钻孔灌注桩施工作业指导书

金沙江堰塞湖省道201线灾毁公路恢复重建工程

钻孔灌注桩 施工作业指导书

西藏天顺路桥工程有限公司

金沙江堰塞湖省道201线灾毁公路恢复重建工程

全一标段项目经理部

2020年3月

钻孔灌注桩施工作业指导书

一、目的

明确桥梁桩基冲击钻施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。 二 、编制依据

《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）； 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）； 段施工招标文件、图纸、补遗书等资料； 三、适用范围

适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。

四、施工方法及工艺要求

要求采用整套冲击钻机设备，避免使用简易拼装的钻机。为防止冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇灌砼强度,应避免相邻两孔同时冲击钻孔和邻孔砼抗压强度达到2.5MPa后方可开钻。

1、钻孔 1.1、施工准备

钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于水中、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台。工作平台必须牢固，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备包括混凝土灌注设备能安全进、出场。

1.2、埋设钢护筒

护筒采用钢护筒，用卷板机卷制，直径比桩径大20～25cm，钢板厚5-6mm，若桩基直径较大应加设背肋避免出现严重变形。

埋设前由测量组放出设计桩中心，操作工人开挖护筒基坑，开挖基坑直径应比护筒外径略小，护筒挤压埋入，埋设好的护筒顶高出地面不少于30cm或水面1.0～2.0m，护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2～4m，护筒埋设完成后周边应用粘土夯填密实，避免下沉，同时在合适位置设置泥浆排放口。

1.3、泥浆制备

开挖泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍的桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。泥浆性能指标如下：

泥浆比重：

岩石不大于1.2，砂黏土不大于1.3，坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。

粘度：一般地层16～22s，松散易坍地层22～30s。 含砂率：新制泥浆不大于4%。 胶体率：不小于95%。 PH值：8-11。 1.4、钻孔

1.4.1安装钻机

安装钻机时要求底部应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻头与孔位中心偏差不得大于50mm。

1.4.2 钻进

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚以下处处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按不同地质情况以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中到入粘土，再放下钻头冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。

在砂类土或软土层钻进时，易坍孔。宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。

泥浆补充与净化：开始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。并及时检测泥浆指标，遇土层变化应增加检测次数，并适当调整泥浆指标。

每钻进2m或地层变化处，应在沉渣池中捞取钻渣样品，查明土类并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻头经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。

1.4.3 检孔

钻孔完成后，用电子孔斜仪或检孔器进行检孔。孔径、孔垂直度、孔深检查合格后，再进行清孔工作，否则重新进行扫孔。

1.4.4 清孔

清孔的目的是使孔底沉渣、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求，钻孔达到要求后采用换浆法进行清孔。

2、钢筋制作安装 2.1、钢筋进料

在桥梁、涵洞及路基工程施工中，钢筋在工程结构方面和受力方面起着非常重要的作用，由于工程结构物体有的很大，而出厂的钢筋一般每根长在9-12m左右，故而在使用时钢筋需要焊接。

钢筋在进场时，必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂，且应设立识别标志。

钢筋进场时，要有出厂质量证明和使用试验报告单。 2.2、钢筋加工一般要求

钢筋在下料时，应进行除锈和去污；钢筋应平直，无弯折。加工后的钢筋不应有削弱钢筋截面的伤痕。受拉光圆钢筋的末端作成180°的半圆型弯钩，弯钩的弯曲直径应不小于2.5d，弯钩的直线段不小于3d。受拉带肋钢筋的末端作成直角型弯钩，钩端的直线段不小于2d，直钩的弯曲直径不小于5d。光圆钢筋制成的箍筋的末端应有弯钩，弯钩的弯曲直径应大于受力主钢筋的直径，且不小于2.5d，直线段不小于5d。有抗震要求的结构，不应小于10 d。

2.3、钢筋焊接一般要求

2.3.1、普通混凝土中直径大于25mm的钢筋，可采用直螺纹套

筒机械连接。

2.3.2、钢筋的纵向焊接应采用搭接焊。

2.3.3、钢筋交叉连接，无电阻电焊机时，可采用手工电弧焊。各种预埋T型接头钢筋与钢板的焊接，也可采用预埋件钢·筋电弧压力焊。电渣压力焊只适用于竖向钢筋的连接，不能用作水平钢筋和斜钢筋的连接。

