作业指导书--桩基施工作业指导书

'桩基首件作业指导书一、编制目的本项目分部管段桩基共计有2518根，桩基按照桩长从几米到三十多米不等。桩基混凝土根据化学环境作用等级采用C30、C35、C40+密实剂等不同的耐久性碇施工。本作业指导书目的是为了明确承台首件工程■大陈江特大桥25#墩・7#桩基的施工的作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范我分部其他桥梁桩基施工作业，确保桥梁桩基的施工安全和施工质量。二、编制依据《杭长铁路客运专线浙江段“首件负责制”实施办法》沪昆浙安函[2011]50号。2.2铁四院下发的设计资料、设计图纸、设计文件。2.3《高速铁路桥涵施工施工技术指南》（铁建设[2010]241号）□2.4《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424・2010）。2.5《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010三、适用范适用于新建杭长铁路客运专线HCZJ-3标大陈江特大桥25#墩・7#桩基的施工作业，包括现场施工准备、护筒埋设、钻机就位对中、钻孔、成孔清孔检测、下钢筋笼、下导管、混凝土浇注。四、首件施工方法及工艺根据设计地质情况和现场勘查情况，桩基首件工程钻机选用冲击钻，施工工艺流程见下图。 桩基施工工艺流程图1.施工准备，初步放样修筑施工场内临时便道，使施工机具顺利进出。配备500kw变压器一台，提供试桩前期用电，200kw柴油发电机一台备用。施工用水取自附近水渠。清除桩基位置的杂物和淤泥夯实后整平，保证钻机在施工中平稳。就近开挖一处30m?基坑，作为泥浆制备循环池。然后根据复测合格，并上报批复的导线点及水准点用全站仪及水准仪定出桩位。放样结束后用钢尺对所放桩位进行相对位 置的校核，并做好护桩措施。2、护筒埋设护筒埋设是重要坏节，起到定位、导向作用，护筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，可以有效防止塌孔。护筒内径比桩径大400mm,护筒高度宜高出地面0.5m或施工水位2.0m左右，护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径确定，一般情况埋置深度宜为1-2mo护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实，埋设时位置要准确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差50mm,竖直线倾斜度不大于1%o护筒采用钢制护筒，护筒顶部焊加强筋和吊耳，并切割出水口。钻进过程中要经常检查是否发生偏移，并及时纠正。3、钻孔钻机就位后，立好钻架，对准桩位中心、调平钻机，拉好缆风绳。钻头直径比桩径小l-2cm,本次试桩钻头直径选用123cm。冲击钻一般适用于碎石类土、卵石、漂石、岩层中，采用实心钻头；在黏性土和砂类土层中一般选用管形空心钻锤。其工作原理为用冲击式装置或转扬机提升钻锥，上下往复冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣，使钻锥每次都能冲击到孔底新土。泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。(1)开钻前注意事项 吊钻的钢丝绳必须选用软性、优质、无死弯和无断丝的钢丝绳，钢丝绳与钻头的联结必须牢固。开钻前，应在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注碇的凝,必须等邻孔碇灌注完毕并达到一定的强度（一般2.5MPa）后方可开始钻孔。钻孔前钻机必须严禁在钻孔过程中钻机移位。（2）钻进时操作要点a.开孔时位置要准确，在整个钻孔过程中要保证钢丝绳与桩基中心线重合。b.钻孔作业要连续进行，钻进过程中，应做好相关的现场记录，包括钻孔记录（包括开钻、成孔时间，钻机型号，地质描述等内容X泥浆测试记录，地质取样资料。正常钻进时间间隔不能超过4小时，要随时控制泥浆稠度。要注意地层变化，在地层变化处均要捞取渣样（正常钻进每2m取一次，对于嵌岩桩,接近微分化时每0.5m取一次样，渣样提取后存放于小塑料袋中，并标明取渣时间、桩号、标高和渣样名称，判明后记入记录表，并绘制桩基地质柱状图bC•开孔时宜用小冲程，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。