1、1钻 孔 桩 施 工 工 艺编制：审核：xx 公司技术发展中心2总 则第 1.0.1 条 钻孔桩施工在桥梁基础领域中占有重要地位，是桥梁基础施工中的重要方法。第 1.0.2 条 为总结和规范钻孔桩施工工艺，推进该项工艺的发展和提高，特制定本施工工艺。 第 1.0.3 条 本工艺适用于桥梁建筑中的正、反循环钻孔和冲击钻孔桩施工。第 1.0.4 条 钻孔桩施工时的安全技术、劳动保护必须符合国家有关现行规定。3第一章 钻孔方法的分类第 2.0.1 条 正循环回转钻孔用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头在回转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随着泥浆上升而流到井外的泥浆溜槽，经过
2、沉淀池沉淀净化，泥浆再循环使用。井孔壁靠泥浆和水头保护。第 2.0.2 条 反循环回转钻孔用正循环相反，泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣从钻杆中吸出。由于钻杆内径较井孔直径小得多，故钻杆内泥水上升速度较正循环快得多，就是清水也可把钻碴带上钻杆顶端流到泥浆池沉淀，净化的泥浆可循环使用。第 2.0.3 条 冲击钻孔冲击钻机分为实心锥和空心锥两种。1、实心锥冲击钻机：用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥，上下往返冲击，将土石劈裂、劈碎，部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣，使钻渣每次都能冲击到孔底新土层。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用，另一方面起护壁作用。2、空心锥冲击
3、钻机：其钻孔原理与实心锥冲击相同，只是因其钻锥是空心的，在上下往返冲击时时，其锥尖刮刀将孔底冲碎，而且已冲碎的钻渣可以从锥底进入空心锥管内。第 2.0.4 条 各种钻孔方法的适用范围各种钻孔方法的适用范围适用范围钻孔方法土层 孔径（cm） 孔深（m）泥浆作用正循环回转钻粘性土、粉砂、细、中、粗砂，含少量砾石、卵石（含量少于 20%）的土软岩80250 30100 悬浮钻渣 并护壁反循环回转钻粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石（含量少于20%，粒径小于钻杆内径2/3）的土软岩80300用真空泵35，用空气吸泥机可达 65，用气 举式可达 120。护壁冲击钻实心锥：粘性土、砂类土、砾石、卵石、漂 石
4、、较软岩石、岩溶地区钻孔空心锥：粘性土、砂类土、砾石、松散卵石实心锥：80250空心锥：60150实心锥：小于 70空心锥：50浮悬钻渣并护壁4钻孔灌注桩工艺流程平整场地 筑岛或打板桩船只拼装，锚碇设立工作台、导向架桩位放样下沉、埋设护筒制作护筒制作钻头 钻机就位 设置钻架和其他设备 制作钻架测量钻孔深度、斜度、直径 钻进向孔内注清水或泥浆泥浆沉淀池水泥浆池掏渣卸土焊钻头 设置泥浆泵 泥浆备料钻孔完毕后必要时移走钻架安装钢筋笼运输、吊装钢筋笼制作钢筋笼 清孔 设置清孔设备测量沉渣厚度设置隔水层 设置导管 试拼装检验导管 制作导管设立溜槽、储料槽测量砼面高度 灌注水下砼 输送砼 制备砼砼养生拆除
5、护筒等设立搅拌站 砼备料5第三章 钻孔准备工作钻孔的准备工作主要有桩位测量及放样、平整施工场地、布设道路、设置供水、供电系统、制作和埋设护筒；制作钻架（钻机未配备钻架时） ，泥浆备料与调制、沉淀出碴及准备钻孔机具等。第 3.0.1 条 钻机和其他设备准备1、正循环回转钻机国产正循环回转钻机主要部件为转盘、动力机、卷扬机、钻架、泥浆泵、钻杆和水龙头，另根据土质情况配备适用的钻头。2、反循环回转钻机反循环回转钻机的主要部件大部分与正循环回转钻机相同，但一般不需要泥浆泵。按照吸升泥浆和钻碴混合物方法的不同，另配置泥石泵（吸泥泵）与真空泵，或空气吸泥机（又称气举法） 、水力吸泥机（又称水力喷射法）等。
6、3、冲击钻机冲击钻机主要由钻架、卷扬机、钻头、泥浆泵组成。第 3.0.2 条 场地准备钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地或工作平台的高度应考虑施工期内可能出现的高水位或潮水位，并高出其上 0.51.0m。施工场地应按以下不同情况进行整理：1、场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。2、场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。3、场地为浅水时，宜采用筑岛法。4、场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。平台
