钻孔灌注桩施工作业指导书
2010年02月01日发布 2010年03月01日实施
编号：桥-01
钻孔灌注桩施工作业指导书
编制： 审核： 批准：
2010年02月01日发布 2010年03月01日实施
新建贵阳至广州铁路站前工程GGTJ-10标段桥梁工程钻孔灌注桩施工作业指导书
钻孔灌注桩施工作业指导书
1、适用范围
本作业指导书适用于贵广铁路十标段第一项目部DK628+043.270～DK654+027.460桥梁钻孔灌注桩施工。 2、作业准备 2.1内业技术准备
开工前组织技术人员认真学习实施性施组设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术验收标准。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岗前培训，考核合格后持证上岗。确定相应施工项目的内业资料表格及检验批划分情况。 2.2外业技术准备
选择符合要求的原材料，按照设计要求进行配比试验，确定最佳配比；施工作业层中所涉及的各种外部数据收集。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
（1）钻孔桩成孔采用冲击钻机。
（2）混凝土采用高性能混凝土，拌和站集中拌合，混凝土罐车运输到施工现场，导管法灌注水下混凝土。
（3）对进场钻机进行统计编号，施工前做好设备检修工作。 4、施工程序与工艺流程 4.1施工工序
施工工序为：施工准备→测量放样→埋设钢护筒、泥浆制备→钻机就位→成孔→清孔→验孔→制作安装钢筋骨架→导管安装→二次清孔→灌注水下混凝土→护筒拆除→检验验收。 4.2工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见图4.2。
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制作护筒 平整场地 桩位放样 挖埋护筒 钻机就位 钻 进 中间检查 终 孔 清 孔 测孔深、孔径 钢筋笼制作 测 孔 安放钢筋笼 安放导管 二次清孔 灌注混凝土 护筒拆除 检验验收 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 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 加工钻头 清理、检查
图4.2 钻孔灌注桩施工工艺流程图 5、施工要求 5.1施工准备
（1）进行现场踏勘，查明既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，妨碍施工或对安全操作有影响，采取清除、移位、保护等措施妥善处理。
（2）平整场地，对软弱地层采取石渣换填，以便钻机移位和混凝土运输。场地周围采取有效的排水措施。
（3）合理规化泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积满足2个孔以上
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排渣量的需要，每隔一孔设置一个泥浆池和沉淀池。
（4）架设电力线路，配备适合的变压器或柴油机，确保施工现场“三通一平”，即：路通、水通、电通、场地平整。
（5）收集工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计或方案，编制工艺施工组织设计和施工工艺设计。
（6）水上钻孔作业，搭设工作平台，准备一定数量的造浆黏土。 （7）组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检查，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。 5.2施工工艺 （1）测量放样
计算每个桩的坐标，复核无误后，用极坐标法准确测放出桩位，并加设十字护桩，随时检测桩的中心位置，确保桩位准确。护筒就位后，将桩中心和标高控制点引至护筒顶口，并在钻孔桩进入不同地层时，对桩中心及标高进行一次复核，进入岩层后增加检测频率。
(2)埋设钢护筒
护筒具有定位、保孔口和维持孔内水位高差等重要作用，所以钻孔前设置坚固、不漏水的孔口钢护筒，护筒中心与孔中心必须重合，周边用黏土夯填密实。护筒内径比桩径大约40cm，采用4～8mm钢板加工制成，护筒顶面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，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5m。埋置深度符合下列规定：
①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；②水中筑岛上，埋入河床面以下1m；③护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。
（3）泥浆制备
①钻孔时采用自流回灌式泥浆循环系统，由泥浆池。沉淀池、循环槽组成，造浆量为2倍桩的混凝土体积，出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于石碴沉淀。
②泥浆造浆材料选用优质粘土，在不良钻孔地层且设计孔径大、孔深深
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时采用膨润土地、掺入一定量的纤维改善泥浆性能，并在钻孔过程中根据孔内情况随时调整泥浆式比重、稠度等，以阻隔孔内渗流，保护孔壁免于坍塌。
③沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车运至弃土场倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。
（4）钻孔 ①安装钻机
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5cm。
②钻进
冲击钻开孔阶段主要为造浆固壁，首先在护筒底口以下1m范围内抛填大量的粘土护层反复冲挤至少三次，直至孔内水头高于外部水位。
钻孔过程中，针对地质岩层情部控制钻进速度，钻机钻头的提升速度及频率有所不同。在泥质砂岩及砂岩泥质中一般锤头提升为2～3m，频率7～8次/min。在钻进过程中随时观察测试泥浆浓度，根据需要投放粘土调整浓度。
每钻进2m或地层变化处，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，
③检孔
钻孔达到设计要求后，用检孔器进行检孔，检孔器用与桩身钢筋相同型号的钢筋加工制作成钢筋笼，其外径等于设计孔径，长度为孔径的4～6倍。确认孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，填写终孔检查证，并报请监理工程师验收，同时进行清孔和灌注水下混凝土的准备工作。