当钻进至护筒脚下3・4m后，可根据实际情况适当加大冲程。d.坚硬的漂石、卵石和岩层宜采用中、大冲程，松散地层采用小冲程。e.钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松绳，少量松绳，不打空锤的原则；孔内泥浆水平面应高出护筒脚至少0.5m以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低0.3m左右，防止泥浆溢出。f.冲击过程中要勤抽確,使钻头经常冲击新鲜地层；勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况。抽渣后应及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽確后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结；不能满足冲击要求的钢丝绳应尽快更换，以免发生掉锤及其它安全质量事故。钻头直径磨损严重（超过1.5cm）时应及时更换、修补，确保钻孔直径符合设计要求。g•冲击钻进过程中，也应严格控制泥浆的比重。一般土层泥浆比重控制在1.3左右，大卵石、漂石控制在4.4左右，岩层控制在1.2左右。泥浆比重过大 容易粘锤糊锤，进尺缓慢；过小宜坍孔或者磨损钻头。4、成孔检测、清孔钻孔深度达到设计要求后，对孔的中心位置、倾斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高等进行检查，填写终孔检查证，经监理工程师签证认可后，进行孔底清磴工作。为准确判定孔底磴是否清完，用一个带钎的测锤和平底测锤两次测孔，若两次测孔深度相同并与终孔数字相符时测证明孔磴已清理干净，否则还需继续清至达到要求，沉磴厚度不得大于规范要求的标准。清孔采取换浆法，清孔应达到以下标准：泥浆比重》1・1，含砂率V2%,粘度17-20s,孔内排出或抽出的泥浆手摸无2〜3mm颗粒；浇筑水下混凝土前孔底沉磴厚度＞5cmo清孔时间不宜过长，注意保持孔内水头在地下水位1.5-2.0m以上，防止坍孔。检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用中22的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（100cm）,长度为6mo检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器6米的长度判断其下放位置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。5、钢筋骨架的制作和安装钢筋笼加工在钢筋加工场集中加工成型，自制平板车拉运。钢筋笼在加工场制作完成经现场质检员检验合格后报现场监理工程师检验合格后方可使用。成孔清孔验收合格后，利用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内;当钢筋笼较长时,需分节制作，分节吊装、焊接接长，焊接采用双面搭接焊，焊缝长度不小于5d,并在钢筋笼主筋上焊上保护层。钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求：(1)钢筋骨架的制作应符合设计图纸要求和相关规定。(2)长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，基本原则不超过三段，应保证不变形、接头应错开。(3)骨架入孔一般用吊机，采用两点吊的方法。起吊应按骨架长度的编号 入孔。钢筋笼加工完成后及时进行验收，验收合格后在钢筋笼上挂上标牌，注明该钢筋笼的检验状态及使用部位。(4)在钢筋笼上端用q>16钢筋设置两根吊筋，吊筋的主要作用是控制钢筋顶面标高和固定钢筋。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块，在钢筋笼加强筋的四个方向均匀设置4块。(5)吊放钢筋骨架入桩孔时，待骨架同地面垂直后，检查其是否顺直。骨架进入孔口后，将其扶正，缓慢下降，严禁摆动碰撞孔壁。根据护筒上的标高点，推算钢筋笼顶端高处护筒顶端的长度，以此控制钢筋笼标高。骨架落到设计高程后，将其校正在桩中心位置并固定。钢筋笼吊装措施：(1)吊装时设专人指挥，司机与指挥人员必须密切配合，听从指挥人员的信号指挥。操作前，必须先鸣喇叭，如发现指挥手势不清或错误时，司机有权拒绝执行，工作中，司机对任何人发出的紧急停车信号必须立即停车，待消除不安全因素后方可继续工作。