旋挖钻机钻孔灌注桩施工.pdf

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1、XXXX 工程钻孔灌注桩施工方案发放号：编号：编制：审核：审批：2011年 06 月 28 日目录1 工程概况.31.1 工程概况.31.2 钻孔灌注桩概况.42 施工原理及施工工艺、施工准备.42.1 施工特点和原理.42.2 大型机具准备：.52.3 桩基施工测量.62.3.1施工测量准备.62.3.2平面控制和高程控制.73.钻孔灌注桩施工.73.1.1钻孔灌注桩施工工艺.73.1.2施工安排.83.2 钻孔灌注桩施工要点.84 质量保证措施.115 施工注意事项.126、桩检测.127 安全保证措施.121 工程概况1.1 工程概况工程位于沈阳市 XXXXXXXX。本工程总建筑面积约为

2、XXX万，本标段 XXXXX 万分为XXX栋高层，其中地下 XX层，地上 XX层。基础为桩-筏板基础。1.1.1 工程地质概况根据现场土体鉴别、原位测试及土分析结果，将场地土岩性特征自上而下分述如下：杂填土：杂色，稍湿，松散状态，主要由粘性土、碎砖、水泥碎块、碎石土组成。层厚 0.50 3.60 米，平均厚度 1.67 米。中砂：黄褐色，石英、长石质，稍湿，一般呈稍密状态，局部松散，夹砾砂薄层，均粒结构，级配较差。该层连续较均匀分布，层顶埋深0.003.60m，层厚 0.80 5.10m，平均厚度 2.29m。1 砾砂：黄褐色，石英、长石质，稍湿，一般呈中密状态，该层仅在22#、60#、131

3、#钻孔中呈透镜体夹层状分布。层顶埋深2.603.60m，层厚 0.40 3.90m，平均厚度 1.67m。粗砂：黄褐色，石英、长石质，湿，一般呈中密状态，局部含少量砾砂及粘性土，混粒结构，级配较好。该层分布不均，层顶埋深0.007.50m，层厚 0.80 6.60m，平均厚度3.75m。砾砂：黄褐色，石英、长石质，湿，一般呈中密状态，局部含少量中粗砂及粘性土，混粒结构，级配较好。该层分布不均，层顶埋深2.70 13.00m，层厚 0.80 10.90m，平均厚度 4.39m。1 中粗砂：黄褐色，石英、长石质，湿，一般呈中密状态，局部含少量粘性土薄层，混粒结构，级配较好。该层呈透镜体薄层状分布，

4、层顶埋深 9.50 12.20m，层厚 0.70 2.30m，平均厚度 1.35m。圆砾：黄褐色黄色，由结晶岩组成，混粒结构，级配较好，湿饱和，一般呈中密状态，局部密实，粒径一般220mm，最大粒径 80mm，颗粒间充填混粒砂，局部与砾砂互层分布，夹少量粘性土及粗砂薄层，力学性质变异中等。该层基本连续分布，层顶埋深 9.50 20.50m，层厚 0.70 12.50m，平均厚度 6.29m。1 粗砂：黄色，石英、长石质，饱和，呈密实状态，局部中密，混粒结构，级配较好，含卵砾石，局部夹粘性土薄层。该层呈透镜体夹层状分布，层顶埋深13.5019.20m，层厚0.80 2.30m，平均厚度 1.58

5、m。圆砾：黄褐色 黄色，由结晶岩组成，混粒结构，级配较好，湿饱和，一般呈中密状态，局部密实，粒径一般220mm，最大粒径 70mm，颗粒间充填混粒砂，多与砾砂互层分布，局部夹砾砂及粗砂薄层，力学性质变异中等。该层基本连续分布，层顶埋深19.00 28.00m，勘察期间局部未钻穿，最大揭露厚度28.00m。1 粗砂：黄色，石英、长石质，饱和，呈密实状态，局部中密，混粒结构，级配较好，含卵砾石及少量粘性土。该层呈透镜体夹层状分布，层顶埋深21.5026.60m，层厚 0.40 3.00m，平均厚度 1.46m。2 砾砂：黄色，石英、长石质，湿饱和，呈中密状态，混粒结构，级配较好，含少量卵砾石，局部

6、夹粗砂薄层。该层呈透镜体夹层状分布，层顶埋深19.2027.00m，层厚0.70 5.50m，平均厚度 2.18m。含粘性土圆砾：棕黄色褐黄色，骨架颗粒由结晶岩组成，磨圆较好，强中风化状态，孔隙间由混粒砂及大量粘性土充填，含量占 30%左右，局部夹粘性土薄层，多呈半胶结状态，含灰色或黑色条纹，局部被铁质渲染而呈锈红色。该层连续分布，勘察期间未钻穿，层顶埋深 41.0050.10 米，最大揭露厚度29.00 米。1 粉质粘土：黄褐色，可塑状态，中压缩性，含氧化铁、砂及少量圆砾，刀切面有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层仅在个别钻孔中出露，层厚1.00 5.10 米，平均厚度 2.58

