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广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范

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1、目的 
明确桥梁桥台旋挖钻灌注桩作业的工艺步骤、操作方法特定的工艺标准,指导、规范桩基作业施工。 
2、编制按照 
《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》 
《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》 
《施工图设计文件》 
3、适用范围 
适用于各种土质层和砂类土、碎(卵)石土或中等强度以下地层桥台桩基施工。施工前按照不同的地质采用不等的钻头。目前中国常用的德国产BG系列和意大利的R系列旋挖钻机。 

4、施工方式及工艺要求 
旋挖钻钻孔桩施工工艺框图 
广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范

4.1、施工准备 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范

钻孔场地依据地势、地质、水文资料和桩顶标高等状况结合施工技术的规定,须打算工作如下: 
首先确认钻孔桩位:按照基线控制网及桥梁设计坐标,用全站仪精确放出桩位。 
钻孔场地在旱地且施工之后地下水位在原地面以下大于1m者,应平整场地,清除污物,更换软土,夯填密实。钻机座不宜直接放在稳固的填土上,以免造成不均匀沉陷。修通旱地位置便道,为铺装机具、材料运送提供便捷。 
钻孔场地在陡坡时,应挖成平坡。如有困难,可用排架或托架搭设工作平台。 
钻孔场地在浅水时,宜采取筑岛法。岛顶面一般高出施工水位0.75~1.0m。筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。 
4.2、泥浆制备 
在砂类土、碎(卵)石土或砂土夹层中钻孔,采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔,当塑性指数高于15,可通过孔内原土造浆护壁。 
钻孔施工时促使孔深的降低向孔内迅速、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。 
桩孔砼灌注时,孔内流出的泥浆引流泥浆池内,利用于下一基桩钻孔护壁中。 
4.3、埋设护筒 
钻孔前修改坚固、不开裂的孔口护筒。护筒内径大于钻头外径,使用翻转钻机钻孔比工件大约20cm,护筒顶面高出施工水位或地下水位2m,埋设钢护筒,护筒内径比桩径大20cm,还需满足孔内泥浆面的厚度要求,在旱地或筑岛时高出施工地面0.2-0.3m。护筒埋置深度符合以下要求: 
岸滩上,黏性土不小于1m,砂类土不大于2m。当表面疏松时,将土层埋置粗壮密实的土体中至少0.5m。岸滩上铺设吊杆,在土层四周填土黏土并分层夯筑;护筒顶面中心与设计桩位偏差不小于5cm,倾斜度不多于1%。 
水中用锤击、加压、振动等措施下沉护筒。护筒埋入河床面下面1m;水中平台按最高施工水位、流速、冲刷及地质条件等原因确定埋深,必要时打入不透水层。 
水面平台上下沉护筒,由导向系统调节护筒位置。 
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%。 
4.4、 钻机就位及钻孔 
4.4.1、钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检测。钻机安装后的基座底部稳定,在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕,施工队对钻机就位自检。 
4.4.2、钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料制作地质地貌图,挂在钻台上。针对不同地质层采用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及合理的泥浆密度。 
4.4.3、钻孔作业分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时交代钻进情况及下一班留意事项。应长期对钻孔泥浆及钻机对位进行测试,不符合要求时,应立即纠正。应长期注意地层变动,在沉积变化处捞取样渣保存。 
4.4.4、钻孔过程中分析主机所在地板和支脚支承地面处的差异情形,发现沉降问题尽早停机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。 
4.4.5、当钻孔深度超过设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检测,确认满足设计提出后,立即提交终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清除和灌注水下混凝土的打算工作。 
4.5、清孔 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范详见清孔方法详见冲击钻孔桩方法 
4.6、钢筋笼骨架的自制安装 
详见挖孔桩笼制作、安装 
4.7、导管安装 
详见冲击钻孔桩导管安装 
4.9、灌注水下混凝土 
详见冲击钻孔桩灌注水下混凝土 
5、质量检验标准 
见冲击钻孔桩质量检验标准。 
6、钻孔桩常见事故的防治及处理。 
常见的钻孔(包括清孔时)事故及处理方式分述如下: 
6.1坍孔 
各种钻孔方法似乎出现坍孔事故,坍孔的特征是孔内水位突然增加,孔口冒细密的疙瘩,出渣量大幅降低而不见进尺,钻机负荷显著降低等。 
6.1.1、坍孔原因 
①、泥浆相对强度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁产生稳固泥皮。 
②、由于出渣后迅速补充泥浆(或水),或河流、潮水上涨,或孔内产生承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而导致孔内水头高度不够。 
③、护筒埋置太浅,下端孔口破损、坍塌或孔口周围地表受水溶化泡软,或水泵直接接触在护筒上,由于振动孔口爆炸,扩展成较大坍孔。 
④、在疏松砂层中渗入进尺太快。 
⑤、提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间长。 
⑥、水头太高,使孔壁渗浆或护筒底产生反穿孔。

