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1、大西铁路客运专线八标段二项目部冲 击 钻 机 施 工作业指导书中铁十二局集团有限公司2010年3月28日一、 工程简介：我项目部承建的岔口河特大桥系大西铁路客运专线中的一座特大桥，全桥共有桩基1000余根，我部实地考察施工现场后，结合本标段地质情况主要采用旋挖钻和回旋钻为主、冲击钻为辅进行施工。现将冲击钻的主要施工步骤介绍如下。二、 施工工艺要求：1 施工准备 1.1、钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡或淤泥中时，用枕木或型钢等搭设工作平台，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。1.2、埋设钢护筒，护筒内径比桩径大20cm，护筒
2、顶面高出施工地面2030cm。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。1.3、开挖泥浆池，选用膨润土配制优质泥浆。2 钻孔开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。在开孔阶段45m，为使钻渣挤入孔壁，减少掏渣次数，正常钻进后应及时掏渣，确保有效冲击孔底。冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程；在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程
3、，冲程过大，对孔底振动大，易引起坍孔；在通过高液限粘土，含砂低液限粘土时，采用中冲程；在易坍塌或流砂地段用小冲程，并应提高泥浆的粘度和相对密度。在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土 、小片石、卵石，将表面垫平，再用钻头进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故；如岩层强度不均，易发生偏孔，亦可采用上述方法回填重钻；必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。在砂及卵石类土等松散层钻进时，可按1：1 投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。若遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石比例，力求孔壁坚实。当通过含砂低液限粘土等粘质土层
4、时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用0.5m 的小冲程，防止卡钻、埋钻。要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm8cm，在密实坚硬土层每次可松绳35cm，应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏，松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。为正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上油漆长度标志。钻孔施工中，一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm10cm，松软地层每小时纯钻进尺小于15cm30cm时，应进行取渣，或每进尺0.5m1.0m时取渣一次，每次取45筒，或取至泥浆内含渣显著减少，无粗颗粒，相对
5、密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。每钻进1m掏渣时，均要检查并保存土层渣样，记录土层变化情况，遇地质情况与设计发生差异及时报给施工管理人员。钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。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。整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（或施工水位）至少0.5m，并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。3 清孔3.1、根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式3.2、清孔时注意事项：清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排
6、出或抽出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度必须满足设计要求：摩擦桩不大于10cm,柱桩不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。4 钢筋笼骨架的制作安装4.1、制作时，按设计尺寸做好加强箍筋，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
7、筋上，点焊牢固。4.2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或闪光对焊，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。钢筋骨架的保护层厚度可用焊接定位筋。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4个。4.3、骨架的采用平板车运输，运输过程中要对钢筋笼支撑牢固，不得出现骨架变形。4.4、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，起吊前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三分点之间。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，
8、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。当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口，用型钢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
9、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。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差见下表：表 桩钢筋骨架允许偏差序号项 目允许偏差（mm）1钢筋骨架在承台底以下长度1002钢筋骨架直径103主钢筋间距104加强筋间距205箍筋间距或螺旋筋间距206钢筋骨架垂直度骨架长度1%5 导管安装 导管用300mm无缝钢管制作，中间每节长2.0m，底节为4
10、.0m，漏斗下用1m长的导管，丝扣连接。导管吊装前先试拼，并进行水密性试验，试验压力不小于孔底静水压力的1.5倍。导管接口应连接牢固，封闭严密，同时检查拼装后的垂直情况与密封性，根据桩孔的深度，确定导管的拼装长度，漏斗底距钻孔上口大于一节中间节导管长度。吊装时导管位于桩孔中央，并在浇筑前进行升降实验。导管安装后，其底部距孔底留250400mm的空间。6 灌注水下混凝土 混凝土由拌合站拌合，严格控制混凝土坍落度。混凝土用拔球法灌注。当漏斗内储足首批浇筑的混凝土量后，拔起封口钢板，使混凝土快速落下，迅速落至孔底并把导管裹住，保证首批初灌混凝土将导管埋深不小于1m。灌筑开始后，应连续地进行，严禁中途
11、停灌。边浇筑混凝土边提升导管和拆除上一节导管，拆除导管时动作要快，不宜超过15分钟，每根桩浇筑时间宜控制在8h内完成。导管提升时，要保持位置居中，提升速度不能过快，保持导管埋深46米。为确保桩顶质量，在桩顶设计高程上超灌0.7m左右，待混凝土凝固后凿除。施工用的孔口钢护筒，在灌注结束后，混凝土初凝前拔出。三、 安全施工注意事项：1）钻机、钻具和吊钻头的钢丝绳应配置适当，使用时应有专人检查维修。吊钻头用的钢丝绳无死弯、无断丝，安全系数不小于12；钢丝绳松弛度应适宜，并制动良好；钢丝绳卡数量与钢丝绳直接先匹配。2）冲孔时，非作业人员不得进入冲击区域范围内。当检测钻孔或吊你讲出孔时，钻头应放置在安全
12、位置。3）提升钻头到接近护筒底缘时，应减速平稳提升。4）钻机操作人员必须穿绝缘胶鞋，戴安全帽。5）钻进过程中应随时注意孔内有无异常情况，钻架是否倾斜，各连接部位螺栓是否松动。6）在灌注混凝土过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整个地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，使混凝土灌不下去。导管提升不能过猛，防止导管拉断，同时也防止导管提离混凝土面，造成断桩事故。7）钢筋笼吊装前，应采取措施防止其发生过大的变形。8）钢筋笼孔口连接时，孔内钢筋笼应固定牢靠，钢筋连接人员与其中操作人员应协调一致。9）浇筑水下混凝土时，应搭设浇筑作业平台，并设井口防护，确保施工操作人员的安全。10）拆卸导管时，应在导管完全松开后，方可吊移开；采用人工抬运导管时，应有防滑措施。附图：冲击钻机施工工艺流程图。平整场地凿桩头测定孔位挖埋护筒钻机就位钻 进制作护筒加工钻头中间检查终 孔清 孔测 孔安放钢筋笼安放导管二次清孔灌注混凝土挖泥浆池、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、测比重报检报检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清理、检查测孔深、孔径钢筋笼制作桩基检测冲击钻机施工工艺流程图