(旋挖)桩基施工作业指导书

'成蒲铁路CPZQ-1标段桥梁工程编号：桩基础施工（旋挖法）作业指导书单位：编制：审核：批准：2013年10月30日发布2013年11月1日实施 桩基础施工作业指导书一、适用范本方案适用于中铁二局股份有限公司成蒲铁路CPZQ1标段西环线桥梁下部结构桩基旋挖施工，起讫里程DK3+300-DK21+300,线路长度18.031kng二、作业准备1、内业准备为更好的控制钻孔施工工程质量，规范作业程序，根据相关规范、技术标准、设计图纸及技术条件，结合我部实际施工工艺进行编制。制定施工安全保证措施，提出应急预案。并由技术室组织工程相关作业人员进行技术交底，对参加作业人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2、外业准备2.1、机具准备⑴钢护筒；⑵钻机；⑶装载机；⑷取渣筒；⑸泥浆泵；⑹导管。2.2、人员准备人员进场前必须对其进行安全交底和技术交底，并对工人进行安全知识考核，考核合格后方可上岗。2.3、材料准备所用的原材料，根据设计要求和规范规定进行抽样检测，混凝土严格按试验室确定的配合比施工。三、技术要求场地平整：开挖前，场地完成三通一平。各项临时设施、动力、照 明、安全设施、施工机具、进场人员准备就绪。测量放样：根据设计图纸进行纵横轴线放样，及复测工作。用十字线将中心桩点引出护筒外80cm,用水泥砂浆固定，并做好保护工作。桩孔周边，用白灰撒线型。开工前要对现场地下管线进行仔细核对，对地下管线不明或不清楚的，必要时要开挖探坑探明地下管线的位置、数量、埋深等。若在钻进过程中遇到管线，应立即停止施工报现场管理人员，待处理完毕现场管理人员同意继续施工后方可撒施工。施工程序及工艺流程1、施工程序测量放样T埋设钢护筒T钻机就位T钻孔T清孔T吊装钢筋笼T灌注混凝土。2、工艺流程五、施工要求1、对场地及施工平台的要求平整场地与安装施工平台。场地要夯实或筑岛，当水较深时可打桩搭设施工平台，以便安装钻机、下沉护筒和钻孔等。在旱地上，应清除杂物、平整场地。如遇软土，适当处理，防止地 面沉陷,保证机械设备稳定。在浅水中或塘内，一般可用草袋围堰筑岛法施工。筑岛面积应根据 钻孔方法、钻孔机大小等要求决定。岛面标高要高出施工水位不少于1.2ng2、制作和埋设护筒⑴为固定桩位、钻孔导向、防止孔口地面坍塌、承受因提高孔内水头增加的压力等，均须埋设护筒。⑵护筒必须严密不漏水，壁厚根据具体情况而定。一般钢护筒可用6~10mn钢板制作。护筒内径应大于钻头直径30cm40cng具体数值可根据地质条件和护筒长短不同而决定。⑶护筒顶应高出施工水位不少于1.5m,并高出施工地面0.3ng⑷护筒的深度应根据地质情况确定，宜符合下列要求：在岸滩上，粘土不小于1m砂类土不小于2ng当表面土层松软时，尽可能将护筒埋没在较坚硬密实的土层中至少0.5ng水中筑岛，护筒应埋入河床下0.5m以上。⑸护筒顶面位置偏差不得大于50nnn,其倾斜度应控制在＜19以内。⑹护筒采取挖土埋设方法，护筒四周回填黏土并分层夯实。3、钻机就位钻具应有一定的刚度，在钻进中或其他操作时，不产生移动和摇晃，钻具的安装应符合生产厂家的标准。安装钻机时,底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻头或钻杆中心的偏差不得大于5cng钻机自行至桩位处把钻杆中心对准桩位，复核钻机底盘水平,然后调整钻机底盘水平度，待钻机底盘水平度调整完成后重新用钻杆对准桩位中心锁死钻机定位装置。4、钻孔4.1旋挖钻进成孔工艺：旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转土层，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土,直至钻至4 设计深度。对于松散易坍塌的砂层，采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。4.2钻具联结要牢固,铅直，初期钻进速度不要太快，低档慢速钻进，钻至护筒下1m后,再以正常速度钻进。钻进过程中，应经常注意地质变化,对不同的地质采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。4.3采用静态泥浆护壁。钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，注意调整钻孔内泥浆浓度并不断补充泥浆。4.4经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理。钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次并做好交接班记录。旋挖钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，应在直线上，保持钻孔垂直。4.5小工具如扳手、榔头、撬棍用保险绳栓牢，防止掉入孔内，经常检查钻头的磨损情况。4.6经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或桩架是否倾斜。4.7地质情况记录地质情况记录按相应的地质的相关的表记录漩挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：设计桩径、设计孔深、钻孔方法、设计孔底高程、护筒顶高程、钻头形式、设计桩顶高程、工作项目，钻进深度，钻进速度，及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和地质取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质柱状图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；旋挖钻机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认,由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后,提起钻杆，用测绳量测孔深及沉渣厚度。4・8钻孔应一次成孔，不得中途停顿，钻至设计深度时，由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔5 标高的依据。4、9为防止施工过程中造成坍孔事故，钻孔时采用隔桩施工顺序，遇桩位转角处应放至间隔2~3个桩位施工，保证成桩质量。5、检孔钻孔达到设计标高后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，孔位偏差不应大于5厘米，斜度不可大于1%,设计图上未注明时，孔深允许偏差不可超过设计深度的「％6、清孔清孔的目的是清除钻輕和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉磴而降低桩的承载力，其次，清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确，灌注顺利。终孔检查后，应迅速清孔，不可停歇过久，使泥浆、钻磴沉淀增多，造成清孔工作困难甚至坍孔。清孔时先用取磴筒初清，尽量让大颗粒沉磴取干净，然后用空气吸泥机清孔，用空气吸泥机出穗时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。清孔质量要求如下：沉磴厚度在填充水下混凝土前不应大于：磨擦桩20cm柱桩5cm孔底泥浆性能指标为：比重不大于1.1；含砂率小于2%;黏度17-20S7、水下混凝土浇筑⑴水下混凝土浇注流程图安设导管T放置充气球胆|=d安放灰斗|=d灌注首批混凝土z、r>.r连续灌注混凝土,提升导管u混凝土浇筑完毕,拔出护筒⑵水下混凝土 本工程水下混凝土采用自建的拌合站生产的混凝土。每批次混凝土使用均按要求报送配合比给监理工程师审批。同时混凝土还应满足以下要求：①水下碇应具有足够的流动性和良好的和易性，且在浇筑过程中不应发生离析或泌水过多等现象。混凝土的配制强度应较设计提高10%〜20%水泥用量不宜小于350kg/；当掺用外加剂、掺合料时。水泥用量可减少，但不得小于300kg/n混凝土必须根据强度等级、初凝时间要求、施工气温、预防碇碱集料反应等因素由试验室出具合理的碇配合比，严格计量。粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/4或钢筋净距的1/4（仅有单层钢筋时，则最大粒径不应大于钢筋净距的1/3）,且不宜大于60iwa混凝土的坍落度宜为180〜220mr在可能与水接触的初浇筑阶段，坍落度可适当减少。②原材料水泥、砂、石、外加剂等须经检测合格后，才能投入使用。③五仝的坍落度、水灰比均按规范执行,水泥选用普通硅酸盐水泥，碇到场后由现场试验员进行坍落度检查并及时反馈到碇搅拌站，如不满足施工条件需要及时调整。⑶运输采用碇搅拌运输车将碇运至现场,根据运距和初凝时间，由试验室对配合比进行调整，以保证妊的浇筑质量。