旋挖钻挖孔灌注桩施工工法

'旋挖钻挖孔灌注桩施工工法1前言旋挖钻挖孔是一种新型成孔方式，不仅清洁、成孔率高，而且较以前的成桩方式速度快了很多（每台机器一天可完成4~5根桩），缩短了工期。2工法特点环保特点突出，施工现场干净这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机虽然也使用泥浆，但泥浆仅仅用来护壁，而不用于排碴，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。3适用范围旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层。4工艺原理 旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定）。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。每一循环视孔深不同约在1~5min内完成。每钻进一斗，入土0.5~0.8m。50m深桩孔，在一般地质条件下约100~200斗即告完成。软土层最高小时进尺能达到15m。五施工工艺钻孔桩施工方案如图：具体施工工艺及施工方法5.1施工工艺流程：桩位测放→钢护筒埋设，泥浆池砌筑→钻机就位，泥浆配制→钻机钻进，泵入泥浆→钻进至设计桩底标高后进行孔径、孔深及孔的斜率检测→清孔、并进行沉碴测定→安放钢筋笼→水下砼灌注旋挖桩工艺流程图 测量放桩位钢护筒制造并倒用钻机安装就位并牢靠固定钻机检修成孔泥浆池及拌浆准备测量孔深、检孔清孔钢筋笼安装材质检验、钢筋笼制造，成品质量检查测量控制安装水封构架及水封导管水封导管做拉力和水密实验检查孔底沉渣，如不合格则二次清孔灌注水下混凝土混凝土原材料检验砼生产严格控制计量拔除护筒钢护筒埋设、四周用粘土填实清除浮浆，桩头凿毛5.2旋挖灌注桩的施工：5.2.1测量放样：采用全站仪，根据站房的引测的控制点坐标 及桩基施工图纸采用极坐标推算出的坐标，放出桩位，在设出的桩位处钉上钢筋棍，并在四周以桩位钢筋棍为中心都钉上钢筋棍，并做好保护。5.2.2打桩顺序：　　打桩用3台钻机同时从F轴向A轴打，同时要保证连续两根桩在距离小于4D（最近桩的直径）时，要跳打。5.2.3钢护筒制作与埋设：钢护筒采用开口钢护筒，用不小于6mm厚钢板卷制。护筒高度不小于2.0m。为增加刚度防止护筒变形，在护筒上、中、下部各焊一道箍筋加强。钢护筒安置时，先用钻头在桩位钢筋棍处下钻，在比护筒长度短1m左右时停下来，再用钻机的液压系统将护筒直接压下，到 高出施工地面0.3m，然后将护筒四边用粘土回填夯实。护筒内径应比桩径大20cm。护筒顶平面位置偏差不得大于5cm，斜率不得大于1%。护筒顶口应高出地下水位2.0m，5.2.4泥浆池及泥浆制作：采用下挖泥浆池，池内壁做好防水处理。在桩位附近，但不能影响桩的施工，砼灌注及钢筋运输。泥浆采用膨润土、纯碱、纤维及水配制。采用专用的泥浆搅拌桶搅拌，拌好后倒入泥浆池。5.2.5成孔施工：根据地质条件及工期要求，成孔旋挖的方法施工，采用泥浆护壁。桩机进场后应对旋挖前的各项准备工作进行检查，包括机械设备的检查维修及调试。安装桩机时，钻头应根据桩的设计直径及土层情况选用。桩机就位后底座平稳，在旋挖及旋转卸土时桩身不能有移位及钻陷。在旋挖过程中钻头提升时，钻杆轴线、钻头中心与护筒的中心必须始终保持在同一铅垂线上，以确保桩孔的垂直度（钻机自行控制，旋挖钻机上有保持垂直的系统）。在钻进过程中应随时注意土层变化，对不同土层采用不同的旋挖速度，使其达到最佳进尺。在砂土中，应注意控制旋挖速度，同时提高孔内水头。旋挖过程中，应注意土层的变化，并作好记录，与地质剖面图核对，如与设计图及地质剖面图不符，应及时通知设计单位及监理工程师。