沖擊鉆孔施工作業(yè)指導書

1、第一章 沖擊鉆孔施工作業(yè)指導書1 工藝概述 沖擊鉆孔成孔工藝方法分為沖擊正循環(huán)成孔和沖吸反循環(huán)成孔兩種。沖擊正循環(huán)成孔是通過沖擊式裝置或卷揚機懸吊沖擊鉆頭上下反復沖擊，將硬質土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分鉆渣由泥漿循環(huán)帶出孔外，或用掏渣筒掏出孔外，這樣循環(huán)往復， 直至鉆至設計深度。沖吸反循環(huán)成孔其成孔原理與沖擊正循環(huán)成孔原理基本相同，只是鉆頭中心留有空洞，在上下往返沖擊時，其鉆頭尖刀將孔底沖碎，已沖碎的鉆渣可以從鉆頭中心空洞用吸泥管排出孔外。沖擊鉆孔施工適用于黃土、粘性土、粉質粘土、雜土、堅硬土層、 含有孤石的砂礫石層、漂石層、巖層等。2 作業(yè)內容 本工藝主要作業(yè)內容為：場

2、地平整或鉆孔平臺搭設、設備安裝、泥漿調制、鉆進施工、泥漿循環(huán)處理及清孔、鋼筋籠加工及安裝、混凝土灌注。3 質量標準及檢驗方法鐵路橋涵工程施工質量驗收標準TB10415-2003鐵路混凝土工程施工質量驗收標準TB104242010高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準TB107532010鐵路工程基樁檢測技術規(guī)程（TB102182008）4 施工工藝流程圖5 工藝步驟及質量控制 5.1 施工準備技術準備會同設計、監(jiān)理完成現(xiàn)場交接樁和施工技術交底工作。組織測量部門進行橋梁中線貫通和各控制點的閉合復測，對施工人員進行專項培訓等。熟悉和分析施工現(xiàn)場的水文、地質等資料，熟悉設計圖紙并編制鉆孔樁單項施工組織設計

3、，向作業(yè)隊施工人員進行技術、安全、質量、環(huán)保交底，確保施工過程中的工程質量和 人身安全。熟悉施工現(xiàn)場環(huán)境，摸清施工范圍內的地下管線、地下構筑物、危險建筑等分布情況。按照混凝土強度的設計要求，做水下混凝土配合比、施工配合比，滿足鉆孔樁灌注混 凝土的要求。機具準備 沖擊鉆機大致分為兩類:一類是沖擊式鉆機，配有鉆架及起吊、沖擊等全套設備。另一類是帶有離合器的雙筒卷揚機組成的簡易沖擊鉆具，其鉆架和設備由施工單位根據(jù)工地條件 自行設計組拚。施工單位可根據(jù)鉆孔直徑、深度、土層情況、供應條件選擇適當?shù)你@機。場地準備 鉆孔場地的平面尺寸應按樁基設計的平面尺寸、鉆機數(shù)量和鉆機底座平面尺寸、鉆機移位要求以及其它配

4、合施工機具設施布置等情況決定。施工場地或工作平臺的高度應考慮施工期間可能出現(xiàn)的高水位或潮水位，并高出其上 0.51.0m。 二、樁位測定 根據(jù)設計資料，復核樁位軸線控制網和高程基準點。確定樁位中心，以中心為圓心，以大于樁身半徑在四周設立十字護樁，做好標記并固定好。經駐地監(jiān)理工程師核查、批準后開 鉆。5.2 護筒施工護筒的作用 護筒有固定樁位，引導鉆頭方向，隔離地面水、避免其流入孔內，保護孔口不坍塌，并保證孔內水位（泥漿）高出地下水或施工水位一定高度，形成靜水壓力（水頭），以保護孔 壁免于坍塌等作用。鋼護筒的一般要求 用鋼板制成的埋設護筒，應堅實不漏水；護筒入土較深時，宜以壓重、振動、錘擊 或輔

