鉆孔灌注樁旋挖鉆機(jī)成孔作業(yè)指導(dǎo)書

1、陜西省綏延高速公路土建4標(biāo)編號：鉆孔灌注樁旋挖鉆機(jī)成孔作業(yè)指導(dǎo)書單 位： 編 制： 審 核： 批 準(zhǔn)： 中鐵二局陜西省綏延高速土建4標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部二零一六年十一月陜西省綏延高速公路土建4標(biāo)鉆孔灌注樁旋挖鉆機(jī)成孔作業(yè)指導(dǎo)書1適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于綏延高速公路各種土質(zhì)層和砂類土、碎（卵）石土或中等硬度以下基巖的樁基施工。2作業(yè)準(zhǔn)備2.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備開工前，技術(shù)人員應(yīng)對施工圖紙及相關(guān)的通用圖紙和實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)真閱讀和審核，熟悉高速公路施工作業(yè)指南、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的規(guī)范。制定安全保障措施及應(yīng)急預(yù)案。對進(jìn)場作業(yè)人員進(jìn)行崗前技術(shù)、安全培訓(xùn)和考核，合格后持證上崗。對考核合格的作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交

2、底。2.2外業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備修建鋼筋加工廠并配齊生活、生產(chǎn)及辦公設(shè)施，滿足施工生產(chǎn)需要。復(fù)核測量導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，對場地進(jìn)行平整，連通施工便道及用電、用水，備齊各種原材料和安全防護(hù)設(shè)備。3技術(shù)要求3.1樁基進(jìn)行施工放樣之前，必須對各橋墩臺里程樁號、樁位坐標(biāo)、設(shè)計(jì)標(biāo)高等數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，如計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)及時通知設(shè)計(jì)單位復(fù)查。3.2護(hù)壁泥漿應(yīng)采用砂漿攪拌機(jī)拌和，其性能應(yīng)滿足要求。3.3在大面積施工展開前，應(yīng)進(jìn)行鉆孔工藝試驗(yàn)，并進(jìn)行總結(jié)。3.4樁基成孔后必須測量孔徑、孔位，檢查樁底巖層高程和嵌巖深度，確認(rèn)無誤方可灌注混凝土。3.5各項(xiàng)規(guī)定及允許偏差軸線偏差：單樁為50mm，群樁為100mm孔徑：不小

3、于設(shè)計(jì)孔徑傾斜度：小于1%樁長：不短于設(shè)計(jì)值，對于支撐樁需滿足嵌巖深度不小于4m且不小于2d摩擦樁樁底沉渣厚度t：樁徑d1.5m時t300mm；樁徑1.5m時t500mm且0.1t/d0.3支撐樁和嵌巖樁樁底沉渣厚度t：樁徑d1.5m時t50mm，樁徑1.5m時t100mm3.6鉆孔灌注樁應(yīng)嚴(yán)格清孔，確保混凝土質(zhì)量及樁基礎(chǔ)承載力的要求。3.7本標(biāo)段橋梁樁基持力層多為強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化砂巖，橋梁樁基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，嚴(yán)禁使用挖孔樁。4施工程序與工藝流程4.1施工程序旋挖鉆機(jī)作業(yè)施工程序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備樁基工藝試驗(yàn)工藝總結(jié)測量放樣護(hù)筒埋設(shè)（泥漿制備及測試）鉆機(jī)就位鉆孔補(bǔ)漿孔深測量地質(zhì)確認(rèn)清孔成孔。4

4、.2工藝及質(zhì)量控制流程鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制流程如下圖4.2-1所示：圖4.2-1 鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制流程5施工要求5.1施工準(zhǔn)備崗前培訓(xùn)樁基施工前，操作人員需接受工區(qū)項(xiàng)目組織的操作技能、安全教育培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后，方可持證上崗作業(yè)。尤其對有要求的特殊工種（如鉆機(jī)司機(jī)）培訓(xùn)，必須考核合格上崗作業(yè)。場地踏勘進(jìn)行場地踏勘，對既有架空電線、地下電纜、給排水管道等設(shè)施進(jìn)行排查，如果妨礙施工或?qū)Π踩僮饔杏绊?，?yīng)采取清除、移位、保護(hù)等措施妥善處理。地質(zhì)調(diào)查樁基施工之前需要根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)報(bào)告了解施工部位的地質(zhì)情況，確定合適的鉆頭類型。施工機(jī)具根據(jù)旋挖鉆機(jī)施工的要求，準(zhǔn)備滿足要求的設(shè)備，如

