旋挖成孔灌注桩施工方案

旋挖成孔灌注桩施工方案1工程概况本工程基坑西侧设计有旋挖成孔灌注桩，旋挖成孔灌注桩直径为800、1000mm等，桩净长约11.0~16.0m，旋挖桩平面布置图如下：图1-1旋挖成孔灌注桩平面布置图2施工准备（1）技术准备1）组织施工技术人员在施工前认真学习技术规范、标准、工艺规程，熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料。2）对施工人员进行安全和技术培训，增强施工班组技术素质。3）根据工程特点，对施工班组进行安全、技术交底。4）根据基坑支护设计平面布置图，设置轴线控制点、测定高程水准点。5）根据所设置的轴线控制点、测定高程水准点，依照桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应具体位置，施放桩位，做护筒、砌筑井圈。（2）现场准备1）施工前做好施工现场总平面布置规划工作，平整场地，砌筑沉砂池。施工前场地应完成三通一平。2）地上、地下的电缆、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施，如照明、动力、通风、安全设施准备就绪。按照平面布置架设临电。3）修整现场坡道，以便土方及材料的进出。（3）劳动力准备选用素质高、操作熟练、作风顽强的作业队伍。进场后进行入场教育，使之迅速进入工作状态。钢筋焊接、电工等特殊工种做到持证上岗。现场劳动力用量详见图表。表2-1劳动力需要计划表序号工种数量备注1钻桩工5成孔2钢筋电焊工5钢筋笼制作3杂工4文明施工4砼工4混凝土浇筑、养护5挖掘机司机2转土6吊车司机1设备安装7水电工1照明、抽水（4）机械准备表2-2本工程计划投入的机械设备如下表序号机械名称型号单位数量功率率备注1塔吊TC-7013E台186.5材料运输2钢筋切割机GQ40台22钢筋下料3钢筋弯折机GW40台24钢筋下料4直螺纹滚丝机HGS-40台24钢筋下料5电焊机XB1-400台215钢筋笼制作6水泵BWB-90台202.2抽水7旋挖钻机BG25台2194钻孔8轮式吊机25T台1199吊装9臂架泵47m台1287混凝土输送10氧割设备移动式套1/钢筋切割11钻头1.2～2.0m个若干/含取芯钻头12挖掘机C2.4台144.2平场、转土13灌浆泵BW-150台27.5灌浆14装载机EQ3208G台1155转土15料桶0.08m3个10/运土16发电机/台1/临时发电3施工方法（1）旋挖成孔灌注桩施工流程图3-1旋挖成孔灌注桩施工流程图（2）桩位放样根据所设置的桩位控制点、测定高程水准点，依照桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应具体位置，在桩位附近施放4个正交控制点（用长1.0m的C8钢筋打入地下作为标志），并做好保护工作。施工过程中以4个控制线的交叉线交点确定桩心位置。并在桩位控制点上投射高程控制点。图3-2桩位测量放线（3）钢护筒埋设护筒埋设：本工程采用空口护筒，按设计桩径选择相应钢护筒，钢护筒壁厚δ=8mm，长度L=4m,其内径应大于钻头直径200mm。埋设时根据设置的桩位标记采用十字线标准就位，同时护筒顶端高出地面0.3m以上，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50㎜，钢护筒底部及四周用粘土填筑，并分层夯实，夯填时要防止钢护筒偏斜。图3-3护筒直径图3-4护筒长度（4）泥浆制备对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。图3-5静态泥浆护壁当采用静态泥浆护壁钻进工艺时，泥浆采用粘性土制浆，泥浆池根据现场情况确定其位置及大小集中制浆。表3-1泥浆技术指标泥浆技术指标钻孔方法相对密度黏度T（s）胶体率（%）含砂率（%）PH值旋挖钻1.05～1.10大于17大于95不大于28～11配制泥浆前要根据钻孔的体积确定所需泥浆的数量，泥浆量必须大于钻孔的容积。配制泥浆选取水化性能较好、造浆率高、成浆快、含砂量少的膨润土或黏土为宜。钻孔过程中要经常测定测定泥浆技术指标，根据工程钻进需要，随时调整泥浆相对密度，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀导致塌孔等。灌孔时用泥浆泵将泥浆回抽至泥浆池用于下根桩的钻孔。