(上海)大直径潜孔锤成桩综合施工技术

1、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10.8m18m，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

2、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1520%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

3、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69m，入岩深度最深达13m，且在入岩时存在斜岩问题。,土层69m,岩层5.814.9m,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10.818m，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1.2m1.5m，桩间采用0.6m1.5m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1.2m1.5m； 桩

4、间0.6m1.5m双管旋喷桩。 4、基坑南侧采用1.2m1.0m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14.6m26.0m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

5、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715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

6、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、

7、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34m，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

8、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

9、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,

10、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

11、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

12、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23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

13、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（34m） 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34m。 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

14、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

15、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

16、头、钻杆）提离孔底2030cm，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146 m3/min； 3）风压：1.02.5 MPa； 4）转速：67 rpm。 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

17、，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

18、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300500mm。导管下入时，调接搭配好导管长度。 6、