长螺旋钻机引孔方案设计.docx

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长螺旋钻机引孔方案设计

一、  工程概况1

二、设计要求引孔的围1

三、工程地质情况2

四、施工场地条件及施工准备5

五、组织机构6

六、机械及劳动力计划7

七、施工工艺流程及质量控制重点7

八、施工方法8

九、引孔施工顺序及打桩顺序9

十、施工进度计划9

十一、工程施工管理措施10

十二、引孔与沉桩设备的配合11

十三、特殊情况的补救措施12

引孔施工方案

一、  工程概况

本工程由**********，地点位于********************，北部是华为南方工厂厂房（一期）项目B1区，西侧为新城大道，东侧为工业东路，南侧为松山湖大道，占地面积约19万平方米，本工程围包括：

场地平整、桩基础工程、土方支护等工作容。

其中桩基础为PHC-A预应力高强混凝土管桩，桩径为Φ500×125，桩尖采用十字型桩尖，桩端持力层为强风化或全风化混合岩,共有Φ500×125PHC-A型预应力管桩4463根，平均桩长约15m。

单桩竖向承载力特征值为2300KN。

本工程场地围岩层顶面标高变化起伏较大，我司在进行预应力管桩施工过程中在局部区域出现了管桩施工无法达到设计要求的有效桩长的情况。

后施工、监理、勘查、设计及业主就管桩施工无法达到设计要求有效桩长的情况召开了会议进行讨论，决定在协调用房-3、厂房-5、厂房-6、厂房-7的二区桩基及其他需要引孔处，采用引孔桩基施工方法，对管桩施工进行引孔，以保证有效桩长达到设计要求。

二、设计要求引孔的围

1、协调用房-3（图号HWBASA0-0-）二区，5-2岩层顶面标高能使独立基础埋深小于或等于2.5m，将做独立基础。

即：

5-2岩层顶面标高低于17.4米处，均实施引孔。

2、厂房-5（图号HWBBSA0-0-）厂房-6图号（HWBCSA0-0-），厂房-7图号（HWBDSA0-）5-3A岩层顶面标高高于19.3米处，将做独立基础。

即：

一区和二区5-3岩层顶面标高低于19.3米处，均实施引孔。

3、协调用房-3（图号HWBASA0-0-）的一区局部5-1层较其他处坚硬，桩打不下去处做引孔。

具体围由施工单位根据施工情况确定，并报监理及业主同意。

4、局部桩基施工过程中出现严重倾斜或断桩，甚至不能成桩，且地质报告显示该处5-2岩层顶面坡度较大处，须报业主，经勘查单位，设计单位确认的需要引孔处，实施引孔。

三、工程地质情况

根据地勘报告显示，本工程场地岩面起伏较大，局部区域存在露岩，岩石较为坚硬。

工程地质情况如下：

本场地原始地貌以低丘为主，局部为洼地，原始地形起伏较大，现经人工堆填，勘察时场地基本平坦，地形总体趋势由东向西缓倾。

勘探期间测得各钻孔孔口标高变化于20.85m~22.66m间，相对高差1.81m。

据现场钻探揭露和室土工试验结果，场地地层自上而下分布有：

人工填土层（Qml）、第四系冲洪积土层（Qal+pl）、第四系坡积土层（Qdl）、第四系残积土层（Qel）及其下伏震旦系混合岩（Z）等五类地层。

各地基土岩性特征分述如下：

（1）、人工填土（Qml）①层

素填土：

呈褐红夹褐黄色，稍湿，一般呈松散状态，个别处为稍密，质地均匀，由砂质粘土组成。

主要分布于场地西侧及中部地段之101—103—120—129—145—158—171—188—205孔以段，该层于33.70%钻孔钻遇，占场地面积1/3，层厚1.00m~6.60m，平均厚度2.40m，标准贯入试验6点次，修正击数4击，平均4击，为高压缩性土

