冲击钻孔施工作业指导书

1 适用范围

适用于 xxx 标段桥梁桩基工程施工。

2 作业准备

2.1 内业技术准备

a.会同设计、监理完成现场交接桩和施工技术交底工作。组织测量部门进

行桥梁中线贯通和各控制点的闭合复测，对施工人员进行专项培训等。

b.熟悉和分析施工现场的水文、地质等资料，熟悉设计图纸，向作业队施

工人员进行技术、安全、质量、环保交底，确保施工过程中的工程质量和人身

安全。

c.熟悉施工现场环境，摸清施工范围内的地下管线、地下构筑物、危险建

筑等分布情况。

d.按照混凝土强度的设计要求，做水下混凝土配合比、施工配合比，满足

钻孔桩灌注混凝土的要求。

2.2 外业技术准备

a．钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平

面尺寸、钻机移位要求以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。施工场地

或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的高水位，并高出其上 0.5〜1.0m。

b．根据设计资料，复核桩位轴线控制网和高程基准点。确定桩位中心，以

中心为圆心，以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好。经驻

地监理工程师核查、批准后开钻。

3 技术要求

3.1 钢护筒的一般要求

a.用钢板制成的埋设护筒，应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、

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振动、锤击或辅以护筒内除土等方法沉入。

b.冲击钻护筒内径应大于钻孔 40cm。

c.护筒顶端高度宜高出地下水位 2.0m;护筒处于旱地时，其顶端还应高出地

面 0.3m。

d.护筒的埋设深度：

旱地或浅水处，粘质土中不小于 1.0m，对于砂类土应将护筒周围 0.5〜1.0m

范围内图挖除，夯填粘质土至护筒底 0.5m 以下；在深水河床为软土、淤泥、砂

土时，护筒底埋置深度应不小于局部冲刷线下 1.0〜1.5m。当软土、淤泥层较厚

时应尽可能深入到不透水层粘性土内 1.0〜1.5m。

3.2 泥浆性能指标，按钻孔方法和地质情况确定，符合下列规定：

泥浆比重：冲击钻机使用管形钻头钻孔时，入孔泥浆比重为 1.1～1.3；冲

击钻机使用实心钻头钻孔时，孔底泥浆比重不大于：砂黏土为 1.3；大漂石、卵

石层为 1.4；岩石为 1.2。

黏度：一般地层 18～22s，松散易坍地层 19～28s。

含砂率：新制泥浆不大于 4%。

胶体率：不小于 95%。

PH 值：大于 6.5。

为提高泥浆粘度和胶体率，在泥浆中掺入适量的碳酸钠、烧碱等，其掺量

经试验决定。造浆后要试验全部性能指标，钻孔过程中要随时检验泥浆比重和

含砂率，并填写泥浆试验记录表。

清孔应达到以下标准，泥浆比重：如在孔壁较稳定的地层中，比重不大于

1.15；孔壁不稳定的砂土中控制在 1.18～1.22，含砂率小于 2%，黏度 17～20s，

灌注水下砼前孔底沉渣必须为 0（测锤和孔底岩面撞击有清脆感），摩檫桩沉渣

不大于 20cm，严禁采用加深孔的方法来代替清孔。

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4 施工程序与工艺流程

施工顺序：施工准备→钻孔→清孔→钢筋笼制作安装、安装声测管→安装

导管→砼灌筑。

4.1 护筒施工

1）护筒的作用

护筒有固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水、避免其流入孔内，保护孔

口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静

水压力（水头），以保护孔壁免于坍塌等作用。

2）护筒的制作

钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下，一般采用厚 4〜12mm 的钢板制

砼备制运输 灌注水下砼

平 整 场 地 水中墩筑岛围堰

桩 位 放 样

制 作 护 筒检测钻

机和设

备

下沉、埋设护筒

钻 机 就 位

钻 孔

安装钻机设备

测量钻孔深度、

斜度、直径

备 制

泥 浆

测量

砼面

高度

检测

吊装钢筋骨架

测量沉淀厚度

钢筋骨架

制作、运输

钢筋骨

架检查

安装导管导管拼装试压

第一次清孔

二次清孔

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作。为增加刚度，防止变形，可在护筒上下端和中部的外侧各焊接一道加劲肋。

