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1、冲击钻灌注桩施工作业指导书一、目的明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。二、编制依据(1)高速铁路桥涵工程施工质量验收标准(2)高速铁路桥涵工程施工技术指南(3)沪昆铁路客运专线施工图设计文件(4)关于积极倡导架子队管理模式的指导(5) 沪昆筹工管201021号文件关于编制沪昆客专贵州段施工作业指导书的通知(6) 铁道部建设管理司铁路建设项目施工作业指导书编制办法（建建2009107号）文件三、适用范围适用于粘土、卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。四、作业准备1、内页技术准备作业指导书编制以后，应在开工前组织技术人员认真学习实施
2、性施工组织设计，审阅、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟习规范和技术标准。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培训考试合格后持证上岗。2、外业准备测量人员应对照设计单位提供的基桩表，对设计单位现场交桩进行确认，完善书面交接手续，并组织接桩后的复测（两个施工单位的分界处，还须共同复测），测量工作应贯彻“双检制”，复测报告报设计与监理单位。五、技术要求1、 泥浆性能指标应符合下列规定：泥浆比重：冲击钻使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重可为1.11.3；冲击钻机使用实心钻头时，孔底泥浆比重不宜大于：黏土、粉土1.3；大漂石、卵石层1.4；岩石1.2；黏度
3、：入孔泥浆黏度，一般地层为1622s； 松散易坍地层为1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。2、钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距10mm；箍筋间距20mm；骨架外径10mm；骨架倾斜度0.5；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程20mm；骨架底面高程50mm。六、施工程序与工艺流程1、施工程序冲击钻机适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桩基施工。在碎石类土、岩层中宜用十字型钻头，在黏性土、砂砾类土层中宜用管型钻具；卷扬机的起重能力应满足钻头、钢丝绳和吊具重量以及泥浆吸附作用的要求。冲击钻机钻孔灌注桩的主要作业
4、内容有：桩位放样、场地平整、埋设护筒、桩架竖立、钻机就位、泥浆制备、钻进（冲击）、制作安装钢筋笼、清孔、灌注水下混凝土、拔除护筒等。2、工艺流程冲击钻机钻孔灌注桩作业流程详见图1。七、施工要求与施工方法1.施工要求钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台；当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。2.施工方法（1）埋设钢护筒护筒内径应适当大于桩径具体直径应根据具体钻机类型而定，护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2
5、m。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。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m。吊装钢筋骨架测量沉淀厚度钢筋骨架制作、运输钢筋骨架检查设立导管和储料设置隔水栓拼装检验导管砼备制运输测量砼面高度灌注水下砼拔 除 护 筒截 桩 头桩 基 检 测平 整 场 地桩 位 放 样制 作 护 筒检测钻机和设备埋设护筒钻 机 就 位冲击成孔清孔安装钻机设备测量钻孔深度、斜度、直径备 制 泥 浆二次清孔图1冲击钻机钻孔灌注桩作业流程钻孔时孔内水位高出护筒
6、底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。 (2)开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。3.钻孔(1)安装钻机安装钻机时要求底部应垫平，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。(2)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。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，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
7、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。钻孔异常处理措施：钻孔中发生塌孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。塌孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头等措施后继续钻进；塌孔严重时，可回填重钻；可适当投入粘土快夹
8、小片石，用低垂冲击，将粘土快夹小片石挤入孔壁，制止塌孔。钻孔中发生弯孔和缩孔时，可将钻头提起到偏斜处进行反复扫孔，至到钻孔正直；当发生严重弯孔、梅花孔和探头石时，应采用小片石或卵石与粘土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新修孔。发生卡钻时，不易强提，应查明原因和钻头位置，采取晃大绳及其他措施，是紧卡的钻头松动后再慢慢提起。处理卡钻和掉钻时，严禁人员进入没有护筒和其他防护措施的钻孔内。必须进入时要采用护筒跟进等防护措施，并查明孔内有无有害气体，备齐防毒、防溺等安全设施后，方可进入。(3)检孔钻孔完成后，用电子孔斜仪或检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再拆卸钻机进行清孔工作，否则重
9、新进行扫孔。(4)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标符合规范要求，钻孔达到要求深度后采用灌注桩孔径监测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔应符合下列标准：孔内排出的水所含泥浆手摸无23mm的颗粒。泥浆比重不大于1.1。含砂率小于2%。黏度为1720s。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应符合设计要求。设计无要求时，柱状应不大于50mm，摩擦桩不大于200mm。4、钢筋笼制作、安装(1)对于较短的桩基，钢筋笼宜制作成整体，一次吊装就位。对于孔深较大的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，对钢筋笼进行分段焊接。现场焊接须采用单面帮条焊接。(2)制作时，按设计尺寸做好加强箍