（2）、第四系冲洪积层（Qal+p）②层

该层沉积岩相变化极大，有砂质粘土、粘土、含砂粘土、含砾粘土、淤泥质土、泥炭质土。

按其岩性组分和工程地质特性，可归并为三个亚层：

②1砂质粘土层；②2淤泥质、泥炭质砂质粘土层；②3中细砂或夹粘土薄层中细砂。

现分述如下

2.1.砂质粘土层：

呈浅黄、浅灰、土黄夹砖红等色，可塑状态，不均匀夹10%~30%砂粒，局部夹可塑状粘土薄层。

在场地呈条带状分布，闭合于101--103--120--128--130—107—114--135--132--145--158—170--187—203地段；于28.80%钻孔钻遇，占场地面积约1/3，厚度变化较大，为0.90m~11.00m,平均4.47m，局部裸露地表，隐伏地段埋深1.10m~5.60m，平均埋深2.59m，层顶标高14.58m~25.39m。

标准贯入试验90点次，击数6击~22击，平均9击，属中等压缩性土。

2.2、淤泥质砂质粘土、粘土层：

以灰黑色为主，局部为灰、黄灰色，以软塑为主，局部处呈可塑状。

富含有机质，夹10%~30%腐蚀植物碎屑，不均匀混10%~20%砂粒。

该层主要分布于场地西北部、西部、及东南洼地底部，呈带状、零星状分布。

于13%孔钻遇该层，占场地面积1/10左右，层厚1.10m~4.90m，平均3.20m；层顶埋深1.00m~8.90m，层顶标高13.35m~22.44m。

标准贯入试验42点次，击数2击~8击，平均3击，属高压缩性土。

2.3、中细砂：

呈浅黄~灰白、浅灰色，稍密为主，局部松散或中密，一般饱水。

以石英质为主，不均匀混约10%~40%粘土，局部夹可塑状粘土薄层。

该层呈透镜状或零星状分布，主要分布于场地北头端108—113、127、128、131—132、孔附近，于11.10%钻孔中钻遇该层，占地面积近1/10。

层厚0.70m~6.40m间，平均2.33m,层顶埋深3.20m~9.70m,平均7.05m；层顶标高12.53m~21.87m。

标准贯入试验22点次，击数8击~17击，平均12击，为中等压缩性土。

（3）、第四系坡积层（Qdl）③层

砂质粘土（含砂粘土或含砾粘土）：

褐红、褐黄色相间，可~硬塑状态，由粘土、砂粒组成，石英质砂占20%左右，结构较致密，岩性较均一。

主要分布于原始丘坡地段，见于153、154、158、164、188、195、221、孔附近，于4.4%钻孔钻遇该层。

该层大部分裸露地表，局部处埋深在1.40m~10.20m,平均4.23m,层顶标高13.85m~25.36m,层厚2.20m~5.50m。

平均厚度3.62。

标准贯入试验10点次，击数9击~19击，平均13击，属中等压缩性土。

（4）、第四系残积层（Qel）④层

砂质粘性土：

为混合岩残积土。

呈褐红、褐黄、紫红夹灰白色，可~硬塑，个别处顶部呈软塑状。

石英质砂粒组分占25%以上，局部段含10%砾石。

原岩结构尚可辨认。

除151、163、164、178~181、192~194、孔附近外，该层场地普遍分布，于90.30%孔钻遇该层。

层厚变化较大，为1.10m~30.30m,平均10.73m。

在场地中部、东南部裸露，隐伏地地段层顶埋深1.00m~13.40m，平均5.57m;层顶标高9.89m~25.70m。

标准贯入试验631次，修正击数8击~29击，平均18击，属中等偏高压缩性土。

（5）、震旦系混合岩（Z）⑤层

拟建场地下伏基岩为震旦系混合岩。

主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物。

岩面起伏较大，总体由东南向西北倾斜。

按其风化程度划分为全风化、强风化，中风化及微风化四个风化层，但本区钻探仅有42.60%钻孔钻入中风化岩一定深度。

现分述如下：

⑤1、全风化混合岩：

以褐红、黄褐色为主，局部为紫红色。

硬塑状态。

风化剧烈，原岩结构可辨析。

矿物成分除石英外已全部风化呈土状，长石晶形可见，手捻成粉。

岩芯呈土柱状。

与上覆残积土层呈渐变过渡关系，以标贯击数修正后≥30击为分层依据。

该层在场地北端104、116、117、135~137、146、147孔附近，166—163—ZK008—180—176—190—198—183孔地段，于74%钻孔钻遇该层。

