复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法

'xx省工程建设工法申报资料复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法xx有限公司2017年5月 一、工法申报表 xx省工程建设工法申报表(2017年度)工法名称：复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法申报单位：xx有限公司申报类别：xx省工法申报时间：2017年5月xx印发 填写说明1．“申报单位”栏：应为工法的主要完成单位。2.“主要完成单位”栏：每项工法由一家建设施工企业申报，主要完成人员不超过5人。3．“主要完成单位”栏：填写内容应与“主要完成单位意见”栏中的签章一致。4．“通讯地址”及“联系人”：指申报单位的地址和联系人。5.“主要完成人”栏：最多填写5人。6.“重新认定项目”指该工法已批准为省级工法，有效期超过六年，但其关键技术有所创新，仍具有先进性和较高推广应用价值的工法。7.“工法应用工程名称及时间”栏：最少填写3项工程，如工程应用少于3项，应填写申报书中“工法成熟、可靠性说明”栏。8.“主要完成单位”、“主要完成人”必须在企业级工法批准文件公布之列。9．工法关键技术涉及有关专利的，应在“关键技术及保密点”栏注明专利号。10．“工法形成企业技术标准情况”栏：该工法已形成了企业技术标准时填写此栏。填写的内容包含企业技术标准名称、编号和发布时间等内容。 工法名称复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法主要完成单位1、xx有限公司通讯地址邮编联系人电话主要完成人姓名职务职称工作单位技术质量部长工程师xx有限公司项目经理高级工程师xx有限公司总工程师高级工程师xx有限公司工程部长助理工程师xx有限公司测量部长助理工程师xx有限公司工法应用的工程名称和时间1、xx河污水处理厂（二期）工程2016.11-2017.42、xx区xx地块项目（xx银行）2012.7-2012.113、工法关键技术名称、组织审定的单位和时间工法关键技术获科技成果奖励的情况原工法名称、完成单位、省或国家级工法批准文号及编号(重新认定项目填此栏)工法形成企业技术标准情况2016年荣获xx工法 工法内容简述：本工程位于海边，水位线较高，传统旋挖机携带的螺旋钻头适宜干作业施工，遇水后取土困难，会增加单根成桩时间，通过“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合施工，当根成桩时间缩短3倍。本工法与传统旋挖钻机施工相比较，更全面的解决了旋挖钻机通过采用“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合在软弱土层、水位线高的地质条件下的施工工艺；同时也解决了成本、地质、工期条件的限制，加快了单根桩成桩的速度，保证了桩基施工的质量。 关键技术及保密点（如有专利权，请注名专利号）：技术水平和技术难度（与省内、国内外同类技术水平比较）：1）本工程位于海边，水位线较高，传统旋挖机携带的螺旋钻头适宜干作业施工，遇水后取土困难，如何能保证工期和桩的质量是本工法解决的关键问题之一。2）通过“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合施工，当根成桩时间缩短3倍。经有关机构核查，技术水平和难度均达到国内先进水平。 工法成熟、可靠性说明（当工法工程应用少于3项时填写）：针对临海区域复杂环境影响，开发“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合施工工艺，具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大缩短了工期，废浆少、低噪音、污染小保护了环境，克服了机械成孔时孔底沉淤土多，桩侧摩阻力低，极大地提高了施工质量。尽管一次投入费用较大，但成孔费用消耗等经济技术指标比其他方法成孔费用低，是一种理想的施工工艺，同其它工艺相比综合考虑是降低了成本。从目前看该工艺有着相当可观的经济效益和社会效益。传统工艺单根成桩速度平均为6个小时，采用本工法，单根成桩速度平均节省40分钟，本工程共1700根桩。缩短工期47天，缩短工期带来的管理成本、用电、用水等：3万/天x47天=141万元。 工法应用情况及应用前景：通过我单位在xx河污水处理厂（二期）工程等多个大型工程项目的实施应用，本工法科技取得了一系列显著的工程效益，先后获得2016年局级企业工法等。