旋挖桩主要施工方法及技术措施全护筒Word文档格式.docx

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而全程护筒跟进施工工艺能很好的解决这个问题。

在国内其他电厂桩基工程（如镇江电厂二期、三期工程）施工中施工人员对孔底沉渣进行量测，结果表明采用全程护筒跟进进行成孔，孔底无沉渣；

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。

e.施工机具适用地层广

施工时利用BG钻机护筒驱动器进行压、拔护筒，护筒长短不一（每台钻机需配备护筒：

7.0米长2根、3米长3～5根、2米长2～4根、1.5米长2～4根、1米长2～4根、0.5米长2根、与护筒连接的接口2个），根据地层基岩面深度的不同，可配出不同的长度；

护筒接口处为外平连接，内螺栓固定。

BG钻机配有短螺旋、嵌岩钻、旋挖钻、嵌岩旋挖钻等多种钻具（如图5-3采用护筒和钻具示意图），能针对不同的地层条件选用不同的钻具进行从护筒内取土，最终满足桩端入岩的要求。

图5-3护筒和钻具示意图

5.4施工准备

（1）参加设计单位的技术交底；

（2）收集、分析施工场地的地质资料；

（3）编写详细的施工组织设计，送交建设单位或监理单位审定；

（4）施工场地具备四通一平条件（由业主提供）；

（5）施工前，应了解施工区域地下障碍物的情况（由业主提供）；

（6）根据发包单位提供的建筑物主要轴线，按图纸放桩位；

（7）施工前对施工场地进行规划分区，划分为四个施工作业区，打桩的原则为先施工1#发电机组，再施工2#机组，施工顺序为先施工一、二两个区，再施工三、四两个区，如图5-4（上述施工作业区和施工顺序具体可根据业主和监理整体进度要去进行调整）。

（8）施工前对施工场地内主要道路进行规划和铺垫，施工道路两旁设宽集水坑沟；

场内设分排水沟与主干道旁的集水沟相连，最后集中统一处理，以保证施工场面整洁。

（9）砂、碎石等堆料施工前对其场地进行硬化，具体做法为：

铺设30cm的混凝土路面，其三面用砖墙围砌。

（10）考虑BG钻机自重较大、机身较高，为保证施工安全对施工分区内局部较软场地也进行硬化处理（做法基本同施工道路）。

5.5混凝土的制备

基于本工程工期紧、混凝土用量大、日用量强度高、混凝土质量要求高等特点，本工程全部灌注桩桩身混凝土均采用现场搅拌。

系统施工布置

在混凝土生产区设一台混凝土搅拌站（HZS70Z），如图5-5。

图5-5HZS70Z搅拌站

根据最大混凝土浇筑量和浇筑时间，在混凝土运输能力满足搅拌站出料能力的前提下控制每根桩的灌注时间≤1h，浇筑强度要求搅拌系统小时生产能力为28m3，选配HZS70Z搅拌站，生产能力70m3/h，主要技术参数如表5-1。