7、座能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及灌注水下砼时可能发生的全部重力 。5、如场地为深水，但水流平稳，水位升降缓慢，钻机可设在组合船舶或浮箱上，但必须锚固稳定，以免造成偏位，斜孔或其它事故。66、当场地为深水、流速较大，可采用双壁钢围堰或双壁吊箱围堰，就位后灌水、下沉、落床，然后在其顶面搭设工作平台。第 3.0.3 条 护筒护筒一般都由钢护筒制成。一般都用 614mm 的钢板卷成，护筒的内径一般都大于桩径 1540cm。护筒平面位置偏差不得大于 5 厘米，护筒斜度不得大于 1%。护筒的埋深为：1、旱地或浅水处，对于粘质土不小于 1.01.5m ，对于砂类土应将护筒周围0.5m1.0m 范围土
8、挖除，夯填粘质土至护筒底 0.5m 以下；2、冰冻地区应埋入冻层以下 0.5m；3、深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1.0m1.5m；河床下无粘质土时，应沉入到大砾石、卵石层内 0.5m1.0m。 ；4、有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不少于 1.0m1.5m 。第 3.0.4 条 泥浆1、泥浆的性能要求泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH 值） 。 相对密度：泥浆的相对密度是泥浆与 4时同体积水的质量之比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越稳定，悬浮携带钻碴的能力也越大。然而，相对密度过
9、大的泥浆，其失水量也加大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且会给清孔和灌注砼造成困难。 粘度：粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂，阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻碴的能力强。但粘度过大，则易“糊钻” ，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻碴不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。 静切力：静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。泥浆静切力要适当，太大则流动阻力大，流往沉淀池的泥浆中的钻碴不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大，钻进速度降低，太小则悬浮携带钻碴效果不好，钻
10、进速度也会降低。 含砂率：含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵。7 胶体率：胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻碴的能力高，否则反之。 失水率：失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用下在一定时间内渗入地层的水量以 ml/30min 为单位。 酸、碱度：以 PH 值表示， PH 值等于 7 为中性泥浆，小于 7 为酸性，大于 7为碱性。2、根据钻孔方法和土层情况，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标可参照下表：泥浆性能指标选择泥浆性
11、能指标钻孔方法 地层情况相对密度 粘度（s） 含砂率（%） 胶体率（ %） 静切力（Pa） PH 值失水率（ ml/30min）一般地层 1.051.20 1622 4 96 1.02.5 810 25正循环易坍地层 1.201.45 1928 4 96 35 810 15一般地层 1.021.06 1620 4 95 12.5 810 20易坍地层 1.061.10 1828 4 95 12.5 810 20反循环卵石层 1.101.15 2035 4 95 12.5 810 20一般地层 1.101.20 1824 95 12.5 811 20易坍地层 1.201.40 2230 95 3
12、5 811 20冲击钻卵石、浮石、岩石 1.41.5 2528490 35 811 20注： 地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限。 地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限。3、泥浆的制备 粘土的选择及普通泥浆的调制粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。经过野外鉴定，具有下列特征的土，可符合上述要求作为调制泥浆的原料。 自然风干后，用手不易掰开捏碎； 用刀切开时，切面光滑，颜色较深； 水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成 1mm 的细长泥条，用手指搓8捻，感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀。一般可选塑性指数大于 25，粒
