全护筒钻孔灌注桩施工工法

.全保护筒钻孔灌注桩施工技术中铁十二局集团建筑安装工程有限公司杨部廷白慧张熙江关云霸成周1 .前言为了满足工程建设的需要，桩基作为提高地基承载力的最有效方法被广泛采用，桩基一般分为钻孔桩和预制桩。 其中钻孔灌注桩约占桩基施工中比重的70%，钻孔灌注桩施工一般分为干燥作业和泥浆护壁作业。 但是受环境的影响，香港和世界发达国家的钻孔灌注桩施工中禁止使用泥浆保护墙，同时在松砂层、细角砾层、流砂层、厚泥质层、喀斯特地形等地质状况下进行泥浆保护墙，难以保证孔壁的稳定，此时需要使用全保护筒施工法。中铁十二局集团建筑安装工程有限公司与设计部门共同进行创新，在取得“全保护筒钻井钻井施工法”国内先进成果的同时，形成了全保护筒钻井钻井施工法。2 .施工方法的特点2.1全保护筒钻孔灌注桩施工不采用膨润土和化学泥浆保护墙，地下水无污染，施工现场清洁，不影响周围居民和企业的正常工作和生活，符合较高的环境保护要求。2.2传统钻孔灌注桩因地层、环保原因无孔时，保证桩基工程顺利进行。2.3与其他护墙形式钻孔灌注桩施工技术相比，无需配置泥浆，护墙泥皮对承载力无影响，承载力可靠，桩体质量符合规范要求。2.4施工速度比传统技术快一倍以上，施工效率高，为整体工程顺利施工奠定了良好基础。3 .适用范围3.1适用于直径600mm2500mm的钻孔灌注桩，不适用于钻孔灌注桩长度为40m以上的桩基施工。3.2适用于地下水位高、容易崩塌、用普通泥浆和化学泥浆不能开孔的地层(如砾土层、角砾土层、砂层等)。 可以进行嵌岩桩的施工。4 .过程原理全保护筒钻孔灌注桩施工技术是利用专用摆动、振动设备克服钢保护筒在各土层之间和保护筒之间的摩擦力，使保护筒通过桩机钻孔施工中的不利地层到达稳定的桩端夹持层，利用钻孔设备挖掘保护筒内的残渣土进行灌注桩的施工技术。 过程原理的流程图如图4所示。图4.1过程原理流程图5 .施工流程和操作要点放线钻头位置钻孔振动锤下保护筒钢筋笼的安装灌注混凝土钢筋笼制作振动锤拔出保护筒5.1施工工艺流程图5.1.1全保护筒钻孔灌注桩施工工艺流程图5.2操作点5.2.1配线的定位根据桩位设计图纸的要求，测量桩位，做上标记，以桩位为中心画一个白灰色半径45cm的圆，桩位没有错误就不能开孔。5.2.2钻机的位置钻头定位后，使钻头稳定，使钻头尖端对准桩位置的中心。5.2.3钻孔钻孔选择钻孔为800mm，孔为5m。 腧穴的作用如下：5.2.3.1克服浅层障碍物的影响。 工程钻头应能有效克服障碍物的影响，钻不到的障碍物应用挖掘机挖掘，防止保护筒卷边破损5.2.3.2开孔的部位可正确定位保护筒，防止因保护筒的偏移引起的桩的位置偏移5.2.3.3开孔，保护筒可顺利进孔，减少放置在保护筒下面的摩擦力，保证了保护筒孔的稳定性，减少了保护筒的插入时间，保护筒可顺利插入。5.2.4振动锤下保护筒本工程根据打桩孔的深度和地质状况，保护筒降至灰岩中的20cm。 保护筒的最深插入深度为35m。5.2.4.1振动锤设备宜春东站振锤为360钻机安装液压振锤设备，使用履带行走方便，地质环境适应性强。 该振动锤下放和拔管速度快，造孔时可以用干式造孔法或天然水降低浆料成本。 