钢护筒在深水、复杂地质及大孔径等条件下，一般需要通过设计计算确定。

3）钢护筒埋设

钢护筒埋设工作是冲击钻机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否、

护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。

埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于 50mm，埋设中保证

钢护筒斜度不大于 1%。设计另有要求时，必须满足设计要求并严格保持护筒的

竖直位置。

a.旱地或岸滩埋设护筒

当地下水位在地面以下超过 1m 时，可采用挖埋法。当桩位处的地面标高与

施工水位（或地下水位）的高差小于 1.5〜2.0m 时，宜采用填筑法安设护筒。

b.在水深小于 3m 的浅水处埋设护筒

一般采用围堰筑岛，筑岛顶面应高出施工水位 1.5〜2.0m;也可适当加高护

筒顶面标高，以减少筑岛体积，然后按旱地埋设护筒的方法施工。

4.2 钻机安放

待护筒埋设好后，安装冲击钻机，将钻机对位，安装好钻架，对准桩孔中

心。采用长护筒时，每次护筒跟进后，钻架应按变更后的护筒底中心重新对位，

要反复核对中心位置，以免造成打坏护筒或斜孔。

根据钻头重量及安全系数确定钢丝绳直径，并注意要有出厂合格证，检查

钢丝绳的质量，要求优质柔韧，无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即以

卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上要留有 7 圈以上的富余量，绳尾

必须锚固在滚筒上。钢丝绳与钻头的连接宜采用钨金套，也可采用转向套连接。

4.3 泥浆调制与循环系统设置

钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成，对于黏结性好的岩土层，

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可采用清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分

布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆进行

护壁，泥浆性能指标中的泥浆比重及黏度需根据现场地质情况确定试验参数。

4.4 钻孔施工

冲击正循环钻进适用于大卵石层中钻孔和岩溶地区钻孔。冲吸反循环钻机

钻进适用于杂填土层、粘土层、砂卵砾石层、风化及微风化基岩等地质条件。

1）开孔

开孔前应在护筒内多加一些粘土块，如土质疏松，还要混入一定数量的小

片石，借钻头冲击力把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。为防止冲击震

动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土达到

2.5MPa 抗压强度后，方可开钻。

2）钻机正常钻进时，应注意以下事项：

a.开始钻孔时，宜采用小冲程，使成孔坚实、竖直、圆顺，对继续钻孔起

导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击，冲程以 2.0

〜3.0m 为宜。但在下列情况时，应采用 2.0m 以下的中低冲程：在斜面开孔及在

护筒内和在护筒刃脚以下 2.0〜3.0m 范围内钻进时；在停钻投泥重新开钻时；

当遇到局部砂层或溶洞时；在抛石回填重钻以及在处理特殊情况时。

b.钻孔时应对不同的地层采用不同的冲击方法，以保证钻孔质量和钻孔的

顺利进行。

c.在取渣后或因其他原因停钻后再次开钻，应由低冲程逐渐加大到正常冲

程，以免卡钻。

d.钻机正常钻进时要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层中每

次可松绳 5〜8cm，在密实坚硬土层每次可松绳 3〜5cm;应注意防止松绳过少，

形成"打空锤"使钻机、钻架及钢丝绳遭受损坏，松绳过多，则会降低钻进速

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度，严重时会使钢丝绳缠绕而发生事故。

e.应在钢丝绳上用油漆标注长度标志，以便正确控制冲程。

3）取渣

破碎的钻渣部分和泥浆一起挤入孔壁，大部分靠取渣筒清除孔外，故在冲

击一定时间后，应将冲击锤提出，换上取碴筒取碴。

4.5 成孔检查

在成孔过程中、终孔后及浇筑混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质

量检查。

成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的

虚土夯实，再直接用测绳及测孔器测；若孔内存在地下水，则采用水下灌注混

凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作。经质量检查合格的桩孔，及时灌注混凝

土。

冲孔到设计标高时施工单位要立即检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，

用测绳测量孔深并记录，钻孔完成后应用检孔器检测孔径，检孔器用钢筋制作，

高度为钻孔直径的 4〜6 倍，直径与钻孔桩直径相同。用测壁(斜)仪或钻杆垂线

法检查倾斜度，合格后方可清孔。

4.6 清孔

当钻孔深度达到设计标高，其孔深和孔径满足设计要求后，就可以进行清

孔。

1）清孔的方法

a.抽浆法清孔：抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩。但孔

壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。

b.换浆法清孔

清孔分两次进行，第一次，钻孔深度距设计孔底标高 1 米左右时，将泥浆

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池中的泥浆全部放掉，向孔中投入约 10m3粘土重新造浆替换原来的泥浆；孔深

