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1、冲击钻孔灌注桩作业指导书一、编制目的明确桥梁桩基冲击钻孔灌注桩施工作业的工艺流程、操作要点、相关工艺标准及安全操作要求，指导和规范冲击钻孔灌注桩作业施工。二、编制依据1、国家现行的有关法律、法规、政策等2、路桥施工计算手册3、公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）4、公路工程质量检验评定标准三、适用范围适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁冲击钻孔灌注桩施工。四、施工准备1、机具准备本工程施工拟采用的冲击钻等主要机械到场，做好机械设备的保养、维护工作，保证机械性能，开工前进行机械设备调试。2、资料准备2.1图纸已自审、会审和交底，冲击桩施工已接受技术交底，有符合规范及施工
2、要求的地质报告；2.2开工报告已经审批，用于工程的原材料已经检验合格。3、场地准备施工前场地完成三通一平，钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛，当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。在桩孔周围设置好排水系统。挖好泥浆池、沉淀池。保证泥浆不污染到周围的田地、河流。五、施工工艺流程及施工方法1、施工工艺流程2、施工方法2.1测量放线施测平台十字线，定出桩位准确位置，设置护桩随时进行检查校核。2.2、埋设护筒钻孔前要在测定的桩位，准确埋设护筒，用以固定钻孔位置；
3、隔离地面水；提高井内水头以增大井内的静水压力；稳定孔口土壤和保护孔壁不坍塌以利钻孔工作进行。护筒采用钢护筒,由3mm钢板、4mm30mm扁钢箍和40mm4mm 角钢肋焊制而成，护筒高度满足施工要求，内径大于设计桩径40cm。 2.3泥浆准备选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：泥浆比重：岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4；粘度：一般地层1622s，松散易坍地层1928s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%；PH值：大于6.5。2.4钻孔（1）安装钻机安装钻机
4、时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，顶端用缆风绳对称拉紧，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。（2）钻进开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。泥浆补充与净化：开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥浆指标，遇土层变化应增加检查次
5、数，并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。（3）检孔钻孔完成后，用电子孔斜仪或检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重新进行扫孔。钻孔桩各项指标允许偏差见下表1。（4）清孔清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。2.5钢筋笼制作、安装（1）钢筋笼制作钢筋笼基
6、本节长912m，用现场加工的炮车运至工地。对于小于16m的钢筋笼在地面上水平焊接（或者采用套管机械连接），长度超过16m的钢筋笼现场接长，用吊车辅助人工，在钻孔上竖向焊接（或者套接）。钢筋应储存距地面0.3m以上，采用平台、垫木支承，并采取覆盖保护措施。不同级别、不同批次、不同型号的钢筋要分别储存，并设以标志，以便于检查和使用。安装时，钢筋必须保证无灰尘、有害的锈蚀、松散锈皮、油漆、油脂、油或其他杂质。钢筋必须无有害的缺陷，例如裂纹及剥离层。钢筋在加工弯制前应调直，表面洁净无污染和锈蚀；当利用冷拉的方法矫直钢筋时，钢筋的伸长率为：级钢筋不得大于2%，级钢筋不得大于1%。钢筋弯制和末端弯钩应符合
7、设计要求。（2）钢筋笼安装钢筋笼运输时配备专用托架，自制炮车运至现场。钢筋笼在孔口利用汽车吊起吊。下放时，检查钢筋笼的垂直度，确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致。为了保证骨架起吊时不变形，宜用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到顶部三分点之间。起吊前应在第二点同时起吊，待骨架离开地面后，第一点停止起吊，继续提升第二吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下放，严禁摆动碰撞孔壁。当骨架下放到第二吊点附近的加强箍接近孔口时，可用型钢穿过加劲箍的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移至骨架上端，取出临时支承，继续下放到骨架最后一个加强箍处，按上
8、述办法暂时支承并取出十字形钢筋内撑架。此时可按编号顺序依次吊装第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上。接头焊接完成后，将接头范围内的箍筋缠绕并相互搭接后，稍提骨架，抽去临时支托，将骨架徐徐下放，如此循环，使全部骨架下放至设计标高为止。2.6、混凝土浇筑（1）安装导管导管采用30cm钢管，每节23m,配12节11.5m的短管，漏斗下采用若干节1m长导管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密，偏差不大于2mm。使用前进行试拼和水密、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
9、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。导管安装后，其底部距孔底有 300400mm 的空间，以确保首盘砼浇注质量。（2）二次清孔浇筑水下砼前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求。如沉渣厚度超出设计要求，则利用导管进行二次清孔。 （3）浇筑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。首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.25）：VD2/
10、4(H1+H2)+d2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。h1= Hwrw/rC=11*68/24=31.17mVr1.25=3.14*(1.25/2)2*(H1+1)+3.14*(1.25/2)2/4h1 =3.14*(1.25/2)2*(0.5+1)+3.14*(1.25/2)2/4*31.17 =2.23m3箭球、拨栓或开阀打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内
11、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。（4）水下混凝土灌注桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，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，致使探测不准确；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，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在26m。同时应经常探测孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。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。拆除导管动作要快，时
12、间一般不宜超过15min。要防止螺栓、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。循环使用导管48次后应重新进行水密性试验。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；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冲击力