表5-1搅拌站主要技术参数

参数名称型号

HZS70Z

生产率（理论值）m3/h

70

搅拌主机型号

2×

JS1000

骨料计量精度

±

2%

水计量精度

1%

水泥计量精度

添加剂计量精度

HZS70Z混凝土搅拌站采用工控微机系统如图，计量、搅拌全过程自动控制，配置微型打印机，实时打印生产数据。

并可根据需要配置上位管理系统，实行自动化生产管理；

配置砂含水率测量仪在线检测；

配置搅拌车到位监控与检测。

本搅拌站（楼）的上料型式为爬斗式上料。

图5-6工控微机系统

HZS70Z组合式搅拌站是由ZPL1200配料机与2×

JS1000搅拌机、水泥秤（选件）、螺旋输送机（选件）等组成的混凝土生产设备。

配料机可完成2种物料的自动配料程序、水泥秤可完成水泥自动配料程序，水计量由时间继电器控制，搅拌机完成混凝土的搅拌任务。

搅拌机出料高度3.8m，便于搅拌输送车授料，翻斗车授料可加溜槽。

平面布置如图5-7所示。

图5-7HZS70Z组合式搅拌站

检验

骨料检验

骨料：

骨料中不得含有金属矿物、云母、硫酸化合物、硫化物及针、片状颗粒；

骨料中的含盐量不得大于0.1%，硫酸盐及硫化物的含量（折算成SO3）不得大于1%。

骨料粒径为5~40mm；

粗骨料粒径不得大于钢筋间最小净距的1/3，同时其最大粒径不宜大于50mm。

粗骨料的含泥量应小于1%。

本次混凝土骨料选用5～40mm碎石料及天然中砂，砂石骨料直接从砂石骨料仓内用ZL-30装载机运至搅拌站配料机的受料钢仓内，电子称量系统称量后经爬斗机送至搅拌机内搅拌。

胶凝材料运贮

水泥：

，水泥采用散装42.5普通硅酸盐水泥，水泥罐车运至工地，泵运入仓，水泥仓储料量360T，搅拌时由螺旋输送机输送经电子称称量后进入搅拌机内。

混凝土搅拌系统的工艺流程见图5-8。

图5-8混凝土搅拌流程图

（1）混凝土生产严格按施工规范要求拌制，防止骨料混仓；

（2）定期检查系统称量部件、及时校验，严格按试验室配合比料单配料；

（3）每批骨料按要求进行材料的含水量检查。

除上述主要设施外，混凝土搅拌系统还设有外加剂间及现场试验室、办公室等。

混凝土生产系统主要设备如表5-2所示。

表5-2HZS70Z混凝土生产系统设备表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

搅拌主机

及

提升系统

搅拌机

台

2

四点干油泵

SBN10-4

主体结构

套

搅拌摆线针轮减速器

XW10

快开阀

KKP-4

只

提升摆线针轮减速器

BW33

配

料

站

骨料仓

4.2m3

个

3

计量仓

1.76m3

振动器

ZF-1-5

输送带

B600

条

4

传感器

CL-YB-3/2T

水泥计量

水泥计量斗

600kg

CL-YB-3/500

气缸

QGS63×

250

根

水计量

水时间计量

管道泵

65SG35-20

5

操作室

6

气动系统

空压机

V-0.67/0.7

7

控制系统

控制台

8

水泥仓

180T

本工程混凝土运输所采用的设备如表5-3。

表5-3混凝土运输设备表

设备规格

混凝土搅拌运输车8m3

6辆

搅拌站上料机械ZL30E

1辆

混凝土生产系统主要经济技术指标如表5-4。

表5-4混凝土生产系统主要经济技术指标表

序号

指标名称

生产能力

70m3/h

工作制

2班制/每班12小时

5.6钻孔施工

（1）成孔前严格复核测量基线、水准点及桩位，由桩中心向四边引出四个桩心控制点。

（2）施工前由技术人员负责检查桩位，并对钻机就位进行验收，验收后方可开始钻进。

（3）调整钻机垂直度。

成孔设备就位时必须平正、稳固，以免造成孔的偏斜（BG钻机可通过自动调控装置来调节）；

（4）测量定位、护筒安放。

根据土层情况，钻机对准桩位后钻进成孔4~6m，然后从前一浇注完混凝土的桩孔内拔出护筒，放入钻孔中，并利用引出的4个控制点进行桩位校准后，利用护筒驱动器下压护筒至风化岩顶面（如果护筒一次不能下设到预定位置可采取边取土边压护筒，不断重复此过程直至将护筒压至预定位置）；