5、旋挖鉆機(jī)、泥漿泵、導(dǎo)管、電焊機(jī)、氧氣瓶、乙炔瓶、挖掘機(jī)、泥漿攪拌機(jī)、自卸汽車等，并調(diào)試至最佳使用狀態(tài)，測繩需標(biāo)定后方可使用。圖5.1-1 測繩濕潤后進(jìn)行校核場地平整及布置平整場地，以便鉆機(jī)安裝和移位。對不利于施工機(jī)械運(yùn)行的松散場地，應(yīng)采取硬化、加固措施。場地要采取有效的排水措施。圖5.1-2 鉆孔施工前進(jìn)行場地平整、施工便道場地布置應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，合理安排泥漿池、沉淀池的位置，沉淀池的容積應(yīng)滿足2個孔位以上排放的需要。泥漿池開挖以及泥漿制備施工前確定泥漿池的位置及大小，一般相鄰墩位的樁基可共用一座泥漿池，泥漿池大小按鉆機(jī)使用數(shù)量來開挖。泥漿池開挖按照1:0.75進(jìn)行放坡，開挖完成后設(shè)置1.

6、5m高的鋼管欄桿，并用綠色密目網(wǎng)圍護(hù)，將標(biāo)識牌、警示牌懸掛在醒目位置。泥漿池制備泥漿前在底部和四周用厚塑料薄膜護(hù)底防滲。圖5.1-3 泥漿池開挖及防滲措施泥漿的制備采用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行，泥漿采用造漿能力強(qiáng)的膨潤土來制備。泥漿制備完成后應(yīng)測其各項(xiàng)指標(biāo)并報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格后方可使用。施工核對對照技術(shù)交底和設(shè)計(jì)圖紙，通過計(jì)算標(biāo)高符合樁徑、樁長及樁頂、底標(biāo)高，防止出現(xiàn)施工質(zhì)量事故。5.2施工工藝測量放樣首先放出墩位中心線，再根據(jù)圖紙樁位坐標(biāo)進(jìn)行樁基孔位中心點(diǎn)的精確放樣，并由中心點(diǎn)引出四個護(hù)樁點(diǎn)，護(hù)樁要固定在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上并采取有效固定措施，防止護(hù)樁位移，四點(diǎn)護(hù)樁用在后續(xù)施工中隨時檢測孔位、鋼筋籠偏

7、位情況，并測量地面標(biāo)高，并將放樣結(jié)果報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)同意后方可下一步工序施工。樁位中心點(diǎn)誤差控制在50mm內(nèi)。圖5.2-1 樁位測量及護(hù)樁埋設(shè)鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位前檢查鉆機(jī)的工作性能，確保鉆機(jī)各系統(tǒng)正常運(yùn)行。鉆機(jī)鉆頭的尖端正對標(biāo)注的樁位中心點(diǎn)，用垂球及鉆機(jī)儀表控制鉆桿的垂直度和鉆機(jī)機(jī)身的水平，并保證鉆架上的起吊滑輪、鉆桿中心及轉(zhuǎn)盤中心在同一條鉛垂線上，保證鉆機(jī)底座和頂端平穩(wěn)。鉆機(jī)停位回轉(zhuǎn)中心距孔位在34.5m之間，檢查在回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)。護(hù)筒埋設(shè)旋挖鉆機(jī)使用的鋼護(hù)筒采用10mm厚的鋼板卷制而成，每節(jié)高度為1.5m2m。鋼護(hù)筒的內(nèi)徑比鉆頭直徑大1015cm，比樁徑大2030cm，護(hù)筒長

