拉日铁路桥梁钻孔桩施工作业指导书

新新建建拉拉日日铁铁路路工工程程 IDK149 508 85 IDK164 516 25IDK164 516 25 桥梁钻孔桩施工作业指导书桥梁钻孔桩施工作业指导书 编制 复核 审核 中铁二十一局集团公司拉日铁路指挥部二分部中铁二十一局集团公司拉日铁路指挥部二分部 工程部工程部 二零一一年三月一日二零一一年三月一日 钻孔桩施工作业钻孔桩施工作业指导书指导书 1 适用范围 适用范围 适用于桥梁钻孔桩施工 2 作业准备 作业准备 2 12 1 内业技术准备内业技术准备 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 熟悉规范和技术标准 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 2 22 2 外业技术准备外业技术准备 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 3 技术要求 技术要求 3 1 混凝土的拌和全部在拌和站集中场拌 3 2 施工前按设计提供的配比进行室内试验 确定施工配合比 3 3 钻孔桩桩位偏差 桩身倾斜度 桩径及桩长符合设计要求 3 4 钻孔过程中配制好泥浆 泥浆比重适当 避免塌孔 3 5 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范要求 3 6 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 3 7 嵌入承台内的混凝土桩头及锚固钢筋长度应符合设计要求 4 施工程序与工艺流程 施工程序与工艺流程 4 1 施工程序 施工程序为 平整场地 测量放线 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 2 工艺流程 5 施工要求施工要求 5 1 施工准备 施工前根据墩台位置及现场实际情况能使钻机移动方便 钻进时不偏 平整场地 凿桩头 测定孔位 挖埋护筒 钻机就位 钻 进 制作护筒 钻头调整 中间检查 终 孔 清 孔 测 孔 安放钢筋笼 安放导管 二次清孔 灌注混凝土 挖泥浆池 沉淀池 泥 浆 制 备 泥浆循环 滤碴 补浆 测指标 测孔深 泥浆比重 钻进速度 测孔深 孔径 孔斜度 注清水 换泥浆 测比重 填表格 监理工程师签字认可 填表 监理工程师签字认可 检查泥浆比重及沉渣厚度 制作混凝土试件 测量混凝土面高度 和导管埋深深度 清理 检查 测孔深 孔径 钢筋笼制作 桩基检测 沉 有利于材料运输堆放 利于混凝土灌注等因素 合理布置 平整场地 铲除表层松轻厚土 夯打密实 钻孔场地在陡坡时 应挖成平坡 钻孔场 地在水 渠中时 宜采用筑岛法 岛顶面通常高出施工水位 1 0 2 0m 筑岛面积按钻孔方法 设备大小等决定 5 2 施工工艺 5 2 1 平整场地 在桩基施工前 将施工场地用建筑垃圾等硬化 把桩基位置垫平 用 装载机找平 使机械顺利进场 并保证在施工中钻机的稳定 5 2 2 测量放线 依据设计提供的导线点标高 在本桥附近埋设加密桩 布置三角控制 网 控制本桥施工 导线测量符合三角网精度要求 水准测量采用红黑尺 满足四等水准测量要求 根据设置的三角网及桩位坐标图 用全站仪放出每个桩孔的中心位置 然后用钢尺复核各桩孔之间的平面距离 5 2 3 埋设护筒 护筒采用 12 厚钢板制作 并在顶部焊加强筋和吊耳 内径比桩径大 20cm 护筒顶面宜高出施工水位或地下水位 2m 还应满足孔内泥浆面的 高度要求 在旱地或筑岛时还应高出施工地面 0 5m 护筒埋置深度应符合 下列规定 岸滩上 黏性土应不小于 1m 砂类土应不小于 2m 当表层 土松软时 宜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 应在护筒四周回填黏土并分层夯实 可用锤击 加压 振动等方法下 沉护筒 水中筑岛上 护筒宜埋入河床面以下 1m 水中平台上可按最高 施工水位 流速 冲刷及地质条件等因素确定埋深 必要时打入不透水层 在水中平台上下沉护筒 应有导向设备控制护筒位置 护筒顶面中心与 设计桩位偏差不得大于 5cm 倾斜度不得大于 