一般情况下，混凝土拌合物从搅拌机出料至浇筑完毕的允许时间为2^⑷验收每车混凝土到达现场,必须现场核实出厂开盘鉴定资料和随车单，现场验证配合比，检查料单上混凝土的各项指标是否与需要的混凝土的各项指标相符，若不符合要求，不得使用，立即进行退货处理。⑸导管吊装和水下碇的灌注成孔和清孔质量检验合格，钢筋笼下放就位后，及时进行灌注前孔内沉磴检测,合格后立即灌注水卞混凝土。如不合格立即进行二次清孔， 二次清孔根据地质情况采用空气吸泥机或泥浆循环清理，合格后方可进行混凝土灌注。水下碇采用导管法灌注，导管内径为25cm,中间管节长2m,底节4m,配备1nq0.5m管节作长度调整，管内壁光滑圆顺，内径一致，接头使用螺口连接时,导管连接处用橡胶垫圈密闭。次使用导管前应试拼、试压、球胆通过以及接头抗拉试验，保证导管不漏水，并编号及自上而下标尺度。水密试验的水压不小于孔底静水压力的1・3倍，也不小于承受的碇最大压力的1.3倍。导管长度根据孔深、平台高度等因素确定，导管下口至孔底（沉確面）的距离为30-50cm吊装时,导管应位于井孔中央，并应在灌注碇前进行升降试验。整个吊装过程应竖直下放，防止和井孔壁碰撞受损坍塌。混凝土灌入前先用清水充分润湿料斗，然后再灌入混凝土。水下碇封底采用"拔球法〃加充气球胆隔浆，冲气球胆采用优质的橡胶制作，以确保施工过程中球胆不破裂，直径比导管内径小5-10mm;阀门采用钢板制作，直径较导管大10cm左右，且密封导管口。钢板上焊接挂钩，便于提升阀门。灌注前，磴必须准备充分，磴初始存量能满足导管埋入首批碇中的深度不小于1m,—次封底成功。利用2出漏斗存初始碇，拔球后后继碇立即能泵送进入漏斗内;在拔球的同时，磴罐车直接放送碇入漏斗内，保持召仝的连续灌注，从而保证封底成功。混凝土初灌量要保证灌入后导管埋入混凝土的埋管深度不小于1ng计算公式如下：V>nW/4（H+H）+nd2/4hi;hi=HrJrc;导管底口与孔底的距离为25-40cmzV表示浇筑首批混凝土所需数量，D表示桩孔直径，H表示帀仝桩底到导管底口的高度0.4m,H表示首批灌注碇的最小深度（导管底口到磴面的高度）1m,d表示导管内径0.25m十表示桩孔内混凝土达到埋置深度H时,导管内混凝土柱平衡导管外压力 所需的高度，巴表示桩孔内混凝土面至桩孔内泥浆顶面高度，5表示泥浆的比重，R混凝土得比重。灌注开始后，要连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注混凝土要连续从漏斗口边侧溜滑入导管内，不可一次放满，以避免产生气囊。灌注过程中，要经常保持井孔水头，防止坍孔。在灌注过程中,采用测深锤随时探测孔内碇面位置，及时调整导管埋置深度，控制导管埋入深度在1~3na导管坚固并有足够起重能力时，导管埋置深度可适当增长，从而减少拆管次数。在拆除导管时，必须保证导管下口埋入碇中1m以上。灌注顶部5计寸,可适当提高漏斗高度，保持碇势头高，确保正常灌注。导管的提升由25t的汽车吊完成。帀仝面接近钢筋骨架时，可以使导管保持稍大埋深，并放慢灌注速度，以减小碇的冲击力；当妊进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管下有一定的埋深。桩顶碇超灌控制在0.8m~1.0m,以保证桩顶的碇质量。灌注过程中设专人记录灌注时间、召仝深度、导管埋深及导管拆除情况。严格控制导管的埋深及拆除长度，避免出现导管拔不动或拔出帀仝面，从而造成断桩事故。在灌注将近结束时，应核对碇的灌入数量，以确定所测碇的灌注高度是否正确。如出现混凝土顶升困难时，可适当减小导管埋深使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆压入桩中。混凝土灌注时，每根桩均应制作混凝土试件进行抗压强度检测。钢护筒在灌注结束，混凝土初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性。六、劳动力组织桩基施工人员配置表序号工种与职务人数备注 1混凝土工15本劳动组织中不含混凝土搅拌站人员2试验工13测量工24钻机工55机械司机26钢筋工157电焊工28起重T2七、材料要求1、取渣筒取渣筒用5-10毫米厚的钢板卷制成直圆柱形状，其直径为孔径的60%80%,高度为1・5米・2・0米，下端为碗形活门。对碗形活门之要求甚严：①不能因为泥浆太浓从取渣筒中浮出,也不能从取磴筒中掉出；②不能太重，否则，无法取到孔底沉確；③不能太轻，否则碗形活门无法落入沉磴内。2、泥浆泥浆在钻孔中起护壁和悬浮钻磴的作用。应备用足够的造浆优质粘土。