经有关机构鉴定，该成果已达到国内先进技术水平，并得到了业界的广泛认可，具有显著的经济效益和社会效益。在应用前景方面，本工法所属应用领域为在软弱土层、水位线高的地质条件下的施工领域，适用于复杂地质情况下隧道、地铁、高层建筑桩基施工。经济效益和社会效益（包括节能和环保效益）：传统工艺单根成桩速度平均为6个小时，采用本工法，单根成桩速度平均节省40分钟，本工程共1700根桩。缩短工期47天，缩短工期带来的管理成本、用电、用水等：3万/天x47天=141万元。确保了工程整体高效、优质的施工形象，充分彰显了企业的技术实力，受到了当地政府建设部门、业主及监理单位的一致好评，并多次接待同行业人士的现场观摩、学习，社会效益显著。 主要完成单位意见：xx河污水处理厂（二期）、xx区xx地块项目（xx银行）等工程关于“复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法”的实施应用，取得了显著的经济效益和社会效益，实践表明，该工法具有非常好的推广价值和应用前景。第一完成单位签章第二完成单位签章年月日年月日推荐单位意见：（如工法应用工程实例少于3项，对该工法关键技术可靠、成熟性提出意见）（签章）年月日 省建设主管部门意见：（公章）年月日 二、工法正文 目录1前言142工法特点143适用范围154工艺原理155工艺流程以及操作要点166材料与设备277质量控制288安全控制339环保措施3310效益分析3411工程应用实例34 复杂地质条件下“三钻头”式灌注桩施工工法1前言为满足工程建设的需要，桩基础作为提高地基承载力的一种最有效的方式被广泛采用，桩基础一般分为钻孔灌注桩和预制桩。其中钻孔灌注桩占桩基础施工中的比重约70%，钻孔灌注桩的施工一般分为干作业和泥浆护壁作业。在复杂的地质条件（回填土层、局部是砂层和碎石）下，进行灌注桩的施工难度较大，如何保证灌注柱的质量显得非常重要。我公司在不断摸索试验总结的基础上，形成了本工法。通过在xx河污水处理厂（二期）、xx区xx地块项目（xx银行）等大型工程项目的实施应用，本工法科技取得了一系列显著的工程效益，先后获得2016年局级企业工法等。经有关机构鉴定，该成果已达到国内先进技术水平，并得到了业界的广泛认可，具有显著的经济效益和社会效益。其优点在于：1)本工程位于海边，水位线较高，传统旋挖机携带的螺旋钻头适宜干作业施工，遇水后取土困难，如何能保证工期和桩的质量是本工法解决的关键问题之一。2)通过“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合施工，单根成桩时间缩短3倍。3)“三钻头”式灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境以及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物。4)该工艺已经在很多围护结构以及桩基基础中得到了很广泛的应用，工艺已日趋完善和规范，综合效益良好，有一定的推广应用价值。2工法特点2.0.1本工程位于海边，水位线较高，传统旋挖机携带的螺旋钻头适宜干作业施工，遇水后取土困难，会增加单根成桩时间，通过“螺旋钻头、旋挖钻头、平底清渣钻头”三钻头转换配合全护筒能有效有解决遇水取土难题。2.0.2桩底少许土和沉渣采用自制平底清渣器钻头取出，保证沉渣厚度小于50mm。2.0.3全护筒钻孔灌注桩施工不采用膨润土或化学泥浆护壁，对地下水没有污染，施工现场整洁，满足高环保要求。 2.0.1护筒采用16mm壁厚的Q345合金钢板做护筒，可以有效的保证护筒钢度，减轻重量（相对使用Q235类钢板护筒），降低操作人员的施工难度，提高施工效率。2.0.2护筒与护筒之间采用高强度的螺栓螺母进行连接，可装卸方便。如果采用焊接，焊接和割除时间较长，影响施工进度。2.0.3桩身质量有保，施工区域地质条件复杂（杂填土层、局部是砂层和碎石、有大量溶洞）。如用传统的施工工艺则很难解决护壁难与缩径的问题。而全程护筒跟进施工工艺能很好的解决这个问题。根据低应变及高应变检测结果，采用全程护筒跟进钻孔的施工工艺，桩身完整性好，单桩承载力高于常规钻进（泥浆护壁）成桩条件下的单桩承载力。2.0.4在保证绝对安全的前提下，采用本工法可以缩减造价，节约资源，缩短工期，单根成桩时间缩短3倍。3适用范围3.0.1适用于直径为0.6m～2.5m的钻孔灌注桩，灌注桩长度不宜大于40m的桩基工程，。3.0.2适用于地下水位较高，易塌孔，使用普通泥浆及化学泥浆无法成孔的复杂地层（如卵石土层、角砾石土层、砂层、溶洞、杂填土等）。4工艺原理“三钻头” 旋挖钻机的钻进工艺，旋挖钻机采用全护筒钻头取土的工艺。