灌注桩冲击钻孔钢管桩平台

1、钻孔(冲击)灌注桩作业指导书1 工程概况1.1 工程位置桥位处，实测水位为+2.4m+5.2m。1.2 跨径布置及地质情况如下1、正桥全长790m。自东向西跨径布置为7×40m简支梁（07#0#墩）（60+110+60）m型刚构（0#3#墩）7×40m简支梁（3#10#墩），其中07#、10#墩为与东西引桥共用墩，即相应于东西引桥的E7#、w0#墩。两墩均为3根1.6m钻孔灌注桩，1#、2#墩为主桥构主墩，基础为6根1.8m钻孔桩，其余各墩均为2根1.8m钻孔桩。2、正桥的地质详勘，勘测单位安排在施工平台搭设后勘察，故只能依据初勘阶段为数不多的钻探孔，东边孔淤泥及淤泥质粘土

2、层较厚，主孔及西边孔覆盖中砂与淤泥质粘土，整个正桥范围均有1117m厚的卵石层、砂砾填充，粒径相应较大，桩基持力层选择在卵石层或强风化花岗岩中。1.3 桩基施工方法根据各墩位处地形，主桥01#5#墩，05#、06#采用固定平台法施工，07#、02#04#、及6#10#各墩均可采用岸上施工。本工艺主要针对水中墩1.8m钻孔桩施工，其余各墩可比照本工艺执行。附图：桥式布置简图。2 主要机具设备1、冲击式钻机 8台2、GPS-15旋转钻机 2台3、卷扬机 30台4、砼工厂 2座5、泥浆泵 6个6、施工平台 9个7、运输船 3艘8、灌注支架 1个9、DZ160震动打桩机 1台10、20TMK浮吊 2艘

3、3 施工工艺3.1 工艺流程施工准备埋设护筒钻机定位钻孔清孔安装钢筋笼灌注桩身砼3.2 施工准备3.2.1 搭设施工平台。1、水上钻孔桩施工前，先搭设施工平台。钻孔施工平台由定位钢管桩、桩顶分配梁、桩间横向联接系、平台桁架等部分组成。其中定位钢管桩由8mm厚A3钢板卷制而成， 直径0.6m，每墩设4根（或6根）定位桩，桩底标高均为-22.0-24.0m（见设计图）。桩顶分配梁主梁由256a 工字钢组成， 经抄垫水平， 调整好位置后与桩顶焊牢。 桩间横向联接系用220mm钢管在定位桩间焊成三角桁形式。2、根据施工需要，1#、 2 #两主墩平台桁架用万能杆件拼装成平面尺寸12m×11.6

4、m，桁高2m，平台顶标高+9.5m， 其它各水中墩施工平台平面尺寸为6.4m×18m。受吊船吊重限制，平台先在工作船上散拼成23个单元，而后在定位桩分配梁上组拼成整体。施工前必须按程序要求进行技术交底，并填写技术交底记录。3、旱地引桥桩基护筒埋设时，首先用人工在已定位好的桩位上挖坑，然后用吊车将护筒吊入就位，在就位过程中及时检查护筒的平面位置、倾斜度、定位准确后，利用已就位好的钻机用冲锤对护筒预压，并在钢护筒外围回填密实。护筒的平均中心偏差允许值为：最大中心偏差5cm，倾斜度1%。引桥部分2#3#墩之间设一蓄浆池，采用编织袋围筑，长20m，宽11m，高1.1m。在砼灌注时，将外溢泥浆

5、采用泥浆泵抽至蓄浆池，待沉淀后进行外运。3.3 护筒埋设3.3.1 钢护筒1、钢护筒采用10mm厚A3钢板卷制成，内径为1980mm，护筒底口焊接一道300mm高，10mm厚钢板加固环，以增加底口刚性。 钢护筒在岸上分段制造，制造完毕，经项目部质检、设计部门验收合格后，填写预检工程记录，方可交付使用，运往水上进行拼接下沉。2、钢护筒的插打采用DZ-120振动打桩机。为保证钢护筒的准确定位和垂直度要求，在平台桁架上安装护筒下沉导向架和导向框，高度大于6m。护筒下沉至要求标高，检查合格后，在护筒上安装支承环，平台与支承环间用钢板抄垫牢固。3.3.2 钢护筒制造和插打要求1、钢护筒制造对接时，要求接