1 钻进过程中要经常检 查护筒是否发生偏移和下沉 并要及时处理 5 2 4 钻机就位 钻机就位前 对钻孔前的各项准备工作进行检查 包括主要机具设备的 检查和维修 钻机就位时用方木垫平 底座和顶端应平稳 不得产生位移或 沉陷 钻头中心与钻孔中心位置偏差控制在 2 厘米范围内 5 2 5 成孔 本工程沿线地质情况变化较大 结合工期安排和不同地质条件采取不 同的成孔方式 5 2 5 1 旋挖钻成孔 工艺特点 该种成孔方式自动化程度高 成孔速度快 质量高 一般适用粘土 粉土 砂土 淤泥质土 人工回填土及含有部分卵石 碎石的地层 借钻 具自重和钻机加压力 耙齿切入土层 在回转力矩的作用下 钻斗同时回 转 配合不同钻具成孔作业 根据不同的地质条件选用不同的钻杆 钻头 及合理的斗齿刃角 对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机 可以适应微风化岩层的施工 目前 旋挖钻机的最大钻孔直径为 3m 最 大钻孔深度达 120m 成孔工艺 钻进过程中 操作人员随时观察钻杆是否垂直 并通过深度计数器控 制钻孔深度 当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时 底板的切削板和筒体翻板 的后边对齐 钻屑进入筒体 装满一斗后 钻头逆时针旋转 底板由定位 块定位并封死底部的开口 之后 提升钻头到地面卸土 开始钻进时采用 低速钻进 主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆 钻具重量之和的 20 以保 证孔位不产生偏差 钻进护筒以下 3m 可以采用高速钻进 钻进速度与压 力有关 采用钻头与钻杆自重摩擦加压 150Mpa 压力下 进尺速度为 20cm min 200Mpa 压力下 进尺速度为 30cm min 260Mpa 压力下 进 尺速度为 50cm min 泥浆拌制 本工艺采用静态泥浆护壁钻斗取土 泥浆采用膨润土 火碱以及纤维 素混合而制 在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后 泵入孔内 旋挖钻均 匀缓慢钻进 这样既钻进又起到泥浆护壁的作用 钻进时掌握好进尺速度 随时注意观察孔内情况 及时补加泥浆保持液面高度 泥浆制备应注意两 个方面 一是泥浆的指标问题 其比重一般应控制在 1 1 1 3 之间 粘 度控制在 17 20s 砂率控制在 4 以内 常用的泥浆材料 一般使用优质 澎润土加烧碱 聚丙稀酰胺或纤维素等配置 二是补浆的速度 泥浆补充 一般采用泵送方式 其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准 否则有 可能造成塌孔 影响成孔质量 5 2 5 2 回旋钻成孔 该种成孔方式适用于一般地质钻机在泥浆护壁条件下 慢速钻进 通 过泥浆排渣成孔 灌注混凝土成桩 可用于各种地质条件 各种大小孔径 和深度 护壁效果好 成孔质量可靠 施工无噪音 无震动 无挤压 机 具设备简单 操作方便 费用较低 但成孔速度慢 效率低 用水量用水 量大 泥浆排放量大 污染环境 扩孔率较难控制 适用于地下水位较高 的软 硬土层 如淤泥 黏性土 砂土 软质岩等土层应用 钻机就位前 对钻孔各项工作再次进行检查 确保各项工作正常 钻 机就位后 将钻杆中心准确对准孔位中心 保证底座和顶端平稳 钻进中 不产生位移或沉陷 开始钻孔时应稍提钻具 以正循环方式在护筒内造浆 制浆前应先把粘土块打碎 使其在搅拌中易于成浆 提高泥浆质量 并开动泥浆泵进行循环 待泥浆均匀后开始钻进 若无法形成较理想的泥 浆时 加入膨润土或优质粘土进行搅拌造浆 待泥浆性能符合要求后方可 钻进 钻具下入孔内 钻头应距孔底钻渣面 20 50cm 并开动砂石 泥浆 泵 使冲洗液循环 2 3min 然后开动钻机 钻进过程采用反循环钻进 慢慢将钻头放至孔底 轻压慢转数分钟后 逐渐增加转速和增大钻压 并 适当控制钻速 特别是钻孔深度达到护筒埋置以下后 钻速适当减慢以防 塌孔 正常钻进时 应合理调整和掌握钻进参数 不得随意提动孔内钻具 操作时应精力集中 掌握升降机钢丝绳的松紧度 减少钻杆水龙头晃动 在砂砾层钻进时 易引起钻具跳动 