利用S3型水准仪测放护筒顶标高，测量误差控制在10mm之内；

利用钻机安放、下压护筒，其中心与桩位中心允许偏差不得大于50mm，并保证护筒的垂直度（护筒的垂直度由水平尺来控制：

每次下护筒在上、下端各测一组，每组在同一水平面上垂直方向测两次）。

（5）造孔技术要点

1）予钻进：

予钻进是在保证不塌孔情况下的开孔钻进过程，依据本工程场地地层地质条件，予钻进深度≤7m为宜。

目的：

减小下设护筒时桩周土对护筒的阻力，增加护筒下设深度；

2）下护筒：

目的是保证孔壁周围土层的稳定（即挡土）、阻止地下水涌入桩孔，本项目按每台钻机2套半护筒配置。

3）钻进1（土、砂、圆~卵砾层）：

在卵砾石钻进中钻具应选用旋挖斗，以保证取土钻进效率，同时还要注意护筒的及时跟进，防止地下水涌入护筒；

4）下护筒：

为保证岩层钻进工效，需要孔内为干孔（砂岩风化后遇水易软化，不利于钻头取、甩土），本工程护筒下设深度应≥10m；

5）钻进2（岩层钻进）：

在岩层钻进中钻具应选用锥型短螺旋+旋挖斗（合金斗齿+锥型导向斗齿），遇超过70MPa硬度的岩石时可选用筒钻+旋挖斗（合金斗齿+锥型导向斗齿）；

6）涌水：

由于本工程地质条件中卵砾层以下地下水丰富，故在钻孔过程中护筒应及时跟进，使得地下水被封堵于孔外，以保证入岩后作业条件。

（6）造孔质量保证要点

1）要经常检查钻头磨损情况，及时补焊保证孔径的要求；

2）在开孔前预先确定孔深以告之钻机手，当钻机仪器显示预定深度时再用测绳复测孔深，以确保孔深要求，避免超挖或欠挖；

3）钻进过程中，钻机手随时注意垂直控制仪表，以控制钻杆垂直度，保证孔垂直度0.5%的要求；

4）保证孔底沉渣厚度（规范指轴向受力桩）不大于相应的规范和设计要求（本工程要求孔底沉渣厚度≯30mm），终孔前应控制取土器提升速度，防止塌孔。

（7）各种地层钻头的选择

1）填土、砂层、粘土、淤泥质土层可采用BG钻机的特殊钻头KB、SB型钻头施工；

2）基岩层采用BG钻机的特殊嵌岩钻头KRR、KBF钻头施工；

3）新鲜岩层采用BG22钻机的特殊嵌岩钻RRCB、KRR、KBF钻头或冲抓锤施工。

a嵌岩旋挖斗（RRCB）b锥形嵌岩短螺旋（KBF）

图5-9用于一般岩层的钻具

（8）钻进成孔

开动钻机，在岩石上覆土层中，采用短螺旋钻进取土，进入岩石后，采用短螺旋及旋挖斗钻进取岩；

达到设计要求后终孔测量。

（9）成孔技术要求

Ⅰ.成孔充盈系数按1.12~1.15配置护筒；

Ⅱ.垂直度偏差＜0.5%，桩位偏差≤100mm；

Ⅲ.孔底虚土（沉碴）厚度≤15mm。

5.7钢筋笼制作与安装

（1）为保证工程进度，结合本工程桩的长度钢筋笼采取一次成型；

（2）技术人员应先进行图纸会审及技术交底，并做好交底记录；