7、米，层顶埋深 45.0056.50 米。1.1.2 本工程的工程桩在含粘性土圆砾土层,桩施工准备采用旋挖钻孔灌注工艺。1.2 钻孔灌注桩概况本工程高层 XXX楼地下室筏板基础以下是钻孔灌注桩构造。施工图纸设计要求，工程灌注桩长 37米，桩径为 800mm，桩主筋 10 根二级钢 20，箍筋为螺旋箍筋 8100/200，混凝土强度等级 C40，钻孔灌注桩采用旋挖钻机施工，桩间距为2400mm，共计 379 根。桩竖向承载力特征值 5500KN。2 施工原理及施工工艺、施工准备2.1 施工特点和原理2.1.1 旋挖钻孔灌注桩施工特点：a、可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层

8、中施工。b、自动化程度高、成孔速度快、质量高。该钻机为全液压驱动，电脑控制，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度，最大限度地保证钻孔质量。工效是循环钻机的 20倍，尤其工程的质量和进度得到了充分的保证。C、伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力，而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降，快速卸土，以缩短钻孔辅助作业的时间，提高钻进效率。d、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。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁，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。目前很多城市在施工中的排

9、污费用明显提高，使用旋挖钻机可以有效降低排污费用，并提高文明施工的水平。e、履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便。f 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。在孔壁上形成较明显的螺旋线。有助于提高桩的的摩阻力。f、吊放钢筋笼、灌注砼等施工场地较其他工艺容易布置。自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患2.1.2 旋挖钻孔桩施工原理：主要是其成孔工艺与其它桩基不同，旋挖钻机的钻进工艺：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

10、场地层条件而定），是一种无冲洗介质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。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，由起重机快速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。旋挖钻机行走机动、灵活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放，后压浆工艺同其它

11、桩基施工。2.2 大型机具准备：灌注桩施工时钢筋原材料的堆场、钢筋笼的加工、泥浆的制备等施工用地均搭设在基坑内。总工程师提前向甲方确定图纸，由技术部门编制该工程的施工方案和交底，作为生产指导性。准备机具和钢材等材料。确保按期进场，准时开工。做好现场用水用电、排水的布置，场区的施工用水和雨水经沉淀后采用泵排到市政水管表 2.2-1 机械设备表序号机械设备名称型号规格数量产地制造年份额定功率KW 生产能力计划进场时间1 旋挖钻机2 TW200 240 正常2011-07-102 电焊机BX-3003 上海2006 23正常2011-07-05 4 钢筋加工机械2 山东2007 正常2011-07-

12、05 5 砼泵HTB901 上海2005 110 正常2011-07-05 6 吊车QY25 2 锦州2004 正常2011-07-05 7 油泵ZB4-500 2 上海2005 正常2010-07-05 2.3 桩基施工测量本工程我们将成立由测量工程师和技术人员等组成的测量小组，采用先进的仪器设备并制定详实的测量方案，专门负责桩心定位和轴线、桩顶标高的测设，保证桩基坐标及高程正确无误，满足设计要求。本标段的测量控制重点是桩基轴线的定位、桩底端和顶部标高的控制。根据业主提供的控制点或城市水准点，现场已建立本工程的水准控制网，作为基础的标高控制、周边环境及上部建筑物沉降观测的依据，在施工全过程中

13、，对控制桩要加以保护，用20020010mm的钢板，加焊锚脚，埋入混凝土内，在板上刻画“十”字丝以确定精密点位，并在桩上搭设短钢管进行围护。并且复查轴线和角度，确保测量精度。2.3.1 施工测量准备（1）将用于本工程施工测量的仪器设备送往沈阳市技术监督局计量检测所进行检定，保证所有仪器设备都处于正常状态。（2）详细勘察现场的场容场貌和周边环境特点，综合考虑这些因素对测量控制的影响，优化设计测量线路和控制网的布设。（3）仔细审阅总平面图，并制定详实的测量方案，专门负责桩心定位及轴线、桩顶标高的测设，保证桩基坐标及高程准确无误，满足设计要求。（4）复核城市规划部门提供的坐标控制点和水准点，布设测量

14、控制网。2.3.2 平面控制和高程控制本工程的平面控制主要体现工程桩的定位，根据总平面控制网中的控制点，用全站仪和DJ2经纬仪、50米长钢尺，进行极坐标法和直角坐标法布测。由于受泥浆的排放和桩机行走的影响，在放出桩位后,该桩位采用 48 钢管打眼灌白灰以及钉插14 短钢筋作为标志，深度不小于 300mm。每根桩定位时还需要核准后才能开始成桩，即定桩位完成后经质检验收合格，并报监理单位验收后才能进行打桩施工。高程控：根据甲方提供的高程点，对基坑内的做方格网测量进行定位和标高控制。3.钻孔灌注桩施工3.1.1 钻孔灌注桩施工工艺施工工艺详见下:图 3.1-1，旋挖钻机施工钻孔桩工况流程图详见附图3

