基坑支护课程设计.docx

基础工程课程设计国家开发银行数据中心深基坑支护设计中国地质大学（北京）工程技术学院土木工程二班陆加弟、田梦楠、侯丹指导教师：张斌二一一年十二月十八日目 录第一部分 工程资料1. 工程概况2. 场地地质与水文地质条件21 地形地貌22 地层构成23 拟建场地水文地质条件第二部分 设计内容1. 基坑开挖断面设计11设计依据2. 支护方案确定21基坑支护方案设计的指导思想22基坑支护方案选择3. 土钉墙设计31土钉设计参数32计算过程33面层技术参数4. 桩锚设计41设计内容42桩锚体系计算过程5. 基坑支护结构施工组织设计5.1土方开挖施工设计5.2基坑测量施工方案5.3土钉墙施工方案5.4钻孔灌注桩施工方案5.5预应力锚杆施工方案5.6滞水处理方案第三部分 计算内容1. 计算说明书11土钉墙内部稳定验算12土钉墙整体稳定性验算13桩锚体系验算第四部分 设计图纸及计算书1. 支护结构剖面图2. 相关结构设计大样图感谢信参考文献工程资料1.工程概况工程名称：国家开发银行数据中心深基坑支护结构设计工程地点：北京市海淀区苏家坨镇三星庄北本工程场地位于北京市海淀区苏家坨镇三星庄北，东临规划的创新园经二路，西临规划的创新园经一路，北临创新园中环路，南临周家巷，交通便利。拟建的国家开发银行数据中心主要有1#设备用房、2 #科研用房、传达室及地下车库组成。最大基础埋深-8.0米，拟采用土钉墙+桩锚的护坡方式进行基坑护坡。拟建的建筑物概况见表1-1，其中2#科研用房建筑形体呈“U”形，西侧地上3层，无地下室，北侧及东侧地上4层，1层地下室，西侧及北侧楼体均设置房顶机房。表1-1拟建建筑物设计概况拟建建筑物层数（地上/地下）基础深度（m）结构形式0.000高程1#楼2F/0F约2.50框架结构45.9502#楼34F/01F约8.00框架结构45.950传达室1F/0F约2.50框架结构45.950地下车库0F/1F约8.00框架结构45.9502.场地地质及水文地质条件2.1地形地貌拟建场地位于苏家坨镇三星庄北，地貌单元属于永定河冲积扇上部。从拟建场地地理位置示意图可以看出，勘察期间场地现状在中部主要为葡萄、果树、大棚等农业园地，地表的各种植物及构筑物尚未清除；在东部主要为苗圃，草木丛生；西侧主要为旧有的建筑物场地（旧有建筑物地面以上的结构部分已经拆除，砼地面以及基础尚未拆除），地面堆放有大量的建筑生活垃圾。场地现状地形较平坦，地面高程约为43.6945.65m。根据现场走访调查，建设场地西北角曾经为鱼塘，后经回填至现状标高。2.2地层构成根据地层钻探结果，拟建场地30.00m深度范围内的地层主要有人工填土、新近沉积层及一般第四纪沉积层构成。现根据现场钻探情况将场地地层自上而下分述如下：人工填土层：主要由素填土组成，局部地段为1杂填土。 素填土：黄褐色灰褐色，湿饱和，松散稍密，主要成分为粘质粉土素填土，含少量圆砾及碎石，可见大量植物根茎； 1杂填土：杂色，稍湿湿，松散稍密，主要成分为建筑垃圾，以碎砖、混凝土碎砖为主，可见其他建筑材料碎块。新近沉积层： 粉质粘土重粉质粘土：黄褐、黄灰、暗褐、灰褐色，很湿，软塑可塑，含氧化铁、云母，可见少量螺壳、姜石及有机质，属中高压缩性土。局部夹砂质粉土粘质粉土薄层或透镜体。 1砂质粉土粘质粉土：黄褐、黄灰、暗褐、灰褐色，很湿，密实，含氧化铁和云母，可见少量螺壳、姜石及有机质，属中高压缩性土。局部夹粉质粘土、重粉质粘土、粉砂、细砂薄层或透镜体。 2淤泥质粘土：暗褐、灰褐、灰色，很湿，软塑可塑，含氧化铁和云母，可见少量螺壳、姜石及有机质，属高压缩性土。 3泥炭质粘土：灰黑、黑色及暗褐色，很湿，可塑，含云母、氧化铁，含有机质，具微臭味，易崩解，失水后干缩现象很明显，属高压缩性土。局部夹粉质粘土薄层或透镜体。第四纪沉积层：粉质粘土重粉质粘土：黄褐、黄灰、灰黄色，很湿，软塑可塑，含氧化铁、云母。局部夹砂质粉土粘质粉土薄层或透镜体，属中高压缩性土。 1砂质粉土粘质粉土：黄褐、黄灰、灰褐色，湿，密实。可见氧化铁和云母。局部夹粉砂、细砂薄层或透镜体，属于压缩性中低压缩性土。重粉质粘土粘土：灰褐、灰黄、灰绿色，很湿，可塑。含氧化铁、云母。局部夹砂质粉土粘质粉土薄层或透镜体，属于中高压缩性土。淤泥质粘土：黄褐、灰褐色，局部灰黑色，很湿，可塑，可见氧化铁、云母。局部为粉质粘土、重粉质粘土薄层或透镜体，属中高压缩性土中压缩性土。 1砂质粉土粘质粉土：黄褐、黄灰、灰褐色，很湿，密实。可见氧化铁、云母，属于低压缩性土。各土层物理力学参数表见表21。