钻孔灌注桩（旋挖钻干成孔）施工工艺

施工技术（旋挖钻干成孔）（本章是指导现场钻孔灌注桩施工的基础，常见钻孔灌注桩施工机器为旋挖钻、回转钻机、冲击钻，本章主要介绍旋挖钻干成孔施工工艺）钻孔灌注桩施工工艺钻孔灌注桩施工工艺流程见下图：冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程图施工测量充分利用高精度电子全站仪进行测量放线，钢尺作为辅助；工程现场影响测量点位稳定因素多，要充分保护好测量控制点，以业主提供的高程水准点为基准，要在离作业区外布置基准点，场内布设一些临时点，以方便测量放线。测量准备施工测量的准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节。包括图纸、施工流程和测量规范的熟悉，测量方案的确定，对业主提供的测量基准点进行交接和校核，并做好记录。针对该工程测量难度及工程量安排测量人员数量及分工，所有进场的仪器设备均按照国家规定检定合格，并在使用有效期内。在使用过程中，随时检查仪器的常用指标，一旦偏差超过允许范围，将及时校正以保证仪器的使用精度。测量仪器配置表名称型号精度用途数量经纬仪J22″角度测量1台水准仪DSZ2≤±2mm/km施工水准测量2台全站仪索佳cx102c2″±(3mm+2pp×D)角度、距离测量1台50m钢卷尺/垂直、水平距离测量5把辅助仪器：垂直目镜、棱镜、塔尺、5m钢卷尺、反射接收靶、磁铁线坠、三脚架等平面控制遵循“先整体、后局部，高精度控制低精度”的原则，整个场区建立平面控制网，使用全站仪，采用极坐标法，再建立每道支撑施工平面控制网。控制点桩位用混凝土保护，并用红油漆做好测量标记。控制点保护示意图本工程平面控制网共分为两级控制。其中首级控制网为业主提供的控制基准点，该控制网作为首级平面控制网，它是二级平面控制网建立和复核的唯一依据，也是沉降及变形观测的唯一依据，在整个工程施工期间，必须保证这个控制网的稳定可靠。该控制点的设置位置选择在稳定可靠处，且设置保护装置。二级平面控制网以一级平面控制网为依据，布置在场区内的平面控制点，且应尽量选择较为稳定的地方布点。二级平面控制网将作为施工测量的依据，采用极坐标法定位放线。1、平面控制点的控制将控制坐标点引测至牢固固定物上，根据施工前布设的控制网基准点，在各施工区域内做内控点。当轴线测设完后，必须进行自检，自检合格后及时填写报验单，写明报验内容并附一份报验内容的测量成果表报送监理单位复核认可，及时验证各测量结果的正确程度状况。2、平面细部施测桩位的测放：将各工程桩的中心点坐标标出，然后利用高精度电子全站仪的坐标放样功能，将桩位放出。为保证测放的精度和速度，拟用高精度电子全站仪进行测量放线。首先利用CAD软件，标出各点的坐标，再通过全站仪的坐标放样功能，将所需的点位一一放出。高程控制在场区内埋设的半永久性高程点，与业主提供的场区水准基点进行联测，复核后作为工程桩的施工高程控制的基准点，场区内设四个水准点。1、原则及要求施工过程中进行标高引测，采用DSZ2水准仪向作业区内传递，抄平时，应尽量将水准仪安置在测点范围的中心位置，并进行一次精密定平，水平线标高的允许误差为±3mm。2、控制措施根据现场高程记录点，采用S3水准仪将高程引入施工场区内。所设控制点经复核无误后，上报设计、顾问驻地工程师、监理复核，经复核无误后方可投入使用。由于施工时会对控制点桩位产生影响，对正在使用的桩点定期每半月复核一次，当点位变化超过允许误差后，应对坐标或高程值进行调整，并报业主工程师、监理复核。测放桩位以业主提供测量控制点及水准点进行测放桩位，控制网小于±5mm；轴线网小于±10mm，误差控制标准如下：桩位定位误差控制表成孔方法桩径允许偏差（㎜）垂直度允许偏差（%）桩位允许偏差单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩灌注桩D≤800㎜±501D/6且不大于100D/4且不大于150整个测量放线过程均需复测、检查误差控制在允许范围，方可进入下道工序。护筒埋设1、护筒采用钢护筒，用5～6mm厚的钢板制成，内径应比桩身设计直径大100mm，顶部、中部和底部分别加焊6mm厚15cm高加强圈，护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆。上部留有350×350左右的溢浆口，并焊有吊环，以便吊装。2、埋设护筒前，先在桩孔周围设四个定位桩，通过拉线绳定出桩位中心，再用线锤将桩位中心点引至孔底。用吊车吊放护筒至坑内，用线绳连接护筒顶部，吊垂线，用吊车挪动护筒，使护筒中心基本与桩位中心重合，水平偏差不大于3cm，垂直度偏差不得大于1%。