机型挖孔桩基方案Word文档格式.docx
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5.1.施工工艺流程
图5.1-1旋挖钻孔桩施工工艺流程图
5.2.施工方法
本施工组织设计中确定的施工组织机构各部门人员集中到位，明确施工准备目标，按项目部各人员的主要职能进行运行。
办理好甲方、监理或当地有关部门要求办理的各种证件手续。
5.22旋挖钻孔灌注桩施工方法和步骤
5221施工概述
1）本工程钻孔灌注桩试桩采用大型旋挖钻机进行施工，该机可以进行原始土挖掘钻机成孔，利用人工造浆护壁工艺，钢筋笼均为现场制作。
2）旋挖钻孔灌注桩施工要求严格遵照国家标准《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002》、《钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003》、《钢筋机械连接通用技术规程》、《钢筋焊接接头试验方法标准JGJ/T27-2001》、《混凝土强度检验评定标准GBT50107-2010》、《混凝土质量控制标准GB50164-2011》等进行。
5.2.2.2放桩位线
1）根据设计院提供的桩位坐标数据放出桩位中心，做好保护及复核，并请监理单位进行现场复核。
2）桩位中心点处用红漆做出三角标志。
3）桩位放好后应及时处理保护，打好十字控制桩并做好保护措施。
5.2.2.3钻机定位
1）钻机定位时，为保证旋挖钻机的稳定性，改善施工作业场地的地质条件，在钻机履带下垫6m×
2.2m×
两块30mm厚钢板，增加钻机履带与地面的接触面积，防止施工中土体不均匀沉降而造成钻机不稳。
2）在钻机履带下垫100～150mm厚木垫块塞住履带，防止施工中钻机移动。
3）利用钻机水平装置，调整钻机水平度，保证钻机钻杆的垂直。
4）桩位定位后拉引桩十字线，将钻杆中心与桩位十字线中心对齐，偏差不大于20mm。
5）在埋设护筒前，根据钻机自身的垂直仪调整钻杆的垂直度后，再用全站仪复测钻杆垂直度，保证垂直度在3/1000范围内。
6）钻机在完成定位、水平度和垂直度调整后，由驾驶员在操作室内对本机的水平度、垂直度、中心位置进行锁定，使桩机达到最佳状态，从而有效地保证成孔质量。
5.2.2.4钢护筒埋设
1）钻机就位后，先钻一个比护筒直径略大的孔，深度比护筒略浅50cm，然后将护筒吊放入孔内采用旋挖钻机将其压入，并根据十字线，控制护筒中心位置。
2）护筒采用10～12mm钢板制作，上部做1～2溢浆孔，埋置深度可根据地表土质特征进行选定，护筒埋置深度3.0m，以达到稳定孔口土体的目的，护筒直径分别为1000mm、1600mm（比试桩直径大200mm），各尺寸护筒准备3个进行周转使用。
3）埋设护筒顶应比原始地面高出200mm，以达到控制地面渣土及浆液流入孔内的目的。
4）埋设护筒后，根据十字引桩复核护筒中心，其中心线与桩位中心线不得大于20mm，且护筒与周围垂直，护筒周围应采用黏土夯实。
5.2.2.5钻机成孔
1）护筒埋设完毕后，用泥浆泵向孔内注入稳定液，钻机由随机柴油机驱动液压马达来转动钻杆，以钻杆、钻斗自重并利用液压加压旋转筒式钻头作为钻进压力进行原始土挖掘，当钻斗内装满土后，将钻斗提升，旋转钻机打开钻头斗门卸土到翻斗车上或卸土区内，关闭门将钻头旋转至钻进位置，并将机体旋转体的上部锁定住，再下降钻头，反复循环钻至设计深度，边钻进边加注稳定液。
2）钻进中根据不同的地质条件合理调整钻进速度，一般最快不超过10m/h，松散地层控制在3m/h，严格控制稳定液的质量，及时向孔内注入稳定液使孔内水位高出钢护筒底部2m以上。
