深圳市平安国际金融中心项目基坑支护工程主要施工方法.docx
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深圳市平安国际金融中心项目基坑支护工程主要施工方法
深圳市平安国际金融中心项目基坑支护工程
钻（冲）孔灌注桩、旋喷桩
主要施工方法
审定：
邱建金
编制：
赵鑫鑫
校核：
张国
2010年4月10日
钻孔灌注桩施工方法
本基坑采用内支撑支护体系，围护桩和立柱桩均采用钻孔灌注桩，围护桩桩径为φ140cm、立柱桩柱径为φ120cm，桩基成孔根据设计长度进行控制，根据地质情况，围护桩基约70%进入强风化花岗岩、约30%进入中风化花岗岩1.0米以下，立柱桩全部均进入中风化花岗岩；桩基采用C30水下砼。
由此桩进入中风化岩层的钻机选用YWC-30型冲击钻机，桩进入强风化岩层的钻机选用回转钻机。
钻孔灌注桩施工顺序如下：
⑴埋设护筒
钻孔前将护筒按要求埋入桩位。
护筒采用δ=5mm厚钢板焊制而成，其直径比桩径大15cm，护筒要高出地面0.3m，以防地表杂物及水进入孔内。
护筒埋设的方法：
按照桩位挖孔，坑底比护筒每侧约大0.4m，并用粘土回填夯实，防止漏水、冒浆。
筒身要竖直，位置要准确。
⑵钻机就位
钻机安装使用一台吊车配合，安装完毕后，用机械配合准确对位，并将钻机调平，使固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一垂线上，以保证钻孔的垂直度，以防钻进过程中发生偏斜,对准桩位后，在钻机横梁下用枕木垫平，并在桅杆顶上用缆风绳拉紧。
⑶准备泥浆
在开钻前，准备足够数量的粘土，以保证钻孔工作的顺利进行。
所需粘土的数量，一般砂类土约占钻孔体积的70～80%，砂卵石约占钻孔体积的100～120%。
排出孔外的泥浆给予回收重复使用，为此，在基坑内修建泥浆池和沉淀池，使含有钻碴的泥浆在沉淀池中沉淀后再送入孔内。
⑷钻孔
⑷-1回转钻机钻孔：
开钻前检查钻机运转是否正常，钻机底部有无变形，固定钻架的缆风绳有无松动，护筒位置是否符合设计要求等。
钻孔桩施工各个工序间紧密衔接，互不干扰。
为了保证质量，加快施工进度，把钻孔、安放钢筋笼、灌注砼三道工序连续完成后，再移动钻机，这样可利用钻机本身的起吊设备。
钻孔采用一次成孔，旋转钻孔程序比较简单，在钻进过程中不断往孔内送入泥浆，使钻碴及时浮出孔外，并记录出碴情况，核对地质情况，以便及时调整钻进速度和泥浆粘度。
钻碴在泥浆池内沉淀后，用汽车运走弃于弃碴场。
在钻进过程中注意以下事项：
①接换钻杆：
当平衡架移动至钻架滑道下端时，需要接换钻杆。
每次接换钻杆之前，停止钻进，钻机空运转，泥浆继续循环约1～3min，待钻杆内粘碴排完后，方可停止。
停机、停泵后，将平衡架提升，钻杆上接头卡在孔口，拆除平衡架与钻杆的连接螺栓，平衡架升至钻架上部，利用副卷扬机吊起要接换的钻杆，下端与原钻杆相接，上端与平衡架连接。
②控制电流：
钻孔时，钻机操作人员应随时监视控制柜上电流表和指示灯信号显示情况，土质地层用高转速运转，电流控制在52A，如自动转换到低速运转，说明切削力较大，此时，电流应控制在40A以内，当电流增大时，应将钻头稍提起，空运转并继续排碴，然后再钻。
潜水泵电动机的电流应控制在60A以内，超过时，也应将钻具提起，空运转排碴，下钻时控制钻进速度。
③控制钻压：
要根据地质情况，选用合适的钻压，在施工过程中采用配重块来调整钻压，以保持钻孔效率。
④调换钻机：
当钻进至石质地段、钻进速度明显变慢时，改用冲击钻钻进并达到设计要求进入岩石的深度。
⑷-1冲击钻机钻孔：
