旋挖钻灌注桩施工作业指导书.doc

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1、旋挖钻灌注桩施工作业指导书1.适用范围适用于新建至铁路客运专线ZXZQ06标段桥梁桩基施工。2作业准备2.1业技术准备作业指导书编制后,在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规和技术标准。制定施工安全保证措施,提出应急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。钻孔灌注桩开工前应根据招标文件及有关规要求编报施工方案及开工报告。待开工报告得到监理工程师同意开工后才允许开工。2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要

2、。根据施工需要,对设计提供的测量控制网按照设计文件要求进行复测,编制测量施工方案,进行必要的加密或重新布设控制网点,补充施工需要的水准点、桥梁轴线及墩台控制桩。3技术要求混凝土的拌和全部在拌合站集中厂拌。施工前按设计提供的配比进行室试验,确定施工配合比。钻孔桩桩位偏差、桩身倾斜度、桩径及桩长符合设计要求。钻孔过程中配制好泥浆,泥浆比重适当,避免塌孔。混凝土灌注过程中计算好导管埋深,避免拔错导管造成断桩,混凝土应当满足各项设计以及规要求。对钻孔桩桩身混凝土进行无损伤检测,桩身混凝土应均匀、完整,无离析、夹泥、短桩及断桩等质量事故。4.施工方法及工艺要求4.1施工准备钻孔场地应根据地形、地质、水文

3、资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求,须作准备工作如下：首先确定钻孔桩位：按照基线控制网及桥墩设计坐标,用全站仪精确放出桩位。旋挖钻灌注桩施工工艺框图钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者,应平整场地,清除杂物,更换软土,夯填密实。钻机座不得直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道,为施工机具、材料运送提供便利。钻孔场地在陡坡时,应挖成平坡。如有困难,可用排架或枕木搭设工作平台。水中钻孔桩采用编织袋筑岛围堰施工,围堰填筑采用编织袋装松散的粘性土,装土量为袋容量的1/2或2/3,袋口用细铁丝缝合并配合片石铅丝笼在河心滩堆码围堰。施工时要求土袋平放,上下左右互

4、相错缝堆码整齐。水中堆码土袋可用一对带钩的杆子钩送就位,土袋堆码至一定高度或出水面后,即可沿编织袋四周填一周粘土、夯实,然后填筑粘土心墙。待外圈土袋及心墙填充完毕后,用翻斗车倾倒砂土围堰填心,填筑一定高度后,用推土机进行摊平压实,直至填到设计岛面标高。泥浆制备：泥浆制备材料使用黏土泥浆采用钻孔设备自造,泥浆制备完成以后应使用专业仪器检测泥浆性能指标,并符合规要求。泥浆性能指标,按钻孔方法和地质情况确定,符合下列规定：泥浆比重：旋挖钻入孔泥浆比重为1.051.15。黏度：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。造浆后应试验

5、全部性能指标,钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表,并随时注意地质变化,根据地质情况的变化随时调整泥浆的性能指标,保证泥浆的各项指标符合规要求。施工时在两墩位中心开挖泥浆池,两墩共用一个泥浆池,泥浆池的底部和四周要铺设塑料薄膜或采取其它封闭措施,防止水流渗出泥浆池外造成环境污染和不必要的经济损失。钻孔施工时随着孔深的增加向孔及时、连续地补浆,维持护筒应有的水头,防止孔壁坍塌。桩孔混凝土灌注时,孔溢出的泥浆引流至泥浆池,利用于下一基桩钻孔护壁中。4.2埋设护筒钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒径大于钻头直径,护筒顶面高出施工水位或地下水位2m,护筒径比桩径大20cm,还

6、需满足孔泥浆面的高度要求,在旱地或筑岛时还高出施工地面0.5m。护筒埋置深度符合下列规定：岸滩上,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%。4.3钻机就位及钻孔钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。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。钻进过程中及时滤渣,同时经常注意地层的变化,在地

7、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。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。钻孔多余泥浆排到指定泥浆池,进行处理,严禁将泥浆排到河道及农田,避免淤塞河道及造成环境污染。钻孔作业保持连续进行,不中断。经常检查泥浆的各项指标。旋挖钻机开孔施工时应轻压慢进,钻头速度不应大于10r/min,待钻至护筒下1m时方可逐步加速进行正常钻进。当遇见在砂层等易松散坍塌地层和软土层

8、时应减慢钻进速度；在易缩径的地层中钻进时应适当增加扫孔次数,防止缩径；由硬地层钻至软地层时刻适当加快钻进速度；由软地层至硬地层时应减速慢进；在硬塑层中钻进时应采用快转速钻进,提高钻进效率。在钻进过程中经常检查钻杆垂直度,防止出现斜孔。在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。处理孔事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。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,孔底标高符合设计要求,孔径不小于设计孔径,孔位偏差满足规要求。随后对孔底沉渣进行清理,沉渣厚度要满足设计要求:摩擦桩不大于10cm,泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等各项指标满足设