（3）制作钢筋笼前，应先进行钢筋原材的验收、复验及焊接试验；

钢材表面有污垢、锈蚀时应清除；

主筋应调直；

钢筋加工场地应平整；

（4）钢筋笼的绑扎、焊接质量如直径、间距等外形尺寸、焊缝长度、高度及钢筋笼断面接头间距等，均应符合设计及技术标准的要求。

（5）钢筋笼制作应满足表5-5要求：

表5-5钢筋笼制作允许偏差表

项次

项目

允许偏差（mm）

主筋间距

10

箍筋间距

20

钢筋笼直径

钢筋笼长度

+50

（6）钢筋原材及成品保护

钢筋原材进场后，经过监理工程师的检验合格后，对堆放到预先准备好的钢筋堆放场地。

钢材堆放场地经过预先平整，并使用豆石平铺。

原材下使用方木垫起30cm左右，上面使用塑料彩条布铺盖，避免潮气和雨水腐蚀钢材。

已制作完成的钢筋笼采用专用钢筋运输笼炮车进行运输，禁止用铲车等机械拖拽，以保证入孔前钢筋笼主筋的平直，防止变形；

a下放钢筋笼前应进行检查验收，不合要求不准入孔；

记录人员要根据桩号按设计要求选定钢筋笼，并做好记录；

起吊钢筋笼时应首先检查吊点的牢固程度及笼上的附属物，为了防止在吊放时钢筋笼的弯曲变形，应在分段做好的钢筋笼中对称绑扎两根毛竹，吊至孔口后再解开；

b钢筋笼应按设计图纸要求安放砂浆垫块以确保灌注桩混凝土保护层厚度50mm；

垫块直径12cm，中间使用箍筋贯通，焊接在主筋外面，每个截面使用3个，间距4m。

垫块同时有导向作用；

c用16T吊车下放钢筋笼；

d防浮措施

1）防浮筋：

在钢筋笼底部500mm处设防浮筋，如图5-10所示。

2）钢筋笼入孔后应检查钢筋笼顶标高，并安放浮笼管，将钢筋笼进行固定，以防止钢筋笼下沉或上浮。

图5-10防浮筋布置示意图

5.8下导管

（1）使用国内较先进的双螺纹方扣接头导管，拼接速度比普通导管快1倍，不容易卡挂钢筋笼，密封性好。

导管最大外径采用250mm；

接头拧紧，避免孔深导管太长，导致导管脱落事故；

（2）导管在使用前应试拼装，做压力充水试验，试验压力为0.6~1MPa；

（3）根据每个钻孔深度提前做好选、配管工作，按导管距孔底距离300～500mm范围控制；

实际中一般按0.3m，0.5m，1.0m，2.0m，4.0m，6.0m几种长度配备；

（4）砼浇注前，导管内必须放置合乎要求的隔离塞（一般采用球胆或混凝土塞加油毡），使用时应注意避免塞管，此项工作由专人负责检查，确认无误后方可进行砼的浇注工作；

（5）起吊导管应注意卡口是否卡牢，避免脱卡工程事故；

（6）根据砼面深度和导管总长正确拆卸导管，拆管前应检测砼面深度，确保导管埋入砼面2～6m，严禁将导管提出混凝土面，应指派专人测量导管埋深及导管内外混凝土高差，填写水下混凝土浇注记录；

