泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工方案.doc

1 机械成孔灌注桩专项方案报审表机械成孔灌注桩专项方案报审表 工程名称：工程名称：瑞安市瑞辰科技有限公司 编号：编号：001 致： 浙江中誉工程管理有限公司 我方已根据施工合同的有关规定完成了 机械成孔灌注桩专项方案 的编 制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。 附： 机械成孔灌注桩专项方案 承包单位（章） 项目经理 日 期 专业监理工程师审查意见： 专业监理工程师 日 期 监理工程师审核意见： 项目监理机构 总监理工程师 日 期 2 瑞安市瑞辰科技有限公司办公生产综合楼及瑞安市瑞辰科技有限公司办公生产综合楼及 厂房工程厂房工程 机机 械械 成成 孔孔 灌灌 注注 桩桩 专专 项项 方方 案案 编制人编制人: : 职务（称）职务（称） 工程师工程师 审核人审核人: : 职务（称）职务（称） 工程师工程师 批准人批准人: : 职务（称）职务（称） 工程师工程师 批准部门（章）批准部门（章）: : 编编 制制 日日 期：期： 20132013 年年 9 9 月月 6 6 日日 温州中工建设工程有限公司温州中工建设工程有限公司 3 目目 录录 第一章第一章 工程概况工程概况.1 1.1 桩基础概况.1 1.2 地质特征.1 第二章第二章 施工部署施工部署.2 2.1、场地的布置.2 2.2 施工计顺序.3 2.3 劳动力安排.3 2.4 主要机械设备需求计划表.3 2.5 主要周转材料需用计划表.3 第三章第三章 施工方法施工方法.4 3.1 施工准备：.4 3.2 施工工艺流程.4 3.3 施工方法及技术要求.5 3.3.1、埋设护筒.5 3.3.2、泥浆制备.5 3.3.3、成孔.5 3.3.4 清孔.6 3.3.5、钢筋骨架加工与安装.6 3.3.6、灌注水下混凝土.9 第四章第四章 灌注过程中常见问题的处理灌注过程中常见问题的处理.9 4.1 灌注混凝土时堵管.9 4.2 灌注混凝土过程钢筋骨架上浮.10 4.3 桩身混凝土强度低或混凝土离析.10 4.4 桩身混凝土夹渣或断桩.11 4.5 桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求.11 4.6 混凝土灌注过程因故中断.11 第五章第五章 质量控制措施质量控制措施.12 第六章第六章 安全生产、文明生产安全生产、文明生产.13 1 第一章第一章 工程概况工程概况 1.1.1 1 桩基础概况桩基础概况 瑞安市风光机电设备厂瑞安市风光机电设备厂位于瑞安市飞云新区 F 地块。建筑面积 10832.5m2。场内原始地貌为低洼冲沟地带，后经建设平整，现地势平坦。 办公生产综合楼及厂房基础形式为 121 根 550mm 预应力管桩和 51 根 700mm 机械成孔灌注桩基础。 桩端持力层为卵石层，桩端承载力极限值为 1580KN，建筑桩基安全等级为三级。桩身混凝土强度为 C25，钢筋采用 HRB335 和 HPB235。 1.21.2 地质特征地质特征 1、主要地质岩层特征：根据现场勘察及岩土工程勘察报告，场地内由上而下主 要涉及以下岩土层： （1） 、粘土 灰黄色、可塑状，局部软塑状，中高压缩性，见少量铁锰质斑点或结核， 往下一体渐软。刀切面平整光滑，韧性高，干强度高，摇桭反应无，表部见 0.3m 灰黑色耕植土，富含腐植质。该层全场分布，直接出露地表，厚度 1.71.8m。 （2） 、淤泥 青灰色，流塑状，高压缩性，含少量粉砂、贝壳碎片及半炭化物碎悄，刀 切面平整光滑，韧性高，干强度高，摇桭反应无，根椐其性状、埋藏深度、贝 壳含量等不同，可划分为二个亚层，即 21、22 淤泥。 21 淤泥，土体极软弱，土芯易变形。全场公布，顶板埋深 1.701.80m，厚度 13.4013.80m。 22 淤泥，土质较均一，具细鳞片状构造。强度较上一亚层稍好，亚层之 间无明显界线，呈渐变接触。全场分布，顶板埋深 15.1015.50m，厚度 14.5015.20m。 （3） 、粘土 2 灰色，软塑流塑状，高压缩性，刀切面平整光滑，韧性高，干强度高， 摇桭反应无，局部相变为淤泥。全场分布，顶板埋深 29.7030.50m，厚度 9.109.60m。 （4） 、粉砂 灰色，稍密状，饱和，单粒结构，砂泣成份以长石、石英为主，砂粒磨圆 度较好，呈圆形、亚圆形。韧性底，摇振反应迅速。局部相变为细砂。全场分 布，顶板埋深 39.3039.70m，厚度 1.202.10m。 （5） 、粘土 灰色，软塑性，局部可塑状，高压缩性，刀面平整光滑，韧性高，干强度 高，摇振反应无。全场分布，顶板埋深 40.8041.40m，厚度 11.7013.30m。 （6） 、卵石 灰褐色，稍密中密状，包和，分选性一般,20mm 颗粒含量 5575%，卵石粒径一般 26cm，少量大者达到 8cm 以上。220mm 颗粒含 量 1020%，0.0752mm 颗粒含量 510%，其余为粉粒、粘粒。卵、砾石 岩性为凝灰岩，呈中风化强风化状，磨圆度较好，呈次圆状。岩土性质 不均一，局部粗颗粒含量减变为圆砾或砾砂。该层全场分布，顶板埋深 53.1054.30m，揭露厚度 5.005.60m。 （未揭穿） 2、地下水文情况 （1） 、场地地下水类型浅部为孔隙潜水，赋水介质为粘土、淤泥，水量小， 水迳流条件差，受大气降水和地表迳流补给，排泄以蒸发为主；本次勘察期间 测得静止水位埋深 0.200.50m，水位高程 2.642.93m。下部为承压水，赋水 介质为粉砂、卵石层，承压水头埋深为 610m。根据区域水文地质资料，地下 水位长期变化幅度 0.502.00，地下水对桩基础设计及施工影响不大。 （2） 、场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋 及钢结构具微腐蚀性。 3 第二章第二章 施工部署施工部署 2.12.1、场地的布置、场地的布置 1、 地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平” 。施工用的临时设施准 备就绪。 2 、场地标高平整到-1.90 米左右，并经过夯实或碾压。 3、 根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检签字。 4、 要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交 底。5、正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。 2.22.2 施工顺序施工顺序 办公生产综合楼及厂房由北向南逐根施工，本工程拟投入 3 台钻孔桩机， 计划工期 25 天。 2.32.3 劳动力安排劳动力安排 钻机操作手 10 人、钢筋工 2 人、测量放线 3 人，管理人员 5 人。 2.42.4 主要机械设备需求计划表主要机械设备需求计划表 序号机械或设备名称型号规格单位数量 1 正循环钻机钻机上海 300台 3 2 电弧焊机 BX-330 台 1 3 精密水准仪 NI005A 台 1 4 经纬仪 J2 台 1 5 全站仪 PTS-V2 台 1 6 水泵台 6 7 8 9 2.52.5 主要周转材料需用计划表主要周转材料需用计划表 序号材料名称规格型号单位数量 1 护筒钢板卷折而成个 12 2 导管无缝钢管,直径 250mm m200 4 3 混凝土 C25m31382 第三章第三章 施工方法施工方法 3.13.1 施工准备：施工准备： 1、 材料：混凝土采用商品混凝土 2、主要机具：正循环钻机、钻杆、混凝土导管、套管、水泵、清水池、泥 浆池、水管等。 5 3.23.2 施工工艺流程施工工艺流程 钻孔灌注桩施工工艺流程图钻孔灌注桩施工工艺流程图 测量放线定位 钻机就位 埋设护筒 制作钢筋笼 循环泥浆护壁、清渣成孔 一次清孔 安装钢筋笼 安装导管 商品混凝土 废浆、废渣排放 终孔验收 二次清孔 灌注水下混凝土 起拔导管、护筒 桩头混凝土养护 废浆排放制作砼试块 3.33.3 施工方法及技术要求施工方法及技术要求 3.3.13.3.1、埋设护筒、埋设护筒 （1） 、护筒采用钢板卷折而成，其内径应大于钻头直径 100mm。护筒的顶 部应开设溢浆口，并高出地面200mm。 （2）钢板护筒地基应夯实，四周外放 1.5 米左右，护筒与坑壁之间用现场 6 原土填实，护筒中心应与桩位中心应重合，偏差不得大于 50mm. 3.3.23.3.2、泥浆制备、泥浆制备 （1） 、根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系 统。泥浆池的容积为钻孔容积的 1.21.5 倍，一般不宜小于 4m3。 （2） 、在粘性土层中成孔的泥浆，可在原土注入清水造浆。在砂土中成孔 的泥浆，应先在泥浆池中投入高塑性粘土或膨润土造浆。 （3） 、以原土造浆的循环泥浆比重应控制在 1.11.3；以高塑性粘土或膨 润土造浆的循环泥浆比重在砂土层中控制在 1.21.3，在砂卵石层或容易塌孔 的土层应加大至 1.31.5，泥浆的控制指标：粘度 1822S；含砂率不大于 8%；胶体率不小于 90%。本工程由于是基础桩，钻进时防止塌孔的危险泥浆比 重采用 1.251.45.清孔后泥浆比重 1.151.25 之间。 3.3.33.3.3、成孔、成孔 1)、钻机安装时正循环，转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心重合， 其偏差不得大于 20mm，钻机安装应平稳牢固。 