帝都新城西区14号楼旋挖钻孔施工组织设计.doc

帝都新城西区帝都新城西区 14 号楼（号楼（C 型）型） 旋挖钻孔灌注桩旋挖钻孔灌注桩 施施 工工 方方 案案 编制人：编制人： 职称：职称： 审核人：审核人： 职称：职称： 审批人：审批人： 职称：职称： 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 年年 月月 日日 目目 录录 1 1 工程概况工程概况3 1.11.1 工程概况工程概况3 1.21.2 钻孔灌注桩概况钻孔灌注桩概况3 2 2 施工原理及施工工艺、施工准备施工原理及施工工艺、施工准备3 2.12.1 施工特点和原理施工特点和原理4 2.22.2 大型机具准备：大型机具准备：5 2.32.3 桩基施工测量桩基施工测量6 2.3.12.3.1 施工测量准备施工测量准备.6 2.3.22.3.2 平面控制和高程控制平面控制和高程控制6 3.3.钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工7 3.1.13.1.1 钻孔灌注桩施工工艺钻孔灌注桩施工工艺错误！未定义书 签。 3.1.23.1.2 施工安排施工安排错误！未定义书 签。 3.23.2 钻孔灌注桩施工要点钻孔灌注桩施工要点错误！未定义书 签。 4 4 质量保证措施质量保证措施13 5 5 施工注意事项施工注意事项14 6 6、桩检测、桩检测14 7 7 安全保证措施安全保证措施14 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 3 1 1 工程概工程概况况 1.1 工程概况 工程位于钢城大道西侧。本工程建筑面积为 21599.58 ；共 31 层，结构形式为剪力墙结构，基础采用桩基础。 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： 1、素填土(Q4ml):杂色；主要为粘土、碎石、块石、砂及建筑垃圾生活垃 圾组成，属新近回填，结构松散。厚度0.40-4.60m，平均厚度 2.16m。 2. 粘土(Q4al): 灰色、灰白色；软塑、切面稍有光泽、韧性中等、干强度 高，局部含砂包体及少量角砾、碎石，层厚 0.5-26.2m，平均厚度 4.75m。 3.强风化极破碎白云质灰层：灰白色，主要呈砂状、碎石状，极软岩，局 部地段表面呈粉土、粉砂状。厚度 0.4-25.3 米，平均厚度 6.01m。 32强风化破碎白云质灰岩：灰、灰白色，细晶结构，网状节理强发育，钻 进快，岩芯多成碎块状，软岩。 33中风化较完整白云质灰岩：灰白色,细晶结构,中厚层状，节理及溶蚀洞 隙发育，大多数溶蚀洞隙填充软塑粘土及碎石，局部呈半充填或无充填状；节 理面被铁质浸染呈红色，铁质、钙质胶结；钻进稳定，岩芯以短柱状、长柱状 为主，含少量碎块状。 1.1.2 本工程的工程桩在 33中风化较完整白云质灰岩,桩施工准备采用旋 挖钻孔灌注桩工艺。 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 4 1.2 钻孔灌注桩概况 本工程高层基础为钢筋混凝土灌注桩。施工图纸设计要求，工程灌注桩长 以进入完整中风化岩石 1.0 米，桩径为 1000mm1800 mm，桩主筋 16 根二级钢 14 至桩主筋 31 根二级钢 18，箍筋为螺旋箍筋 8200，加密区箍筋为螺 旋箍筋 10100，加劲箍为二级钢 14 2000，混凝土强度等级为 C30，钻孔 灌注桩采用旋挖钻机施工，桩总数为 36 根。桩竖向承载力特征值 7140KN 至 23150KN。 2 2 施工原理及施工工艺、施工准备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 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 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 5 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：旋挖成孔首先 是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后 再由钻孔机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断 地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻 进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳 定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。 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， 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。 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 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 6 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2TW200240正常2013-08-10 2电焊机BX-3003上海200623正常2013-08-10 4 钢筋加工机 械 2山东2007正常2013-08-10 5砼泵HTB901上海2005110正常2013-08-10 6吊车QY252锦州2004正常2013-08-10 7油泵ZB4-5002上海2005正常2013-08-10 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，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六盘水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。 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 7 （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.钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工（常用清水施工工艺）（常用清水施工工艺） 钻孔机的旋挖钻进成孔工艺：旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式 钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻孔机提升装置和伸缩 式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计 深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而 对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁 钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。以下仅对旋挖干取土成孔 法施工工艺进行探讨。 （1）清水施工工艺的成孔工艺流程： 在成孔过程中不需泥浆护壁，而是钻头在慢速旋挖过程中自造的泥浆对 孔壁起到一定稳定作用，在旋挖钻进过程中，钻头往返于孔底与地表之间，所 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 8 形成的孔壁比较粗糙。旋挖钻孔灌注桩的桩土之间的咬合作用较强，能较好地 反映出混凝土桩体与黄土及粉质粘土之间的相互作用效应。工艺流程见图1。 （2）场地布置原则 根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、 夯打密实。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出， 钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案；规划行车路线时，使 便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定；施工场地为旱地而且在 施工期间地下水位在原地面以下时，将场地平整夯实，清除杂物；场地位于浅 水时，采用筑岛后在顶面安装钻孔机，筑岛顶面高出施工水位10m 左右；钻 孔机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻孔机的安放 位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。 （3）桩位放样 桩位放样，按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，进行钻孔的 标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位 置，使其误差在规范要求内。 （4）钻孔机就位 钻孔机就位时，要事先检查钻孔机的性能状态是否良好。保证钻孔机 工作正常。 （5）埋设钢护筒 （6）在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求，应符合 JTJ04189（以下简称规范）的规定。 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 9 （7）钢护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端，钢护筒平面位置与垂直度应 准确，钢护筒周围和护筒底脚应紧密，不透水。 （8）埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻孔机钻孔的位置标于坑底。 