（5）钻机就位旋挖机行走就位，将钻头中心对准桩心，并用控制点进项校准。（6）钻孔施工施工时需准备短螺旋钻头、回转斗，取心钻头，岩心回转钻头等各种规格的钻头。施工时，根据不同的土壤、地质条件按下列规定选择不同的钻头。表3-2不同土质对应钻头类型序号土质钻头1地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层短螺旋钻头2碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层岩心螺旋钻头3风化岩层及有裂纹的岩石取芯钻头在钻进回填土层遇混凝土、块石、孤石、卵石等硬性杂物必须减压，上下反复钻进以确保钻孔的垂直度符合要求和不垮孔，合理的钻压应在80～150bar、转速在15～22转。进入原生土层（粘土、砂土、粉土层）合理的钻进参数钻压60～100bar，转速为18～23转。粘土层中钻进会阻力小，吸附性强、不易脱落，控制液压手柄变速钻进（23R/Min左右为宜），粘土层容易产生缩径形成后，桩身局部直径小于设计直径，可在缩孔部位吊住钻头反复扫孔，应降低钻进速度，提钻要慢，多次反复扫孔以保钻具畅通。钻进中要做到三慢:提钻慢、旋转慢、进尺慢。钻进岩石时，岩石承载力小于8Mpa时合理钻进参数（转速为12～15r/min，钻压100～150bar）。岩石承载力＞8Mpa时应使用外荷载方式加压，且加压过程应是均匀的，合理的钻进参数（转速为15～20R/Min，钻压为150～250bar）。钻进持力层基岩层时，应使用取芯钻头，须减小钻进压力和钻进速度加大扭矩以扭断岩石，取出岩芯，钻进嵌岩深度必须大于设计要求且超钻不能大于500mm。钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，测量孔深及沉渣厚度（沉渣厚度等于钻深与孔深的差值）。（7）钻孔记录填写钻孔施工过程中应由专人及时、认真做好记录并填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目、钻进深度、地勘资料要求钻进深度（标高），进入持力层深度（米）、成孔时孔底地质特征及加压旋挖的压力值、钻进速度、钻孔过程中现场特殊情况记录及孔底标高等。（8）清孔清孔是钻孔施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩完好结合，以保证桩底承载力。当钻机操作室中的孔深显示仪上的读数与计算处的持力层开挖深度吻合后，停止钻孔，并对钻头施加一定压力复核孔深，若与地勘建议持力层深度大概一致，即可组织地勘单位对持力层进行验收。当有效开挖深度满足（含嵌岩深度）设计及地勘建议开挖要求后，进行清孔。清孔是采用清孔钻头将孔底沉渣取出孔外。对于有沉渣的干孔，亦可采用与商混凝土相同牌品的袋装水泥投入孔中，与沉渣一起搅拌均匀，水泥用量可根据孔径大小决定，搅拌时可用钻头或导管伴合均匀，使沉渣与水泥凝结在一起，提高持力层的承载力或减少孔桩沉降。（9）成孔检查验收钻孔达到设计深度后，组织监理单位和建设单位等相关人员对孔深、孔径、沉渣、垂直度等进行检查验收，并签署验收意见，不合格时经各家单位协商后采取相应措施处理，合格后进行下一道工序。（10）钢筋笼的制作及安装钢筋笼的制作和安装同人工挖孔桩。但需注意：钢筋笼采用塔吊安装，安装时钢筋笼应竖直、准确、慢慢地吊放，尽量避免或减少钢筋笼与孔壁的摩擦，以免蹭掉过多的渣土，导致孔底沉渣过过厚，引起二次清底或多次清底，造成浪费，延长混凝土浇筑时间。（11）第二次清孔浇筑混凝土前，吊放钢筋笼之后，应再次检查孔底沉渣，若沉渣超过规范要求时，应进行二次清孔，具体操作方法是：用塔吊吊出孔中钢筋笼，并一直悬吊在空中，按照第一次清孔的方法进行淸孔，清完后立即竖直、准确、慢慢地吊放钢筋笼，钢筋笼吊放完成后，应迅速安装导管并浇筑混凝土。（12）混凝土浇筑混凝土浇筑按照水下混凝土浇筑技术进行，技术要求如下：1）采用水下砼施工方法时，砼塌落度应控制在16～20cm并配置自密实砼，须严格检查各导管接头，有无漏气现象，隔水栓用预制砼塞。2）导管的选用:采用金属管，直径φ250mm。导管使用前，根据桩长先试拼接；3）根据水下砼流动扩散规律，导管埋深过小，往往使管外砼面上的浮浆沉渣挟裹卷入砼内，形成夹层；埋深过大，导管的超压力减少，管内砼不易流出，容易产生堵管，并给导管的起升带来困难。所以，保持合理的导管埋深，对水下砼的灌注是非常重要的。