桥梁工程施工作业指导书(上)

i录

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书.......................................-2-

钻孔灌注桩冲击钻机成孔作业指导书......................................-14-

钻孔灌注桩钢筋笼制作及安装作业指导书..................................-29-

钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工作业指导书...............................-44-

钢板桩围堰施工作业指导书..............................................-55-

无支护基坑开挖作业指导书..............................................-65-

有支护基坑开挖作业指导书..............................................-75-

桥梁承台钢筋制作与安装作业指导书......................................-85-

桥梁承台混凝土浇筑施工作业指导书......................................-99-

墩身钢筋制作及安装作业指导书.......................................-114-

空心墩墩身施工作业指导书...........................................-125-

桥台施工作业指导书.................................................-138-

桥台锥体施工作业指导书.............................................-149-

框架涵施工作业指导书...............................................-157-

电缆槽盖板预制及安装作业指导书.....................................-170-

吊篮钢构件加工作业指导书...........................................-177-

防护栏杆预制及安装作业指导书.......................................-192-

防护墙施工作业指导书...............................................-197-

接触网支柱基础施工作业指导书.......................................-204-

竖墙施工作业指导书.................................................-212-

钻孔灌注桩旋挖钻机成孔作业指导书

1.适用范围

适用于新建武汉至十堰铁路土建工程各种土质层和砂类土、碎(卵)石土或中等硬

度以下基岩的桩基施工。

2.作业准备

2.1内业技术准备

开工前，技术人员应对施工图纸及相关的通用图纸和实施性施工组织设计进行认

真阅读和审核，熟悉高速铁路作业指南、验收标准以及相关的规范。制定安全保障措

施及应急预案。对进场作业人员进行岗前技术、安全培训和考核，合格后持证上岗。

对作业人员进行技术交底。

2.2外业技术准备

施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集，包括桩径、桩长及地层情况。配齐

生活、生产及办公设施，满足施工生产需要。复核测量导线点、水准点，对场地进行

平整，连通施工便道及用电、用水，备齐各种原材料和安全防护设备。

3.技术要求

3.1护壁泥浆应采用砂浆搅拌机拌和，其性能应满足要求。

3.2在进行大面积钻孔施工前应按照《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB

10752-2010)相关要求进行施工工艺试验，确定工艺参数，并报监理单位确认。

3.3所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。

3.4所使用的原材料应具有质量合格证并按相关要求抽检合格。

3.5钻机就位、成孔时，必须通知现场监理进行确认。

3.6桩位放样、成孔质量及桩体质量必须满足《高速铁路桥涵工程施工质量验收

标准》(TB10752-2010)、《高速铁路桥涵工程施工技术规程》(Q/CR9603-2015)、施

工图设计文件及公司相关文件的要求。

4.施工工序与工艺流程

4.1施工程序

旋挖钻机作业施工程序为：施工准备一测量放样一护筒埋设(泥浆制备及测试)

一钻机就位一钻进一检孔一地质确认一清孔一检查验收。

4.2工艺流程

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图4.1旋挖钻孔成孔施工工艺流程

5.施工要求

5.1施工准备

5.1.1岗前培训

桩基施工前，操作人员需接受工区项目组织的操作技能、安全技术教育培训，培

训合格后，方可持证上岗作业。尤其对有要求的特殊工种（如钻机司机）培训，必须经

考核合格后持证上岗作业。

5.1.2场地踏勘

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进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如果妨碍施工

