回旋钻作业指导书

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1、3 回旋钻灌注桩作业指导书1 工艺概况明确回旋钻钻孔桩施工作业的工艺流程、 操作要点和相应的工艺 标准，指导、规范桩基作业施工。按照泥浆的循环方式，旋转钻机可 分为正循环和反循环两种成孔工艺。正循环工艺适用于黏土、粉土、 砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。 反循环工艺适用于粘性土、 砂 性土、卵石土和风化岩层，但卵石粒径少于钻杆内径的 2/3 ，且含量 不大于 20%。本作业指导书适用于中铁十四局沪昆铁路客运专线贵州段 CKGZTJ-7标段桥梁工程回旋钻灌注桩施工。2 编制依据 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 铁建设 2005160 号客运专线铁路桥涵工程施工技术指南 TZ213-7

2、005 沪昆铁路客运专线施工图设计文件3 作业内容回旋钻灌注桩的主要作业内容有平整场地、 测定孔位、埋设护筒、 钻孔、第一次清孔、 钢筋骨架的制作和吊放、 导管安装、第二次清孔、 灌注水下混凝土。4 材料要求选用的钢筋、水泥及粗、细骨料等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验混凝土配合比应满足设计要求， 并严格按照监理批复的施工配合 比施工。5 施工工艺流程及工艺要求回旋钻机钻孔施工工艺流程见图 1。图 1 回旋钻机钻孔施工工艺流程图5.1 施工准备5.1.1 钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡 坡、水中或淤泥中时，用枕木或型钢等搭设工作平台，平台必须坚固 稳定，能承受施工

3、作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能 安全进、出场。5.1.2 埋设钢护筒，护筒内径比桩径大 20cm，护筒顶面高出施 工地面 2030cm。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。岸滩上埋设护筒， 在护筒四周回填黏土并分层夯实； 护筒顶面中心与 设计桩位偏差不大于 5cm，倾斜度不大于 1%。5.1.3 开挖泥浆池， 如当地土质不适宜作为造浆材料， 可选用膨 润土、CMC、PHP、纯碱等配制优质泥浆。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：正循环钻机一般地层为 1.1 1.3 ；反

4、循环钻机泥浆比重可为 1.01 1.15 。粘度：一般地层 1622s，松散易坍地层 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 钻孔5.2.1 钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。5.2.2 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、钻进压力、钻 进速度及适当的泥浆比重。5.2.3 钻进过程中及时滤渣， 同时经常注意地层的变化， 在地层 的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计 提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。5.2.4

5、钻孔作业保持连续进行，不中断。5.2.5 经常检查泥浆的各项指标。5.2.6 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。5.2.7 当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形 等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地 监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。5.3 清孔5.3.1 根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式5.3.2 清孔时注意事项：清孔标准符合设计及规范要求，即：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%，粘度 1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度

6、不大于 5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。5.4 钢筋笼制作、安装 钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和 安装，符合要求。钢筋骨架的保护层厚度需用与桩基混凝土同标号的 圆形混凝土垫块。设置密度按竖向每隔 2m设一道，每一道沿圆周布 置 4 6 个。对于孔深较大的桩基， 钢筋笼需要现场焊接的， 钢筋笼分段长度 不宜少于 12 米，以减少现场焊接工作量。现场焊接须采用单面帮条 焊接。钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊， 为保证骨架不变形， 须用两点吊： 第一吊点设在骨架的下部， 第二吊点设在骨架长度的中 点

7、到三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二 吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第 二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地 面垂直，停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放，严 禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使 上下两节骨架位于同直线上进行焊接，焊接时应先焊顺桥方向的接 头，最后一个接头焊好后， 全部接头就可以下沉入孔，直至所有骨架 安装完毕。 并在孔口牢固定位， 以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现 象。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；