正常灌注时，导管埋入砼内深度一般为2.5～3.5米，最小深度为1.5～2.0米，最深不超过4米。图3-6浇筑示意图图3-7初罐砼4）导管安装时其底端应高出孔底沉淀土面30～40㎝，初灌砼导管埋深应在1.2～1.5米。开始灌注时，为保证第一批砼达到要求的埋管高度，以便实现导管底部的隔水，需要计算首批砼罐入量。初罐砼量计算如下：V=[ЛD²（h2+hm）+Лd²h1]÷4式中：V—初存量（m³）；D—实际桩孔直径（m）；D—导管内径（m）；h2—导管底口至孔底高度（m）；hm—导管埋深，初灌时不小于1～1.2mh1—孔内砼达到埋管高度时，导管内径与导管外水压平衡所需的高度（m），既：h1=（hW.rW）÷rC式中：h1—孔内砼面至孔口水位的高度（m）；rW—泥浆密度（KN/m³）；rC—砼密度（KN/m³）。5）开始灌注时，先配制0.2～0.3m³流动性好的水泥砂浆，倾倒入管内隔水拴以上空间。然后，将首批砼倾入初罐斗内，剪断悬挂隔水栓的铁丝，使搁水栓、水泥砂浆和砼顺利到达孔底并上升，首批砼灌注完毕，立即转入连续浇灌。6）灌注水下砼过程中，孔内砼面连续不断上升，导管埋深也在不断增加，需要定时测量砼上升情况，记下罐入的砼量，测定坍落度。7）测量砼面的标高需要用专业测绳及测锤。在测量时，在导管与钢筋笼的中间部位下放测锤，至少测3～4个点，分别记入灌注记录本，然后取平均值，以此确定导管拆卸的数量。8）导管提升时不得过快过猛，以防拖带表层砼造成泥渣浮浆侵入，或挂动钢筋笼等。导管的拆装要干净利落，并防止工具、密封圈及螺栓掉入孔中。拆下的导管应立即用清水冲洗干净，集中堆放整齐。9）水下砼一经开始灌注，须连续进行，任何中断不得超过30分钟，以保证砼的灌注质量。10）因水下砼为自密型砼，为了保证桩顶砼的质量，需要超罐出桩顶800mm以上，下道工序施工时将其凿除即可。11）随时掌握每根桩砼的浇筑量，砼的充盈系数大约在1.2左右。预防塌孔现象出现，控制砼的浇筑量不少于桩的理论方量，特别是初灌时，根据所罐砼量核实底端的形状。（13）注意事项根据施工部署，基坑及地下室结构施工阶段，旋挖成孔灌注桩施工完成后，旋挖桩所在位置将作为施工运输临时道路，在规划道路时应避开工程桩的位置，并对旋挖桩进行有效防护，放置标识牌。4桩基检测（1）桩基竖向抗压静载试验1）检测桩基的选择及数量要求需检测基桩需为建筑师指定的合约基桩。检验桩数不应少于同条件下总桩数（按照各塔楼、轻轨1号线、裙楼分别统计）的1%，且不得小于3根。2）检测方法①设备仪器及安装要求试验装置按照如下布置，且需符合应满足《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）相关技术要求。图4-1抗压试验设备布置平面图图4-2抗压试验设备布置剖面图图4-3现场实施照片②试验前准备试桩之前3个月内校对传感器或测力环，并须提交校准证明书以备批准。试验前，需报送试验采用的试验荷载加、卸荷方案至监理工程师/建筑师，待审批通过后方可实施。每次试验开始前至少72小时报监理工程师/建筑师。③试验方法a单循环试验加荷程序（根据设计要求确定采用）在试验开始时记录基准杆、试桩和锚桩基标之支架的水准读数。等级加载量为最大加载量的十分之一，第一次加载量为最大加载量的五分之一。加、卸荷载可按下述顺序进行：（P为单桩最大加载量）加荷：0.2P→0.3P→0.4P→0.5P→0.6P→0.7P→0.8P→0.9P→P卸荷：P→0.8P→0.6P→0.4P→0.2P→0卸载到零后要记录基准杆、试验桩和反力锚桩基标之支架的水准读数。在零荷载时，应测读稳定的残余沉降量，再记录基准杆、试桩和反力锚桩基标之支架的水准读数。b两循环试验加荷的程序（根据设计要求确定采用）在试验开始时记录基准杆、试桩和锚桩基标之支架的水准读数。加、卸荷载可按下述顺序进行：第一周期（P为单桩最大加载量）加荷：0.2P→0.3P→0.4P→0.5P→0.6P→0.7P卸荷：0.7P→0.6P→0.4P→0.2P→0第二周期加荷：0.2P→0.3P→0.4P→0.5P→0.6P→0.7P→0.8P（维持24小时）→0.9P→P卸荷：P→0.8P→0.6P→0.4P→0.2P→0卸载到零后要记录基准杆、试验桩和反力锚桩基标之支架的水准读数。在零荷载时，应测读稳定的残余沉降量，再记录基准杆、试桩和反力锚桩基标之支架的水准读数。