[江西]铁路客专特大桥钻孔灌注桩施工作业指导书.docx

xx铁路客专（xx段）土建工程
JFMG-6标段四工区

钻孔桩施工作业指导书

编制：
审核：
批准：

xxxx集团xx铁路客专xx段Ⅵ标
项目经理部四工区
二〇一一年四月二十六日

目 录
一、适用范围 1
二、作业准备 1
2.1内业技术准备 1
2.2外业技术准备 1
三、技术要求 1
四、施工程序与工艺流程 2
五、施工要求 3
六、钻孔桩施工过程中常出现的问题及预防处理措施 13
七、质量控制措施 15
八、环保、水保措施 15
九、安全保证措施 16

钻孔桩施工作业指导书
一、适用范围
适用于xx铁路客专xxJFMG-6标四工区，里程段为：DK661+082～DK668+688段路基。
二、作业准备
2.1内业技术准备
开工前组织施工人员认真学习以下规范、技术标准、实施性施工组织设计、施工图纸，审核施工图，澄清有关技术问题。应制定施工安全保证措施和应急预案。对参加施工人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.1.1《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10751-2010)；
2.1.2《铁路混凝土施工质量验收标准》(TB10424-2010)；
2.1.3新建xx铁路客运专线（xx段）HFMG-6标路基施工图及合福公司管理办法；
2.1.4新建xx至xx铁路客运专线（xx段）HFMG-6标实施性施工组织设计。
2.2外业技术准备
施工场地征地应完成，场地应平整。生活、生产房屋应修建完成，生活、办公设施应配齐，并能满足主要管理、技术人员生活、办公需要。
施工前，应由专业工程师向现场技术人员、作业人员进行技术交底，并确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足正常作业的要求。
三、技术要求
3.1现场核对
熟悉施工图，进行现场核对，中点是对地形地貌，地表和地下水源、边坡稳定、山坡裂缝、滑动面、气象等情况详细调查了解，根据实际地形，核查施工图中钻孔桩设置是否合理。当施工图与实际情况不相符时，应变更设计。
3.2开工前施工场地要通电、通水、通路，施工场地平整，场内排水良好。
3.3根据核对的工程量、工地特点、工期要求以及施工条件，结合设备能力，做出实施性施工组织设计，应包括施工方法和相应的技术措施、工程数量、所需劳动力、机械设备、材料数量、临时工程、场地部署以及运输车辆等。培训作业人员，做好技术交底，准备好各种质检原始记录表。
四、施工程序与工艺流程
4.1施工程序及工艺流程

