1、1长套筒泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩施工工法工法编号：RJGF(闽)042010完成单位：福建二建建设集团公司厦门源昌城建集团有限公司主要完成人：徐惠民 陈知奋 林渝榕 陈 斌 黄跃森1 前 言旋 挖 钻 孔 是 近 年 来 发 展 最 快 的 一 种 新 型 桩 孔 施 工 方 法 ， 具 有 机 动 灵 活 、 成 孔 速 度快 、 施 工 精 度 高 、 环 境 污 染 少 等 优 点 ， 主 要 应 用 于 市 政 建 设 、 公 路 桥 梁 、 工 业 和 民 用 建筑 等 基 础 施 工 。 在 易 坍 塌 、 摩 阻 力 大 的 土 层 （ 如 砂 层 ） 中 钻 进 时 ， 采 用
2、长 套 筒 泥 浆 护壁 旋 挖 钻 孔 工 艺 不 仅 能 较 一 般 的 全 套 筒 护 壁 形 式 节 约 造 价 和 工 期 ， 降 低 作 业 难 度 ， 而且 不 影 响 旋 挖 钻 孔 自 身 固 有 优 势 的 发 挥 ， 不 失 为 一 种 经 济 实 用 的 施 工 工 艺 方 式 。 该 工艺 经 过 工 程 实 践 ， 已 日 趋 完 善 和 规 范 ， 综 合 效 益 良 好 。2 特 点2.0.1 长套筒泥浆护壁旋挖钻孔工艺由 于 采 取 了 非 水 介 质 取 土 ， 不 依 靠 泥 浆 输 送 钻 渣 ，大 大 减 少 了 泥 浆 的 需 求 和 排 放 ， 减
3、 少 了 环 境 污 染 ， 降 低 了 施 工 成 本 。2.0.2 利 用 旋 挖 钻 机 自 身 动 力 加 压 装 置 和 套 筒 驱 动 器 可 以 精确方便的压 入 或 拔 出 套 筒 ，而 且 动 力 头 能 给 钻 头 施 加 更 大 的 给 进 压 力 ， 钻 进 能 力 强 ， 加 快 了 成 孔 速 度 。2.0.3 旋挖桩机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便。通过桅杆垂直度自动调平系统和钢套筒相结合控制桩身的垂直度，保证钻孔偏差小、质量好。2.0.4 下钢筋笼及灌注水下混凝土工序由起重机单独完成，可与旋挖桩机成孔工序形成流水施工，大大提高了工效。3 适用范围适用于地下
4、水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层，特别适用于易塌孔的深厚砂层。于对垂直度、桩位、桩径和工期有较高要求的两墙合一基坑支护排桩施工尤其适用。4 工艺原理长套筒泥浆护壁旋挖钻孔工 艺 是 在 旋 挖 钻 （ 回 转 ） 斗 钻 孔 的 基 础 上 ， 综 合 吸 收 泥 浆护 壁 工 艺 发 展 起 来 的 一 种 新 型 成 孔 工 艺 。 施 工 时 采用旋挖钻机钻孔，在成孔过程中采用2钢套筒跟进护壁至上半部桩长，下半部桩长采用静态泥浆护壁成孔，套筒的埋设深度通常为桩长的 1/32/3。5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程图 5.1 长套筒泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩施工流程图5
5、.2 操 作 要 点根据编制单位要求该节不公开，如需要请与编制单位商取。5.3 劳 动 力 组 织5.3.1 旋 挖 钻 孔指 挥 1 人 ， 旋 挖 桩 机 司 机 1 人 ， 桩 吊 工 2 人 ， 测 量 兼 记 录 1 人 ， 铲 运 机 司 机 1 人 ，泥浆制作及泵工 2人。5.3.2 钢筋笼制作安装、灌注水下混凝土以及拔除钢套筒指 挥 1 人 ， 履 带 式 起 重 机 司 机 2人，钢 筋 （ 电 焊 ） 工 2 3 人 ， 导 管 安 拆 及 混凝土灌注 3 人 ， 测 量 兼 记 录 1 人 。以 上 劳 动 力 组 织 为 1 班 施 工 人 员 ， 不 含 电 工 、