8、度根據(jù)地質(zhì)情況確定。鋼護(hù)筒中心與樁位中心應(yīng)重合，采用鉆機(jī)鉆頭埋設(shè)。鉆頭先鉆至護(hù)筒底位置，然后提出鉆頭且用鉆頭將鋼護(hù)筒壓入預(yù)定位置，四周用黏土夯填密實(shí)。鉆頭貫壓護(hù)筒時要在護(hù)筒各個方向均勻貫壓，防止護(hù)筒在貫壓中出現(xiàn)傾斜。護(hù)筒貫壓到位后使用水平尺、垂球檢查護(hù)筒的垂直度，并報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理工程師。圖5.2-2 施工用護(hù)筒及現(xiàn)場開挖護(hù)筒導(dǎo)向坑洞鉆機(jī)鉆孔鉆孔前在護(hù)筒頂面依照護(hù)筒壁上的護(hù)筒頂面中心標(biāo)識掛設(shè)十字線，然后對 中鉆頭中心。鉆頭中心與護(hù)筒中心偏差不得大于5cm。成孔前必須檢查鉆頭鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，施工過程中磨損超標(biāo)的鉆頭及時更換。旋挖鉆機(jī)配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆進(jìn)時的垂直度，通過電子控制和人工用

9、垂球觀察兩種方式來保證鉆桿的垂直度，從而保證成孔的垂直度。同時在每一次鉆機(jī)提鉆倒渣復(fù)位后檢查鉆頭是否對中。開鉆時，先啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，使之空轉(zhuǎn)一段時間，待泥漿輸進(jìn)鉆孔中高于護(hù)筒底部至少0.5m以上并不得低于地下水位方可開始鉆進(jìn)。開始鉆進(jìn)時，低擋慢速鉆進(jìn)，待鉆進(jìn)深度超過護(hù)筒刃腳處按正常速度鉆進(jìn)。起、落鉆頭速度要均勻，不得過猛或驟然變速?？變?nèi)出渣應(yīng)立即清走，不得堆積在鉆孔周圍。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進(jìn)行，一次成孔。在鉆進(jìn)過程中，現(xiàn)場施工人員記錄成孔過程的各種參數(shù)，依照地質(zhì)報(bào)告隨時觀察鉆渣情況與地質(zhì)報(bào)告對照，并準(zhǔn)確取樣報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理工程師確認(rèn)地質(zhì)情況。鉆孔過程中必須記錄鉆進(jìn)深度、泥漿指標(biāo)鉆孔異常等情況，記錄需

10、認(rèn)真、及時、準(zhǔn)確、清晰，且交接班時要做好交接記錄。鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的泥漿、鉆渣經(jīng)沉淀池凈化處理后方可排放。鉆至樁孔設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鉆頭在不加壓的情況下就地旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，再提鉆，保證鉆頭盡可能取渣時又可避免超鉆。成孔檢查在樁基顯示器顯示孔底到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，在現(xiàn)場監(jiān)理工程師在場的情況下，對護(hù)筒頂面標(biāo)高、孔位中心偏差、孔徑、孔深、鉆孔垂直度、孔底沉渣厚度等采用測量儀器、測繩、驗(yàn)孔器等進(jìn)行檢查，簽字確認(rèn)合格。驗(yàn)孔器長度為4倍樁基直徑，外徑不得小于鉆孔鉆孔樁直徑，驗(yàn)孔器按照鋼筋籠的形式加工。鉆孔傾斜度通過驗(yàn)孔器檢驗(yàn)，驗(yàn)孔器在孔頂對中護(hù)筒中心下落后，通過在護(hù)筒頂觀測吊繩相對于豎直垂線偏移情況可計(jì)算成孔

11、后的傾斜度。具體做法如下：在驗(yàn)孔器下放到指定位置后在吊點(diǎn)上系一垂球，然后在垂球的吊繩上用毫米尺標(biāo)定好從垂球系點(diǎn)開始的1m位置，待垂球靜止后用毫米尺測量垂球吊繩到驗(yàn)孔器吊繩的距離E（單位mm）。此時驗(yàn)孔器所處位置樁孔的傾斜度為i=E×100%/1000，如圖5.2-3所示。圖5.2-3 鉆孔傾斜度測量示意圖棄渣、清孔鉆孔棄渣可采用泥漿循環(huán)和抽渣桶等方法。如采用抽渣桶棄渣，在鉆進(jìn)45m后，每鉆進(jìn)0.51m應(yīng)抽渣一次，并補(bǔ)給泥漿，灌注清水。鉆到施工圖標(biāo)示樁底標(biāo)高后，應(yīng)立即清孔。當(dāng)鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時，應(yīng)對孔深、孔徑、孔位和孔形進(jìn)行檢查，滿足設(shè)計(jì)要求后，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽認(rèn)后方可進(jìn)行清理和