表21 土体物理力学参数表层号土类名称层厚（m）重度（KN m3）浮重度（KN m3）粘聚力（KPa）内摩擦角（）素填土1.818.022.012.01杂填土2.118.022.012.0粉质粘土4.320.025.012.01砂质粘土7.420.08.022.020.02淤泥质粘土3.220.08.020.012.03泥炭质土2.820.08.020.013.0粉质粘土5.820.08.025.012.01砂质粘土6.020.08.026.020.0重粉质粘土3.620.08.025.025.0淤泥质粘土4.220.08.020.012.01砂质粘土5.520.08.026.020.02.3拟建场地水文地质条件 2.3.1地下水分布情况 勘察期间，在地表下30.00（m）范围内实测到4层地下水见表22：表22 地下水分布情况表层数地下水类型水位埋深第一层上层滞水1.603.20m第二层潜水6.2013.00m第三场微承压水14.0016.50m第四层承压水23.0026.00m 2.3.2历年地下水变化状况 建厂区历年（1959年）最高地下水位接近自然地表。 据在该拟建场地附近的岩土工程勘察报告，拟建场地近35年最高地下水位（包括上层滞水）埋深约为1.00m。上层滞水的主要补给源以大气降水、农业灌溉等入渗为主，主要的排泄方式为大气蒸发；潜水的主要补给源主要为大气降水和地表水入渗及侧向径流补给，以径流方式排泄；微承压水及承压水，主要接受侧向径流补给，以径流方式排泄。地下水年变化幅度约为1.0m2.0m。设计内容1. 基坑开挖断面设计1.1设计依据 1）建筑基坑支护技术规程JGJ120-99本工程基坑开挖深度较深（12.5m），根据地质勘查报告提供的地质情况，基坑上部为较厚的素填土1层、杂填土2层，土钉成孔较困难，中部为粉质粘土层，下部有局部1粘质粉土砂质粉土，支护难度较大。根据地勘报告，基坑开挖范围内无潜水地下水，只有上层滞水，因此不考虑进行专门的降水，开挖时注意滞水的导排，滞水部位的导排必须畅通。基坑拟采用分步开挖的方案，上部先期开挖2.7m,第二步开挖至设计深度。2.支护方案确定2.1基坑支护方案设计的指导思想（1）考虑到地下结构施工可能需要较长的施工周期，基坑支护要经过雨季施工的考验，要求支护设计时需适当加大安全系数。（2）护坡工程必须与土方工程一体化安排，要为土方工程的顺利施工创造快捷和良好的前提条件。（3）护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时，还要尽可能地减少不必要的土方回填。（4）护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数，以缩短工期。2.2基坑支护方案选择（1）目前比较成熟的支护形式主要有以下几种：护坡桩+锚杆支护、悬臂桩支护、上部土钉墙(挡土墙)下部桩锚支护、土钉墙支护、微型桩复合土钉墙支护和地下连续墙支护等，适合本工程的支护方式为桩锚支护和上部土钉墙+桩锚支护这两种方式。（2）几种支护方式的优缺点比较支护形式安全性工期成本护坡桩加预应力锚杆的支护上部(土钉墙)挡土墙支护、下部桩锚支护土钉墙支护根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99及场地周围的堆载情况，同时结合本地区施工经验，本着经济安全原则，设计结果如下：基坑上部采用土钉墙支护，深度为2.7m，坡度为1:0.2下部采用钻孔灌注桩座位护坡桩，同时结合锚杆做桩锚体系支护。3土钉墙设计基坑开挖深度为2.7m，边坡坡度为1:0.2。计算后采用钻孔式土钉，设置双排土钉，具体土钉参数如下表：3.1土钉设计参数土钉道号竖向间距(m)水平间距(m)倾 角(0)超挖深度(m)钻孔直径(mm)长 度(m)配 筋(mm)11.01.0130.21005.020钢筋21.01.0130.21005.020钢筋图3.1土钉布置图3.2计算过程土钉的参数选取见上表3.2.1土钉内部稳定性验算（1）由于无具体资料，按以往经验，取=37kpa.（2）土钉墙面层土压力： 在上部1m与2m处各有一排土钉。因此： 3.2.2土钉锚固力计算满足要求。3.2.3土钉强度验算最危险的情况下，土钉抗拉安全系数为满足要求。3.2.4土钉墙外部稳定性验算（1）抗滑稳定性验算（2）抗倾覆稳定验算 3.3面层技术参数边坡面层编制6.5200200钢筋网片，每排土钉横向设置116横向通筋与土钉主筋端部以“L”形短钢筋焊接牢固，每两列土钉竖向设置116竖向通筋置于横向通筋后面与横筋点焊，然后喷射C20素混凝土(厚度80100mm)，混凝土配合比为水泥:砂:石=1:2:2。3. 桩锚体系设计4.1设计内容本工程拟采用钻孔灌注桩作为基坑支护结构的护坡桩，经计算设计桩长。桩顶设置冠梁，冠梁高度为，宽度为。具体配筋情况见结构设计大样图。