或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。

5.1.3地质调查

桩基施工以前需要根据设计方提供的地质报告了解施工部位的地质情况，画出每

根桩的地质柱状图，确定合适的钻头类型。

5.1.4施工机具

根据旋挖钻机施工的要求，准备满足要求的设备，如旋挖钻机、泥浆泵、导管、

电焊机、挖掘机、泥浆搅拌机、自卸车等，并调试至最佳使用状态。测绳需标定后方

可使用。

5.1.5场地平整及布置

平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬

化、加固等措施。场地要采取有效的排水措施。

场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池、弃渣区的位置，沉淀

池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。

5.1.6泥浆池开挖以及泥浆制备

（1）施工前本着节约、方便施工的原则确定泥浆池位置及大小。一般可根据使

用的泥浆泵的功率依照相邻墩的桩基共用一座泥浆池的原则来确定泥浆池位置，泥浆

池大小可按照使用钻机数量来开挖。

（2）开挖前先挖探沟，经确认泥浆池位置无地下管线后再开挖。泥浆池开挖完

成后应立即按照要求设置1.2m高的钢管栏杆，同时用绿网四周围护并在醒目位置悬

挂标识牌、警示牌等。泥浆池造浆前其底部及四周可使用厚塑料布进行衬护。

（3）由于旋挖钻机施工时，采用静态泥浆护壁，故应配置优质泥浆进行泥浆护

壁。

（4）泥浆调制采用泥浆搅拌制备，泥浆可采用接近地表经过冻融的黏土或水化

快、造浆能力强、黏度大的膨润土来制备。

（5）现场泥浆制备完成后应立即报现场工程师验收，泥浆各项指标合格后方可

使用。

5.1.7施工核对

对照技术交底和设计图纸，通过标高计算复核桩径、桩长、桩底桩顶标高，如有

疑问及时报现场工程师，防止出现施工质量事故。

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5.2施工工艺

5.2.1测量放样

利用施工现场附近复核报批过的导线点和水准点，用全站仪或GPS全球定位系统

准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度；

测好的桩位必须复测。

5.2.2钻机就位

（1）钻机就位以前先检查钻机的工作性能，确保钻机各零部件、液压系统及各

种仪表正常工作。保证桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，将钻头的尖端正对桩位标

注点。再用垂球及钻机仪表控制钻杆的垂直度和钻机机身的水平，并保证钻杆中心及

孔位中心在同一条铅垂线上，保证钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生

位移和沉陷。

（2）钻机停位回转中心距孔位在3〜4.5m之间。在允许的情况下，变幅油缸尽

可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机白重和提升下降脉动压力对孔的影响。检查在回

转半径范围内是否有障碍物影响回转。

5.2.3护筒制作、埋设

（1）旋挖钻机施工使用钢护筒，护筒一般用8〜10mm厚的钢板加工制成。钻孔

桩的护筒内径应比钻头直径大10〜15cm,比桩径大20〜30cm,护筒长度根据地质情

况确定。护筒加工完成后应立即检查护筒的几何尺寸、相邻管节管径差、焊缝尺寸、

外观及焊缝质量（水中护筒需要检查），检查合格后报现场工程师，同时在护筒顶面、

底面找出护筒截面中心，并在护筒上做好标识。

（2）护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。所以护筒中心与桩位

中心应重合，周边用黏土夯填密实。

埋设钢护筒前进行桩位控制点的放样，用小口径的钻头先预钻至护筒底的标高位

置，然后提出钻头，将钢护筒埋压到预定位置，再用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回

填密实。护筒埋压时要分别在护筒各个方向均匀贯压、同时贯压，防止护筒贯压过程

中出现倾斜。

（3）护筒贯压到位后使用水平尺、垂球检查护筒的垂直度。检查合格后再进行

护筒外侧的回填，并报现场工程师。

（4）护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1m；在砂类土中不宜小于2m,并在

保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。

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（5）利用施工现场附近的水准点测量护筒顶面标高，确定桩基成孔深度。

5.2.4钻机钻孔

（1）钻孔前在护筒顶面依照护筒壁上的护筒顶面中心标识挂设十字线，然后对

中钻头中心。钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm。

（2）成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程中磨

损超标的钻头及时更换。

（3）旋挖钻机配备有电子控制系统显示可调整钻进时的垂直度，通过电子控制

和人工用垂球观察两种方式来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。同时在每

一次钻机提钻甩渣复位后检查钻头是否对中。

（4）开钻时，先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中高

于护筒底角0.5m以上并不得低于地下水位，方可开始钻进。开始钻进时，低挡慢速

钻进，待钻进深度超过护筒刃脚处，按正常速度钻进。在黏质土中钻进时，由于泥浆

黏性大，易糊钻，采用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进；在砂类土或软土层钻进时，

易坍孔，宜控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

（5）以钻头自重加液压力作为钻进压力，初入压力控制在80〜90kPa。每次进

尺最佳为0.5〜0.8m,钻屑进入简体，装满一斗后，将钻头提出孔外移至机侧，继续

缓慢上提钻斗，利用动力头下的挡板将钻头上的顶压杆下压，通过与顶压杆相连的连

接杆件将钻斗的底盖打开卸落钻渣，钻渣卸落完成，再将钻斗下落至地面，正旋关盖

复位。

（6）起、落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速。孔内出土，应立即清走，

不得堆积在钻孔周围。

（7）钻孔作业分班连续进行，一次成孔。在钻进过程中，按试桩确定的参数进

行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，依照地质报告随时观察钻渣情况与

地质报告对照，并准确取样报现场工程师确认地质情况。当桩尖持力层地质与设计不

符时，立即通知监理工程师及有关部门确认是否进行变更设计。钻孔过程中还必须详

细记录钻进深度、泥浆指标、机械设备损坏、障碍物、钻孔异常情况等。记录必须认

真、及时、准确、清晰。且交接班时要做好交接记录。

（8）钻进过程中产生的泥浆、钻渣经沉淀池净化处理后方可排放沉淀水。在排

放过程中不能造成对农田及周围水源的污染，沉淀池中的沉淀物用汽车运至指定弃淤

场堆放处理。

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（9）钻至桩孔设计标高后，钻头在不加压的情况下就地继续旋转数圈，再提钻,

