钻孔桩施工作业指导书
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中铁十九局武广客运专线5标项目经理部
二○○六年十月十日
钻孔灌注桩施工作业指导书
1．项目简介
武江特大桥位于广东省韶关市浈江区犁市镇厢廊村境内，全长1547.96m，全桥基础采用桩基础。由于受地质影响，采用冲击钻冲击成孔。桩孔径有ф1.8、ф1.25、ф1.0 三种,按受力分有摩擦桩和柱桩两面种形式,按作业条件分有水中和旱地桩。 2．材料要求
对施工材料的供应已派遣专人对现场周边的供应厂家、供应地点及运输方式进行了现场调查。使用材料的要求如下：
名 称 规格型号 水 泥 P.O42.5硅酸盐 碎 石 5～31.5㎜ 砂 中砂 技术要求 符合施工技术要求 连续级配 备 注 （细度模数）2.3～3.0 符和施工技术要求 粉煤灰 3．主要机械设备如下 序号 1 2 3 4 5 名 称 钻 机 拌和站 吊 车 导 管 输送车 规 格 型 号 CZ40 HZS50型 QY16、QY25 Φ300mm无缝钢管 JC6B 4．施工准备及施工方法 4.1.场地平整
① 如在旱地施工，应先清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。
② 在浅水中，采用筑岛围堰法施工，筑岛面积应满足后续工序要求。
③ 在深水中时，可搭设工作平台进行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退
场。
4.2.埋设护筒
对于陆上钻孔桩护筒采用6mm钢板卷制，直径大于设计桩径30cm，护筒长度视桩位地质情况确定，其长度满足穿过不透水层不少于0.5m；
对于陆上埋臵的钢护筒，护筒顶宜高出施工水位或地下水位2.0m,并高出施工地面0.5 m。其高度应满足孔内泥浆面高度的要求。在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。其周围采用粘土夯实，以防渗漏或防止孔内水头太高，使护筒底形成反穿孔。护筒顶面中心线与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。
对于水中钻孔桩，护筒采用6mm厚的钢板制作，长度根据各桩地质条件确定，以确保钻孔时不塌孔。护筒直径较设计桩径大50cm，采用振动锤打入法，护筒下沉过程中需控制其中心位臵和倾斜情况，保证护筒位臵偏差在规定范围内。
4.3.泥浆池及造浆
陆上钻孔桩泥浆池计划就近采用废弃河塘或开挖泥浆池，泥浆池隔跨设臵，周转使用。沉淀的泥浆拟选用封闭的翻斗车运至指定的排放位臵。
对于河中的钻孔桩泥浆池设在岸上，用管道与桩位处相连。 造浆选用当地的优质粘土，并在钻进至软土层和砾石土层时，根据实际情况，在泥浆中掺入不同比例的膨润土、CMC羟基纤维素、硝基腐植酸钠盐及少量的生石灰粉等制成优质泥浆，用来加强护壁，以防渗、防坍孔。泥浆指标：泥浆比重钻孔时选1.2～1.4，清孔时1.05～1.1，粘度19～28s，含砂率4～8%，Ph值为8～10。
对于泥浆的排放处理如下：
泥浆池安排在征地界内两墩之间。钻孔时上层泥浆可重复利用，钻孔沉碴则用汽车运至当地环保部门制指定地点，妥善处理，避免污染环境。
4.4.钻孔
4.4.1.钻机选择
后顺序根据本桥地质特征，综合考虑成孔速度及质量钻机均选用冲
击钻。冲击钻机适用于各种坚硬土层、卵石、漂石、岩石层成孔。钻机就位前所有零部件须经检查及整修，钻头直径必须满足钻孔要求，钻机底座平整牢固，钻机安装稳定可靠。
每一桥位处严格遵循先施工长桩后施工短桩的顺序。
4.4.2.钻机就位
钻机开钻前要调平，垫死，保证施工中钻机位臵和不发生倾斜。需对钻机平台的四角标高、钻盘中心及桩位进行认真检查以保证孔位偏差在规范允许范围内，控制在5cm以内。钻孔前对钻杆进行编号，量测每节钻杆长度并作好记录。
4.5.钻进
开钻前,宜抵挡慢速钻进,钻至护筒下1m,再以正常速度钻进。在砂土、软土等容易坍孔的土层宜采用抵挡慢速钻进，同时提高孔内水头，可加大泥浆比重。
钻机开钻前需对钻机平台，钻盘中心及桩位进行必要的检查以保证孔位偏差在规范允许范围内，在开钻前设臵护桩，以便在钻孔过程随时检验孔位偏差。
钻进过程中，分阶段捞渣取样与设计地质资料进行对照，根据钻进各种岩层的速度，结合钻渣情况判断入岩深度和桩底岩性。若出现与设计图中的地质状况不符时，及时报请项目部技术主管人员，以便及时提出处理方案。钻孔过程中做好钻孔原始记录。
施工时应注意避免掉钻或由于钢护筒变形引起的卡钻。
4.6.检孔与一次清孔 4.6.1.次清孔
钻孔至设计标高后，采用监理工程师指定的方法检测孔深、孔径和垂直度等几何尺寸，待检测合格后，采用抽浆法清孔，清孔时继续保持孔内水头，防止坍孔。清孔后孔内泥浆指标：手摸无2-3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1,含沙率小于2%，黏度17-20s,沉渣厚度柱桩及连续梁主墩不大于5cm,摩擦桩不大于10cm，严禁用加深钻孔深度方法代替清孔。 4.6.2.清孔