c荷载与基桩的位移准则当出现下列情况之一时，应即终止加载：某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时仍未达到相对稳定；荷载已超过所规定的最大加载量或已达到桩身材料的极限强度以及试桩桩顶出现明显的破坏现象；采用反力装置时，已达到反力装置的最大加载量；采用锚桩时，锚桩上拔量超过规定值；试桩桩顶总沉降量超过80mm；d位移的测量及其相对稳定标准。每次加载后第一小时内按第5、15、30、45、60分钟测读试桩竖向位移量，测量偏差需保证在规范要求范围内，以后每隔半小时测读一次，当位移速率达到相对稳定标准时，进行下一级加载；卸载时，每级荷载测读一小时，按第5、15、30、60分钟测读四次，卸载至零时，应测读稳定的残余位移量，一般为3小时左右；对有特殊要求的试桩，位移测读时间可按要求另行确定；对每级荷载增量，竖向位移相对稳定标准可取一小时的位移量不超过0.1mm，并连续出现两次（由1.5小时内连续三次观测值计算）。④实验报告每天施工结束后，向监理工程师提交其每日桩基竖向抗压静载实验记录表副本。表4-1桩基竖向抗压静载试验记录表工程名称桩号日期加载级油压（Mpa）荷载（KN）测读时间位移计（百分表）读数本级沉降（mm）累计沉降（mm）备注1号2号3号4号检测单位：校核：记录：（2）混凝土钻芯取样测试1）检测基桩的选择及数量要求需检测基桩需为建筑师指定的合约基桩。抗压桩：不应少于总桩数10%且不应少于10根；抗拔桩：不宜少于总桩数的1%。2）检测方法①钻机设备安装根据钻孔位置安放钻机，安放必须周正、稳固、底座水平。钻机立轴中心、天轮中心（天车前沿切点）与孔口中心必须在同一铅垂线上。应确保钻机在钻芯过程中不发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度偏差不大于0.5%。当桩顶面与钻机底座的距离较大时，应安装孔口管，孔口管应垂直且牢固。②钻孔取芯桩径小于1.2m的桩钻1孔，桩径为1.2～1.6m的桩钻2孔，桩径大于1.6m的桩钻3孔。当钻芯孔为一个时，宜在距桩中心10～15cm的位置开孔；当钻芯孔为两个或两个以上时，开孔位置宜在距桩中心0.15～0.25D内均匀对称布置。图4-4钻孔取芯示意图钻孔过程中每回次进尺宜控制在1.5m内；钻至桩底时，宜采取适宜的钻芯方法和工艺钻取沉渣并测定沉渣厚度，并采用适宜的方法对桩端持力层岩土性状进行鉴别。钻进过程中，钻孔内循环水流不得中断，应根据回水含砂量及颜色调整钻进速度。提钻卸取芯样时，应拧卸钻头和扩孔器，严禁敲打卸芯。③记录a钻取的芯样应由上而下按回次顺序放进芯样箱中，芯样侧面上应清晰标明回次数、块号、本回次总块数，并应按下表格式及时记录钻进情况和钻进异常情况，对芯样质量进行初步描述。表4-2钻芯检测现场操作记录表桩号孔号工程名称时间钻进（m）芯样编号残留芯样芯样初步描述及异常情况记录自至自至计检测日期：机长：记录：页次b钻芯过程中，应按规范格式对芯样混凝土，桩底沉渣以及桩端持力层详细编录。c钻芯结束后，应对芯样和标有工程名称、桩号、钻芯孔号、芯样试件采取位置、桩长、孔深、检测单位名称的标示牌的全貌进行拍照。④钻孔处理当单桩质量评价满足设计要求时，应采用0.5～1.0MPa压力，从钻芯孔孔底往上用水泥浆回灌封闭，如设计有特殊要求，则按照设计要求执行；否则应封存钻芯孔，留待处理。⑤试验报告芯样试件应按《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003要求进行加工和测量，根据混凝土芯样试件抗压强度代表值，进行综合评价。（3）声波透视法1）检测基桩的选择及数量要求需检测基桩需为建筑师指定的合约基桩。单桩单柱的抗压桩100%，抗拔桩不得少于总桩数的10%且不应少于10根。2）检测方法①声测管埋声测管内径宜为50～60mm。埋设时应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。800mm＜D＜2000mm，埋设不少于3根管，D＞2000mm，不少于4根管。图4-5预埋声测管示意图图4-6现场实施照片声测管与钢筋笼的固定方式采用钢管卡子，卡接压紧声测管后，卡子与钢筋焊接，然后再用铁丝捆住声测管固定，使之成桩后相互平行。相关准备工作完成后即可进行现场检测。②现场检测步a将发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中的测点处。