3）钻进中根据不同的地质条件，使用不同的钻具：
（1）在淤泥层、粉质土、粉砂层、砂层用密封性能比较好的双底板钻斗，以利于清除钻渣。
（2）在粘土层，用钻进效果较好的单底板漏空钻斗，保证快速钻进。
（3）在杂填土层，用合金螺旋钻斗，以利于达到障碍物清除的目的。
4）钻孔过程中，经常检查钻机本体内的垂直仪或用全站仪双向随时检测钻机钻杆的垂直度，当钻孔有倾斜时，可往复进行扫孔修正，直至垂直度符合要求。
5）在成孔过程中或成孔后孔壁坍塌，轻度塌孔应加大稳定液密度和提高水位；
严重塌孔，应用回填粘土，待一定时间后采用低速钻进。
6）钻孔时经常检查稳定液的性能，当各项指标超过上下限时，应及时调整。
7）发生漏浆可适当加稠稳定液或倒入膨润土、粘土，慢速钻动；
护筒周围及底部接缝用土回填密实，适当控制孔内水头高度，不要使压力过大。
8）待成孔达到设计标高后，扩底旋挖钻机更换铲斗进行扩底成孔作业；
（1）直孔钻进至设计孔深后，更换扩底钻头。
桩基扩底尺寸为1500mm和2500mm。
（2）钻头下入到孔底，泥浆充分循环后开始加压钻进，低速钻进，反循环排渣。
（3）扩底到位后，轻轻旋转提动钻具，不可强拉猛提。
正常钻进过程中，如无特殊情况，不得无故提动钻具。
（4）扩底钻头提出孔外，应及时冲洗干净，发现问题及时修复，以备再用。
5.2.2.6成孔人造稳定液管理
1）旋挖钻孔灌注桩护壁采用人造稳定液，稳定液比重应控制在1.25以内并有以下性能：
（1）由膨润土、水、CMC为主要材料，可使其碎屑的沉降缓慢，清孔容易。
（2）使孔壁表面在钻孔开始、钻孔完成、钢筋笼下放到混凝土灌注完成时能够保持长时间稳定。
（3）具有与混凝土相混合的特性，利用亲液胶体性质，能够被混凝土代替而排出。
（4）人造稳定液灌入孔中，在成孔过程中渗入土层中，能够增加地基的强度，防止地下水流入孔内。
（5）由于旋挖钻机是原始土挖掘钻进，然后灌入稳定液，属静态泥浆，通过浇注混凝土将孔内的稳定液排出，经过稳定液旋流净化除砂装置，使稳定液中分离沙砾后能重复使用。
2）稳定液的配制（见稳定液配制流程图）
（1）稳定液储存
稳定液储存可采用稳定液储存箱，采用稳定液储存箱，每个稳定液储存箱有效体积45m3，根据最大桩直径Φ1400mm底部扩孔为Φ2500mm，最大单根桩的深度45m计算，（45m×
1.54m3/m+扩孔方量5.2m3）×
1.2（系数）≌90m3。
同时考虑备用稳定液及成孔过程中稳定液的损失，因此每台钻机需配备2个稳定液储存箱，在场地许可的情况下可开挖1个100m3的稳定液储存池。
（2）稳定液的配制
稳定液配制采用膨润土、CMC（纤维素）、烧碱、水按一定比例配制而成，一般配合比为：
水：
膨润土：
CMC（纤维素）=1000：
110：
1
烧碱根据调配后的稳定液酸碱性掺入，一般PH值控制在7～9之间。
增加稳定液比重时可在稳定液中加入适量的粘土或重晶石。
（3）稳定液的搅拌
在稳定液拌制前应对土层、地下水情况和其它施工条件进行充分地调查和了解，以确定稳定液配合比。
稳定液拌制一般用稳定液搅拌机进行搅拌，搅拌时间一般为4~7min。
当搅拌后立即使用的，搅拌时间应长些，否则，搅拌时间可短些。
根据试验结果表明，当搅拌时间为4min时，膨润土溶解98%，当搅拌时间为9min时，膨润土溶解100%。
泥浆制备的投料顺序一般为：
水、膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂。
膨润土一定要充分搅拌，否则，膨润土溶胀不充分，会影响稳定液的失水量和粘度。
CMC较难溶解，在拌制前应先用水将CMC溶解成1~3%的溶液，再掺入稳定液中进行搅拌，否则应缓慢向稳定液中掺入。