2)、钻进时，在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环，钻 具下入孔内后要低档慢速轻压，钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力 钻进。 3)、正常钻进时，应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻 进参数，在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进，在砂土中宜用低 速、轻压、大泵量钻进，在碎石土中宜用低档慢速，控制进尺、加大泥浆比重 和增加泵量的方法钻进。 4)、加钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环 35min 后再拧卸 加接钻杆。钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时应停 止钻进，经采取有效措施后方可施工。 3.3.43.3.4 清孔清孔 1、清孔采用正循环换浆方法，一般分两次清孔。 7 第一次清孔在钻进至设计深度后，使钻头慢速空转不进尺，不断循环换浆。 刚开始清孔时泥浆比重大一点一般为 1.251.45 之间，地质不好取大值，随着 孔底成渣的减少泥比重逐渐减少。 第二次清孔在安装导管后，利用导管输送循环泥浆。清孔后孔底泥浆的含 砂率应8%，粘度28S，泥浆比重1.25。灌注混凝土之前孔底沉渣厚度应符 合下列规定：端承桩50，摩擦端承桩、端承摩擦桩100，摩擦桩 300。本工程控制在泥浆比重控制在 1.151.25 之间，孔底沉渣厚度控制 在50mm。 3.3.53.3.5、钢筋骨架加工与安装、钢筋骨架加工与安装 本工程钢筋笼长为 38m 一种，钢筋笼主筋 16，螺旋箍筋 6，加强箍筋 12。 1） 、钢筋笼制作 、在钢筋场地集中加工，采用箍筋成型法制作。在主筋内焊接加强筋， 增大骨架整体刚度。制作好的钢筋笼应放置于平整、干燥的场地上，下垫等高 的方木与地面脱离。并挂好标志牌，做好防雨、防潮等工作。 、钢筋应表面洁净，无锈蚀、无污染，有材质证明书和原材料进场检验 8 资料。 、钢筋骨架焊接前，必须先试焊，合格后方可正式施焊。焊工必须持合 格证上岗，电弧焊各项指标应满足如下技术要求（d 为钢筋直径）： 单面焊： 10d 焊接长度 L（mm） 双面焊： 5d 焊缝宽度 b（mm） 0.7d 焊缝厚度 h（mm） 0.3d 、由于长度较短，钢筋骨架不分节。 2） 、钢筋骨架吊装及孔口连接 、钢筋骨架的吊装：钢筋骨架采用“四点吊法”吊装。吊装工具有：吊 车、自制吊装扁担、长钢丝绳 1 根、短钢丝绳 1 根、U 型扣 4 个、滑轮 4 个。 吊装分两种情况：即钢筋骨架装卸车时吊装、下孔时吊装。吊装示意图如下： a、钢筋骨架装卸车的吊装：先将长钢丝绳穿在挂于扁担上的滑轮上，用吊 车将扁担徐徐提起，选择好笼的四个吊点（吊点选择非常重要，一般选两端头 第二个加强箍筋和对称主箍连接处作为吊点） ，用 U 型扣将钢丝绳和钢筋骨架连 接牢固，连接后吊车起大臂，将钢筋骨架平吊放置于钢筋运输车上，车上放置 凹槽型枕木垫高钢筋骨架，防止滚动及变形。卸车和装车基本相同。 b、下孔时吊装：将长、短钢丝绳穿在挂于扁担上的滑轮上，并将短钢丝绳 9 的另一端和长钢丝绳的上端两个吊点连接在一起，吊点连接好以后，将扁担慢 慢提起，长钢丝绳受力。由于吊点的重心靠下于钢筋骨架下部，故提起钢筋骨 架时，一端先离地，另一端贴在地面上，并且由于钢筋骨架上端吊点系短钢丝 绳，随着钢筋骨架高度的提升，受力由长钢丝绳逐渐变成短钢丝绳，钢筋骨架 亦随着慢慢竖直起来。转动吊车大臂，将钢筋骨架移至孔口上方，调整钢筋骨 架对中孔位，将笼慢慢放入孔内。当放至钢筋骨架上面吊点时，用槽钢将笼担 于井口平台上，解除上吊点长、短钢丝绳，调直对中后，将笼慢慢下降，在工 作笼最上面加强箍筋上挂上十字线，用垂球将钢筋骨架对中，对中后钢筋骨架 慢慢下降，将钢筋骨架完全用槽钢担于井孔平台上，并采用垂球再次校核对中 情况，直到钢筋骨架偏位在允许范围内。并用地锚将笼锚固于井孔平台下钢板 上，防止上浮。 、为使钢筋有足够的保护层，在骨架主钢筋增加圆柱砼垫块。 、安装时钢筋中心位置要与桩基中心相符，其允许误差为20mm。 、在钢筋骨架制作、运送、安装过程中，要采取加固措施，以确保钢筋 骨架不变形。 钢筋笼吊装完毕后立即进行第二次清孔。 5 钻孔桩钢筋加工及安装实测项目 项 次 检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 1 受力钢筋间距 （mm） 20 每构件检查 2 个断 面，用尺量 2 螺旋筋间距（mm）+0，-20 每构件检查 510 个间距 长 10 3 钢筋骨架 尺寸 （mm）直径5 按骨架总数 30抽 查 4 保护层厚度（mm） 10 检查垫块直径 3.3.63.3.6、灌注水下混凝土、灌注水下混凝土 本工程所需混凝土采用商品混凝土。