1、铁路桥梁反循环钻机成孔桩基础施工作业指导书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月 目 录1.适用范围12.作业准备12.1内业技术准备12.2外业技术准备13.技术要求14.施工程序与工艺流程24.1施工程序24.2工艺流程25. 施工要求35.1施工准备35.3测量放样45.4护筒制作及埋置45.5泥浆的制备55.6钻孔施工55.7终孔75.8成孔检查75.8、一次清孔85.9钢筋笼制作及安装85.10二次清孔115.11混凝土灌注116劳动组织137材料要求148.设备机具配置159.质量控制及检验159.12、质量控制159.2质量检验1610安全及环保要求1810.1安全要求1810.2环保要求181.适用范围适用于XX铁路XX标桥梁工程反循环钻机成孔桩基础施工。2.作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。桩基础采用钻孔灌注桩施工，钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、混凝土灌注筑应按照铁路桥梁钻孔桩施工技术规程（Q/CR9212-2015）要求完成，并符合国家有关标准的规定。2.2外3、业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。3.技术要求3.1钻孔施工前按施工设计所提供的地质水文资料绘制地质剖面图。针对不同的的地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。3.2开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。3.3施工前按设计提拱的配合比进行室内试验，确定施工配合比。配合比应由试验室多次试配，选择最合理配合比。3.4正式灌注桩基前，应根据选择的最优配合比灌注试验桩，取得相应的技术参数，为桩基施工的施工配合比、坍落度控制、温度应力控制、灌注速度控制提供依据。3.5混凝土的拌和采4、用场地集中拌和，砼灌车运输至现场。3.6依照设计图纸和施工规范进行施工前技术交底，技术交底的内容应包括该构筑物的尺寸、形状、平面位置、砼强度等级、钢筋详细图纸、混凝土浇筑方式，以及安全、质量措施。4.施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序为：施工准备测量定位埋设钢护筒配制泥浆钻机就位钻进终孔清孔测孔钢筋笼制作与安装安装导管二次清孔灌注水下混凝土4.2工艺流程图4.2-1 反循环钻机施工工艺流程图5. 施工要求5.1施工准备（1）施工场地应清除杂物、平整压实、若原状土层较为松散无法保证钻机稳固，应对钻机工作平台进行换填处理：场地位于陡坡、水中或淤泥中时，用枕木或型钢等搭设工作平台，平台必须坚固5、稳定，能承受施工作业时所有静、动荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。钻孔场地位于陡坡时，应挖成平坡；或用排架或枕木搭设工作平台；（2）检查钻机设备，核实钻孔及混凝土施工的全部物资，机具是否均已到场。5.2导管检测： 导管内壁应光滑、圆顺、内径一致，导管使用前必须进行试拼和试压检测，导管须检测合格后方可使用，检测方法：导管进行组装后按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差不超过钻孔深度的0.5%并不大于10cm;试压压力为孔底静水压力的1.5倍。5.3测量放样（1）根据设计单位移交的测量控制点，布设施工测量控制网，依据施工测量控制网进行施工放样。桩位放样完毕后，将桩中心引致不受影响6、的位置设十字护桩，护桩设置要稳固。护桩四周维护混凝土保护。在灌注之前的工序施工中应注意保护。5.4护筒制作及埋置（1）钻孔前在孔口设置坚固、不漏水的钢护筒。护筒材质应选用8-10mm的钢板。钢护筒内径大于钻头直径20cm，护筒顶面高出施工水位或地下水位2m，且必须满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时必须高出施工地面50cm，防止地面水与泥浆流入孔内。埋设护筒时，护筒四周回填黏土并分层夯实。（2）护筒埋设完成后用护桩恢复桩位中心，复核护筒位置，护筒顶面中心与设计桩位中心偏差不得大于5cm，检查倾斜度不得大于1%。