达到设计孔底标高后，钻头在孔底 1.5 米范围内上下缓慢活动，泥浆继续循环

约 2小时，并适当加入清水降低泥浆比重。泥浆指标满足要求，相对密度 1.05

〜1.1，粘度 17〜20s，含砂率<2%之后，再将钻头提出，下检孔器，检查合格后，

即可下钢筋笼和砼灌注导管，然后进行第二次清孔。第二次清孔时，先将砼灌

注导管插入孔底，然后盖上闷头，接上泥浆管，开动泥浆泵，让泥浆循环，直

到孔底检测沉淀厚度满足规范要求。

4.7 钢筋笼加工及吊放

吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐

徐下放，不宜左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理，严禁高提

猛落和强制下放。

4.8 混凝土灌注

水下混凝土工程一般采取直升导管法施工。用直升导管法浇筑水下混凝土

时，混凝土拌合物是通过导管下口，进入到初期浇筑的混凝土（作为隔水层）

下面，顶托着初期浇筑的混凝土及其上面的泥浆或水上升。为使浇筑工作顺利

进行，应尽量缩短浇筑时间，坚持连续作业，使浇筑工作在首批混凝土初凝以

前的时间内完成。水下混凝土塌落度应采用 18〜22cm，细骨料宜采用河砂，粗

骨料宜采用卵石，其粒径可采用 2〜3cm。灌注混凝土开盘后，首批连续入孔混

凝土量，必须满足导管底节埋入混凝土深度不小于 1.0m，并不宜大于 3.0m。水

下混凝土应连续灌注，不得中间停顿。在灌注中，要根据灌注速度提升导管，

但导管埋入混凝土的深度，应控制在 2m〜6m。水下混凝土灌注面，宜高出桩顶

设计标高 1.0m，以便清除浮浆，确保混凝土质量。

5 施工要求

5.1 取渣

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一般在密实坚硬土层纯钻进尺小于 5〜10cm/h、松软地层纯钻进尺小于 15

〜30cm/h 时应进行取渣；或每钻进进尺 0.5〜1.0m 时取一次碴，每次 4〜5 筒，

或取渣至泥浆池内含渣显著减少，无粗颗粒，相对密度恢复正常为止。

在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待钻进 4〜5m 后再取渣，正常钻进每

班取渣应不少于一次。取渣后应及时向孔内添加泥浆以维持水头高度。投放粘

土自行造浆时，一次不可投入过多，以免粘钻头、卡钻头。

5.2 钻孔事故的预防及处理

a.坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔

口冒细密的水泡，出碴量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加等。坍孔的

预防和处理如下：

在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘

度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

汛期水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头。

发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔处以上 1

〜2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

b.斜孔

斜孔的预防和处理如下：

安装钻机时要钻架和护筒中心二者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

钻杆接头应逐个检查，及时调整，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填

片石冲平后再钻进。

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c.扩孔和缩孔

扩孔：若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能走到设计深度则不必处理。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔：为防止缩孔，要及时修补磨损的钻头，使用失水率小的优质泥浆护

壁并须快速慢进，并复钻二、三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复

扫孔以扩大孔径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。

d.梅花孔（或十字孔）

梅花孔（或十字孔）的处理方法如下：

应经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。

选用适当粘度和相对密度的泥浆。

用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。

出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。

e.卡钻

卡钻处理方法如下：

处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行处理。宜待钻头有松动后方可

用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。

当为梅花孔卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较

大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提

出。

卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石

头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。

用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时

提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。

在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。

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用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使

卡点松动后强行提出。

实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。

用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法。将防水炸药（少

于 1kg)放入孔内，沿锥的溜槽放到锥底，而后引爆，震松卡钻钻头，再用卷扬

机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。

f.掉钻落物

预防措施如下：

开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可

用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

为便于打捞落锥，可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杆，

或在锥身上围拥几圈钢丝绳。

g.糊钻和埋钻

预防和处理办法：清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量

和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，还应减小冲程适当控制进尺，若已严重

糊钻，应停钻，清除钻碴。

6 劳动组织

表 6.1 冲击钻施工人员组织表（单台钻机)

序

号

工班分类 人员名称 人数

1 钻孔作业工班钻机机械手 3

捞渣作业人员 2

2 吊装作业工班

指挥导管升降人员 1

装卸导管 4

洗涮导管 2

吊车司机 1

3 混凝土灌注工班

储料斗内铲混凝土 2

开关储料斗，掌握漏斗进料 1

混凝土搅拌车司机 2〜6混凝土泵车司机 2〜3

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7 材料要求

a 桩基原材料：水泥、石子、砂、钢筋等由试验人员按规定进行检验，确保

其原材料质量符合相应标准。

b混凝土在拌和站集中拌和，坍落度控制标准为钻孔灌注桩为 180～220mm。

8 设备机具配

（1）冲击钻机：冲击钻机主要由钻架、卷扬机、钻头、泥浆泵组成。

（2）泥浆循环和净化处理：泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泥浆泵、出

浆管和进浆管四大部分组成。泥浆机械净化法设备为泥浆分离器净化。

（3）清孔设备：清孔设备主要有捞渣筒、泥石泵、泥浆泵、空气吸泥机等。

（4）混凝土机械：混凝土搅拌站、混凝土搅拌运输车、混凝土泵车、导管、

漏斗、溜槽、储料斗等。

（5）测量设备：水准仪、全站仪等。

（6）试验设备：混凝土试模，台秤，万能材料试验机、压力机等。

（7）电力设备：内燃发电机、变压器。

9 质量控制及检测

9.1 主控项目

1）钻孔达到设计深度后，必须核实抵制情况。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查；勘察设计单位现场确认。

