特大桥冲击钻钻孔作业指导书

1、宁西铁路增建二线I标工程编号:2013-06-25-001K828+042.495 钻孔(冲击钻作业指导书作业指导书单位:中铁十四局集团公司宁西铁路增建二线I标工程第二项目部编制:审核:批准:2013年6月25日发布2013年6月25日实施目录1、适用范围 (12、作业准备 (13、工艺流程 (34、作业内容 (35、质量标准 (106、质量控制要点 (117、安全控制要点 (148、文明施工和环水保要求 (15冲击钻钻孔作业指导书1、适用范围适用于宁西铁路增建二线I标漫流河大桥范围内桩基施工。适用于砂类土、砂砾石、卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。2、作业准备2.1 场地准备

2、(1开工前先对桩位进行定位测量,埋设护桩。(2整平场地,场地为旱地时,清除地表杂物,换除软土,整平夯实,以保证钻机的稳定。(3场地为陡坡时,用枕木或型钢搭设作业平台。(4场地为浅水时,采用截流、改河或筑岛方案,变水中钻孔为旱地钻孔。筑岛面积根据钻孔方法,设备规格决定。(5挖好泥浆池和沉淀池,布置好场内便道、输电线路、孔外排水系统以及其它附属设施。2.2 护壁泥浆钻孔泥浆由水、粘土(或膨润土和添加剂组成。按钻孔方法和地质情况,采用泥浆浮悬钻渣或护壁,除地层本身全为粘性土,能在钻进中形成合格泥浆者外,开工前应准备数量充足和性能合格的粘土或膨润土。调制泥浆时,应先将粘土或膨润土加水浸透,然后以机械搅

3、拌或人工拌制。冲击钻进时,可在钻孔内直接投放粘土,以钻锤冲击制成泥浆。调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆,根据钻孔方法和地层情况,采用不同性能指标的泥浆。2.3 机械就位钻机就位前,要保证钻机坐落处的平整与坚固,防止在钻进和运行过程中产生位移和沉降,同时保证钻机顶部的起吊滑轮缘、钻孔中心应在同一铅垂线上,其偏差控制在2cm 内。施工现场还应随时配备相应的机械设备,包括:挖掘机、泥浆运输车以及渣土运输车。2.4 临时用电图1 冲击钻孔灌注桩施工工艺框图 施工前认真检查电力设备的运行情况,保证机械及设备安全上场,并应自备备用发电机,以防施工过程中出现故障导致施工中断,确保临时用电满足施工要求。3、

4、工艺流程冲击钻施工工艺流程详见图1。 图2 冲击钻孔灌注桩检验流程图4、作业内容4.1 测量放线采用全站仪与钢尺相结合的方法进行桩位放样,根据设计桩位图,用全站仪将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹,然后在中心桩的前后左右设置护桩,测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核,并形成测量交接桩记录,符合要求后由技术人员报监理复核。4.2 埋设护筒现场监理对桩位测量复核合格后,即可进行护筒的埋设。护筒内径比桩径大40cm,护筒埋置深度不小于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

5、不大于5cm,倾斜度不大于1%。水中筑岛,护筒宜埋入河床面以下1米。钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.52.0m。护筒埋设好后,应设置好护桩,拉出十字线,以便监理现场检查。4.3 钻机就位安装钻机时要求底部垫平,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。4.4 泥浆制备旱地泥浆池:用挖掘机挖坑作为泥浆池和沉淀池(需要时,内壁用粘性土抹平;泥浆池位置的确定不影响后续工程施工,一般情况设在墩与墩之间。用造浆机制浆,并储存于泥浆池中。钻孔施工时,根据地层情况及时调整泥浆性能指标,以保证成孔速度和质量,施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续

6、地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。桩孔混凝土灌筑时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,用于下一桩基钻孔护壁中。泥浆制备及循环分离系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成。泥浆循环系统平面布置见图3所示。4.5 开钻前检查现场技术人员对桩位、护筒埋设质量、泥浆指标等进行检查,检查合格后,向现场监理提出开钻前的报验检查,监理接到通知后,及时到现场进行检查,验收合格后方可开钻。排浆地沟 排浆地沟图3 泥浆循环系统平面布置图4.6 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