另外，能够一次插入单节保护筒12m，施工效率大幅度提高.5.2.4.2钢制保护筒的特殊要求(1)钢制保护筒最好用10mm或12mm的螺旋管制作。采用10mm壁厚以下的钢制保护筒，施工中容易发生卷曲、凹凸，钢制保护筒的转速降低，成本增加，采用12mm壁厚以上的钢制保护筒，钢制保护筒的重量大幅增加，施工变得不方便，作业人员的施工难度增加，施工效率降低。(2)最下节钢制的保护筒设置内口的刀脚，减小保护筒的下降阻力，使保护筒能够顺畅地下降。(3)保护筒与保护筒之间用刚性螺栓螺母紧固。 采用焊接，焊接时间长，影响施工进度。(4)振锤加强保护筒，锁定装置锁定后可吊起保护筒，使其安全使用。(5)保护筒吊起后，施工人员进洞。 进洞后不加力，保护筒自重下沉，技术人员随时调整经纬仪或垂直调整保护筒的垂直度，确保洞直。(6)因自重保护筒不能下沉时，打开振动锤不能加压下沉，因阻力不能下沉时，查明原因后继续操作，强行加压防止保护筒下缘的卷曲和弯曲，保护筒破损，后期拔出保护筒的过程中土进入桩体，将泥夹在桩体中。 插拔保护筒的过程如下图所示。(7)应根据振动锤力的大小和保护筒进土侧的摩擦阻力来决定钢保护筒的壁厚，一般保护筒的壁厚应该用10mm的优质钢板制作。 宜春东站初期施工过程采用壁厚8mm的钢制保护筒，施工过程中保护筒卷曲、弯曲变形严重，损耗率高，减少钢制保护筒的旋转使用次数。5.2.5钻孔保护筒达到规定深度后，重新配置开孔钻头，钻头直径采用780mm，钻到设计桩的底层。5.2.6放下钢筋笼，浇注混凝土组织施工人员卸下钢筋笼，卸下钢筋笼后，进行洞底二清，保证沉渣满足设计要求后，立即灌注混凝土，混凝土组合汽泵和水下灌注混凝土施工方法灌注。5.2.7振动锤拔出保护筒混凝土注入满足要求后，振锤设备重新配置，将保护筒从桩孔中拔出，再循环使用保护筒。 抽筒控制要点：5.2.7.1拔出保护筒过程中，振锤均匀操作，防止拔出速度过快，混凝土密度降低，影响桩体质量。5.2.7.2保护筒的拔出保持垂直，在施工者的指挥下完成，保证保护筒的垂直度，防止保护筒的垂直度变化引起桩体局部淤泥。5.2.7.3为保证桩的质量，混凝土应注入超过1500mm。 保护筒拔出到最后一节时，要检查保护筒内混凝土的标高。 混凝土桩顶高不足时，清理保护筒内泥浆，进行二次灌注。6 .材料和设备6.1本工艺使用钢制保护筒：节长12m，厚10mm。6.2采用的机械设备见表6.2.1表6.2.1工程机械和辅助设备序列号名字型号单位数量备注1钻井机ZR280C台22泵车SY5271THB台13柴油机振动锤自制台1可插拔的12m保护筒4电焊机BX1-300-3台45切割机300毫米台16上吊QUY50A台17全站仪表GTS-330N战斗机台18水平仪DS3台19钢筋弯曲机GW40战斗机台17 .质量控制7.1工程质量控制标准全护筒钻孔灌注桩施工质量控制应当执行建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002、建筑桩基技术规范 JGJ94-2008、建筑地基基础设计规范 GB50007-2011。7.2质量控制措施7.2.1注意事项7.2.1.1开工前应仔细研究图纸，调查施工地点，合理布置施工平面，预先确定钻机的运行路线。7.2.1.2开工前施工场地应平整，地面标高不得高于桩顶标高2m以上。