《工程施工土建监理建筑监理资料》钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底

新建铁路北京至上海客运专线工程（ZJJTJH05-002）钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底编制：审核：批准：中交集团京沪高速铁路六合同段五工区二作业区二○○八年三月一日 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底根据《客运专线铁路桥涵施工技术指南》(TZ213-2005)及《桥涵工程施工质量验收暂行标准》，结合京沪高速铁路工程的具体要求，钻孔灌注桩采用旋挖钻机和回旋钻机成孔的工艺，为确保钻孔施工符合现行施工技术指南和验收标准的要求，对钻孔分项工程进行交底如下：1、施工准备①开工前应具备桥位区工程地质资料和必要的水文地质资料以及经审核同意使用的施工图纸。②对施工现场环境和邻近区域内的地上地下管线（高压线、通讯线、管道、电缆、光缆等）、地下构筑物、文物古迹、危险建筑等进行详细的调查，确保不影响现场的施钻工作。③进一步熟悉和了解钻孔施工机械及其配套机具设备的技术性能和状况，主要包括旋挖钻机、各式钻头、泥浆泵、泥浆搅拌机、空压机、装载机(钻渣外运)、自卸汽车（钻渣外运）、护筒等，并对其进行全面的检查、保养和整修，保证全部机械设备的各项性能指标满足工程需要和能够正常使用并备足易损部件，同时准备数量充足的膨润土、烧碱等造浆原材料。④合理规划布置施工便道，保证旋挖钻机及其它的施工机械安全就位和方便钻渣的及时外运，并保证在施工中不相互干扰。⑤合理布置钻孔施工的用水、用电设施以及泥浆池、排渣等其它设施，全面满足施工工作的要求。⑥开挖砌筑泥浆池、沉淀池，因根据图纸及现场调查，每2个墩位为一个单元在中部设置一个泥浆池，其大小宜为15m×5m×2m，泥浆池的长边垂直于桥向布置，相邻处设置沉淀池，沉淀池大小宜为15m×5m×2m，沉淀池和泥浆池在顶面1m以下高度处联通，以便泥浆循环使用和保证泥浆质量。四周用钢筋管做成安全围护栏.并设置明显、醒目的标识，以防人员误入池内，造成危险因素。⑦对桩位处的场地进行平整，清除杂物，必要时进行换除软土并进行碾压处理,保证场地地基有一定强度，防止钻机沉陷。⑧与项目部测量人员联系测设桩孔的位置，根据桩位中心点拉“十”字线引出四个控制护桩，每个方向两个,并对护桩做好保护工作，防止施工过程中扰动，护桩作为后续工程准确就位的基准。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底⑨钻机进行就位，就位前检查、维修钻机各部位，一切正常后，利用其自行装置缓慢行走至桩位处，调整钻机的方向至适当位置，以不妨碍其它作业施工为宜，同时用装载机将所需钻头运至钻机旁。2、护筒安装根据本桥的地质资料，桥位区的大部分桩孔位置的表层存在厚砂层，埋设护筒时需要对护筒加固处理，才能开孔钻进，在正式施钻前对护筒有关要求如下：①护筒采用钢护筒，用厚度不小于10mm的钢板卷制，护筒顶端设15cm宽的钢板条加劲箍和吊环，护筒内径比桩径大20cm为宜，高度不小于2m。②根据护筒的直径和埋置深度，在钻头安装扩孔器或用稍大直径(Φ150cm)的钻头开孔，钻至要求深度后，用钻机的副卷扬机吊勾将护筒吊起慢慢放入孔内。③在护筒就位的过程中，中心偏差通过“十”字护桩进行控制，即下护筒的过程中，随时测量护桩到护筒边缘距离的变化，根据事先计算的结果进行尺量调整，将护筒中心与桩中心调整到规范允许之内，同时用水平尺调整护筒的竖直度满足验收标准要求。④护筒就位后，应保持护筒顶面高出地面30cm为宜,并用4%左右的灰土将护筒周围回填夯实，以防孔口坍塌和地表水流入孔内。⑤护筒埋设回填密实后，沿十字护桩进行挂线，在与护筒相交处作好标记，量测出十字交点（钻孔桩中心）至护筒标记点的距离，并认真填写护筒偏位记录。3、泥浆制备①钻孔采用泥浆护壁的工艺，为控制泥浆的含砂量，配制时选用优质膨润土并掺入适量的碳酸钠、烧碱等配制低比重的泥浆，不能使用孔内原土造浆。②泥浆的性能指标应根据地质情况确定，制作前应进行泥浆配合比的试验，在确保泥浆的各项性能指标满足使用要求后，采用泥浆搅拌机进行拌制，存储在泥浆池内，造浆后应试验全部性能指标。③根据《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》及桥位区的地质情况，泥浆的性能指标应符合以下要求，并在施工中根据地质情况进行调整，以满足施工需要为原则。泥浆比重：1.05～1.15。黏度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。④泥浆循环利用，现场设置泥浆池和沉淀池(设置要求如前述)，拌制的泥浆和混凝土灌注时孔内溢出的泥浆均排至沉淀池内，经沉淀后用于下一钻孔护壁。4、旋挖钻机钻孔施工①按既定的施工顺序进行桩孔的施钻工作，未经同意不可擅自改变施工顺序而随意进行桩孔的施钻。相邻墩台位的桩孔采用逐墩位交替施工，以便减少钻孔作业和混凝土灌注作业的相互干扰。