钻孔桩施工案例

一、适用范围
为确保钻孔桩的施工质量，达到设计及施工规范要求，提高产品质量，特制定本作业指导书适用中铁三局_______________项目经理部施工工程的钻孔桩施工。本作业指导书依据客运专线铁路有关参考资料编写。
二、作业前的施工准备
2.1人员
2.1.1根据工程量大小，组成确定该工程项目的施工队伍以及所需的各种技术和技术工人。
2.1.2 该项目的现场管理人员与操作者要明确钻孔桩这一工序的责任。
2.2临时工程，根据工程需要做好施工范围内的征地拆迁、修建临时便道、临时便桥以及临时排水沟渠等，接通水、电管线。
2.3材料
2.3.1水泥、钢材、砂、石等的材质要进行进货检验，材质必须满足设计和有关规定要求，堆料场地要有规划，对水泥、钢材堆放要有库房和简易料棚，严禁受潮和雨淋，并对其进行标识确认。
2.3.2对不合格的材料要及时清除出场地，以免混用或误用。
2.4机具设备
2.4.1钻机的选择：常用的钻机有三种即冲击式、旋转式、冲抓式。使用较多的是旋转式钻机，旋转钻机分为正、反循环两种，选择钻机类型应根据地质资料确定。
2.4.2钻机就位：不同的钻机有不同的就位方法，如：冲击钻机是利用钻机本身的动力，将钻机大致移动就位，再用千斤顶起架机准确定位，使起重滑轮，钻头与护筒中心在同一垂直线上，以确保钻机的垂直度，钻机位置偏差不得大于5cm，护筒斜度不得大于1%。旋转钻机就位，当立好钻架，并调整和安装好起吊系统，使起重滑轮和固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一垂直线上，将钻头吊起，徐徐放进护筒内，启动卷扬机把转盘吊起，垫方木于转盘底座下，将钻机调平，并对位钻孔，然后安装上转盘，要求转盘中心同钻架的起吊滑轮在同一垂直线上，误差不超过5cm，在钻进过程中经常检查转盘，如有倾斜或位移应及时改正。
2.5泥浆制备
2.5.1根据钻孔桩工作量大小合理规划好泥浆池，沉淀池。
2.5.2泥浆的作用：钻孔中泥浆不仅保护孔壁不坍，更重要的是在冲击和回转法钻进时还有排碴作用。如使用太稠的泥浆会增大钻头阻力，影响钻进速度，而且增加在孔壁或钢筋上的泥浆附着量，影响受力，还会增加清孔的困难，反之泥浆指标是很重要的。一般正循环钻机在粘土中泥浆比重采用1.3左右，砂性土中特别是砂卵石中比重采用1.4~1.6为宜；反循环钻机入孔泥浆比重可为1.05～1.15。
三、施工工艺
3.1钻进
3.1.1钻进前注意事项
3.1.1.1开钻前应检查钻机是否正常运转，钻机底部有无变形，固定钻架的缆风绳有无松动，护筒位置是否符合要求。
3.1.1.2各个工序紧密衔接，互不干扰，基桩较多的基础采用多机作业时，应事先拟定钻孔顺序，钻机移动的路线图，为保证质量，加快进度，通常把钻孔、安放钢筋笼、灌注水下砼三道工序连续完成后再移动钻机，这样可充分利用钻机本身的起吊设备。
3.1.2主要施工程序                      

 
3.1.3钻进操作
3.1.3.1冲击钻机操作程序是：钻进→抽渣→投泥（或泥浆）→钻进的反复循环以及辅助作业（检查孔径、钻具、修理机械设备、补焊钻头等）的交错过程，关键问题是掌握冲程大小和抽碴时机。开机前应在护筒内多加一些土块，并用小冲程慢冲，若用简易钻机施工时冲程不宜大于1.0m，当孔底己在护筒脚下3～4m时,可根据地质情况适当加大冲程.孔内水位应高于护筒脚0.5m以上,比护筒顶至少低0.3m,孔内水位高出孔外水位至少1.0m以上,以保持必要的水头高度。
3.1.3.2旋转钻机：分为正循环和反循环两种钻机，下边主要介绍正循环钻机的操作程序。起动泥浆浆泵和钻盘，开始钻进前应先起动浆泵使泥浆进行循环，然后开动盘，旋转正常后，即可进行钻进。