如果一次清孔后，孔底沉碴厚度仍大于设计要求值时，要进行二次
清孔。二次清孔用灌注水下混凝土的导管注入大比重的泥浆，用换浆法清孔。柱桩在浇筑水下混凝土前用射水或射风冲孔冲射孔底3～5分钟，将孔底沉淀物翻动上浮，射水或射风压力应比孔底大0.05Mpa. 4.7.钢筋笼制作及安装
钢筋笼采用在加工场统一加工，加工时根据骨架的自身刚度及吊机的起吊能力分成9m一节（12m以下钢筋笼根据现场条件制成一节）。分节制作时均在型钢焊制的骨架定位平台上进行，以保证钢筋笼的整体直度及主筋连接接长时的对位精度。耳筋沿笼体周围6处。
为保证钢筋原材存放质量和钢筋笼成品质量，钢筋加工场采取浇筑10cm厚C15混凝土硬化地表。
钢筋笼采用自制的双轮拖车运抵孔位，使用汽车吊机起吊入孔，主筋接长采用单面搭接焊。
钢筋笼起吊时使用直径15cm的杉木杆分段绑扎以提高整个钢筋笼的刚度（木杆在入孔时依次拆除），防止钢筋笼起吊时变形塌腰。 4.8.水下混凝土灌注
混凝土采用拌和站统一拌制，混凝土输送车运至现场，输送泵灌注混凝土。混凝土灌注采用提升导管法，导管用Φ300mm无缝钢管制作，每节长2.0～4.0m，配1、2节长0.5～1.5m短管，丝扣连接。使用前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管不漏水。导管安装后，其底部距孔底留30-50㎝的空间。砼浇筑支架用[20型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放臵砼漏斗。漏斗容积（即首批混凝土方量）应满足封底时导管埋深不得小于1m并不宜大于3m。导管顶部放臵隔水皮球,封底后移走大漏斗，换上小漏斗，小漏斗旁设臵储料槽，泵送混凝土先进入储料槽后通过滑槽入小漏斗。在浇注混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位臵，保持导管埋深在1～3m范围。导管提升时利用吊机。灌注的水下混凝土坍落度控制在18～22cm，水下混凝土要连续灌注，不能停顿。每根桩宜8h内浇注完成。浇注完毕后，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒应在混凝土初凝前拔出。
为防止钢筋笼上浮，采取措施将钢筋笼压住（如在横担上加重、增加横担、将钢筋笼上端与护筒焊接在一起等）。在浇灌混凝土时，随时
抽拔拆除导管，并认真填写灌注记录。灌注高度要超出桩顶1.0m以上，以确保桩顶质量。
4.9. 凿桩头
待桩身混凝土强度达到设计强度的70%以后，人工凿除桩头。桩头上部用风镐凿除，桩头以上10～20cm段用人工打钎凿除，桩头应无松散层。不能损伤桩头混凝土质量。
4.10.桩的检测
桩基混凝土达到设计强度后，对桩进行超声波检测，必要时沿全桩钻芯检测。
5．对于岩溶的施工要求 5.1. 施工前的准备工作
a开钻前，设计单位未逐根钻探的钻孔位臵用地质钻机补探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。
b对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。
c根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。
d对每种处理方案，都要进行工艺试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。
5.2.根据岩溶发育程度,拟定六种处理方法
a.对于已探明较小封闭型溶洞在钻孔前可用注浆加固法处理。
b.对于遇到未探明岩隙: 钻孔时发现孔内泥浆面较慢下降时采用优质膨润土配臵5%的CMC外加剂并加入锯木灰拌成软塑状，分批投入孔内，再用1-1.5m小冲程进行冲钻，使锯木灰和粘土挤入岩石裂隙，隔断泥浆漏失的通道。
c.对于遇到未探明的小溶洞:如突然发现孔内泥浆面较快下降，用小片石（直径10～20CM）和粘土，按1:1 的比例迅速回填，并用小冲程挤压密实。同时迅速补水，直到泥浆面不再下降。
d.较大封闭型溶洞:先在孔口附近准备好足够的块石、粘土、水
泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会迅速下降，此时要用铲车及时将准备好的块石、粘土、水泥抛入孔中直到泥浆停止下降，并慢慢上升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、粘土、水泥，直至把桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔.