5、以護筒內除土等方法沉入。 沖擊鉆護筒內徑比樁徑宜大 2040cm；深水處的護筒內徑比樁徑宜大 40cm。 護筒頂端高度宜高出地下水位 1.52.0m；護筒處于旱地時，其頂端還應高出地面0.3m。 護筒的埋設深度：旱地或淺水處，粘質土中不小于 1.01.5m，對于砂類土應將護筒周圍 0.51.0m 范圍 內圖挖除，夯填粘質土至護筒底 0.5m 以下；冰凍地區(qū)應埋入凍土層以下 0.5m；在深水河床 為軟土、淤泥、砂土時，護筒底埋置深度應不小于局部沖刷線下 1.01.5m。當軟土、淤泥 層較厚時應盡可能深入到不透水層粘性土內 1.01.5m。護筒的制作鋼護筒在普通作業(yè)場合及中小孔徑條件下，一般采用厚

6、 68mm 的鋼板制作。為增加剛 度，防止變形，可在護筒上下端和中部的外側各焊接一道加勁肋。鋼護筒在深水、復雜地質 及大孔徑等條件下，一般需要通過設計計算確定。鋼護筒埋設 鋼護筒埋設工作是沖擊鉆機施工的開端，護筒平面位置與豎直度準確與否、護筒周圍和護筒底腳是否緊密、不透水，對成孔、成樁的質量都有重大影響。埋設前，先準確測量放樣， 保證鋼護筒頂面位置偏差不大于 50mm，埋設中保證鋼護筒斜度不大于 1%。設計另有要求時， 必須滿足設計要求并嚴格保持護筒的豎直位置。 旱地或岸灘埋設護筒當?shù)叵滤辉诘孛嬉韵鲁^ 1m 時，可采用挖埋法。當樁位處的地面標高與施工水位（或 地下水位）的高差小于 1.52

7、.0m 時，宜采用填筑法安設護筒。 在水深小于 3m 的淺水處埋設護筒一般采用圍堰筑島，筑島頂面應高出施工水位 1.52.0m；也可適當護筒頂面標高，以 減少筑島體積，然后按旱地埋設護筒的方法施工。 在水深 3m 以上的深水河床沉入護筒 在深水中沉入護筒，其主要施工工序為搭設工作平臺、護筒定位導向架、下沉護筒等。用吊機將底節(jié)護筒放置在導向架內停住，導向架一般用型鋼制成，然后再將上一節(jié)護筒吊放在下節(jié)護筒之上，將兩節(jié)護筒連成一體。連接時兩節(jié)護筒均要求豎直，接縫線吻合良好，接 縫密合、不漏水。筒節(jié)長度按起吊能力確定。護筒沉放至護筒頂面高于平臺約 1.5m 處時， 繼續(xù)接高，然后采用空氣吸泥機吸泥、抓

8、泥、振動等方法使護筒沉入河床面以下所需要的深度。5.3鉆機安放 待護筒埋設好后，安裝沖擊鉆機，將鉆機對位，安裝好鉆架，對準樁孔中心。采用長護筒時，每次護筒跟進后，鉆架應按變更后的護筒底中心重新對位，要反復核對中心位置，以免造成打壞護筒或斜孔。根據(jù)鉆頭重量及安全系數(shù)確定鋼絲繩直徑，并注意要有出廠合格證，檢查鋼絲繩的質量， 要求優(yōu)質柔韌，無死彎和斷絲。鋼絲繩要有足夠的長度，即以卷揚機滾筒起到設計最深的樁 底標高，滾筒上要留有 7 圈以上的富余量，繩尾必須錨固在滾筒上。鋼絲繩與鉆頭的連接宜采用鎢金套，也可采用轉向套連接。5.4泥漿調制與循環(huán)系統(tǒng)設置 鉆孔泥漿由水、粘土（或膨潤土）和添加劑組成，對于黏