商品混凝土站要对砂、石、水泥等原 材料进行检验，严格按砼配合比配制砼，确保砼质量。 砼运输车直接运送到孔口的储料斗后用桩机钢丝绳提起堵塞漏斗的塞子后 10 开灌，砼顺利通过导管送至孔底，首批混凝土达到埋管深度不小于 1.0m，保持 砼灌注的持续均衡，边灌注砼边振捣反插边起拔导管，直至完成水下混凝土灌 注。为保证桩身砼密实，无断桩、缩径、夹泥和蜂窝结构，水下砼灌注除执行 有关规范要求外，还必须做到以下各点： 导管要求用 250 无缝钢管，导管要圆、直、连接牢固，密封性好，防 止漏水漏气（灌注前做打压试验） ，导管下到孔底后上提 300400mm。 要确保商品砼的质量，保证砼具有良好的和易性，砼塌落度控制在 180220mm。 确保第一次砼灌注量，灌注前料斗的砼量必须满足导管底端能埋入砼中 1.01.5m。 在灌注砼过程中，要经常测量砼面上升高度，保持导管埋入砼 26m， 严禁把导管底端提出砼面，灌注水下砼要连续进行，不得中断，并经常上下穿 插导管，保证桩身砼质量，砼灌注应超出设计桩顶标高 1 米，以保证桩头砼质 量。 第四章第四章 灌注过程中常见问题的处理灌注过程中常见问题的处理 混凝灌注过程是否顺利和桩身混凝土质量两大方面是关系到桩身混凝土的 好坏。应注意混凝土的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系，必要时添加缓 凝剂。掌握好混凝土的和易性及其坍落度，防止混凝土在灌注过程发生离析和 堵管 4.14.1 灌注混凝土时堵管灌注混凝土时堵管 1） 灌注混凝土时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度 太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配 制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。 2） 灌注导管在安装前应有专人负责检查，可采用肉眼观察和敲打听声相 结合的方法进行检查，检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注 导管的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格 3） 导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用气压。进行水密 11 试验的水压不应小于孔内水深 1.3 倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承 受灌注混凝土时最大内压力 p 的 1.3 倍。 4）灌注导管底部至孔底的距离应为 300 一 500mm ，在灌浆设备的初灌量 足够的条件下，应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作，其直径和椭圆度应 符合使角要求，其长度应 200mm 。 5） 完成第二次清孔后，应立即开始灌注混凝土，若因故推迟灌注混凝土， 应重新进行清孔。否则，可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚， 并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。 4.24.2 灌注混凝土过程钢筋骨架上浮灌注混凝土过程钢筋骨架上浮 1、 引起灌注混凝土过程钢筋骨架上浮的主要原因有： ( l ）混凝土初凝和终凝时间太短使孔内混凝土过早结块，当混凝土面 上升至钢筋骨架底时混凝土结块托起例筋骨架 ( 2 ）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混 凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内棍凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋 骨架底部时便托起钢筋骨架 ( 3 ）混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮 2、 为防止钢筋骨架上浮，除保证混凝土的质量，认真清孔外，当灌注的 混凝土顶面距钢筋骨架底部 lm 左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土 拌合物上升到骨架底口 4m 以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部 2m 以 上，然后恢复正常灌注速度。 