5.5泥浆的制备（1）在两墩之间设置泥浆池，供临近两墩孔桩施工循环使用；弃渣外运7、于指定弃渣点，以减少对周围环境的污染。（2）本桥施工中地质层大多为：第四系全新统冲积层（Q4al）粉质粘土、淤泥质粉质粘土及粉土，第四系全新统冲洪积层粉砂、细砂及粗圆砾土，推荐采用膨润土泥浆护壁；根据现场情况也可选其他材料造浆，但泥浆指标必须满足以下要求。泥浆比重：反循环钻机入孔泥浆比重为1.051.15。胶体率：不小于95%。粘度：一般地层1622s，松散易塌地层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。PH值：大于6.5。为提高泥浆黏度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量须经试验确定。造浆后试验全部性能指标，钻孔过程中随时检验泥浆比重和含砂率。5.6钻孔施工1）钻机就位后应符8、合下列要求（1）钻机应安放稳固，底架应水平，不得产生位移和沉陷。（2）钻杆应保持竖直，钻头中心与孔位中心的偏差不得大于2cm。（3）检查机械水平度和钻杆垂直度，钻机就位后应进行试运 转，运转正常后方可进行钻进。（4）开钻前应在护筒内存进适量泥浆：开钻时宜抵挡慢速钻进，钻至护筒下1m后再以正常速度钻进。（5）将钻头提离孔底约20cm，待泥浆循环畅通方可开始钻进。 2）反循环钻机钻进过程中应符合下列要求（1）开始钻进时，适当控制进尺速度，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。钻孔过程中，应经常检查土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量：在粉土或软土等容易塌孔的土层中钻9、孔时，宜采用慢速轻压钻进，同时应提高孔内水位和加大泥浆比重。（2）接换钻杆过程中钻头应均匀起落，不得碰撞孔壁：接换钻杆动作应快速：接好后的钻杆、逐个检查接头，每次接换完钻杆后重新钻进前应将钻头提离孔底20-30cm，待泥浆循环正常后下落钻进。（3）钻孔至设计高程时，应将钻头提离孔底5-10cm，转盘匀速旋转，泥浆继续保持循环，至泥浆分离器基本无钻渣时停机检孔。3）钻孔中发生弯孔和缩孔时，可将回旋钻机的钻头提起到偏斜处进行反复扫孔，直到孔桩正直。严重时应采用粘土回填到偏斜处，待填料沉实后再重新修孔。4）钻孔作业应保持连续进行，不中断。5）经常检查泥浆的各项指标。6）当钻孔深度达到设计要求时，对孔10、深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，经驻地监理工程师认可后方可进行清孔和水下混凝土灌注的准备工作。5.7终孔（1）钻孔达到设计深度后，必须核实地质情况。通过钻渣，与设计地质柱状图对照，以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符，及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理。如满足设计要求，立即对孔深、孔径、孔型等进行检查。（2）对于孔径、孔壁、垂直度等检测项目采用标准钢测绳、探孔器进行检测。（3）孔深检测：成孔后，根据钻杆长度和钻头长度得到L1，利用测绳测量孔深L2，两者对比，如果L2小于L1，更换清底钻头，进行清底，并重新测定孔深。（4）反循环钻机钻孔桩终孔后，应稍11、提钻头距孔底10-20cm空转，以中速将比重1.03-1.10的纯净泥浆压入孔底，将孔内含悬浮钻渣的泥浆换出，持续进行净化循环。5.8成孔检查1）钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。2）孔径和孔形检测孔径、孔型采用笼式探孔器检测，其外径为孔桩设计孔径，长度为孔径的4-6倍，且不小于6m。检测时，将测绳拴在探笼的起吊顶端，将检孔器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅表明孔径满足设计要求。3）孔深和孔底沉渣检测：孔深采用标准钢测绳检测，测绳采用钢尺进行校核。孔底沉渣采用测锤检测，第一次测深在成孔后，孔深测量要及时，避免孔底悬浮物沉淀而12、造成孔深数值不准确，第二次测深在二次清孔后，测深采用圆锥形平底测锤，质量4kg。两次检测后进行测量长度对照，若长度差在允许范围（摩擦桩10cm）之内，沉渣厚度满足要求。