指挥人员关闭手机。任何人不得打扰指挥人员指挥。(2)吊车司机必须经过专业安全培训，并经有关部门考核批准后，发给合格证件，方准单独操作。严禁无证人员动用吊车。(3)吊车在运行时，严禁无关人员进入驾驶室和吊臂范围内。(4)在起吊钢筋笼时，应先将钢筋笼吊离地面20厘米左右，检查吊车的稳定性和制动器等是否灵活和有效，在确认正常的情况下方可继续工作。(5)吊车在工作时，作业区域，起重臂下，吊钩和被吊垂物下面严禁任何人站立，工作或通行。(6)吊车在工作时，吊钩与滑轮之间应保持一定的距离，防止卷扬过限把钢丝绳拉断或起重臂后翻。在起重臂起升到最大仰角和吊钩在最低位置时，卷扬筒上的钢丝绳应至少保留三圈以上。(7)当钢筋笼吊运至井口上方距地面1米以下时，摘挂钩人员才可到井口配合作业。(8)当第一节钢筋笼放至井内时，用2根钢管做为横档进行固定，摘钩。第二节钢筋笼吊至井口与第一节进行焊接时，第一节横档不能拆，第二节不摘钩。焊接人员进行焊接时戴安全帽，系安全带，带手套和面罩。 (9)吊车在工作时，不准进行检修和调整机件。工作完毕，吊钩和起重臂应放在规定的稳妥位置，将所有控制手柄放至零位方可撤离。(10)在吊装完毕，灌注之前，井口要加盖，恢复护栏和警示标志、警示灯。6、下放导管水下混凝土的灌注宜选择直径不小于20cm、壁厚不小于6mm的无缝导管，现场导管内径为26cm。钢筋笼安装好后，根据孔深安装导管，导管底部离孔底30〜50cm,并应符合下列要求：JrzlA、内壁光滑圆顺，内径一致，接口严密，中节长2m,底节长4m；B、使用前应试拼、试压、不得漏水，编号并自下而上标识尺度，连接螺栓的螺帽在上；C、按1.5倍孔底静水压力进行水密性试验，试验的导管长度为预使用的所有导管，导管全部连接好后，装满清水，然后一端封闭，一端接入带油表的空压机，最后加压，施压压力为孔底1.5倍的静水压力，保证灌注过程中不漏水和爆裂；D、导管长度根据孔深、操作平台高度等因素决定，漏斗底口至孔口距离应大于一节中间导管长度；E、导管组装后，其轴线偏差不宜超过钻孔深度的0.5%并不宜大于lOcmo7.二次清孔导管安装好后，在浇注混凝土前用射水法进行二次清孔，将孔底沉淀物翻动上浮，射水压力应比孔底压力大0.05Mpa,清孔时间为3~5min,桩底沉確厚度不大于5cm后，经监理工程师检查合格并签证后拆除气管，立即进行水下混凝土的灌注。&灌注水下混凝土（1）灌注水下碇是钻孔桩施工的重要工序，必须经过成孔质量检测和清孔检测（包括泥浆指标和沉磴厚度检测等）合格后，泥浆指标控制如下：泥浆比重控制在L1以内；含砂率控制在2%以内；黏度控制在20s；沉確厚度控制在5cm以内，沉確厚度计算方法为灌注前的孔底标高减去成孔孔底标高。所有指标合格后方可进行灌注工作，灌注的时间控制在初凝时间内，根据409#・12#桩长，灌注时间控制在180分钟左右。（2）混凝土由拌和站集中拌制，灌注时要提前向拌和站提供混凝土用量、 混凝土标号、准确的时间、施工地点及使用部位。搅拌站应根据项目经理部试验室提供的混凝土配合比严格控制。混凝土拌和物应具有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象，灌注时应保持足够的流动性。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和测定坍落度（坍落度宜为180-220mm）,并及时做好记录。如不符合要求时，应进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。（3）首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（>1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌和物下落后，应连续快速地进行灌注，中途不应停顿，要尽量缩短灌注时间。计算储料斗初储量1、V>nD2（H1+H2）+TTd2/4h1式中：V—首灌碇所需数量（m3）;D—S孔直径（m）；Hl—桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m;H2—导管初次埋深（m）取1m；d一导管内径（m）；hl导管内腔高度hl=Hwrw/rcj;Hw—泥浆深度（m）；rw—泥浆比重（KN/m3）；rcj一碇的比重（24KN/m3）；初储量不应小于Vo根据计算，灌注前泥浆比重按1.1控制时，20#-7#桩的初储量为2.398m3o（4）初灌采取剪球法，在导管里放置皮球，球的直径宜比导管内径小2-2.5cm,球面要光滑，并用盖子盖住漏斗下口，盖子与钢丝绳连接，当漏斗内储足首批浇筑的混凝土量后，吊车拉钢丝绳，提起盖子，使混凝土快速落下，迅速落至孔底并把导管裹住，在灌注过程中，应经常用标有尺度的测绳挂形测深锤，测探混凝土面上升高度（应派二人进行测探，取平均值），及时提拔导管，调整导管的埋置深度控制在2・6m范围内。