保证钻头尽可能取渣情况下又可避免超钻。

5.2.5成孔检查

（1）在钻机显示器显示孔底达到设计桩底标高后，停止钻进，在现场监理工程

师在场的情况下，对护筒顶面标高、孔位中心偏差、孔径、孔深、钻孔垂直度、孔底

沉渣厚度等采用测量仪器、测绳、验孔器等工具进行全面检查（见表9.4钻孔桩钻孔

允许偏差和检验方法），签字确认合格。

（2）检孔器长度为4倍桩基直径，外径直径不得小于钻孔桩直径。检孔器按照

钢筋笼的形式加工，必须规则，且具有一定刚度。

（3）钻孔倾斜度通过检孔器检验：检孔器在孔顶对中护筒中心下落后，通过在

护筒顶观测吊绳相对于竖直垂线偏移情况可计算成孔后的倾斜度。

具体做法是：在检孔器下放到指定位置后在吊点系一垂球，然后在垂球的吊绳上

用毫米尺标定好从垂球系点开始的1米位置，待垂球静止后用毫米尺测量垂球吊绳到

检孔器吊绳的距离E（单位：mm）。此时检孔器所处位置桩孔的倾斜度就为i=EX100%

/1000o

5.2.6排渣、清孔

旋挖钻孔主要是靠钻机自身的渣桶排渣。孔底部分的钻渣采用抽渣法排渣，每抽

渣一次，立即补给泥浆，灌注清水。钻到施工图标示桩底标高后，应立即清孔。当钻

进深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，满足设计要求后，

填写终孔检查证，经监理工程师签认后方可进行清孔和灌注水下混凝土的准备工作。

（1）清孔方法

掏渣法适用于在各类土层中用钻孔的各类摩擦桩的初步清孔：喷射法（射风、射

水）法和砂浆悬浮法是用于配合其他清孔方法的辅助手段。

（2）钻孔桩清孔

①对于原土造浆的钻孔，钻到设计后，可使钻头空转不进尺，循环换浆，泥浆比

重在1.1左右。

②对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层，清孔后孔底泥浆密度应控制在1.15-

1.25g/cm3左右。

③清孔后的孔底沉渣厚度，端承桩不得大于50mm；摩擦桩不得大于200mm。在灌

筑水下混凝土前必须复测沉渣厚度，沉渣超过规定者，必须重新清孔，符合规定后方

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可灌筑水下混凝土。

（3）清孔注意事项

①清孔应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止塌孔。

②不得用加大孔深的办法代替清孔。

③柱桩孔，在灌注混凝土前向孔底射水或压气3〜5min,翻动孔底沉渣，然后进

行灌注。射水压力比孔底压力大0.05MPa。

④各环节施工衔接应紧密，缩短工艺间隔时间。

5.2.7钻孔与灌注作业的连续性

钻孔完成后，应立即组织钢筋笼安装和水下混凝土灌注工作，在此过程中，应保

持孔内水头，避免塌孔。为保证施工的连续进行，应做好以下工作：

（1）钢筋笼应提前制作。如果钢筋笼长度超过吊装能力，可以分段制作，孔内

安装时现场焊接或采用套筒法接长。

（2）提前完成机械设备和施工器具的准备，包括混凝土生产设备，起重吊装设

备，电焊设备，供电设备，混凝土灌筑设备，检测试验设备等，混凝土生产和供电等

关键设备应有1套备用。

（3）按规定的时间提前约请监理工程师现场检验成孔，钢筋笼，混凝土配合比

及原材料，混凝土拌制的质量，避免停工待检。

5.2.8注意事项

旋挖钻孔灌注桩因其施工情况的特殊性，钻孔时可能遇到的不定因素较多，因此

开钻前制定详细可行的基桩施工作业指导书，包括施工工艺、钻孔前的设备检修、人

员培训与准备、泥浆循环系统等材料准备、事故预案、安全方案、质检方案等，并备

有可靠的自发电系统。每钻进2m或地层变化时在弃渣中提取钻渣样品，查明土类并

记录，以便与地质剖面图相核对。因桩基地质情况较复杂，当钻孔至砂层等易塌地层

时采用加大泥浆比重并增加泥浆的黏度，减慢钻孔速度等方法通过该地层。钻孔过程

中现场工程师旁站监督，发现问题及时解决。

6.劳动组织

6.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

6.2施工人员根据工艺试验和配备的人员、机械选用最佳组合，人员配置见表

6.Io

表6.1每个作业工班人员配备表

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工班长1人

技术员1人

安全员1人

质检员1人

钻机操作手2人

指挥员1人

装载机驾驶员1人

其中工班长、技术员、安全员和质检员必须由正式职工担任。

7.材料要求

7.1护筒：一般用8〜10mm厚的钢板加工制作。

7.2泥浆：泥浆种类见表7.1,钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。

表7.1常用泥浆种类表

泥浆种类主要材料外加剂

膨润土泥浆膨润土，水分散剂，增黏剂，防漏剂

聚合物泥浆聚合物，水(加重剂)

cmC(钠竣甲基纤维素)泥浆膨润土，cmC,水分散剂

黏土泥浆黏土，水，纯碱，外加剂分散剂，增黏剂

对泥浆材料的要求：

(1)黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%,塑性指数大于25%〜30%,

含砂量小于4%,Si。?和AkOs之比为3〜4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水溶

液呈碱性，Ca2+小于70mg/L,氯化物小于300mg/Lo

(2)膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符

合相关标准。

(3)水：淡水。

(4)外加剂：见表7.2。

表7.2外加剂种类表

种类使用目的常用物质

防水泥、盐分对泥浆的污染。污染后泥浆Na6P6。18,Na6P3Oio,Na2co2,NaHCOs>木

分散剂

的再生。增强防坍作用。提高泥水分离性质素，腐殖酸

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防孔壁坍塌。提高钻孔效率。对受水泥、

增黏剂cmC(钠竣甲基纤维素)

