钻孔灌注桩反循环钻机成孔作业指导书1适用范围反循环钻机成孔适用于填土、淤泥、黏土、粉土、砂土、砂砾等地层。

采用圆锥式钻头等可进入软岩，采用滚轮式（又称牙轮式）钻头等可进入硬岩。

反循环钻机成孔不适用于自重湿陷性黄土层，也不宜用于无地下水的地层。

对于大卵砾石层、大抛石层和大孤石层，反循环钻进效率很低，甚至无法进尺。

2作业准备2.1 技术准备2.1.1 内业技术准备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。

操作人员上岗证书2.1.2外业技术准备施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集，包括桩径、桩长及地层情况。

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。

已完成现场踏勘，对妨碍施工或对安全操作有影响的既有架空管线、地下电缆、给排水管道等设施，已采取清除、移位、保护等措施妥善处理。

施工所需电力线路架设已完成，满足钻机所需电力供应需求，并配备适合备用的变压器或柴油机。

场地已根据施工组织设计进行布置，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。

泥浆池开挖及防渗漏措施水上作业已搭设了工作平台。

准备一定数量的造浆黏土。

用全站仪、GPS全球定位系统等准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度；测好的桩位必须复测，误差控制在5mm以内。

桩位测量及十字桩埋设2.2机械设备、材料及试验准备施工场地已平整，便道已修建，机械设备已进场，机械性能良好，数量满足进度及工期要求。

施工所需的测量、试验设备已检测、标定完毕，可以进行使用。

施工所需钢材、水泥、砂石等材料已进场并进行检验，已取得各种原材料及其抽检试验报告。

混凝土已完成配合比设计，其报告及有关资料已经过相关单位审批，允许施工中使用。

钻孔施工前进行场地平整、施工便道修筑测绳湿润后进行校核3技术要求3.1所使用的机械及设备具有合格的出厂证明及使用期限。

3.2所使用的原材料应具有质量合格证并按相关要求抽检合格。

3.3在进行大面积钻孔施工前应按照《铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》相关要求进行施工工艺试验，确定工艺参数，并报监理单位确认。

3.4钻机就位、成孔时，必须通知现场监理进行确认。

3.5桩位放样、成孔质量及桩体质量必须满足《铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》、《铁路桥涵工程施工技术指南》、施工图设计文件及业主相关文件的要求。

4施工程序与工艺流程4.1施工程序钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为：测量放样埋设护筒钻机就位泥浆制备钻进检孔制作安装钢筋骨架清孔检查验收等。

4.2工艺流程图4.2.1反循环钻施工工艺及质量控制流程图详见图4.2.1图 4.2.1 反循环钻施工工艺及质量控制流程图4.2.2钻孔灌注桩质量检验控制流程详见图4.2.2。

图 4.2.2 钻孔灌注桩质量检验控制流程5 施工要求5.1 施工准备5.1.1 场地准备1开工前先对桩位进行定位测量，埋设护桩。

2整平场地，场地为旱地时，清除地表杂物，换除软土，整平夯实，以保证钻机稳定。

3场地为陡坡时，用枕木或型钢搭设作业平台。

4场地为浅水时，采用截流、改河或筑岛方案，变水中钻孔为旱地钻孔。

筑岛面积根据钻孔方法，设备规格决定。

5场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。

平台座能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作以及浇筑水下混凝土时可能发生的全部重力。

6如场地为深水，但水流平稳，水位升降缓慢，钻机可设在组合船舶或浮箱上，但必须锚固稳定，以免造成偏位、斜孔或其他事故。

7当场地为深水、流速较大时，可采用双壁钢围堰，就位后灌水、下沉、落床，然后在其顶面搭设工作平台。

8挖好泥浆池和沉淀池，布置好场内便道、输电线路、孔外排水系统及其他附属设施。

5.1.2测量放线采用全站仪或GPS全球定位系统与钢尺相结合的方法进行桩位放样，根据设计桩位图，用全站仪或GPS全球定位系统将桥墩台位置每一根桩的中心测出并用水泥包裹，然后在中心桩的前后左右设置护桩，测量人员、技术人员、钻机长应根据桩位图及桩间距对桩位逐桩复核，并形成测量交接桩记录，符合要求后由技术人员报监理单位复核。

5.2护筒制作及埋设5.2.1护筒采用厚为6～10mm的钢板，护筒内径应比钻头直径大200mm；护筒的顶部应开设l～2个溢浆口，并高出地面250～350mm。

护筒顶高程应高出地下水位2.0m。

5.2.2护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。

所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯实。

护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。

埋设护筒的坑不要太大。

坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。

护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm，倾斜度不大于1%。

5.2.3护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m，并在保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。