在成孔过程中必须认真贯彻执行岗位责任制，不得碰撞孔壁及钢护筒。成孔过程中应随时测定桩的倾斜率，将其控制在1%以内，随时抽检泥浆指标，使泥浆满足护壁要求。5.3清孔： 当成孔达到设计标高，经工程师检测合格后，停止钻进，并将钻头提离孔底200-500mm，采用泥浆泵从泥浆池中泵入新制泥浆，同时再从孔内用泵将泥浆泵出。通过这种循环，达到清孔目的。待孔底沉渣厚度满足规范要求或设计要求后，采用检孔器检查有无缩孔情况，以及成孔倾斜情况，各项指标经工程师检查合格后，移走桩基，准备下放钢筋笼（由于成桩工艺的关系孔底沉渣很少，而且孔的垂直度也能保证）。5.4成孔质量偏差：钻孔灌注桩成孔质量允许偏差编号项目允许偏差1孔的中心位置不大于10cm2孔径不小于设计桩径（φ=100cm）3倾斜度小于1/1004孔深不小于设计规定5孔内沉淀土厚度不大于１０cm6清孔后泥浆指标相对密度1.05～1.１，粘度17～20，含砂率<4%成孔后在下钢筋笼之前，应先放探笼。若探笼能顺利放下并提起，则可继续下一道工序；若探笼不能顺利放下，立即查找原因，处理好后，再放探笼，若顺利则进行下一道工序。5.5钢筋笼的制作及吊装：①钢筋笼的制作钢筋笼成型采用箍筋成型。焊接时，主筋与加强箍筋全部焊接，主筋内缘保持光滑，钢筋接头不侵入主筋内净空。钢筋笼下端垫齐，用加强箍筋封住。钢筋笼主筋采用连续闪光对焊，其焊机的容量为100KV.A。焊接后外观检查要符合以下要求：（a）接头处不得有横向裂纹；（b）与电机接触处的钢筋表面不得有明显烧伤；（c）接头处的弯折角不得大于3。；（d）接头处的轴线偏移不得大于2mm。 钢筋笼制作允许偏差项次项目允许偏差1主筋间距±102箍筋间距或螺旋筋螺距±203钢筋笼直径±104钢筋笼长度±50②钢筋笼的吊装为防止钢筋笼在运输和吊装过程中发生变形而影响工程质量，采用四点吊装法。5.6灌注水下砼：采用常规垂直导管提升法灌注钻孔桩水下砼，导管内径为φ250mm，接头采用丝扣长勾联结，拆装方便，对导管要求如下：（1）顺直：矢弯≯1‰；（2）水密性：在0.6Mpa水压作用下不漏水；（3）标记：准确丈量长度，划出刻度标记；（4）接头：灌注砼加冲作用下不断裂。导管应事先组拼、试验，并经仔细检查合格后，方可插入孔中，做好防护，任何情况下不得掉落物体到管内，防止堵塞导管，影响砼灌注。导管安装就绪、并检查合格后，进行二次清孔，二次清孔完毕，孔底沉渣厚度及孔内泥浆指标达到规范及设计要求，经工程师检查签字后，装上料斗，灌注砼。灌注砼应连续有序进行，中途不得间断，应一气呵成。当灌注快完成时，应控制好砼顶面标高，超灌高度控制在1m左右。灌注砼时应注意下列事项： 砼运抵灌注地点时，检查其和易性、坍落度等情况，如不符合要求，应进行第二次拌合，如仍达不到要求，不得使用。灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离为20～40cm，料斗首批砼储量保证灌注后导管埋入深度约1m。灌注应连续有节奏地进行，并应尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内砼不满时，徐徐地灌注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。定时检测孔内砼面的位置，及时调整导管埋深。埋深一般控制在２～6m。5.7桩基检查验收：打完桩以后应立即放线符合桩位，若桩位偏差超过150mm，应立即通知设计。桩身砼达到一定强度后，清除孔内泥浆，凿除桩头。六、施工要点旋挖桩在国内暂时还没有相应的规范，我们只能按灌注桩的相应的一些规定，再结合现场的实际情况来控制。6.1泥浆配制应在开钻前至少一天进行，让彭润土充分发酵，开钻时应对泥浆的指标进行控制：比重应根据土质情况控制在1.05~1.10之间，粘稠度在17s~22s之间，砂率应小于3%。