2.3.4、钢筋焊接的接头形式、焊接方法、适应范围应符合现行《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）的规定。

2.3.5、钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。

2.3.6、钢筋接头采用搭接或帮条电弧焊时，宜采用双面焊缝。 2.3.7、钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长不应小于5d（d为钢筋直径）。

钢筋接头采用帮条电弧焊时，帮条应采用与主筋同级别的钢筋，其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。帮条长度，如用双面焊缝不应小于5d，如用单面焊缝不应小于10d。

2.3.8、凡施焊的各种钢筋、钢板均应有材质证明书或试验报告单。焊条、焊具应有合格证。各种焊接材料应分类存放并应采取防止腐蚀、受潮生锈的措施。

2.3.9、受力钢筋焊接接头应设置在内力较小处，并错开布置，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，其接头的截面

面积占总截面面积的百分率，在受拉区为50%，受压区则不受限制（焊接接头区段是指35d长度范围内，但不得小于500mm）。

2.3.10、电弧焊接和绑扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径，也不宜位于构件的最大弯矩处。

2.3.11、焊接时，对施焊场地应适当的防风、雪、雨、严寒设施。

2.4、钢筋骨架制作

钢筋笼骨架在制作场内分节制作。

（1）采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成。上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接，并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模。每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的加劲箍筋数量设立胎具。将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧，按胎模的凹槽摆焊主筋，主筋接头双面焊缝的长不应小于5d（d为钢筋直径）并不小于10cm，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上，套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上，点焊牢固。

（2）钢筋骨架保护层的设置

焊接钢筋“耳朵”：钢筋“耳朵”用断头钢筋（直径不小于10mm）弯制而成，长度不小于15cm，高度不小于8cm，焊在骨架主筋外侧。沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4个“耳朵”。

2.5、钻孔桩钢筋骨架的存放、运输与现场吊装

（1）钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。每组骨架的各节段要排好次序，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。

钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等。

（2）钢筋笼入孔时，由汽车吊配合钻机吊装。

在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。长度大于6m时，应采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。

第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时，穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，连接采用焊接或直螺纹套筒冷轧连接。采用焊接时上、下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致：先焊接一个方向的两根接头，然后稍提起，以使上下节钢筋笼在自重作用下垂直，再焊接其它所有的接头，接头必须按50％错开20d焊接。接头焊好后，骨架吊高，抽出支撑工字钢后，下放骨架。如此循环，使骨架下至设计标高。

骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后再焊接定位于孔中心上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在4h内浇筑混凝土，防止坍孔。

2.6、质量控制 2.6.1、电弧焊接头

①、在同条件下完成并经外观检测合格的焊接接头，以200个作为一批 。

②、外观检查应符合：焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤；接头处不得有裂纹；咬边深度，气孔、夹渣的数量和大小及接头偏差、应符合验标要求；坡口焊及熔槽帮条焊接头，其焊缝加强高度不小于3mm。

③、一批成品中取3个接头做拉伸试验。试验结果应符合有关规范要求；当试验结果有1个试件抗拉强度低于定值或有2个试件发生脆断时，应取双倍数量的试件复验，复验结果若仍有1个试件不合格，则确认该批焊接接头不合格品。 3、水下砼灌注 3.1、施工工艺及方法

3.1.1、导管拼装及下放

(1)钢导管内壁应光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径应与桩径及混凝土浇筑速度相适应，可为20-30cm。导管管节长度，中间节宜为2m等长，底节可为4m,漏斗下宜用1m长导管。 (2)导管使用前应进行试拼和试压，按自下而下顺序编号和标示

尺度。导管组装后轴线偏差，不宜超过钻孔深的0.5%并不宜大于10cm，连接时连接螺栓的螺帽宜在上；试压压力宜为孔底静水压力的1.5倍。由导管接头法兰盘连接，接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大压力的1.5倍。导管的就位下口至孔底0.4米，导管升降采用25t汽车吊。

(3)导管长度应按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口，应大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘宜加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。有条件时可采用螺旋丝扣型接头，但必须有防松装置。

(4)导管应位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，应进行升降试验。导管吊装升降设备能力，应与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。

3.1.2、砼及水下砼灌注

(1)在浇筑水下混凝土前，应填写检查钻孔桩桩孔和钢筋笼情况的“工程检查证”，在浇筑水下混凝土过程中，应填写“水下混凝土浇筑记录”。

(2)在第一次清孔达到要求后，由于安装钢筋笼及导管，至浇筑砼的时间较长，孔底又会产生沉渣，所以安装钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行二次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置