检验方法：检查施工记录、观察。

2）孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检查

检验方法：测量检查和用检孔器

9.2 一般项目

1）钻孔桩护筒应坚实不漏水，护筒埋深应符合施工工艺设计要求。

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检验数量：施工单位全部检查

检验方法：观察和测量检查

2）泥浆指标应根据地质条件确定。对制备的泥浆应试验全部性能指标，钻

进时应随时检查泥浆比重和含砂率。

检验数量：施工单位全部检查。

检验方法：检查泥浆试验记录、进行泥浆比重和含砂率试验。

3）浇筑水下混凝土前应清底，桩底沉渣允许厚度为：摩擦桩不应大于 300mm。

检验数量：施工单位全部检查。

检验方法：测量并填写记录。

4）钻孔桩钻孔允许偏差和检验方法

9.3 成桩检测

8.2.1.受检桩的桩身混凝土强度应达到设计强度的 70%或桩身混凝土龄期

不小于 14 天；

8.2.2.低应变检测桩检测前准备

①桩顶检测时标高应为设计标高；

②受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与设计条件基本相同；

③灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；

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④桩顶表面应平整干净且无积水；

⑤在桩顶平面中心位置打磨出直径约为 10cm 的平面；在距桩中心 2/3R 半

径处，对称布置打磨 2～4处直径约为 6cm 的平面（见图 2-1），打磨面应平顺光

洁密实；

2/3R 2/3R

D≤0.8m 0.8m＜D≤1.25m 1.25m＜D＜2.0m

图 1 不同桩径对应打磨点数及位置示意图

⑥当桩头与垫层相连时，相当于桩头处存在很大的截面阻抗变化，对测试

信号会产生影响。因此，测试时，当桩头侧面与垫相连时，除非对测试信号没

有影响，否则应将桩顶与垫层断开。

8.2.3.超声波检测桩检测前的准备

①桩顶检测时的标高应为设计标高；

②要求受检桩的桩顶混凝土质量应与桩身设计条件基本相同；

③灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；

④将伸出桩顶的声测管切割至同一标高并高出桩顶 10cm 以上；

⑤检查各声测管是否畅通，如有堵塞必须疏通

⑥将各声测管内注满清水后，封口待检。

10 安全及环保要求

10.1 安全生产

a.应遵照执行《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009)和《桥

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路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009)。

b.钻架的滑轮要灵活，应采用滚珠轴承，滑轮直径不小于绳径的 18 倍，严

禁使用轮缘已破损的滑轮。应控制钢丝绳放松量，防止钢丝应放松过多而减少

冲程；放松过少则不能有效冲击，而形成"打空锤"，损坏冲击机具。

c.用卷扬机施工时，应在钢丝绳上做记号控制冲程。冲击钻头到底后要及

时收绳提起冲击钻头，防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒。

d.钢丝绳要勤检查，勤保养，断丝超过规定值的要及时更换，钢丝绳的卡

子要经常检查，松动的卡子要及时补拧。

e.起落钻头速度应均匀，不得突然加速，避免碰撞护筒和孔壁。一般不宜

多用高冲程，以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔、卡钻事故。

f.必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定。

g.钻孔应一次成孔，不得中途停顿。如因故障停顿时，钻头应提出孔外，

孔口加盖防护。施钻过程中，井孔周围切勿放置铁件，以防掉入孔内难以打捞，

影响钻进。

h.施工中要注意：风、水、电安全可靠，井孔周围清洁整齐，有足够的照

明，交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺牢固。

i.高空作业工作人员要戴安全帽，穿防滑鞋、栓安全带。对工人应进行安

全教育、操作规程教育，严防发生工程质量和人身事故。

j.每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正

常冲程，以免卡钻。

10.2 环境保护

a.施工现场应制定洒水防尘措施，指定专人负责及时清运泥浆、钻渣土。

b.桩基施工泥浆不得随意排放，必须经过沉淀池沉淀，经检查合格后才能

排放，否则应清理到指定地点处理；

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c.钻孔桩出渣不得随意排放，应在指定地点处理；

d.根据环境保护法律、法规采取有效措施进行环保施工。

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• 冲击钻孔施工作业指导书
• 1适用范围
• 2作业准备
• 3技术要求
• 4施工程序与工艺流程
• 5施工要求
• 6劳动组织
• 7材料要求
• 8设备机具配
• 9质量控制及检测
• 10安全及环保要求