10、筋，标出主筋的位置。把主筋摆放在平整的工作平台上，并标出加强筋的位置。焊接时，使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记，扶正加强筋，并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加强筋后，用机具或人转动骨架，将其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架阁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。(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可用焊接钢筋“耳朵”或转动混凝土垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道
11、，每一道沿圆周布置8个。转动混凝土垫块示意图(4)骨架的运输无论采取何种方法运输骨架，都不得使骨架变形，当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。当长度超过6米时，应在平板车上加托架。如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引，可运输各种长度的钢筋笼，或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推，也可运输一般长度的钢筋笼。(5)骨架的起吊和就位钢筋笼制作完成后， 骨架安装采用汽车吊，为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度
12、。起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加强箍筋的下方，将骨架临时支承于孔口，孔口临时支撑应满足强度要求。将吊钩移到骨架上端，取出临时支承，将骨架徐徐下降，骨架降至设计标高为止。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使
13、上下两节骨架位于同直线上进行焊接，全部接头焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木（高出护筒5cm左右），并将整个定位骨架支托于枕木上。 5、砼灌注(1)导管技术要求灌注水下砼采用钢导管灌注，采用导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压
14、气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍，p=rchc-rwHw式中：p为导管可能受到的最大内压力（kPa）；rc为砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc为导管内砼柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw为井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；Hw为井孔内水或泥浆的深度（m）。(2)安装导管导管采用2530钢管，每节23m,配12节11.5m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装
15、后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。导管安装后，其底部距孔底有 250 400mm 的空间。(3)二次清孔浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求；当设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。(4) 首批封底混凝土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，并能把导管下口埋入混凝土不小于
16、1m深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。(5)首批灌注砼的数量公式（例桩径D=1.25）：VD2/4(H1+H2)+d2/4h1；h1=Hwrw/rC；导管底口与孔底的距离为25-40cm，H1表示砼桩底到导管底口的高度，H2表示首批灌注砼的最小深度（导管底口到砼面的高度）为1m，h1表示泥浆底部到砼面的高度，保证导管埋入砼中的深度不小于1m。h1= Hwrw/rC=11*68/24=31.17mVr1.25=3.14*(1.25/2)2*（H1+1）+3.14*（0.25/2）2/4h1 =3.14*(1.25/2)2*(0.5+1)+3.1
17、4*(0.25/2)2/4*31.17 =2.23m3对孔底沉淀层厚度应再次测定。如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。(6)箭球、拨栓或开阀打开漏斗阀门，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探测孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故。(7)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，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应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；应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
18、；导管的埋置深度应控制在26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如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48次后应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
19、措施：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。当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应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，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土进入钢筋骨架4m5m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（计算时应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,
20、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，加灌高度应考虑此因素。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌100cm以上，以便灌注结束后将此段混凝土清除。在灌注混凝土时，每根桩应至少留取一组试件，对于桩长较长、桩径较大、浇筑时间很长时，根据规范要求增加。如换工作时，每工作班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告，采取补救措施。有关混凝土灌注情况