①开钻机在护筒内加入适量的优质粘土进行造浆，并在钻进过程中随时补充，泥浆循环导流采用正反循环方法。
②钻机钻出护筒时放慢速度，钻进过程中注意钻孔是否稳定，锤中心是否偏移。
③保持孔内水位高出孔外地下水0.7-1.0m。
④冲击过程中定期抽碴，检查钢丝绳和钻头磨损情况，严重时及时补焊。
⑤做好钻进记录、交接班记录，准确反映施钻情况。
⑥及时采取岩样，每隔0.3-0.5取样一次，岩样须留样，一方面用做桩孔钻进情况的依据，另一方面以便日后用作甲方和监理检验用样品，同时可对早露岩层及时报告监理工程师。
⑦勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层，并及时向孔内补水。
⑧钻孔连续作业，一次成孔不中途停顿。
⑨根据设计桩长，判断终孔位置。
⑸清孔
采用换浆法清孔，当钻到距设计标高1m时，即改用稠泥浆（比重在1.4g/ml以上）继续钻到设计标高，然后将钻头提起离孔底约30cm，钻机不停转动,并继续供清水，待孔内泥浆全部换完，并测定孔内泥浆比重在1.1g/ml以下时,即认为清孔结束，并再次测定孔深，满足设计要求后方可提升钻头。
⑹成孔检测
采用自制检孔器，进行成孔检测，检孔器用钢筋焊制成检测笼，检测笼外径同钻孔内径一样大小，长度5m。
检测时，用钻机将检测笼吊入孔内下落，直到沉入孔底，测量并记录各项检测结果。
（或用其它检测方法）。
⑺加工、安放钢筋笼
①钢筋下料、弯制在加工厂统一生产，根据起吊高度，分段加工，同时预留最后一段待成孔确定桩长后加工成型，吊装入孔时逐节用机械和电焊结合将钢筋笼连成整体。
主筋连接采用锥形螺纹连接技术，该工艺是用一个带丝口的钢套筒将两根被连接的两端均有丝口的钢筋连接起来，所有丝口均呈锥形。
套筒由工厂加工，钢筋端头的锥形丝口是在现场用特制钢筋套丝机进行加工，加工完毕后用塑料套保护丝口。
②要求主筋平直、箍筋圆顺、尺寸准确，分段后主筋接头要相互错开，保证同一截面内的接头数目不多于主筋根数的50%。
为保证钢筋与孔壁的设计保护层，在钢筋笼主筋上每隔2m左右对称设置四个“钢筋耳环”，并沿钢筋笼纵向设置超声波检测管。
③利用钻机自身的起吊设备或吊车安放钢筋笼，下放时认真对钢筋笼中心位置和标高核对，下放到位后，将其固定在护筒上，以防在灌注砼过程中钢筋笼下沉或上浮，影响桩基质量。
⑻灌注漏斗、导管的制作和安装
①钻孔桩桩身采用导管法灌注桩基砼。
导管采用φ30cm、δ=3mm钢管，每节导管长度分别采用为1m、2m两种，或用不等长度的导管连接。
②导管安装前进行水密、承压及接头抗拉试验，水压试验时的压力应不小于灌注砼时导管可能承受的最大压力的1.3倍，吊放导管时，应使位置居孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。
导管上口设漏斗和储料斗，下口距孔底约为250-400mm。
③漏斗采用δ=3mm厚钢板拼装焊接，边角处均用角钢加固，上口四周对称各焊两个吊环，出口为圆筒，其容量应满足首批灌注砼的数量将导管埋入砼的深度不小于1.0m，安装时将漏斗对准导管上口插入。
④剪球采用抽板法，铁板用绳吊于钻机卷扬机上。
下面铺放彩条布，在砼降落时起隔水作用。
装灰后抽起漏斗铁板，然后开放储料斗开关。
提升时要保证位置居中，根据导管埋置深度确定提升高度，提升后导管埋深不得小于2.0m或大于6.0m。
⑤随着砼的灌注逐渐提升导管并分段拆除，导管埋入深度不得小于2m，一般控制在3～5m。
终灌时砼顶面标高高出桩顶0.5m，在施工承台前将多余部分凿除掉，确保工程质量。
在灌注结束后、砼初凝前拔出护筒。
⑼施工要点及注意事项
①护筒埋置平面位置正确，筒壁要保持竖直，尽量埋到较坚实地层中。