利用振动锤使钢护筒克服各土层间与护筒间的摩擦力，使护筒穿越桩机钻孔施工中的不利地层直至到达稳定的桩端持力层，利用钻孔设备掏空护筒内渣土，保证灌注桩成桩的施工技术。工艺原理流程图如图4所示。在钻进复杂地质条件下，根据不同地层地质情况分别采用不同钻头的方法，从而达到钻孔成桩的目的。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻头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。钻头内装满土后，由起重机提升钻杆及钻头至地面，拉动钻头上的开关即打开底门，钻头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。图4-1工艺原理流程图1．螺旋钻头采用螺旋钻头进行钻进，适用地层：一般回填土、粘性土等钻进原理及效率分析：底部钻齿回转搅切破碎土体，螺旋叶片正转旋转压入土层，随后提升钻杆带出土体。钻具构造简单，操作容易，取土和卸土非常方便，一般回填土等施工效率极高，是非常常见的应用型钻具,但是淤泥层作业进尺缓慢。在本工程中的应用特点：一般选择在填土层、淤泥、粘性土层使用该钻具。2．筒钻钻头采用截齿筒钻钻头进行钻进，适用地层：一般回填土、粘性土、岩石等钻进原理及效率分析：底部筒状截齿回转切割土层和岩层，破碎土岩挤压进入筒体内，完成钻进取土后随钻杆提出空口。钻进过程不需要完全切磨岩石，只需沿圆周切割岩土体，因此最终往往形成柱状岩心取出，钻进效率较高，能耗相对较小，是常见的入岩钻具。在本工程中的应用特点：一般选择在入岩部分使用该钻具。3．清渣平底钻头清渣平底钻头一般应用于成孔后孔底沉渣和清理，钻头底部为平板可开闭，正转沉渣体沿钻头底部进渣口进入斗体内，完成钻进取土后反转钻头，使进渣口处封闭后随钻杆提出孔口。在本工程中的应用特点：选择清渣平底钻头可以有效清除孔底沉渣，强制搅拌强制收容，使孔底沉渣满足规范和设计要求标准。 5工艺流程以及操作要点螺旋钻斗（填土层、淤泥、粘性土层使用）清渣平底钻斗（清除孔底沉渣使用）测量孔深、检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测量放桩位钢护筒制造并倒用钻机安装就位并牢靠固定振动锤下护筒（边下边钻）清除浮浆，桩头凿毛钻机检修筒钻钻斗（入岩部分使用）5.1施工工艺流程图5-1“三钻头”式灌注桩工艺流程图5.2操作要点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。5.2.1.打桩顺序　　打桩用6台钻机同时沿图5-2的示例方向打，要保证连续两根桩在距离小于4D（最近桩的直径）时，要跳打。图5-2桩基施工顺序图5.2.2.钢护筒制作与振动锤下护筒本工程根据灌注桩孔深及地质情况，护筒下放至进入灰岩20cm。护筒最深插入深度20m。5.2.3.1振动锤设备 振动锤采用挖机加装液压振动锤设备而成，使用履带行走方便，地质环境适应性强。该振动锤下放和起拔护筒速度快，在成孔时可用干式成孔法或天然水降低造浆成本。并且可以一次插入单节护筒12m，大大提高了施工效率。5.2.3.1钢护筒的特殊要求（1）钢护筒宜采用材质Q345、δ16mm的制作。采用16mm壁厚的Q345合金钢板做护筒，可以有效的保证护筒钢度，减轻重量（相对使用Q235类钢板护筒），降低操作人员的施工难度，提高施工效率。（2）护筒与护筒之间采用高强度的螺栓螺母进行连接，可装卸方便。如果采用焊接，焊接和割除时间较长，影响施工进度。（3）最下面一节钢护筒宜设置内口的刃脚，减小护筒下放的阻力，保证护筒顺利下放到位。（4）振动锤加紧护筒，锁定装置锁定后方可起吊护筒，保证使用安全可控。（5）护筒起吊后，由施工人员指挥入孔。入孔后不加力，靠护筒自重下沉，技术人员用经纬仪或者铅垂随时调整护筒垂直度，保证入孔顺直。（6）靠自重护筒无法下沉时，开启振动锤加压下沉，如遇阻力无法下沉，应查明原因后继续操作，不能强行加压，防止护筒下边缘卷边或弯折，造成护筒损坏，造成后期拔护筒过程中泥土进入桩体，造成桩体夹泥。插拔护筒过程见下图。 图5-3插拔护筒5.2.1.钻机就位 (1)履带式钻机就位。首先做好场地的平整及压实，使主机左右履带板处于同一水平面上，动力头施工方向应和履带板方向平行，切不可垂直，开钻前调整好机身前后左右的水平。(2)步履式锅锥钻机。首先做好场地平整，机架就位后进行调平，第一次调平后挂钻杆，并将钻尖对准钻孔中心位置，旋人坑后，再次调整机架水平，两次调平后才能保证成孔垂直度，以后在每次接杆时，还应再按上述步骤进行。(3)大锅锥钻机。首先做好三角架支腿的支撑，支腿支点要放好垫木，以防滑动。