钻孔桩专项施工方案.doc

1、钻 孔 桩 施 工 专 项 方 案编 制： 复 核： 审 核： 中铁十二局集团有限公司 山西中南部铁路通道 ZNTJ-1 标第四项目部二 0 一 0 年五月二十日1一、工艺原理钻孔灌注桩基础是用钻孔机具进行造孔后，在孔内放入钢筋骨架，灌注桩身混凝土而成的。冲击法钻孔是用冲击式钻机或卷扬机带动冲击钻头，上下往复冲击，将钻孔的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中，用泥浆浮起钻碴，使冲击钻头能经常冲击到新的土或岩石，然后再通过清孔取出钻碴造成桩孔。二、作业特点及实用范围1、施工设备简单2、操作方便3、适用各种砂类土、粘性土，也适用于碎、卵石层和岩石层。三、施工工艺1、施工工艺 施工工艺流程（见图 3）。2、钻

2、孔施工3.2.1 准备工作钻孔场地在旱地时，应清除杂物、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。钻孔场地须坚固稳定，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。测量定位：按照设计图纸先定位线路上墩中心里程，然后确定承台中心，准确放出桩位，各桩之间再用钢尺量距复核。冲击法钻孔时，需设置泥浆循环净化系统，应在计划施工场地或工作平台时一并考虑。钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒采用钢护筒，用 6mm厚钢板卷制， 护筒内径应大于钻头直径，使用冲击钻机钻孔应比钻头大约 40cm。采用直接挖坑埋设：开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外。护筒就位

3、时应认真检查其平面位置及倾斜度，平面位置误差控制在5cm 以内。倾斜度小于 1%。合格后用粘土回填夯实，确保 护筒埋设牢固。最后把桩位交叉引到护筒外。护筒顶面宜高出施工水位或水下水位 2m。还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地时还应高出施工地面20.5m。护筒埋置深度应符合下列规定：岸滩上，黏性土不应小于 1m，砂类土应不小于 2m。当表层土松软时，宜将护 筒埋置到较坚硬密实的土层中至少 0.5m 。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉图 3 钻孔桩施工工艺流程图检查点一检查点二检查点三检查点四测量定位场地平整 施工准备 加工护筒埋设或振动下沉护筒钻机

4、就位冲 孔检 孔排 碴成 孔清 孔安装钢筋笼安装导管灌注水下砼挖部分桩头、拨 出护筒沉碴厚度、泥浆 比重合格沉碴厚度合格填写成孔检查记录表填写桩位检查记录表填写钻孔记录表检查泥浆比重、稠度、含砂率，沉渣厚度应小于 5cm检查钢筋笼直径、垂直度，钢筋间距填写混凝土灌注记录3护筒。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于 5cm ，倾斜度不得大于 1%。3.2.2 钻孔施工3.2.2.1 钻机安装及钻孔安装 钻机前，底架 应垫平，保持 稳定，不得 产生位移和沉陷。钻头与护筒中心偏差不得大于 5cm。无论 采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。钻孔 时，孔内水位宜高于护筒底脚

5、 0.5m 以上或地下水位以上或地下水位以上 1.5-2.0m。在冲击钻进中取碴和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及黏度。钻孔 时，起、落 钻头 速度宜均匀，提钻高度为 5m 左右，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在钻孔周围。钻孔作 业应连续进行。因故停钻时，有 钻杆的钻机应将钻头提离孔底 5m 以上，其他钻机应将钻头提出孔外，孔口应加护盖。钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，应对 孔位、孔径、孔深和孔形用 检孔器和测锤进行检验，并填写钻孔记录表。成孔后请设计代表确认孔底地质情况。3.2.2.2 冲击钻孔在碎石 类土、岩

6、 层中宜用十字型钻头；在砂黏土、砂和砂砾石层中宜用管形钻头。冲击法钻孔，钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳和吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力。开始 钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳应按地质情况、钻头形式、 钻头重量决定。孔内泥浆指标应满足以下规定：比重：一般地质为 1.1-1.3，大漂石、卵石 层应为 1.1-1.4。总之泥浆在保证护壁的同时要能及时悬浮钻渣。黏度:一般地层 1622s,松散易坍地层 1928s4含砂率:新制泥浆不大于 4%胶体率:不小于

7、 95%pH 值:应大于 6.5吊钻头 的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于 12。钢丝绳与钻头间须设置转向装置并连接牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向应一致。钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过 15mm时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇注混凝土强度，应 待邻孔混凝土抗压强度达到 2.5MPa 后方可开钻。3.2.3 清孔3.2.3.1 钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位垂直度进行检