6、缝牢固、轴线一致，无折弯。 钢护筒周圈及焊缝无孔眼，防止钻孔时漏浆。每节护筒制造的容许误差为： 外周长偏差+10mm,-0； 同一断面任意两直径差（椭圆度）5mm； 端平面倾斜度2mm； 纵向弯曲矢高小于节长的2。2、为防止运输及吊装过程中护筒变形， 在护筒两端安装拆卸式刚性护圈。3、为保证钢护筒的垂直度， 首先应据河床面及上导向框顶面标高，确定合适的护筒分节长度。对于1#2#墩河床面标高约为-4.0m，安装 4m导向架后，上导向框的顶标高约+13.5m，为便于调整导向，桩锤加桩身的组合体重心不宜高出上导向面，据此吊压桩锤前护筒顶标高不宜超过上导向框顶45m，护筒需分两次振动下沉，结合吊船起重

7、能力， 护筒入床前总长度宜为21.6m左右，即底节6×1.8m10.8m。第二节6×1.8m+约1m 的法兰盘。第三节可按总长度要求配置，并带1m的法兰盘，其余墩位仿此类推。4、护筒下沉的步骤是： 在已就位的平台上用测量仪器定出桩位中心线，下导向框及上导向架框就位，调整导向轮，使上、下两层导向轮的中心与桩中心对齐，此时导向轮应与护筒身理论线预留35cm间隙。 插下底节钢护筒，在平台上打梢，吊装接长第二节钢护筒（带法兰盘），注意上下节护筒的中心线要一致。测量护筒中心偏差及倾斜度，细调导向轮，符合要求后固定导向轮，此时应预留间隙约2cm，并在上、下导向框上用硬质木楔块楔紧护筒，

8、选择高平潮时，用吊船整体下插钢护筒。在护筒即将入床的瞬间应再次复核护筒的中心偏差及斜度，符合要求后迅速着床（否则应再次调整导向），此时在自重作用下，护筒将入土约0.8m。 在护筒各项偏差满足要求的条件下，吊装DZ-120桩锤，对护筒预压一次,此时护筒总入土约1.5m。用桩锤下压护筒时,由于此时护筒入土浅，任何偏载或水平力极易造成护筒的倾斜，此时除了应再次抄紧硬质木楔块外，桩锤的吊压应小心轻放，并注意吊压的瞬间应力争桩锤（帽）的中心与护筒的中心线一致。尽快安装好桩帽，振动下沉本节护筒。此时护筒总入土可达到3.5m。 切割上节法兰盘，接高第三节护筒（带法兰盘）。切割时应保证切割面与护筒轴线垂直，其

9、平面倾斜及不平度均小于5mm。 振动下沉至上导向框顶，拆除导向架，继续下沉至设计标高。注意事项同上。5、护筒下沉过程中，应及时检查护筒的倾斜度， 注意抄紧木楔块，发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正。6、护筒下沉过程中，应随时观察其贯入度，当贯入度小于5cm/min时停振分析原因,或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震,以免护筒口卷边，为下步钻孔埋下隐患。7、护筒的平均中心偏差允许值为： 最大中心偏差5cm； 倾斜度5。8、有测量人员填写测量复核记录。3.4 钻孔鉴于本桥钻孔桩须穿越密实的卵石层，且部分卵石粒径大于200mm ，拟采用冲击式钻机，冲击式钻机可适用于