9、結性好的巖土層，可采用清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采 用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝，向孔內投入護壁泥漿進行護壁。5.5鉆孔施工 沖擊正循環(huán)鉆進適用于大卵石層中鉆孔和巖溶地區(qū)鉆孔。沖吸反循環(huán)鉆機鉆進適用于雜填土層、粘土層、砂卵礫石層、風化及微風化基巖等地質條件。開孔 開孔前應在護筒內多加一些粘土塊，如土質疏松，還要混入一定數(shù)量的小片石，借鉆頭沖擊力把泥膏、石塊擠向孔壁，以加固護筒刃腳。為防止沖擊震動使鄰孔孔壁坍塌或影響鄰 孔已灌注混凝土的凝固，應待鄰孔混凝土達到 2.5MPa 抗壓強度后，方可開鉆。鉆機正常鉆進時，應注意以下事項： 開始鉆孔時，宜采

10、用小沖程，使成孔堅實、豎直、圓順，對繼續(xù)鉆孔起導向作用。 鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后，方可進行正常沖擊，沖程以 2.03.0m 為宜。但在下列情 況時，應采用 2.0m 以下的中低沖程：在斜面開孔及在護筒內和在護筒刃腳以下 2.03.0m 范圍內鉆進時；在停鉆投泥重新開鉆時；當遇到局部砂層或溶洞時；在拋石回填重鉆以及在 處理特殊情況時。 鉆孔時應對不同的地層采用不同的沖擊方法，以保證鉆孔質量和鉆孔的順利進行。 在取渣后或因其他原因停鉆后再次開鉆，應由低沖程逐漸加大到正常沖程，以免卡鉆。 鉆機正常鉆進時要注意均勻地松放鋼絲繩的長度。一般在松軟土層中每次可松繩58cm，在密實堅硬土層每次可松繩

11、35cm；應注意防止松繩過少，形成“打空錘”，使鉆 機、鉆架及鋼絲繩遭受損壞，松繩過多，則會降低鉆進速度，嚴重時會使鋼絲繩纏繞而發(fā)生事故。 應在鋼絲繩上用油漆標注長度標志，以便正確控制沖程。取渣 破碎的鉆渣部分和泥漿一起擠入孔壁，大部分靠取渣筒清除孔外，故在沖擊一定時間后，應將沖擊錘提出，換上取碴筒取碴。一般在密實堅硬土層純鉆進尺小于 510cm/h、松軟地層純鉆進尺小于 1530cm/h 時 應進行取渣；或每鉆進進尺 0.51.0m 時取一次碴，每次 45 筒，或取渣至泥漿池內含渣顯著減少，無粗顆粒，相對密度恢復正常為止。在開孔階段，為使鉆渣擠入孔壁，可待鉆進 45m 后再取渣，正常鉆進每班

12、取渣應不少 于一次。取渣后應及時向孔內添加泥漿以維持水頭高度。投放粘土自行造漿時，一次不可投 入過多，以免粘鉆頭、卡鉆頭。鉆孔事故的預防及處理 坍孔 各種鉆孔方法都可能發(fā)生坍孔事故，坍孔的表征是孔內水位突然下降，孔口冒細密的水泡，出碴量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷明顯增加等。坍孔的預防和處理如下：在松散粉砂土和流砂中鉆進時，應控制進尺速度，選用較大相對密度、粘度、膠體率的泥漿或高質量泥漿。汛期或潮汐地區(qū)水位變化過大時，應采取升高護筒，增高水頭。 發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護筒并回填鉆孔，重新埋設護筒再鉆。如發(fā)生孔內坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔處以上 12m，如坍孔嚴重時應全

13、部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進。吊入鋼筋籠時應對準孔中心豎直插入，嚴防觸及孔壁。 斜孔 斜孔的預防和處理如下： 安裝鉆機時要鉆架和護筒中心二者應在一條豎直線上，并經常檢查校正。 鉆桿接頭應逐個檢查，及時調整，當鉆桿彎曲時，要用千斤頂及時調直。在有傾斜的軟、硬地層鉆進時，應吊著鉆桿控制進尺，低速鉆進，或回填片石沖平后再鉆進。 擴孔和縮孔、擴孔若只孔內局部發(fā)生坍塌而擴孔，鉆孔仍能走到設計深度則不必處理。若因擴孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進，應按坍孔事故處理。 縮孔：為防止縮孔，要及時修補磨損的鉆頭，使用失水率小的優(yōu)質泥漿護壁并須快速慢進，并復鉆二、三次；或者使用卷揚機吊住鉆頭上下、左右反復掃孔以擴大孔徑