盐分污染的泥浆有保护膨润土的凝胶作用

加重剂增加泥浆比重，提高孔壁稳定性重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末

防漏剂防止泥浆漏入土中锯末，稻草，水泥，核桃皮粉末

盐水泥浆剂在盐水中湿胀并提高黏度

防腐剂防止cmC等有机外加剂在夏季变质硫化钠

8.主要机具设备

8.1主要机械：旋挖钻机1台。

8.2辅助机械：钻头2个，搅浆机1台，泥浆泵1台，电焊机1台，挖掘机1

台，抽渣筒1套，检孔器及测绳各一套等。

9.质量控制及检验

9.1质量控制

9.1.1严格控制泥浆质量，泥浆对护壁及钻渣的悬浮起着重要的作用。首先要选

用优质的膨润土，火碱、纤维素，根据地质情况进行配比选择，其次要用搅浆机按比

例均匀搅拌，泥浆池要循环利用，从孔位返回时设置沉淀池。

9.1.2钻孔的平台，钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降。

(1)钻架垂直及机身水平。

(2)应对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不

得大于5cm。

(3)对于软弱地基，钻孔前应对地基进行碾压及硬化处理，避免钻机倾斜影响

孔的垂直度。钻孔过程中，起落钻头的速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土

不得长时间堆积在钻孔周围。特别是钻头提至护筒底部时速度要有所下降，避免护筒

底部孔壁在反复提升过程中扩径。

9.1.3钻孔过程中随时认真对地质情况复查，并调整泥浆指标，防止出现坍孔现

象，并且按照地质情况调换合适的钻头，以保证施工正常进行。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻

进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔

次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢

钻进并适当增加泥浆比重和黏度。但是钻头下降速度也不可太快,尤其是刚刚入孔时。

9.2质量检验

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9.2.1主控项目

（1）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查；勘察设计单位对代表性的桩进行现场

确认。

检验方法：检查施工记录、观察。

（2）孔径、孔深不得小于设计值，孔型应符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：测量检查和用检孔器或成孔检测仪器检查。

（3）钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：观察和测量检查。

（4）泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部性能

指标，钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：施工单位进行泥浆比重和含砂率试验；监理单位见证检验。

（5）浇注水下混凝土前应清底，孔底沉渣厚度应符合设计要求。当设计无具体

要求时，对于柱桩不应大于50nlm,摩擦桩不应大于200mm。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查。

检验方法：测量。

9.2.2一般项目

钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法须满足表9.2的要求。

表9.2.-1钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法

序号项目允许偏差检验方法

顶面位置50mm

1护筒

倾斜度1%测量检验

2孔位中心50mm

3倾斜度1%测量或超声波检查

检验数量：施工单位全部检查。

钻孔桩质量应按照《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）及

《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）的相关条款进行检验。

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表9.2-2优质泥浆性能指标

含砂率胶体率

钻进方法地层情况相对密度黏度(a)pH值

(%)(%)

填土、硬土、粉土、砂性土、1.05〜

旋挖钻16〜22>4%495>6.5

砂.卵砾石层、软-中硬基岩等1.15

表9.2-3钢护筒检测项目及指标

序号检测项目规定值或允许偏差值检测方法和频率

1长度(m)满足设计值

2外径(mm)桩径+(20〜30on)

3倾斜度1%尺量

4护筒顶面中心偏差(mm)50

5相邻管节管径差(mm)3

6下沉最后贯入度>5cm/min

焊缝尺寸及外观符合规程要求样板尺，目测10点

焊接

超声波检测超声波探伤100%探伤仪检测

表9.2-4钻孔桩灌注混凝土前泥浆及沉渣指标

项目允许误差检验方法

泥浆比重<1.1

含砂率<2%泥浆测试仪器(三件套)

黏度17〜20s

摩擦桩W20cm

沉渣厚度测绳测量

柱桩W5cm

10.安全及环保要求

10.1安全要求

10.1.1施工现场设置警示标志，严禁非施工人员进入。

10.1.2钻机各岗位工作人员，在上岗之前，都必须经过针对性的培训，持证上

岗，全部人员都必须熟知桩基的整个施工过程，同时要熟练掌握自己所承担的工作内

容和操作规程。不符合条件者不得上岗。

10.1.3坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，定期和不定期组织人

员进行安全学习和安全教育。

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10.1.4钻机就位前，墩位的钻孔范围内要碾压密实，在软弱地基段钻机履带下