锚杆参数见下表预应力锚杆技术参数表序号位置(m)孔径(mm)锚杆总长自由段长度锚固段长度倾角(度)间距(m)锚杆配筋反力梁设计荷载锁定荷载1-2.515011.0m4.0m7.0m151.62根钢混冠梁150KN120KN4.2桩锚体系计算过程4.2.1求桩埋入土内深度地面超载：经加权后，土的重度，等效内摩擦角：代入数据 求得 将参数带入方程简化后得 试算后，施工时尚应乘。最后确定桩长4.2.2求桩顶锚拉力带入方程为了桩锚支护整体的稳定性，取4.2.3求最大弯矩由公式将数据代入4.2.4钻孔灌注桩配筋计算采用单支撑挡土墙计算方法，将锚杆布置在桩顶，假定锚杆无位移情况。桩径 桩中心距 桩长 嵌固深度取C25混凝土 主筋，12根 箍筋级圆条盘（HRB235）螺旋箍筋 间距加强筋间距 保护层计算参数：将参数代入公式其中 式中：钻孔灌注桩截面积，； 全部纵向钢筋的截面积，； 圆形桩截面半径，； 纵向钢筋所在圆周的半径，； 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与的比值； 纵向受拉钢筋截面积与全部纵向钢筋截面积的比值，当时，取； 混凝土弯曲抗压强度设计值，； 普通钢筋的抗拉强度设计值，；求得代入求，解得 4.2.5锚杆配筋计算桩顶冠梁打入锚杆，水平间距 入射角 自由段锚杆预应力筋的截面面积应按下式设计式中： 锚杆轴向拉力设计值； 安全系数； 钢绞线、钢丝或钢筋的抗拉强度标准值； 预应力筋的截面积。代入参数 选取2根 的钢绞线锚固段长度： 式中： 锚杆锚固段长度； 锚杆轴向拉力设计值； 安全系数； 锚固体直径； 单根钢筋或钢绞线直径； 钢绞线或钢筋根数； 灌浆体与地层之间的粘结强度设计值，可取0.8倍标准值； 灌浆体与钢绞线或钢筋强度设计值，可取0.8倍标准值； 采用2根或两根以上钢绞线或钢筋时，筋材与灌浆体间粘结强度降低系数，取代入参数值，求得 ，取。灌浆水泥浆水灰比0.54.2.6基坑底隆起验算转动力矩 稳定力矩 当匀质土层时，则 要求抗隆起安全系数 代入参数 取满足要求。4.2.7桩锚支护体系稳定分析抗倾覆安全系数:被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值；主动土压力对桩底的弯矩；注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 402.124 250满足规范要求。4. 基坑支护结构施工组织设计5.1土方开挖施工设计本工程基坑面积较小，且四周场地情况较好，但地表覆盖有一些砖块、碎石、灰渣、炉渣和生活垃圾。可以将马道设置在场地的西北角。以此作为运土车和施工机械的出入通道。 5.1.1进行上部土处理第一步大面积开挖到位置，上部土层主要为填土层，主要包括房渣土、粘质粉土、渣滓、生活垃圾等，需要对其进行破碎、外运或消纳。5.1.2设置循环道根据现场及周边道路情况，设置合理的出土循环道是保证土方顺利开挖、减小对周边道路影响的关键。本工程可将出土马道设置在基坑西北侧。5.1.2采用大开挖方式根据本工程地下部分的特点，土方开挖采取大开挖的方式进行，根据边坡支护方式的不同配合施工。5.1.3土钉墙作业区开挖土钉墙作业区根据土钉墙施工的情况分步开挖，每次开挖约，不可超过。5.1.4土方开挖总体布置本工程总土方量约25000m3，土方量不是太大，土方开挖平均日出土量1200m3，一台挖土机平均每天挖土1200m3。一辆运土车一天可来回跑8次，平均每辆车的运输能力为16m3/次，一辆车的每天的运输能力为128m3。需配备挖土机：120012001.1=1.1台，考虑到开挖过程中随时清理渣土、垃圾、紧急情况和施工工期的考虑，共布置2台挖土机负责土方的开挖。根据挖土机数量及每天出土方量需配运土车：12001281.110.3（辆）。考虑到现场交通等问题的不利影响，现场布置15辆运土车。为保证出土量，必要时适当增加机械设备。开挖时，根据现场情况，可以采取先由南向北、由中间向两边的开挖顺序，确保土方正常的施工进度。5.1.5土钉墙施工区土方开挖根据基坑支护的施工要求，基坑四周10m范围内分层开挖分层锚喷，土方与土钉墙施工互相配合。进行四周10m土钉工作区的分步开挖作业，主要配合土钉墙的施工。在施工过程中以创造土钉墙工作面为中心，以土钉墙的强度为控制进度的关键，为保持边坡的稳定可以一定距离间隔开挖，连续开挖的长度不大于30m。平均进度为35天/步。按照基坑支护要求挖取周边土方。第一步挖到1.5m，挖土机挖土边坡1:0.221:0.25，由人工修坡至1:0.2，保证锚喷作业所需10m宽度的工作面。在第一层支护结构完成、土钉墙强度达到要求后，开始进行土钉墙区第二步土方开挖，挖深0.7m，挖土机挖土边坡1:0.231:0.25，由人工修坡至1:0.2后进行锚喷作业，依次类推进行开挖。土方开挖时，挖掘机不得碰破土钉墙面。