10、各种坚硬土层、卵石、漂石、岩石层成孔。3.4.1 钻机钻机主要由双筒快速卷扬机、钻架、冲击锤（钻头）、索具及联结部件组成，分述如下： a、根据现有机具设备情况，双筒卷扬机起重量5-8t不等。 b、钻架为型钢焊制，自重约4t。 c、冲击钻头用四瓣（十字）钻头或多瓣钻头，均为整体浇铸， 钻头刃脚直径为1780mm，自重46吨不等，分别配用不同功率的卷扬机。钻头必须选用专业厂家生产的优质产品，严防冲孔过程中钻头断裂。冲击钻头锥腰各梗肋间用28mm钢筋焊圈打捞圆环,以备掉钻后易于打捞。 d、主钢丝绳承受较大冲击力,必须选用同向捻制柔软、优质、无死结和断丝的良好钢丝绳,其安全系数应不小于12，一般选用2

11、8mm 钢丝绳。钢丝绳要求有足够的长度，保证钻头钻至桩底时卷扬机滚筒上仍有46圈（并加备6圈）以上的余量，同时绳尾应锚固在滚筒上。 e、主钢丝绳与钻头的连接利用转向杆。 转向杆及螺母宜采用优质低碳钢制作。通常为35CrMo经热处理后加工,加工时变截面处注意圆缓过渡，防止产生应力集中。转向杆穿入钻头顶部孔眼后，套入缓冲弹簧及配套的垫子，安装螺母，并用J506焊条将螺母及螺杆焊牢，并检查转向杆能否自由转动。钢丝绳穿入转向杆上端预留孔眼，接触处安装梨形环保护。钢丝绳尾部用5个钢丝绳卡子回扣在本绳上。安装时应先使各绳卡达到70%拧紧程度，然后在吊重状态下再使其达到 100%拧紧程度， 以使各绳卡均匀受

12、力。3.4.2 泥浆循环及拌制1泥浆循环系统由泥浆箱、泥浆槽、3PN泥浆泵，80胶管等组成， 泥浆箱用A3钢材焊制，容量为20m3，搁置在两护筒间牛脚上。泥浆槽也用A3钢板焊制，连接在护筒口与泥浆箱之间。泥浆可由护筒口流出，经过泥浆槽，钻碴沉淀，流入泥浆箱，再次沉淀后，再由泥浆泵吸入，经胶管压入孔底，形成正循环。（旱地引桥泥浆池设在桩位旁边，利用原地面挖两个池，一个泥浆池、一个为沉淀池。泥浆可由护筒口流出，经过沉淀池、钻碴沉淀，流入泥浆池，再次沉淀后，再由泥浆泵吸入，经胶管压入孔底，形成正循环。）2、冲击式钻孔一般情况下是将粘土投入孔内，由钻头在冲砸过程中将粘土搅成泥浆。本桥为提高施工质量，特

13、在每个墩设1m3拌浆机一台， 可随时向孔内注入优质原浆。3、泥浆由良好的制浆粘土外加一定量碳酸钠或烧碱,或掺用膨润土配制。泥浆的性能指标： a、比重：冲击钻孔孔底泥浆比重以为宜; b、粘度：一般地层1622S，松散易坍地层1928S; c、含砂率：新制泥浆不大于4%，循环泥浆不大于8%; d、胶体率：不小于95%; e、PH值：810。4、泥浆的配制应由试验人员反复试验,做出合理的配合比后，投入生产。在制浆和钻孔的过程中，试验人员要经常检测泥浆的各项指标，使之符合钻孔要求，不合格应及时调整。3.4.3 钻架就位钻架搁置在钻孔平台桁架上。调整位置使钻头中线与护筒中线保持一致，保证误差不大于5cm

14、，采取措施使钻架工作时不移动。（首先在地面上铺设垫木，钻架搁置在垫木上，调整位置使钻头中线与护筒中线保持一致，保证误差不大于5cm，采取措施使钻架在工作时不移动，不沉降）3.4.4 冲击钻孔主要工序及注意事项1、为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注砼的凝固，应注意两点：a、避免相邻两孔同时开孔；b、待邻孔砼灌注完毕，一般经24小时后，方可开孔。2、开孔阶段：开孔前应在护筒内投入粘土,投入方量与粘土质量有关，一般按护筒内水体积的1.1倍投入。用钻头高频率低冲程造浆。 钢护筒内钻进宜用中低冲程，防止碰破护筒。护筒底下的一般土层最易在钻孔时坍塌。因此，在该阶段应以加固护筒下土层为主要目的。可按

