1、大桥桩基工程冲击钻成孔、水下砼灌筑施工技术交底编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 交 底： 复 核: 批 准： 接 收： 二XX年X月 一、冲击钻成孔1、 冲击钻成孔工艺介绍采用卷扬机带动大重量的冲击钻头，在一定的高度内将钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击功能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔。（工艺流程见：图1）2、冲击钻施工准备工作（1）钻孔场地在旱地时，应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。（2）在浅水中，宜用筑岛围堰法施工，筑岛面积应按钻孔方法、设备大小等决定。（3）钻孔场地在深水中或淤泥较厚时，可搭设工作平台进2、行施工，平台须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时应考虑施工设备能安全进、退场。如水流平稳时，钻机可设在船舶或浮箱上进行钻孔作业，但须锚锭稳固保证桩位准确。（4）根据设置的三角网及桩位坐标图，用全站仪放出每个桩孔的中心位置，然后用钢尺复核各桩孔之间的平面距离。定出桩位的中心位置，并在周围做上护桩，并报监理工程师检验，经监理工程师检验桩位符合精度要求后可进行护筒的埋设。（5）准备好足够的混凝土原料，拌和、运输设备，以及材料堆放场地。（6）在碎石类土、岩层中宜用十字形钻头；在砂黏土、砂和沙砾石层中宜用管形钻头。钻头重量应考虑泥浆的吸附作用和钢丝绳及吊具的重量，使总重不超过卷扬机的起重能力3、。（7）吊钻头的钢丝绳必须选用同向捻制、柔软优质、无死弯和无断丝者，安全系数不应小于12。钢丝绳与钻头间须设转向装置并连接牢固，钻孔过程中应经常检查其状态及转动是否正常、灵活。主绳与钻头的钢丝绳搭接时，两根绳径应相同，捻扭方向必须一致。（8）在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，宜采用膨润土泥浆护壁。在粘性土中钻孔，当塑性指数大于15，浮渣能力满足施工要求时，可利用孔内原土造浆护壁。冲击钻钻机钻孔，可将黏土加工后投入孔中，利用钻头冲击造浆。泥浆性能指标，应按钻孔方法和地质情况确定并应符合下列规定：泥浆比重：正循环旋转钻机、冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为1.11.3；冲击钻机使用实4、心钻头钻孔时，孔底泥浆比重砂粘土不宜大于1.3，大漂石、卵石层不宜大于1.4，岩石不宜大于1.2。反循环旋转钻机入孔泥浆比重可为1.051.15。黏 度：一般地层1622，松散易坍底层1928s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。pH 值：应大于6.5.为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其参量应经试验决定。造浆后应试验全部性能指标，钻孔过程中应随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表，每个台班不少于一次。（9）根据孔深，备足混凝土导管，事先预拼并做试压试验，按自下而上顺序编号并标示尺度。（10）钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径应大于钻5、头直径，应考虑钢护筒不变形和起吊方便的加强设备，钢护筒长度1.5米3.0米，护筒直径比桩径大0.4米。（11）护筒埋置应符合下列规定：护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。护筒埋置深度：岸滩上，粘性土应不小于1m，砂类土应不小于2m。当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，应在护筒四周回填黏土并分层夯实。可用锤击、加压、振动等方法下沉护筒。水中筑岛上，护筒宜埋入河床面以下1m；水中平台上可按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深，必要时打入不透水层。在水中平台上下沉护筒，应有导6、向设备控制护筒位置。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。3、钻进工艺（1）准备工作完毕后，将钻机在工作平台上安装就位，安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用揽风绳对称拉紧，钻头中心与护筒中心偏差不得大于5cm。（2）开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。开孔、开钻时应先注水，直接投入粘土，冲击锤反复冲击造浆，开孔及整个钻进过程中，始终保持孔内水位高于地下水位1.52.0m，高于护筒底脚0.5m以上并低于护筒顶0.3m，以防溢出，在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补充水或泥浆，保持孔内水位高度、泥浆比重及黏度。（3）护筒底脚以7、下24m范围属于河床表面，一般比较松散，应认真施工，采用浓泥浆，小冲程频率反复冲砸，使孔壁坚实，圆顺，能起导向作用防止孔口坍塌。必要时可按1：1投入粘土和小片石（直径不大于15cm），使泥膏，片石挤入孔壁。开孔或钻进中如遇流沙现象时，可加大粘土减少片石比例，按上述方法处理，力求孔壁坚实。（4）开始钻孔时应采用小冲程开孔，待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后方可进行正常冲击钻孔。钻进过程中，应勤松绳和适量松绳，不得打空锤；勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜底层。每次松绳量应按地质情况、钻头形式、钻头重量决定。