要垫10mm厚钢板，避免钻机倾斜发生意外。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。

10.1.5钻孔中，应注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地址，随时补充泥浆，

保证孔内水位。应在钻孔附近设置醒目标志和围栏，以防人员掉入孔内。

10.1.6所有电器设备必须有可靠的接地装置和防漏电保护装置。

10.1.7按钻机维修保养制度，定期进行保养及维修，并做好保养维修记录。每

工班检查钻头、钻杆等，及时处理问题。

10.1.8泥浆池四周要设安全防护栏，挂醒目的警示标语。

10.1.9护筒周围一定要按要求回填密实，埋设深度满足要求，避免地表土质较

差造成孔口坍孔，影响机械设备及人员的安全。

10.1.10钻机上方有高压线时，一定要保证足够的安全距离，杜绝为了进度冒险

施工。

10.2环保要求

10.2.1各种机械设备及人员不得随意进入田地，严禁侵入征地界限外。

10.2.2施工过程中产生的各种生活垃圾应集中存放，定期送至垃圾回收站，不

得乱弃。加强施工区域周围的净化，做到定期消毒。

10.2.3做好施工燃油的保管工作，油料存放应做到密封保存。

10.2.4钻渣要及时清运，在弃渣场做好防护工作，避免水土流失污染环境。

10.2.5泥浆要做好循环利用，不能利用的沉渣要用密封车清运出现场，不能污

染河流及水域。泥浆应沉淀处理后排放，并符合环保要求。

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钻孔灌注桩冲击钻机成孔作业指导书

1.适用范围

适用于新建武汉至十堰铁路桥涵工程各类卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质

桩基施工。

2.作业准备

2.1技术准备

⑴会同设计、监理完成现场交接桩和施工技术交底工作。组织测量部门进行桥梁

中线贯通和各控制点的闭合复测，对施工人员进行专项培训等。

⑵熟悉和分析施工现场的水文、地质等资料，熟悉设计图纸、验标、指南及相关

规范，向作业队施工人员进行技术、安全、质量、环保交底，确保施工过程中的工程

质量和人身安全。

⑶熟悉施工现场环境，摸清施工范围内的地下管线、地下构筑物、危险建筑等分

布情况。

⑷按照混凝土强度的设计要求，做水下混凝土配合比、施工配合比，满足钻孔桩

灌注混凝土的要求。

2.2机具准备

冲击钻机大致分为两类:一类是冲击式钻机，配有钻架及起吊、冲击等全套设备。

另一类是带有离合器的双筒卷扬机组成的简易冲击钻具，其钻架和设备由施工单位根

据工地条件自行设计组拼。施工单位可根据钻孔直径、深度、土层情况、供应条件选

择适当的钻机。

2,3场地准备

钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、

钻机移位要求以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地或工作平台的高

度应考虑施工期间可能出现的最高水位情况，并高出其0.5m。

3.技术要求

3.1所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。

3.2所使用的原材料应具有质量合格证并按相关要求抽检合格。

3.3在进行大面积钻孔施工前应按照《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》

(TB10752-2010)相关要求进行施工工艺试验，确定工艺参数，并报监理单位确认。

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3.4钻机就位、成孔时，必须通知现场监理进行确认。

3.5桩位放样、成孔质量及桩体质量必须满足《高速铁路桥涵工程施工质量验

收标准》(TB10752—2010)、《高速铁路桥涵工程施工技术规程》(Q/CR9603-2015)、

施工图设计文件及公司相关文件的要求。

3.6为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌混凝土强度，应待邻

孔混凝土抗压强度达到5MPa后方可开钻。

4.施工程序与工艺流程

4.1施工程序

冲击钻孔的主要施工程序为：测量放样一埋设护筒一钻机就位一泥浆制备一冲击

钻进一检孔一清孔一检查验收等。

4.2工艺流程

4.2.1冲击钻施工工艺流程见图4.Io

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图4.1冲击钻施工工艺及质量控制流程图

5.施工要求

5.1桩位测定

根据设计资料，复核桩位轴线控制网和高程基准点。确定桩位中心，以中心为圆

心，以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好。经驻地监理工程师核

查、批准后开始下道工序。

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5.2护筒施工

5.2.1护筒的作用

护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水、避免其流入孔内，保护孔口不坍

塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头）,

以保护孔壁免于坍塌等作用。

5.2.2钢护筒的一般要求

⑴用钢板制成的埋设护筒，应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、

锤击或辅以护筒内除土等方法沉入。

（2）冲击钻护筒内径比桩径宜大20-30cm；深水处的护筒内径比桩径宜大40

cmo

⑶护筒顶端高度宜高出地下水位2.0m；护筒处于旱地时，其顶端还应高出地面

0.5m。

（4）护筒的埋设深度：

旱地或浅水处，黏性土、粉土中不宜小于1m,对于砂类土不宜小于2m；在深

水河床为软土、淤泥、砂土时，护筒底埋置深度应不小于局部冲刷线下1m。当软土、

淤泥层较厚时应尽可能深入到不透水层粘性土内较坚硬密实的土层中不少于0.5m。

5.2.3护筒的制作

钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下，一般采用厚8〜10mm的钢板制作。

为增加刚度，防止变形，可在护筒上下端和中部的外侧各焊接一道加劲肋。钢护筒在

