大直径潜孔锤成桩综合施工技术.ppt

大直径潜孔锤半护筒灌注桩成桩综合施工技术 深圳市工勘岩土集团有限公司深圳市晟辉机械有限公司二0一四年十二月三十日 第一章工程概况 工程简介 西乡商业中心4 地块基坑支护工程位于深圳市宝安区西乡街道麻布村 场地西侧为海城路 东侧为码头路 南侧为深圳地铁一号线坪洲地铁站 北侧为在建的3 地块基坑 基坑开挖深度10 8m 18m 采用 桩锚支护 桩 内支撑和桩 上部二道内支撑 下部锚索 三种支护形式 本次施工内容为基坑支护桩的施工 第一章工程概况 工程位置 本项目场地 1 3号地块 4号地块 目前基坑在施工 第一章工程概况 海城路 码头路 宝安大道 北 工程地质及水文地质 1 第四系人工填土层 杂色 干 松散 主要由砼块 砖块 石块 砂等建筑垃圾组成 平均厚度约2 05m 2 淤泥质粘土 饱和 软塑 局部混砂 平均厚度1 2m 3 中粗砂 饱和 稍密 中密 主要物质成分为石英质 少含粘粒 平均厚度约3 01m 4 砾质粘性土 可塑 硬塑 含15 20 的石英颗粒 由混合花岗岩风化残积形成 平均厚度约2 03m 5 加里东期混合花岗岩 全风化 强风化 中风化 微风化混合花岗岩 中风化混合花岗岩埋深普遍在6 9m 其中微风化岩石抗压强度为125Mpa 场地地层由第四系人工填土层 Q4ml 第四系海陆交互沉积层 Q4mc 第四系残积层 Qel 加里东期混合花岗岩 M 组成 第一章工程概况 本工程基坑支护桩桩径 1 2m 根据勘察报告 场地中风化岩层埋深较浅 埋深约6 9m 入岩深度最深达13m 且在入岩时存在斜岩问题 土层6 9m 岩层5 8 14 9m 基坑底 海 城 路 码 头 路 第一章工程概况 基坑支护设计 1 本工程基坑支护安全等级为一级 基坑深度10 8 18m 基坑支护方案主要采用 桩锚支护 桩 内支撑和桩 上部二道内支撑 下部锚索 三种支护形式 2 基坑东侧和西侧采用桩锚支护 支护桩为 1 2m 1 5m 桩间采用 0 6m 1 5m双管旋喷桩 3 基坑西南角和东南角采用上部设置两道内支撑 下部设三道锚索 支护桩为 1 2m 1 5m 桩间 0 6m 1 5m双管旋喷桩 4 基坑南侧采用 1 2m 1 0m咬合桩 二道内支撑支护 5 立柱桩直径为 1 0m 6 支护桩和立柱桩桩长控制标准为入坑底8 0m或入坑底中风化以下0 5m且入坑底不小于4 0m 桩长在14 6m 26 0m之间 第一章工程概况 第一章工程概况 北 基坑西侧支护典型剖面图 1 1剖面 第一章工程概况 基坑南侧咬合桩支护典型剖面图 5 5剖面 第一章工程概况 基坑东侧支护典型剖面图 8 8剖面 第一章工程概况 第二章支护桩施工方案优化选择 第一节前期支护桩冲击成孔施工方案 针对本工程基岩埋深浅 入岩深度大的情况 在前期施工中 选择采用冲孔桩机冲击成孔 遇到斜岩时 采用孔内抛填碎石 然后再冲击成孔的方法处理 第二章支护桩施工方案优化选择 第二章支护桩施工方案优化选择 由于本工程岩层坚硬 入岩深 遇倾斜岩面采用填块石纠偏 现场冲孔桩机成孔效率极低 单孔成孔时间7 15天 最长的超过1个月 个别孔甚至无法成孔 为抢工期 前期场地安排十多台冲孔桩机施工 进度效果不明显 对本工程的工期产生非常大的影响 冲孔桩机清洗退场 第二节大直径潜孔锤引孔施工方案 根据我司以往施工经验和考察 发现潜孔锤桩为解决支护桩入岩深度大 成孔难的问题 经过试验 我们制定了潜孔锤破岩引孔施工方案 即 潜孔锤桩机从地面开始施工 采用大直径潜孔锤一径到底 完成土层 岩层的钻进 至桩底设计标高后拔出潜孔锤 再采用旋挖钻机钻进成孔 现场经过试桩 钻进23m支护桩耗时约90分钟 达到业主满意效果 第二章支护桩施工方案优化选择 第二章支护桩施工方案优化选择 第二章支护桩施工方案优化选择 第二章支护桩施工方案优化选择 潜孔锤钻机引孔 旋挖桩机泥浆护壁成桩 第二章支护桩施工方案优化选择 支护桩潜孔锤成桩方案优化选择大直径潜孔锤从地面开始引孔 其上部土层钻进综合费用较高 为降低成孔费用 同时保证旋挖钻孔的垂直度 经从经济和技术二方面综合考量 决定采用潜孔锤成孔优化施工方案 即 旋挖机土层钻进 振动锤下入长护筒护壁 潜孔锤破岩钻进至设计桩底标高 旋挖机清渣 安放钢筋笼和灌注导管 灌注砼成桩 第二章支护桩施工方案优化选择 具体如下 1 旋挖桩机钻进至地面下3 4m 然后采用振动锤下长护筒 护筒长9m 外径1 25m 壁厚15mm 2 采用潜孔锤钻进成孔至桩底设计标高 3 将性能良好的优质泥浆注入到桩孔内 然后采用旋挖桩机清孔 4 清孔至沉渣厚度满足设计要求后 吊车吊放钢筋笼 下灌注导管 