（5）钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔桩钻头直径磨耗超过15时应及时更换修补。更换新钻头前，应先8、检孔到孔低，确认钻孔正常时方可放入新钻头。（6）钻孔时，起、落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，冲程应根据土层情况分别确定：一般通过大土层时，采用高冲程（100cm），在通过松散沙，砾石或砂石土层以及粘性土层时，采用中冲程（约75cm），在易坍塌或流沙地段宜用小冲程。并提高泥浆的粘度和比重。（7）在通过漂石或孤石时，如表面不平整，应先投入粘土，小片石将表面垫平，再用十字钻锤进行蚝冲击钻进，以防发生斜孔，坍塌事故。（8）要注意均匀地放松钢丝绳的长度，一般松散地层每次可放松5080cm，密实坚硬土层每次放松3050cm，应注意防止松绳过小，而形成“打空锤”，松绳过多，则减小冲程，降低了钻进速度，9、严重时 使钢丝绳纠缠发生事故。（9）钻孔作业应连续进行，在钻进过程中如遇停电或其他原因终止钻进，应设法及时将钻头提出孔外，以防埋钻，孔口应加护盖。（10）冲击锤起吊和进口时，严禁孔口附近站人，防止钻锤撞击发生事故。（11）冲击钻的排渣可采用取渣筒取渣，也可将胶管沉入孔中采用换浆排渣，也可二者同时采用。孔内出渣不得堆积在钻孔周围。取渣后应及时向孔内添加泥浆以维护水头高度，投放粘土自行造浆。（12）钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于5cm。（13）钻进深度达到设计标高时，经技术及监理10、检验合格后应立即开始清孔，清孔时必须保持孔内水位，清孔后孔底沉淀厚度应不大于20cm，清孔完毕后及时下放钢筋笼及导管，灌注水下砼，以防孔底沉淀加厚以及塌孔事故。（14）钻孔工地应有备用钻头，检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时应及时更换修补。更换新钻头前，应先检孔到孔底，确认钻孔正常时方可放入新钻头。（15）成孔达到设计深度时，技术人员及时对孔位、孔径、孔深、孔形及竖直度进行检验，孔深控制以测绳测出的周边四点平均值为准，垂直度用验孔器检测为准，并及时报监理工程师验收，合格后方可进行下道工序。表1-1 成孔检验项目序号项目允许偏差1孔径不小于设计孔径2孔深不小于设计孔深3孔位中心偏心50mm411、倾斜度1%孔深5桩底沉渣厚度摩擦桩200mm、柱桩50mm（16）为防止由于冲击振动导致邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝土抗压强度达到2.5MPa后方可开钻或采取隔桩钻孔的方式进行作业。4、清孔（1）钻孔至设计高程，经对孔径、孔深、孔位、孔型、竖直度等进行检查确认钻孔合格后，应即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应满足设计要求，设计无要求时：柱桩不大于5cm；摩擦桩不大于20cm。清孔可选用以下方法：抽渣法适用于冲击或冲抓法钻孔。吸泥法适用于土质密实不易坍塌的冲击钻孔。不论采用何种方法清孔，在抽渣或吸泥时都应及时向孔内加注清水或新鲜泥浆，保持孔内水位。（2）清孔应达到以12、下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2-3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17-20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度：柱桩不大于5cm，摩擦桩不大于20cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。（3）清孔是钻孔灌注桩保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的各项质量指标、孔底沉渣厚度、泥浆指标和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。若沉淀时间较长，则应在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后用水泵施行二次清孔作业。二次清孔方法：在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管置换沉碴，过程中要测量泥浆的各项指标，同时用测锤测量沉淀厚度，确保沉渣厚度不大于20cm，完成后立即13、进行砼浇筑。5、钻孔桩作业施工操作规则（1）钻机及相关器械应符合设计要求，用前要专人检查，使用中要定部位、定工序、定人员各负其责，加强维修保养，用后专人检修保管。（2）钻孔应一次成孔，不得中途停顿，因故停钻时，孔口应加护盖，以防掉人、落物。钻进时，起落钻头速度要均匀，孔内出渣应及时清理。（3）卷扬机钢丝绳卷绕整齐，卷绕时严禁有人跨越其上，卷扬机筒上钢丝绳不得放完，至少保留3圈，严禁人拉钢丝绳卷绕。（4）钻机组装按起吊作业操作要求进行，分工明确，各负其责，通过专人检查，并试开钻，确认状态良好，方可使用，钻进时，卷扬机变速器的换档应先停车挂上档后，方可开车。（5）及时检修，保证机械正常作业，一切准14、备就绪后，开始钻孔要仔细观察和调整钻机速度，防止卡钻掉钻头事故。（6）拆安钻杆，人工操作过程中要注意安全，当使用冲击钻时吊钻头钢丝绳松弛度要适当。严禁用机械动力拆安钻杆。（7）钻孔过程中，应对孔位、孔径、孔深、孔形等进行检查，随时校正。（8）要规划施工便道，行车要有序，夜间施工要有良好的照明设施，要保证电缆及水管线路安全。6、钻孔异常处理（1）钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。冲击法钻孔时，可投黏土块夹小片石，用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。（2）钻孔中如发生严重弯孔、梅15、花孔、探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。