5.1.6表层土的开挖由于首层是杂填土和素填土等，首先挖取中心表层土1.5m，将地下障碍物全部暴露出来进行破碎处理，基坑周边留出10m宽位置进行土钉墙施工，出土马道定在基坑西北侧。各工序交叉流水作业，节约工期。5.1.7槽底土的清理当基坑土钉墙施工到第六步时，统一进行槽底土的清理。采取自东向西、自中间向两边的清槽顺序，以最快的速度为总包创造工作面。收槽底时采取喂土方式进行挖土机二次倒土，并配合清槽人员做好清槽施工，不得超挖。挖土机挖土，钩端与钩侧开挖相结合，充分利用挖土半径，提高效率，尽量抓紧时间，赶前不赶后，保证按期完成任务。严格按开挖线进行开挖，严禁超欠挖。测量工作随时配合，机械开挖至接近设计坑底标高时，留2030cm人工清理，总承包单位配备足够的人员人工清理槽底。然后及时派人拍底打钎。严格按施工方案中的施工步骤进行，清土与挖土应与支护施工配合紧密，不可超前或滞后，保证边坡的安全。开挖前应做好沿途交通环卫工作，并交纳其费用，办理好证件，在取得有关部门的同意后，方可进行施工，以保证工程的顺利进行。5.1.8马道收尾为节约工期，不影响后续工程进度，坡道收尾时利用挖土机在坑内倒土为土钉墙施工创造工作面，土钉墙施工完毕后把土回填回来继续作马道。为尽量减少坑内土方的留量，利用挖土机坑内倒土以缩短坑内坡道的长度，收坡道时在出土口将坡道降低34m直接收尾，为保证收尾的进度，挖土机坐在基坑以外。5.1.9土方开挖质量要求机械挖土槽底标高与设计标高允许偏差+300mm，不得扰动原状土，不得破坏基础，基础部位土方开挖至保护土高度（由测量人员定标高），严禁用大型挖掘机直接清除保护土。对护坡部位应派专人盯住，防止挖掘机超挖将土钉墙损坏。各层间标高允许偏差150mm。测量员随时测量，保证基底标高和基坑边线。挖土标高控制点必须经监理单位验收。严格按照批准的开挖顺序开挖，任何更改须经监理工程师批准。不得损坏临近道路、管线和护坡工程。每步开挖都应进行边坡变形观测，发现变形超过或接近预警值必须立即停止开挖，并通知甲方监理，进行必要的处理措施，待观测变形稳定后再进行土方开挖。5.2基坑测量施工方案5.2.1基坑测量工作的特点及难点施工周边场地狭小,控制桩布设较为困难。这样就要对控制桩位进行保护，以保证控制桩的精度。基坑开挖深度达8m，对平面和立面上的控制难度较大。控制桩所在地坪与基坑施工作业面层高差较大；又由于工期较紧张，现场需多台机械设备大面积同时作业，施工作业面广，仪器通视条件较差，仅用传统的施工放样方法大面积施放桩位，很难实现；施工过程中的坐标控制难度大，需要用计算机解算测设数据，配合全站仪施测。52.2基坑工程的测量施工测量的工作内容：(1) 在进场后首先与建设单位办理坐标基准点的交接及复测工作，然后侧放出基坑开挖范围，平整场地。(2) 施放基坑上口线、结构线等，并控制好基坑各部分的开挖标高技术准备：(1) 对进场的测量仪器设备进行计量检定,确保器具在受控状态下使用。(2) 熟悉图纸了解建筑定位及基坑放线的相关要求,校核图纸中相关数据,掌握测量放线所需要的几何尺寸及相关数据。 仪器设备的准备：(1)准备各种测量用记录、表格。所用表格采用技术资料管理规程的表格。(2)准备好各种测量用辅助材料（如：木桩、小线等）(3) 本工程测量仪器配备：仪器名称品牌、型号数量精度用途全站仪瑞德1 台22+2定位、坐标测量电子经纬仪ET022 台2测角度、测方向线水准仪DZS312 台S3高程控制钢卷尺50m1 把一级量距对讲机5km2 对通讯联络钢盒尺5m、7.5m若干5.2.3测量定位挖土施工测量：土方开挖至距离基底300mm 位置，以下土方由人工清除。在测量上严格控制开挖标高，以满足后序施工的要求。机械挖土接近坑底时，由现场专职测量员用水平仪将水准标高引测至坑底。然后随着挖机逐步向前推进，将水平仪置于坑底，每隔46m 设置一标高控制点，纵横向组成标高控制网，以准确控制基坑标高。依据场区平面轴线控制桩和基础开挖平面图，测放出基槽开挖上口线，并用白石灰撒出基坑开挖线。基坑开挖过程中，随时用经纬仪及水准仪控制开挖线及标高。5.3土钉墙施工方案5.3.1土钉墙施工工艺流程土方开挖边坡修整土钉成孔绑扎钢筋网安放土钉土钉同加强筋焊接注浆加垫块设喷射砼厚度控制标志喷射砼养护。5.3.2土钉施工（1）土钉成孔前，按设计要求定出孔位并作出标记和编号。成孔过程中遇有障碍需调整孔位时不得损害支护原定的安全程度。（2）成孔过程中做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等。将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，发现有较大偏差时需及时反馈修改土钉的设计参数。