中铁二十局集团郑万铁路河南段项目部一分部作业指导书
钻孔灌注桩作业指导书
1.编制目的
明确桥梁桩基钻孔灌注桩作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范桩基作业施工。
2.编制依据
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10752-2010）》;
《铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）》;
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设[2010]241号;
《高速铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号;
《铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）》;
《铁路工程基桩检测技术规程（TB10218-2008）》;
《新建铁路郑州至万州铁路河南段站前工程设计图纸》。
3.适用范围
适用中铁二十局集团郑万铁路河南段项目部一分部管段桥梁桩基施工。
4.钻孔工艺
4.1钻孔灌注桩施工工艺流程如下图一：
施工准备制作泥浆制作钢筋笼下钢筋笼
测量定线埋
设
护
筒
安
设
钻
机
钻
进
成
孔
清
孔
灌
注
混
凝
土
拔除护筒
图一钻孔灌注桩施工工艺流程图
4.2施工准备
4.2.1认真阅读、研究图纸，认真熟悉、核对各桩基的地质资料，充分掌握桩基的基本资料即桩的根数、直径、桩长及总工程量，搞清楚哪些属于陆地施工，哪些属于水中施工等。
4.2.2根据桩基的地质资料、总工程量及工期要求合理配备钻机，并认真分析各类钻机的功能特点及工作效率。
4.2.3当钻孔场地为旱地时，应清除杂物，平整压实。
4.2.4当钻机现场位于浅水中时采用筑岛围堰施工，要根据承台大小再考虑一定作业空间、运输便道及工作场地，根据施工水位，合理确定筑岛面积及筑岛高程。位于深水和有通航要求的河道采用搭设施工平台施工，施工平台应考虑钻机停放、吊机停放，运输便道等位置，并能满足桩基、承台、墩柱和挂蓝施工。
4.2.5护筒的埋设。不论采用何种钻机施工，均应在孔口埋设坚固且不漏水的护筒。护筒内径应大于钻头直径，若采用旋挖钻时，则应比钻头直径大20cm，护筒顶面应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。当为旱地或筑岛作业时还应高出施工地面0.5m，护筒埋置的深度应符合下列要求：
4.2.
5.1在旱地上，为粘性土时不小于1m，砂类土不小于2m，当表层土松软时，应将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5 m，且护筒四周应用黏土分层夯实。
4.2.
5.2水中筑岛时、护筒宜埋入河床面以下1 m,水中平台可按最高施工水位、流速、冲刷及地质因素等综合考虑其埋深，必要时可将其置于
不透水层上。护简高出水面应考虑泥浆船高度、水面至平台底高度，方便泥浆排放至船上和施工操作。
4.2.
5.3护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5 cm，倾斜度不得大于1%。
4.2.6泥浆池及沉淀池的设置。泥浆池和沉淀池是钻孔灌注桩施工中不可少的临时设施，对于旋挖钻机和冲击钻机施工泥浆池的大小一般为钻孔体积的1.2倍，具体情况应根据地质情况、桩的直径、根数及长度来确定。
当在砂类土，或黏土夹层的地质层内钻孔时宜采用膨润泥浆护壁，只有当在粘性土中钻孔，且当塑性指数大于15且浮碴能力满足施工要求时，方可利用孔内原土造浆护壁。关于泥浆的性能指标，应符合下列标准：泥浆比重，当采用冲击钻机，旋挖钻机钻孔时，入孔泥浆比重为1.1～1.3。
黏度：一般地层16～22s 松散易塌地层19～28s。
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，掺量由试验确定。
4.3钻机的选配
本标段桥梁桩基地质情况主要类型有：软粉质黏土、粉质黏土、卵石土、圆砾土、泥岩夹砂岩、粉砂地层和细砂地层，因此可选用的钻机类型为冲击钻机和旋挖钻机。
4.4钻进成孔
4.4.1旋挖钻成孔
4.4.1.1基本原理
旋挖钻机施工被誉为钻孔灌注桩施工技术的绿色施工工艺，工作效率高，施工质量好，尘土污染少，其工作原理是：利用钻杆和钻头的旋转，以钻头自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转，挖土，提升，土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。
4.4.1.2优缺点
①优点
a振动小，噪声低。
b成孔速度快，效率高，与常规钻机相比，旋挖钻机回转扭矩大，并可根据地层情况自动调整；钻压大，通过钻斗直接从孔内提取渣土，所以速度非常高，一般情况下，日进度在60m以上。
c设备先进，自动化程度高，劳动强度低。
d环保无污染，它可循环使用泥浆。
e行走移动方便，行走方式为履带式。
f对孔方便准确，操作手在驾驶室内利用先进的电子设备精确对位，并使钻机处于最佳状态。
g成桩质量好，孔壁有明显的螺旋线，有助于提高桩的摩阻力：孔底沉渣少，易于清孔，能提高桩端承载力。
h自带柴油动力，能缓解现场电力不足的矛盾，排除了因电缆而造成的安全隐患。
②缺点
a稳定液(泥浆)管理不当时，会产生坍孔。
b废泥水处理困难。
c沉碴处理较困难，常需清洗钻头。
d因土层情况不同，实际孔径比钻头直径大7%～20%。
e因为不易形成泥皮，护壁性相对较差，易缩径，塌孔。
4.4.1.3施工中应注意的几个问题
①钻机就位应平整，钻杆应垂直，确保孔身垂直度符合要求。
②确保稳定液（泥浆）的质量，对形成泥浆的原材料应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能，其密度、黏度、PH值、泥皮厚度、含砂量等应符合要求，黏土宜选择黏粒含量大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3～4倍的黏土。
③护筒应埋设准确和稳定，周边应夯实，各项指标应符合要求。
④斗底活门在钻进过程中应保持关闭状态，防止钻头内的渣土掉入孔内。
⑤严格控制钻斗在孔内的升降速度，过快会造成孔壁坍塌，升降速度一般以0.748m/s为宜（直径为1200mm时），当直径为1500mm时，宜控制在0.575m/s，直径越大，应越慢一些。
⑥应使孔内泥浆液面高出地下水位2m，以防坍孔。
⑦应经常检查并记录孔内水头高度、泥浆的相对密度和黏度，发现问题及时解决。
⑧成孔后，应尽量缩短下钢筋笼和下导管的时间，否则孔底沉淀太多。
4.4.2冲击钻机钻进
4.4.2.1准备工作
钻机就位前，对钻孔前的各种准备工作进行检查，包括机具设备的检查和维修。根据地质资料，绘制该地段地质剖面图，挂在钻机台上，用以指导施工。