6、修 理 工 等 辅 助 工 种 。制备泥浆旋挖钻机就位泥浆护壁钻下半孔钢套筒垂直度检测吊放、安装钢筋笼 钢筋笼制作、验收取样制作试块钻机设备移位起重机就位下放灌注导管灌注水下混凝土拔除钢套筒机具清理压入套筒成上半孔施工准备测量放线旋挖取土混凝土进场、验收终 孔 检 查 及 验 收桩顶超灌面检测36 材料与设备6.1 材 料6.1.1 混 凝 土 ： 使 用 泵 送 混 凝 土 ,坍 落 度 18cm 22cm。6.1.2 泥 浆 (稳 定 液 ) 制 作 材 料 ：1 膨 润 土 ： 以 蒙 脱 石 为 主 的 黏 土 性 矿 物 ， 是 稳 定 液 的 主 要 材 料 ；2 CMC： 羧 甲
7、 基 纤 维 素 钠 盐 ， 增 加 粘 度 ；3 重 晶 石 粉 ： 主 要 成 分 为 硫 酸 钡 ， 增 加 泥 浆 相 对 密 度 。6.2 设 备6.2.1 施 工 机 具 设 备 :旋 挖 钻 机 、 造 浆 及 泵 浆 设 备 、 钢 筋 笼 加 工 机 械 、 钢 筋 笼 吊 放 机 、50t 履 带 式 起 重 机 、 泵 送 混 凝 土 运 输 及 灌 注 设 备 、 100t 150t 履 带 式 起 重 机 、 土 方 清理 机 械 。6.2.2 测 量 仪 器 的 配 备 ： DTM-452C 全 站 仪 、 J2 经 纬 仪 、 DS3 水 准 仪 、 50m 钢
8、卷 尺 、 水平 靠 尺 、 泥 浆 测 试 仪 器 、 比 重 计 、 粘 度 仪 、 秒 表 、 含 砂 率 仪 、 pH 试 纸 。7 质量控制7.0.1 本 工 法 所 采 用 的 施 工 技 术 规 范 有 ： 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 建 筑 地 基 基 础 工程 施 工 质 量 验 收 规 范 GB 50202-2002； 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 建 筑 桩 基 技 术 规 范 JGJ 94-2008。7.0.2 长套筒泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩质 量 标 准 应 符 合 以 下 要 求 ：1 钢 筋 笼 制 作 允 许 偏 差 应 符 合 下
9、列 规 定 ：1） 主 筋 间 距 ： 10mm； 用 钢 尺 量 ；2） 长 度 ： 100mm； 用 钢 尺 量 ；3） 箍 筋 间 距 ： 20mm； 用 钢 尺 量 ；4） 直 径 ： 10mm； 用 钢 尺 量 。2 灌 注 桩 施 工 的 允 许 偏 差 或 允 许 值 应 符 合 下 列 规 定 ：1） 桩 位 的 放 样 允 许 偏 差 ： 群 桩 20mm， 单 排 桩 10mm； 用钢尺量；2） 桩 位 的 允 许 偏 差 应 符 合 表 7.2.2 的 规 定 ；表 7.2.2 桩 位 的 允 许 偏 差桩 径 1 3 根 、 单 排 桩 基 垂 直 于 中 心 线方 向