（4）配制稳定液的主要技术指标
稳定液性能
允许范围
处理办法
下限
上限
粘度（s）
18
28
添加膨润土、CMC、补充新液、水
比重（g/cm）
1.15
1.25
添加膨润土、粘土
含砂率
8%
脱砂
PH
7
9
添加烧碱、水
的稳定液回收使用
（1）由于成孔采用国产旋挖钻机，护壁采取对四周土体挤压成孔，边取土边注入稳定液，通过钻头的离心力使稳定液中的高分子材料凝聚在孔壁，形成一层富有韧性的胶合薄膜，从而达到护壁效果，提高施工效率。
施工中使用过的稳定液通过混凝土浇灌，利用泵将使用过的稳定液抽回稳定液储存池或稳定液储存箱，再经过综合旋流振动筛，进行净化脱砂处理继续循环使用。
本工艺与常规的正反循环钻孔灌注桩不同，常规的钻孔灌注桩排放的泥浆与泥土的比例为4：
1，本施工工艺成孔过程只排出原始土，人工造浆，无泥浆排出，这样解决了大批泥浆排放运输的问题，保证了施工现场整洁，减少城市环境污染。
（2）钻孔过程中所排放的原始土暂时堆放在施工的临时堆置区，待达到一定的数量后组织专业的渣土清运车辆，运至渣土弃置地，确保现场整洁及施工道路的顺畅。
稳定液配置流程图
5.2.2.7利用钻头进行一次清孔
清孔时将扩底魔力铲斗（或捞渣筒，带档板）放至孔底，通过铲斗旋转钻进渣土达到清孔目的。
5.2.2.8钢筋笼制作及安装
钢筋笼的制作
（1）主筋为三级16mm18mm、20mm、，箍筋为三级钢筋10mm，加强筋采用三级钢14mm。
（2）钢筋笼制作时，根据钢筋笼总长度分节制作。
钢筋笼长度小于20m的按一节制作、20m-30m的分两节制作、30m-40m的分三节制作。
分节制作的钢筋笼主筋接头采用滚扎直螺纹顺丝连接，保证相邻两接头间距900mm以上，确保搭接长度不小于35d，相邻焊接接头错开至少500mm。
HPB300钢筋互焊及与HRB400钢筋焊接用E43焊条，HRB400级钢筋互焊用E55焊条。
（3）钻孔灌注桩主筋净保护层为70mm，箍筋与主筋均采用电焊连接，钢筋主筋上每隔4m设置一道混凝土滚轮垫块，沿钢筋笼四周均布置4块。
（4）定位钢板环用厚度20mm，宽度100mm的钢板制作，并焊接牢固。
（5）钢筋笼每隔2000mm设置一道外环焊接加劲箍（三级14钢筋），中间十字对称焊接进行加固。
（6）钢筋笼制作时。
应将主筋调直，除锈，下料准确。
（7）钢筋笼焊接时HPB300钢筋互焊及与HRB400钢筋焊接用E43焊条，HRB400级钢筋互焊用E55焊条，焊距宽度不少于0.8d，厚度不少于0.3d。
（8）钢筋焊接过程中应及时清除焊渣，钢筋笼螺旋筋与主筋全部采用点焊，焊接必须牢固。
（9）钢筋笼制作允许偏差应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的相关规定。
（10）制作成型的钢筋笼，要分组堆放在平整的场地上，不得变形。
钢筋笼的安装
（1）钢筋笼的安装，必须符合设计和施工规范要求，要严格执行《混凝土结构及工程施工规范》。
（2）钢筋笼安装时每台桩基采用一台25T吊车配合起吊，按编号装于钢筋笼运输车上运至桩位处。
钢筋笼安装时为保证不变形，采用两点起吊，吊车吊起钢筋笼的起吊端，使钢筋笼离开原地面1m左右，而后底部第二点缓缓起吊，直至钢筋骨架同地面垂直。
此时检查钢筋骨架是否顺直，如有弯曲应进行处理。
钢筋笼顶部及底部起吊时必须辅以方木或型钢，以免单根钢筋受力而变形。
（3）钢筋笼采用分节吊放，先吊放下节钢筋笼并在孔口临时固定，再吊放上节钢筋笼，骨架入口后，设专人在远处观察钢筋笼的竖直度，指挥将其扶正徐徐下放，下放过程中应有专人扶住钢筋笼并适当调整方向，严禁碰撞孔壁。