15、以下步骤进行：a、钻至护筒底部前用正循环清碴，为护筒底护壁处理作好准备；b、冲击钻头到达护筒底口时，投入3m3粘土，以低冲程反复冲砸，钻深至护筒底口以下0.5m，注意保持孔底浓泥浆；c、按1:1的比例回填粘土和小片石（粒径不大于15cm），填至护筒底口以上0.20.3m，注意顶面抛平，防止钻头倾斜碰撞护筒。因散粘土不易沉入孔底，可用编织袋混装粘土、片石，整袋投入孔内；d、用钻头低冲程反复冲砸，钻进至护筒底口以下0.8m；e、再次回填粘土、片石1.01.1m；f、第二次用钻头小冲程冲砸，将粘土、小片石挤入孔壁， 以造成坚实孔壁，形成护筒刃脚至土层的良好过渡；g、一般按上述方法逐步加深，反复冲砸2

16、-3次。必要时，填土、石冲砸多重复几次。冲砸时，尽量保持较大的泥浆浓度。如护筒下土层稳定性良好，也可采用“浓泥浆、低冲程，不投片石，一次冲砸”的办法直接通过该地段。3、操作工人钻孔时要察看钢丝绳回弹及回转情况，耳听冲击声音，借以判断孔底情况。要掌握“勤松绳、少松绳”的原则。松绳过多可能产生钢丝绳缠绕钻头的事故；松绳过少则形成“打空锤“，损坏机具，甚至掉钻。一般在松软地层中松绳5-8cm，密度坚硬地层中松绳3-5cm。冲击过程中，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，以及转向装置是否灵活，预防事故发生。起落钻头应平稳，检查钻头后重新放入孔底时,严禁任其下滑， 应轻带刹车，平缓放入孔底，避免冲撞护筒及孔壁。

17、停机时应将钻头提起，防止沉碴埋钻。墩位处应常备打捞钩，一旦掉钻或卡钻，必须及时处理。4、在不同的地层，采取不同的冲程，见表。在同一地层，为防止出现“十字槽”应间隔一定时间有意识地改变冲程。表序号使用范围冲 程目 的 在护筒中及深到护筒底口下3m以内低冲程 1.0 1.5m防止钻头倾斜打坏护筒及孔壁，并造成坚实孔壁在淤泥及夹砂互层、粘土层中低冲程0.52.0m防止吸钻，控制进尺，冲圆孔壁 在松散砂层及含砂成份较大的卵石层中低冲程1.02.0m反复冲砸，做成坚实孔壁防止坍孔 密实砂层，卵石层中等冲程24m取得较大的冲击能和较高的冲击频率 基岩高冲程45m取得大的冲击能，破碎坚硬的岩石 停钻后再次开

18、钻时由小冲程逐渐过渡到正常冲程避免卡钻 接近卵石胶结层及通过卵石胶结层时中等冲程23m增加扩孔率，防止卡钻 抛石回填重钻时中等冲程23m修圆孔形，扩大孔径 最大冲程不得超过6m防止卡钻，吸钻、冲坏孔壁，孔形不圆 5、当孔内泥浆含量增大，钻进速度明显减慢时，应清除钻碴一次。根据地层情况采用两种清碴方法。a、在砂土层中采用泥浆正循环清碴。本方法要求泥浆在排出护筒口，流入泥浆池的过程中，有足够长度的循环槽，使钻碴沉淀于槽内，并及时铲出槽外，纯净泥浆通过泥浆泵压回孔底。循环时间与钻碴数量、孔深、孔径成正比。现场可根据孔内泥浆携碴量是否显著减少及测锤能否轻松测至孔底等因素决定是否停止循环。b、在卵石及岩

