筋品种、级别、规格和数量
符合设计规定
施工、监理单位所有检查
观测和尺量
7
保护层垫块的位置和数量
符合设计规定，侧面和底面不少于4个/m2
施工、监理单位所有检查
观测和尺量

钢筋加工及钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检查方法表
序号
项 目
允许偏差
检查方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度度
±100mm
尺量检查
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d(d为钢筋直径)

尺量检查不少于5处
4
加劲筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查

11.3 混凝土质量标准
序号
项目
质量验收标准的规定/允许偏差（%）
检查数量
检查方法
1
砼原材料
应符合铁建设[2023]160号标准的相关规定
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2023]160号
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2023]160号
2
砼配合比
满足设计强度、耐久性指标和施工工艺等规定。
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2023]160号
见《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2023]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；监理单位见证检查
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C规定
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

NG±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
砼强度实验
8
水下混凝土灌注
必须符合施工工艺设计、施工规范规定
所有检查
观测和测量
9
桩身质量
混凝土应匀质、完整
所有检测
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
所有检查
观测和测量

12 安全、环保及文明施工规定

12.1 安全规定
⑴ 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。
⑵ 各种建筑材料、周转料、机具等，要分类、分品种、分规格堆码，设立整齐、标记齐全。
⑶ 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。
⑷ 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。
⑸ 严禁将电线栓在铁耙钉、钢筋或其它导电金属物上。
⑹ 经常检查线路及各接头处，防止触电事故的发生。
⑺ 电工、电焊工必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套，且必须持证上岗。
12.2 环保规定
⑴ 钻孔泥浆用泥浆净化器进行循环解决，干硬的钻渣运送到指定地点堆放，纯泥浆循环运用。
⑵ 基坑抽水经沉淀后排放，严禁带泥污的污水直接排放到水中。
⑶ 机械施工排放的油污等废弃物应集中解决，定期清理外运，严禁随地丢弃。
⑷ 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。
⑸ 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本地环保部门批准后，在指定的地点排放、堆码、掩埋或销毁。

⑹ 做好本地水系的保护工作，在施工时对边坡及时进行防护。植被绿化，弃土、弃渣及时运出现场，不得随意堆弃。
⑺ 便道、搅拌站的设立及大堆料的堆放等临时设施应充足考虑其对原地面排水的影响，以免阻挡地表径流的排泄。
⑻ 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。
⑼ 施工完毕后，对施工场地、生活区进行环境清扫和整平，恢复地面的天然状态。
12.3 文明施工规定
a施工现场设备、材料堆放、场地道路、临时生产和生活设施进行统一合理布局，并纳入施工组织设计。项目经理必须组织制定并监督文明施工的目的、标准，制度以及工程各阶段实行文明施工的计划和措施，指定各作业场合，材料堆放场，生活设施的文明施工负责人。
b文明施工的制度涉及：①各负责人的权利和义务；②环境管理；③场地设施管理；④安全生产和防火管理；⑤教育培训；⑥检查验收规定；⑦卫生管理；⑧档案管理。
c加强施工队伍的全面管理，坚持岗前培训和持证上岗，严禁接受“三无”人员。施工现场的管理人员和作业人员应在胸前佩带个人身份标卡，做好施工现场的安全保卫工作。