15、.1-2：。图 3.1-1：钻孔灌注桩施工工艺流程定点轴线校核场地布置桩位放样图纸确定一次清孔钻进成孔埋设护筒钻机就位制作护筒制作护筒测量孔深泥浆系统测试泥浆调制及检测成孔验收吊放钢筋笼安装导管二次清孔水下灌注砼成桩提拔护筒孔深孔径倾斜测量制作钢筋笼导管长度检测泥浆性能检测设置隔水塞砼制备运输孔底沉渣检测钢筋笼吊焊及定位验收设置清空装置孔底沉渣检测制作砼试块测量砼顶面标高3.1.2 施工安排根据进度要求，本工程钻孔灌注桩施工采用2 台钻机分成两块同时施工，钻机施工顺序是呈 S型施工，详细见图3.1-3：钻孔灌注桩钻机施工顺序图图 3.1-3：钻孔灌注桩施工顺序图3.2 钻孔灌注桩施工要点1）钻

16、机就位桩平面布置图1:150旋挖钻机已施工完成的桩未施工的桩正在施工中的桩 钻机总体推进方向钻机施工顺序1号钻机施工图2号钻机施工图旋挖钻机自重大，要求地基承载力不小于100Kpa，且履盘座落的位置平整，坡度应不大于 30，桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线，护筒采用 4mm 钢板制成，护筒直径比桩大 100mm，护筒长度为 2 米，护筒埋设时高出地面300mm。2）设循环系统泥浆池单个容积应不小于单桩灌注量的，泥浆池位置设在有钻孔桩楼的四个角上，所有桩的施工均可用导沟进行泥浆引流，旋挖钻机泥浆可重复利用。施工期间应及时清除泥浆池内钻渣。

17、3）泥浆制备在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,采用澎润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池）一般为钻孔容积的1.5 2.0 倍，要有较好的防渗能力。要充分发挥泥浆的作用,其指标的选取是非常重要的。这就要求在实际工程的施工中,根据工程的具体情况,合理地控制不同土层中

18、泥浆的指标,本工程中的控制数据见下表3.2-1 所示。序号项目性能指标检验方法1 比重1.15 1.20 比重计2 粘度2022s 5000/70000 漏斗法3 含砂率4泥浆含砂率计4 胶体率95量杯法5 泥皮厚度13mm/30min 1min2030mg/cm2 小量仪6 稳定性0.03g/cm2稳定性测试模7 PH值79 PH试纸表 3.2-1：泥浆控制数据表护壁泥浆再生处理：施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣的方法。现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC 改善泥浆性

19、能）经测试合格后重复使用。4）旋挖钻进成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：旋挖地层为圆砾砂层，钻进要减速慢进，适当增加扫孔次数防止缩径，并适当增加泥浆比重和粘度。钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备

20、有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。钻进施工时，利用正铲及时将钻渣清运，保证场地干净整洁，利于下一步施工。钻进达到孔深要求停钻后，注意保持孔内泥浆的浆面高程，不许过低，确保孔壁的稳定。孔底沉淤控制。施工时钻至设计标高对土的扰动要求很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后，应尽快进行钻机移位、终孔验收工作；从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在1

21、.5-3h，一般不得超过 4h，否则应重新清孔。5)钢筋笼制作、吊放主筋保护层 50mm，用钢筋耳控制，允许偏差20mm，要确保钢筋笼居于钻孔中间；沿钢筋笼每隔 2m放置一组，每组设置4 个，按 90均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。钢筋笼存放、运输、吊装时，要谨防变形。6)安装导管安放前认真检查导管，保证它有良好的密封性。试验水压为 1Mpa，不漏水的导管方可使用。导管要定期进行水密性试验，下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了“O”形密封圈并涂抹润滑油等。利用吊车将导管放入，导管直径、长度应与孔深配套（距孔底0.5m 左右）；全部下

22、入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起 3050cm，进行二次清孔。初灌量应保证混凝土扩散后，导管埋入深度不小于0.8m，为防止混凝土与稳定液混合，在灌注混凝土前，用充气球胆浮于管内。下放导管时，丝扣要对正、扭紧，不得碰撞钢筋笼，导管直径300 mm，标准节长 3 m，调整长度 0.5m、1.5m、2.0m各一节。7)水下浇注混凝土混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中必须注意。灌注前首先检查漏斗、测试仪器、量具、隔水塞等各项器械的完好情况。采用商品砼，强度等级为C40，粗骨料最大粒径不得大于25mm，坍落度 20020mm，扩散度为 3