五、施工要求
5.1施工准备
5.1.1场地平整
施工前平整夯实场地，场地必须平整坚实，能够承受钻机重量，保
证钻机的稳定性，然后安装钻机工作平台；钻孔时根据地质情况选择长度适宜的护筒；在地面作业平台附近设置泥浆池，泥浆外运采用自卸汽车运至指定地点进行处理，不污染周边环境。
5.1.2测量放样
测量放样采用全站仪，测量放样精度要求满足现行客运专线测量规范中关于钻孔桩的要求。施工前在孔位以外不影响钻机工作范围处设置护桩，以便在施工过程中复核孔位中心。用水准仪测量地面高程或护筒顶面高程，确定钻孔深度，然后报监理工程师复检，合格后方可进行下道工序。
5.1.3埋设护筒
护筒的作用是定位导向和保持必要的水头高度保护孔壁免于坍塌，护筒平面位置及垂直度应准确无误。护筒周围和护筒底脚是否紧密，不透水，对成孔或桩的质量有重大影响。
护筒采用厚10mm的钢板卷制而成，护筒直径宜比桩基直径大约400mm。护筒中心竖直线应与桩中心重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜度不大于1%，实测定位。
护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，以满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还必须高出施工地面0.5m。护筒埋置深度符合下列规定：
旱地上，黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密室的土层至少0.5m。旱地上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实，护筒可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。护筒连接处要求护筒内无突出物，应耐拉、压、不透水。
5.1.4地下管线探查
根据设计文件及图纸对桥位处地下管线及其他结构物进行调查。
5.2钻孔
钻机就位前，首先对钻机进行检查，确定钻机处理良好状态。在放样位置埋设护筒，钻机就位，然后进行施工。
5.2.1钻机就位
钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查，钻机就位时，应将钻机的导向架准确对准桩位中心，并且利用护桩进行复核。钻机安装后的底座和顶端应平稳，因为钻机的稳定性是保证钻孔桩倾斜度符合规范要求的重要因素，确保在钻进过程中不产生位移和沉陷。
5.2.2泥浆制备
在冲击钻施工中，泥浆的主要作用是悬浮钻渣。另外起到护壁的作用。制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锤冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。
泥浆的主要指标有泥浆比重、稠度、含砂率、胶体率。泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比制成。
造浆用粘土(或膨润土)应具备以下条件:自然风干后，用手不易瓣开捏碎；干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；用刀切开时，切面光滑、颜色较深；水浸润后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成l.0mm的细泥一条，用手指揉捻感觉沙粒不多，浸水后能大量膨胀。
泥浆性能指标如下:
泥浆比重:
岩石不大于1.2，砂粘土不大于1.3，卵石夹粗砂不宜大于l.4；
冲击钻钻机入孔泥浆比重可为1.1～1.3；
黏 度：一般地层16～22s，松散易塌地层19～28s；
含砂率：新制泥浆不大于4%；
胶体率：不小于95%；
PH　值:大于6.5。
5.2.3冲击钻进
冲击钻吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。
开孔时应先在护筒内加满泥浆，地层较松散时应向孔内投入适量的粘土、碎石等，用短冲程（不宜大于1m），勤冲击的方法进尺，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进，在钻进过程中，应控制钢丝绳放松量，勤放少放，防止钢丝绳放松过多减少冲程，放松过少则不能有效的冲击，形成“打空锤”易损坏冲击机具。
钻孔作业应连续进行，因故障停钻时，应将在钻头提出孔外，孔口应加护盖。钻孔过程中应经常检查并记录图层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔行进行检验，并填写钻孔记录表。
施工钻进过程中，应注意检查钻头直径磨损情况，当钻头直径磨耗超过15mm时应及时修补。
冲击钻具起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁，进出孔时，严禁孔口附近站人，防止发生钻头撞击人的事故；停钻时，孔口应加盖保护并严禁将钻头留在孔内。
在钻孔排渣，提钻头或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆比重和黏度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。
钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交代钻进情况及一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时，应及时调配泥浆。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞渣取样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。嵌岩桩钻孔至岩层后，向监理工程师报检，确定入岩位置。岩层中加密取渣频率，以正确判断岩层变化，终孔前再次向监理工程师报检，确定嵌岩深度。
冲击进尺时，为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响孔已灌注混凝土的凝固，以免影响邻桩的混凝土的质量，应待邻孔混凝土浇筑完毕，并达到2.5Mpa强度后，才能开始开钻。在满足条件下，为加快完成钻孔工作，可以多机同时作业。
5.2.4清孔
钻孔达到图纸设计深度后，并成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准，应立即进行清孔。清孔主要采取换浆的方法。清孔时，孔内水位应保持在护筒口不低于1.0m，以防止孔壁塌陷。
清孔时，应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及砂等沉淀物清除。
对于冲击钻进，可在清渣前，投入水泥1~2袋，通过冲击最低冲程的反复冲拌次数，使孔底泥浆、钻渣和水泥形成混合物，然后以随同泥浆流出。然后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀。泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出，方可停止注水清孔。
在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，含砂率等指标，如超过规定，应进行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。清孔必须达到以下标准：孔内排除或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17~20s；浇注水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于10cm。严禁用加深孔底深度的方式代替清孔。
成孔检查：孔径和垂直度检测采用探孔孔器检测，如探孔器上下不顺畅，则需要扫控。孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测。
5.3钢筋笼制作
5.3.1钢筋质量存放要求
（1）钢筋进场必须有相应的出厂合格证，并按规范要求进行抽样检查，试验，试验合格后方可在工程中使用。钢筋按照规范要求进行屈服强度、抗拉强度、延伸量和冷弯试验。钢筋直径超过12mm时，进行机械性能及可焊性能试验。
（2）进场后的钢筋每批（同品种、同等级、同一截面尺寸、同炉号、同厂家生产的每60t为一批，超过60t的部分，每增加40t（或不足40t的余数），增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样）内任意切取2根做拉伸试验、2根做弯曲试验；如果该组试件中有一项指标不合格，则另取双倍试件再做试验，如果有一项指标不满足要求，则此批钢筋为不合格品，该批钢筋直接退货。
（3）钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆放，并立牌以便识别。
（4）钢筋原材料储存于工地钢筋加工厂钢筋存放区，钢筋原材料存放时必须用垫木或其他支撑将原材料支垫，以距地面30cm为宜，并采取使钢筋不受机械损伤及由于暴露于大气而产生的锈蚀和表面破损的保护措施，使用时的钢筋无灰尘，锈蚀、松散锈皮、油脂、油污和其它杂质。
5.3.2钢筋笼加工制作
钢筋笼在钻进过程中提前进行加工制作，长板车运至孔口，钢筋笼在现场进行孔口焊接。主筋采用搭接焊连接，接头互相错开，错开距离不小于35d且不小于50cm，且保证同一截面内接头数目不超过钢筋总数的50%，所有钢筋的截面及弯曲均在工地现场内进行。钢筋按图纸的形状进行弯曲，采用冷弯法加工。
钢筋加工制作，钢筋均采用HPB235，φ10及以下盘条用调直机调直，切断机切断，弯曲机弯制成型，钢筋调直及弯曲前必须表面清洁，无油污，锈皮和鳞锈；在调直、弯曲时，不得损伤钢筋。
凡施焊的各种钢筋应有材质证明书及实验报告单。焊条应有合格证，各种焊接材料的性能应符合规定。焊接前先进行试焊，试焊合格后方可正式焊接。焊接人员必须持证上岗。
电弧焊接接头的外观检查在焊头清渣后逐个进行目测和量测，焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤、焊接接头处不得有裂纹，其允许偏差不得超过规范要求。电弧焊焊接接头的强度试验，以200个同类型焊接按钢筋在同一焊接条件下作为一批，不足200个仍作为一批，从中切取3个试件做拉力试验，进行质量检查。如果该组试件中有2个试件抗拉强度或断裂位置不符合要求，应进行复检，取6个试件进行复检，仍有一个试件抗拉强度或3个试件断裂位置不符合要求，则该批接头为不合格品。此批接头不得用于现场施工。
5.3.3探孔器的制作与桩的检测
探孔器直径一般为钢筋笼直径+10cm，长度为4～6d钢筋笼直径。当终孔时应测量孔径，采用探笼器检测孔径，利用钻孔的钢丝绳把探笼器放入孔内，如上下顺畅即符合要求，否则进行扫孔。严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处基底的极限承载力，也可能因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。
5.3.4钢筋笼吊装
钢筋笼采用汽车吊吊装，吊装时采用多点平衡吊放，以防止扭转弯曲发生永久性变形。吊装钢筋笼时，将分节钢筋笼运至桩孔旁边后，将钢筋笼吊入桩孔内，装时应注意对准孔位、垂直下放。
钢筋笼四周沿笼长对称设置四个“钢筋耳环”，间距2.0m并设于加强筋处，确保钢筋笼下到孔内有足够的保护层。钢筋笼下到标高后，将顶节钢筋笼上焊接的2根Φ16的吊筋将钢筋笼固定在孔口扁担梁上，以防钢筋笼上浮或下沉。钢筋笼入孔后应准确，平面位置偏差不大于5cm，底面高程偏差不大于±10cm。