（3）成孔后要进行清孔检查，对于孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即处理。成孔后及时安设土钉钢筋并注浆。（4）土钉钢筋置入孔中前，先设置定位架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为2m左右，支架的构造不妨碍注浆时的浆液自由流动。支架可为金属或塑料件。（5）土钉钢筋置入孔中后，采用低压方法注浆填孔，注浆压力为0.40.6Mpa。注浆时采用底部注浆方式，注浆导管底端先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。由于第一排土钉在杂填土里，土质较松软，要严格控制注浆量。（6）注浆用水泥浆用普通P.S.A32.5搅拌而成，水灰比为0.55.3.3编网施工（1）钢筋网片用6.5的盘条加工而成，网格规格见各段设计，允许误差10mm。可用焊接或绑扎而成，搭接长度不小于一个网格边长。（2）土钉钢筋与网片用横向加强钢筋焊接在一起，在土钉端部以“L”型与横向加强筋满焊连接在一起。5.3.4喷射混凝土（1）在喷射混凝土前，面层内的钢筋片牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋网片可用插入土中的“U”形卡固定，在混凝土喷射下不会出现振动。（2）钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许误差10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度不小于一个网格边长或200mm， 如搭接焊则焊长不小于网筋直径的10倍。（3）喷射混凝土强度为C20， 粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5。（4）喷射砼厚度为80100mm，根据天气情况必要时进行养护。5.3.5土钉墙施工质量保证措施（1）土钉长度插入钢筋时由专人检查, 若插入深度不足, 则继续取土成孔直至达到设计深度，插入钢筋时要将注浆管绑在距孔底0.5m处。（2）土钉注浆注浆时要严格按配比搅浆, 注浆要及时并随成孔随注浆, 注浆渗漏较多时, 要进行二次、三次补浆直到注满。（3）面层厚度喷射混凝土前，用盘条作为厚度标志杆，插入土体，喷砼时, 由专人检查网长及标志杆的安装。混凝土喷射完成后应将厚度标志覆盖以达到厚度要求。（4）面层养护当面层喷射完成后根据天气情况进行适当养护，面层达到一定强度后再进行下一步开挖，以保护面层面板。5.4钻孔灌注桩施工方案灌注桩施工在现况地面进行，灌注桩相关图纸详见设计单位提供的图纸。灌注桩总数199根，设计桩长为49m54m（其中13根为试锚桩，桩长69m），桩径均为800 mm，根据此情况，为确保施工进度及工程质量，我方采用正循环钻机成孔水下灌注混凝土施工工艺。5.4.1施工工艺流程具体施工工艺见图测量沉渣合格下导灰管水下混凝土浇注钢筋笼吊放钢筋笼制作及质量检验提升护筒养护成桩安放护筒成孔质量检测合 格不合格处理至合格成孔及清孔测量定位预留桩孔制备泥浆(反循环无）硬化作业面桩孔回填,压浆凿桩头检测土方开挖不合格二次清孔至合格基础桩施工工艺施工工艺流程：测量放线 挖泥浆坑埋设护筒 正循环钻机钻头对正桩中心 成孔钻进至设计桩底第一次清孔成孔质量检测合格钻机移位吊装钢筋笼下导管（如沉渣超标二次清孔）灌注混凝土拔护筒正循环钻机开始钻孔前需要挖好泥浆池，尺寸为15mX5mX3m，并在泥浆坑内提前储备清水。泥浆坑周围作围护栏杆，安装好泥浆循环泵。挖好泥浆排放沟；在钻进过程中根据成孔情况，如成孔困难可适当加入一些粘性土或膨润土调节泥浆粘度，并保证孔内泥浆液面保持稳定，孔内泥浆液面比地下水面高2m左右。废浆及时用抽浆车运走，泥浆池内的沉淀物（稠泥）及时用小型挖土机清理，清除的废弃物及时运走。正循环泥浆性能技术指标如下表，同时试验设备要配置齐全，包括泥浆比重仪、粘度测试仪、PH试纸等：表一： 注入孔口泥浆性能技术指标项 次项 目技术指标1泥浆比重1.11.152粘 度1025s3含砂率6%表二： 排出孔口泥浆性能技术指标项 次项 目技术指标1泥浆比重 1.252粘 度 28s3含砂率8%表三： 清孔后泥浆性能技术指标项 次项 目技术指标1泥浆比重 1.252粘 度 28s3含砂率8%5.4.2测量定位首先，从与甲方进行交接桩，复核甲方提供的控制点坐标，并对甲方提供的测量方向图纸进行复核。上述工作完成后内业计算出桩的中心坐标，并经检核合格。现场用首级或二级控制网点用极坐标法放出桩的平面位置，复核到另一控制点上进行检查。用水准仪测出护筒顶标高，以控制孔深和钢筋笼标高及混凝土面标高。项目部设一名测量主管，负责测量统筹管理和一级复核，报监理复核合格后，方可开钻。