8、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。5.5 砼灌注5.5.1 安装导管导管采用 250-300 钢管，每节 23m,配12节 11.5m的短 管。吊装先试拼，并做水密承压和接头抗拉试验。导管连接应牢固、 封闭严密、上下成直线吊装，位于井孔中央。5.5.2 浇注混凝土前二次清孔高压风管吸泥清孔（见图 1.2-1 ）。以灌注水下混凝土的导管作 为吸管，高压风管设在导管内。 高压风管沉入导管内的入水深度至少 应大于水面至出浆口高度的 1.5 倍，且不小于 15m。图 1.2-1 高压风管吸泥清孔91 高压风管入

9、水深2 弯管和导管接头3 焊在弯管上的耐磨短弯管4 压缩空气5 排渣软管6 补水7 25输气钢管8 100钢管，长度大于 50cm风包9 孔底沉渣开始工作时先向孔内供优质泥浆（各项指标符合规范要求） ，然 后送风清孔。停止清孔时， 应先关气后断水，以防水头损失而造成塌 孔。送风量大小应严格控制。若导管直径为 25 厘米，则送风量需20m3/min，可采用 1 台 20m3/min 的空压机送入风管。风压可按下面 公式计算：H为风管口入水深度（ m）P=0.1H+0.5 清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度， 否则不可马上停止 送风，应先将风管或导管提升一定高度，才停止送风，以免稠浆渣将 风管

10、口堵塞。5.5.3 灌注水下混凝土 浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如超出 5cm，则利用导管进 行二次清孔， 根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式， 必要时 用高压风冲射孔底沉淀物。清孔完成后，立即浇注水下混凝土。计算和控制首批封底混凝土数量， 下落时有一定的冲击能量， 能 把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于 1m深。足 够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开， 是控制桩底沉渣， 减少 工后沉降的重要环节。桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注。 在灌注过程中， 导管的 埋置深度应控制在 26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即 时调整导管埋深。混凝土灌注过程中应严格控制

11、水灰比、 灌注数量， 以防止导管进 水灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。 如厚度超过规定， 可用喷射法向孔底喷射 3min5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首 批水下混凝土。箭球、拨栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混 凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。 如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。灌注开始后，应紧凑连续地进行， 严禁中途停工。再灌注过程中， 应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底， 使泥浆内含 有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内 混凝土下降和孔内水位升降情况， 及时测量孔内混凝土面高度， 正确 指挥

12、导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中， 逐步提升。 如导管法兰 卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后， 再移到钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除 1节或 2 节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度面定） 。此时，暂停 灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松 动导管的接头螺栓或快速接头， 同时降起吊导管用的吊钩挂上待拆的 导管上端的吊环， 待螺栓全部拆除或快速接头拆除后， 吊起待拆的导 管，徐徐放在地上， 然后将漏斗重新插入井口的导管内， 校正好位置， 继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、

13、橡 胶垫和工具等掉入孔中。 要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净， 堆放整齐。在灌注过程中， 当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土 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。 当混凝土面升到钢筋骨架下端时， 为防钢筋骨架被混凝土顶托上 升，可采取以下措施：尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混 凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小可， 建议使用缓凝剂、 粉煤 灰等增大其流动性； 当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时， 应使导 管底口处于钢筋笼底口 3m以下和 1m以上处， 并慢慢灌注混凝土， 以 减小混凝土从导管底口出来后向上的

14、冲击力； 当孔内混凝土进入钢 筋骨架 4m5m 以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨 架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌50 80cm，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，一般不宜小于50cm，长桩不宜小于 80cm。混凝土灌注到接近设计标高使， 工地值班人员要计算还需要的混 凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在 内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。为减少以后凿除桩头的工作量， 可在灌注结束后， 混凝土处凝前 拔出。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