6.2强调开钻机的司机，要时刻注意钻杆的垂直度。不要因为下面地质情况不好，而造成孔的垂直度不能达到要求。6.3在地质情况不好或回填土处应加长护筒长度，让护筒一直伸到原土层后在进钻。6.4放下钢筋笼后应先测量一次孔深，如果沉渣太厚可直接将钢筋笼提起来，然后再让旋挖机过去，将沉渣捞起来后再放进去。七施工人员及机械设备组织施工人员： 为满足进度计划要求，单台旋挖桩机安排2个班组进行24小时不间断施工，每班施工人员7人，则2个班组共计14人。施工设备组织拟投入本工程主要施工机械设备及进场时间表序号名称规格功率、容量、吨位单位数量进场时间1旋挖钻机Bauer-BG22／SANY/MAIT220KW台32汽车起重机QY-2525t辆23交流电焊机BX-500-2台204闪光对焊机UN100100KVA台25钢筋调直机TZJ台16钢筋切断机GQ40-1台27钢筋弯曲机GW40-S-1台28装载机ZL40台29反铲挖掘机台310泥浆泵3PN台411其它八、质量控制8.1质量管理工程在项目经理下设工程质检组，各班设质检员，形成一个分级质量管理网络。质检组在总工程师领导下工作，监督范围有：1、原材料的材质是否合格；2、工艺和操作方法是否符合规范；3、工程质量是否符合技术规范的要求，有质量否决权； 1、原始记录是否及时、准确、完整；2、计量和试验是否正确、真实、符合规范。8.2钻孔灌注桩8.2.1钻孔桩准备工作（1）严格审查桩机开行路线和施工顺序的设计是否合理。看是否便于施工和确保质量，对其不完善之处提出意见和建议，以保证工程质量具有可靠的技术措施，并对确定后的桩机开行路线根据比例尺在施工图表明桩位、编号、施工顺序、以便管理。（2）严格检查桩机的机械部位是否完好无损。成桩机械必须经过鉴定合格后方能使用，以便在施工中因机械故障而影响工程质量。还要检查钻机上是否有接地保护，是否有漏电保护器，以保证安全施工。（3）严格对工程各所需要材料的质量进行检查和控制。钢材必须有出厂合格和复试报告以及钢筋的试验报告。进入施工现场的水泥必须有出厂合格证，且要先检验后使用。粗骨料宜采用碎石，粒径不大于40mm。细骨料应采用质地坚硬，颗粒洁净的天然中、粗砂，且集配合理。（4）严格施工放样工作。在不受施工影响的地方设置基桩轴线控制点和水准点，以便施工中经常复测。对所放桩位再次复核，经确认无误后，钢筋将桩位固定，以便在施工中因移动钻机对其碰撞而移位。（5）严格组织设计交底和图纸会审，明确设计意图和要求，进一步明确钻孔灌注桩各分项工程质量标准，这是一项重要的工作环节。（6） 严格审核施工现场的质量保证体系。主要是组织设计、计量方法，质量检测手段等技术措施是否能保证其施工质量。8.2.2成孔过程的管理做到六检查（1）根据施工方案已定的钻机开行路线，对桩机就位、按序施工检查。当钻机就位后必须使用其主钻杆垂直，并与桩定位中心重合，其偏差必须保证在20mm范围以内。（2）钻进过程中要时刻关注钻机主体的垂直度，以此来保证桩体的垂直度。（3）钻进工程中应适时检查。施工人员经常留心观察泥浆的颜色变化，以检查各土层土质是否与工程地质报告书中标注相符，以正确判断钻进的地质层深度。（4）成孔过程中泥浆的稠度、比重、含砂量应经常进行检查。泥浆比重测定值应控制在1.05～1.10之间，过稠影响钻进速度，过稀则泥浆护壁质量达不到要求，易产生塌孔。（5）清渣与换浆成孔检查。清孔是保证质量的关键工序。清孔是否彻底对桩的承载力影响很大。当钻机至设计持力层时，尽管在成孔过程中，能不段循环抽出泥浆，带出大部分浮渣到孔外，但仍有残留孔渣沉于孔底。此时的沉渣处于悬浮状态，应及时调整泥浆稠度，该泥浆比重值可调节到1.07，以便于抽出。（6）成孔验收检查。