任何时候，都应确保埋管不小于2m的要求。（5）当腔面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被腔顶托上升，可采月以下措施：可采取在钢筋骨架上口四周用钢管套上，顶在钻架上固定等措施来 阻止其上浮。尽量缩短碇总的灌注时间，防止顶层腔进入钢筋骨架时，腔的流动性过小。当碗面接近钢筋骨架时（lm左右），应保持深埋管，并徐徐灌入，以减小腔从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内腔面进入钢筋骨架底口4m以上时，适当提高导管，减少导管埋置深度（不得小于2m）,以保证骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加碇对钢筋骨架的握裹力。导管提升到高于骨架底部2m以上，即可恢复灌注速度。（6）在灌注过程中，应经常注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,并注意保持孔内水头。（7）导管提升过程中要注意尽量居中缓慢提升，防止挂卡钢筋骨架。并尽可能缩短导管的拆除时间。当导管提升到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管，（视每节导管和工作平台距孔口高度而定“此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的钓钩挂到待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口导管内，校好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟，要防止螺栓•橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全。已拆下的管节要立即冲洗干净，堆放整齐。在灌注过程中，当导管内碇不满含有空气时，后续碇要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。在灌注过程中，应防止污染环境和河流。(8)灌注的桩顶标高应比设计高lm,以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，保证桩头无松散层。在灌注将近结束时，由于导管内碗柱高度减小，压力降低，而导管处的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，如出现腔顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀物，使灌注顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管，形成泥心。(9)当灌注完的混凝土开始初凝时即可割断挂环，避免钢筋和混凝土的粘结力受损失。(10)地面以下部分的护筒在灌注混凝土后拔除。(11)灌注混凝土的同时，每根桩应按规定制作2・4组混凝土试块，标准养护28天后，及时提交混凝土抗压强度报告。 (12)有关碇灌注情况，灌注时间，碇面的深度变化，导管埋深，导管拆除及发生的异常现象应由专人现场进行记录。灌注腔时应做好应急预案措施，灌注过程中不得中断，尽量用最短的时间结束灌注。(13)破桩头：由人工采用风镐进行，要破至设计高程，要保持钢筋的完整，桩顶基本平整、干净。五、钻孔桩质量检验标准1・钻孔深度达到设计标高后，施工单位和监理工程师可采用专用仪器对孔径、倾斜度、孔深进行检查。当缺乏专用仪器时，可采用外径等于桩径，长度为4・6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内进行检测。2・清孔后的泥浆性能指标应符合规范要求。3.钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差应符合规范要求。4・灌注前的孔底沉淀厚度不大于5cm。5・混凝土到达一定的强度后，应按规定要求逐根进行无破损检测。桩径n设计桩径，桩长〉设计桩长。6・根据规范与设计要求，本工区为摩擦桩基采用超声波法检测。