蹩车 蹩泵 钻孔偏斜等现象 故操 作时应特别注意 控制给进 加大泵量 降低转速 加接钻杆时 应先将 钻具稍提离孔底 待冲洗液循环 3 5min 后再加接钻杆 钻进过程中要及 时填写钻孔施工记录 交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意 的事项 另外须随时注意护筒口泥浆面高度 发现有漏浆情况出现时 须 及时报告 查明原因 并及时补水入护筒 钻进中控制水头高度 并经常测定泥浆性能 保持一定的比重 粘度 和含砂率 否则进行更换或补浆 根据铁路施工要求 泥浆比重一般不超 过 1 2 当沉淀池中的沉渣较多时 及时外运 以保证泥浆性能符合要求 和泥浆循环系统畅通 5 2 5 3 冲击钻机钻孔 冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高 频率的冲击 使岩石产生破碎 然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑 第一时间排出孔外 在冲击钻进过程中 关键是冲击和吸渣量是否匹配 也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件 在钻进过程中吸渣工作应 根据钻进地层和情况而定 不应过量吸渣以免造成孔壁失稳坍孔 发生埋 钻事故 另外 在冲击过程中 必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向 装置的灵活性和连接的牢固性 以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳 发 生掉钻事故 钻进时 采用小冲程开孔 进入正常钻进状态后 采用 4 5m 中大冲 程 最大冲程不超过 6m 钻进过程中及时排碴 每个孔绘制地质剖面图 并针对不同地质调整泥浆指标 钻孔中泥浆比重不宜大于 砂黏土为 1 3 大漂石 卵石层为 1 4 入孔泥浆粘度一般地层为 16 22s 松散易 坍地层为 19 28s 经常注意地层变化 在地层变化处捞取碴样 判断地 质类别 并与设计提供的地质剖面图相对照 及时根据地质条件调整钻进 工艺 5 2 5 4 成孔允许偏差 表表 1 钻孔桩钻孔允许误差钻孔桩钻孔允许误差 序号项目允许偏差 mm 1 孔径不小于设计孔径 2 孔深不小于设计孔深 3 孔位中心 50 4 倾斜度 1 孔深 5 摩擦桩 200浇筑混凝土前桩底 沉碴厚度 柱桩 50 5 2 5 钢筋笼制安 5 1 5 1 制作 钢筋笼制作在现场集中进行加工 按照图纸制作 对配筋的种类 规 格 根数 间距不得任意变更 钢筋笼每隔 2 米设一组混凝土垫块 每一 组 4 个 保证钢筋笼与钻孔的同心度和砼保护层厚度 混凝土垫块采用圆 形穿心垫块 强度等级与灌注桩相同 5 1 5 2 安装 在孔深 孔径 垂直度 孔底沉渣等成孔质量检查合格 进行钢筋笼 的吊放 搬运过程应平起 平放 防止弯曲 变形 孔口钢筋对接时 声测管 在自然状态下 上 下节笼子必须垂直 钢筋平行排列 必要时须用测锤量测 后用卡尺卡牢主筋 并先全部点焊 固定 保证垂直度 然后再逐一满焊 焊缝长度 宽度 厚度及焊缝质量 严格按规范及设计要求进行检查 钢筋笼下入孔内时 对准钻孔中心 扶正保持垂直 然后徐徐放入 避免钢筋笼碰撞孔壁 下至设计桩顶标高时 用吊筋将钢筋笼固定在孔口 枕木上 吊筋采用 2 根 14 钢筋 平面位置偏差不大于 10cm 底面偏差 不大于 10cm 5 2 6 清孔 钻孔达到设计深度后 采用灌注桩孔径检测系统进行检查 各项指标 符合要求后立即进行清孔 旋转钻机清孔采用泥浆置换法 清孔应达到规范要求 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 17 20s 浇筑水下混凝 土前孔底沉渣厚度 摩擦桩不大于 20cm 严禁采用加深钻孔深度的方法代 替清孔 在清孔排渣时注意保持孔内水头 防止坍塌 浇筑水下混凝土前 检 查沉渣厚度 沉渣厚度不符合要求时应进行二次清孔 必要时用高压风冲 射孔底沉淀物 清孔完成后立即浇筑水下混凝土 5 2 7 安装导管 导管内壁应光滑 圆顺 内径一致 接口严密 