泥浆性能指标应符合下列要求：⑴比重泥浆的比重是泥浆与4摄氏度时同体积水的重量比。入孔泥浆的比重为1.1-1.3JL底泥浆比重不宜大于砂粘土1・3;圆砾土1.4;岩石1.2o⑵粘度泥浆的粘度是指泥浆运动时，各分子或颗料之间产生的内磨擦力。粘度大则产生的泥皮就厚。一般地层的泥浆粘度为16-22S，松散易坍地层泥浆粘度为19-28S。⑶含砂率泥浆含砂率是泥浆内所含砂和粘土颗料的体积百分比。含砂率大，会降低粘度，增加沉淀，磨损钻新制泥浆的含砂率不宜大于4%⑷胶体率泥浆的胶体率是指泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土 颗粒与水分离的程度。胶体率高，则粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻磴的能力高，否则反之。泥浆胶体率不小于95%(5)PH值泥浆的PH值是衡量泥浆酸碱度的。PH值过小，失水量会急剧上升，PH值过大，泥浆滤液将渗透到孔壁的粘土中使孔壁表面软化，粘土颗粒之间的凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。PH值应大于6.5,—般以&10为适当。PH值偏小时，可根据试验在泥浆中投放适量的hbCH或l^2Co30八、设备机具配置施工机械设备配备表机械名称额定功率(kv)或容量(M)或吨位(t)数量(台)钻机旋挖钻1柴油发电机250GF250kw1电力变压器S11-400KVA400KVA2混凝土拌和站HZS6090nVh2碇运输车M?80-S8皿5吊车Qf5050t5吊车Q2525t5装载机ZL40G2.2M2徹粗机ZFD40型3.8kw2绞丝机ZFJ40型3kw2卷板机W1-16*2000A22kw1水泵PJ150*44kw5九、质量控制及检验1、事故防止及处理1.1防止卡钻的措施及卡钻处理⑴防止卡钻的措施为避免护筒内卡钻，要求把钢护筒的制造偏差严格控制在士SrmE围内,同时钻头直径要小于护筒内径10〜40cng⑵卡钻处理①如发生卡钻要防止强提、强扭和操作不当使钢丝绳疲劳断裂掉钻。②发生卡钻时，要首先查明情况。例如卡钻位置的标高和卡钻原因，是不是钻孔不圆、探头石、落石或是卡在钢护筒底部、钻头卡住后有无 沉確堵住等。①查明卡钻原因后,采取相应的措施。一般处理方法有：采取晃动大绳使钻头松动后再提起。1.2水下混凝土灌注中出现问题及对策⑴封底失败由于首批混凝土数量过小、孔底的沉磴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注,及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。①地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。②地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位,将未灌注混凝土部分钻孔回填,待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理检查合格后进行水下混凝土灌注。⑵卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为"卡管"。①由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速 下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。①由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。③采取〃二次砍球法〃进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5-0.8mr而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。⑶断桩由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失降低到最小。并采取以下办法处理：①断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下和三分之一与三分之二之间时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。②断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10计寸,先进行钻孔壁加固，然后进行钻孔桩的接长。