⑦、清孔后泥浆相对强度、粘度等指标过高,用空气吸泥机清孔泥浆清除迅速补浆(或水),使孔内水量超过地下水位。 
⑧、清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。 
⑨、吊入钢筋骨架时撞击孔壁。 
6.1.2、坍孔的防止和处理 
①、在松散粉砂土或流砂中埋入时,应调节进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。 
②、发生孔口爆炸时,可迅速清理护筒并开挖钻孔,重新铺设护筒再钻。 
③、如出现孔内爆炸,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或岩石丘陵)混合物到坍孔处左右1m-2m,如坍孔严重时全部开挖,待回填物沉积密实后再行钻进。 
④、清孔时指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中,应利用水箱沟渠水减速后流向钻中,可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范⑤、吊入钢筋骨架时防止准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。 
6.2钻孔偏斜 
各种钻孔方法其实出现钻孔偏斜事故。 
6.2.1、偏斜原因 
①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石 
②、在有倾斜的软硬地层交界处,岩面倾斜钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中渗入,钻头受力不均。 
③、扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。 
④、钻机底座未安置水平或造成不均匀沉陷、位移。 
⑤、钻杆弯曲,接头不正。 
6.2.2、预防和处理 
①、安装钻机时转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定螺栓的卡孔和护筒中心两者在一条竖直线上,并一直检查校正。 
②、由于主动钻杆较长,转动时两侧伸展过大。必须在钻架上加装导向架,控制杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。 
③、钻杆接头逐项检查,及时调正,当自觉钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。 
6.3掉钻落物 
钻孔过程中似乎出现掉钻落物事故。 
6.3.1、掉钻落物原因 
①、掉钻落物原因 
卡钻时强提强扭,操作不当,使套筒或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。 
②、钻杆接头不良或滑丝。 
③、电动机接线错误,钻机反向转动,钻杆松脱。 
④、转向环、转向套等焊接处断开。 
⑤、操作不慎,落入扳手、撬棍等物。 
6.3.2、预防措施 
①、开钻前防止孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和壳体也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。 
②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接设备。 
6.3.3、处理方法 
掉钻后尽快摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住首先清孔,使打捞工具接触钻杆和钻锥。 
6.4糊钻和埋钻 
糊钻和埋钻常发生于正反循环旋转钻进中,糊钻的特点是在砾石卵石掉入时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象。 
预防和处理方法:对反面循环旋转钻,可防止泥包,调节泥浆的相对密度和硬度,适当降低泵量和向孔内投入适当砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对壳体厚度、钻渣进出口和排渣设备的宽度进行检测判断。 
6.5扩孔和缩孔 
扩孔比较多见,一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动情况、土质松软地层处或钻锥摆动过大,易于导致扩孔,扩孔发生原因与坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部出现破裂而扩孔,钻孔仍超过设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后再次爆炸影响钻进,应按坍孔事故处理。 
缩孔即孔径的超常缩小,一般体现为钻机钻进时出现卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的征兆。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是因为地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后孔径增大。各种钻孔方法均或许出现缩孔。为避免缩孔,前者迅速修复损坏的钻头,后者选用失水率小的优质泥浆护壁并快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使产生缩孔部位超过设计提出为止。对于有缩孔现象的孔位,钢筋笼就位后及时灌注,以免桩身缩径或挠曲.
6.6梅花孔(或十字孔) 
出现在以冲击锥钻进时,冲成的孔不圆,叫做梅花孔或十字孔。 
6.6.1、形成原因 
①、锥顶转向装置失效,以致冲锥不旋转,总在一个方向上下冲击。 
②、泥浆相对密度和硬度很高,冲击转动阻力大,钻头转动困难。 
③、操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起落下,钻头转动时间不充分或旋转小,改换不了冲击位置。 
④、有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易发生探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。 
6.6.2、预防办法 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范①、应长期监测转向设备的灵活性,及时维修更改失灵的转向设备。 
②、选用适当浓度和相对密度的浮渣,并逐步掏渣。 
③、用低冲程时,每冲击一段换用高一些冲程冲击,交替冲击修整孔形。 
④、出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土地基钻孔,重新冲击。 
6.7卡锥 
出现在以冲击锥钻进时。 
6.7.1、原因