12、灌注水下混凝土的混凝土的準(zhǔn)備工作。（1）清孔方法掏渣法使用于各類土層中用鉆孔的各類摩擦樁的初步清孔；噴射法和砂漿懸浮法適用于其他配合其他清孔方法的輔助手段。（2）鉆孔樁清孔對于原土造漿的鉆孔，鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，可采用鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺的方法，循環(huán)換漿，泥漿比重在1.051.1左右。清孔后的孔底沉渣厚度，支撐樁和端承樁不得大于50mm或設(shè)計(jì)規(guī)定值；摩擦樁不得大于300mm或設(shè)計(jì)規(guī)定值。在灌注水下混凝土前必須復(fù)測沉渣厚度，沉渣超過規(guī)定值應(yīng)重新清孔，符合規(guī)定后方可灌注水下混凝土。（3）清孔注意事項(xiàng)清孔應(yīng)向孔內(nèi)補(bǔ)充清水或泥漿，保持孔內(nèi)水頭，防止塌孔。不得用加大孔深的辦法代替清孔。柱樁孔在灌注混凝土前向孔底射

13、水或壓氣35min，翻動孔底沉渣，然后進(jìn)行灌注，射水壓力比孔底壓力大0.5Mpa。各環(huán)節(jié)施工應(yīng)銜接緊密，縮短工藝間隔時間。鉆孔與灌注作業(yè)的連續(xù)性鉆孔完成后，應(yīng)立即組織鋼筋籠安裝和水下混凝土灌注工作，在此過程中，應(yīng)保持孔內(nèi)水頭，避免塌孔。為保證施工的連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)做好以下工作：（1）鋼筋籠應(yīng)提前制作。如果鋼筋籠長度超過吊裝能力，可以分段制作，向孔內(nèi)安裝時現(xiàn)場焊接或采用套筒連接。（2）提前完成機(jī)械設(shè)備和施工器具的準(zhǔn)備工作。（3）按規(guī)定的時間提前約現(xiàn)場監(jiān)理工程師到現(xiàn)場查驗(yàn)成孔、鋼筋籠、混凝土配合比及原材料，混凝土質(zhì)量，避免停工待撿。注意事項(xiàng)鉆孔灌注樁因其施工情況的特殊性，鉆孔時可能遇到的不穩(wěn)定因素較多

14、，因此開鉆前應(yīng)制定詳細(xì)可行的鉆孔灌注樁施工方案、技術(shù)交底及施工作業(yè)指導(dǎo)書，包括施工工藝、設(shè)備安排、相關(guān)人員培訓(xùn)、事故預(yù)案、安全環(huán)保專項(xiàng)方案等，并配備發(fā)電機(jī)以防突然停電造成停工。每鉆進(jìn)2m或地層變化時應(yīng)撈取鉆渣樣品，查明地質(zhì)情況是否與設(shè)計(jì)相符。鉆孔過程中必須安排旁站人員旁站，隨時記錄鉆孔、地質(zhì)等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。6勞動組織6.1勞動力組織方式：采用勞務(wù)分包的組織模式。6.2施工人員根據(jù)工藝試驗(yàn)和配備的人員、機(jī)械選用最佳組合，人員配置如下表6.2-1所示。表6.2-1 每個作業(yè)循環(huán)人員配置表班組長1人技術(shù)員兼安全員1人質(zhì)檢員1人鉆機(jī)操作手2人普工（協(xié)助鉆機(jī)施工）3人裝載機(jī)駕駛員1人7.材料要

15、求7.1護(hù)筒：采用10mm厚鋼板卷制而成，一般高度1.52m。7.2泥漿：泥漿種類見下表7.2-1所示，鉆孔常用黏土泥漿與膨潤土泥漿。表7.2-1 常用泥漿種類表泥漿種類主要材料外加劑膨潤土泥漿膨潤土、水分散劑、增黏劑、防漏劑聚合物泥漿聚合物、水加重劑CMC（鈉羧甲基纖維素）泥漿膨潤土、CMC、水分散劑黏土泥漿黏土、水、純堿、外加劑分散劑、增黏劑對泥漿材料的要求：（1）黏土：粒徑小于0.005mm，顆粒含量大于50%，塑性指數(shù)大于25%30%，含砂量小于6%，SiO2和Al2O3之比為34以上，富含Na+、K+等親水陽離子，水溶液呈堿性，Ca2+小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。（2