5.9水下砼浇注

混凝土浇筑是钻孔灌注桩的关键工序之一，浇筑质量的好与坏直接决定桩身质量。

本工程成孔虽为干法作业，根据试桩情况：

在终孔后，基岩渗水向孔内涌入速度较快，而浇筑前下钢筋笼和导管尚需半小时左右，势必会会在孔内产生一定积水，故采用水下混凝土浇筑。

（1）本次采用自拌混凝土，混凝土强度C30，坍落度180～200mm，扩散度340~380mm。

为提高工效，本次施工采用混凝土泵车泵或罐车直给进行混凝土浇注，导管一次连接15~17米，待混凝土面达到预留桩头高度后一次起拔转至下一待浇孔。

（2）计算混凝土量：

为避免初灌后导管内涌水，一定要根据计划的导管初次埋深计算初灌量。

根据施工经验，初灌量按下式确定：

V初=k·

π/4·

D2（H1+H2）

其中，k：

经验系数，取1.15；

D：

桩孔平均直径；

H1：

导管距孔底距离（包含沉渣厚）；

H2：

导管初灌埋深；

（3）砼检查：

搅拌时对砼一定要认真检查。

根据经验，检查搅拌的砼是否具有很好的和易性，坍落度是否符合要求，砼是否有离析，以及有无团块、大粒径骨料等，不合要求的决不允许浇注。

（4）砼浇注：

开始浇注前，应先检查孔底沉渣厚度，不合要求时应通过BG钻机重新清孔，符合规定并经监理下达浇注令后半小时内必须灌注混凝土。

浇注时，应保证导管底部距孔底0.3~0.5m，且应保证混凝土的储备量，使导管底第一次埋入混凝土面以下0.8m以上，应避免导管露出混凝土面，导致管内进水；

浇注过程中最好在导管口置一隔筛，以避免大团块堵管，导致断桩；

为保证导管埋深为2~6m，应定时测量混凝土面上升情况，随时掌握超径、缩径等情况，专人测量专人记录；

测绳应经常校核；

浇注的桩顶标高不得偏低；

拆管前必须测量导管在混凝土内埋深，计算准确后方可进行拆管工作；

严防导管拔出混凝土面，造成断桩；

混凝土浇注结束后，最终导管起拔应缓缓上提，拔出混凝土面时应反复插，避免过快，以防桩头空洞及夹泥。

（5）桩头混凝土灌注超浇量应满足合同技术条件，以确保桩顶混凝土标号符合设计要求；

当导管内混凝土面不满时应徐徐灌入混凝土，以防止桩体内混凝土疏松；

当混凝土面上升顶托钢筋笼时，应放慢灌注速度，适当控制导管埋深，防止钢筋笼上浮；

（6）混凝土灌注桩必须按规范留试块；

（7）混凝土灌注完成后，需对桩顶到地面的空桩部分进行回填，弃土运往发包方指定的地点，以减少地面堆载对已成桩体的影响。

（8）当孔内不含水时为干孔灌注，干孔灌注导管末端距离孔底高度不宜大于2m，并且可以用小料斗直接进行浇注，而不用大料斗进行保证初灌量的首灌。

混凝土灌注过程见图5-11。

图5-11混凝土浇注过程示意图

1、下导管；

2、悬挂隔水塞；

3、灌入混凝土；

4、剪断铁丝，隔水塞与砼下落；

5、连续浇筑混凝土；

6、起拔护筒；

7、漏斗；

8、排水；

9、测绳，10、隔水塞

5.10施工中可能遇到的问题及预防处理措施

根据我本公司在其他类似工程中所积累的经验，对本桩基工程可能出现的问题作如下分析和预防处理。

a.原因分析：

在起拔护筒过程中，由于钢筋笼净外径与护筒内径间距较小，当一位置处钢筋笼紧贴护筒内壁，护筒按同一方向快速旋转时，钢筋笼随护筒一起转动，使得钢筋笼发生变形；

b.预防处理措施：

（1）严把钢筋笼制作精度及运输起吊时的变形保护，吊装时采用工具式加强杆，一次整体吊装安放。

（2）钻机在开始起拔护筒时慢速静拔，然后应减小护筒驱动器转动角度，减慢转动速度，顺时针、逆时针方向相结合（即顺时针45度，逆时针45度相结合）拔动护筒。

（3）在钢筋笼第一加劲箍位置内侧增设一道加劲箍。

（1）在饱和淤泥质土中施工，起拔管速度过快，砼骨料粒径过大，坍落度过小，砼还未流出管外，旁边的淤泥即涌入桩身。

（2）成桩后空孔回填土时间过早，且地面与砼面的距离较大，上部回填的砖石及泥团在很大的冲击力作用下砸入桩身里；

（1）在护筒松动以后，应采用慢速静拔（不转动）；

（2）护筒起拔后，用钢筋网片封住孔口，待1小时后，再进行空孔回填；