19、层中，因钻碴颗粒较粗，为避免重复破碎， 提高钻孔速度，拟用取碴桶清碴。取碴桶可选用球瓣活底取碴桶，一般每钻进0.61.0m抽碴一次,每次抽34筒,或抽至泥浆内钻碴明显减小,无粗颗粒,比重降至正常为止，抽碴时应注意：、及时向孔内补浆，保持孔中水位，并投入粘土，用钻头冲砸，使孔底保持浓泥浆，适于钻孔。、抽碴筒放到孔底后，要在孔底上下提放几次，待多进些钻碴，然后提出。、为控制泥浆比重和抽碴次数，需及时用取样罐放到需测深度，取泥浆检查，冲击钻进孔底泥浆比重以1.41.6为宜。、抽碴时应注意地质情况，出现异常应及时通报有关部门，以便采取有效措施。6、在冲击成孔过程中，为提高成孔效率，应保证在冲程范围内钻

20、头能够以最大的冲击力且保持经常性地冲击新鲜土层。操作中要达到以上要求，则必须确定合理的投粘土量和投土时间。若投土过多,则孔内泥浆太浓，冲击钻头阻力增加,不能充分利用冲击能量，甚至导致钻头不能转动， 形成“十字槽”。若投土过少， 则孔内泥浆较稀，钻碴沉淀，钻头重复破碎，消耗冲击能量，同样效率不高。因此必须勤于观察，做出正确判断，并及时调整。采取以下三项措施，可提高成孔效率： a、分次投土。其目的在于使孔内泥浆的各种指标不致迅速增大， 减小泥浆对钻头下落时的阻力,每次投泥量根据孔深及土质不同而有所区别。一般在岩层、卵石层、砂层中投土量为钻进体积的1.0倍。即每钻进0.3m，大约需投粘土0.81.0

21、m3。 b、准确把握每次投土时间和方法。 其目的在于使泥浆能及时地悬浮起钻碴，使钻头经常性冲击新鲜土层。可根据钻头冲击孔底声音来判断孔底情况。若钻头没有冲击到新鲜土层，则表明钻碴过多，应及时投粘土。为保证粘土能投至孔底而不是浮于孔内，粘土入孔前应设法提高含水量，增大其比重，必要时可粘制成湿泥块投入孔内。 c、及时清碴：7、注意保持孔内超压。防止塌孔最主要的办法就是保持钻孔中泥浆对孔壁有一定的向外压力。在整个钻孔过程中，任何时候都必须保持孔中有稳定的水头压力。在主河槽水位有变化及河床受冲刷的情况下，孔内水位也不应超高太大，以防止筒底口处孔壁受内压破坏，引起漏浆坍孔。一般孔内水位宜比孔外水位高出1

22、.52.0m，当孔外水位发生变化时， 应密切观察孔内水位变化及测量孔深，检查孔壁有无破坏，发现问题及时采取措施处理。8、钻头的刃口直径应严格保持17601780mm范围内。弧刃部分不得有突出的台阶形。钻头直径磨耗小于规定限度(2cm) 时，及时用耐磨焊条补焊，并常备两个钻头轮换使用、修补。为防止卡钻，一次补焊不宜过多。补焊后，在原孔使用时，宜先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。除直径外,十字刃刃角、弧刃刃角等尺寸也应勤观察， 出现磨损及时修补。若钻头未设刃角，也可在底部加焊7-10cm长钻齿，钻齿间距可取为410cm，钻齿应用高强耐磨钢材制作。注意慎用钻头修孔，以防卡钻。9、为保证孔形

23、正直，冲孔过程中，应不断变化冲程，在表规定的范围内，由低、中、高逐步变换冲程。钻进中应常用检孔器检孔。检孔器可用圆钢筋或角钢制成，其高度为桩径的4-6倍，直径同孔径。 更换钻头前必须经过检孔，将检孔器检到孔底通过后，才可放入新钻头。如检孔器不能沉到原来已钻的深度，或钢丝绳拉紧时位置偏移护筒中心，则可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，应及时采取补救措施。如发现弯孔、斜孔或孔径过小，应立即停钻，抛石回填至卡住检孔器的标高以上0.5-1.0m处，重新钻孔。10、每班应检查卷扬机、钻具及起吊设备。对大绳和转向杆的磨耗情况要做到心中有数，及时更换。特别注意检查钻头上方20cm处、上下转向滑车处或上滚筒处的