8、查确认钻孔合格后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度应满足设计要求，柱 桩不大于 5cm，摩擦桩不大于 20cm。清孔可采用以下方法：抽碴 法使用于冲击或冲抓法钻孔。换浆 法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。3.2.3.2 不论采用何种方法清孔，在抽碴和吸泥时都应及时向孔内新鲜泥浆，保持孔内水位。3.2.3.3 清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无 2-3mm颗粒，泥浆 比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，黏度 17-20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩不大于 5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。钻孔验收合格后，可先静止半小时左右，待悬浮物全部沉淀后再清孔。采用

9、泥浆泵循环孔内泥浆进行清孔。当孔底沉碴厚度小于 5cm 时，吊入钢筋笼。3.2.4 钻孔异常处理53.2.4.1 钻孔过程中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时， 可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。冲击法钻孔时，可投黏土块夹小片石，用低锤 冲击将黏土块和小片石挤入孔壁。3.2.4.2 钻孔中发生弯孔和缩孔时，一般可将旋转钻机的钻头，提到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直。如发生严重弯孔、梅花孔、探头石时， 应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到便斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。3.2.4.3 发生卡钻时，不宜强提，应查明原因和钻

10、头位置，采取晃动大绳以及其他措施，使钻头松动后再提起。3.2.4.4 发生掉钻时，应查明情况尽快处理。3.2.4.5 发生卡钻、掉钻时，严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的孔内。必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害气体和备齐防毒、防溺、防埋等保证安全措施后，方可进入，并应有专人负责现场指挥。3.2.5 钻进注意事项：3.2.5.1 施工过程中严格根据地质资料控制钻进进尺，及时调整泥浆比重和含砂率。3.2.5.2 勤放绳，少放绳，严禁大冲程打空锤；勤排碴，保持冲击效率；勤加水，保持孔内泥浆面标高稳定；填入粘土应适量，粘土过多会增加冲锤阻力不利进尺，粘土投入过少，不利孔壁稳定及悬浮钻碴。

11、3.2.5.3 每钻进 4-6m 用与设计孔径一致的检孔器（4-6m 长）检查成孔的质量(垂直度、孔径等)。3.2.5.4 终止钻进采取双控指标（设计孔底标高及入完整基岩深度）：钻至弱风化灰岩时，要仔细鉴别钻碴，看是否已至完整基岩面。经现场监理确认后，再钻入基岩不少于设计深度，然后终止钻孔。3.2.5.5 注意观察设备运转情况包括冲锤、钢丝绳、钻机，发现问题及时处理。3.2.6 钻孔事故的预防和处理63.2.6.1 坍孔孔口坍塌容易发现，而孔内坍塌则需仔细观察，如孔内水位突然下降，孔口水面冒细密的水泡；出土量显著增加，没有进尺或进尺甚小；孔深突然变浅， 钻头达不到原来的孔深，钻机负荷显著增加等

12、，均表明孔内已有坍塌。坍孔原因A.泥浆比重或粘度太小，未形成坚实的护壁。B.施工场地夯填土质量不良。C.钻 机和 钻架未支承好，支承面受过大的压力。D.护筒埋置太浅。E.埋置 护筒不符合要求，护筒周围或底部未用优质粘土分层夯实填筑。F.开孔时，护筒脚下 23m 范围内未作好造壁 处理。G.护筒直径过小或护筒埋置不够平正垂直，开孔 时钻头左右晃动冲击护筒，钻进 中钻头碰撞护筒。H.孔内规定的水位高度不够或未保持好规定的水位。I.护 筒高度不够，孔内涌出承压水，降低水的静 压力。J.在松 软砂层中进尺太快。K.提住钻头钻进时，放置速度太快。L.遇易坍孔的流砂层，未及时采取措施。M.清孔方法不当。N

13、.补水时水流冲塌孔壁。O.钻头或钢筋笼碰撞孔壁。P.补水量过 大， 经常溢出孔口，浸泡孔口土壤，以致松软坍塌。Q.从终孔至灌注水下混凝土，延误时间过久等。坍孔的 预防和处理A.在松散的粉砂土、淤泥层或流砂中钻进时 ，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆（或投入粘土、片石低锤冲击使粘土膏、片石等挤入孔壁）。7B.如孔口坍塌可回填重新埋设护筒再钻。或下钢护筒至未坍处以下至少 1.0m。C.孔内坍塌不严重者，可加大泥浆比重继续钻进。较严重者，可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上 12m ，甚至全部回填再钻。若坍塌埋住钻头， 应先清孔，后提起钻头。D.严格控制冲程高度。3.2.6.2 钻孔

14、漏浆在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，一般有护筒底漏浆和护筒接缝漏浆两种情况，严重漏浆为坍孔的先兆，应及时处理。漏 浆的主要原因是；护筒埋设大浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，或水 头过高等等。补救的办法是：加稠泥浆或回填土掺卵、片石反复冲击增加护壁，护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞。此外护筒内有掉落物也会造成漏浆。3.2.6.3 弯孔在钻孔时，由于钻孔方向偏斜产生弯孔，严重者影响钢筋笼的安装和桩质量。弯孔原因A.钻机座落在软硬不同的土层上，钻进中发 生位移和偏沉。B.钻 孔 时遇到较大孤石、探头石或倾斜的岩层。C.在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或在粒径大小悬殊的砂