（3）发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳以及其他措施，使钻头松动后再提起。（4）发生开钻、掉钻时，应查明情况尽快处理，严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔内。必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害气体和备齐防毒、防溺、放埋等保证安全措施后，方可进入，并应有专人负责现场指挥。二、水下砼的灌筑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116、m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17、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。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18、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：与有资质的专业商品砼公司签订商砼采购合同，项目部提供原材料，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19、软球，球直径略大于导管直径1cm1.5cm。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：HWh2h3h1HcV（d2/4）h1+（D2/4）HcHc= 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/m320、；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21、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22、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：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23、土的流动性过小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；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，并徐徐灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当混凝土进入钢筋骨架4m5m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。（11）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24、入导管下形成泥心。（12）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1.0m左右。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。（13） 在灌注混凝土时，每根桩应至少留取三组25、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。（14）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。（15）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。表4-1 钻孔桩允许偏差：序号项目允许偏差(mm)1护筒顶面位置50倾斜度1%2孔位中心503倾斜度1%3、桩的质量检测应符合下列规定：（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；（2）地质条件较差、桩长较26、长的桩应按设计图纸要求进行超声波检测；（3）每根桩作混凝土检查试件不少于一组；（4）对质量有问题的桩，应钻取桩身混凝土鉴定检验；（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。4、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。5、水下混凝土灌注常见事故及对策（见表4-1）表4-2 水下混凝土灌注常见事故及对策序号事故性质主要原因相应对策1初灌时导管堵塞导管内有老混凝土粘附，没有清除每节导管均要检查并敲落吸附的砂浆或混凝土塞子过紧，不能通畅下落塞子略小于导管内径，预先试通一次导管进水，27、混凝土内水泥浆流失导管预先作水密检查混凝土级配不好，或发生离析第一车混凝土，必须在和易性、坍落度等方面满足设计要求，可适当多加些水泥砂浆，后续混凝土恢复正常2施工中导管堵塞混凝土中带有大直径块石混凝土漏斗处，设置金属网，网孔直径略小于导管内径导管使用过久，经多次周转磨损进水，或施工中振动碰撞造成丝扣松弛而进水，或密封圈老化而进水掉换新导管、密封圈，减少施工中的振动与碰撞第一车混凝土过少没有将导管底埋入混凝土内或拔管过多，使管底高出混凝土面而进水，造成混凝土离析始终保持导管底部埋在混凝土内3钢筋笼被顶起导管插入混凝土内过多及时拆除导管，保持埋入混凝土内不超过5m。笼子与导管壁间必须有定位件或垫块。在导管提升时，笼子太靠近，被导管带起 4瓶 颈灌混凝土时孔口堆载过大或进行其他作业（如静压桩等）灌混凝土时不准在孔口附近有额外侧向荷载产生浆面降低确保泥浆面的稳定位置5断 桩施工过程中导管曾拔离混凝土面致使二次开管不允许导管脱离混凝土6桩身夹泥施工过程泥浆浆面降低造成坍孔维持浆面稳定位置地面有泥块落入孔内加强监督混凝土拌台有泥块混入7试桩时沉降过大不能满足要求桩顶劣质混凝土未凿彻底试桩桩顶必须露出优质混凝土孔底清淤不彻底严格检查清孔结果桩身有断裂可能按性质5处理