旋挖桩主要施工方法及技术措施全护筒.docx

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旋挖桩主要施工方法及技术措施全护筒

shuai5主要施工方法及技术措施

5.1工艺原理

本标段桩基工程主要采用旋挖式全程护筒施工工艺，施工设备均为德国宝峨公司生产的BG系列钻机。

该工艺的基本原理是先利用钻机的护筒驱动器下设护筒至预定深度，并以水平尺测定护筒的垂直度；然后用短螺旋钻头取土，并通过操作钻机上的纠偏液压油缸调整钻的垂直状况，以控制成孔精度（遇土质较硬的地层护筒不能一次下到位时，可采用边拼接、边取土、边跟进护筒的方法，直至将护筒下设到土质稳定或岩层的顶面）。

在钻至设计要求孔深后，用旋挖钻具清除孔底浮土，以提高桩的承载力，最后放入钢筋笼，进行混凝土浇注。

该工艺成孔步骤参见图5-1。

图5-1BG钻机全程护筒成孔工序示意图

注：

步骤一：

用护筒驱动器埋设第一节护筒；

步骤二：

用连接装置接护筒，一直压至下卧硬层顶面；

步骤三：

用SB型短螺旋钻头钻进至硬层顶面；

步骤四：

用KB型钻头或其它钻头钻进至要求孔深并清孔。

5.2施工工艺流程

旋挖钻机全程护筒钻孔灌注桩施工工艺流程见图5-2。

图5-2旋挖式全程护筒灌注桩施工工艺流程图

5.3施工工艺技术特点

本工程灌注桩成孔主要采用德国宝峨旋挖钻机（以下简称BG），全程护筒跟进旋挖钻进工法，该工艺技术特点如下：

a、钻孔速度快，工效高

国内设备大多通过电机、皮带链条传动，驱动力小且慢；BG设备通过全液压传动，扭矩、驱动力及提升能力大大提高，钻孔速度加快；

b、钻孔能力强、钻孔质量好

中小型BG系列设备钻孔直径可达1500mm，钻孔深度可达56米；成孔能力比国内其它设备要好。

该设备有电脑自动控制，钻进过程中一些施工参数如转速、钻进压力、深度等有电脑显示，可有效的控制成桩的垂直度、防止超挖和欠挖。

采用全程钢套跟进还可以避免缩径等桩身质量缺陷，切实解决了复杂地层护壁难的问题，钻孔质量好。

c、钻孔不需泥浆、孔底无沉渣，施工场地整洁

与正、反循环不同，BG钻机自带取土器取土，不需泥浆循环携带沉渣，造孔泥浆少，仅为正、反循环钻机所需泥浆量的1/20～1/10，特别是针对嵌岩桩孔底无浮渣；采用全程钢套筒后，钻孔不需泥浆故而桩周无泥皮，且孔底无沉渣，有利于保证设计桩基承载力；同时，由于无泥浆，取出的渣土能及时运出现场，施工场地整洁，易于现场文明施工。

d.桩身质量有保证

场地施工区

（2）层淤泥质粘土，流塑~软塑状态。

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。

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。

5.5.1混凝土搅拌系统施工布置

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

5.5.2混凝土搅拌站的选择

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

±1%

添加剂计量精度

±1%

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

5.5.3施工原材料检验

5.5.3.1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。

5.5.3.2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

5.5.4混凝土搅拌质量控制措施

（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。

5.5.5辅助设施

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。

5.5.6混凝土生产系统主要设备

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

JS1000

台

2

四点干油泵

SBN10-4

台

1

主体结构

套

1

搅拌摆线针轮减速器

XW10

台

1

快开阀

KKP-4

只

2

提升摆线针轮减速器

BW33

台

1

2

配

料

站

骨料仓

4.2m3

个

3

计量仓

1.76m3

个

1

振动器

ZF-1-5

输送带

B600

条

4

传感器

CL-YB-3/2T

个

4

3

水泥计量

水泥计量斗

600kg

个

1

传感器

CL-YB-3/500

个

3

气缸

QGS63×250

根

1

4

水计量

水时间计量

套

1

管道泵

65SG35-20

台

1

5

操作室

个

1

6

气动系统

空压机

V-0.67/0.7

台

1

7

控制系统

控制台

台

1

8

水泥仓

180T

只

2

5.5.7混凝土运输设备

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

序号

设备名称

设备规格

数量

1

混凝土搅拌运输车8m3

6辆

2

搅拌站上料机械ZL30E

1辆

5.5.8主要经济技术指标

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

数量

1

生产能力

70m3/h

2

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