5.4灌注水下混凝土
灌注混凝土前，应检测钻渣沉淀厚度及泥浆指标，如大于设计及规范要求，需要进行二次清孔，清孔完毕并经监理工程师验收合格后，应立即进行水下混凝土灌注施工。混凝土施工采用导管法、拌合站拌制、混凝土车运送至孔口。

5.4.1导管制作与安装
导管由管径不小于300mm的无缝钢管制作，导管接头采用螺纹加密封圈连接管节、导管内壁光滑圆顺、导管使用前和使用一定时间后要进行拼接，过球和水密、承压、接头抗拉等试验，进行水密试验的水压不应小于孔底静水压力的1.3倍，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍。料斗和储料斗的加工以其容量之和必须保证封底，并满足导管在首批混凝土的埋深不小于1m。导管自下而上进行编号标示其长度，吊放导管时位置居中，轴线顺直，稳步沉放、防止卡挂钢筋笼；导管下口距孔底40～60cm，导管上口设储料漏斗。
5.4.2混凝土材料和性能
水下混凝土粗集料选用级配良好的碎石，其最大粒径不大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最小净距的1/4，同时应不大于40mm，细集料采用级配良好的中砂；水泥选用P.O42.5水泥，混凝土具有足够的流动性和良好的和易性，确保灌注过程中无离析或泌水等现象。
5.4.3水下混凝土灌注
灌注钻孔桩水下混凝土前，再次检查孔底情况，检查导管口距孔底的高度是否在允许范围40～60cm之内，浇筑混凝土的机具、设备准备完好。用隔水阀将储料斗下口处封严，并用钻机上自带小钢丝绳将隔水阀吊挂住，导管上口堵塞严密后，储料斗先放满混凝土，打开隔水阀进行首批混凝土灌注。
首批混凝土的确定
按照桩基规范要求首斗灌注量采用下列公式计算（如下图）