骨架下降到最后一连接结束后稍提起钢筋骨架，抽取临时支托，将骨架徐徐下放，直到设计标高位置。
（4）下放过程不顺利时，可将钢筋笼正反旋转、慢起、反复数次逐步下放，为防止钢筋笼在施工过程中坠落，其焊接时固定钢筋笼的箍筋一定要焊接牢固，焊接过程中严禁灼烧相邻的钢筋和检测管。
吊车的钢丝绳及吊环施工前一定要认真检查。
（5）钢筋顶部定位方法：
根据现场测量的护筒顶标高计算钢筋笼顶的设计标高。
钢筋笼最后一节就位后焊接定位钢筋，其具体形状为倒弯钩形，上端弯钩按设计计算（7）钢筋笼就位后要固定好，以防止在浇注砼过程中上浮、倾斜，应确保钢筋笼位置正确和钢筋保护层厚度。
钢筋笼固定方法：
钢筋笼吊装就位以后，在井口横担两根6号槽钢，然后用4根φ25钢筋焊在槽钢上，将其同标高调整正确的钢筋笼焊接在一起，为防止钢筋笼在浇注砼时上浮，在槽钢4个端头各打一根地锚。
（8）声波透射管的预埋
声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋声测管（直径800的桩中两根Q235钢管，直径1400的桩三根Q235钢管），将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播。
声测管在吊放钢筋笼的同时进行安装，分多节制作上下两节检测管使用套管接好后，用铁丝每隔2m将定位管绑扎在在钢筋笼上，下端封闭、上端加盖、管内无异物；
声测管连接处应光滑过度，管口应高出桩顶200㎜，且各声测管管口高度宜一致，各声测管内注满清水。
钢筋笼入孔时不得反复撞击孔底，不得悬吊，施工时必须避免压浆管路漏水和弯曲，以确保压浆通畅。
5.2.2.9安装导管、二次清孔
安装导管
（1）安装钢筋笼完成后，应尽快安装导管，并严格控制孔底沉渣。
（2）本工程采用Φ300mm导管，导管使用前须经过压水试验，试水压力为0.6～1.0MPa，导管接头用螺纹连接方式并加O型密封圈，各接头必须扭紧严防漏气漏水，用完后要清洗干净，丝扣要上油。
（3）吊放导管应位置居中，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼，导管底距孔底300mm～500mm。
气举反循环清孔
气举反循环清孔适用于第二次清孔；
气举反循环清孔的主要设备机具包括空气压缩机、出水管、送气管、混合喷射器等。
设备机具规格一般应根据孔深、孔径等合理选择。
出水管可利用灌注混凝土导管。
气举反循环清孔优点：
（1）缩短了清孔时间。
与正循环清孔相比，工效提高了5～10倍。
（2）清孔较彻底。
清孔前孔内沉渣厚度普遍较高，底部浆液比重大，清孔后，浆液比重在1.05～1.2之间（根据实际施工地质要求确定），沉渣厚度降到50mm以下，满足了设计及施工规范高标准的要求。
气举反循环清孔施工要点：
（1）出水管下放深度以出水管底距沉淤面30～40cm为宜；
送气管下放深度一般以混合喷射器至液面距离与孔深之比0.55～0.66来确定。
（2）开始送气时应先向孔内供稳定液，停止清孔时应先关气后断水。
（3）送气量应由小到大，气压应稍大于孔底水头压力。
若孔底沉淤较厚，块度较大或沉淀板结，可适当加大气量，摇动出水管，以利排渣。
（4）随着沉渣的排出，孔底沉淤厚度减少，出水管应同步跟进，以保持出水管底口与沉淤面的距离。
（5）清孔中应注意保证补浆充足和孔内稳定液液面稳定。
（6）清孔时灌入稳定液比重应小于1.15，返浆稳定液比重小于1.20，含砂率小于4%，粘度18-22秒，孔底沉渣应小于50mm。
在满足稳定液比重、粘度、含砂率及沉渣厚度控制指标后，请监理单位进行验收，合格后进行下道工序。
5.2.2.10水下混凝土的灌注
