反循环钻孔灌注桩施工技术交底04075.doc

昌赣客运专线站前工程清风山溪特大桥反循环钻孔桩施工技术交底昌赣客运专线站前工程CGZQ-2标二分部 中铁四局集团昌赣客专CGZQ-2标项目部二分部技术交底签收表交底复核日期交底名称反循环钻孔桩施工技术交底交底接收人签字姓名日期姓名日期领导批示：窗体顶端窗体底端 技术交底书表格编号清丰山溪特大桥钻孔桩施工技术交底项目名称昌赣客专2标二分部共12页交底编号CGZQ-2-02（桥）-Ⅲ-工程名称昌赣2标二分部设计文件图号昌赣客专施（桥）-06施工部位昌赣2标二分部钻孔灌注桩交底日期2015年10月15日交底内容：一、适用范围本交底适用于南昌至赣州铁路客运专线清丰山溪特大桥钻孔桩施工，管段内钻孔桩均为摩擦桩，，交底范围为反循环钻孔桩施工。二、反循环钻进工艺流程（见下图） 三、施工过程及问题处理1、施工过程（1）测量定位，用测量仪器按桩位坐标放出桩位点，点位精度应复核规范要求。（2）由施工作业班组，将护桩埋设于桩周边，呈十字，十字中心与桩位中心重合，护桩埋设于桩机就位时不会破坏的牢固地点，护桩采用砂浆或砼包裹；严禁在钻孔过程中随意破坏或改动护桩位置。（3）钻机就位，根据测量放样确定的桩位；施工平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。（4）护筒埋置：护筒内径比桩径大40cm，护筒埋置深度符合下列规定：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实的土层中至少0.5m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上2.0m。护筒中心与桩中心基本重合；也可采用锤击施压将护筒打入预定的位置，护筒的倾斜度及与桩的中心位置很难保证。护筒加固：钢护筒与孔壁之间空隙回填粘土压实封口，护筒口顶下20--30cm位置焊10号槽钢或钢板卷制加固，下垫枕木，或者在护筒周围码砌两层沙袋，以保证护筒在承压状态下不产生在下沉。护筒本身要求护壁不漏水、坚固，可循环适用。（5）钻孔①钻机就位前，应对主要机具及配套设备进行检查、维修。放置钻机的起吊滑轮线、钻头和钻孔中心线三者应在同一铅垂线上，其校核偏差不得大于2cm。②钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进速度、钻进压力及适当的泥浆比重。③开钻时，应将钻头提高距孔底20-30cm将真空泵加足清水，启动真空泵把水引到泥石泵后，启动泥石泵把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，启动钻机慢速钻进。当一节钻杆钻完时，停止转盘，并使反循环延续工作至孔底沉渣基本排净（约1-3min）,然后关闭泥石泵接长钻杆，经检查一切正常后继续钻进。在粘土中钻进时，用一档转速，放松吊绳，自由进尺。在砂砾层中钻进时，采用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。④钻孔作业必须连续进行，不得中断。因特殊情况必须停钻时，孔口应加保护盖，并严禁钻头留在孔内，以防埋钻。⑤经常检查泥浆的各项指标泥浆池:选用膨润土配制优质泥浆。根据地层情况及时调整泥浆性能，泥浆性能指标如下： 泥浆比重：反循环钻机泥浆比重可为1.05～1.15。粘度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。PH值：大于6.5。二次清孔后灌注前泥浆指标为：泥浆比重：不大于1.1粘度：在17s～20s含砂率：不大于2%。⑥开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。钻进过程中，每进尺5-8m，检查外孔直径和竖直度。用圆钢筋笼吊入孔内，使圆笼中心与钻孔中心符合，如上下各处无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。每钻进2m或地层变化处，应捞钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对，如有和设计地质层不符的及时与现场技术员联系，收集渣样，及时向指挥部提交变更申请。⑦当钻孔深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，确认满足要求后，立即填写终孔检查证，并经监理工程师认可，方可进行孔清理和灌注水下混凝土的准备工作。⑧及时填写资料，即钻孔桩原始记录，确保每根桩一份资料，及时备案（6）、清孔①采用抽浆法清孔。可在终孔后停止进尺，钻头提升5~10cm，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣10-15分钟，使孔底钻渣清除干净。②清孔注意事项：在清孔排碴前必须保持孔内水头，防止坍孔，孔底沉淀物的厚度不得大于10cm，提前作好灌注水下混凝土准备工作，缩短清孔至灌注水下混凝土时间。③不得用加大孔深的方法代替清孔，如有类似情况，项目部将严肃处理。（7）钢筋笼安放钢筋笼下放前对孔型进行检查，检查采用检孔器（探笼），探笼长度为4-6倍桩径，采用钢筋或型钢制作，并要求具备一定的质量；当探笼下放顺利到孔底口，提起探笼方可进行钢筋笼下放。 钢筋笼利用汽车吊进行吊装，孔口焊接。为保证骨架起吊骨架不变形，采用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点至上三分点之间。起吊前在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与每二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，停止第一吊点，继续提升第二吊点，随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直至骨架同地垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直。如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁，逐个解下杉大杆的绑点，当骨架下降到第二吊点与孔中接近时，用型钢穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支撑于孔口，将吊勾移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加强箍筋处，按上述方法设临时支承，此时再吊来第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，进行连接。连接时采用单面焊，连接牢固后。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm，钢筋笼焊接质量应符合规范及设计要求：单面焊接长度不小于10d，双面焊接不小于5d，焊缝宽度不小于0.8d,焊缝厚度不小于0.3d，焊缝应饱满，不得漏焊、假焊、烧伤等。钢筋笼焊接完成经现场技术人员及监理工程师确认后方可下放。（8）导管安装钢筋笼安放完成后安装导管，导管应符合以下要求：导管采用φ30钢管，每节2～3m,配1～2节1～1.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置，导管链接时应注意接头处是否有橡胶垫圈。导管安装后，其底部距孔底有250～400mm的空间。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力的1.5倍；循环使用导管4～8次后应重新进行水密性试验。（9）二次清孔 二次清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，清孔后灌注前泥浆比重不大于1.1，泥浆含砂率不大于2%，泥浆黏度17～20s孔底沉渣厚度：摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。自检合格后报监理工程师验收，合格后方可进行水下砼灌注。（10）砼灌注灌注前再次检测沉渣厚度，沉渣厚度超过允许值20cm需再次清孔，直至满足要求；灌注采用罐车直接下料或采用输送泵输送至料斗。砼坍落度要求180-220mm，和易性良好；灌注前对每一车砼进行坍落度试验并制作砼试件，每根桩砼试件不少于两组。首批砼量不仅满足封底还需使导管具有1m以上的砼埋深，灌注过程中保证导管具有2～4m埋深，直径1m孔桩首批混凝土不少于2m³，直径2m孔桩不少于5.3m³砼，封底成功后混凝土应控制放料速度，不宜过快，防止钢筋笼上浮，应连续灌注，中途不得停顿，应注意防止混凝土下落时形成高压气囊，影响灌注质量，尽量缩短拆管时间；每根桩灌注时间不应太长，宜在8h内完成，为保证桩顶砼强度，砼灌注到设计高程以上１.0m左右。砼灌注完成后，宜在砼初凝前将护筒拔出，导管清洗干净堆码整齐。砼灌注施工人员全程监控，顺利完成灌注，并填写水下砼灌注记录表，要求真实具有可追溯性。（11）泥浆清理钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆场，并做妥善处理。四钻孔桩常见事故的预防及处理。常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：1坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。1.1、坍孔原因①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。②、由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。③、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。④、在松软砂层中钻进进尺太快。⑤、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。 ⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。⑧、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。1.2、坍孔的预防和处理①、在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。②、发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。③、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。④、清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。⑤、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。