e.对于单级串通型溶洞：采取用12mm厚钢板加工成的双护筒跟进方法解决,大护筒跟进至溶洞顶岩石上, 小护筒跟进至溶洞下0.5米，大护筒比设计孔径大0.4米, 小护筒比设计孔径大0.2米.大小护筒需用等直径钻头冲孔.
f.对于多级串通型的溶洞:同单级串通型溶洞处理方案类似,只是采用多级护筒跟进方法解决,最内侧小护筒跟进到最下层溶洞底以下0.5m.
第一层钢护筒土岩分界线第二层钢护筒溶洞溶洞基岩
护筒跟进示意图
5.3.护筒跟进工艺流程
灌注前第一次清孔 冲孔钻进 投粘土 取 碴 跟进小护筒 检 孔 冲孔钻进 下大钢护筒 施工准备 护筒跟进工艺流程图
5.4.护筒跟进法施工注意事项
a.岩溶地区钻孔桩基础施工工艺与一般地层区别极大，也困难得多。采用冲击成孔工艺，以十字型钻头冲击成孔，泥浆护壁，下沉与冲孔直径相同的钢护筒达基岩面，其作用是防止孔壁坍塌.当进尺接近溶洞顶部2m左右时，要求钻机操作人员改用低冲程（1～1.5m）冲击，以防止击穿溶洞顶板时卡钻，这是岩溶钻孔的特殊性所决定的。
b.当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将小于上述钢护筒直径20cm的钢护
筒沉入岩溶层，并随钻孔跟进至稳定性岩面。小钢护筒作用是防止溶洞中填充物涌入钻孔，并为钻孔过程中清碴和终孔后清孔创造较好条件(岩溶地层钻孔时取碴和终孔后取碴清孔时极易塌孔，甚至导致墩位地表发生大塌陷)。最后，冲击钻进至设计标高，清孔，安放钢筋笼，灌注水下混凝土，钢护筒则留在岩溶地层中与水下混凝土结合成为一根“钢护筒混凝土桩” 混凝土浇注完成后护筒与桩体间用中沙冲实。
c.跟进的钢护筒底要进行加固处理:用旧钢轨与钢护筒底焊接劳固插打钢护筒.
d.钢护筒跟进要安装桩帽及桩锤，桩锤用B-3型复打气锤。 e.锤击钢护筒下沉过程中，要严格控制钢护筒的倾斜度和锤击贯入度，中心偏差不得大于5cm，斜度不得大于1%。
f. 钻孔内投放的片石及粘土数量要作好记录，钻进资料应齐全完整，并应有岗位负责人签字.