14、，直至使縮 孔部位達到設計孔徑要求為止。 梅花孔（或十字孔）梅花孔（或十字孔）的處理方法如下應經常檢查轉動裝置的靈活性，及時修理或更換失靈的轉向裝置。 選用適當粘度和相對密度的泥漿。 用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔形。 出現(xiàn)梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重鉆。 卡鉆 卡鉆處理方法如下： 處理卡鉆應先弄清情況，針對卡鉆原因進行處理。宜待鉆頭有松動后方可用力上提，不可盲動，以免造成越卡越緊。 當為梅花卡鉆時，若鉆頭向下有活動余地，可使鉆頭向下活動至孔徑較大方向提起鉆頭，也可松一下鋼絲繩，使鉆頭轉動一個角度，有可能將鉆頭提出。 卡鉆不宜強提以防坍孔、埋鉆。宜用由下向上

15、頂撞的辦法，輕打卡點的石頭，有時使鉆頭上下活動，也能脫離卡點或使掉入的石塊落下。 用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放進孔內，將鉆頭勾住后，與大繩同時提動，或交替提動，并多次上下、左右擺動試探，有時能將鉆頭提出。在打撈過程中，要繼續(xù)循環(huán)泥漿，防止沉淀埋鉆。 用壓縮空氣管或高壓水管下入孔內，對準鉆頭一側或吸錐處適當沖射，使卡點松動后強行提出。 實用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭拔正。 用以上方法提升卡鉆無效時，可試用水下爆破提鉆方法。將防水炸藥（少于 1kg）放入孔內，沿錐的溜槽放到錐底，而后引爆，震松卡鉆鉆頭，再用卷揚機和鏈滑車同時提拉，一般是能提出的。 掉鉆落物 預防措施 開鉆前應清除孔內落物，

16、零星鐵件可用電磁鐵吸取，較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈，然后在護筒口加蓋。 經常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯(lián)結裝置。 為便于打撈落錐，可在沖擊錐或其它類型的鉆頭上預先焊打撈環(huán)、打撈桿，或在錐身上圍捆幾圈鋼絲繩。 糊鉆和埋鉆 預防和處理辦法：清除泥包，調節(jié)泥漿的相對密度和粘度，適當增大泵量和向孔內投入適量砂石解決泥包糊鉆，還應減小沖程適當控制進尺，若已嚴重糊鉆，應停鉆，清除鉆碴。5.6 成孔檢查 在成孔過程中、終孔后及澆筑混凝土前，均需對鉆孔進行階段性的成孔質量檢查。成孔檢查方法根據(jù)孔徑的情況來定，當鉆孔為干孔時，可用重錘將孔內的虛土夯實，再直接用測繩及測孔器測；若孔內存在地下水，則采用水下灌注混

17、凝土施工的方法進行鉆孔的測孔工作。經質量檢查合格的樁孔，及時灌注混凝土。沖孔到 設計 標高時施工單位要立即檢查孔位、孔深、孔徑、孔形、斜度，用測繩測量孔深并記錄，鉆孔完成后應用檢孔器檢測孔徑，檢孔器用鋼筋制作，高度為鉆孔直徑的 46 倍，直徑與鉆孔樁直徑相同。用測壁(斜)儀或鉆桿垂線法檢查傾斜度，合格后方可清孔。5.6清孔 當鉆孔深度達到設計標高，其孔深和孔徑滿足設計要求后，就可以進行清孔。清孔的方法 抽漿法清孔：抽漿清孔比較徹底，適用于各種鉆孔方法的摩擦樁、支承樁和嵌巖樁。 但孔壁易坍塌的鉆孔使用抽漿法清孔時，操作要注意，防止坍孔。 換漿法清孔清孔分兩次進行，第一次，鉆孔深度距設計孔底標高