相邻墩台位的桩孔施工顺序见《钻孔桩施工顺序示意图》，桩孔的施工顺序为1→1’→2→2’→3→3’→4→4’→5→5’→6→6’→7→7’→8→8’→9→9’→10→10’。36147258441’2’6’3’7’9’5’⒑’8’4’1263795⒑843614725844(n+1)#墩n#墩钻孔桩施工顺序示意图②启动旋挖钻机进行钻杆起立、安装钻头及调垂工作，旋挖钻机进入进入工作状态，检查各项仪表和显示器的工作画面，确保旋挖钻机的工作状态正常。③移动旋挖钻机使钻头中心与桩位中心对中，对中通过钻头底部中心钻齿的尖部与护桩交出的桩位中心进行控制，桩位中心通过“十”·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底字护桩拉线交出，两点处于同一铅垂线上的偏差在验收标准允许偏差范围内即为对中完成，对中完成后设置钻机的平面位置记忆系统记住工作位置保证工作中自动对中归位，同时采用钢板尺进行复测，做好钻机就位的偏差记录。④开孔时，将钻头慢慢下落到地表高程时，通过电脑控制按钮将深度显示仪调整为零，以便钻进过程中跟踪钻孔深度。然后再将钻头放入护筒(护壁)内，正向旋转开始钻进。⑤选用斗筒式钻头钻进时，当钻斗提出孔外移至机侧以后，继续缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻斗上的顶压板的顶压杆下压，通过与顶压杆相连的连接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完后，再将钻斗下落至地面，关闭底盖。⑥遇有坚硬地层，斗筒式钻头钻进困难时，换用锥形螺旋钻先将土层松散，再换用斗筒式钻头进行掏渣，如此往复，直至通过坚硬地层。⑦施工过程中应通过钻机本身的三向控制系统反复检查成孔的竖直度，确保成孔质量。钻孔过程中，应经常观察主机在地面和支腿支撑处地面变化情况，发现下沉现象应及时停机处理，保证旋挖钻机始终处于自动调垂的工作状态。⑧钻孔过程中随着孔深的增加向孔内应及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头：高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m，保持足够的泥浆压力，防止孔壁坍塌。钻孔时要随时检验孔内不同部位的泥浆比重和含砂率，并填写泥浆检验记录表，此外还要随时注意地质变化，准确判断地层情况，防止对地层的误判导致坍孔等事故的发生，并根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标和钻进工艺，以保证成孔质量。⑨钻孔应连续进行，因故停钻时，应注意保持孔内泥浆比重，经常检查桩孔周围地表土的变化情况，防止孔壁坍塌。钻孔完成后，应尽快浇筑混凝土。⑩钻孔过程中应做好各种记录。旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度、孔底标高、地质描述、净钻孔时间及停钻原因等；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制桩孔地质剖面图，每处桩孔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标高位置和取样时间以及记录人姓名；钻孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请项目部施技科和监理进行现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，及时报项目部技术人员测量孔深及沉渣厚度。5回旋钻钻孔施工回旋钻钻机同旋挖钻机相比具有以下特点：1）、自重轻，更适合于在承载力小的平台上施工，但成孔速度较慢。2）、产生的泥浆较多，不利于环保。3）、可以钻挖长桩径的桩基。其施工工艺同旋挖钻基本相同。其操作要点及注意事项如下：1、开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。2、在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进；在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进；在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。3、钻进过程中，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3～5m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。4、检测孔深、倾斜度、直径和清孔：钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。在吊放钢筋笼之前，须对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底5、由于泥浆量较多，须考虑较大的泥浆池和沉淀池。对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。