g. 钢护筒跟进先利用振动锤打入，然后边冲孔边跟进，直到穿过易坍塌的地层。护筒到位后，当钻头钻至护筒底脚以上0.5m时，投入15cm直径以下块石和优质粘土各1.5m3,在不掏渣的情况下钻至护筒以下0.5m，掏出泥浆，再投入同样数量的块石和粘土，利用钻头的冲击力将块石和粘土造成一个高质量的壳体孔壁，使护筒底脚与孔壁结合紧密。 6．对于成品保护的要求：
① 对于钢筋半成品要入库堆放，进行分堆放臵，堆臵时要用木头垫起，要用标识排分别标明规格型号。
② 对于成品在钢筋厂按规格型号进行堆放，每一堆钢筋要分别用标识排进行标注。分别用彩条布进行覆盖。
③ 堆放时要注意，要避免钢筋弯曲或损坏。
7．确保工程质量和工期的措施 7.1.质量目标
工程质量全面达到国家及铁道部客运专线工程质量验收标准，满足设计速度开通要求；
单位工程一次验收合格率100%；
实现主体工程质量零缺陷，全面满足运营需要；
全线工程一次成优，确保部优，争创国优； 7.2.工程质量的组织措施
方案中已考虑的具体质量措施有：项目经理部设工地中心试验室，对全标段的试验和检验进行统一管理。砼采用集中拌和，输送泵及输送车运输，结构砼施工全部使用厂制全钢组合模板，确保结构物表面质量。还将采取以下主要保证措施：
⑴强化质量教育，增强全员创优意识。 ⑵制定创优规划，完善质量保证体系。 ⑶加强组织建设 严格质量管理制度。
健全组织制度，本着“谁主管，谁负责”的原则，行政主管亲自挂帅。建立质量创优领导小组，下属施工队也设相应的质量管理机构；各作业班组设质检员，形成自上而下的质量管理网络。明确各级质检人员实现质量创优目标的任务、责任和权限，并赋予他们验工计价质量签证否决权。
⑷强化计量工作，完善检测手段。 ⑸坚持标准化管理，严格质量控制。 ⑹突出重点，严格质量管理点管理。 ⑺开展QC小组活动，克服各种质量通病。 7.3.工工艺的主要技术措施
坚持技术交底制度；坚持工艺试验制度；坚持工艺过程三检制
度；坚持隐蔽工程检查签证制度；坚持“四不施工”“三不交接”。 7.4.证工程质量的管理措施
按单位工程签定责任状，明确责、权、利，加以惩罚力度。 坚持重要部位、重要工序跟班作业，现场把关。 成立质量管理领导小组，积极开展QC小组活动。 每道工序坚持样板引路。
积极采用先进的施工工艺和优良的施工设备，不断优化施工方案，
积极推行应用“四新”成果，突破创优难点，以科学组织和管理确保工程质量，实现优化目标。
施工过程中的建立健全各项质量管理制度：建立健全开工前的技术交底制度、“施工”,“三不交接”制度、工序“三检”制度、隐蔽工程检查签证制度、测量资料换手复核制度、施工过程质量检测制度、原材料、成品、半成品现场验收制度、原材料、成品、半成品管理制度、原材料采购制度、仪器、设备的标定制度、资料管理制度。
建立施工与建设、监理、设计各方组成的质量监控网络，使整个工程在施工中始终处于受控状态。 8．保证施工安全的主要措施 8.1.安全目标
死亡率控制为零，重伤率控制在0.5‰以内，轻伤率控制在5‰以内。
8.2.组织保证措施
建立健全安全生产责任制，做到分工明确，责任到人。
深化教育，强化安全意识。施工人员上岗前必须进行安全教育和培训，并经考试合格后发给《安全上岗证》方准上岗。
建立和完善各项安全作业制度和防护措施，并狠抓落实，使全体施工人员有章可循，有法可依。
实施标准化作业，开展安全质量标准工地建设，搞好文明施工。 8.3.保证措施
8.3.1.使用安全保证措施
机械设备操作人员，必须持证上岗。
操作人员严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
严禁酒后操作，严禁机械设备带病运转或超负荷运转。
定期组织机械设备检查，对查出的安全问题或隐患，按照“三不放
过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止事故的发生。
起重作业严格按照《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ-86）和《建筑安装工人安全技术操作规程》规定的要求执行。
钻机操作人员必须穿绝缘胶鞋，带安全帽。
研究地质资料踏堪 制定施工方案以及质量和安全保证措施 放 样 埋护筒 制泥浆建循环系就位 钻孔 有溶洞时，钻孔通过下沉内护随钻随检孔，继续钻进清孔 制作钢筋笼并移桩身钢筋笼无溶洞导管试拼装，做量测砼面高度及埋安导管 灌注桩身水下砼 拔除护筒 砼试件制作 场地清理，按环保要求进行地表
钻孔灌注桩施工工艺框图
表1钻孔允许偏差和检验方法
序号 1 2 3
表2钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法 序号 项 目 允许偏差 检验方法 项 目 护 筒 孔位 倾斜度 顶面位臵 倾斜度 允许偏差 50mm 1﹪ 50mm 1﹪ 测量检查 检验方法 1 钢筋骨架在承台底以±20mm 下长度 2 钢筋骨架直径 3 主钢筋间距 4 加强筋间距 5 箍筋间距 6 钢筋骨架垂直度
±20mm ±0.5d并不得小于10mm ±20mm ±20mm 0.5% 尺量检查不少于5处 吊线尺量检查 尺量检查