4.34.3 桩身混凝土强度低或混凝土离析桩身混凝土强度低或混凝土离析 发生桩身混凝土强度低或混凝土离析的主要原因是施工现场混凝土配合比 控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差严格把好进厂水泥的质量关，控制好 施工混凝土配合比，掌握好搅拌时间和混凝土的和易性，是防止桩身混凝土离 析和强度偏低的有效措施。本工程为商品混凝土，配合比控制我方派专人进厂 查看混凝土的配合比。 4.44.4 桩身混凝土夹渣或断桩桩身混凝土夹渣或断桩 1、 引起桩身混凝土夹泥或断桩的原因主要有以下四个方面： 12 ( 1 ）初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进 人混凝土 ( 2 ）混凝土灌注过程拔管长度控制不准导管拔出混凝土面 ( 3 ）混凝土初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使混凝土上部结块， 造成桩身混凝土夹渣； ( 4 ）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混 凝土面上，形成沉积砂层，阻碍混凝士的正常上升，当混凝土冲破沉积砂层时， 部分砂粒及浮渣被包人混凝土内。严重时可能造成堵管事故，导致混凝土灌注 中断 2 、预防办法 导管的埋置深度宜控制在 2 - 6m 之间混凝土灌注过程中拔管应有专人负 责指挥，并分别采用理论灌人量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面， 取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋管深度 2m 单桩混凝土灌注时 间宜控制在 1.5 倍混凝土初凝时间内 4.54.5 桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求 桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求，其主要原因是超灌高度不够、 混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。 对于桩径 l000mm 的桩，超灌高度不小于桩长的 4 % 对于桩径 1000mm 的桩，超灌高度不小于桩长的 5 。对于大体积混凝土的桩，桩顶 10m 内的混凝土应适当调整配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆。在灌注最 后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。 4.64.6 混凝土灌注过程因故中断混凝土灌注过程因故中断 混凝土灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注 的情况下，可采用如下方法进行处理： （1）若刚开灌不久，孔内混凝土较少，可拔起导管和吊起钢筋骨架，重新 钻孔至原孔底，安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土 （2）迅速拔出导管，清理导管内积存混凝土和检查导管后重新安装导管 和隔水栓，然后按初灌的方法灌注棍凝土，待隔水栓完全排出导管后，立即将 导管插人原混凝土内，此后便可按正常的灌注方法继续灌注混凝土。此法的处 13 理过程必须在混凝土的初凝时间内完成 （3）混凝土灌注过程因故中断后拔除钢筋骨架，待已灌混凝土强度达到 C15 后，先用同级钻头重新钻孔，并钻除原灌混凝土的浮浆再用 500 钻 头在桩中心钻进 300 -500mm 深，这样就完成了接口的处理工作，然后便可按 新桩的灌注程序灌注混凝土 第五章第五章 质量控制措施质量控制措施 1、桩机就位后，应复测钻具中心，确保冲孔中心位置的准确性。 2、成孔过程中，应随地层变化调整泥浆性能，控制进尺速度，避免塌孔及 缩径。 3、成孔过程中，应时刻注意钻具连接的牢固性，避免掉钻头。 4、护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护，避免人或物品掉 入。 5、钢筋骨架制作完毕后，应按桩分节编号存放；存放时，小直径桩堆放层 数不能超过两层，大直径桩不允许堆放，防止变形；存放时，骨料下部用方木 或其他物品铺垫，上部覆盖。 6、钢筋骨架安放完毕后，应用钢筋或钢丝绳固定，保证其平面位置和高程 满足规范要求。 7、混凝土灌注完成后的 24h 内，5m 范围内相邻的桩禁止进行成孔施工。 8、强化工序管理，建立健全“三检制” ，对施工中的每道工序均按要求进 行事前指导、中间检查、