7、筒外侧土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,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。钻进过程中,应随时对孔位中心

8、进行复查,主要办法是将钻头自然垂吊于孔中,用护桩拉十字线将孔位中心恢复,用钢尺测量十字线中心与钻头吊绳之间的偏差,发现超出50mm时,及时分析原因进行纠偏。4.7 检孔钻孔完成后,用检孔器进行孔径、孔深、孔型、成孔倾斜度的检测。检孔器的外径、长度、重量要严格按照技术人员的交底进行加工制作。成孔孔径不得小于设计孔径,成孔深度不得小于设计孔深,成孔倾斜度不大于1%。其中,倾斜度检测采用吊车吊放检孔器进行,用吊车下放检孔器到孔底,通过量测吊锤底部与钢丝绳的偏斜距离,并通过三角关系推算成桩的垂直度。4.8 第一次清孔检孔合格后,即进行第一次清孔,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

9、标符合规范要求,泥浆指标检测由现场试验人员进行,达到指标要求后,第一次清孔结束。4.9 第二次清孔第一次清孔结束后,报请监理检验,监理同意后进行钢筋笼吊装、导管安装。钢筋笼吊装、导管安装结束后,现场作业工班、技术人员、质检人员先进行泥浆指标、沉渣厚度的自检,泥浆各项指标如符合规定,且沉渣厚度符合要求,由质检人员负责向监理工程师报检,监理工程师检查合格后,即可转入下道工序施工。如果不符合上述程序和检测指标,需进行二次清孔,重新履行各项程序,直至符合要求为止。5、钢筋笼加工与吊放、钢筋笼加工:钢筋笼采用现场加工制作,加工尺寸严格按设计图纸及规范要求施作。钢筋笼主筋采用焊接,焊缝表面平整,不得有较大

10、的凹缝、焊瘤,接头处不得有裂缝。钢筋双面搭接焊:长度不小于35d,接头相互错开。主筋与加强筋、箍筋采用点焊。在钢筋笼制作过程中要结合围护桩监测技术交底把监测仪器或其它预埋件准确安装在钢筋笼上。钢筋笼加工完毕,报请监理验收,合格后方可使用。将制作好的钢筋笼稳固放置在平整地面上,防止变形,并挂牌标明钢筋笼的长度、平面方向及对应的桩号。、钢筋笼自上而下以2m间距设置一道加强箍筋,每根箍筋周围布置4根定位筋,保证浇筑桩主筋净保护层厚度为60mm。、钢筋笼吊放:采用25T汽车吊车分12次下放钢筋笼。在下放钢筋笼节与节之间在孔口焊接,采用双面焊,焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径。、起吊钢筋笼采用两点起吊法

11、。下笼时由人工辅助对准孔位,保持垂重、轻放、慢放,避免碰撞孔壁。下放过程中若遇到障碍时立即停止,查明原因进行处理。、下放钢筋笼时,技术人员在场控制平面方向,分清基坑侧和迎土侧后,定位下放;严格控制笼顶标高,达到设计标高后四周固定三根吊杆(吊杆用25钢筋加工,下部焊在钢筋笼主筋上,上部弯钩吊挂于井口方木上,防止钢筋笼下沉或浇筑砼时上浮。6、水下砼浇筑、清孔、下钢筋笼后,立即浇筑水下C30砼。砼采用搅拌站砼泵送,要求其坍落度为1822cm,2小时内渗出的水份不大于砼的1.5%。浇筑应尽量缩短时间,连续作业,使浇筑工作在首批浇筑的砼仍具有塑性的时间内完成。、水下浇筑砼施工顺序水下浇筑砼施工顺序:下放