三条支腿腰身用型钢进行连接，以增强三角架整体刚度。(4)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）。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。5.2.1.成孔施工根据地质条件及工期要求，成孔旋挖的方法施工。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钻头及旋挖速度，使其达到最佳进尺。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。1)螺旋钻头采用螺旋钻头进行钻进，适用地层：一般回填土、粘性土等。钻进原理及效率分析：底部钻齿回转搅切破碎土体，螺旋叶片正转旋转压入土层，随后提升钻杆带出土体。钻具构造简单，操作容易，取土和卸土非常方便，一般回填土等施工效率极高，是非常常见的应用型钻具,但是淤泥层作业进尺缓慢。在本工程中的应用特点：一般选择在填土层、淤泥、粘性土层使用该钻具，见图5-4螺旋钻头。 图5-4螺旋钻头1)岩石或粘性土层采用截齿筒钻钻头采用截齿筒钻钻头进行钻进，适用地层：一般回填土、粘性土、岩石等钻进原理及效率分析：底部筒状截齿回转切割土层和岩层，破碎土岩挤压进入筒体内，完成钻进取土后随钻杆提出空口。钻进过程不需要完全切磨岩石，只需沿圆周切割岩土体，因此最终往往形成柱状岩心取出，钻进效率较高，能耗相对较小，是常见的入岩钻具。在本工程中的应用特点：一般选择在入岩部分使用该钻具。见图5-5截齿筒钻钻头。图5-5截齿筒钻钻头5.2.1.清孔 当成孔达到设计标高，经工程师检测合格后，停止钻进，并更换清渣平底钻头进行清孔。清渣平底钻头一般应用于成孔后孔底沉渣清理，钻头底部为平板可开闭，正转沉渣体沿钻头底部进渣口进入斗体内，完成钻进取土后反转钻头，使进渣口处封闭后随钻杆提出孔口。清渣平底钻头可以有效清除孔底沉渣，强制搅拌强制收容，使孔底沉渣满足规范和设计要求标准，清理后的沉渣厚度可达到50mm以下。图5-6清渣平底钻头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）。5.2.1.成孔质量偏差（见表1）表1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１０cm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。5.2.2.钢筋笼的制作与吊放（1）钢筋笼制作： 钢筋笼绑扎应牢固，其加工除满足设计要求外，尚应符合下列规定：①主筋接头可采用对焊、绑扎、搭接焊或冷挤压、气压焊等连接形式，并符合相应施工技术规定；②导管灌注水下混凝土桩的钢筋笼内径应大于导管连接处外径10cm以上；③钢筋笼应按吊装条件确定分段加工长度，并设置钢筋保护层定位装置和焊接吊装耳环；④钢筋笼允许偏差范围为：主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，笼直径±10mm，长度±50mm；⑤钢筋笼下端0.5～0.8m范围内主筋应稍向内侧弯曲呈倾斜状；⑥钢筋间距不得大于300mm，并应采用螺旋筋；⑦钢筋笼刚度较差时应补强，吊运中不得变形。（2）钢筋笼吊装①钢筋笼搬运应平起、平放，口号一致。水平搬运时每隔3～4米设一个支撑点，防止搬运中钢筋和钢筋笼变形；②钢筋笼的吊放要对准孔位、扶稳、缓慢，避免碰撞孔位，到位后立即固定。③多节钢筋笼吊放时，应将钢筋笼逐步接长后再放入孔内，利用先插入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上，利用吊装机械将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的对接和绑扎，钢筋笼对接后要请质量员和工程监理对焊缝检查验收，冷却后再沉入孔内。④固定钢筋笼时，要对孔中心，严禁偏离中心位置，砼保护层采用Φ18钢筋点焊在主筋上，每三米设置一组四块。⑤分段吊装时，将下段吊入孔内后，其上端应留1m左右临时固定在孔口处，上下段钢筋笼的主筋对正连接合格后继续下沉。⑥笼顶预留筋标高控制：钢筋笼的标高定位，可采用锁定式吊杆。当灌注桩空桩深度较大时，尤为必要，使用两根长度略大于施工面至桩顶距离的Φ 40的钢管，在钢管下端焊若干定位环，间距5cm，在钢筋笼顶端下到孔口时，按照孔口标高至桩顶标高的距离尺寸，确定要使用的定位环顺序，将确定的定位环从主筋外侧首道加劲筋下面插到主筋里侧，再从内侧向环内插入两根同吊杆一样长的插销，将吊杆锁定，插销上端与吊杆上端绑扎在一起，起吊吊杆，将钢筋笼徐徐下放到位，然后将吊杆吊环与护筒绑扎在—起，将钢筋笼固定，同时可防止灌注混凝土时钢筋笼的上浮。