10、 和 群 桩 基 础 的 边 桩 条 形 桩 基 沿 中 心 线 方 向 和 群 桩 基础 的 中 间 桩D 1000 D 6， 且 不 大 于 100 D 4， 且 不 大 于 1504D1000 100+0.01H 150+0.01H注 ： 1 H 为 施 工 现 场 地 面 标 高 与 设 计 标 高 的 距 离 ， D 为 设 计 桩 径 ， 单 位 为 mm；2 基坑开挖前量套筒，开挖后量桩中心。3） 孔 深 允 许 偏 差 ： +300mm； 只深不浅，用重锤测；4） 垂 直 度 允 许 偏 差 ： 1； 检 查 每 根 桩 实 际 灌 注 量 ；11） 桩 顶 标 高 允 许 偏
11、 差 ： -50mm +30mm； 水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体。7.0.3 施工质量控制要点1 当 采 用 多 机 同 时 作 业 时 ， 为 避 免 干 扰 邻 桩 混 凝 土 的 凝 固 ， 选 择 的 孔 位 应 在 相 应5m 以 内 的 任 何 邻 桩 孔 完 成 混 凝 土 灌 注 施 工 24h 后 方 可 开 钻 。2 在 下 沉 套 筒 过 程 中 ， 每 下 沉 1.5m 必 须 复 核 套 筒 及 钻 杆 垂 直 度 一 次 ， 若 有 偏 差 应及 时 调 整 。3 泥 浆 的 制 备 能 力 应 大 于 钻 孔 时 的 泥 浆 需 求 量 ， 每 台 套 钻
12、机 的 泥 浆 储 备 量 不 少 于 单桩 体 积 。4 泥 浆 护 壁 钻 孔 时 为 防 止 塌 孔 、 缩 颈 ， 钻 斗 的 上 下 提 升 钻 头 速 度 宜 均 匀 ， 控 制 在10 20m/min， 不 得 过 猛 或 骤 然 变 速 。5 钻 机 因 故 停 止 钻 孔 时 ， 应 设 专 人 值 班 补 浆 ， 防 止 塌 孔 事 故 。6 钻 孔 成 孔 后 要 及 时 灌 注 ， 不 得 过 夜 ， 以 免 造 成 缩 径 和 塌 孔 。7 尽 可 能 缩 短 泥 浆 护 壁 时 间 ， 在 机 械 能 力 允 许 的 情 况 下 ， 钢 筋 笼 宜 为 整 笼 吊
13、装 。8 在 确 定 混 凝 土 最 后 补 灌 量 时 ， 除 超 灌 高 度 外 还 应 考 虑 钢 套 筒 和 灌 注 导 管 拔 除 后需 填 充 的 体 积 。8 安全措施58.0.1 为 了 确 保 旋 挖 桩 机 、 重 型 起 重 机 和 商 砼 运 输 车 辆 的 安 全 ， 应 在 整 个 施 工 区 域 内 设置 钢 筋 混 凝 土 施 工 便 道 。8.0.2 定 期 检 查 卷 扬 机 、 钢 索 、 滑 轮 及 钻 头 钻 杆 连 接 件 ， 磨 损 超 过 有 关 规 定 的 应 及 时更 换 。8.0.3 钢 套 筒 闲 置 时 应 放 倒 在 坚 实 的 地
14、面 上 。 当 钢 套 筒 因 施 工 需 要 竖 立 时 必 须 将 套 筒底 部 置 于 绝 对 水 平 的 钢 筋 混 凝 土 路 面 上 ， 并 派 专 人 监 督 ， 避 免 因 机 械 水 平 碰 撞 而 导 致的 倾 覆 事 故 。8.0.4 桩 身 混 凝 土 灌 注 完 毕 后 遗 留 的 空 孔 ， 要 立 即 回 填 粗 骨 料 或 砖 渣 土 ， 并 压 实 至 与地 面 平 ， 严 禁 使 用 遇 水 软 化 的 回 填 料 。8.0.5 因 故 停 钻 和 钻 机 闲 置 时 须 将 钻 具 提 出 孔 外 并 落 放 地 面 。9 环保措施9.0.1 施 工 现