深水、复杂地质及大孔径等条件下，一般需要通过设计计算确定。

5.2.4钢护筒埋设

钢护筒埋设工作是冲击钻机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否、护筒

周围和护筒底脚是否紧密、不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设前，先

准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于50™,埋设中保证钢护筒斜度不大

于1%。设计另有要求时，必须满足设计要求并严格保持护筒的竖直位置。

⑴旱地或岸滩埋设护筒

当地下水位在地面以下超过1m时，可采用挖埋法。当桩位处的地面标高与施工

水位（或地下水位）的高差小于1.5〜2.0m时，宜采用填筑法安设护筒。

⑵在水深小于3m的浅水处埋设护筒

一般采用围堰筑岛，筑岛顶面应高出最高施工水位0.5m；也可适当提高护筒顶

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面标高，以减少筑岛体积，然后按旱地埋设护筒的方法施工。

⑶在水深3m以上的深水河床沉入护筒

在深水中沉入护筒，其主要施工工序为搭设工作平台、护筒定位导向架、下沉护

筒等。

用吊机将底节护筒放置在导向架内停住，导向架一般用型钢制成，然后再将下一

节护筒吊放在底节护筒之上，将两节护筒连成一体。连接时两节护筒均要求竖直，接

缝线吻合良好，接缝密合、不漏水。接长长度按起吊能力确定。护筒沉放至护筒顶面

高于平台约1.5m处时，继续接高，然后采用空气吸泥机吸泥、抓泥、振动等方法使

护筒沉入河床面以下所需要的深度。

5.3钻机安放

待护筒埋设好后，安装冲击钻机，将钻机对位，安装好钻架，对准桩孔中心。采

用长护筒时，每次护筒跟进后，钻架应按变更后的护筒底中心重新对位，要反复核对

中心位置，以免造成打坏护筒或斜孔。

根据钻头重量及安全系数确定钢丝绳直径，并注意要有出厂合格证，检查钢丝绳

的质量，要求优质柔韧，无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即以卷扬机滚筒起

到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。

钢丝绳与钻头的连接宜采用鸨金套，也可采用转向套连接。

5.4泥浆调制与循环系统设置

钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，对于黏结性好的岩土层，可采

用清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不

稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆进行护壁。

5.5钻孔施工

冲击正循环钻进适用于大卵石层中钻孔和岩溶地区钻孔。冲吸反循环钻机钻进适

用于杂填土层、粘土层、砂卵砾石层、风化及微风化基岩等地质条件。

5.5.1开孔

开孔前应在护筒内多加一些粘土块，如土质疏松，还要混入一定数量的小片石，

借钻头冲击力把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。为防止冲击震动使邻孔孔壁

坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土达到5MPa抗压强度后，方可

开钻。

5.5.2钻机正常钻进时，应注意以下事项：

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(1)开始钻孔时，宜采用小冲程开孔，使成孔坚实、竖直、圆顺，对继续钻孔起

导向作用。

钻进深度超过钻头全高加正常冲程后，方可进行正常冲击,冲程以2.0~3.0m为

宜。但在下列情况时，应采用2.0m以下的中低冲程：在斜面开孔及在护筒内和在护

筒刃脚以下2.0〜3.0m范围内钻进时；在停钻投泥重新开钻时；当遇到局部砂层或

溶洞时；在抛石回填重钻以及在处理特殊情况时。

⑵钻孔时应对不同的地层采用不同的冲击方法，以保证钻孔质量和钻孔的顺利

进行。

⑶在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，

以免卡钻。

(4)钻机正常钻进时要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层中每次可

松绳5〜8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3~5cm；应注意防止松绳过少，形成“打

空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳遭受损坏，松绳过多，则会降低钻进速度，严重时会

使钢丝绳缠绕而发生事故。

⑸应在钢丝绳上用油漆标注长度标志，以便正确控制冲程。

5.5.3取渣

破碎的钻渣部分和泥浆一起挤入孔壁，大部分靠取渣筒清除孔外，故在冲击一定

时间后，应将冲击锤提出，换上取渣筒取植。

一般在密实坚硬土层纯钻进尺小于5〜10cm/h、松软地层纯钻进尺小于15~30

cm/h时应进行取渣；或每钻进进尺0.5〜1.0m时取一次渣，每次4〜5筒，或取渣

至泥浆池内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。

在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待钻进4〜5m后再取渣，正常钻进每班取

渣应不少于一次。取渣后应及时向孔内添加泥浆以维持水头高度。投放粘土自行造浆

时，一次不可投入过多，以免粘钻头、卡钻头。

5.5.4钻孔事故的预防及处理

⑴坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细

密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加等。坍孔的预防和处理如

下：在松散粉砂土和流砂中钻进时，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。

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汛期及水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头。