13、；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。混凝土灌注到接近设计标高时，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。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,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。在拔出最后一段长导管时，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。因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉
14、煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌50-100cm，以便灌注结束后将此段混凝土清除。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。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，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、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，应指定专人进行记录。灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔
15、不出或短桩事故。因此，探测孔内混凝土面至孔口的深度在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下10-20厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。2.7、钻孔灌注桩在施
16、工过程中事故现象及处理方法（1） 孔口坍方钻孔过程中井内水头下降,护筒不稳或偏斜,此时说明护筒下面出现坍方或穿孔。处理方法只有停钻将孔回填，停几天待孔内沉实，按现场情况深埋护筒重新钻孔。（2）井下坍孔在钻井过程中，井内水面有不正常波动，出渣量增加，钻机负荷显著增加开机困难，同时钻孔深度上升，这是可能孔下有坍方情况发生，此时只可将孔回填重作。（3）井身漏水 钻孔过程中，井下遇有透水性土层，此时井内水头下落，同时在河道内孔位附近有泥浆混水出现，此时应大量向孔内填粘土加大孔内泥浆稠度，只有待井内水位能上升维持一定水头后方可下钻，或者加深护筒使护筒越过透水层，其深度以能保证水头为止。(4)遇到地下承压
17、水钻孔过程中遇到地下承压水时，井内很容易塌方，如果承压水水头不太高，则可以加深护筒使护筒超出承压水，此时再适当加大泥浆相对密度；如果承压水水头较高时，则可以深下护筒解决。(5) 埋钻遇到塌方或其他原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸走埋钻的泥沙提出钻头。(6) 钻孔偏斜 钻孔偏斜一般造成的原因有下列几种：一是钻孔过程中遇到较大孤石或乱石；二是钻孔通过有软硬地层的交界处，硬层是斜面的；三是钻机安装不平；避免钻孔偏斜可采取以下措施进行处理：首先检查钻机是否平稳，立即纠正，重新提钻，缓慢下钻，进行扫孔，逐渐使孔达到要求的竖直度。在采用上法不能更正，而且钻头遇到硬物现象，则应用冲抓锥排除障碍物。若判断为
18、探头石时，则应用冲击锥将探头石击碎或挤到井壁内，再进行施钻。(7) 遇到淤泥或流塑状土层钻孔过程中遇到淤泥或流塑状土层时，往往钻头下去容易，再向上提比较困难，再下钻时感到有阻力，此时一般是由于钻孔回缩所致，应采取往返上下多次扫钻加以解决。(8)导管进水导管进水事故的原因如下：初开始浇灌时，第一次下灰量不足，致使所下之灰埋不上导管下口，而造成导管进水。在浇灌中途由于计算管井下长度有误，导管下口提升过高，而脱离井下混凝土面使导管进水。这两种情况均为断桩。第一种情况发生时，可急速将导管提出，利用空气吸泥机配以冲水将井底混凝土吸出，再下导管重新浇灌。第二种虽也可用吸泥机将井下混凝土土层的淤泥层及混凝土
19、吸出再重新灌注，但桩身中还夹杂着土层，对此桩应按断桩处理。(9)卡管在灌注过程中导管灰下不去，其造成原因有以下几种：一如导管漏水时管内混凝土灰浆被水冲走；二如混凝土本身水灰比过大，造成混凝土严重离析；三入导管本身不规则不光滑；四如混凝土有大尺寸粗骨料。无论哪种原因造成，由于混凝土不能连续浇灌到桩顶（或预计高度）其下必有夹层，须按断桩处理。(10)埋管导管埋于混凝土中不能上提到一定程度同样不能下灰。造成此种情况的原因，一是为了灌注快、少拆导管次数，而使导管埋入混凝土长度过大所致；再者就是钢筋挂住导管，若硬拔导管可能将导管拔断，这种情况一旦发生必将造成夹层或断桩。(11)浇灌过程中塌方此种现象是在
20、浇灌过程中，由于护筒下部漏水保证不了水头，而使孔内未浇灌混凝土的部位发生塌方。此时井内水面可能发生大量气泡，或者钢筋笼向一侧骤然偏移，随着再灌混凝土时，显然未达到导管应埋最大深度，混凝土在导管内不向下沉，或拔导管时，十分费力或拔不出来，此情况亦将造成断桩。虽然及时用吸泥机将已塌土吸出，但亦不能保证桩身完整。(12)钢筋笼上升钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于导管提升钩挂所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土的灌注速度（m/min）过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低
21、于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土浇筑速度六、质量控制及检验1、质量控制冲击钻灌注桩施工要点主要为以下十个方面：（1）护筒内径、倾斜度、埋置深度以及与原地面或水位线高差控制；（2）泥浆原料选取；（3）泥浆的性能指标控制；（4）钻头、钻杆、护筒中心、桩中心在一条铅垂线上；（5）孔深、孔径、倾斜度的检查。（6）钢筋尺寸、焊接情况及混凝土施工配合比；（7）混凝土浇灌前，孔底沉渣厚度检查；（8）首批封底混凝土数量；（9）导管埋入混凝土深度；（10）每批浇筑砼数量、水灰比。2、质量检验钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情
22、况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。工班在作业时，按照下列标准进行质量控制；每道工序完成后，技术人员按照下列要求进行检验。钻孔桩检验标准见公路桥涵施工技术规范。七、安全注意事项1、钻机安装牢固，防止倾覆。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。2、注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。配电箱加锁。3、钻孔中，应注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地质，随时补充泥浆，保证孔内水位。冲击钻施工时，应对附近建筑物安全监测。应在钻孔附近设置醒目标识和围栏，以防人员掉入孔内
23、。4、每班检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡等，及时处理问题。钢丝绳一个节距内断丝超过15%时必须更换。钢丝绳安全系数，缆风绳3.5，吊索810。5、各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程。6、冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人身事故；孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，造成埋钻。7、施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火。八、环保注意事项（1）钻孔桩施工中，大量废弃的泥浆应经泥浆分离处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。（2）施工中应注意避免灌注过程中孔内溢出的泥浆，一旦溢出应引至适当地点处理，防止污染农田及河流。（3）施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处理。（4）冲击钻机施工噪声大，夜间施工对附近居民造成影响，应协调好关系。