孔口灌注水下商品砼 5 桩孔灌注完成后 采用振动锤起拔护筒成桩 第二章支护桩施工方案优化选择 第二章支护桩施工方案优化选择 支护桩大直径潜孔锤成桩综合施工工艺流程图 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 第一节主要机械设备配置 一 本工程主要机械设备包括 1台旋挖桩机 1台潜孔锤桩机 二 潜孔锤桩机配套设施包括 6台空压机 1台振动锤 1台履带吊 1台汽车吊 1台挖掘机 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 一 潜孔锤桩机机架的选型 主要考虑要点为稳定性好 便于行走 以减少施工过程中的操作环节 本工程的机架主要为滦州重工生产的履带式TUY808多功能桩架 全套钻机自重110T 该机底盘高 液压机械行走 整机重量大 机架高 32m 且稳定性好 负重大 过载能力提高 该桩机最大成孔深度达28m 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 第二节主要机械设备选择 一 机架机架的选型 主要考虑要点为稳定性好 便于行走 以减少施工过程中的操作环节 本工程的机架主要为滦州重工生产的履带式TUY808多功能桩架 全套钻机自重110T 该机底盘高 液压机械行走 整机重量大 机架高 32m 且稳定性好 负重大 过载能力提高 该桩机最大成孔深度达28m 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 二 潜孔锤钻头 钻杆1 本工程支护桩桩径 1200mm 钻头直径选用 1200mm 2 钻杆直径 1086mm 钻杆接头采用键槽套接连接 当上下二节钻杆套接到位后 再插入定位销固定 3 潜孔锤动力头自重10T 锤头重10T 钻杆自重20T 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 三 空压机选择1 操作中 视护筒顶的返渣情况 对空压机的压力进行调节 2 风量随钻孔的深度和钻孔径的不同 差别较大 为使潜孔锤正常工作而又能排除岩屑 要求风量至少为140m3 s 需要配备6台空压机并行送风 还需要配备1台混气罐和1台油雾器 其中混气罐一端连接6台空压机 混气罐汇集气量并使气压稳定 然后从另一侧的一根管道连接进至油雾气器 从油雾器出来的油 气混合物进入钻头 既提供冲击动力又减少摩阻力 3 空压机选用英格索兰XHP900 斗山XHP985和阿特拉斯 科普柯XRHS396型空压机 其中2台XRHS396 23 5 3台XHP900 25 5 1台XHP985 27 9 空压机并行送风 保持压力的稳定和所需的送风量 可为钻头提供稳定的动力 并顺利地将岩屑 钻渣吹至地面 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 空压机 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 混气罐 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 油雾器 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 四 护筒的选择1 选用普通单臂护筒 外径 1255mm 壁厚15mm 护筒长9m 2 护筒采用产自美国的ICEV360振动锤下入 同时配合起重机使用 3 为加快施工速度 现场可配置4节及以上9m长护筒 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 四 护筒的选择1 选用普通单臂护筒 外径 1255mm 壁厚15mm 护筒长9m 2 护筒采用产自美国的ICEV360振动锤下入 同时配合起重机使用 3 为加快施工速度 现场可配置4节及以上9m长护筒 第三章支护桩大直径潜孔锤成桩主要机械设备配置 第四章施工安排及操作要点 一 施工流向为防止塌孔 窜孔 施工时采用 隔三打一 施工 一般采用至少四个护筒现场周转循环施工 二 施工进度计划根据现场试桩 采用本方案的成桩方法平均每天施工2 3根灌注桩 微风化岩实际进尺约1 2m h 第一节施工安排 第四章施工安排及操作要点 第二节主要施工要点 一 桩位测量1 钻孔作业前 按设计要求将钻孔孔位放出 打入短钢筋设立明显标志 并保护好 2 桩机移位前 事先将场地进行平整 压实 第四章施工安排及操作要点 二 旋挖钻机就位1 钻机就位前要求场地处理平整坚实 