基点用1.0x1.0mx0.5m的混凝土墩台专门保护，墩台上设置1.2m高钢管防护，不得损坏。共设置3个测量控制点。测量班配备如下测量仪器和设备：J2级全站仪1套（测角中误差2，测距精度3mm2ppm）包括主机、脚架、棱镜和觇牌；DS32水准仪1套（每千米水准测量高差中数偶然中误差小于32mm）包括主机、脚架、水准尺和尺垫、计算机一台、塔尺1把。桩点坐标复核完成后，每天根据施工情况施放桩点510个，避免一次放点过多在施工中遭到破坏。同时在桩点附近插小红旗标识。对于放好的桩位点需设明显标识并加以保护，发现桩点被破坏后应及时找测量人员重新测量复核方可护筒埋设。5.4.3护筒埋设钻孔前应在测定的桩位，对桩直径范围内的障碍物进行破除，准确埋设护筒，护筒长度为1.52m，保证护筒底端坐在原状土层或稳定土层。准确固定钻孔位置，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护孔壁不塌，以利钻孔工作进行。采用钢护筒，护筒直径大于桩径10cm，护筒顶标高宜高于施工面10-20cm，并确保筒壁与水平面垂直。护筒周围用粘土分层夯实。护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并作十字栓点控制，挖护筒孔位，吊放入护筒，护筒周围孔隙填入土并夯实，同时用十字线效正护筒中心及桩位中心，使之重合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于2cm。5.4.4钻孔及泥浆护壁钻机就位，将钻头对准桩位，经监理复核无误后调整钻机垂直度，用水平尺检查钻机操作台的水平度，并设线锤检测钻杆的垂直度，调整合格后方可开钻。开钻前，用水准仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度。钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速。钻进过程中，随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度，通过控制操作平台的水平度和钻杆的垂直度随时控制成孔垂直度，出现偏差后先停钻，待调整好后将支腿控制牢固后继续钻进。各类桩柱桩成孔深度严格按照设计桩底标高控制，保证桩长不小于设计桩长。5.4.5清孔钻机钻进孔深达到图纸规定深度后提钻，确保孔深符合设计要求。清孔时，孔内水位应保持在护筒下口以上0.5m并高于地下水位1m，防止塌孔。由于本工程地质情况较差，且桩成孔较深，钢筋笼和导管安装完成之后，可能存在沉渣超过规定要求的情况，在浇筑混凝土前需要进行二次清孔。清孔采用在导管上端加一个封口帽，用大功率泥浆泵将底部沉淀物冲出；或采用气举法将沉淀物吹出，沉淀物随泥浆流出孔外，保证沉渣厚度满足规范和设计要求。5.4.6成孔检验钻孔清孔完毕后，在安装钢筋笼之前，先由质量检查人员检查成孔质量，泥浆指标测试，孔底沉渣厚度等，对于设计要求进行超声波成孔质量检验的基础桩，及时通知检测单位进行桩成孔质量检测。泥浆采用取浆器在孔底取浆或经试验对比后在孔口取浆，并用具有合格证的比重秤检测泥浆比重，比重秤使用前进行标定。作好钻进施工记录和泥浆质量检查记录，成孔深度及沉渣厚度验收合格后由质量人员报请监理工程师验收。 5.4.7钢筋笼的制作 进场钢筋有出厂合格证等质量证明文件并报监理审批，试验人员现场取样进行复试，并按照国家及江苏省有关规定约请监理工程师进行有见证取样复试。平整钢筋笼加工场地。钢筋进场后保留标牌，按规格分别堆放整齐，下部砌砖垛（或用方木设置垫层）高度100cm。堆放场地长12m，宽不小于4m，防止污染和锈蚀。钢筋笼加工场地长30m（暂按此考虑），宽不小于15m。钢筋笼加工时，钢筋主筋直径小于等于22mm的采用搭接焊连接；主筋直径大于22mm的采用直螺纹连接，对于不同直径的主筋钢筋连接采用搭接焊接，接头错开35d(d为钢筋直径)。同一断面接头数量不大于钢筋截面面积的50。螺旋筋与主筋采用绑扎（采用单丝满绑或双丝梅花绑），加劲筋与主筋采用点焊，加劲筋接头单面焊，焊缝长10d；双面焊，焊缝长度5d。根据基础桩设计情况，钢筋笼长度均在50m左右（其中试锚桩钢筋笼长69m），不能一次成型，需分三节或多节制作加工。两节钢筋笼之间连接采用单面搭接焊连接，焊缝长度10d。钢筋笼后声测管在钢筋笼制作过程中需顺同一主筋进行绑扎，声测管采用套管焊接连接，除锚桩外的工程桩后压浆管采用边下钢筋笼边连接的方法连接，后压浆管采用直螺纹套筒进行连接。根据规范要求进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋外观、品种、型号、规格，焊缝的长度、宽度、厚度、有无咬肉、表面平整等，钢筋笼的主筋间距(10mm)、螺旋箍筋间距(20mm)、钢筋笼直径(10mm)和长度(100mm)等，并作好记录。