6、清孔及成孔检测①钻孔达到设计的钻深后，必须核实地质情况，同时应将孔底松散的钻渣清除干净，即将钻头放至孔底后进行原位空转后，提起钻杆卸落钻渣终孔。终孔时须提前通知现场主管技术人员以便终孔时立即进行测量孔深，该孔深为无沉渣的实际钻深。1.23m0.6m3.0m0.3m检孔器示意图②沉淀一段时间后在吊装钢筋笼之前采用掏渣法进行清孔，采用旋挖钻机将筒式钻头下至孔底进行掏渣，掏渣至终孔时的孔深时钻头进行空转清除孔底散落松渣。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，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s；浇注砼前孔底沉渣厚度不大于20cm（摩擦桩）。③清孔完成后进行成孔检测，对桩孔平面位置通过护桩拉线进行复测，对孔径、孔深、倾斜度、沉渣厚度的检测采用专业的电子检测仪进行检测，并与检孔器、测锤法简易法检测配合使用，确保成孔质量达到验收标准的要求。④采用专业的电子检测仪进行检测时由经培训的专业人员按照检验规程进行检验，采用检孔器、测锤法简易法检测时应符合以下要求：⑴检孔器采用Φ25钢筋制作，其外形似小形钢筋笼，要有一定的刚度，防止在使用过程中发生变形，同时制作必须规则，减少周壁突出，防止在检孔过程中对孔壁造成破坏。对于1.25m的桩径，检孔器外径取1.23m，有效段长度为3m。⑵·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底孔径检测：在钻孔成孔后，钻机移位，采用吊车将检孔器放入孔内，检孔器进入孔内后，利用护桩放样中心点，通过吊绳进行检孔器对中。检孔器对中后，上吊点必须位置固定且在整个检孔过程中不能变位，否则重新对中。检孔器在孔内下落时，靠自重下沉，不得借助其它外力。如果检孔器能在自重作用下顺利下至孔底(检孔器系有测绳)，则表明孔径能满足设计桩径要求。如果在自重作用下不能下至孔底，则表明孔径小于设计桩径，则应重新扫孔或重钻至满足设计桩径要求。⑶竖直度检测：当检孔器在孔顶对中下落后，通过在护筒(壁)顶观测吊绳相对于护桩放样中心点偏移情况，可计算成孔后孔的倾斜度，如下图所示。桩孔竖直度：式中：K—桩孔竖直度，%E—桩孔偏心距，mH—检孔器下落深度,m根据几何关系可得：∴式中：e—护桩放样中心点与吊绳偏差值，mh—吊点到护筒顶高度，m其余符号意义同前。根据以上公式进行桩孔竖直度的检测，为保证检测的精确性，可视情况对H/2、H/4等处进行检测，计算相应孔深的竖直度。⑷测锤法检测孔深、孔底沉渣厚度：测锤的制作需符合以下要求：测锤用铁铸成圆锥形，平底，锤底直径15cm左右，高22cm，重量5kg。测锤顶端系上测绳，把测锤慢慢沉入孔底，凭人的手感判断沉渣的顶面位置，此时，读出测绳上的深度值，与终孔时的深度值相比较即可得出沉渣厚度。在终孔时立即进行检测，测绳的深度即为孔深。7、钻孔异常处理·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底7.1在卵石层中的钻进对于粒径较小的卵石层采用斗式钻头慢速钻进，粒径较大的卵石层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣，如此往复，直至穿过卵石层；对于深度较浅的卵石层可采取人工直接开挖的方法穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。7.2卡埋钻具发生原因：卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故，在施工过程中要采取积极主动的措施加以预防，一旦出现事故，要采取有效措施及时处理。卡埋钻具的预防措施如下：①较疏松的砂卵层或流砂层，孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。钻进至砂层后,钻机操作要慢提,轻放,不要强行加压。②粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以，在这类地层钻进要控制一次进尺量，一次钻进深度最好不超过40cm。③钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径，钻筒外壁与孔壁间无间隙，如钻进过深，则易造成卡钻。所以，钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上，边齿、侧齿应加长，以占钻斗筒长的2／3为宜，同时在使用过程中，钻头边齿、侧齿磨损超过15mm后要及时修复。④因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长，导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。因此，平时要注意钻机本身的及时保养和维修，同时要调整好泥浆性能，使孔底在一定时间内无沉渣。卡埋钻具的处理措施如下：①直接起吊法，即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。