4）成孔倾斜度检测：孔深竖直度采用测锤法检测，将测锤缓缓吊入孔底，然后缓慢移动测锤感觉测锤碰到孔壁，量取该位置时测绳到护筒的距离及测绳长度，根据测绳长度及测绳到护筒的距离算出垂直度；这样沿孔壁反复量测46个位置，然后将几个数值综合比较得出最终的孔身垂直度。5.8、一次清孔1）利用导管和泥浆池与孔桩间的沟道进行泥浆循环清孔，以达到置换沉渣的目的。待孔底泥浆各项技术指标均达到以下设计要求：孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒，泥浆比重不13、大于1.1，含砂率小于2%，粘度1720s；一次清孔合格，报请监理工程师进行成孔检测；2）严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。5.9钢筋笼制作及安装1）钢筋笼加工（1）桩基钢筋笼主筋为HPB300圆钢，钢筋笼单节过长难以运输，分节制作现场接长，孔口焊接采用单面搭接焊连接方式，单面搭接焊焊缝不小于10d(d为主筋直径），双面搭接焊焊缝长度不小于5d且不小于10cm，焊缝宽度不小于0.8d，焊缝厚度不小于0.3d。 （2）桩基钢筋笼两端各设置一道加强箍圈，中部自上而下每两米设置一道加强箍圈，同时外侧设置4个保护层耳筋（垫块），加强箍筋与主筋采用焊接连接。（3）现场采用单面搭接焊连接主筋钢筋时，钢筋的14、搭接端部预先弯向一侧，弯折角度为6，保证焊接后两根钢筋同心，使两结合钢筋轴线一致。主筋错开距离不小于35d且不小于50cm.现场接长时，应选取一根主筋作为综合接地钢筋并做好明显标识。选取做为综合接地的主筋必须通长布置，综合接地主筋接长采用单面搭接焊或双面搭接焊，焊缝长度及质量要求必须满足设计及图纸要求。2）钢筋笼吊装就位（1）钢筋笼采用25T吊车安装，钢筋笼顶部根据护筒顶标高设置吊筋，吊筋长度应准确，确保钢筋笼底部标高符合要求。吊筋根据技术交底确定；（2）起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放15、松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。起吊时，吊点栓牢布置于直径方向，起吊过程中采用两点起吊法防止钢筋笼变形，使钢筋笼起吊后呈自然垂直状态，吊点设置在加强箍筋处；（3）钢筋笼起吊安放，采用慢起慢落、逐步下放的方法避免碰撞护壁，确保保护层满足设计要求；（4）钢筋笼下放至设计标高后，采用护桩拉十字线检查钢筋笼中心是否偏位；（5）钢筋笼下放完成后，采用两根横杠穿过拉筋（拉筋直径同主筋）；（6）灌注混凝土时在顶面采取有效措施对钢筋笼进行固定，防止钢筋骨架上浮，固定措施应对准中线，防止钢筋骨架的倾斜和移动；（7）钢筋笼吊放入孔后的容许偏差如下：钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于50mm；钢筋笼底面高程偏16、差不大于100mm； 钻孔桩钢筋骨架允许偏差如下表：钻孔桩钢筋骨架允许偏差序号 项 目允许偏差（mm） 1钢筋骨架在承台底以下长度100 2钢筋骨架直径20 3主钢筋间距0.5d 4加强筋间距20 5螺旋筋间距20 6钢筋骨架垂直度骨架长度1%3）钢筋的具体要求（1）钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、麟锈等清除干净；（2）钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲钢筋均应调直。4）钢筋焊接（1）钢筋接头采用搭接焊时，采用双面焊缝，双面焊缝困难时，才采用单面焊缝。（2）钢筋接头采用搭接焊时，两钢筋搭接端部应预弯，使两结合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于5d（d为钢筋直径）且不小于10cm17、，单面焊缝的长度不应小于10d（d为钢筋直径）。焊缝厚度不小于主筋直径的0.3倍，焊缝宽度不小于主筋直径的0.8倍；（3）受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置，同一断面内的钢筋焊接接头不得超过总数的50%；（4）在同一根钢筋上应尽量减少接头数量。5.10二次清孔安放钢筋笼与导管灌注水下混凝土间隔时间较长，孔底易产生沉渣，待安放钢筋笼及导管就序后，利用导管和泥浆池与孔桩间的沟道进行泥浆正循环或者反循环清孔，以达到置换沉渣的目的。复测孔底沉渣厚度在设计范围以内（摩擦桩不大于10cm），二次清孔完成，立即进行水下混凝土灌注。