在起吊前应测量钻孔主杆的余尺，并用测绳检查确认沉渣厚度是否符合设计要求，要求清孔小于10cm，记录在案后，方能起钻。在起钻过程中，若能使钻杆垂直提起，则说明桩机偏差小，若不能提起或提起有困难，则说明桩孔不垂直，偏差较大。此时，应进行修孔处理，直到钻杆能垂直顺利提起为止。成孔检查有三个阶段： （1）主杆、钻杆、钻头（至腰箍）总长计算桩底标高；（2）孔径检测；（3）灌注前的孔底标高，沉渣厚度。（4）孔是否垂直（用探笼测得）。钻孔桩的质量要求如下：序号检查项目规定或允许偏差检查方法和频率1孔的中心位置（mm）群桩100用GPS、全站仪排桩502孔径不小于设计桩径查灌注前记录3倾斜度1%查灌注前记录4孔深符合图纸要求查灌注前记录5沉淀层厚度（mm）桩≤100查灌注前记录6清孔后泥浆指标相对密度1.05～1.10查清孔资料粘度17～22s含砂率3%8.3钢筋笼制作安装管理做到五要求:（1）钢筋材质应符合设计要求。所有的钢材必须有合格证和原材料复试报告。（2）几何尺寸应符合设计要求，对钢筋笼形体和笼长进行检查，采用模具制作，以保证主筋位置准确，成笼垂直度好。几何尺寸允许偏差：主筋间距10mm，箍筋间距20mm，长度50mm以内。（3）对加劲环筋的要求。它是保证圆形笼质量的关键，制作一定要圆。其直径偏差必须控制在允许范围内，箍筋与主筋之间50%以上的连接点采用焊接。并焊接在一些圆形突出主筋，应用砼垫块，以确保主筋保护层符合要求。（4） 对钢筋笼吊运、安装的要求。钢筋笼应四点式起吊，以防止钢筋笼变形；吊装入孔时要轻起轻落，居中放下，注意不要碰撞孔壁，更不准强行压入，以保证垂直度和保护层的厚度。（1）钢筋笼的固定要求，当笼体顶面标高落至施工图设计标高处，各部位检查合格后，通过引筋和自动卡紧保险装置将笼体固定，以防止钢筋笼上浮。8.4砼浇注的管理做到“六不放过”（1）水泥应有出厂合格证和复试报告，砂、石含泥量及石子粒径应符合要求。坍落度应控制在18—20cm为宜，浇灌前的砼不淋雨，不失水离析。不符合要求的砼，不得灌注，并要求每根桩制作三组试块，且及时编号、养护，必要时进行抽查。（2）导管应连接牢固、顺直、严密，并根据孔深配置导管，按导管顺序做好每节导管长记录，导管下端距孔底400mm为宜，过大导管最初流出的砼与孔底内泥浆混合，易产生质量事故。（3）保证砼浇灌的连续性，灌注砼应缩短时间，连续进行。从每一盘砼拌和起至灌注结束的时间，一般20米至30米长的3小时，30米至50米长的桩3至4小时，最多不超过初凝时间，以防止顶层砼失去流动性而造成质量事故。（4）严格控制导管在砼内的深度。随着混凝土不断注入，导管埋入砼内深度不断增加，其埋入砼内和导管应控制在2米以上为宜，这样才能使管内砼易于涌出管外，孔内砼不断上升，使孔内泥浆随砼上升排出孔外，若导管埋入过深，桩孔内砼自重对导管下口产生向上的压力，使导管内的砼不易流出。因此，在浇注过程中，应及时检测孔内表面标高，适时进行卸管；若抽管过快，会导致泥浆入桩，造成断桩事故。随着砼浇注量增大，导管埋入砼内深度不断提高，调整值不得大于1米，直至导管全部抽出。 （1）砼顶面应高出桩顶设计标高0.5—1米，灌注成功后，在最后一节导管抽出之前，应用测绳触探浮在孔面上砼的厚度。经确认已到桩顶要求后，才能将最后一节导管缓慢抽出，以防快拔造成混泥桩芯。（2）因为钻孔桩的砼有一定的扩容量，应考虑它最终的出槽量，所以，监管人员应跟踪记录所用水泥量，监督工人按配合比的数量下料，这样可根据水泥量推算出是否达到充盈系数，以确保砼的质量。九技术经济分析该工艺在施工中大大加快了施工进度，并且不受任何天气的影响；清洁了场地里，没有四处烂趟泥浆，解决了桩基阶段的文明施工；桩的成功率高。从而间接给业主增加了经济效益。十工程实例武昌车站改扩建工程采用旋挖钻机钻孔灌注桩，共施工完成278根，合格率100%，效果良好。'