5.2.1.导管的安放①导管宜采用直径为200～250mm的多节钢管，管节连接应严密、牢固，使用前应试拼，并进行隔水栓通过试验；②混凝土导管利用三脚吊架起吊安放，下导管时应缓慢放下，先将导管直接放入孔底，然后再往上提起，保持距离孔底30～50cm的距离。5.2.10二次清孔当导管安装完毕，灌注混凝土前应再次测量沉渣厚度，沉渣厚度超标时，应进行二次清孔。当孔径小于800mm时，二次清孔采用正循环压浆法即可取得很好的效果；当孔径大于800mm时，采用空吸泵反循环方式、导管空气升液排渣法清孔。5.2.2.水下混凝土的灌注清孔完毕后，由导管上部塞入隔水塞，塞入深度以临近水为准，当储料斗内的混凝土储量满足剪栓后首次灌注时，即保证导管底端能埋入混凝土中0.8～1.2m时，即可剪栓和开启料仓门。随着不断地灌注，孔内混凝土面的上升，随时提升和拆卸导管，导管底端必须保证埋入管外的混凝土面以下2～3m。为了保证混凝土连续灌注，导管不脱离混凝土面，且有一定的埋置深度，要求详细计算混凝土灌注料斗、储料斗及导管的体积，并根据不同的成桩孔径，以此推算每次上拔的高度，避免和禁止导管脱离混凝土面和混凝土灌注的中断。第一次混凝土的灌注量必须满足底端能埋入混凝土中0.8～1.2m(按上限考虑)的要求。第二次混凝土的灌注量(即以后各次)必须满足导管底端能埋入2～3m的要求，任何情况下不得少于1m的要求。第一次(以后各次)的提管高度不大于3m，保证导管底端至少埋入混凝土面以下1m以上，不得产生断桩。在任何情况下，导管的埋深不得大于6m。为消除沉渣影响，保证桩顶灌注质量，混凝土的灌注应比桩顶控制标高高出50cm。 灌注过程中，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写混凝土灌注记录。水下混凝土必须连续灌注施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇筑过程中的一切故障均应记录备案。混凝土浇筑应做混凝土强度试块，每根桩留设一组标养试块，试块应养护好，达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护；混凝土施工完毕后，及时收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告。5.2.1.振动锤拔除护筒混凝土灌注满足要求后，振动锤设备重新就位，将护筒拔出桩孔，护筒循环使用。拔护筒控制要点：（1）拔除护筒过程中，振动锤应匀速操作，防止提拔速度过快，导致混凝土密实度下降，影响桩体质量。（2）护筒拔出应保持垂直，在施工人员指挥下完成，保证护筒垂直度，防止护筒垂直度变化造成桩体局部夹泥。（3）为保证桩头质量，混凝土应超灌1500mm。护筒拔至最后一节时，应检查护筒内混凝土标高，如果混凝土桩顶标高不够，应将进行二次灌注。5.2.2.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，清除孔内泥土，凿除桩头。5.2.6监测技术与分析监控量测是施工的重要组成部分。本工程主要是在桩基础施工过程中采用本工法，如果“三钻头”式灌注桩作为基坑的主要围护结构，在成桩过程中以及基坑开挖过程中，必须通过监测掌握支护结构以及地表的形态。支护结构与周围环境的监测主要分为应力监测与变形监测，监测项目的具体情况如表2。表2灌注桩施工监测项目汇总表序号监测项目方法及仪器侧点布置量测频率量测精度1地层及支护情况观察现场观察及地质描述随时进行2桩顶变形经纬仪围护结构的每个角点短边中点、沿基坑长度方向间距30m基坑开挖期间，2次/天，基本稳定后1次/2天，期间每两天一次1.0mm 3桩内钢筋应力应变钢筋计短边中点，沿基坑长度方向间距60m（钢筋砼桩）全过程，1次/天<1/100(F.S)4桩体变形测斜管短边中点，沿基坑长度方向间距60m（钢筋砼桩）基坑开挖期间，2次/天，基本稳定后1次/2天，1.0mm通过动态信息管理，对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工，发现灌注桩异常情况应立即做施工处理，防止发生工程事故。当监测数据接近警戒值时，应加密监测频率，并作日报表；当监测数据接近控制值时，应立即报告施工管理，会同设计、监理等分析原因，并及时提交应对措施报告。5.3施工劳动力组织（见表3）表3劳动力组织情况表序号工种所需人数/人1护筒埋设2～32钻进成孔司机1人，钻杆安装2人，清渣工2人3混凝土灌注司机1人，孔口导管安装3人4辅助工电工、修理工、测量工酌情考虑备注：以上劳动组织为单台钻机和单台班施工人员，实际人数为此人数和乘以钻机数再加钢筋电焊工（护筒、钢筋笼制作、安装）12人。