5.11混凝土灌注1）导管及集料斗导管采用无缝钢管制成，快速18、螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。根据首批封底混凝土方量的要求，选用符合要求的大集料斗和小料斗，大集料斗方量能够满足混凝土封底的需要。混凝土的坍落度控制在1822cm；混凝土具有良好的和易性、流动性。2）首批混凝土数量首盘砼的方量应满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要，设导管下口离孔底40cm；初灌量计算如下：V=D2/4*（H1+H2）+d2/4*h1V：灌注首批砼所需数量（m3）D：桩孔设计直径（m）；d：导管直径（0.30m）；H1：孔底至导管底端间距，取0.4m；H2：导管初次埋置深度，一般取1.0m；h1：孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管19、外压力所需的高度（m）； h1=Hw*rw/rcrw：孔内泥浆的重度(12KN/m3)；Hw：孔内泥浆的深度（m）；rc：砼拌合物的重度(24KN/m3)。3）水下混凝土灌注：灌注混凝土前需对混凝土输送管路及集料斗洒水润湿，然后在填充导管内安装隔水设施，待集料斗储满混凝土后，开始灌注水下混凝土。首批灌注混凝土的数量要能满足导管首次埋置深度不得小于1m和填充导管底部高度的需要,封底时导管埋入混凝土中的深度为13m，首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，拌制好的混凝土用砼运输车运至桩基口处，注入吊车提升的集料斗内，车内砼方量约8m3,由一人统一指挥，双方都准备好后将隔水栓和阀20、门同时打开进行封底，隔离栓采用钢板，钢板用细钢丝绳牵引，由吊车起吊。 首批混凝土下落后，混凝土应连续灌注，在灌注过程中，导管埋置深度宜控制在2-6m。 灌注混凝土过程中要采用重量不小于4kg测锤经常量测孔内混凝土面的上升高度，导管到达一定埋深后，逐级快速拆卸导管，并在每次起升导管前，探测一次孔内混凝土面高度。测量用的测绳在每根桩灌注前后用钢尺校核各一次，避免发生错误。 控制灌注的桩顶标高比设计桩顶标高高出1倍桩径左右，以保证桩基混凝土强度，多余部分桩头必须凿除，确保桩头无松散层。 灌注完混凝土后，应及时将导管、集料斗等进行清理和检查，以备下一次使用。 在灌注水下混凝土前，应填写检查钻孔桩和钢筋21、笼情况的相关检测表格，在浇注水下混凝土的过程中，应如实填写“水下混凝土浇筑记录表”。6劳动组织6.1劳动组织模式：采用管区组织模式。6.2工点采用二台钻孔机作业。施工人员应结合工期确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。表6.2 管区桩基施工主要人员配备序号岗位/职务人数岗位职责备注1管区副经理1工程质量、安全、进度和文明施工总负责2质量主管1开工报告与向监理工程师报检、并进行现场质量自检3技术主管1协助副经理进行现场管理，技术、质量方面全面负责3技术员1做好技术交底，纠正施工中安全、质量、环保、工序、工艺、文明施工等问题，做好施工日志和技术资料。4安全员1负责现场安全技术、并对22、所有施工人员进行安全技术交底和检查指导5试验员1按要求现场试件抽样取样与实验检查6材料员1确保现场机械设备、施工材料、施工用电正常，并满足施工需要安排1个桩基作业队负责本桥线下桩基工程的施工。拟上场作业队施工员主要有现场技术员及带班作业人员2个，机械操作手4个，钢筋作业人员15个，混凝土作业人员8个，其他人员2个。计划高峰期劳动力人数达31人。7材料要求7.1护筒要求内部无突出物，不漏水；7.2泥浆原料尽可能使用膨润土，使用粘土时应符合下列要求：(1)自然风干后，用手不易掰开捏碎；(2)干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；(3)用刀切开时，切面光滑、颜色较深。(4)水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏23、后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；(5)胶体率不低于95%；(6)含砂率不大于4%；7.3钢筋品种、级别、力学性能、规格和数量必须符合设计要求。钢筋存放宜下垫上盖，保证钢筋不锈蚀。加工场地宜整平硬化。7.4施工用水的水质应符合工程用水标准。