7・钻孔成孔质量标准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柱桩不小于设计孔深，并进入设计土层3孔位中心偏心群桩<1004倾斜度9%孔深5浇筑混凝土前摩擦桩S5cm（连续梁桥墩）6钢筋骨架垂直度骨架长度1%钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号项目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度±1002钢筋骨架直径±103主钢筋间距±10 4加强筋间距±205箍筋间距或螺旋筋间距±206钢筋骨架垂直度骨架长度1%六、对施工操作人员、施工机具的具休要求1・钻孔灌注桩施工要制定严密的操作工艺要求，人员要明确分工，合理搭配，尽量采用有施工经验的工人，要对所有操作人员进行具体的操作交底。工序之间衔接要紧凑，应有检查、签认、交接、时间等严格要求和记录。2・施工作业队配置的机具设备除满足工程需要外，还必须配备足够的备用设备（特别是发电机和水下混凝土灌注设备），并且必须保证设备的完好。施工期间机修工和电工应派专人进行值班。防止因设备配备不足和机械故障而出现意外事故。3・钻孔过程中应注意：开孔位置要正确，并始终保持垂直钻进，防止桩位偏差过大和桩倾斜现象的发生；要随时注意地质情况的变化，调整泥浆的比重和稠度，并保持孔内一定的水头高度，防止坍孔等事故的发生；现场应配备常用的检测设备（包括粘度仪、含砂率计和测深锤），对泥浆指标和孔深进行检测;钻进过程中遇到问题要及时进行处理；终孔后应会同监理人员对成孔情况进行检查和记录；废弃泥浆或沉淀物应进行处理，不允许随地排放，污染周围环境。4・灌注水下碗应注意：灌注前要测定泥浆指标和孔底沉淀厚度，不符合要求时应进行二次清孔；灌注的水下碗应具有良好的和易性和足够的流动性，坍落度要经常进行检测，防止因栓离析而产生卡管；首批灌注碇的数量要满足初次埋管深度的严格要求，灌注过程中腔上升面高度一定要探测准确（现场要备用多套测深锤），为控制导管的埋置深度提供依据；要采取措施防止钢筋骨架上浮；灌注作业应连续快速地进行，尽量缩短灌注时间，满足在首批腔初凝前灌注完的要求，否则易导致栓顶升困难。5・灌注桩施工过程中，项目部技术人员在场全面控制，施工队负责人员应始终在现场指挥作业，派专人做好原始记录。施工中的各种原始记录填写应规范、完整和准确，严禁造假。并及时收集、整理、归档和进行签认。6・钻孔灌注桩施工实行首件认可制度。通过首件认可，确定机具和人员合理搭配，确定各种施工参数。改进在机具使用和施工管理上暴露出来的薄弱环节。 7・施工过程中遇到重大问题应及时向分部汇报。七、质量、安全及环保质量保证措施：各施工作业队要明确质量责任人，落实质量责任制，各个环节要落实到人。严格按设计文件和有关技术规范要求组织施工。明确工程的技术负责人和相应的施工操作人员，建立施工质量管理的有关制度和岗位职责。组织参加施工的有关人员进行技术培训和技术交底，熟悉钻孔灌注桩的施工的工艺过程。安全保证措施：(1)钻机钻进时，孔口人员应集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必须牢固垫稳，操纵岗位不得离人。(2)搬运钻杆或抬导管、钢筋笼应由专人统一指挥。(3)钻孔应一次成孔，不得中途停顿，因故停钻时，孔口应加护盖，以防掉人、落物。钻进时，起落钻头速度要均匀，孔内出渣应及时清理。成孔后的孔口要设盖，成桩后的负孔要及时回填，防止人、物掉入孔中(4)拆、安钻杆，人工操作过程中要注意安全，严禁用机械动力拆安钻杆。(5)钻机及相关器械应符合设计要求，用前要专人检查，使用中要定部位、定工序、定人员各负其责，加强维修保养，用后专人检修保管。(6)钻机的卷扬机钢丝绳在卷筒上排列整齐，卷绕钢丝绳时，工作人员不得在其上跨越。卷扬机卷筒上的钢丝绳不得放完，至少保留三圈，严禁人拉钢丝绳卷绕。(7)本桥附近村舍、行人较多，注意泥浆池围挡、夜间照明及警示标志等设施的完善和完好，防止人、物掉入池中。钻孔灌注桩是本合同段主要环保监控部位，在施工过程中要做到不乱排乱堆，要设置完善的泥浆循环系统。灌注混凝土过程中作废的混凝土不得乱倒，清洗导管、罐车的废水要排到指定的地方。 目录—、编制目的1二、编制依据1三、适用范围1US1、施工准备，初步放样22、护筒埋设33、钻孔34、成孔检测、清孔55、钢筋骨架的制作和安装56、下放导管77、二次清孔7 8、灌注水下混凝土8五、钻孑L桩质量检验标准10六、对施工操作人员、施工机具的具体要求11七、质量、安全及环保12'