定位桩用12mm粗的钢筋打入土中，施工过程中不得随意破坏。3、埋设护筒时，采用挖埋法。护筒定位后，周围对称均匀分层回填粘土，每层粘土要夯实，分层回填厚度不得大于30cm。4、埋设护筒时应注意护筒位置与垂直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，是否不透水（护筒高度），护筒顶端应高出地面30cm。施工过程中应注意防止护筒周边填土层坍塌，导致护筒松动，歪斜或下沉。护筒埋设示意图钻机就位钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。按照施工部署进入施工桩位。钻进成孔钻进步骤1、旋挖钻机的设置及调整施钻时，将钥匙开关打到电源档，旋挖钻机的显示器显示旋挖钻机标记画面，按任意键进入工作画面。先进行旋挖钻机的钻杆起立及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同步起立。同时采集限位开关信号，对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业。而钻杆超出相对零位±5°范围时，只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中，操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态，使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。2、钻孔作业钻孔时先将钻斗着地，通过显示器上的清零按钮进行清零操作，记录钻机钻头的原始位置，此时，显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字，操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置，从而操作钻孔作业。在作业过程中，操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示—动力头压力、加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。开孔时，以钻斗自重并加压作为钻进动力，一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度，长条形柱动态显示钻头的运动位置，孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置，用装载机将钻渣装入土方车，清运至适当地点进行弃方处理，以免造成水土流失或污染。完毕后，通过操作显示器上的自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置，或通过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率。钻进操作注意事项钻头外径必须与设计孔径相匹配；钻头类型的选择必须与地层软硬特性相适应。钻进成孔中，须随时检查钻头外齿磨损情况，必要时及时更换外齿。根据测量系统电视屏幕显示，对孔深进行控制与记录。终孔前自检复测合格后，报请现场监理检测验收。监理检测签字认可后，钻机方可撤离孔口，进入下一孔位对孔施工。成孔监测成孔检测一般包括：中心位置、孔深、孔径、钻孔垂直度等。钻孔深度可用测绳测量，要求终孔后必须立即测孔深并做好记录，以便清孔后计算沉渣厚度，测绳材质为钢丝，不能用普通的尼龙绳，并定期进行对测绳进行校核。孔径采用钢筋探笼测量，不允许出现缩径现象，桩径允许偏差不得超过±50mm。垂直度可依据吊线锤与导向杆所成的夹角进行计算，钻孔垂直度偏差应小于1%。终孔确定钻进到设计桩底标高时，施工单位应立即通知监理人员或顾问方现场代表等共同对终孔底土样与地勘报告的描述进行对比，若发现不符时应及时联系设计单位，确定是否可以终孔。清孔第一次清孔钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内。然后采用清孔器进行清孔，考虑到旋挖钻机钻头齿块高度过高，无法满足沉渣厚度要求，故设计清孔器时底部平板集渣刀口略低于清孔器底面，配合旋挖钻机落至孔底正向旋进集渣，提升至孔外卸渣。清孔器构造第二次清孔在吊入钢筋骨架后，灌注砼导管安放完成，灌注水下混凝土之前，再次测定桩底沉渣厚度，出现沉渣厚度＞50mm情况时，将钢筋笼吊出，重新清孔。桩底沉渣厚度的测定方法一：“测针测饼法”下放测针，测得深度作为孔底深度；下放测饼，测得深度作为沉渣顶面深度。二个数据之差为沉渣厚度。