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1、钻孔桩灌注桩冲击钻机成孔施工质量控制及检验1.1 质量控制1.1.1 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 采用冲击钻机。使用卷扬机起吊锥头时，卷扬机钢丝绳通过三角立架上段的滑轮与锥头连接，放开卷扬机，锥头自然下落，锥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，锥头成“十”字形，利于破碎岩石。土质地层可选用6080cm的细锥头钻进，然后再用大锥头扩孔至设计孔径。卷扬机可以人工操作，也可以选用自动操作设备。 3 开孔
2、是应低锥密击。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，保证护桶的稳定。 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。回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心三者应在同一铅锤线上，偏差不超过2cm。 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
3、，严格控制钻进速度，一般不宜大于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 遇孤石时可选当抛填硬度相似的片石，采用直锥冲击，或中低冲程交替冲击。将大孤石击碎挤入孔壁。 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
4、、圆顺，起导向作用，钻进深度超过钻锥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46m。钻进过程中及时排除钻渣，并添加黏土造浆，防止坍孔和沉积，使钻锥经常冲击新鲜地层。新疆表面不平整的漂石、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 对泥浆材料的要求： 1）黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%，塑形指数大于25%30%，含砂量小于6%，SiO2和Al2O3之比为34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300 mg/L。2）膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、
5、屈服值等指标，应符合有关标准。3）水：淡水。4）外加剂：见表1.1.1表1.1.1 常用外加剂种 类使 用 目 的常 用 物 质分散剂防水泥、盐分对泥浆的污染Na6P6O18污染后泥浆的再生Na6P3O10，Na2CO2增强防坍作用，提高泥水分离性NaHCO3木质素，腐殖酸增黏剂防孔壁坍塌，提高钻孔效率，对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润土的凝胶作用CMC(钠羧甲基纤维素)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人土中锯末，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 16 测量钻进深度 一般用测绳
6、系测锤（12）从孔底量至护桶顶部或转盘顶面，从量得的总深度中减去护桶顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度，即为钻进深度。 17 排渣、清孔 钻孔桩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45m深后，每钻进0.51m应抽查一次，并补给泥浆。 当钻孔深度达到设计标高并超钻0.1m时，已满足设计要求后，将拌好的新泥浆2030m3通过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75mm射浆管向孔底射浆10min(约15 m3泥浆)，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
7、泵如孔底，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34h观测，沉渣厚度达到施工规范要求时，可通过射浆管再向孔底注浆5min后停止。 抓紧拆除钻架、射浆管、吊入钢筋骨架，安装混凝土导管等灌注设备，及时进行灌注，确保孔底沉渣厚度不超过规范容许值。 清孔也可以采用空气吸泥机配合取渣筒出渣。即大块钻渣以取渣筒取出，较细的钻渣以空气吸泥机吸渣。用空气吸泥机出渣时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。1.1.2 操作要点 1 钻进时要保证钻进速度，及时测量孔深和泥浆比重。 2 成孔后要测量孔的深度
8、是否到达设计要求，并及时填写记录表。 3 在钻机摆放前要及时平整场地，将泥浆池的位置安置好。检查钻机的钻杆及零部件。做好钻前的桩位放样工作，保证钻孔及孔径的准确度。 4 清孔时应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止坍孔。 5 各环节施工衔接应紧密，缩短工艺间隔时间。 6 在各种不同的土层 或岩层中钻进时，可按表1.1.2的施工要点进行表1.1.2 冲击钻孔施工要点适 用 土 层施 工 要 点效 果在护桶刃脚下2m以内小冲程1m左右，泥浆比重1.21.5，软弱层投入黏土块夹小片石造成坚实孔壁黏土或粉质黏土层中冲程12m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块提高钻进效率粉砂或中粗砂层中冲程1
9、3m，泥浆比重1.21.5，投入黏土块，勤冲勤掏渣反复冲击，造成坚实孔壁，防止塌孔砂卵石层中、高冲程23m，泥浆比重1.31.5，投入黏土块，勤掏渣提高钻进效率基岩高冲程34m，泥浆比重1.3左右，勤掏渣加大冲击能量，提高钻进效率软弱土层或塌孔回填重钻小冲程反复冲击，加黏土块夹小块石，泥浆比重1.31.5造成坚实孔壁1.1.3 事故预防及处理 钻孔施工过程中弱发现斜孔、弯孔、缩孔、塌孔、护桶周围冒浆、孔口坍塌、地表沉陷等情况之一时，必须立即停止钻进施工，采取有效处理措施后，方可继续施工。 1 预防塌孔 塌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，钻机负荷显著增加等
10、。1）处理措施 塌孔不严重时，可回填至塌孔塌孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护桶等措施继续钻进；若塌孔严重，应立即将钻孔用小砾石夹黏土回填重钻。2）塌孔预防措施在松散粉砂土或流沙中钻进死，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。汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护桶，增大水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。严格控制冲程高度。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
11、过大的风压，不宜超过1.51.6倍钻孔中水柱压力。吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。 2 预防缩孔 缩孔是钻锥磨损过大焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成，前者应及时焊补钻锥，后者应选用失水率小的优质泥浆护壁。 3 预防偏孔 钻机位移，钻孔过程遇较大的孤石或探头石，以及在大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，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，使钻孔正直。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
12、量炸药（少于1）爆破，然后用砂土和砂砾石回填到该位置以上1m左右重新冲钻。 4 预防产生梅花孔（或十字孔） 1）形成原因 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。 泥浆相对密度和黏度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。 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。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。 2）处理措施 采用片石或卵石与黏土回填，重新冲击钻孔。 3）预防措施 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 选用适当黏度和相对密度的泥浆，并适当掏渣。用低冲程时，每冲击一
13、段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。出现梅花孔后，可用片、卵石混合黏土回填钻孔，重新冲击。 5 预防卡钻 1）卡锥原因钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。 未及时补焊冲锥，钻孔直径逐渐变小，而补焊后的冲锥大了，有用高冲程猛击，极易发生卡锥。伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。孔口掉下石块会其他物件，卡住冲锥。在黏土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。2）处理措施 卡钻后不能强提，只宜轻提。可用小冲击锤或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。 3）预防卡锥措施当为梅花卡钻时，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
14、。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。卡钻不宜强提以防塌孔、埋钻。易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，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。用其他工具，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。但要稳定大绳以免冲锥突然下落。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。使用专门加工的工具将顶住
15、孔壁的钻头拨正。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1）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。 6 钻孔漏浆 若发现护桶内水头不能保持，水位下降，则证明有漏浆现象。 1）处理措施对于上部渗透性强地层引起的漏浆，可以将护桶周围换填黏土夯实，增加护桶沉埋深度，加稠泥浆，以减少孔内水的渗透。还可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以密实孔壁。钻孔漏浆时必须及时补水补浆，保持孔内水头，防止塌孔。在进入空洞前，应预备足够的泥浆，做好补浆准备。2）预防措施对于渗透性强地层在埋设护桶时黏土应夯实填密实，适当加长护桶埋设深度。对于存在渗透性强地层的地区，采用泥浆稠度适当加大。认真做好地质核查，对于存在空洞地区，提前备足泥浆，做好补浆准备。1.2 质量检验1.2.1 主控项目 1 钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。 2 孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。 3 钻孔桩应坚实不漏水，护桶埋深应符合施工工艺设计要求。 4 泥浆指标应根据钻孔机据、地质条件确定。对配置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。 5 浇注水下混凝土前应清底，孔底沉渣应清除干净，满足客运专线铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。1.2.2 一般项目 钻进过程中允许偏差和检验方法须满足表1.2.2的要求。