以满足施工垂直度要求 2 钻机按指定位置就位后 在技术人员指导下 调整桅杆及钻杆的角度 第四章施工安排及操作要点 三 旋挖土层钻进 3 4m 1 为便于振动锤下放长护筒 采用旋挖桩机在上部土层中钻进成孔3 4m 2 旋挖钻机采用钻斗旋转取土干成孔工艺 3 旋挖钻机钻取的渣土及时转运至现场临时堆土场 集中处理以方便统一外运 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 四 振动锤下护筒 护筒长9m 旋挖钻进至护筒底1 钢护筒采用单节一次性吊入 利用振动锤下入 2 为确保振动锤激振力 振动锤采用双夹持器 利用吊车起吊 3 振动锤沉入护筒时 利用十字交叉线控制其平面位置 4 为确保长钢护筒垂直度满足设计要求 设置二个垂直方向的吊锤线 安排专门人员控制护筒垂直度 5 护筒沉入过程中 设置专门人员指挥 保证沉入时安全 准确 6 采用徐工QUY75型起重机配合ICEV360振动锤下入护筒 下入深度9 0m 确保穿过淤泥及砾砂层 护筒外径 1255mm 壁厚15mm 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 五 旋挖钻机钻进至护筒底1 护筒下入并复核护筒位置无误后 采用旋挖钻机钻进 钻进至护筒底标高位置后起拔旋挖钻具 2 护筒内旋挖钻进采用干成孔 第四章施工安排及操作要点 六 潜孔锤桩机安装就位1 利用桩机液压系统 行走机构移动钻机至钻孔位置 校核准确后对钻机进行定位 2 桩机移位过程中 派专人指挥 定位完成后 锁定机架 固定好钻机 第四章施工安排及操作要点 潜孔锤桩机安装就位 第四章施工安排及操作要点 七 钻进至桩底设计标高1 先将钻具 潜孔锤钻头 钻杆 提离孔底20 30cm 开动空压机 钻具上方的回转电机 待护筒口出风时 将钻具轻轻放至孔底 开始潜孔锤钻进作业 2 钻进的作业参数 1 钻压 钻具自重10t 2 风量 根据地层岩性 风量控制为146m3 min 3 风压 1 0 2 5MPa 4 转速 6 7rpm 3 钻进过程中 从护筒与钻具之间间隙返出大量钻渣 并堆积在孔口附近 当堆积一定高度时 及时进行清理 4 终孔前 需严格判定入岩岩性和入岩深度 以确保桩端持力层满足设计要求 5 终孔时 要不断观测孔口上返岩渣 岩屑性状 参考场地钻孔勘探孔资料 进行综合判断 并报监理工程师确认 6 终孔后 将潜孔锤提出孔外 桩机可移出孔位施工下一根桩 7 终孔后 用测绳从护筒内测定钻孔深度 以便钢筋笼加工等 第四章施工安排及操作要点 第四章施工安排及操作要点 潜孔锤拔出护筒 第四章施工安排及操作要点 终孔后的桩孔 第四章施工安排及操作要点 八 桩孔内注入泥浆护壁1 终孔后 向孔内注入优质泥浆 以确保清孔时 孔内沉渣厚度满足要求 2 泥浆采用现场设置泥浆池制作 在注入桩孔内前 对泥浆的各项性能进行测定 满足要求后采用泥浆泵注入桩孔 第四章施工安排及操作要点 九 旋挖桩机清孔1 终孔后移开潜孔锤桩机 孔内注入泥浆 采用旋挖机捞渣清孔 2 将旋挖机配置截齿钻头移动至孔口处进行孔内捞渣清孔 第四章施工安排及操作要点 十 下钢筋笼 安放灌注导管1 钢筋笼按终孔后测量的数据制作 本工程钢筋笼长在30m以下时 按一节制作 安放时一次性由履带吊吊装就位 以减少工序的等待时间 2 钢筋笼主筋采用直螺纹套筒连接 保护层50mm 为保证主筋保护层厚度 钢筋笼每一周边间距设置混凝土保护块 3 由于钢筋笼偏长 在起吊时采用专用吊钩多点起吊 4 钢筋笼采用吊车吊放 吊装时对准孔位 吊直扶稳 缓慢下放 笼体下放到设计位置后 在孔口采用笼体限位装置固定 防止钢筋笼在灌注砼时出现上浮下窜 5 导管选择直径255mm或300mm导管 下导管前 对每节导管进行详细检查 第一次使用时需做密封水压试验 导管连接部位加密封圈及涂抹黄油 确保密封可靠 导管底部离孔底300 500mm 导管下入时 调接搭配好导管长度 6 钢筋笼 灌注导管安放过程紧凑 尽量缩短安放时间 以减少孔底沉渣数量 第四章施工安排及操作要点 下钢筋笼 安放灌注导管 第四章施工安排及操作要点 十一 灌注桩身砼1 混凝土采用C30水下商品混凝土 坍落度180 220mm 2 根据现场情况 采用砼运输车直接运至孔口灌注 3 灌注方式根据现场条件 可采用砼罐车出料口直接下料 或采用灌注斗吊灌 4 灌注时 及时拆卸灌注导管 保持导管埋置深在2 4m 最大不大于6m 5 灌注砼过程中 不时上下提动料斗和导管 以便管内混凝土能顺利下入孔内 6 灌注砼至孔口并超灌1 5m后 及时拔出灌注导管 7 在混凝土灌注时 要将混凝土面灌