④钻孔注意事项
为防止出现坍孔、孔形扭歪、偏孔、埋钻、卡钻等事故，钻孔过程中要注意以下事项：
a）钻进前每个孔位绘制钻孔地质剖面图，挂于钻台上，针对不同地质选用不同的钻进速度及适当的泥浆，并与设计地质复核。
b）在钻进过程中，根据土质情况控制钻进速度并随时调整泥浆浓度。若发现进尺过快，则说明该段内土质松软，孔壁冲挤不密，需填块石再次冲
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击挤密。
c）钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查，维修，底座和顶端保持平衡，不得产生位移和沉陷。在钻进过程中及时保养维修，检查钻杆及冲击钻机钢丝绳，钢丝绳与钻头的连接处必须牢固，另在钻头拴一保险绳，以便掉后打捞。
d）钻进过程中要加强对桩位、成孔情况的检查工作、终孔时必须对桩位、孔深、孔径进行检查，合格后立即进行清孔，吊放钢筋笼浇筑水下混凝土。
e）钻进作业中，注意钻渣的捞取，根据岩层的变化，调整钻进速度，判明岩质，及时详细填写钻孔施工记录，交接班时交代钻进情况及下一班的注意事项。
f）钻孔作业应连续进行，不中断。因特殊情况必须停钻时，孔口加盖防护，且钻头不留在孔内，以防埋钻。如在钻孔过程中发现孔位倾斜，在倾斜处反复扫孔，直至准确达到孔位垂直度。
g）钻孔过程中随时检查泥浆的主要指标，以便于及时进行调整。 h）开始钻进时，进尺适当较小，使初成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。进行正常状态后，可逐渐提高进尺速度。
（5）清孔
当钻孔达到设计标高后，成孔质量符合设计及验标要求并经监理工程师验收通过后，立即进行清孔。清孔时，孔位水位保持要地下水位或河流水位以上2m，以防止钻孔塌陷。
清孔时采用抽浆法进行，一边利用钻机的泥浆泵抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。清孔达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。
在吊放钢筋骨架，浇筑水下混凝土前，再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超过上述清孔标准，则进行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
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（6）钢筋笼制作、安装
①钢筋表面应洁净，使用前将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。主筋平直，无局部弯折，弯曲的钢筋均应调直。
②钢筋加工在胎具上进行，均在钢筋加工厂集中下料，分段加工。各段之间的钢筋纵向连接时，采用滚轧直螺纹套筒连接，且同一断面上的主筋接头不超过该截面全部主筋的50％，两个主筋接头断面之间距离不小于2m。
③钢筋骨架保护层的设置方法：
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%，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。钢筋骨架的保护层厚度采用混凝土垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置8个。
④骨架入孔采用吊车，分段加工的钢筋笼按编号入孔，就位后牢固定位，待混凝土灌注完毕并初凝后，方可拆除固定措施。
（7）灌注水下混凝土
①浇筑水下混凝土前须检查沉渣厚度，沉渣厚度必须满足设计和验标要求。如沉渣厚度超出要求，须再次清孔。
②水下混凝土采用导管法灌注，导管内径为250～300mm。导管使用前须进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。
水密试验方法：拼装好的导管先灌入70%的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力。导管须滚动数次，经过15min不漏水即为合格。
③安装导管
导管结构：导管采用φ250～300钢管，导管尾管长度宜为3.0～4.0m，中间每节长度宜1.5m或2.0m，上部配1～2节长0.5m、0.7m、1.0m的短管，根据孔深进行调整。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管下口距孔底一般为25cm～40cm。
④首批封底混凝土
开灌宜采用压球法进行混凝土灌注。导管下设后在导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土，然后在导管上口设置一
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个储料斗，在储料斗内出口上放置一个盖板。在开浇前，将混凝土储料斗灌满(储料斗容积满足导管内容积及封埋导管不小于1.0m深的方量)，使导管底部一次埋入混凝土面以下1.0m以上。
当储料斗内的混凝土量已满足初灌要求时，拔出储料斗内出口上的盖板，同时打开储料斗上的放料闸门，使混凝土连续进入导管，迅速地把隔水栓及管内泥浆压出导管，同时将桩孔旁边的混凝土搅拌车内剩余的混凝土不断灌入储料斗内而使混凝土连续地灌入桩孔内。当孔内浆液迅猛地溢出孔口时，证明混凝土已通过导管进入孔内；若导管内无泥浆返回，则开灌成功。此时测量混凝土面的深度，确认导管埋深是否满足1m以上的要求。
⑤水下混凝土浇灌
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，须紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度控制在2～4m。同时经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。
导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。采用导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管4～8次后重新进行水密性试验。
在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：a.尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。b.当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小