②在钻孔中要经常量测钻头直径，以免造成孔径减少，如有磨损，应及时补焊。
③每次灌注前，必须认真清洗、整修、拼装导管。
④漏斗下口距浇筑桩顶要保持一定距离，确保桩顶砼不致缺损。
⑤灌注砼要严格控制石料粒径，最大为4cm，并控制好砼坍落度在18—20cm之间。
⑥每次提升导管时，必须认真测量，准确计算导管埋入深度。
⑦钻孔和灌注砼施工中详细记录全过程。
⑧桩基砼的灌注要连续进行，各工序间要紧密衔接，尽量缩短灌注时间，避免断桩。
⑨桩基砼灌注时，前几盘料加入适量缓凝剂，延长砼的初凝时间，确保长桩灌注顺利进行。
三重管高压旋喷桩止水帷幕施工
1、施工主要技术参数
根据设计文件和场地工程地质条件，选用以下工艺参数进行高压旋喷灌浆施工。
高压水压力：
不小于30MPa；排量：
75L/min；
空气压力：
0.70～0.80MPa；排量：
1.4～2.0m3/min；
浆液压力：
1～2MPa；排量：
70～85L/min；
提升速度：
12～20cm/min；比重：
1.6～1.65；
（1）灌浆布孔为单排形式，孔距1.20m，连续喷射作业。
（2）旋喷桩深度：
穿透强风化岩层，并进入中（微）风化岩层0.5m。
（3）灌浆材料为P.O.32.5水泥，浆液水灰比1.0～1.5。
水泥用量砂层中平均水泥用量300公斤。
粘土层中水泥用量不小于250公斤。
（4）误差要求：
浆液比重不大于±0.1，钻孔偏差不大于±10cm，钻孔垂直度不大于1.5%。
（5）高压旋喷形成的防渗墙的渗透系数要求达到10-5cm/s级。
（6）高压旋喷施工质量达到国家现行《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2008）和《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的有关要求，要求高压旋喷工程质量验收达到优良等级。
2、施工准备工作
（1）利用挖土机清除地面建筑垃圾，并用装车外运弃置。
（2）查清填土层可能存在的抛石、砼块、木桩以及原有的建筑物桩基础等障碍物并进行排除，利用挖土机平整并辗实高压注浆施工场地，使钻机有良好的施工作业条件。
（3）现场测量放线，根据设计施工图纸，确定钻孔位。
孔位采用木桩或竹签标记，钉入埋土长度应不短于35cm并确保牢固可靠。
木桩上部平地面，以利钻机行走。
3、施工工艺流程（图1）
图1灌浆施工工艺流程图
4、施工技术要求
（1）测量放线
测量放线时，组织专业测量人员，施工员和其他有关人员一道进行，按建筑和平面布置图及各种施工工艺要求以及设计方案确定放线图。
然后按灌浆设计要求确定各孔位。
在施工期间，须在场地不受影响的位置设置或保存几个平面及高程控制点，并加以妥善保护，经校对无误后，作为基准点使用。
各灌浆孔成孔前，须对其孔位进行一次复核，确认位置无误后方能开钻。
（2）钻进成孔
钻孔宜选用XY-1型岩心钻机，钻具中岩心管最短3～4cm（进行防斜采取加长岩心管措施）。
钻机对准设计孔位后（开孔位偏差控制在+5cm内），用水平尺校准机身水平，垫稳、垫平机架。
钻孔孔斜控制在1.5%以内，钻进过程中采用泥浆护壁，对异常情况，如遇到异物、掉（卡）钻、漏浆等应采取相应的处理措施，并做好记录。
钻进过程中，出现泥浆严重漏失、孔口不反浆时，可采取加大浆液浓度、加入堵漏材料等措施，至孔口反浆后继续钻进，各设计孔深为施工参考值，以钻入粉质粘土层和强风化板岩0.50m为终孔深度（实测孔深）。
钻孔结束后，应及时进行孔斜测试，对不符合要求的钻孔应处理合格，对合格钻孔应注入高固相护壁泥浆，以保证喷射管能顺利下入孔底。