12、导管安设漏斗悬挂隔水塞或滑阀浇筑首批砼浇筑砼至桩顶拔出导管。首先安设导管,用吊车将导管(直径250mm吊入孔内,保持位置居中,导管下口与孔底距离保留3040cm左右。浇筑首批砼之前在漏斗中放入首批砼,在确认储存量备足后,即可剪断铁丝,借助砼重量排除导管的水,使隔水塞留在孔底。浇筑首批砼量使导管埋入砼中深度不小于1.0m。首批砼浇筑正常后,连续不断浇筑,浇筑过程中用测锤测探砼面高度,推算导管下端埋入砼的深度,并做好记录,正确指导导管的提升和拆除。直至导管下端埋入砼的深度达到4m时,提升导管,然后在继续浇筑。在浇筑过程中将井孔内溢出的泥浆处理后外运至指定地点弃放,防止污染环境。、水下浇筑砼的技术要

13、求、首批砼浇筑量保证导管底口埋入砼中不小于1m,浇筑过程中砼面高于导管下口2m,每次拆除导管前其下端被埋入深度26m。砼浇筑连续,防止断桩。、随孔内砼的上升,需逐节快速拆除导管。、在浇筑过程中,当导管内砼不满,含有空气时,后续的砼徐徐灌入漏斗和导管,不得将砼整斗从上而下倾入管内,以免在管内形成高压气囊,挤出管节的橡胶密封垫。、砼上层存在一层浮浆需要凿除,为此桩身砼需超灌0.5m以确保桩顶质量,待桩身砼达到一定强度且浇筑冠梁之前,将设计桩顶标高以上部分用风镐凿除。7、质量标准表1 冲击钻钻孔允许偏差和检验方法 8、质量控制要点8.1 预防坍孔坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量

14、显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔的预防:(1在松散粉砂土或流沙中钻进时,应控制进度速度,选用较大比重、黏度、胶体率的泥浆;或投入黏土掺片、卵石,低锤冲击,使黏土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。(2汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增大水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。(3严格控制冲程高度。(4清孔时应指定专人补水,保证钻孔内必要的水头高度。供水管最好不直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,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1.51.6倍钻孔中水柱压力。(5吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。8.2 预防

15、缩孔钻孔发生弯孔缩孔时,一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔,直到钻孔正直,如发生严重弯孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物,回填到偏孔处,待填料沉实后再钻孔纠偏。8.3 预防偏孔钻机移位,钻孔过程遇较大的孤石或探头石,以及在度倾斜度的软硬地层交界处均有可能导致偏孔,为此,对钻机钻进过程中位置变动应检查复位,在有倾斜的软硬地层钻进时,应低速钻进,或回填片、卵石冲平后再钻进。查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正值。偏斜严重时应回填砂砾石到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。偏斜严重的可在偏斜处设置少量炸药(少于1kg爆破,然后用砂土和砂砾石回填到该位置以

16、上1m左右重新冲钻。8.4 预防产生梅花孔(或十字孔8.4.1 形成原因(1锥顶转向装置失灵,以致冲锥不转动,总在一个方向上下冲击。(2泥浆相对密度和粘度过高,冲击转动阻力太大,钻头转动困难。(3操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。(4有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。8.4.2 预防办法（1）应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换 失灵的转向装置。 （2）选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。 （3）用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击， 交替冲击修整孔形。 （4）出现梅花孔后，可

17、用片、卵石混合粘土回填钻孔， 重新冲击。 8.5 预防卡锥 8.5.1 卡锥原因 （1）钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。 （2）未及时补焊冲锥，钻孔直径逐渐变小，而补焊后 的冲锥大了，又用高冲程猛击，极易发生卡锥。 （3）伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥 顶。 （4）孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥。 （5）在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥 被吸住。 （6）大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。 8.5.2 预防卡锥方法 （1）当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使 钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝 绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。 13 （

18、2）卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶 撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱 离卡点或使掉入的石块落下。 （3）用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将 冲锥勾往后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、 左右摆动试探，有时能将冲锥提出。 （4）在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。 （5）用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲 击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后， 再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。 （6）用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧 或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。 （7）使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。 （8）用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥 法。将防水炸药（小于 1kg）放于孔内，沿锥