23、4cm 45cm。导管埋深：要保持在2-6m，严禁导管提出砼面，设专职人员测量导管内外砼高差，确保灌注连续并填写水下砼灌注记录。在确认初存量备足后，即可开始灌注，借助砼重量排除导管内的泥浆，首次浇灌时，初灌量应将导管底端能一次埋入0.8 1.2m并且导管内存留的混凝土高度，足以抵制钻孔内的泥浆侵入导管。在实际浇灌混凝土过程中，经常检查导管埋置深度。混凝土升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：在孔口吊筋固定钢筋笼上端；灌注混凝土的时间尽量加快；当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，并放慢灌注进度；孔内混凝土面进入钢筋笼l 2m后，应适当提升导管；如出现混凝土上升困难

24、时，可在孔内加水稀释泥浆，用泥浆泵抽出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。混凝土灌注过程中，应始终保持导管位置居中，提升导管时应有专人指挥掌握.4 质量保证措施1）进行技术交底。交底程序为：项目总工内业技术员、专业工长班组长，交底以书面形式进行。对入场员工进行质量、安全、文明施工等方面的交底和教育，交底以书面形式进行。施工时实行质量检查记录等措施。2）所有进场的工程材料、成品、半成品必须有出厂合格证；钢材应经抽样检验取得合格检验报告之后方可使用；混凝土强度及配合比应符合设计要求，商品混凝土应经常性的进行塌落度检查，控制用水量，确保拌制质量。3）灌注桩成孔后应逐孔检查，包括孔位偏差，孔深，孔径，孔的

25、垂直度，孔底沉渣厚度及泥浆的主要指标。4）混凝土浇筑前，清孔后孔底沉渣厚度不得大于100mm。5）成孔后，孔径不得小于设计桩径，桩身垂直度偏差不得大于1%。6、钢筋笼直径允许偏差为10mm.安放后，顶面高程允许误差为50mm.7）混凝土必须连续灌注，严禁有夹层和断桩，每孔实际混凝土用量严禁小于计算体积。8）桩孔深度应不小于设计深度。在浇注混凝土时桩头要求高出设计标高1米，桩顶浮浆及松散的混凝土应凿除干净。9）钻孔时要进行全面检查，并汇同设计、监理、业主等有关单位等共同验收。10）混凝土坍落度应为180220mm,具有良好的和易性；混凝土浇注时，导管不得横向移动；导管提升速度与混凝土的上升速度相

26、适应，始终保持导管在混凝土中的插入深度不小于 2 米，也不能使混凝土溢出漏斗。5 施工注意事项1)砼浇筑应连续浇筑，严防浇筑过程中灌注桩断桩与堵管。2)当钻进时遇到较大的漂石或孤石阻钻时，应申请设计院或做适当的移位处理。3)施工过程中要严格控制钻杆提升的速度，钻杆提升的速度必须与泵入混凝土的速度相匹配，而且不同土层中拔管的速度不一样。砂性土、砂质粘土、粘土中拔管的速度为2-3m/min，在淤泥质土中应当放慢提升速度。4)高空作业时必须系好安全带。5)实际浇筑混凝土量严禁小于计算体积。6)钻机在遇到六级以上大风、大雨时停止作业。6、桩检测单桩竖向静载实验和桩身完整性检测。根据图纸设计要求，本工程

27、钻孔灌注桩应需通过静载实验以确定单桩竖向极限承载力标准值。根据桩基技术规范有关要求结合现场实际情况，确定静载实验必须符合以下要求：1）单桩静载实验在工程桩施工前进行，本工程钻孔灌注桩共379根，根据在同一施工条件下的试桩数量不小于总桩数的1%且不少于 3 根的要求，故确定本工程试桩根数为4 根。试桩布置如下：试桩：静载实验以工程桩为支座反力桩即锚桩，试桩布置在 4 根工程桩所围成 的正方形的中心，距每个工程桩 2400mm，符合规范大于 2000mm 要求。2）在试桩桩头顶部配制3 层加密钢筋网以对桩头进行加强。3）试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致，为缩短试桩养护时间，试桩混凝土强度等级提高为C45，并掺入适量的早强剂。7 安全保证措施1）进入施工现场人员必须佩戴安全帽，高空作业人员必须系好安全带。2）混凝土灌车进场施工队有专人指挥、调度，任何机动车在场内行走都由专人指挥，倒车时还要响笛警示。3）施工现场的所有设备必须经常检查确保完好和安全使用。4）钢筋笼起吊、安放、钻机搬迁等，设专人指挥。其中臂下、被吊重物下严禁站人，避免发生意外事故。5)经常检查机械离合、制动装置、传动运转部分及卷扬机钢丝绳，发现问题及时修理和更换。