当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。

现场订制的护筒开挖护筒坑洞5.3泥浆制备钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂组成。

开工前应准备数量充足和性能合格的黏土或膨润土。

5.3.1灌注桩钻孔施工中泥浆的作用1护壁作用，防渗、防水帏幕。

以孔内高于地下水位的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗孔周水渗入孔内，维持孔壁稳定。

2悬浮土渣，携带土渣出桩孔。

不使土渣沉入孔底造成钻孔困难、影响桩底沉渣厚度。

5.3.2泥浆必须具备的条件1物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。

2化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。

3适当的比重。

比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足，或防碍混凝土灌注。

4良好的触变性。

要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。

当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；渗入孔内的泥浆又能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；而渗入孔内的泥浆能快速固结，以维持孔壁稳定。

钻孔用泥浆性能指标见表5.3.2。

表 5.3.2 钻孔用泥浆性能指标5形成薄而韧的泥皮，黏附于孔壁上，不透水。

6能够容易从沉淀池、旋转器中分离出来。

7不产生过多气泡。

膨润土泥浆具有相对密度低、黏度好、含砂量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点，是钻孔施工的优质泥浆。

5.3.3泥浆的基本配比泥浆的配比应视地质情况、施工机械等条件，选定基本配比后，经过配制试验并修正后确定泥浆配合比。

表5.3.3是泥浆配合比实例，供选择基本配合比时参考。

表 5.3.3 泥浆配比实例5.3.4泥浆净化与再生反循环钻孔一般采用泥浆悬浮钻渣护壁，因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁等原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原材料和减少环境污染，可使机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统。

泥浆池、沉淀池的池面高程应比护筒低0.5～lm，以利泥浆回流畅顺，位置布局要合理，不得妨碍吊机和钻机行走。

泥浆池的容量为每孔的排渣量，沉淀池的内容应为每桩位排渣量的1.5倍～2倍。

应有专人清除沟槽沉淀物，多余的泥浆要及时排出坑槽，保证不淤塞，维护泥浆沟（槽）、沉淀池、泥浆池的工作性能。

5.4钻机就位钻机就位前，要保证钻机座落处的平整与坚固，防止在钻进和运行过程中产生位移和沉降，同时保证钻机顶部的起吊滑轮缘、钻孔中心应在同一铅垂线上。

5.5钻孔5.5.1钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。

5.5.2钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻机上。

针对不同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。

5.5.3开钻时宜低挡慢速钻进，钻至护筒以下1m后再以正常速度钻进。

反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底20cm，待泥浆循环通畅后方可开钻。

5.5.4钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。

5.5.5经常检查泥浆的各项指标。

5.5.6开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。

5.5.7当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

5.6清孔清孔时注意事项：清孔标准符合设计及规范要求，即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不大于规范要求。

严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

6劳动组织6.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

6.2施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置，每台冲击钻配备的施工人员如表6.2。

表 6.2 每台钻机施工人员配备表其中施工负责、技术人员、机长、专职安全员由企业正式职工担任，并可根据现场实际情况适当增加若干劳务工人。

7材料要求原材料应符合设计及施工规范要求，施工用水的水质应符合工程用水标准。

8设备机具配置循环钻钻孔作业施工机械设备主要有反循环钻机l台、反循环钻头2个（其中一个备用）、泥浆泵1台、空压机l 台、千斤顶l台、检孔器1个、测绳2根、抽渣筒1个、水准仪l台、泥浆筒1个、清水筒1个等。

8.1反循环钴机以GPS-20/25型反循环钻机机和KP2500为例，主机图样见图8.1。

常用的反循环钻机可分为：(1) 泵吸反循环钻机，如我国GPS215、GPS220型、德国SW型、美国RD2600、CSD2820型及日本S2200、MD150型等。

图8.1 GPS-20/25钻机KP2500钻机(2) 气举反循环钻机，如我国KTY3000、KPG3000型（钻孔直径1500～6000mm、钻孔深度130m）、日本MD250型等。

(3) 泵吸、气举反循环钻机，如我国GPS225型、罗马尼亚EA系列型、日本S系列型、德国L系列型等。

(4) 正、反循环两用钻机，如我国KP2000、GJC240HF和BRM 24型等。

常用反循环钻机钻头见表8.1。

表8.1 反循环钻机的常用钻头8.2泵吸反循环钻头8.2.1双腰带梳齿刮刀钻头该类钻头的特点是对地层的适应性强，综合钻进效果好，主要适合钻进砂土层、砂砾层、卵砾石层、少量黏土层和风化基岩层。

图8.2.1 双腰带梳齿刮刀钻头8.2.2大八角合金齿块双腰带刮刀钻头该类钻头的特点是强度大，可承受的压力和扭矩大，适合钻进砂卵砾石层和软基岩，中硬基岩。