⑷钢筋笼上浮由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，按断桩进行处理。 1.3灌注成桩后发现的质量缺陷处理1・31桩全长小于设计要求这种缺陷可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求;钻孔底部沉积的虚磴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。⑴桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮适和松散混凝土等，将顶面入工凿修平整。然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm,深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。⑵因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象，可以采取钻孔桩底部高压注浆处理。1.3.2桩体混凝土不连续由于灌注过程中，发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。⑴对于钻孔桩底部混凝土夹磴的情况,采取桩底部高压注浆方法处理。⑵桩体的少量夹层或不连续，用小型冲击钻在桩心钻小直径的孔(钻孔直径60〜75nnn),然后进行高压注浆处理。1・4质量要求1.4.1钻孔灌注桩的允许偏差和检验方法序号项目允许偏差或允许值检验方法1护筒顶面位置50mm钢尺量倾斜度1%2孔位中心50rwi 4倾斜度1%5钢筋骨架在承台底以下长度±100mm钢尺量6钢筋骨架直径±20rmn7钢筋主钢筋间距±0.5d钢尺量检查不少8加强筋间距±20nm于5处箍筋间距或螺旋筋间距±20nm钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检查1.4.2质量要求①钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况；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，护筒埋深应符合施工工艺设计要求。④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滤。⑤浇筑水下混凝土前应清底，孔底沉渣应清初干净。十、安全及环保要求1、施工安全措施⑴作业人员必须持证上岗，作业人员必须戴安全帽，施工现场严禁穿拖鞋等。严禁违章作业和违章指挥。⑵现场立警示牌，成孔后未灌注混凝土前，孔口应设专人看管，防止人员意外掉落孔内。混凝土灌注完成后，孔口设防护栏杆或安排专人指挥附近过往车辆及人员。⑶作业前检查桩孔及施工工具，所有电气设备必须装有漏电保护装置。⑷严禁酒后作业。⑸遇有异常情况，应立即通知现场管理人员，不得擅自处理，严禁冒险作业。⑹工地一切电器设备，均由电工负责安装、维修,严禁非专业人员 拆、修、装电器设备。⑺施工现场电源线路，必须按’三相五线"制，TV・S系统要求布置，并按“三级配电I二级漏电分级"分段保护。⑻工地一切电器设备，均由电工负责安装、维修，严禁非专业人员拆、修、装电器设备。必须一机一闸一漏一箱进行敷设。⑼电箱一律采用铁质电箱，电箱应有严密的防雨措施，安装位置合适，安装牢固，进出线整齐，拉线牢固，熔丝不得用金属代替，箱内不得放其它物品。㈣现场电源线路及电气设备，由持证电工负责安装维护，经验收合格后，方准投入使用。⑴）施工现场所有设备和机具必须做好保护接零。所有机械设备的传动部位,必须装设防护罩。（⑵使用起重机作业时，必须正确选择吊点位置，合理穿挂索具，试吊。除指挥及挂钩人员外，严禁其他人员进入吊装作业区。（⑶超长型构件运输中，悬出部分不得大于总长的1/4,并应采取防倾覆措施。（询钻架的滑轮要灵活（应采用滚珠轴承，滑轮直径不小于绳径的18倍，严禁使用轮缘已破损的滑轮。（⑸钢丝绳要勤检查，勤保养，断丝超过规定值的要及时更换，钢丝绳的卡子要经常检查，松动的卡子要及时补拧。（⑹起落钻头速度应均匀,不得突然加速，避免碰撞护筒和孔壁。㈣施工中要注意：风、水、电安全可靠，井孔周围清洁整齐，有足够的照明，交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺牢固。（⑻高空作业工作人员要戴安全帽,穿防滑鞋、栓安全带。'