6材料与设备6.1材料1.混凝土的要求(1)配合比符合设计，采用普通硅酸盐水泥,水泥用量不少于360kg／m3；(2)塌落度为16～22cm；(3)混凝土具有良好的和宜性、保水性，初凝时间应控制在4h以内；(4)严格控制水灰比；(5)搅拌时间不少于3min；(6)材料允许偏差：水泥2％，砂石3％，水2％；(7)每浇注50m3混凝土必须有一组试块，小于50m3 的桩，每根桩应做一组试块。1.钢筋笼钢筋：采用符合国家标准的钢筋。2.护筒钢板：δ16mm，材质Q345。6.2机具设备（见表4）表4施工用机具一览表序号设备名称设备型号单位数量备注1旋挖钻机Bauer-BG22／SANY/MAIT台3配钻杆2切断机Ф40台13弯曲机台14电焊机直流台125闪光对焊机UN100、100KVA台26发电机160KW台17汽车吊25t台18全站仪台19水准仪台110卷板机台1护筒制作11混凝土输送泵台112搅浆桶只113导管支若干14装载机ZL40台215反铲挖掘机台37质量控制7.1工程质量控制标准“三钻头”式灌注桩施工质量验收执行以下标准：《建筑桩基技术规范》（JGJ94）《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299)《钢筋混凝土工程施工及验收规范》(GB50204)《建筑地基基础设计规范》（GB50007）；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202）；《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18、J253)； 《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106)；《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107）7.2工程质量保证措施“三钻头”式灌注桩的施工质量控制主要包括以下三个方面：7.2.1前期质量控制(1)组织工程建设相关质量责任主体进行图纸会审和技术交底。明确桩基的技术和规范要求,及时发现图纸中的差错和不足。(2)对施工组织设计进行严格审核,并要求施工单位严格按照方案施工。(3)施工场地做到三通一平。(4)原材料质量控制1)原材料质量控制是”三钻头”式灌注桩施工质量控制的第一步,其合格与否直接影响灌注成桩质量,本工程在原材料选用方面进行严格监控。2)混凝土施工质量控制,混凝土的搅拌质量直接影响成桩的质量和施工进度。当混凝土出现不均匀、离析、泌水等质量问题易发生堵管,影响正常施工。7.2.2施工过程质量控制(1)软土层钻进全风化基岩层中,由螺旋钻头转换成截齿筒钻钻头。(2)清孔的质量控制:根据设计孔底沉渣厚度必须小于50mm,而孔底沉渣厚度是影响桩端承载力的一个重要因素。本工程采用更换清渣平底钻头进行清孔。清渣平底钻头一般应用于成孔后孔底沉渣清理，钻头底部为平板可开闭，正转沉渣体沿钻头底部进渣口进入斗体内，完成钻进取土后反转钻头，使进渣口处封闭后随钻杆提出孔口。清渣平底钻头可以有效清除孔底沉渣，强制搅拌强制收容，使孔底沉渣满足规范和设计要求标准，清理后的沉渣厚度可达到50mm以下。7.2.3施工的后期质量控制(1)成品桩的保护:混凝土未达到初凝以前防止地面大量灌水或进行大的扰动。(2)成品桩的检验:按一定比例对桩进行现场静载试验,测试单桩的静压、抗拔承载力和单桩的抗水平承载力,进一步验证和确定桩基的承载能力；送检混凝土试块判断桩基的强度。 7.2.4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取土的颜色变化，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，要求沉渣小于5cm，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。7.2.5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）。表5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≤50查灌注前记录7.2.6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。（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。