换沉渣。清孔标准是深度达到设计要求, 其它指标满足规范要求。认真做好灌注前的各项检查记录并经监理工程师确认后,立即浇筑水下砼。

(3)砼的拌制：拌合站集中拌制，原材料必须检测合格后方可使用，试验室对混凝土质量全程进行试验检测和控制；砼的运输：用砼灌车运输，运输以保证灌注不间断为原则，运输过程中严防离淅并由专人负责，现场塌落度控制在18-22cm，发现离淅或塌落度损失超过2cm，必须重新拌和。桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。水下混凝土养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。

(4)隔水栓：漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置，该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排除。现场可以采用软球式隔水栓，用塑料布包新拌砼制成的软球，球直径略大于导管直径1cm～1.5cm。或采用直径比导管直径小约20mm的皮球。 (5)首批混凝土量的计算：钻孔桩所需首批砼数量应能满足导管初次埋置深度的需要，不得小于1m，并不宜大于3m。其混凝土参考数量可以按下式计算：

H

h

h

h

H

V≥（∏d2/4）h1+（∏D2/4）Hc Hc= h2 +h3

式中：V——首批混凝土所需数量，m3； D——导管内径，m； D——桩径，m；

Hc——首批混凝土在孔内的高度，m； h2——导管初次埋置深度，m；≥1.5m h3——导管底端至钻孔孔底距离，m；取0.4m h1——桩孔混凝土面高度达到Hc时的导管内混凝土柱的高度，m。

而：h1=rwHw/rc；

其中：rw孔内泥浆比重，kN/m3；

Hw桩孔内混凝土面以上水和泥浆深度，m； rc混凝土的容重，kN/m3。

由于孔内直径的不均匀，该式计算出首批混凝土数量后，需根据现场孔内情况适当增大混凝土量。

(6)剪球、拔栓或开阀，首批混凝土灌注结束后，立即测孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故的处

理方法进行处理。

(7)灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8h内浇筑完成。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测深不准确。灌注混凝土过程中要防止雨水等进入导管，混凝土的离淅必然造成桩身质量不符合要求。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。在浇筑混凝土过程中，应测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在1-3m范围。埋深太浅可能造成泥浆进入导管，埋深太深，可能造成堵管，还可能使导管不能提升。

(8)导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂住钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。当导管埋深超出允许范围时，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，吊车提升，然后法兰盘接头,同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，调整好位置，继续灌注。应尽量缩短拆除导管的间断时间，拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整

齐。

(9)在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

(10)当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，应徐徐灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

3.1.3浇筑到桩身上部5米以内时，可以不提升导管，待浇筑至规定标高再一次提出导管，拔管时注意提拔及反插，保证桩芯混凝土密实度。

混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要

的混凝土数量（计算时应将导管内的混凝土数量估计在内）通知拌和站按需要数量拌制，以免造成浪费。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上0.5m。

护筒的拆除可在灌注结束后，混凝土初凝结束前拔出。为减少以后凿除桩头的工作量，可在初凝前铲掉桩顶部混凝土，预留10cm到日后承台施工时凿除。

3.1.4在灌注混凝土时，每根桩应至少留取三组试件，如换工作班时，每工班都应制取试件。试件应施加标准养护，强度测试后应填试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告。采取补救措施。

3.1.5有关混凝土灌注情况，灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，技术人员应进行详细的过程记录。

3.1.6水下混凝土浇筑过程中，发生导管漏水或拔出混凝土面、机械故障或其他原因，造成断桩事故，应予重钻或与有关单位研究补救措施。

3.2、桩的质量检测应符合下列规定

3.2.1所有钻孔桩桩身混凝土质量均应进行低应变动测法检验；

3.2.2地质条件较差、桩长较长的桩应按设计图纸要求进行超声波检测；

3.2.3每根桩作混凝土检查试件不少于一组；

3.2.4对质量有问题的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检验； 3.2.5对大桥和特大桥或结构需要控制的柱桩的桩底沉渣厚度，按柱桩总数3%-5%钻取样检验。

3.3、桩基成桩质量检验

桩的质量检测方法主要有：静载试验、o-cell试验、小应变检验、大应变检验、声测检验、钻孔取芯等方法。

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