18、1米左右時，將泥漿池中的泥漿全 部放掉，向孔中投入約 10m3粘土重新造漿替換原來的泥漿；孔深達到設計孔底標高后，鉆頭在孔底 1.5 米范圍內上下緩慢活動，泥漿繼續(xù)循環(huán)約 2 小時，并適當加入清水降低泥漿比重。泥漿指標滿足要求，相對密度 1.051.1，粘度 1720s，含砂率2%之后，再將鉆頭提出，下檢孔器，檢查合格后，即可下鋼筋籠和砼灌注導管，然后進行第二次清孔。第二次 清孔時，先將砼灌注導管插入孔底，然后蓋上悶頭，接上泥漿管，開動泥漿泵，讓泥漿循環(huán)，直到孔底檢測沉淀厚度滿足規(guī)范要求。清孔的質量要求 孔底沉淀土的厚度不大于設計規(guī)定。 清孔后的泥漿性能指標：含砂率不大于 2%，相對密度為 1

19、.031.10，粘度為 17s20s，膠體率98%，各項指標在鉆孔的頂、中、底部分別取樣檢驗，以其平均值為準。 5.7 鋼筋籠加工及吊放 吊放鋼筋籠入孔時應對準孔徑，保持垂直，輕放、慢放入孔，入孔后應徐徐下放，不宜左右旋轉。若遇阻礙應停止下放，查明原因進行處理，嚴禁高提猛落和強制下放，詳見專項工藝。5.8 混凝土灌注 水下混凝土工程一般采取直升導管法施工。用直升導管法澆筑水下混凝土時，混凝土拌合物是通過導管下口，進入到初期澆筑的混凝土（作為隔水層）下面，頂托著初期澆筑的混 凝土及其上面的泥漿或水上升。為使?jié)仓ぷ黜樌M行，應盡量縮短澆筑時間，堅持連續(xù)作業(yè)，使?jié)仓ぷ髟谑着炷脸跄郧暗臅r間內

20、完成。水下混凝土塌落度應采用 1822cm，細骨料宜采用河砂，粗骨料宜采用卵石，其粒徑可采用 23cm。灌注混凝土開盤后，首批 連續(xù)入孔混凝土量，必須滿足導管底節(jié)埋入混凝土深度不小于 1.0m，并不宜大于 3.0m。水 下混凝土應連續(xù)灌注，不得中間停頓。在灌注中，要根據(jù)灌注速度提升導管，但導管埋入混 凝土的深度，應控制在 2m6m。水下混凝土灌注面，宜高出樁頂設計標高 1.0m，以便清除浮漿，確保混凝土質量，詳見第 14 章水下混凝土專項工藝。 施工機械及工藝裝備(1)沖擊鉆機：沖擊鉆機主要由鉆架、卷揚機、鉆頭、泥漿泵組成。(2)泥漿循環(huán)和凈化處理：泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要由泥漿池、高壓泥漿泵、出漿管

21、和進漿管四大部分組成。泥漿機械凈化法設備為泥漿分離器凈化。(3)清孔設備：清孔設備主要有撈渣筒、泥石泵、泥漿泵、空氣吸泥機等。(4)混凝土機械：混凝土攪拌站、混凝土攪拌運輸車、混凝土泵車、導管、漏斗、溜槽、 儲料斗等。(5)測量設備：水準儀、全站儀等。(6)試驗設備：混凝土試模，臺秤，萬能材料試驗機、壓力機等。(7)電力設備：內燃發(fā)電機、變壓器。6 作業(yè)組織沖擊鉆施工人員組織表（單臺鉆機）沖擊鉆施工人員組織表（單臺鉆機）序號工班分類人員名稱人數(shù)1鉆孔作業(yè)工班鉆機機械手3撈渣作業(yè)人員22吊裝作業(yè)工班指揮導管升降人員1裝卸導管4洗涮導管2吊車司機13混凝土灌注工班儲料斗內鏟混凝土2開關儲料斗，掌握漏斗進料1混凝土攪拌車司機26混凝土泵車司機237 安全生產與環(huán)境保護7.1 安全生產、應遵照執(zhí)行