7.2.7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沉渣混合，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，使孔内沉渣随砼上升排出孔外，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，会导致泥土入桩，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。7.2.8钢筋笼上浮预防措施钢筋笼上浮经常发生在成孔桩施工的最后环节—水下混凝土的灌注过程中。造成钢筋笼上浮的主要原因有：①导管底端接近钢筋笼底端时，灌注混凝土的速度太快，混凝土流出时冲击力较大，推动钢筋笼向上浮动。②埋管过深，混凝土灌注时间过长，表层混凝土已近终凝，使混凝土与钢筋之间产生了一定的握裹力。此时若导管底端未及时提升到钢筋笼底端以上，混凝土从导管流出后向上升时，会带动钢筋笼上浮。③提管时法兰盘钩住钢筋笼。防止和处理钢筋笼上浮可采用如下措施：①钢筋笼的顶端若在钢护筒范围内，可将其焊到钢护筒上；若在钢护筒以下，则可用钢管套在钢筋上顶压。②当导管底端接近钢筋笼底端时，适当放慢灌注速度，并控制好导管的埋深，以减少混凝土的上冲力。③尽量缩短混凝土的整体灌注时间，若整体灌注时间较长时，应采取措施延长混凝土的初凝时间。④若发现钢筋笼有上浮现象，除了采用钢管套在钢筋上顶压以外，还应提升导管（注意导管的埋深），并放慢混凝土浇灌速度。利用真空泵采用反循环施工对桩孔底部沉渣进行清孔，确保成桩。7.29桩底沉渣过厚或混浆桩底沉渣过厚，是桩基础施工容易出现的较为严重的质量问题，造成的原因主要有：①清孔不彻底。②清孔之后到混凝土的开灌时间过长，使原来已处于悬浮状态的岩渣沉回桩孔底部，这些沉淀的岩渣过厚不能被反起而成为永久性沉渣，造成施工质量问题。③灌注混凝土的导管下端距离桩孔底部过高，影响了混凝土的冲击力对桩孔底部沉渣的反起效果，并可能造成初始灌注的混凝土无法包裹住导管的下端，造成混浆和夹层。④初始灌注的混凝土塌落度过小、流动性差，影响了混凝土的冲击作用而造成底部混浆。⑤ 导管内壁过于粗糙，光洁度不足，减小了初始混凝土灌注时活塞在导管中下落速度，影响了混凝土的冲击作用，造成底部沉浆。防止和处理桩底沉渣过厚或混浆的措施有：①认真检查清孔阶段的岩渣料径，以及清孔后的沉浆厚度。②严格控制好清孔后的停置时间。若时间过长，应利用灌注混凝土的导管重新清孔，再进行水下混凝土灌注。③严格控制导管下端到桩孔底部的距离，通常为30㎝左右，不应超过50㎝。确保混凝土初始灌注量能盖过导管下端，使导管的初始埋置深度不小于1m。④严格控制好混凝土的塌落度，确保其流动性；经常清理导管内壁，以确保其“光洁度”，避免初始混凝土灌注时活塞在导管中下落不畅，造成导管堵塞，影响了桩芯混凝土的灌注质量。8安全控制8.0.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.0.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。8.0.3各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。8.0.4氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.0.5施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。8.0.6电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。8.0.7施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。8.0.8室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。8.0.9对将要较长时间停工的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。 8.0.10建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9环保措施9.0.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.0.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.0.