9、计要求后,立即填写终孔检查表。并经驻地监理工程师认可,再进行灌注水下混凝土的准备工作。4.4钢筋笼骨架的制作安装钢筋笼在加工车间下料,分节同槽制作。根据运输、起重设备性能,确定单节钢筋笼长度。钢筋笼主筋接头按照设计图纸要求,同一连接区段焊接接头在受压区不超过50%同一连接区段长度：焊接接头为35d且不小于50cm,绑扎接头为1.3倍搭接长度且不小于50cm。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。加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号上盖下垫进行堆放。为防止钢筋笼吊装运输过程中变形,每节端头、钢筋笼环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑,待钢筋笼起吊至孔口时,将支撑割除。

10、承台底100mm以上桩身钢筋应采取措施隔离桩身混凝土,如采用塑料袋包裹等,凿除桩头混凝土后可保持钢筋的清洁。按设计在钢筋笼侧四周均匀设置3根径50mm,壁厚3mm的无缝钢管通长超声波检测管,每根检测管长度距桩底5cm,伸入承台0.5m。检测管接头顺直牢靠,与钢筋笼的主筋牢固连接,并设2m一道的加强箍筋跟到桩底。为确保混凝土灌注后管道畅通,检测管安装后,底部用钢板密封,顶部采取措施防止砂浆及杂物堵塞,并在在检测管注水。钢筋骨架的保护层厚度采用同强度高性能混凝土垫块支垫,保证钢筋保护层符合设计要求。见下图：垫块纵向间距不大于2m,环向布置4-6个,呈梅花型布置。对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊

11、接的,钢筋笼分段长度不宜少于18米,以减少现场焊接工作量。现场焊接按设计及规要求施工。钢筋笼制作好后,用平板车运至各桩位,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

12、,自检合格报监理工程师验收合格后方可下沉入孔。钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位,平面位置偏差不大于10cm,底面高程偏差不大于10cm。为防止钢筋骨架在浇筑混凝土时上浮,在钢筋笼上端均匀设置吊环或固定杆,支撑系统应对准中线,防止钢筋骨架的倾斜和移动。当灌注混凝土顶面上升到钢筋骨架底部3米以下1米以上时,应降低混凝土灌注速度。当混凝土拌合物上升到距钢筋笼底口4-5米以上时提升导管,并使导管埋深控制在2米以上,即可恢复正常灌注速度。4.5导管安装钢导管壁光滑、圆顺,径一致,接口严密；直径可采用20-30cm,中间节长度宜为2m,底节可为4m,漏斗下可采用1m长导管。导管直径与桩径及混凝土浇筑速

13、度相适应。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作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口应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。导管位于钻孔中央,在浇筑混凝土前,进行升降试验。导管吊装升降设备能力,与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应,并有一定的安全储备。混凝土浇筑支架用型钢制作,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置混凝土漏斗。导管安装后,其底部距孔底有 250-400mm 的空间,

14、保证隔水球塞或其他隔水物沿导管下落至导管底口后,顺利排出导管外。4.6清孔成孔检查确认钻孔合格后,应立即进行清孔。清孔过程中应及时向孔加注清水或新鲜泥浆,保持孔水位或泥浆标高。清孔应符合下列标准：孔排出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒。泥浆比重不大于1.1。含砂率小于2%。黏度为1720s。沉渣厚度符合设计要求：摩擦桩不大于10cm。孔底沉渣厚度可采用刻度精度为2cm的无收缩测绳悬挂46kg的圆柱型测锤进行量测。严禁采用加大钻孔深度的方法代替清孔。应提前做好水下混凝土浇筑前的准备工作,清孔达标后应立即进行混凝土浇筑。4.7灌注水下混凝土首批灌注混凝土的数量计算公式：VD2/4+d2/4h1；h1

15、=Hwrw/rc；导管底口与孔底的距离为2540cm,H1表示混凝土桩底到导管底口的高度,H2表示首批灌注混凝土的最小深度导管底口到混凝土面的高度1m,h1表示泥浆底部到混凝土面的高度,D表示实际孔桩直径,d表示导管径,Hw表示桩混凝土面至桩孔泥浆顶面高度,rw表示泥浆比重,rc表示混凝土比重,保证导管埋入混凝土中的深度不小于1m。导管埋深控制:灌注混凝土时,导管埋入混凝土的深度,一般宜控制在26m较好。最小埋置深度任何时候不得小于1m；当浇筑速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时,可适当加大埋置深度,但不宜超过8m容易造成埋管事故。因此控制导管埋深,直接影响成桩质量,所以拔管前须仔细测探混