13、径小于0.005mm 颗粒含量多于总量 50%的粘土制浆。当缺少适宜的粘土时，可用略差的粘土，并掺入30% 的塑性指数大于 25 的粘土；若采用粘质土时，其塑性指数不宜小于 15，大于 0.1mm 的颗粒不宜超过 6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。 高级泥浆的调制高级泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，在用正、反循环回转钻进直径1.2m 以上，孔深 30m 以上的井孔且地层松散易坍孔时，一般采用高级泥浆，其各项指标如下：高级泥浆性能表项目 相对密度 粘度（ s）静切力（Pa）含砂率（%）PH 值 胶体率（%）失水率（ml/30min）稳定性数值 1.031.10 1822 2
14、5 2% 810 98 1420 0.03 泥浆的调制制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使其搅拌时易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。制浆有机械搅拌、人工搅拌和钻头搅拌三种方法。用正、反循环回转钻钻进时，由于要求的泥浆质量高，最好在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。钻头搅拌是冲击成孔时，将粘土原料投入孔底，利用冲击钻头上下冲击，搅拌成泥浆。人工搅拌是先将粘土加水放入制浆池内浸透，然后用人工搅拌。4、泥浆的循环和净化处理 冲击正循环钻孔泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泥浆泵、出浆管和进浆管四大部分组成。见图1：9泥浆从孔口经由出浆管进入泥浆池，经过沉淀池，再由泥浆泵将泥浆经由进浆管送回孔底。进浆管的
15、下管口是一节长约 0.6 米的特制钢管，钢管上焊接一个圆环，套在钻头顶部钢丝主绳上，上下用卡环夹住，使钢管不致上下移动，又能绕钢丝主绳转动，避免在钻孔过程中进浆管与钢丝主绳缠结在一起。含碴泥浆再从孔底上翻至孔口，经出浆管进入泥浆池。通过泥浆循环，孔底的钻碴即可在泥浆池中沉淀下来，再人工将钻碴清除，达到清碴的目的。 用正、反循环回转钻钻孔并在旱地施工可设置制浆池、储浆池、沉淀池并用循环槽连接。 机械净化法（泥浆分离器净化）机械净化泥浆法把井孔内排除的混有钻碴的泥浆送到二级或三级高频振动泥浆筛上，首先把 0.5mm 以上的大颗粒筛出，通过皮带运输机装入汽车运走，混有 0.5mm 以下的砂粒的泥浆用
16、泥浆泵压入旋流除碴器，净化后返回井孔。泥浆循环如下：新制泥浆泥浆池桩孔泥浆分离器净化泥浆池桩孔。 深水处泥浆的循环和净化有两种方法：一种是在岸上设粘土库、制浆池、沉淀池，制造成沉淀净化泥浆。另配备 23 只船，船上均设有储浆池和设泥浆槽的贮渣浆池，轮流补充净化泥浆和接受钻孔流出的含碴泥浆。另一种方法是除粘土库和制浆池设在岸上，其余泥浆槽、沉淀池、储浆池等均设在船上，用泥浆泵压送泥浆，储浆池和沉淀池隔开。10第四章 成孔工艺第一节 正循环回转钻成孔工艺第 4.1.1 条 钻机就位立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对
17、准钻孔。然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于 2cm。在钻进过程中要经常检查转盘，如果有倾斜或位移，应及时纠正。第 4.1.2 条 初钻先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输入钻孔中一定数量后，方可开始钻进。第 4.1.3 条 钻进时操作要点1、开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下 1m 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，可提起钻头，向孔中倒入粘土，再放下钻头倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆继续钻进。2、在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大
18、，易糊钻。宜选用中等转速、大 泵量、稀泥浆钻进。3、在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用低转速、大 泵量、稠泥浆钻进。4、在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层较硬，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。5、减压钻进。为保证钻孔的垂直度减小扩孔率，须采用重锤导向减压钻进。钻头、配重、钻杆总重的一半左右作为钻压，其余由钻架承担，使钻杆始终处于受控状态，配重应根据不同的地质情况恰当选取。6、泥浆补充与净化开钻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。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，以便与设计资料核对。