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。9.0.4优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。9.0.5对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。9.0.6必须严格遵守当地的环境保护相关法律规定，加强该工法使用机械的维修保养，防止机械废弃油污污染土壤及地下水。该施工工法施工过程中会产生废弃渣土，不得随意处理，应当向当地环保部门提出申请，集中处理。10效益分析针对临海区域复杂环境影响，开发“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换联合施工工艺，具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大缩短了工期，废浆少、低噪音、污染小保护了环境，克服了机械成孔时孔底沉淤土多，桩侧摩阻力低，极大地提高了施工质量。尽管一次投入费用较大，但成孔费用消耗等经济技术指标比其他方法成孔费用低，是一种理想的施工工艺，同其它工艺相比综合考虑是降低了成本。从目前看该工艺有着相当可观的经济效益和社会效益。传统工艺单根成桩速度平均为6个小时，采用本工法，单根成桩速度平均节省40分钟，本工程共1700根桩。缩短工期47天， 缩短工期带来的管理成本、用电、用水等：3万/天x47天=141万元。11工程应用实例11.1案例一xx河污水处理厂（二期）BOT工程，地处于甘井子区中华路沿振连路北行500m东侧，南邻污水处理厂一期；总占地面积4.22万平，包括预处理车间、munitank反应池、深度处理车间、污泥脱水机房及其附属构筑物、鼓风机房、1#变电所及机修仓库、综合楼、厂区配套七个单体，污水处理规模为10.5万立/天，为国务院立项的首个污水处理厂BOT项目。本工程主要建筑物采用桩基础，基础桩为主要采用机械成孔灌注桩，共有1700根工程桩，桩径分别有600mm、800mm，桩端嵌入中风化灰岩。现场布置6台钻挖钻机，螺旋钻头、筒钻钻头、平底清渣钻头三种钻头共12个供周转使用，三台振动锤负责下护筒和拔护筒，2016.11.20开工，2017.2月份完成施工，从桩基检测（静载试验和低应变）来看，桩深完整性、沉渣厚度和强度全部满足设计要求。11.2案例二xx区xx地块项目（xx银行）工程位于xx中山区xx区填海片区，规划总用地面积18500m2。拟建建筑物设三层地下室，基坑开挖深度约12m，基坑周长约505m，尺寸为120×130米呈矩形。项目所处填海区，回填土料以风化石为主，局部下卧淤泥质土，地下水位高且水量丰富，周边场地受用地红线的限制，深基坑须采用可靠的支护措施。根据《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99），本基坑工程安全等级一级。咬合桩为“一荤一素”相互咬合形式，直径1.2m，“一荤（B桩）一素（A桩）”布置，间距0.95m。咬合桩AB桩分两序施工，一序桩为A桩，大部分地段为素混凝土桩，局部地质条件较差地段内部设置矩形钢筋笼，二序桩为B桩即钢筋混凝土桩。咬合桩A桩采用C15缓凝混凝土灌注，咬合桩B桩采用C30混凝土灌注，钢筋保护层厚度70mm。现场投入咬合桩机4台，本工程2012年7月开工，9月份完成基坑闭合，从基坑降水过程来看，截水效果显著。 三、企业级工法公布文件 四、关键技术审定材料复印件 五、工法应用证明 工程应用证明由xx有限公司总承包施工的xx河污水处理厂（二期）工程，桩基础施工采用采用“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换使用施工工艺，解决了成本、地质、工期条件的限制，加快了单根桩成桩的速度，保证了桩基施工的质量。特此证明！建设单位：xx上实环境xx河污水处理有限公司时间：2017年5月20日 工程应用证明由xx有限公司施工的xx区xx地块项目，位于xx市中山区xx商务区，处于填海区域，受潮汐水位影响大，回填土料以风化石为主，局部下卧淤泥质土，地下水位高且水量丰富。施工过程中采用“螺旋钻头+旋挖钻头+平底清渣钻头”三钻头转换使用施工工艺，解决了成本、地质、工期条件的限制，加快了单根桩成桩的速度，保证了桩基施工的质量。特此证明！建设单位：xx亿峰房地产开发有限公司时间：2017年5月20日 六、工法效益证明 七、查新报告 八、工程照片 1、护筒埋置 2、更换筒钻钻头 3、更换平底清渣钻头 4、成孔后的验收 4、钢筋笼吊装 4、混凝土浇筑5、桩头破除 4、现场布置5、桩间土开挖 4、静载试验'