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①、钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄头部挡住。 
②、未立即焊补冲锥,钻孔直径明显变小,而焊补后的冲锥大了,又用高冲程猛击,极易发生卡锥。 
③、伸入孔内不大的探头石未被粉碎,卡住锥脚或锥顶。 
④、孔口掉下石块或其他物品,卡住冲锥。 
⑤、在粘土层中冲击冲程高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。 
⑥、大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。 
6.7.2、处理方法 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范①、当为梅花卡钻时,若锥头向前有活动余地,可使钻头往下旋转半径较大方向提起钻头。也松一下钢丝绳,使钻锥旋转一个角度,有必然将钻锥提出。 
②、卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的方法,轻打卡点的木头,有时使钻头上下活动,也逃离卡点或掉入的石块落下。 
③、用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥勾往后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锥提出。 
④、在打捞过程中,要再次搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。 
⑤、用其他工具,如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的碎块挤进孔壁,或冲锥碰活动摆脱卡点后,再将冲锥提出。但守住大绳以免冲锥突然下落。 
⑥、用压缩空气或高压管道下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些之后,使卡点松动后被迫要求。 
⑦、使用专门生产器具将顶住孔壁的钻头拨正。 
⑧、用左右方法提高锥无效时,可试用水下爆破提锥法。将防水炸药(小于1kg)放于孔内,沿锥的凸缘放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是强调的。 
6.8外杆折断 
常见于旋转钻机。 
6.8.1、折断原因 
①、用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用,其密度、刚度小,容易折断。 
②、钻进中使用频率不当,使钻杆所受的改变挠曲基体增大,因而折断。 
③、钻杆使用过久,连接处有受损或接头损坏过甚。 
④、地质坚硬,进尺太快,使钻杆超负荷工作。 
⑤、孔中产生异物,突然下降压力而没有及时停钻。 