15、卵石层中钻进，钻头所受阻力不匀。处理方法弯孔不严重时，可重新调整钻机继续钻进。严重时，钻孔应回填砂粘土，冲击钻 孔应回填粘土夹砂卵石或小片石至弯孔以上 0.5m，待沉积或用低冲程冲击密实后再钻进。不得用冲击钻头直接修孔，以免卡钻。3.2.6.4 糊钻冲击钻进时，可降低冲程，降低泥浆调度，在粘土层上回填部分砂、砾石防止吸住冲击钻头。3.2.6.5 缩孔8地层中夹有塑性土壤（俗称橡皮上），遇水膨胀后使孔径缩小。或钻头磨耗严重未及时焊补，钻出小于设计桩径的孔。遇到这种情况时，可采用上下反复扫孔的方法扩大，或回填砂粘土，待密实后重钻。3.2.6.6 梅花孔梅花孔或探头石（即孔形不圆有局部孔壁凸进）是冲

16、击钻孔经常遇见的事故，其原因是：泥浆太稠，妨碍钻头转动；转向装置失灵，钻头总在一个方向上下冲击；操作时钢丝绳太松，或冲程太低，钻头得不到充分转向时间， 这样就容易在基岩中形成梅花孔。在非均质地层如漂、卵石层、堆积层 等易出现探头石。当出现以上情况时，一般用强度高于基岩或探头石的碎石或片石回填重钻。3.2.6.7 卡钻钻头在距孔底一定高度卡住，提不上来，但向下可活动为上卡。在孔底卡住，无法活动为下卡。卡钻 原因有：A.不规则孔形未处理。B.坍孔落石、工具掉 进 孔内。C.长护筒倾斜，下端 为钻头 撞击变形。D.钻头尺寸不一，或焊补超限。E.下钻 太猛，钻头撞碰在孔内倾倒。发生卡钻，不宜强提，不可

17、盲动以免愈卡愈紧或造成坍孔埋钻。处理方法A.上下提动钻头，使之旋转，并用撬棍配合，左右反复 拨动大绳，使钻头能沿下落的原道提出。B.用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头，使钻头松动后，再起吊。C.先探准障碍物的位置，收紧钻头大绳，可用冲、吸的方法将卡钻处松动后提出。E.在无活 动余地的情况下，可用强提法。强提的支撑枕木垛位置要离孔口范围稍远，以免孔口坍塌，并加保险绳，以免拉断大绳而掉钻。具体可用滑车组、杠杆、千斤顶等办法施力拉拔钻头。9在处理过程中，要继续搅拌泥浆，以防沉淀埋钻。3.2.6.8 掉钻掉钻 的原因A.卡钻时强提强扭。B.冲 击钻头合金套焊接质量差，钢丝绳拔出。C.钢丝绳与钻头连接处，钢

18、丝绳的绳卡数量不足或松弛。D.钢丝绳断丝大多，未及时更换。打捞 方法掉钻后，应及时摸清情况，如孔深、 钻头是否偏斜、有无坍孔等，若钻头被埋住， 应首先清孔，使打捞工具能接触钻头，打捞一般采用下述方法。A.打捞叉法：当冲击钻头钢丝绳折断或钢丝绳卡松脱，在 钻头上留下不少于 2m 钢丝绳时，可采用叉式捞针在孔内上下提动，将短钢丝绳卡住提出钻头。B.钩 取法； 钻头上预先焊有钢筋环或打捞横梁等，可用钩子挂取。C.套 绳 法：将单绳套（或双绳套）套住冲击钻顶端。有困难时可把带有套绳的导圈，而导圈固定在有刚度的杆上或抽碴筒下端，送到预先探准的位置上，将钻顶端或套住，收紧套绳取出。当孔内掉进零星落物或工具

19、时，可用电磁铁吸取。4、钢筋骨架的制作和安装3.4.1 钢筋笼的材料、加工、接头和安装， 应符合相关技术标准的有关规定，钢 筋笼主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼吊装入孔后不影响清孔时， 应在清孔前进行吊放。吊装时， 应严 防孔壁坍塌。钢筋笼入孔后应准确、牢固定位，平面位置偏差不大于 10cm，底面高程偏差不大于10cm。在钢筋笼上端应均匀设置吊环或固定杆， 钢筋笼外侧每隔 2m对称设置 4 个控制钢筋保护层厚度用的非金属垫块。3.4.2 钢筋笼按不同桩长分段制作，孔口节上部设与主筋同直径的吊筋 24 根，以防止钢筋笼上浮或掉落，吊筋长度根据护筒口标高、承台底标高、 焊接长度及护筒口上部钢筋笼支承设备高度等确定。钢筋笼