1）清孔结束后必须在30分钟内灌注混凝土，否则必须重新清孔，水下混凝土采用C40，混凝土的初凝时间控制在8～10小时，单桩浇注混凝土的浇注时间应控制在8小时内。
2）混凝土灌注中应使用隔水球，在灌注前首先把隔水球放入导管内，再在混凝土料斗内放入隔水板，待料斗放满混凝土后快速打开隔水板，使混凝土顺着隔水球往导管内下落。
3）首次混凝土灌注料，初灌料不应小于计算初灌方量，混凝土必须连续灌入，控制导管埋深在2～5m。
4）要严格检查混凝土的坍落度及和易性，坍落度一般控制在18～22cm。
5）在混凝土灌注中，技术人员要随时检查孔内混凝土上升的数字和灌注混凝土数量，控制埋管的深度，同时做好混凝土浇灌记录。
6）混凝土灌注时，提升导管要慢并平稳提升，严防碰撞钢筋笼。
7）按施工规范每根桩派专人做试块，标养试块4组。
8）为了保证桩头混凝土质量，最后一次混凝土浇灌量宜控制在设计桩顶标高以上约0.8m。
9）混凝土的充盈系数不得小于1.0且不大于1.2。
10）施工过程中要做到施工质量四检测：
自检、专检、抽检和互检。
11）灌入过程中，应认真做好灌注原始记录，并及时分析整理。
6.主要施工技术
6.1.概述
本工程旋挖钻孔灌注桩采用稳定液护壁，360度旋转全液压旋挖钻机（原始土挖掘）取土的扩底钻孔灌注桩施工工艺，水下浇筑混凝土成桩。
施工过程中应严格遵照设计要求，严格执行国家标准《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》、《旋挖取土全液压扩底灌注桩设计、施工技术规程》（Q/DYB001-2007，南宁市推荐性标准）及相关规定控制质量。
6.2.材料检验
由材料员对每种进场材料进行材质检验，由送样员负责对材料送检、复试。
到场材料必须具有符合要求的合格证书，如对到场材料有所怀疑，即可停止使用，直到复试合格方可用于工程中，否则勒令退场。
6.3.钻孔前要求
6.3.1．场地要求
清除场地内的淤泥和杂物，保证场地地表平整、坚实，能满足大型旋挖钻机的施工要求，对文明施工要求较高的，需进行场地硬化。
6.3.2.常规旋挖灌注桩护筒要求
1、用10～12mm钢板制作，护筒内径宜比桩身设计直径大200mm，分别取1000mm和1600mm。
2、护筒埋设应准确，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20mm。
3、护筒埋置深度应超过杂质填土埋藏深度，在粘性土中不宜少于1m，在沙性土中不少于1.5m，且护筒底口埋进原土深度不应小于0.3m；
顶端高出地面0.2m以上，并能满足稳定液液面高度的要求。
4、护筒应保证坚实，四周不漏水。
8.3.3稳定液要求
1、稳定液浓度（比重），结合本工程地质情况，采用旋挖扩底钻机时取1.1～1.2。
2、粘度（以500ml稳定液通过5mm漏斗所需时用s来表示），采用18～24s。
3、含砂率控制在8%以内。
6.4.成孔技术
6.4.1.旋挖钻机施工工艺流程演示如下所示：
1）钻机就位，钻孔施工：
2）钻孔施工至指定深度：
3）桩底扩孔：
4）扩孔施工完成，成孔：
5）钻杆收回，钻机移位：
6）钢筋笼下吊：
7）钢筋笼就位，清孔：
8）混凝土浇筑导管下放：
9）灌注桩浇筑混凝土：
10）桩底注浆施工：
注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩30d后，注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8-10m，桩群注浆宜先外围、后内部。
6.4.2.施工准备
钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求，须作准备工作如下：
1）首先确定钻孔桩位：
按照基线控制网及招标人提供的坐标，用全站仪精确放出桩位。
2）钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。
3）钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。
4）修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提供便利。
6.4.3.泥浆制备
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。
在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。
本工程泥浆采用优质膨润土造浆。
制备及循环分离系统由泥浆搅拌机（ZL800）、泥浆池（45m3两个）、泥浆分离器（ZX-250型两个）和泥浆沉淀处理器等组成。
泥浆循环系统平面布置见图4.4.1-2示。
图6.51泥浆循环系统平面布置图
钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，造浆配合比见表4.4.1-1示：
表6.51膨润土造浆配合比（单位：
kg）
原料名称
淡水
膨润土
CMC
纯碱
FCI
PHP
加重剂
配合比
100
8～4
0.004～0.008
0.1～0.4
0.1～0.3
0.003
试验确定
配比中掺加剂的用量，应先试配，检验配合液的各项性能指标是否符合表3.2.1-2中所列指标要求。
各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并经常测定泥浆指标，防止掺加剂过量，搅拌好的新鲜泥浆其性能必须适合于地基条件和施工条件。
表6.52不同地层下泥浆的性能指标要求表
地质情况
泥浆指标
相对密度
（g/cm3）
胶体率
（%）
失水率
（ml/30min）
含砂率（%）
泥皮厚（mm/30min）
静切力
（Pa）
酸碱度
（pH）
亚砂土
1.20～1.45
19～28
≥96
≤15
≤4
≤2
3～5
9～11
淤泥质亚粘土
1.20～1.35
粘土
1.06～1.10
18～28
≥95
≤20
≤3
1～2.5
亚粘土
细砂
粘土、亚粘土
为满足环保要求，采用泥浆分离器分离从桩内循环出来的泥浆，并通过调整膨润土、分散剂的掺量，使循环泥浆能再次利用。
6.4．4.埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒，护筒采用3～10mm厚的钢板制作以利于多次周转，护筒内径大于钻头直径，比桩径大约20cm，埋置护筒要考虑桩位的地质和水文情况，为保持孔内水头，护筒要高出施工水位（或地下水位）2m，还应满足孔内泥浆面高度要求。
无水地层护筒宜高出地面0.3～0.5m，为避免护筒底悬空，造成蹋孔，漏水，漏浆，护筒底应坐在天然的结实的土层上（或夯实的粘土层上），护筒四周应回填粘土并夯实，护筒平面位置的偏差应不超过5cm，倾斜度不得大于1%。
护筒埋置深度：
在无水地区一般为1一2倍的护筒直径。
在有水地区一般宜穿过淤泥层以下0.5m以上。
6.4.5.钻机就位及钻孔
群（排）桩钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩
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