直径一般应在 20 30cm 导管中部节段应等长 底部节段长度 4m 与漏斗下连接部位应 选用长度为 100cm 50cm 的导管 导管使用前 应进行试拼和试压 按自上而下顺序编号 导管组装后 轴线偏差 不宜超过钻孔深度的 0 5 并不宜大于 10cm 试压压力为孔底 静水压力的 1 5 倍 导管长度应按孔深 工作平台的高度决定 导管距离 孔底的深度控制在 25 40cm 导管吊入孔内时 应将橡胶圈或胶皮垫安放 周正 严密 确保密封良好 在施工过程中应经常对橡胶圈或胶皮垫进行 检查 存在问题及时更换 5 2 7 灌注水下混凝土 水下混凝土搅拌前 要对进场的原材料进行报验和试验 合格后方可 施工 混凝土搅拌完成出场前 由拌合站试验人员对混凝土的含气量 坍 落度 扩展度和温度进行检测 合格后方可出场 混凝土运至施工现场后 由现场试验人员对到场的每车混凝土进行检测 合格后方可进行灌注 不 合格的混凝土坚决清除出场 不得使用 水下混凝土的坍落度应控制在 180 220mm 扩展度 初始 560 mm 半小时 530mm 含气量 3 0 5 0 灌注水下混凝土前 用射风枪冲射孔底 3 5min 将孔底沉淀物翻动 上浮 射风的压力比孔底压力大 0 05Mpa 最大限度地减小沉渣厚度 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 并把导管下口埋入混凝土中不小于 1m 水下混凝土灌注应连续进行 中途不得停顿 并尽量缩短拆除导管的 间断时间 每根桩的灌注时间不应太长 宜在 3 小时内灌注完成 在整个 灌注过程中 及时提升导管 控制导管埋深 导管在混凝土埋深控制在 1 3m 之间 灌注时水下混凝土的浇筑面按高出桩顶设计高程 100cm 控制 以保证 桩顶混凝土的质量 6 劳动组织 劳动组织 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 表 2 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 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 材料要求 材料要求 7 1 组织钢材 水泥 粉煤灰 外加剂 砂石等进场材料 检验 取 得各种原材料及其抽检实验报告 混凝土配合比设计报告以及有关资料 7 2 施工用水的水质应符合工程用水标准 8 设备机具配置 设备机具配置 表表 3 主要施工机械设备配置表主要施工机械设备配置表 机械种类机械数量 旋挖钻机1 台 吊车1 台 装载机1 台 洒水车1 台 挖掘机1 台 自卸汽车2 3 台 9 质量控制及检验 质量控制及检验 9 1 质量控制 9 1 1 护筒埋设 护筒既保护孔口壁 又是钻孔的导向 则护筒的垂 直度要保证 为防止跑浆 护筒周围土要夯实 最好粘土封口 在上层土 质较差时 将护筒加长至 4 6m 提高护壁效果 在松散的杂填土层和流 砂层成孔时 加大泥浆比重 增加粘度 以便形成较好的孔壁 9 1 2 对泥浆要求 一要控制泥浆的比重在 1 05 1 15 之间 二要 粘度在 18s 27s 含砂率小于 4 定期测试稳定液的各项技术指标 出现问题及时解决 9 1 3 对导管的要求 导管在使用前必须作密封性检查 接头严密 不漏水 不漏浆 导管上料斗的体积 由桩径 桩长和导管埋入混凝土中 的深度来确定 料斗体积应大些为好 确保首批浇筑混凝土的埋管深度 9 1 4 浇筑混凝土的要求 混凝土应连续浇筑 中间不得停顿 由于 桩内混凝土不能振捣 主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型 必 须控制好配合比 浇筑速度以确保混凝土的质量 随时检查混凝土的塌落 度 由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合 则实际桩顶标高应 比设计标高高 0 5m 1 0m 最后机械破桩头处理 9 1 5 控制最后一次灌注量 桩顶不得偏低 9 2 检验标准 表表 4 钻孔桩钻孔允许偏差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