②钻头周围疏通法，即用反循环或水下切削等方法，清理钻筒四周沉渣，然后再起吊。③高压喷射法，即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射，直至两孔喷穿，使原孔内沉渣落入小孔内，即可回转提升被卡钻头。④护壁开挖法，即卡钻位置不深时，用护筒、混凝土等进行护壁，人工直接开挖清理沉渣。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底7.3坍孔发生原因：泥浆比重太小或其它泥浆性能指标不符合要求，护筒埋设不稳固或漏水，钻头撞击孔壁，孔内水头压力不够或补浆时泥浆冲击孔壁。坍孔的预防和处理措施：　　①准确判断地层情况，及时调整泥浆的性能指标。在松散的粉砂土或流砂土中钻进时，应控制一次进尺深度并选用较大比重、粘度和胶体率的泥浆。②护筒埋设时周围用灰土夯填密实，确保护筒稳固和不漏水。钻头下放时待正确归位后再行慢速下放，防止钻头撞击孔壁。③开孔即发生孔口坍塌时，立即拆除护筒并回填，重新换用长护筒加深埋设后再行钻进。④如发生孔内坍塌，应判明坍塌位置，回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1～2m再继续施钻，如坍孔严重应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。⑤补浆时应指定专人进行，防止冲刷孔壁，保证钻孔内必要的水头高度和压力。7.4钻孔偏斜产生原因：①钻孔中遇到较大的弧石或探头石。②在有倾斜度的较硬地层交界处、岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻斗受力不均。③施工过程中钻机底座产生不均匀沉陷没有通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，导致钻机发生倾斜。钻孔偏斜的预防和处理措施：①遇有弧石或探头石以及在有倾斜的软、硬地层钻进时，应低速钻进。②钻机就位前将场地平整压实，钻进过程中经常观察钻机底座，防止地基沉陷导致钻机倾斜，超出钻机自动调垂的倾斜范围，施钻时反复检查成孔的竖直度，确保钻孔的竖直性。③·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底发现钻孔倾斜后，立即通过调整钻机的垂直控制系统，上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时回填粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续缓慢钻进进行就纠偏。7.5孔形不规则：孔形不规则，主要表现在扩孔和缩孔，扩孔实质为孔壁坍塌未处理而造成严重后果的孔，应按坍孔事故预防和处理。缩孔产生的原因：①斗筒在钻孔中，斗筒下缘的保证孔径的凸块补焊不及时，严重磨耗导致钻出的孔较设计桩径稍小。②由于地层中夹有软塑土，遇水膨胀后孔径缩小。缩孔的预防和处理措施：①经常检查斗筒凸块的磨损情况，并及时进行补焊，以保证孔径的准确性。②用斗筒上下反复扫孔的方法扩大孔径，并尽可能缩短从成孔到灌注混凝土的时间。8、质量要求钻孔允许偏差应符合下表要求：钻孔允许偏差表序号项目允许偏差1护筒平面位置50mm倾斜度1%2孔位中心50mm3倾斜度1%9、安全注意事项①旋挖钻机操作人员必须经过培训，其它人员不得擅自进行钻机的操作。②钻孔过程中，非相关人员不得进入钻机作业半径范围，防止机械伤人。③桩孔周围必须规整平顺，泥浆、杂物必须清除干净，防止将工作人员绊倒造成事故。④泥浆池、沉淀池周围必须设有防护设施。防护设施说明如下：在泥浆池的四个角打入φ5的6m木桩，横挡用两排竹竿作维护，用铁丝绑扎在木桩上，用丝网进行维护，再用彩条旗维护做警示，确保安全。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队 丹阳至昆山特大桥钻孔灌注桩基础钻孔分项工程施工技术交底⑤成孔后，暂时不进行下道工序的孔口必须设有安全防护设施和警示标志，并有人看守。⑥配电箱以及其它供电设备的设置必须符合安全用电的要求，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须架空且设有漏电开关。⑦吊车及钻机工作之前必须进行机械安全检查。⑧吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。⑨现场设一名专职安全员负责施工的安全工作，根据项目部的安全要求对现场的施工安全进行监督，发现安全隐患及时制止并予以纠正后方可正常施工。⑩其它安全注意事项要符合项目部有关安全施工文件的相关要求。10、环保注意事项①钻碴要及时运出工地，弃到设计指定的弃碴场，弃碴场要设挡护，防止水土流失，以达到环境保护的要求。②为防止泥浆对周围环境的不利影响，废弃泥浆必须外运弃置于弃土场。③夜间施工要注意防止噪声影响居民和职工的正常休息。④施工机械车辆要行走施工便道，不可任意行驶，便道要经常洒水降尘。⑤其它环保注意事项要符合项目部有关环境保护文件的相关要求。·12·中交建设集团六合同五工区二作业队