（3）下喷管
下管前，要求在地面进行试喷，以检查管道的畅通性及各项指标是否达到设计要求。
下管时，喷嘴用胶布包住，以免泥砂堵塞，然后缓缓下孔入孔内直至达到孔底（对下管困难者，必须采取措施将喷管下至设计孔深处）。
（4）制浆
高喷灌浆使用水泥浆液和孔口冒浆进行灌注。
1）原材料：
采用为普硅32.5水泥，符合砼用水标准的水，可掺入1～2%的混凝土早强剂。
2）搅制水泥浆：
采用高速搅浆机搅浆，浆液水灰比1.0~1.5，比重：
1.6～1.65。
水泥浆的搅拌时间不少于30s，水泥浆应严格过滤，在制备浆液搅拌罐和泥浆泵吸搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆吸管尾部设一过滤器，浆液制成后，存放的有效时间不超过3h。
（5）喷射灌注
在统一指挥下，依次高压送水、低压送浆、送气，而后提高至设计值，在孔底静喷1～3min（不提升），待孔口反浆比重达到不小于1.2以后，再按照设计要求进行由下而上的旋喷注浆作业，在高喷作业过程中应注意以下几点：
1）经常测试水泥浆的比重，当与规定水灰比的浆液比重差超过0.1时，应停止喷浆作业，重新调整浆液水灰比。
2）若供风、水电中断或拆卸注浆管时，重新进行高喷作业的搭接长度不小于0.5m，如中断时间超过30min，恢复高喷后，搭接长度不小于1m。
3）高喷分两序施工，单个高喷应连续喷射作业，先施工单号孔，然后施工双号孔。
4）喷浆过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时应采取以下措施：
当地层中有较大空隙引起不冒浆，可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续喷射；
当冒浆过大时，可通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快摆速和提升速度，减小冒浆量，但应得到监理人员批准。
5）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时，应加大进浆密度或浆量。
6）若发生串浆应及时充填串浆孔，灌浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔的扫孔灌浆或继续钻进。
7）高喷灌浆施工，应采取必要措施保证孔内浆液往返畅通，避免造成地层断裂和地面抬动。
8）回浆利用只限于在砂层中喷射，严禁回收粘土层中浆液。
（6）回填灌浆
喷射作业完成后，应及时在喷射孔回填灌浆，直至孔内的浆面不再下沉为止。
（7）清洗
完成一孔后，应及时用清水将泥浆泵和管路及其他设备冲洗干净，并检查喷嘴（不合格更换）。
5、质量控制
（1）施工前，由项目经理组织施工技术人员、质安员、机班长及机组操作人员进行现场技术交底。
施工过程中，成立专门质检组，质检员24h跟班检查指导，对各工序的各施工参数、质量控制点进行严格检验，按照ISO9002质量体系文件及要求进行全过程控制。
（2）孔位控制：
由测量人员负责测放孔位控制点，并打入木桩固定，施工过程中随时抽查、校核，钻孔时开孔孔位偏差不大于5cm。
（3）孔深、孔斜控制：
各孔终孔后，由质检人员验收实际孔深和孔斜达到设计要求后方可施工。
（4）水压、气压、浆压控制：
喷浆前，于地面试喷时，检查、调整高压泵的压力、流量，空压机风压和风量，满足设计要求后方可喷射，并在喷射过程中随时检查调整。
（5）浆液比重控制：
在喷浆前及喷射过程中，随时检查浆液比重，如与规定的水灰比浆液的比重误差大于0.1，应立即停止喷射，并重新调整水灰比。