测针：就是二根C25钢筋，长度约20cm，上面焊一个小提把，然后在测绳的底部固定一个可活动的螺栓活动扣与测针连接，测绳长度根据桩底到地面长度加2m左右；测饼：一个厚约1cm，直径约12cm的钢板，钢板中心开一直径约5cm的孔，钢板上焊一个高15cm的由三根钢筋组成的等边三角形锥体，在锥体上方也焊上一个小圈子作提把。方法二：“吊锤法”先轻轻下放，测得深度作为沉渣顶面深度。再抖动下放，测得深度作为孔底深度。二者之差为沉渣厚度。测锤图片钢筋笼制作与安装钢筋运至现场，须按型号、类别分别架空堆放，使用前必须调直除锈。钢筋笼所有钢材必须有材质证明，并要求检验合格，方可使用。钢筋笼按照设计图进行翻样制作，工程桩有效桩长在15m左右，拟采用2段制作及吊装。分段长度应根据成笼的整体刚度、来料钢筋长度及起重机的有效起吊高度等因素综合确定，单段长度不超过9m。钢筋笼外形尺寸应符合设计要求，柱筋保护层允许偏差为20mm。为保证钢筋保护层厚度，在钢筋笼的四周应有定位垫块，沿钢筋笼水平方向设置四块垫块，纵向间距3米。加强筋和主筋的连接采用点焊连接；螺旋箍筋与主筋的连接可以采用钢丝绑扎，并间隔点焊固定。正式施工前需根据现场条件进行焊接性能试验，试验合格后方可具体实施。同一连接区段内，纵向受拉钢筋接头面积百分率应≤50%。采用焊接连接时，连接区段长度为35d且≥500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的机械接头均属于同一连接区段。箍筋采用螺旋形箍筋或焊接箍筋，双面焊≥5d，单面焊≥10d。钢筋笼应经中间验收合格方可安装。钢筋笼安装深度应符合设计要求，误差应小于100mm。钢筋笼的安装必须严格按设计要求进行，其主筋保护层钢筋耳朵应每节钢筋笼不少于2组，每组不少于3个，以确保钢筋笼主筋保护层厚度50mm，钢筋笼吊装应使用专门的吊装工具，对称选取吊点，尽量减少其变形，下放钢筋笼时严禁猛放猛墩，安装到位后及时填写隐蔽工程验收记录。钢筋笼吊装时，现场安排专人进行指挥，钢筋笼入孔时对准孔位轻放，慢慢入孔，徐徐下放，不得左右旋转。钢筋笼下放采用C16钢筋作为吊筋定位，吊筋焊接在钢筋笼锚固筋上，焊接长度不小于300mm，吊筋长度等于护筒标高减去设计桩顶标高+800mm（不含搭接长度），通过控制吊筋长度来掌控桩顶标高。（当现场无空孔时，不考虑采用吊筋）成形钢筋笼应平卧堆放在干净平整的地面上，堆放层数不超过两层。钢筋笼在存放时，在钢筋笼下垫枕木，防止污染。混凝土灌注时，钢筋笼顶面采用导管将其压制固定，防止钢筋笼上浮，倾斜和移动。垫块在运输、起吊和安装的过程中应采取适当的防变形措施，起吊点应设在加强箍位置。钢筋笼固定示意图钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求，其允许偏差应符合下表规定。钢筋笼制作允许误差序号项目允许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距±203钢筋笼直径±104钢筋笼整体长度±1005钢筋笼弯曲度<1%导管安装为保证水下混凝土的浇筑质量，应用导管灌注混凝土，导管安装时应注意以下几点：1、钢筋笼安放完毕，由监理人员对钢筋笼进行隐蔽验收，验收合格后方可进行导管安放工作。2、导管采用φ250*3钢制导管，接头采用双螺纹方扣快速接头，接头处设“〇”型密封圈，导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。导管在使用前应进行水密承压和接头抗拉试验（试水压力0.6～1.0MPa）确保导管密封良好。应检查管壁内外有无粘附的混凝土残浆；检查导管法兰是否平整；螺丝是否上紧，接头是否严密；导管拼接应顺直，避免倾斜过大导致钢筋笼偏位。3、导管按计算长度下至孔底。注意在导管下放时，仔细检查其丝扣及密封圈，看有无破损情况，杜绝将损坏的导管下入井内。4、每次灌注后应对导管内外进行清洗。混凝土灌注施工顺序采用拔塞法灌注水下砼，其施工顺序如下：安设料斗（料斗容积1.5m3）→安放隔水塞→首批砼灌注→连续不断的灌注砼直至桩顶→拔出护筒。1、首批砼浇筑1）导管应全部安装入孔，安装位置应居中。导管底口距孔底高度以能放出隔水塞和混凝土为宜，用商品混凝土灌注，一般控制在300～500mm左右。2）隔水塞应牢固并悬挂于导管内。3）混凝土灌入前应先在灌斗内灌入0.1～0.2立方米的1:1.5水泥砂浆或先用自来水湿润料斗四周，以免料斗吸收混凝土水分，使混凝土坍落度降低。然后再灌入混凝土。4）待初灌混凝土足量后，方可用钻机卷扬机拉起隔水铁板，混凝土靠自重灌至孔底。2、连续浇筑混凝土首批混凝土灌注正常后，应连续不断灌注混凝土，严禁中途停工。在灌注过