7.2.1.3每当保护筒使用完毕时进行清洗和修补，提高转速，提高经济效益。7.2.1.4施工过程中，钻头产生的挖掘渣滓应立即清理，防止影响相邻桩的施工作业。 进行弃土清运工程，应由负责人负责，做好成品保护和桩位检测保护，做好检讨工作。7.2.2技术措施7.2.2.1桩的位置偏差控制措施：开孔前先研究桩的位置，没有错误就不能开孔。7.2.2.2直角偏差控制措施：开工前使用经纬仪、全站仪检查入场设备钻头直角度，满足规范要求后使用。在插拔保护筒的过程中，使用经纬仪、总站或铅锤控制保护筒的垂直度。7.2.2.3钢筋笼中心对策：在距桩头向下20cm的位置沿钢筋笼长度4米间隔的相邻主筋之间设置作为保护层的导向混凝土母材，设置端部大于2m小于4m的导轮，每个断面均匀设置4个母材。 导轮直径为10cm，钢筋笼外侧用钢筋焊接。7.2.3管理措施7.2.3.1保证混凝土连续供应，负责人联系混凝土拌和站调整室，保证混凝土供应根据现场情况适时拌和发送。 防止混凝土浇注时间过长，防止保护筒脱落。7.2.3.2保证工程机械正常运转，所有工程机械每天定期检查，储备易耗部件，损坏后即可更换。 高温气象混凝土运输泵用草袋洒水降温，防止堵塞。7.2.3.3保证工程自来水满足工程需求，现场安装发电机，保证临时停电时机器正常运转。7.2.3.4现场道路畅通，基坑外临时道路硬化，进基坑留坡，在坡道和座位平面内按地质条件铺设碎石砖和钢板枕木。8 .安全措施8.1全保护筒钻孔灌注桩施工必须严格遵守建筑安装工人安全技术操作规程和机械施工技术安全规则的规定8.2按照中铁十二局安全保障体系要求建立保障体系，设立安全员，负责现场安全工程，施工前对施工人员进行安全交接，施工中每天进行一次例行安全检查。8.3工程机械吊装技术流程实施品牌和机械操作规程，加强安全教育，严格技术流程和操作规程。8.4施工人员应进入现场佩戴安全帽，登高作业应穿防滑鞋，系好安全带，严禁酒后上班。8.5进行设备定期检查、修理、严禁机械持病作业。 钻头、混凝土搅拌机必须由专用机械手严格按照操作规程操作。8.6工程结束后的空桩洞位置应在混凝土首先凝固后立即填充施工地面。8.7移动桩机需要专人指挥，桩机司机和泵车司机必须有可靠的联系信号。8.8定期检查系统绳索是否有损伤或滑轮是否灵活。8.9施工现场应平整、坚固，坡度不得超过2度，对软土地基，应用炉渣、砖等铺层压实。9 .环境保护措施必须严格遵守当地环境保护法律规定，加强该法的机械维护，防止机械油污对土壤和地下水的污染。 该施工法施工中产生废弃淤泥，不得擅自处理。 应当向当地环保部门申请，集中处理。10 .利益分析10.1品质效果桩孔穿钢护筒护壁，防止塌孔，桩截面尺寸规律，不产生缩径等通病，孔壁稳定性好，钻入孔底的渣滓少。10.2环境效应无需使用泥浆保护墙，无泥浆污染，不污染地下水，施工现场清洁文明，适合市区施工的噪音小，几乎无噪音污染。10.3经济效益无孔壁规律、塌孔、扩径现象，无混凝土浪费，无制浆费用，可有效控制成本。10.4工期效果提高打桩成功率，无需根据地质条件调整钻进速度，能够以最快的速度完成钻井工程，工期得到有效保证。11 .应用实例新杭州长客专宜春东站房桩基施工位于江西省宜春市下浦区大街、清萍公路南侧、