层厚1.20m~12.00m，平均4.04m；在场地中部和南部处裸露，隐伏地段埋深2.00m~28.9m，平均15.95m，层顶标高-9.23m~27.47m。

标准贯入试验242点次，修正击数30击~48击，平均37击，属中等压缩性土。

⑤2、强风化混合岩：

以黄褐色，麻灰黄夹灰白色为主，坚硬状态。

裂隙极发育，风化强烈，岩石呈半岩半土状。

岩芯呈土柱状、夹碎石土柱状。

岩块手易折断，原岩结构清晰，局部地段强风化层中偶夹薄层中风化混合岩或块石。

分层依据为标贯击数修正后大于50击和肉眼鉴别相结合的方法。

该层分布稳定，仅128、210、226、250、272、302孔附近缺失。

层厚0.60m~8.70m,平均3.36m,层面起伏大，层顶埋深2.20m~31.30m,平均15.95m,层顶标高-9.82m~25.65m，标准贯入试验164次，修正击数≥50击，属低压缩性土。

3、场地地下水条件

在勘探揭露深度，场地地下水为孔隙潜水和基岩孔隙、裂隙水。

孔隙水主要赋存在原始冲沟中的中细砂层中，水量一般，其它地段地下水贫乏；基岩孔隙、裂隙水主要赋存于强风化岩下部及中风化裂隙中。

勘探时测得地下水位埋深在3.90m~13.10m间，水位标高在10.57m~19.29m间。

孔隙水主要靠大气降水补给，向北、南及东侧沟谷中流动。

经室水质分析，该场地地下水化学类型为：

Cl·SO4—Na型水，PH=5.60。

按《岩土工程地质勘察规（GB50021—2001）》中有关规定综合判定：

本场地地下水对混凝土结构具弱腐蚀性。

四、施工场地条件及施工准备

本工程具备了一定的施工条件，施工现场临时用电拟从场地东北角2#配电房处接驳，可满足引孔时用电的需求。

临时设施在场地西北角已搭建好。

施工现场在场地中间部位（生产厂房-6与生产厂房-7之间）修筑了一条临时道路，运输引孔机械的车辆可由工业东二路，经场地中间设置的临时道路将引孔机械运送至施工现场各栋厂房。

施工前机械设备、材料进场；有关施工人员到岗；由技术人员、安全员组织进行技术与安全交底，使施工作业人员明确设计与施工要求，增强安全生产意识，并由技术人员安排专人负责质检记录工作。

五、组织机构

六、机械及劳动力计划

1、机械计划

根据该工程的地质情况和甲方的工期要求，选用1台螺旋钻机（1台螺旋钻机一台班可引孔50根），配480钻杆。

螺旋钻机特点是成孔不用泥浆或套管护壁，施工无噪声、无振动，对环境无泥浆污染；机具设备简单，装卸移动快速，施工准备工作少，工效高，降低施工成本等。

序号

类别/名称

数量

性能

1

步履式长螺旋钻机

1台

良好

2

全站仪

1台

良好

3

经纬仪

1台

良好

2、劳动力计划

序号

人员

计划投入

1

管理人员

8

2

引孔施工人员

8

七、施工工艺流程及质量控制重点

1、施工工艺流程

钻机组装调试～施工放线定位桩位及高程～甲乙双方汇同相关人员复核、验收建筑物轴线、桩定位～螺旋钻机就位～钻杆对正桩位～调整钻杆垂直度～开动电机钻孔～钻至设计要求标高～提钻～移位～引下一根孔。