16、）膨潤土：主要有造漿率、失水量、含水量、篩余量及屈服值等指標(biāo)，應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（3）水：淡水。（4）外加劑。見表7.2-2所示。表7.2-2 外加劑種類表種類使用目的常用物質(zhì)分散劑防水泥、鹽分對泥漿的污染，污染后泥漿再生。增強(qiáng)防坍作用沒提高泥水分離性Na6P6O18、Na6P3O10、Na2CO2、NaHCO3、木質(zhì)素、腐殖酸增黏劑防孔壁坍塌，提高鉆孔效率，對泥漿有保護(hù)膨潤土的凝膠作用CMC（鈉羧甲基纖維素）加重劑增加泥漿比重，提高孔壁穩(wěn)定性重晶石、鐵砂、銅礦石、方鉛礦粉末防漏劑防止泥漿漏入土中鋸末、稻草、水泥鹽水泥漿劑在鹽水中濕脹并提高黏度防腐劑防止CMC等有機(jī)外加劑在夏季變質(zhì)硫化鈉8.主要

17、機(jī)具設(shè)備8.1主要機(jī)械：旋挖鉆機(jī)1臺。8.2輔助機(jī)械、設(shè)備：鉆頭2個、攪拌機(jī)1臺、泥漿泵1臺、電焊機(jī)1臺、氧氣瓶1個、空壓機(jī)1臺、乙炔瓶若干、挖掘機(jī)1臺、千斤頂1個、抽渣筒1套、驗(yàn)孔器及測繩各1套。9.質(zhì)量控制及檢驗(yàn)9.1質(zhì)量控制嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量，泥漿對護(hù)壁及鉆渣的懸浮起重要作用。根據(jù)地質(zhì)情況選用膨潤土、火堿、纖維素的配比，其次要用攪拌機(jī)按比例均勻攪拌，泥漿池要循環(huán)使用，從孔位返回時設(shè)置沉淀池。鉆孔平臺、樁基及鉆桿要穩(wěn)固牢靠，不產(chǎn)生位移及沉降。（1）鉆桿與機(jī)身水平。（2）應(yīng)對鋼護(hù)筒的位置及直徑進(jìn)行復(fù)查，鉆頭、鉆桿中心要護(hù)筒中心的偏差不大于50mm。（3）對于軟弱地基位置，鉆孔前應(yīng)對地基進(jìn)行碾壓

18、及硬化處理，鉆孔過程應(yīng)速度均勻，不得過猛或驟然變速，孔內(nèi)出土不得長時間堆積在鉆孔周圍。鉆孔過程中隨時核對地質(zhì)情況，并調(diào)整泥漿指標(biāo)，防止出現(xiàn)坍孔。除此之外，還應(yīng)控制進(jìn)尺速度，由硬地層鉆到軟地層時，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度，軟地層變?yōu)橛驳貙訒r要減速慢進(jìn)。9.2質(zhì)量檢驗(yàn)鉆孔樁的質(zhì)量檢驗(yàn)按公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）的相關(guān)條款進(jìn)行檢驗(yàn)。表9.2-1 泥漿性能指標(biāo)鉆進(jìn)方法地層情況相對密度黏度含砂率膠體率pH值旋挖鉆填土、硬土、粉土、黃土、砂卵礫石層、軟中硬基巖等1.031.11720Pa·s2%98%810表9.2-2 鉆孔樁灌注混凝土前泥漿及沉渣指標(biāo)項(xiàng)目允許值檢驗(yàn)方法泥漿比重1.031.1泥漿測試儀器（三件套）含砂率2%黏度1720Pa·s沉渣厚度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定值測繩測量表9.2-3 鉆孔樁鉆孔允許偏差項(xiàng)目允許偏差孔位中心50mm10.安全及環(huán)保要求10.