24、钢丝绳磨损情况，发现死弯、压扁、乱股情况严重者，应立即更换，更换标准：6×37+1钢丝绳每米20丝，6×19+1钢丝绳每米断丝10丝。冲孔过程应及时检查钢丝绳的倾斜及机架底座基础的下沉情况，钢丝绳在护筒顶处的偏位不得大于3cm（即上段绳的倾斜不大于5），发现此情况应及时上报，以便采取对策。卷扬机经常磨损的零部件为：电动机超载、运转时间过长而温度过高；冷却风扇叶片打坏；啮合齿轮磨损及破裂；滚筒墙板破损；铜轴套磨损；刹车带磨损失灵；刹车带弹簧折断等。应定期加油，勤检查，充分贮备易损件，实行岗位责任制与机修班组巡回检查保养制，保证机械正常安全运转。3.5 清孔1、钻孔到设计标高后

25、，用活底取样罐在孔底取出持力层碴样，由值班技术人员填写预检工程检查记录，通知监理工程师确认签证，并检孔。2、先用取碴桶取至孔底无粗颗粒，注意及时补浆。3、采用正循环法清孔，清孔时，可用钻头小冲程搅动孔底沉淀。4、清孔过程中应监测泥浆指标，防止泥浆性能恶化。5、满足以下要求后，即可停止清孔： 比重1.25; 含砂率8%; PH 8-10; 沉碴厚度符合设计图要求<45cm。（比重1.051.2；含砂率4%；粘度:1720S）3.6 安装钢筋笼3.6.1 一般规定 a、钢筋的力学性能符合GB1499-84的规定； b、进场钢筋应按试验规定要求进行抽检，合格者才能投入使用；枢 c、代换钢筋时需

26、征得监理工程师及设计代表的同意；3.6.2 钢筋笼制作 a、钢筋笼按设计要求及现场吊机起吊高度和运输条件分段预制，并具有足够的刚度和稳定性； b、钢筋使用前应调直除锈； c、在钢筋骨架上按规定设置保护层±10mm。 d、钢筋笼制作质量要求。 钢筋笼全长 +5mm -10mm; 螺旋筋间距 +0mm -20mm; 主筋间距 ±20mm; 加强筋间距 ±50mm。3.6.3 钢筋笼的吊装 a、钢筋笼吊入桩孔时，动作要慢，应对准孔中心，防止刮孔壁，保证钢筋笼中心与桩孔中心重合； b、钢筋骨架对接严格按公路桥涵施工规范办理， 同一截面的焊接接头数不超过钢筋总数的1/2，焊

27、接截面错开距离不小于30d（不小于1.3倍搭接长度）； c、应采取适应措施，防止砼灌注过程中钢筋笼上浮； d、钢筋笼就位后，其底面高程与设计高程偏差±5cm，平面中心偏差±5cm。 e、由值班技术人员填写隐蔽工程检查记录。3.7 桩身砼灌注、灌注支架、提升导管设施等必须与施工平台连结牢靠。、组拼300mm导管，并做好分节及尺度的标记， 导管应经过水密试验、压力不低于9KS/cm2抗拉试验，试验合格后填写设备、配件检验记录表，才能投入使用。、导管提升设施必须有足够的起重富余量，且操作灵活方便。砼灌注前应认真检查。、填充砼前应复检沉碴厚度，如不能达到要求，可利用封孔导管进行换浆清孔。、按施工规范选用砼配制材料，水泥、粗、细骨料等各种材料均需经过试验检验，并确定合理配合比，合格后才能投入使用。、填充砼技术指标及要求： a、强度大于25MPa，满足设计要求； b、初凝时间不得早于10小时； c、砼产量不小于35m3/