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混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；c.当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时，要计算还需要的混凝土数量（计算时须将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大，粉煤灰可能上浮堆积在桩头，加灌高度须考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌50cm～100cm。
⑥泥浆清理
钻孔桩施工中，产生大量废弃的泥浆，为了保护当地的环境，这些废弃的泥浆，经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。 6、劳动组织
6.1劳动力组织方式
劳动力组织方式：采用架子队组织模式。 6.2施工人员组织
施工人员结合所采用的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置，以每个墩台为一个作业区，其作业人员配置详见表6.2.1。 表6.2.1 施工人员组织表
序号 1 2 3 4 职务 现场负责人 技术员 专职安全员 工班长 人员数量 1 2 1 1 备注 现场施工组织与协调 负责现场技术工作 现场安全工作 现场施工工作 中国水电建设集团路桥工程有限公司 8 贵广铁路工程指挥部第一项目部
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5 6 7 8 质量检测人员 测量员 钻工 普工 2 2 2 5 现场质检工作 测量管理 负责钻孔施工 7、材料要求
（1）施工所用材料须符合设计要求，钢材等主要材料须使用甲控材料。各项原材料须经检验合格后方可使用。
（2）施工用水的水质必须符合工程用水标准。
（3）对地材、钢材须设置雨棚，钢材需上盖下垫，不同种类分别堆码整齐，标识完善。 8、设备机械配置
以每个墩台为一个作业区，其钻孔灌注施工机械设备配置详见表8.1。 表8.1 主要设备配备表
设备名称 冲击钻机 混凝土拌和站 汽车起重机 混凝土搅拌车 电 焊 机 泥浆搅拌机 泥 浆 泵 钢筋切断机 钢筋弯曲机 钢筋调直机 型号规格 CZ-6 90m3/h 25t 8m3 BX1-500 ZJ1500 3PNL HDT5 GW40 GT6-12 单位 台 座 辆 辆 台 台 台 台 台 台 数量 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 9、质量控制及检验 9.1质量控制
（1）钻孔灌注桩质量控制要点主要分为以下几点：
①原材料（水泥、砂、石子、外加剂、粉煤灰、矿粉、钢材等）控制。 ②成孔质量控制。 ③混凝土质量控制。
④钢筋笼制作安装质量控制。
（2）对原材料质量进行分批检验，各类原材料符合相关规范要求。 （3）按照高性能混凝土质量要求，对混凝土配合比进行实验，并经检
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验审批后方可使用。
（4）钻孔过程中控制钢丝绳的垂直度及偏位情况，根据不同地质情况调整钻机冲程及频率。
（5）对钢筋笼钢筋间距、长度、安装位置进行检查控制。 9.2质量检验
（1）混凝土原材料须按《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）规定进行检验。
（2）混凝土质量满足《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）及《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）相关要求。
（3）钻孔达到设计孔深后，须对地质情况进行核对。 检验数量：全部。检验方法：检查施工记录、观察。 （4）钻孔孔径、孔深、孔型须符合表9.2-1要求。 表9.2-1 钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 护筒 孔位中心 倾斜度 项 目 顶面位置 倾斜度 群桩 允许偏差 50mm 1％ 50mm 1% 测量检查 检验方法 （5）钻孔灌注桩钢筋骨架允许偏差见表9.2-2。 表9.2-2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 4 5 6 项 目 钢筋骨架在承台底以下长度 钢筋骨架直径 主钢筋间距 加强筋间距 箍筋间距或螺旋筋间距 钢筋骨架倾斜度 允许偏差（mm） ±100 ±20 ±0.5d ±20 ±20 1.0% 吊线尺量检查 尺量检查不少于5处 检验方法 尺量检查 注：d为钢筋直径（mm）。
（6）混凝土灌注前泥浆指标、孔底沉渣进行检测，孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。孔底沉渣小于5cm。
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10、安全及环保要求 10.1安全要求
（1）施工区域设警示标志，严禁非工作人员进入施工现场。 （2）施工中对机械设备进行定期检查、养护、维修。
（3）对所有泥浆池、沉淀池设安全防护网，并设警示标志牌，对成孔的桩进行防护，防止人员坠入。
（4）施工人员必须佩带安全帽，作业场内禁止穿拖鞋。
（5）注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，采取架空措施。配电箱加锁。
（6）钻孔中，注意观察有无漏浆现象，特别是岩溶地质，随时补充泥浆，保证孔内水位。冲击钻施工时，对附近建筑物的安全监测。在钻孔附近设置醒目标志和围栏，以防人员掉人孔内。
（7）每工班检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡等，及时处理问题。钢丝绳一个节距内断丝超过15％时必须更换。钢丝绳安全系数，缆风绳3.5，吊索8 ～10。
（8）为保证施工安全，现场有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育。 10.2环保要求
（1）混凝土灌注过程中排出的泥浆要通过引流集中沉淀处理，不得随地排放或引人河流。沉淀处理并符合环保要求后，必须及时清运渣土，防止污染。禁止随意排放泥浆至河流、水沟中。
（2）施工现场废弃物集中堆放，按期按照环保部门要求指定地点弃置。 （3）混凝土灌筑过程中及灌筑完毕后，清洗管道、机械的废水不得随意排放或引人河流，以免造成环境污染。
（4）冲击钻机施工噪声大，尽量避免夜间施工防止噪音污染影响附近居民。
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