结合钢筋焊接连接取样试验和钢筋原材复试结果，有关内容经项目质量部验收后，报请监理工程师检验，合格后方可吊装。基础桩钢筋笼主筋保护层厚度50mm，采用焊接导向钢筋或绑扎混凝土垫块作钢筋保护层，沿钢筋笼周围水平均布3个，纵向间距4m。检验合格后的钢筋笼应按不同规格分层码放，每个钢筋笼单独编号挂标识牌，以便于合理控制钢筋笼与孔位一一对应关系。考虑成孔深度的允许偏差，为确保钢筋笼顶标高与设计标高相符，每根桩需测定护筒顶标高，根据护筒标高确定吊筋长度。钢筋笼顶设置圆8钢筋笼吊筋，确保钢筋笼顶标高符合设计要求；5.4.8直螺纹连接要求主筋直径为25、32mm的基础桩钢筋连接采用直螺纹连接方式。为保证工程质量，特制定以下要求：对于钢筋直螺纹连接，接头的性能应符合钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2003)中I类接头的要求。连接套材料使用性能不低于45号优质碳素结构钢或低合金结构钢，供货单位应提供质量保证书，并符合现行相应国家标准、规程的规定。连接套筒屈服承载力和抗拉承载力应不小于被连接钢筋屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.1倍。连接套筒要求：钢筋连接套筒尺寸应满足产品设计要求，钢筋连接筒表面不得有裂纹，表面及螺纹不得有锈蚀。连接套筒进场时应有产品合格证；连接套筒不能带有油脂等影响混凝土质量的污物。连接套筒螺纹精度为6H级，并符合GB/T197-81普通螺纹公差与配合的规定；尺寸允许误差：长度：0.1mm；外径：0.4mm。丝头加工要求：钢筋丝头尺寸应满足设计要求，中径、牙形角、螺距必须符合设计规定，并与连接套筒的牙形、螺距相一致，有效丝扣数量不得少于设计规定，并用相应的环规和丝头卡板检测合格；钢筋丝头螺纹中径公差应满足GB/T197-81普通螺纹公差与配合标准中6f级精度要求；钢筋丝头表面不得有锈蚀及损坏。出现不合格丝头时应切去重作。滚轧钢筋螺纹时，应采用水溶性切削润滑液。不得用机油作切削润滑液，或不加润滑液滚轧丝头。施工要求：在进行钢筋连接时，钢筋规格应与连接套筒规格一致，并保证钢筋和连接套筒丝扣干净、完好无损。标准型钢筋丝头螺纹有效丝扣长度应为套筒长度的一半，公差为+1P；钢筋连接时必须用管钳扳手拧紧，使两钢筋丝头在套筒中央位置顶紧；套筒钢筋连接完毕后，套筒两端外露完整有效丝扣不得超过1扣。5.4.9钢筋笼的吊装钢筋笼吊装采用钻机分截起吊连接。对吊点部位加劲箍采用加强焊接措施，同时应设置A8拉筋与主筋焊接，确保吊装稳固。吊放时，先吊直、扶稳，保证不弯曲、扭转。对准孔位后，下放过程中应及时绑扎混凝土保护层垫块避免碰撞孔壁。用水平仪测量护筒顶高程，因大部分基础桩施工有空孔深度，根据钢筋笼顶与护筒高差设置吊筋，确保钢筋笼顶端到达设计标高。设计要求沿全桩长设置的钢筋笼须下到孔底，对于设计要求不到孔底的钢筋笼在笼顶设置压笼杠，确保钢筋笼在混凝土浇注期间不上浮。因本工程后期试锚桩钢筋笼长达68米，钢筋笼自重较大，同时为加快施工进度，锚桩施工过程中配备1台25t（或50t）汽车吊，确保钢筋笼的吊装焊接工作不影响施工进度。5.4.10混凝土水下浇筑(1)对混凝土的技术要求基础桩混凝土强度等级均为C40，每立方米水泥用量根据配合比确定，其用量必须满足现行规范要求；水灰比不大于0.65，粗骨料(碎石)最大粒径25mm，坍落度180220mm，最大氯粒子含量0.3，最大碱含量3Kg/m3。采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。(2)混凝土浇注前由质检人员检查混凝土坍落度并记录，对于坍落度不合格的，可由现场搅拌站现场负责人处理。混凝土在运输、浇筑过程中不能产生离析现象。成孔下放钢筋笼后开始要混凝土，确保混凝土自出机至灌注完成时间不超过初凝时间。同时要求搅拌站现场设管理人员，处理好各项混凝土相关问题。 (3)导管内使用的隔水塞球胆大小要合适，安装要正。 (4)混凝土首灌量应灌至导管下口2m以上，首灌导管埋入混凝土宜为3m左右。混凝土浇注时，导管下口埋入混凝土的深度不小于2m，不大于6m，设专人及时测定，以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管，必须经过测量计算导管埋深,然后确定卸管长度,使混凝土处于流动状态，并作好浇注施工记录。混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。拆除后的导管放入架子中并及时清洗干净。 (5)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,不使钢筋骨架倾斜、位移,如发现骨架上升时,应立即停止提升导管,使导管降落,并轻轻摇动使之与骨架脱开。 (6)混凝土灌注到桩孔上部4m以内时,可不再提升导管,直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶超灌量不得小于500mm,以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。混凝土灌注完成后及时拔出护筒，待灌注混凝土达到初凝后立即进行桩空孔回填，防止塌孔及保护人员和设备的安全。 (7)在灌注水下混凝土过程中，应设污水泵及时排浆防止泥浆漫出,确保文明施工。 (8)混凝土浇注应做混凝土强度试块，每50m3做一组试块，每根桩不少于1组试块。试块拆模前在205、相对湿度大于90%的条件下进行养护，达到拆模强度后立即拆模，送往现场标准养护室标准养护。混凝土施工完毕后，应收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告、做混凝土强度评定。 做好并收集整理好各种施工原始记录,质量检查记录等原始资料,并做好施工日志。 灌注完毕后及时用钢板或钢筋网篦将孔口覆盖，并作明显标识，避免人员坠入孔内。砼初凝后8小时内将空孔部分用粗砂或者现场的粘土回填。混凝土浇注方法：结合本工程实际情况及场地条件，原则上均采用罐车到场直接灌注，对于地面条件较差的，行进路线采用垫石子或铺钢板的方法进行铺设，确保罐车行进畅通。对于混凝土车无法到达的部位需采用混凝土泵车进行混凝土灌注。5.4.11后压浆施工方案后压浆设计 桩侧、桩底注浆管的布置压浆管布设位置以设计图纸为准。注浆管布设原则是在钢筋笼圆周范围内分层对称布置，本工程采用桩端桩侧复式注浆，在离桩底端10m起每隔10m设一道桩侧注浆阀，共设2道。桩端部分注浆管应较钢筋笼长200mm，使其根部深入孔底部钻头影响范围内土层并伸入持力层，以达到较好的注浆效果。压浆阀设计桩侧：桩侧压浆导管下端设有G3/4螺纹及用以插接桩侧压浆阀的三通。桩侧压浆阀采用 沿桩周与三通连接，避免压浆过程中水泥浆压力对桩体一侧产生破坏作用，有效的实现了无损伤压浆。使得浆液能在桩身周围较均匀的注射，同时又能使注浆效果在较好土层局部增强。桩底：因桩端压浆阀处于桩底位置，每根压浆阀上布设4排压浆孔，以达到较好的注浆效果。后压浆浆液的配置后压浆所用的水泥为P.o42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比0.6。后压浆注浆量的控制后压浆质量控制采用注浆量与注浆压力双重控制：以水泥注入量为主，压力控制为辅。压浆顺序应兼顾基桩施工进度，根据设计图纸桩侧桩底同时压浆。本工程压浆量基本控制参数如下： 部位水泥压入量终止泵送压力桩侧、桩端3000 kg4.0MPa后压浆工艺后压浆原理桩底、桩侧后压浆技术是在钻孔灌注桩成桩后,在压力作用下将能固化的浆液通过桩身预埋注浆装置或钻孔预埋花管强行压入桩侧土层中,使桩身混凝土与桩周土体的紧密结合，提高桩侧土的强度Q及刚度E,增大剪切滑动面,改变桩与侧壁土之间的边界条件,从而提高桩的承载力以及减小桩基的沉降量。通过压浆，可使桩底松软土体的强度得到有效加强，同时浆液填充挤扩桩端土体并加固持力层，从而大大提高灌注桩桩端承载力，达到增加基础桩承载力的目的，并能有效的控制桩体沉降。同时因后压浆的应用，可在原有地层条件基础上，有效缩短桩长，减短工期，降低投资此为成本。.在桩侧及桩端持力层中注浆时,浆液通过填充、渗扩、挤密、劈裂压密、及固结作用,使桩侧桩端土孔隙率降低,密度增加,呈现渗透填充胶结效应；在细粒土层中注浆时,注浆压力超过劈裂压力,则土体产生水力劈裂,呈现劈裂加劲效应。使桩周及桩端土密实,而且提高了土的强度；另外,浆脉结石体象树的根须一样向桩侧土深处延伸,从而提高桩周土的强度,其结果提高桩侧摩阻力。.注浆点处,由于浆液的挤压作用,形成凸出的浆液包结石体。 .随着浆液的压力渗流，在非注浆点处形成一层浆壳, 形成该结石体与原桩身混凝土组成的复合桩身,增大剪切滑动面,“扩大”桩身断面,即增加桩侧摩擦面积和桩端承载面积。施工工艺制作压浆管、连接压浆阀压浆装置绑扎在钢筋笼上、起吊钢筋笼灌注混凝土桩侧、桩端压浆（3）压浆工艺压浆装置根据桩设计承载力要求及实际地层情况，本工程压浆导管均采用低压流体输送用焊接管。压浆管外径25，壁厚2.75mm。压浆导管与钢筋笼连接采用点焊方式，以避免吊装时出现问题。压浆管的上端均设有管箍及封堵，以便于与注浆泵连接。压浆管之间采用直螺纹套筒连接，连接必须紧密，不得有孔隙。桩底压浆管压浆阀须长出钢筋