再把钢护筒吊放进坑内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底 部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻孔机钻孔中心位置重合。同时用水平 尺或垂球检查，使钢护筒坚直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳 含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流 失及位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在坑底回填夯 实300500mm 厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填 时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。 （9）钢护筒的制作及埋设的原则 长度2m 以内的钢护筒，采用厚10mm 的钢板制作，长度大于4m 的钢护 筒，采用厚68mm 钢板制作；钢护筒埋置较深时，采用多节钢护筒连接使用， 连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺，同时满足刚度、强度及防漏的要求； 钢护筒的内径应大于钻头直径，具体尺寸按设计要求选用；钢护筒埋设深度应 满足设计及有关规范要求。若桩孔在河流中，应将钢护筒埋置至较坚硬密实的 土层中深05m 以上；钢护筒顶高出施工水位或地下水位1520m，并高 出施工地面03m；钢护筒埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏 差不大于5cm，埋设中保证钢护筒斜度不大于1；埋设钢护筒前，采用较大口 径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后，提出钻斗且用钻斗将钢护筒压入到预 定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。 （10）钻孔施工 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 10 钻孔机成孔一般为清水施工工艺，无需泥浆护壁；若有地下水分布，且 孔壁不稳定，可向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。以下是旋挖钻机钻孔 施工的基本操作： 清水施工时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标 记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻桅起立桅及调垂，即首 先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示桅杆工作画面。 从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的 x 轴、Y 轴方向的偏移。操作旋挖 钻机的电气手柄将桅杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋 挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信 号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立桅控制。实现桅杆平稳同步起立桅。同 时采集限位开关信号，对起立桅过程中钻桅左右倾斜角度进行保护。在钻孔作 业之前需要对桅杆进行定位设置，一般情况下，做直孔作业，所以需要对桅杆 进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在桅杆相对零位5范 围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业；而桅杆超出相对零 位5范围时，只能通过显示器上的点动按钮或左操作箱上的电气手柄进行手 动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的桅杆工作界面实时监测 桅杆的位置状态，使桅杆最终达到作业成孔的设定位置。在施工过程中，有时 也需要斜孔作业。操作人员需要通过显示器上的自动定位按钮进行自设定零位， 然后再进行相同的调垂操作。 清水施工钻孔时通过显示器按钮直接进入主工作界面，然后进行钻孔作 业。钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机 钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 11 员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操 作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示一 一动力头压力，加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。旋转开 孔，以钻头自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔 深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当 钻斗被旋转挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到弃 渣车的位置，将钻渣装入弃渣车，完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正 按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回 到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。 旋转开孔后，以钻头自重并加压作为钻进动力。当钻斗被旋转挤压充满钻渣后， 将其提出地表，装入弃渣车，同时观察监视并记录钻孔地质状况。 （11）地质情况记录 地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；旋挖钻孔机钻进施工时及 时填写钻孔记录表，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度， 及孔底标高；钻孔记录表由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据 旋挖钻孔机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩 地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所 处的位置和取样时间；旋挖钻孔机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理 现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣， 避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，用测量 孔深及虚土厚度（虚土厚度等于钻深与孔深的差值）。 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 12 （12）成孔检查 成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合 格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可 用重锤将孔内的虚土夯实，采用直接用测绳及测孔器测，若孔内存在地下水， 可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔，则采用水下灌注混凝土施工的方法进行钻 孔的测孔工作，清孔时合理控制泥浆的粘度与含砂率；经质量检查合格的桩孔， 及时灌注混凝土。 （13）清孔 清孔是孔桩施工，保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量 指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求，采 用正循环回转钻进技术的清孔方法为：桩孔终孔后，将钻具提高2050cm，采 用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆，并维持正循环30min 以上，直到清 除孔底沉渣且使孔壁泥质、泥浆含砂量小于4为止。工程桩孔因有较厚的松 散易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后 施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。 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 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集团）赛德建设有限公司 13 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，强度等级为水下 C30，粗骨料最大粒径不得大于 25mm，坍落 度 180020mm，扩散度为 34cm45cm； 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 0.81.2m 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 4 质量保证措施质量保证措施 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， 帝都新城西区 14 号楼（C 型）桩基施工方案 首钢水城钢铁（集