2、质量控制重点

（1）桩机就位，调平机架后，钻头中心对准桩位，桩位偏差不得超过20mm。

（2）桩机定位准确后，应保证钻杆垂直，缓慢钻进，尽量减少钻杆晃动，以免扩大孔径。

（3）施工过程中随时清理孔口积土，防止土体落入桩孔；

（6）严格控制提升钻杆速度。

八、施工方法

本工程引孔采用1台螺旋钻机（1台螺旋钻机1天可引孔约50根），配480钻杆，引孔施工计划引孔至中风化面。

长螺旋钻孔法是采用一种大扭矩动力头，带动长螺旋钻杆钻头快速干式钻进成孔，钻进成孔过程中的泥土除一部分被挤压在孔壁周围外，大部分土被粘附在螺旋钻杆叶片上，钻具在提升时泥土被挤压至密与钻杆形成一土圆柱，土圆柱与钻孔间隙仅几毫米，类似于一个长活塞，土圆柱使钻孔在提钻前不坍塌，不掉块，即使在地下水丰富的地层，因土圆柱与钻孔间隙小，成孔速度快，钻孔渗出并积存的水很小，因此孔不会坍塌，有效地保证了桩身的完整性及桩质量。

（1）根据施工图和建筑红线及甲方移交的控制点精确施放各轴线和桩位。

然后在桩位上订小木桩做好标志。

（2）桩位放线完备后，汇请甲方及相关部门人员验线，复核桩位。

（3）按规定安装好机械的电路、电器、检验机械的施工性能，并做好机械的调试，直至机械运转正常。

（4）桩位线验收及机械调试工作完成后，开始机械钻孔取土施工，引孔施工按引孔至中风化面。

钻孔机就位时应校正，要求保持平整、稳固，使在钻进时不发生倾斜或移动。

施工作业人员应从钻机正面与侧面两个相互垂直方向，采用吊线锥或利用钻机平台用水平尺进行垂直检查，及时调整钻机位置，保证钻具垂直，并将钻头锥尖对准桩位中心点。

同时检查钻头两侧阀门应开筏自如，成孔阶段应保证钻头两侧阀门密闭。

启动钻机钻0.5～1.0m深，检查一切正常后，再继续钻进，土块随螺栓叶片上升排出孔口，达到设计深度后停钻、提钻，钻到预应深度后，应在原深处空转清土。

成孔时作业人员应从两侧垂直方向，采用钻机柱吊挂垂线的方法，检查钻具成孔时的垂直度，发现偏斜及时进行调整，以保证钻孔的垂直度。

成孔深度应满足设计要求，在钻架上应有控制深度标尺，以便在施工中进行观测、记录。

可利用在钻机立柱上施划尺寸记或其它方法进行施工深度的控制。

对成孔时旋出地面的泥土及时清理，以保证场地道路通畅、平整，便于钻机转移作业；

（5）完成一根桩的引孔时，即可移机至下一根需引孔桩位进行引孔施工。

（6）引孔后应立即进行管桩施打间隔时间不宜过长。

引孔钻头示意图

九、引孔施工顺序及打桩顺序

考虑到现场各桩机施工区域所剩余管桩的具体情况及配合管桩检测的需要，本工程引孔施工拟先从厂房-5开始施工，引孔顺序依次如下：

厂房-5、厂房-6、厂房-3、厂房-7。

引孔机械每天约能引孔50根（两个班），我司拟在安排两台机械负责进行已引孔的管桩施工，打桩机械将与引孔机械协调配合施工，引孔完成紧跟着进行相应的管桩施工。

十、施工进度计划

根据设计引孔的相关要求及参照地质资料，本工程须引孔约670根，1台引孔钻机每天所能引孔约为50根（两个班），我司计划在18天，引孔完成。

十一、工程施工管理措施

一、质量保证措施

长螺旋钻孔灌注桩为地下隐蔽工程，施工过程中必须实行严格而有效的质量管理制度，以确保工程质量，特提出如下措施：

（1）对全体施工人员要加强质量管理，牢固树立“质量第一”的观念，做到人人重视质量，关心质量，自觉采取措施保证质量。

（2）实行全面质量管理，重点是钻进成孔、管桩施打两个主要工序，先行施工的工序未经检查验收不准进入下道工序施工。

（3）由工程技术人员、机台施工人员共同组成QC小组，及时解决施工中的质量问题。