（3）浇注砼时，导管要经常拆卸，使得砼的上返力大一些。

（4）护筒拔出后，桩头振捣；

（1）配合比砂率不当，碎石级配不连续。

当遇桩基较深，地下水丰富时，砼浇下去后遇水发生离析，部分失去流动性，并紧紧裹住护筒，使得起拔护筒时砼与钢筋笼随同护筒一起上升，所以起拔困难。

（2）由于护筒内壁磨擦力过大，土颗粒细、粘性大，致使筒外壁沾的泥皮过厚，导致护筒外壁摩擦力加大。

（1）调整砼配合比，使碎石级配连续，混凝土有较好的和易性；

并且利用大料斗进行浇注，并且加隔水塞，可防止砼离析。

（2）下护筒时与起拔护筒时及时清理护筒外壁，如每班钻孔备小型增压水枪冲洗等，这些措施能减少筒侧壁的摩擦力。

（3）控制护筒一次起拔高度，以免使护筒根部露出混凝土面，造成质量缺陷。

（1）配合比不当，碎石级配不连续。

由于此处桩基较深，地下水丰富，当砼浇下去后遇水发生离析，部分失去流动性，并紧紧裹住护筒。

起拔护筒时砼与钢筋笼随同护筒一起上升，上升一段距离，混凝土散落下沉，而钢筋笼却停留在某一位置。

（2）混凝土品质较差，浇筑一段时间后混凝土假凝。

（1）及时浇混凝土，对不合格或坍落度损失较大的混凝土采用二次搅拌或弃用措施。

（2）对于到现场的砼每车作一组坍落度试验，不满足技术要求（16～22cm），要进行调整砼配合比，防止砼离析。

（3）首灌完成后，要放慢放料速度，根据砼面深度和导管总长正确拆卸导管，拆管前应检测砼面深度；

（1）隔水塞不符合要求，直径过大或过小；

（2）隔水塞遇物卡住，或导管连接不直，变形而使隔水塞卡住；

（3）砼坍落度过小或砼搅拌不匀，严重离析；

（4）导管漏水，砼被水浸稀释，粗骨料和水泥砂浆分离；

（5）灌注时间过长，表层砼已过初凝时间，开始硬化；

或砼在管内停留时间过长而失去流动性。

若为隔水塞卡在管内，在深度不大时，可用长杆冲捣；

或在允许的范围内，反复提升导管振冲；

如不能清除则应提起和拆开导管，取出不合格隔水塞。

检查导管连接部位和变形情况，重新组装导管入孔，安放合格的隔水塞。

不合格砼造成的堵管，可通过反复提升漏斗导管来消除，或在导管顶部安装激振装置，不断振动导管来解除。

（1）连接部位垫圈挤出，损坏；

（2）初灌量不足，未达到最小埋管高度，泥浆（水）从导管底口侵入；

（3）连续灌注时，未将管内空气排出，致使在管内产生高压气囊，将密封垫圈挤破；

（4）导管提升过多，埋深太小，孔内浆液侵入管内。

处理的措施根据导管漏水程度大小而不同。

漏水不大，多为从连接处和底口渗入，可集中数量较多，坍落度相对较小的砼拌合物一次灌入，依靠砼下落的压力将水泥砂浆挤入渗漏部位，封住底口的渗入。

漏水严重时，应提起导管检查连接处的密封圈垫，重新均匀上紧，准备足量的砼拌和物，重新开始灌注。

若孔内已灌注少量砼，应予清除干净后，方可灌注；

灌入砼较多使清除困难时，应暂停灌注，下入比原孔径小一级的钻头钻进至一定深度起钻，用高压水将砼面冲洗干净，并将沉渣吸出，将导管下至中间小孔内恢复灌注。

（1）因测深不准或操作不当造成提升导管过高，以致底部脱离砼层面；

（2）出现堵管而未能及时排除；

（3）灌注中断过久，表层砼失去流动性，而继续灌注的砼顶破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹，形成断桩；

（4）灌入的砼质量低劣；

对断桩应以预防为主。

灌注前要对各作业环节认真检查，指定有效的预防措施。

灌注中，严格遵守操作规程，保证灌注作业连续紧凑，重视砼面的准确探测，绘制砼灌注曲线，正确指导导管的提升，提升应匀速平稳，控制灌注时间在适当的范围内。

如灌入砼量不够，应先将已灌砼清除再下入导管重新灌注。

若灌入量较多，可按前述打小孔的方法处理。

断桩位置较深，断桩承受荷载不大时，可采取钻孔至断桩部位先清洗再钻孔压浆补救，断桩承受荷载较大时，可采取插入钢筋束灌浆制作锚固桩的措施。

断桩位置较浅或处于地下水位以上可将清除断桩以上砼，支模重新浇筑成桩。

（1）导管漏水引起水浸；

（2）砼搅拌不均；

（3）骨