6.8.2、预防和处理 
①、不选用弯曲严重的壳体,要求各节钻杆的联接套筒工件联接丝扣完好,以螺栓联结销子接头要有导致反转松脱的固锁设施。 
②、钻进过程中掌控进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应严肃认真操作。 
③、钻进过程中长期检测钻具各个别锈蚀情况接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。 
④、在钻进中若遇异物,须以处理后钻进。 
⑤、如出现钻杆折断事故,可按前述打捞方式将掉落钻杆打捞上来。并检查问题,换用新或大钻杆继续钻进。 
6.9钻孔漏浆 
6.9.1、漏浆原因 
①、在透水性强的砂土或流砂中,特别是在有地下水流动的砂层渗入时,稀泥浆向孔壁外漏失。 
②、护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。 
③、护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。 
④、水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。 
6.9.2、处理办法 
①、凡属于第一种情况的回转钻机应选用坚硬或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或围堰粘土掺灰土、卵石反复冲击降低护壁。 
②、属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与铺设完善规定办理。如接缝处漏浆不明显,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如渗水严重,应挖出护筒,修理完善后再次埋设。 
7、钻孔桩断桩常见事故及处理 
7.1首批混凝土封底失败 
7.1.1事故诱因防止对策 
⑴导管底距离孔底大高或低。 
原因:由于判断失败,使导管下口距离孔底高或低。太高了首批砼数量不够,埋不了导管下口(1米以上)。太低了首批砼下落困难,造成污水与混凝土混合。 
预防措施: 
准确检测每节导管的厚度,并编号记录,复核孔深及导管总长度。 
将拼装好的导管直接下到孔底,相互校核长度。 
⑵首批砼数量不够。 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范原因:由于判断失败,造成首批砼总量不够,埋管失败。 
预防方法:根据孔径、导管直径认真计算和审查首批砼总量。 
⑶首批混凝土质量差。 
原因:首批砼和易性太差,翻浆困难。或坍落度太大,造成离析。 
预防方法:搞好配合比设计,严格调节混凝土和易性。 
⑷导管进浆。 
导管密封性差,在首批砼灌注后,由于内部泥浆压力大,渗入导管内,造成砼与泥浆混和。 
7.1.2处理办法 
首批混凝土封底失败后,应拨出导管,提起钢筋笼,立即清孔。 
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7.2供料和系统故障灌注停工 
7.2.1事故诱因防止对策 
原因:由于系统故障,混凝土材料供给问题导致停工较长时间,使混凝土凝结而断桩。 
预防方法:施工前做好过程效率评估,对于个别系统考虑备用;对于出现事件应有应急方案。 
7.2.2处理方法 
⑴如断桩间距地面较深,考虑提起钢筋笼后再次成孔。 
⑵如断桩间距地面较浅,可选用接桩。 
⑶如原孔无法通过,则回填后采用补桩的方法。 
7.3灌注过种中坍孔 
7.3.1事故成因防止对策

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原因:由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时撞击孔壁、致使在灌注过程中出现坍孔。 
预防方法:详见第6.1.1节。 
7.3.2处理办法 
⑴如坍孔并不严重,可持续灌注,并适时推进进度。 
⑵如能够持续灌注,应立即回填重新成孔。 
7.4导管拨空、掉管。 
7.4.1事故原因和避免 
⑴导管拨空 
原因:由于检测判断失败,致使灌注砼时导管拨空,对管内充满泥浆;或管腔埋深过少,泥浆涌入导管。 
预防方法:应努力测量和复核孔深、导管长度;应对导管埋深适当取保守数值。 
⑵掉管 
原因:导管接头连接不符合要求;导管挂住钢筋笼,强拉拉脱等。 
预防方法:每次拆管后细心重新联结导管接头;导管埋深较大时立即拆管。 
7.4.2处理办法 
⑴混凝土面间距地面较深时再次成孔。 
⑵混凝土面间距地面较浅采用接桩办法。 
7.5灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。 
7.5.1事故原因 
⑴混凝土供料间隔时间太长,灌注停顿,混凝土流动性变小。 
⑵混凝土和易性太差。 
⑶导管埋深过大。 
⑷在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高增加,超压力下降。 
⑸导管外的浮渣及所含渣土稠度增加,相对强度减弱。 
7.5.2补救措施: 
⑴提起导管,减少导管埋深。 
⑵接长导管,提高导管内混凝土柱高。 
⑶可在孔内加热稀释泥浆,并掏出部分沉淀土。 
7.6灌注高度不够 广东旋挖钻机培训学徒旋挖钻灌注桩技术规范7.6.1事故原因和避免 
原因:测量不正确;桩头预留量少。 
预防手段:可用于多种方法检测,确保正确;桩头超灌预留量合理降低。 
7.6.2处理办法 
挖开桩头,重新接桩处理。