发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填，重新埋设护筒再钻。

如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔处以上1〜2m,

如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

⑵斜孔

斜孔的预防和处理如下：

安装钻机时要钻架和护筒中心二者应在一条竖直线上，并经常检查校正。在有倾

斜的软、硬地层钻进时，应控制进尺，低速钻进，或回填片石冲平后再钻进。

⑶扩孔和缩孔

扩孔：若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能走到设计深度则不必处理。若因

扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔：为防止缩孔，要及时修补磨损的钻头，使用失水率小的优质泥浆护壁并须

快速慢进，并复钻二、三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔

径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。

（4）梅花孔（或十字孔）

梅花孔（或十字孔）的处理方法如下：

应经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。选用适当粘度

和密度的泥浆。用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。

出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。

⑸卡钻

卡钻处理方法如下：

处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行处理。宜待钻头有松动后方可用力上

提，不可盲动，以免造成越卡越紧。

当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提

起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，也有可能将钻头提出。

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。

用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，

或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时也能将钻头提出。

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在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。

用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松

动后强行提出。

使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。

用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法。将防水炸药（少于1kg）

放入孔内，沿钻头的溜槽放到钻头底，而后引爆，震松卡钻钻头，再用卷扬机和滑车

同时提拉，一般是能提出的。

（6）掉钻落物

预防措施如下：

开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓

锥打捞，然后在护筒口加盖。经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

为便于打捞落锤，可在冲击钻或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杆，或在

锤身上围捆几圈钢丝绳。

⑺糊钻和埋钻

预防和处理办法：清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔

内投入适量砂石解决泥包糊钻，还应减小冲程适当控制进尺，若已严重糊钻，应停钻，

清除钻渣。

5.6成孔检查

在成孔过程中、终孔后及浇筑混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。

成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的虚土夯

实，再直接用测绳及测孔器测；若孔内存在地下水，则采用检孔器检查的方法进行钻

孔的测孔工作。经质量检查合格的桩孔，及时灌注混凝土。

冲孔到设计标高时施工单位要立即检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，用测绳

测量孔深并记录，钻孔完成后应用检孔器检测孔径，检孔器用钢筋制作，长度为钻孔

直径的4倍，直径与钻孔桩直径相同。用测壁（斜）仪或钻杆垂线法检查倾斜度，合

格后方可清孔。

5.7清孔

当钻孔深度达到设计标高，其孔深和孔径满足设计要求后，就可以进行清孔。

A、清孔的方法

⑴抽浆法清孔：抽浆清孔比较彻底，适用于摩擦桩、支承桩和嵌岩桩。但孔壁

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易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。