3.1.3.3钻进：一般初钻时，应稍提吊起钻杆，不可给进太快，并经常检查钻杆的垂直度，以保证钻机竖直在松散地层钻进时，虽然有可能很快给进，但要控制以免过快给进，出现钻机偏斜；在坚实地层钻进时给进太快则钻头对孔底的压力太大，会使钻机超负荷加大钻杆的摆动和钻头偏斜，甚至造成钻机不能转动。在地层变化处应提取钻碴样品，查明土类，并记于钻孔记录表中供判断地质之用。
3.2钻进中故障处理（以旋转钻机为例）
3.2.1坍孔
当在钻进中发现钻内水位突然下降，孔口冒细；密水水泡，钻进尺很慢等现象时，即表明可能发生了坍孔，应立即停钻处理。
3.2.1.1找出坍孔原因：泥浆比重不当，水头高度不够，钻头转速过快或空转时间过久，都容易引起坍孔。
3.2.1.2预防方法：选用高质量的粘土泥浆，如果是砂层宜用比重大，粘度高的泥浆。在钻进中并应保持足够的水头高度，埋设护筒要符合规定要求，终孔后应仍保持一定的水头，并及时灌注水下砼。
3.2.1.3处理方法：发生孔口坍塌时，立即拆除护筒，并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。发生钻孔内坍塌时，可用测深锤丈量孔深，若与钻进深度不符说明已经坍塌，根据地质情况分析、判断坍孔位置，然后用砂粘土砼回填钻孔到超出坍孔位置以上为止，并暂停一段时间使回填土沉积密实，水位稳定后方可继续钻进。
3.2.2钻孔偏斜弯曲时
3.2.2.1偏斜原因：产生偏斜原因主要有地质条件、技术措施和操作方法三个方面的问题。
3.2.2.2预防方法：为防止斜孔应注意以下事项：
3.2.2.2.1安装钻机时，钻盘顶面要水平，立轴中心同一垂直线上。
3.2.2.2.2开钻时，主动方钻杆不宜过长，以免钻杆上摇动过大， 影响垂直度。
3.2.2.2.3钻进进程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。
3.2.2.2.4遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。
3.2.2.2.5加强技术管理，经常检查钻孔情况，发现偏斜立即纠正。
3.2.2.3处理方法：发现偏斜后，应先查清偏斜位置和偏斜程度，然后进行处理。目前处理钻偏斜多采用扫孔法，将钻头提到偏斜位置吊住钻头缓缓旋转扫孔，并上下反复进行，使钻孔逐渐正位；另一种方法是钻孔回填粘土加卵石到偏斜的位置上，待沉积密实后，提住钻头缓缓钻进。
3.2.3钻孔漏水
3.2.3.1漏水原因
3.2.3.1.1透水性强的砂砾或流砂中，过稀的泥浆向孔壁漏失很大。
3.2.3.1.2埋设护筒时，回填土夯实不够或护筒制作不良，接缝不严密或焊缝有砂眼等造成漏水。
3.2.3.2处理方法：发现漏水时，首先应集中力量加水或泥浆，保持必要的水头，然后根据漏水原因决定处理方法。
3.3灌注水下砼施工工艺
3.3.1清孔
3.3.1.1钻孔达到设计标高后，经终孔检查符合设计要求后，应立即清孔，摩擦桩孔底沉碴厚度一般不大于30cm。
3.3.1.2终孔检查符合要求签证后，移走外钻头等钻具，先用抽碴筒将孔底渣大致清除，再用钻架安放钢筋笼和吸泥机，然后进行清孔，清孔方法有吸泥法、导管吸泥法、吸泥吹风法，换浆法等。当使用旋转钻机时，不需另添清孔机具设备。终孔后，停止钻进，稍提起钻头使它空转，同时，保持原来的泥浆比重进行循环浮渣，随着残存的钻渣不断浮出，孔内的泥浆比重和含砂量不断下降，这一过程叫做原浆换浆。原浆换浆过程中，迅速稀释的泥浆中的砂、小石子在孔口到沉淀池之间的一段流程中沉淀下来。
3.3.1.3经过清水换浆比重降为1.3以下，含砂量降为5～6%以下，粘度为35S以上，且孔底沉淀钻碴厚度不大于设计规定对摩擦桩就认为清孔合格，可停止换浆，准备灌注砼。当采用反循环钻机时，终孔后利用真空泵将泥浆和钻碴抽出，换入清水，清孔时间控制在10～15分钟内。清孔工作改变了钻孔内的原来平衡条件，容易造成坍孔，所以在清孔时要小心，预防事故的发生。