7.5水泥、砂、碎石、外加剂的选用均应满足设计和标准要求。8.设备机具配置表8.1 主要机具设备配备表序号设备名称单位数量备注1标准搅拌站台12装载机台13反循环钻台24砼搅拌运输车台45吊车台26发电机台17泥浆泵台48导管及灌注平台套19钢筋加工设备套310修理设备套29.质量控制及检验9.1质量控制(1)护筒内径24、倾斜度、埋置深度以及与原地面或水位线高差控制；(2)泥浆原料选取；(3)泥浆的性能指标控制；(4)钻头、钻杆、护筒中心、桩中心在一条铅垂线上；(5)孔深、孔径、倾斜度的检查；(6)钢筋尺寸、焊接情况及混凝土施工配合比；(7)混凝土浇灌前，孔底沉渣厚度检查；(8)首批封底混凝土数量；(9)导管埋入混凝土深度；(10)每批浇筑砼数量、水灰比。9.2质量检验钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存。工班在作业时，按照下列标准进行质量控制；每道工序完25、成后，技术人员按照下列要求进行检验。表9.2-1桥梁钻孔桩检验标准序号质量控制项 目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法1测量放样桩位放样误差5mm全站仪测量检查测量资料2放护桩引出十字护桩并保护好，要求中心偏差5mm挂线、吊垂线、尺量尺量3护筒埋设护筒严密不漏水，回填密实，埋深满足施工要求，顶面位置50mm；倾斜度1%；孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上。观察、挂线、吊垂球、尺量观察4钻机就位有防止钻机下沉和位移的措施，对中误差10mm；钻头直径满足成孔孔径要求观察、水准仪抄平、尺量尺量5开钻、钻进泥浆指标根据钻孔机具和地质条件确定。针对泥岩、卵石层情况，新制泥浆比重指标控制在1.2526、1.3为宜，钻孔过程中做好钻孔记录，进入岩层或卵石层技术干部现场核实泥浆指标测试、抽渣取样，尺量巡查6终孔检查孔深设计孔深、孔径设计桩径、倾斜度1%检查钻孔记录、测绳量测与外钻杆总长相校核、用等桩径检孔器全深检查全部见证7钢筋笼加工单面焊10d；双面焊5d；焊缝厚度0.3d，并不得小于4mm；焊缝宽度0.7d，并不得小于8mm；焊渣敲净。主筋间距：0.5d；箍筋间距：20mm观察和尺量，受力钢筋尺量两端、中间各1处；箍筋间距尺量连续3处尺量观察和尺量8钢筋笼入孔及焊接单面焊10d；双面焊5d；焊缝厚度0.3d，并不得小于4mm；焊缝宽度0.7d，并不得小于8mm；焊渣敲净。声测管接头严密不漏水27、，绑扎牢固，间距均匀；保护层误差-510mm；接头箍筋绑扎满足设计和验标要求；控制吊筋位置和长度来控制笼顶标高和位置，钢筋笼平面位置偏差10mm；底面高程偏差：10mm观察和尺量见证检查、隐蔽工程验收9下导管导管接头牢固，严密不漏水；控制导管长度和导管节数，导管下口距孔底控制在50cm左右观察、尺量检查施工单位原始记录10二次清孔泥浆指标1.10，含砂率2%，黏度1720s，孔深设计桩长；摩擦桩沉渣厚度10cm。泥浆指标测试仪，测绳量测见证检测11混凝土浇筑混凝土坍落度控制在1822cm，保证首罐混凝土导管埋深1-3m，控制拨管长度，导管埋深控制在26m；在灌注过程中，混凝土连续浇注，每根桩的28、灌注时间宜在混凝土的初凝时间内完成，混凝土浇注高度高出设计一倍桩径。坍落度筒、测绳量测和混凝土反算相校核，做好灌桩记录旁站监理12混凝土强度设计强度的1.15 倍标准养护试件抗压试验见证检测13桩身完整性类桩90%，无类桩全部检测全部见证检测14桩底注浆符合设计要求，设计无要求时不注浆全过程自控旁站监理10安全及环保要求10.1安全要求(1)注意用电安全，电线不能直接敷设在地面上，应采取架空措施。配电箱加锁。(2)钻孔中，应注意观察有无漏浆现象，特别是泥岩地质，随时补充泥浆，保证孔内水位。(3)下达生产任务的同时，必须进行安全技术交底，各工种人员必须严格执行本工种的安全操作规程。(4)施工现场严禁使用明火照明，油料等易燃品必须远离烟火；10.2环保要求(1)钻孔桩施工中，大量废弃的泥浆应经泥浆分离器处理后，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。(2)施工中应注意避免灌注过程中孔内溢出的泥浆，应引至适当地点处理，防止污染农田及河流；(3)施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放，及时在指定地点进行处。