16、凝土面深度,用测深锤测孔时,采用三点测法,防止误测。灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序,应特别注意。钻孔应经监理工程师验孔质量检验合格后,方可开始灌注工作。灌注水下混凝土采用钢导管灌注,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。若各项指标符合规要求,方可将导管放入孔。打开漏斗阀门,放下封底混凝土,首批混凝土灌入孔底后,立即探测孔混凝土面高度,计算出导管埋置深度并不小于1m,如符合要求,即可正常灌注。灌注开始后,应紧凑地,连续地进行,严禁中途停工,在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆含有水泥而变稠凝结。致使测深不准确。灌注过程中,应注意观察管混凝土

17、下降和孔水位升降情况,及时测量孔混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15分钟,要防止螺栓,橡胶和各种工具等掉入孔中注意安全。在灌注混凝土过程中,当导管混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入漏斗和导管,以免在导管形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。混凝土的浇筑数量、浇筑时间、混凝土面高程、导管埋深、导管拆除长度以及发生的异常情况等,应有专人记录。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度。增加高度,可按孔深成孔方法,清孔方法确定,一般不宜小于0.51m。承台底10cm以上的桩身钢筋应采取隔离措施隔离桩头混凝土,如采取塑料袋包裹,凿除桩身

18、混凝土后保持桩身钢筋的清洁。 5.钻孔灌注桩常见事故及预防处理5.1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。5.1.1坍孔原因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。由于出渣后未及时补充泥浆或水,或河水、潮水上涨,或孔出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔水流失等而造成孔水头高度不够。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。在松软砂层中钻进进尺太快。提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。水头太高

19、,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。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,使孔水位低于地下水位。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。吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。5.1.2坍孔的预防和处理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。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。如发生孔坍塌,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。清孔时应指定专人补浆或水,保证孔必要的水头高度。供水管最好不

20、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。吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。5.2钻孔偏斜各种钻孔方法都可能发生钻孔偏斜事故。5.2.1钻孔偏斜原因钻孔中遇有较大的孤石或探头石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。扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。钻杆弯曲,接头不正。5.2.2预防和处理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

21、常检查校正。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。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。5.3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、提不出钻头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,

22、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.质量检验标准 钻孔桩钻孔允许偏差序号项目允许偏差mm1护筒顶面位置50mm倾斜度1%2孔径不小于设计孔径3孔深摩擦桩不小于设计孔深4孔位中心偏心505倾斜度1%6浇筑混凝土前桩底沉渣厚度摩擦桩200钻孔桩钢筋骨架

23、允许偏差序号项目允许偏差mm1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径203主钢筋间距0.5d4加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度1%7骨架保护层厚度不小于设计值7劳动组织7.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。7.2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。每个作业工地人员配备表负责人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、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。8材料要求水泥：采用42.5普通硅酸盐水泥。细

24、骨料：级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的天然河砂。细度模数为2.33.0 的中砂。粗骨料：级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石。其压碎值小于10%,吸水率小于2%。采用525mm 连续级配。水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。外加剂：外加剂的量应当由试验确定。钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求,有出厂证明书及复试报告。9设备机具配置主要施工机械设备配置表机械种类机械数量钻机1台吊车1台装载机1台洒水车1台砼运输车23台10安全、环保及节能减排要求10.1安全要求特殊工种人员应持证上岗。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。泥浆池周

25、围设置安全防护栏杆,并作醒目警示。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。凡不在施工的孔口,均挂安全网加盖脚手板,防止人员或物件掉入孔。进入施工现场人员必须戴好安全帽,穿好防滑鞋,不准穿高跟皮鞋、拖鞋进入施工现场。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。施工用电要由专业电工接、拆,一机一闸一箱一漏保。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。10.2环保要求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。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

26、要求交底。施工场地应经常保持工地清洁,控制扬尘,杜绝漏洒材料。钻孔桩钻渣采用汽车外运。外运土均要按要求做防护,不得沿途漏、洒,造成路面污染。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。对施工及生活中产生的污水或废水,集中处理,排放到污水排放系统。10.3节能减排技术措施对目前使用机械整体评估,使用节能环保的新型先进设备,淘汰或限制进场那些状况差、能耗高、排放超标的机械。 配备有责任心的技术熟练的机械操作人员和维修队伍,做好机械日常养护,使设备保持良好的技术状态,杜绝机械带病运营。降低能耗、减少排放。 落实机械节能减排措施,对进入施工场地的重点耗能机械设备制定监督管理措施。合理控制施工机械设备的能耗与改进施工工艺、与确保工程质量结合起来,达到节能减排、降低施工成本的目的。 对机械操作人员进行节能驾驶技术培训和节能节油培训,提高业务水平和操作技能,增强节能意识和资源忧患意识,使节约能源逐渐成为自觉行为。确立机手节油的核心地位,做好机手的各方面工作。 对在某一段时间不用的变压器,采取季节性报停措施。材料按计划采购,合理堆储,不超购材料,不剩余材料。做好材料的防潮工作,避免材料受潮变质。