15、, 而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加 , 相对密度增大 . 如在这种情况 下出现混凝土顶升困难时 , 可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀 土，使灌注工作顺利进行。 在拔出最后一段厂导管时， 拔管速度要慢， 以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，桩长 20 米以上 者不少于 3组；桩径大、浇筑时间很长时， 不少于 4组。如换工作时， 每工作班都应制取试件。 试件应施加标准养护， 强度测试后应填试验 报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况， 各灌注时间、混凝土面的深度、 导管埋深、 导管拆除以及发生的异常现象等，应指定

16、专人进行记录。浇注连续进行， 中途停歇时间不超过 30min。在整个浇注过程中， 及时提升导管，控制导管的埋深，导管在混凝土埋深 26m。5.6 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，经泥浆池沉淀后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地， 并做妥善处理。6 质量控制与检验表 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柱桩不小于设计孔深，并进入设计土或岩层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100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

17、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507 劳动组织、机械配置3.7.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。施工人员应结合已经确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。负责人1人技术主管1人专兼职安全员1人工班长3人技术、质检、测量及试验人员6人机械工、钢筋工、普工13人其中负责人、技术主管、工班长、技术人员、专兼职安全员必须 由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工 人。7.2 材料主要材料有：钢筋、水

18、泥、砂石料。 辅助材料有：制备泥浆用膨润土，加工钢筋用的电焊条、绑线， 拌制混凝土用的外加剂等。设备机具配置机械种类机械数量钻机1台吊车1台洒水车1台挖掘机1台泥浆罐车1台自卸汽车23台8 安全及环保要求8.1 安全要求1、特殊工种人员应持证上岗。2、钻机、钻具、起吊设备、卡具等均应符合施工要求，并有专 人进行检查维修。3、泥浆池周围设置安全防护栏杆，并作醒目警示。4、钢筋笼、钻具、导管的起吊或中途打梢应配备专用工具、卡 具，不得随意使用其它物件凑合。5、凡不在施工的孔口，均张挂安全网或加盖脚手板，防止人员 或物件掉入孔内。6、进入施工现场人员必须戴好安全帽，穿好防滑鞋，不准穿拖 鞋进入施工现

19、场。7、夜间施工应有足够的照明设施，所有电器设备应符合施工现 场安全用电规定。8、施工用电要由专业电工接、拆，一机一闸。9、所有施工人员必须严格按照有关安全规章、规程、规定进行 施工。8.2 环保要求1、严格遵守环境保护政策，为使环境得到保护，随时准备按受 政府有关环保机构工作人员的检查。2、施工前对施工人员除进行技术交底外，还要对施工人员进行 环境保护及文明施工要求交底。3、施工场地应经常保持工地清洁，控制扬尘，杜绝漏洒材料。4、钻孔桩钻碴采用罐车外运。5、外运土均要按要求做防护，不得沿途漏、洒，造成路面污染。6、施工和生活中产生的废弃物及时集中处理、运至指定地点弃 置。7、对施工及生活中产

20、生的污水或废水，集中处理，排放到污水 排放系统。9 成品保护1、加工后的钢筋笼存放时，宜每隔 2m设置衬垫，使钢筋笼高于地面不小于 5cm，并应加盖防雨布。2、钢筋笼吊装时应采取措施避免钢筋笼变形，安放好的钢筋笼 应保持竖直。3、钢筋笼安装到位，经检查无误后应采取可靠定位措施，防止 混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮或下沉。4、安放钻机、运输钢筋笼、浇筑混凝土时，均要保护好现场轴 线桩和高程桩。5、桩头外留的主筋要妥善保护，不得任意弯折压断。6、灌注桩施工完毕进行基础开挖时，必须制定合理施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。10 质量记录1、钻孔检验批质量验收记录表2、钢筋（原材料及加工 ）检验批质量验收记录表3、钢筋 （ 连接及安装 ） 检验批质量验收记录表4、混凝土 （原材料、配合比 ）检验批质量验收记录表5、混凝土 （配合比）检验批质量验收记录表6、混凝土（施工及养护 ）检验批质量验收记录7、钻孔桩钻进记录8、钻孔桩砼灌注记录