式中：V——漏斗容量即初始存量混凝土，m3；
h1——孔内混凝土达到埋管高度时，导管内混凝土
柱与导管外水柱压力平衡所需的高度（m）；

——泥浆的容重，；
——混凝土拌合物容重，；
——首批混凝土埋深高度，m；；
——应达到的最小埋管高度，m；
——导管底口至孔底的高度，m；
——孔内水位至管外混凝土面的高度，m；；
——实际桩孔孔深，m；
——实际桩孔直径，m；
——导管内径，m。
首批混凝土浇注后对导管的埋深进行量测，确定导管底部是被封闭，并保证导管底部埋于混凝土中深度不小于1.0m且不大于3.0m。
每车混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等指标，混凝土坍落度控制在180-220mm之间，如不符合要求，应退回混凝土。
混凝土应连续灌注、中途不停顿、在整个灌注时间内，导管下部出料口伸入先前灌注的混凝土内不少于2m（不大于6m）。
若发现钢筋笼上浮的情况，及时调整混凝土的灌注速度等方法使其下落到设计位置。为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升导管、使其底口高于钢筋笼底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
灌注过程中应连续进行，拆导管的时间尽量缩短，导管的拆除要及时，以免由于混凝土的埋深过大，导致导管难以提升。灌注时做好灌注记录，并随时测量，记录导管埋深和混凝土的表层高度。灌注后桩顶高出设计标高1.0m，确保清除浮浆，凿毛后的桩顶混凝土质量满足设计要求。
六、钻孔桩施工过程中常出现的问题及预防处理措施
6.1坍孔
松散粉砂土和流砂中冲孔时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、黏度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头等手段。发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填，重新埋设护筒再钻。如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂(或黏土)混合物到坍孔处以上1～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行冲孔。吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
6.2斜孔
冲孔前要检查使钻头是否自由下落，并要保证钻头与水平面垂直。检查钻头中心要与桩位中心重合。冲孔过程中如果发生斜孔，提起钻头重新对钻，使钻头中心与桩中心重合，使钻头自由下落。
6.3扩孔和缩孔
孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内只是局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度则不必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。为防止缩孔，使用钻机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。
6.4梅花孔
经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。选用适当勃度和相对密度的泥浆。用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。出现梅花孔后，可用片、卵石混合黏土回填重钻。
6.5卡钻
当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。用较粗的钢丝绳带打捞钧或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松动后强行提出。实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法(在易坍塌土层中应慎用水下爆破法)。将防水炸药(少于1kg)放入孔内，沿锥的溜槽放到锥底，而后引爆，振松卡钻钻头，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。
6.6掉钻落物
冲孔前应清除孔内落物，零星铁件可用电遨铁吸取.较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。为便于打捞钻头，可在冲击钻头或其他类型的钻头上先焊打捞环、打捞杆或在锥身上围捆几圈钢丝绳。
6.7钻孔漏浆
往孔内大量投放黏土块(黏土与麻绳头加水掺合而成)加小片石，加大泥浆浓度，同时上下提起钻头将黏土块和小片石挤入孔壁、漏浆现象基本消失。
七、质量控制措施
7.1孔深达到设计深度后，必须核实地质情况。
检验数量：全部检查。
检验方法：检查施工记录、观察。
7.2孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
检验数量：全部检查。
检验方法：测量检查。
7.3泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部性能指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。
检验数量：全部检查。
检验方法：进行泥浆比重和含砂率试验。
7.4钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法应符合下表的规定。

八、环保、水保措施
8.1在机械施工过程中，要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等污染。以保障当地居民和施工人员的健康。
8.2对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘等废料，要及时运到指定的地点进行废弃。在弃土场不具备条件时，可临时堆放在施工场地。
8.3清理输送管、输送泵和其他机械设备的废水、废油等有害物质以及生活污水，不得直接排放到河流、池塘或其他水域中，也不得倾卸在饮用水源附近的土地上，防止污染水源和土壤。
8.4施工前做好场地临时排水系统，确保排水通畅并保证遇雨水时不浸漫农田。
九、安全保证措施
9.1作好现场调查，开工前对地下管线详细调查。
9.2对人员进行安全教育，进入工地时，必须佩戴安全防护用品，所有施工人员必须听从指挥。
9.3施工现场设安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入施工现场。
9.4施工现场平整密实，确保施工顺利安全进行。
9.5严禁非作业人员进入施工场地。在吊车、桩机大臂半径范围以内，机械正在作业时，施工人员应远离。吊车要按其性能要求工作，不得超负荷工作，定期进行检查、维修和保养。驾驶室的挡风玻璃及回转大齿轮前应增设防护网（罩），施工中应经常对钻孔装置、吊车臂杆及索具进行检查，以便及时发现问题。
9.6施工用电使用380V三相五线制配电系统。电缆线路必须埋地或架空敷设，避免机械损伤和介质腐蚀。
9.7每台电力设备必须确保“一机一箱一漏一闸”，电箱、开关箱内的电器设备必须完好。停用设备拉闸断电，锁好开关箱。