⑵换浆法清孔

清孔分两次进行，第一次，钻孔深度距设计孔底标高1米左右时，将泥浆池中

的泥浆全部放掉，向孔中投入粘土重新造浆替换原来的泥浆；孔深达到设计孔底标高

后，钻头在孔底L5米范围内上下缓慢活动，泥浆继续循环约2小时，并适当加入

清水降低泥浆比重。泥浆指标满足要求，相对密度1.05~1.1,粘度17〜20s,含砂

率＜2%之后，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，即可下钢筋笼和碎灌注导管，

然后进行第二次清孔。第二次清孔时，先将碎灌注导管插入孔底，然后盖上闷头，接

上泥浆管，开动泥浆泵，让泥浆循环，直到孔底检测沉淀厚度满足规范要求。

B、清孔的质量要求

⑴孔底沉淀的厚度不大于设计规定。

⑵清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%,相对密度不大于1.1,粘度为

17s〜20s,各项指标在钻孔的顶、中、底部分别取样检验，以其平均值为准。

5.8钢筋笼加工及吊放

吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放,

不宜左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高提猛落和强制下放,

详见专项作业指导书。

5.9混凝土灌注

水下混凝土工程一般采取直升导管法施工。为使浇筑工作顺利进行，应尽量缩短

浇筑时间，坚持连续作业，使浇筑工作在首批混凝土初凝以前的时间内完成。水下混

凝土塌落度应采用18〜22cm,细骨料宜采用河砂，粗骨料宜采用连续级配。灌注混

凝土开盘后，首批连续入孔混凝土量，必须满足导管底节埋入混凝土深度不小于

1.0m,并不宜大于3.0m。水下混凝土应连续灌注，不得中间停顿。在灌注中，要根

据灌注速度提升导管，但导管埋入混凝土的深度，应控制在2m〜6m。水下混凝土灌

注面，宜高出桩顶设计标高0.5m〜1.0m,以便清除浮浆，确保混凝土质量。

6.劳动组织

6.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

6.2施工人员根据工艺试验和配备的人员、机械选用最佳组合，人员配置见表

6.Io

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表6.1冲击钻施工人员组织表（单台钻机）

序号人员名称人数

1工班长1

2技术负责1

3钻机机械手3

4安全员1

5质检员1

6测量、试验人员4

7吊车司机1

7.材料要求

钻孔用材料应符合设计及施工规范要求，施工用水的水质应符合工程用水标准。

对泥浆材料的要求如下：

7.1黏土：粒径小于0.005nlm颗粒含量大于50%,塑性指数大于25%〜30%,

含砂量小于4%,Si02,和AI2O3之比为3〜4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水

溶液呈碱性，Ca2+小于70mg/L,氯化物小于300mg/Lo

7.2膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符合

有关标准。

7.3水：淡水。

7.4外加剂：见表7.1。

表7.1常用外加剂

种类使用目的常用物质

防水泥、盐分对泥浆的污染Na6P6。18

分散剂污染后泥浆的再生Na6P3O1O,Na2c。2

增强防坍作用，提高泥水分离性NaHCOs,木质素，腐殖酸

防孔壁坍塌，提高钻孔效率

增黏剂对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润土的cmC（钠峻甲基纤维素）

凝胶作用

加重剂增加泥浆比重，提高孔壁稳定性重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末

防漏剂防止泥浆漏入土中锯末，稻草，水泥，核桃皮粉末

盐水泥浆剂在盐水中湿胀并提高黏度

防腐剂防止cmC等有机外加剂在夏季变质硫化钠

8.设备机具配置

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8.1冲击钻机：冲击钻机主要由钻架、卷扬机、钻头组成。

8.2泥浆循环和净化处理：泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泥浆泵、出浆管和

进浆管四大部分组成。泥浆机械净化设备为泥浆分离器净化。

8.3清孔设备：清孔设备主要有捞渣筒、泥石泵、泥浆泵、空气吸泥机等。

8.4混凝土机械：混凝土搅拌站、混凝土搅拌运输车、混凝土泵车等。

8.5测量设备：水准仪、全站仪等。

8.6试验设备：混凝土试模，台秤，万能材料试验机、压力机等。

8.7电力设备：内燃发电机、变压器。

9.质量控制与验收

9.1质量控制

9.1.1钻孔作业要求

（1）钻孔就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场地与钻机坐落处

的平整和加固、主要机具的检查与安装。

（2）使用卷扬机起吊钻头时，卷扬机钢丝绳通过三角立架上段的滑轮与钻头连

接，放开卷扬机，钻头自然下落，钻头的冲击作用使岩土破碎，部分被挤入孔壁。泥

浆将渣土悬浮排出孔外，同时平衡部分孔壁土压力和水压力，保持孔壁稳定。锥体一

般为圆柱形，用钢材制成，钻头成“十”字形，利于破碎岩石。土质地层可选用60~

80cm的细锥头钻进，然后再用大钻头扩孔至设计孔径。卷扬机可以人工操作，也可

以选用自动操作设备。

（3）开孔是应低锤密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，可加黏土块小

片石，反复冲击造孔壁，保证护筒的稳定。

（4）须及时填写施工记录表，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。

（5）钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。冲击钻机

三脚架顶部的起吊滑轮缘和桩位中心应在同一铅垂线上，偏差不超过5cm。

（6）必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。

（7）钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆性能指标进行检验，不符合要

求时要及时调整。

（8）每班检查孔体偏斜情况，及时采取纠偏措施。

（9）钻孔时，应根据土层类别、孔径大小及供浆量来确定相应的钻进速度

①在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜

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大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。

②在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。

(10)遇孤石时可适当抛填硬度相似的片石，采用直锤冲击，或中低冲程交替冲

击。将大弧石击碎挤入孔壁。

(11)钻进中必须准确控制松绳长度，避免打空锥。一般不宜用高冲程，以免扰

动孔壁，引起坍孔、扩孔或卡钻事故。

(12)应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免掉

钻。

(13)应经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损过大，切削角不符合要求时要及

时更换修理，以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。

(14)施工时应注意以小冲程开孔，使初成成孔坚实、竖直、圆顺，起导向作用，

钻进深度超过钻锤全冲程后才能正常冲击。若遇到坚硬漂卵石层，可采用中、大冲程,

但最大冲程不宜超过4〜6m。钻进过程中及时排除钻渣，并添加黏土造浆，防止塌孔

和沉积，使钻锤经常冲击新鲜地层。冲击表面不平整的漂石、硬岩时，应先投入黏土

夹小片石，将表面垫平后在钻进，防止出现偏孔、斜孔。

(15)测量钻进深度

一般用测绳系测锤(1〜2kg)从孔底量至护筒顶部或转盘顶面，从量得的总深度

中减去护筒顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度，即为钻进深度。

(16)排渣、清孔

排渣可采用泥浆循环或抽渣筒排渣等方法。如采用抽渣筒排渣，在钻进4〜5m

深后，每钻进0.5〜1m应抽渣一次，并补给泥浆。

当钻孔深度达到设计标高时，将拌好的新泥浆通过直径75mm钢射浆管直接射入

孔底，使孔中较细钻渣悬浮泥浆中，从孔口排出，较大的钻渣沉入孔底。

孔底剩余较大的钻渣，用取渣筒取渣，至取不出为止。再用直径75mm射浆管向

孔底射浆10min,悬浮的钻渣经护筒口排出返回沉淀池，待钻渣沉淀过滤后再将泥

浆泵入孔底，如此反复多次循环。同时在这道工序过程中采用钢射浆管取代测绳多次

测量孔深，确认符合设计标高，出渣换浆完成后，观测沉渣厚度变化。

经过3〜4h观测，沉渣厚度达到施工规范要求时，可通过