2钻孔偏斜各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。2.1、偏斜原因①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石②、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。③、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。④、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。⑤、钻杆弯曲，接头不正。2.2、预防和处理①、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。②、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。③、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。3掉钻落物 钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。3.1、掉钻落物原因①、掉钻落物原因卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆超负荷或疲劳断裂。②、钻杆接头不良或滑丝。③、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。④、转向环、转向套等焊接处断开。⑤、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。3.2、预防措施①、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。3.3、处理方法掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。4糊钻和埋钻糊钻和埋钻常出现于反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。预防和处理办法：对反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。5.扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。 缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后须立即灌注,以免桩身缩径或露筋.6、预防办法①、应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。②、选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。③、用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。④、出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。7外杆折断常见于旋转钻机。7.1、折断原因①、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。②、钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。③、钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。④、地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。⑤、孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。7.2、预防和处理①、不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。②、钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。③、钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。④、在钻进中若遇异物，须以处理后再钻进。⑤、如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。8钻孔漏浆8.1、漏浆原因① 、在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。②、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。③、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。④、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。8.2、处理办法①、凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。②、属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。9、钻孔桩断桩常见事故及处理9.1首批混凝土封底失败9.1.1事故原因和预防措施⑴导管底距离孔底大高或太低。原因：由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1米以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。预防措施：准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。⑵首批砼数量不够。原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。⑶首批混凝土品质太差。原因：首批砼和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。⑷导管进浆。导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。9.1.2处理办法首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。 9.2供料和设备故障使灌注停工9.2.1事故原因和预防措施原因:由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。预防措施：施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。9.2.2处理方法⑴如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔。⑵如断桩距离地面较浅，可采用接桩。⑶如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。9.3灌注过种中坍孔9.3.1事故原因和预防措施原因：由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。预防措施：详见第6节9.3.2处理办法⑴如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。⑵如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。9.4导管拨空、掉管。9.4.1事故原因和预防⑴导管拨空原因：由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。预防措施：应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。⑵掉管原因：导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。预防措施：每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。9.4.2处理办法⑴混凝土面距离地面较深时应重新成孔。⑵混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。9.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。 9.5.1事故原因⑴混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝土流动性变小。⑵混凝土和易性太差。⑶导管埋深过大。⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低。⑸导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。9.5.2补救措施：⑴提起导管，减少导管埋深。⑵接长导管，提高导管内混凝土柱高。⑶可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。9.6灌注高度不够9.6.1事故原因和预防原因：测量不准确；桩头预留量太少。预防措施：可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。9.6.2处理办法挖开桩头，重新接桩处理。五、质量控制标准表1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3孔位中心偏心群桩≤504倾斜度≤1%5浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩≤200柱桩≤50 表2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钢筋骨架外径±103主钢筋间距±104加强筋间距±205箍筋间距或螺旋筋间距±206钢筋骨架倾斜度0．5%7骨架保护层厚度±208骨架中心平面位置209骨架顶端高程±2010骨架底面高程±50六、基本要求⑴桩身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外掺剂及混合材料的质量和规格必须符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。⑵成孔后必须清孔，测量孔径、孔深、孔位和沉淀层厚度，经现场技术人员确认满足设计或施工技术规范要求后，方可灌注混凝土。⑶混凝土灌注前对导管进行拼接、承压、密封和接头等试验，确认满足设计或施工技术规范要求后，方可灌注混凝土。⑷混凝土应连续灌注，严禁有夹层和断桩。⑸伸入承台的钢筋长度不得低于设计规范规定的最小锚固长度要求（45d+5cm），吊筋长度严格按照标高交底控制。说明：如有疑问请及时联系技术组