21、，在灌注前应进行坍落度、含气量、入模温度等检测；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。(8)灌注砼测深方法灌注水下砼时，应经常探测孔内混凝土面至孔口的深度，以控制导管埋深。如探测不准确，将造成埋深过浅，导管提漏，埋管过深拔不出或短桩事故。因此，在钻孔灌注桩中是一项非常重要的工作，一定要由具有高度责任心的人来操作。目前测深多用重锤法，重锤的形状是锥形，底面直径不小于10cm，重量不小于5kg。用绳系锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面（或表面下1020厘米）根据测绳所示锤的沉入深度作为砼灌注深度。本方法完全凭探测者手中所提测锤在接触顶面
22、以前与接触顶面以后不同重量的感觉而判别。测锤不能太轻，而测绳又不能太重，否则，探测者手感会不明显，在测深桩，测锤快接近桩顶面时，由于沉淀增加和泥浆变稠的原因，就容易发生误测。探测时必须要仔细，并以灌注砼的数量校对以防误测。(9)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。(10)检测桩的质量检测依据铁路工程基桩检测技术规程（TB10218-2008 J808-2008）规定的检测方法、检测内容及有关检测规定进行。对于桩径大于等于2米或桩长大于40米或复杂地质条件下的钻孔桩采用声波透射法检测，桩基大
23、于0.8米小于等于2米的圆柱状桩径，桩身预埋3根声测管。对于桩长少于40米或桩径小于2米的钻孔桩全部采用小应变检测。当采用低应变反射波法或声波投射法检测时，受检桩桩身混凝土强度不得低于设计强度的70%且桩身强度不低于15MPa。对低应变检测结果有怀疑有争议时，可采用钻芯法、高应变发或直接开挖验证；对声波透射法检测结果有怀疑有争议时，可采用钻芯法验证；对高应变提供的单桩承载力有怀疑有争议时，应采用静载试验验证，并应以静载试验结果为准。八、劳动组织(1)劳动力组织方式：采用架子队组织模式(2)施工人员根据施工方案，机械、人员组合、工期要求每台钻机配置如下：单台钻机人员配备表负责人1人技术、质检、实
24、验人员3人专职安全员1人电工1人焊工2人钻机操作工6人混凝土工6人杂工4人重要岗位人员必须由施工企业正式职员担任。所有操作人员必须持证上岗。九、材料要求(1)钢筋质量应符合现行国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013）、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499）和低碳钢热轧圆盘条（GB/T701）等的规定和设计要求。(2) 钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。十、设备机具配置为确保总体工期目标，做到节能高效，需要对施工机具进行的合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.21.5倍。主要设备机具配置挖机1台吊车2台钻机1台装载机1台电焊机3台运输车1辆十一、
25、质量控制及检验1.质量验收规范高速铁路桥涵工程施工技术指南高速铁路桥涵工程施工质量验收标准2.质量检测主控项目序号检查项目质量要求施工单位检验数量检验方法1钻孔达到设计深度后，核实地质情况地质情况应与勘察设计文件相符。全部检验。检查施工记录、观察。2孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。全部检验。测量检查和用检孔器或成孔检测仪器检查。3护筒钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工工艺设计要求。全部检验。观察和测量检查。4泥浆性能指标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。全部检验。进行泥浆比重和含砂率试验。5灌注水下混凝土前清底检查
26、孔底沉碴应清除干净，满足客专铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。全部检验。测量。6钢筋原材料、加工、连接和安装应符合铁道部现行铁路混凝土工程施工质量验收补充标准中第5.2.1条第5.2.3条、第5.3.1条、第5.4.1条、第5.4.2条和第5.5.1条第5.5.4条的规定。同左。同左。7混凝土原材料、配合比设计应符合铁道部现行铁路混凝土工程施工质量验收补充标准和铁道部现行铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准的规定。同左。同左。8水下混凝土灌注必须符合施工工艺设计要求。全部检验。观察和测量。9桩的混凝土强度等级必须符合设计要求；水下混凝土标准条件养护试件养护强度必须符合设计强度等级的1.
27、15倍。每根桩在混凝土的灌注地点随机抽样制作混凝土试件不得少于2组。进行混凝土强度试验。10桩身顶端质量桩身顶端必须清理上层浮浆露出新鲜混凝土面；桩顶高程和主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。全部检验。观察和测量。11桩身质量检查桩身混凝土应均质、完整：其检验必须符合：1对钻孔桩桩身混凝土应全部进行无损检测；2对桩身混凝土质量有疑问和设计有要求的桩，应采用钻芯取样进行检测。全部检验。按铁路工程基桩无损检测规程的规定和铁路工程结构混凝土强度检测规程的规定检验。检查检测报告。12桩尖注浆检查应符合设计要求。按设计要求数量检查。注浆检测。13桩承载力试验必须符合设计要求。按设计要求数量检验。进行静载
28、试验。十二、安全及环保1.安全要求（1）所有操作工人必须带安全帽，高空作业必须系安全带.（2）切实加强施工安全用电管理，所有电器设备必须是正规厂家的合格产品，并规范安装和操作，避免用电安全事故的发生 。 （3）电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。（4）施工中禁止违章指挥和违章作业。（5）制定确实有效的安全保障制度，对参加施工人员经安全培训合格后才能上岗。（6）钻机安装牢固，防止倾覆。钻机就位后，机身要用方木垫平，塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。（7）注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。配电箱加锁。（8）钻孔中，应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
29、内水位。冲击钻施工时，应对附近建筑物的安全监测。应在钻孔附近设置醒目标志和围栏，以防人员调入孔内。（9）每工班检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、省卡等，及时处理问题。钢丝绳一个节距内断丝超过15%时必须更换。2.环保要求（1）按规定制定防治扬尘、噪声、固体废物和废水等污染环境的有效措施。（2）施工道路应配备相应的洒水设备，及时洒水清扫，减少扬尘污染。 （3）制定确实有效的环保措施。（4）施工垃圾、渣土应在指定地点堆放、及时清理；高空施工的垃圾及废弃物应采取密闭式专用垃圾道或者采用容器吊运，严禁随意抛撒；施工现场应当设置密闭式垃圾站用于存放施工垃圾，并按照规定及时清运。（5）夜间施工必须办理夜间施工许可证，并作好周边居民的解释和安抚工作。