b发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm。c实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。d将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。e在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。f在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。③检测数据的分析与判定各测点的声时、声速、波幅及主频应根据现场检测数据，计算分析后对成桩质量进行综合评定。（4）低应变法1）检测基桩的选择及数量要求所有基桩均需进行低应变检测。2）检测方法①测量传感器安装和激振操作a传感器安装应与桩顶面垂直；用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度。b实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90°，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。c激振点与测量传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。d激振方向应沿桩轴线方向。e瞬态激振应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫，宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。f稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据桩径、桩长及桩周土约束情况调整激振力大小。②信号采集和筛选a根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点有效信号数不宜少于3个。b检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。c不同检测点及多次实测时域信号一致性较差，应分析原因，增加检测点数量。d信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统的量程。③检测数据的分析与判定桩身完整性类别应结合缺陷出现的深度、测试信号衰减特性以及设计桩型、成桩工艺、地质条件、施工情况，按《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003进行综合分析判定。5质量要求及保证措施（1）质量要求表5-1旋挖灌注桩质量要求项目序号检查内容允许偏差备注单位数值主控项目1桩位单桩、条形基础沿垂直轴线方向和群桩中的边桩50m基坑开挖前量护筒单桩、条形基础沿轴线方向和群桩中的中间桩150mm2孔深mm+300只深不浅，用重锤测3桩体质量检测按基桩检测技术规范。如钻芯取样，钻入桩底土层深度不小于1m按基桩检测技术规范及结构设计说明中相关条款要求4砼强度设计要求试件报告或钻芯取样送检一般项目1垂直度见下表吊锤球2桩径见下表用钢尺量，不包括内衬材料厚3泥浆面标高（高于地下水位）m0.5-1.0目测4塌落度干施工mm70-100坍落度仪水下灌注mm70-1005钢筋笼安装深度mm±100用钢尺量6砼充盈系数＞1检查每根桩的实际灌注量7桩顶标高mm＋30－50水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩（2）质量保证措施1）施工人员（包括管理人员）必须严格执行国家建设部颁布的有关现行规范、规程、标准、设计图纸及技术文件组织施工，任何人不得随意修改或不执行。2）质安员实行现场施工过程的质量监督，施工过程中发现问题及时予以处理，对施工现场有不按设计要求、施工验收规范、操作规程及施工方案的行为，质安员有权停止现场施工，并勒令其限期整改。3）要切实做好工程任务和技术的交底工作，交底内容包括工程任务单、数量、工数、完成时间、使用材料、操作要点、工程质量要求以及安全注意事项，并在施工中定期检查执行情况。4）认真做好检验、试验与观测工作，项目部根据工程需要，配备各种合格的观测和检验设备，并须定期进行检查和鉴定，在施工过程中按有关规定，完成