（4）认真、准确地做好各工序施工记录，及时交汇，发现问题后立即采取补救措施，对原始资料严格管理，及时整理归档，工程结束后写出施工报告。

二、安全生产措施

（1）全施工人员都必须严格遵守安全操作规程，牢固树立“安全第一”的思想，自觉采取措施确保安全生产。

（1）施工完成的引孔，应用木板遮盖或对引孔完成区域拉警示带，防止坠落。

（2）进场后，对工地的员工进行安全教育学习，建立好安全生产管理体系，对工人进行安全技术交底。

（3）给员工提供合格的安全帽及防护设备，配置必要的劳保用品。

（4）机械设备安装完毕后，工地负责人、专职机电员，必须认真检查，进行试运正常后才施工。

（5）人员必须戴好安全帽，上机架必须系好安全带。

（6） 设置合理的供电系统，经常检查线路是否有断线、破皮、短路等情况。

搞好用电线路的架敷设置，且设漏电保护器，并做好一机一闸。

（7）下班必须短开总电源，各操作部位必须置零。

（8）常检查机械所用油绳，保证油绳的安全使用。

（9）严格执行有关安全工作规定，互相监督，严防事故的发生。

（10）机械设备的安全装置必须处于良好状态，对裸露的传动系统或易于造成事故的凸出部位设置安全防护罩。

（11）各岗位工作人员，必须思想集中，认真操作，发现事故隐患及时处理，决不凑合。

（12）工地设置安全小组成员2人，除经常检查及时消除事故隐患外，行使下列权力：

1当领导违章指挥时，有权拒绝执行。

2当岗位人员违章蛮干时，有权停止其操作；

3在重大事故隐患未排除之前，有权停止生产；

4对在安全生产中做出突出贡献和造成重大事故者有权提出奖罚意见。

三、施工管理措施

（1）长螺旋钻孔灌注桩工艺程序繁杂，必须做到精心组织，科学管理。

（2）建立健全组织管理机构，设置项目经理1人，工程技术负责1人，引孔钻进设立负责人，名负其责。

（3）加强质量意识教育，实行全面质量管理，设质量检查员1人，严把质量关，各工序不经检查验收不得转入下道工序施工。

以确保整个工程质量满足设计要求。

（4）加强计划管理，统筹安排各项工作，科学有效地指导施工。

（5）实行岗位责任制度，不仅包括工作量指标，而且含质量、安全等指标，充分调动广大施工人员的积极性，优质、安全高效地完成该项目钻孔灌注桩施工任务。

十二、引孔与沉桩设备的配合

引孔后应立即进行管桩施打，间隔时间不宜过长。

引孔机械每天约能引孔35根，我司拟在安排两台机械负责进行已引孔的管桩施工，打桩机械将与引孔机械协调配合施工，引孔完成紧跟着进行相应的管桩施工。

确保所引孔完成后不因闲置时间过长，而发生塌孔。

十三、特殊情况的补救措施

1、钻孔偏斜、

偏孔即成孔后桩孔出现较大垂直偏差。

造成偏孔的原因有：

①桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；②土层软硬不均匀，致使钻头受力不均；③钻杆弯曲，接头不正。

预防与处理措施：

①将桩架重新安装牢固，并对导架进行水平和垂直校正，安装钻机时要求钻头中心、钻盘中心在同一轴线上，钻架必须垂直，钻杆位置偏差不大于20cm，检修钻孔设备；②偏斜过大时，填入石子粘土，重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降；③另外安装导正装置也是防止孔I斜的简单有效的方法。

④对弯曲钻杆或接头予以校正，如校正困难则更换合格的钻杆。

2、卡钻

长螺旋钻机钻进过程中如果钻具下放速度过快，致使钻出的钻屑来不及带出孔外而积压钻杆与孔壁之间，严重时就会造成卡钻事故。

如果事故轻微，应立即关掉回转动力电源，将钻具用最低提升速度提起后重新施钻即可；如果事故严重首先应将钻机塔下大梁用机枕木垫好，再用最低提升速度拉钻具。