3.3.2钢筋笼制作与吊装
3.3.2.1钢筋笼制作前应除锈、调直、主筋中心线与直线偏差应不大于长度的1%，并不得有局部弯折，钢筋的接头应互相错开，保证同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50%，两个接头的间距应大于50cm，钢筋接头焊接，按有关规定进行。
3.3.2.2钢筋骨架的运输和起吊就位
钢筋骨架的加工可就近加工成型，尽量减少运输，钢筋骨架可使用钻架或起吊，起吊时为保证骨架不变形，宜用两点起吊，起吊点做成吊环（耳朵），起吊过程中将骨架入孔后就应扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔撞。
3.3.3水下砼灌注
3.3.3.1导管是水下砼灌注的主要工具之一，导管采用钢管制作，它的内壁必需光洁，管径一致，无局部凸凹，每节长度1.2～4.5m等几种，每节端焊有法兰盘，导管应有足够的强度，导管接头要求严密不漏水，使用前水或风试压（300Kpa），以免管内漏水影响砼质量；孔口以上应保证有一节导管其加漏斗的高度一般不宜小于3m，以利导管的提升与拆除。
3.3.3.2水下砼施工注意事项
3.3.3.2.1灌注过程中要随时测量钻孔内的砼面标高。
3.3.3.2.2灌注前应储备足够的砼备有量。
3.3.3.2.3灌注前速度快，且不连续性。
3.3.3.3水下砼事故预防和处理
3.3.3.3.1导管漏水和挂钢筋笼，发现问题应及时采取相应措施。
3.3.3.3.2由于砼坍落度太小流动性差，运输中严重离析，隔水球卡在套管中等原因发生卡管时，则应停止灌注，用长钢筋疏通或用捣固器插入和处震。
3.3.3.3.3当由于砼灌注时间长，砼失去流动性造成断桩，如断桩处靠近地面，而断桩后又停止灌注砼的处理方法为：采用长钢护筒排水清除钻碴，并对桩头作必要的凿除，清理后再灌注砼。当断桩较深时，则按断桩处理。
3.3.3.3.4灌注水下砼时，容易发生钢筋骨架上浮。为防止上浮，当砼将要接触骨架时，可减慢砼灌注速度，以减少混凝土的向上冲击力。
四、质量标准与检验方法
4.1质量标准
孔径不小于设计直径；孔深：摩擦桩不小于设计孔深，柱桩进入设计土层；孔位中心：群桩≤100mm，单排桩≤50mm；倾斜≤1%孔深；沉渣厚度：摩擦桩≤300mm，柱桩≤100mm；孔位偏差不应大于10cm。
4.2检验方法
桩身砼质量检验按以下三种方法进行：
4.2.1检查试件至少一组（3块）
4.2.2有问题的桩，钻取桩身砼鉴定，或其它可靠方法检验，对一般的桩可按5～10%抽查。
4.2.3对三座特大桥的钻孔桩按100％频率进行小应变检测。
4.2.4在质量检验报告中，如发现断桩或其它重大质量事故，应由施工部门提出变更设计报告报设计部门。
五、安全质量措施
5.1质量措施
5.1.1质量目标：工程合格率100%，工程优良率：路基、桥涵、道路等达到90%以上。
5.1.2强化质量教育，树立质量第一思想，层层落实责任制，实行质量的好坏与每个职工利益挂勾。
5.1.3主要领导亲自质量，并建立健全质量检查制度，做到每道工序自检合格后，才进入下道工序施工；隐蔽工程检查，要认真检查，要认真执行“三检制”即自检，专业工程师检查，监理工程师检查合格后并签认方可施工，对不合格工序坚决返工重做。
5.1.4所有原材料，半成品必须执行进货检验制度，合格后才可使用。
5.2安全措施
5.2.1加强安全教育，树立安全第一思想，建立安全责任制。
5.2.2制定较详细的安全生产措施，施工现场设立必要的安全标语，安全操作规程，以及安全防护设施等。
5.2.3坚决执行安全卡死制度，建立安全检查制度，进行定期和不定期的安全大检查，发现问题立即整改，不留隐患。