（6）终喷控制：
考虑到喷射后的混凝土的收缩，为保证达到设计要求，施工中要求喷射到超过设计标高的1.0～1.2m。
（7）任何情况的中断，必须有当班质检员现场指导施工。
（8）资料控制：
质检人员严格检查现场施工记录，及时填写质量验收表格，并会同监理签字。
（9）质量检查：
施工过程中，施工、监理单位应对钻孔和灌浆工序及主要参数进行严格检查和控制，并做好详细记录。
根据设计文件，要求对隔水帷幕墙进行质量检查，以检验隔水效果。
依据有关规范、规程，现场喷射施工完工后，当凝结体具有一定强度时可采用帷幕墙外钻孔观测水位法检查帷幕质量是否达到设计要求。
质量检查的部位应结合实际施工进行布置，一般应布置在：
地层复杂部位；漏浆严重部位；可能存在质量缺陷部位等。
主要工程量及施工进度
1、钻孔灌注桩：
304根12335m，立柱桩104根4883m（包括空桩3121m），根据实际地质情况，拟采用冲击成孔的桩195根，采用回转钻机成孔的桩213根；拟采用6台回转钻机和8台冲击钻机，每台回转钻机2天完成1根，约71天完成213根；每台冲击钻机3天完成1根，约73天完成195根；考虑桩机无法同时开工、移机较慢、钢筋搭接速度、桩长较深等综合因素，施工总工期90天内全部完成。
2、三重管高压旋喷桩：
304根10547m，根据机械的施工能力和总进尺，拟采用4台高喷钻机施工三重管高压旋喷桩，每天每台完成1根，共304根，则75天内全部完成。
主要施工机械设备
1、钻孔桩
机械设备名称
型号规格
单位
数量
额定功率（KW）
备注
回转钻机
磨盘300
台
6
60
钻桩施工
冲孔桩机
YWC-30型
台
8
75
冲孔桩施工
吊机
２５Ｔ
台
１
挖掘机
台
１
钢筋切割机
QJ401-1
台
4
3
钢筋制作
电焊机
台
10
13.5
钢筋制作、安装
泥浆车
台
6
泥浆外运
全站仪
拓普康
台
1
测量
水准仪
S3
台
1
测量
2、旋喷桩
设备名称
型号及规格
单位
数量
功率KW
备注
高喷钻机
MGJ-50
台
4
11.5
施桩用
高压清水泵
GPB-90
台
4
75～90
喷射土层用
注浆泵
SGB6－10
台
4
15
充填桩孔
空气压缩机
V-3/8
台
4
18.5
施桩用
搅拌机
自制
台
4
4
搅浆用
引孔机
XY-1型
台
2
11
引孔用
主要施工材料计划：
材料名称
型号及规格
单位
数量
备注
商品混凝土
水下C30
立方
22773.60
围护桩
钢筋
Φ32
吨
1443
钢筋
Φ28
吨
347.5
钢筋
Φ20
吨
55
钢筋
Φ10
吨
159.6
套丝
Φ32
套
21266
套丝
Φ28
套
7917
商品混凝土
水下C30
立方
2390
立柱桩
钢筋
Φ25
吨
749
钢筋
Φ16
吨
46.5
钢筋
Φ10
吨
20
钢管
φ800厚20
吨
765.3
钢管
φ600厚14
吨
225.5
套丝
Φ25
套
882
法兰盘
φ800厚38
个
441
法兰盘
φ600厚36
吨
54.3
螺栓
24-M30
套
3087
螺栓
20-M27
套
2009
柱梁连接盘钢板
1100*1100*20
吨
76
416个
柱梁连接盘角铁
400*150*20
吨
18
三角筋
105*105厚３８
个
5292
立柱桩
三角筋
９０＊９０厚３６
个
3444
水泥
PC32.5R
吨
3164
旋喷桩
主要施工机械设备
1、管理人员：
6人；
2、钢筋工：
15人；
2、施工人员：
92人。
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