15、场 的 主 要 道 路 应 进 行 硬 化 处 理 ， 钻 斗 卸 出 的 土 及 时 清 运 、 集 中 堆 放 ， 并有 防 止 扬 尘 措 施 。9.0.2 水 泥 和 膨 润 土 等 易 飞 扬 的 细 颗 粒 建 筑 材 料 密 闭 存 放 或 采 取 覆 盖 措 施 。9.0.3 灌 注 桩 身 混 凝 土 时 ， 在 运 输 中 溢 落 的 拌 合 料 ， 灌 注 结 束 后 由 灌 桩 工 人 自 行 清 理 干净 。 设 专 人 清 扫 施 工 现 场 ， 做 到 现 场 无 积 水 、 无 杂 物 ， 始 终 保 持 施 工 现 场 的 环 境 卫 生 。9.0.4 施 工
16、 现 场 设 置 排 水 沟 、 沉 淀 池 和 废 浆 池 ， 施 工 污 水 经 沉 淀 后 方 可 排 入 市 政 污 水 管网 或 河 流 ； 废 浆 须 由 专 用 密 闭 式 泥 浆 车 抽 取 运 出 场 外 ， 并 在 有 关 环 保 部 门 规 定 的 地 点 集中 排 放 。9.0.5 施 工 现 场 存 放 的 油 料 和 化 学 溶 剂 等 物 品 设 有 专 门 的 库 房 ， 地 面 做 防 渗 漏 处 理 。10 效益分析10.0.1 社会效益采用长 套 筒 泥 浆 护 壁 旋 挖 钻 机 成 施 工 ， 解 决 了 高 水 位 砂 层 中 快 速 施 工 的 问
17、 题 ， 自动 化 程 度 高 ， 劳 动 强 度 低 ， 施 工 效 率 高 ； 由 于 装备先进的垂直度自动调平电子系统，装机 功 率 大 、 输 出 扭 矩 大 、 轴 向 压 力 大 ， 确保了桩孔的垂直度，保证了成桩质量；不 必 安设 泥 浆 循 环 系 统 ， 泥 浆 排 放 少 ， 场 地 利 用 率 高 ， 自 带 柴 油 动 力 ， 不 占 用 现 场 配 电 资 源 ，施 工 现 场 文 明 、 环 保 、 节 地 。10.0.2 经济效益长 套 筒 泥 浆 护 壁 旋 挖 钻 孔 灌 注 桩 施 工 工 艺 较传统的泥浆循环冲钻工艺节省工期一半6以上，比全 套 筒 旋 挖
18、 钻 孔 灌 注 桩 施 工 工 艺 节 约 造 价 1/3。11 应用实例本工法成功地应用于福 州 市 茶 亭 街 地 下 配 套 交 通 等工程，工程质量满足规范和合同要求。现以福 州 市 茶 亭 街 地 下 配 套 交 通 工程为实例。11.0.1 工程概况福 州 市 茶 亭 街 地 下 配 套 交 通 工 程 位 于 福 州 市 八 一 七 中 路 路 中 ， 骑 跨 群 众 路 ， 设 计 为地 下 二 层 岛 式 车 站 （ 地 铁 1#线 群 众 路 站 ） ， 车 站 两 端 延 伸 矩 形 区 间 ， 北 段 至 高 桥 路 口 ，南 段 至 茶 亭 公 园 湖 侧 ， 两
19、端 设 置 盾 构 工 作 井 ， 采用明挖顺作法施工，基 坑 支 护 结 构 影 响深 度 范 围 内 的 土 层 以 砂 为 主 。11.0.2 施工情况该 工 程 车 站 主 体 及 两 端 基 坑 的 围 护 排 桩 、 抗 拔 桩 、 格 构 柱 桩 及 站 台 桩 ， 总 数 桩1086 根 ， 桩 径 1000mm， 桩 长 20m 42m， 均 采 用 长 套 筒 静 态 泥 浆 护 壁 旋 挖 钻 孔 灌 注 桩 施工 工 艺 ， 施 工 机 械 为 德 国 宝 峨 BG25C 型 旋 挖 钻 机 ， 其 中 长 套 筒 的 埋 设 深 度 为12m 17m。11.0.3 工程评价该 工 程 于 2009 年 1 月 16 日 开 工 ， 并 于 2009 年 4 月 8 日 竣 工 。 经 福 州 市 建 筑 工 程检 测 中 心 站 和 福 建 省 建 设 工 程 物 探 试 验 检 测 中 心 进 行 抗 拔 、 低 应 变 及 钻 芯 检 测 ， 均 达到 设 计 要 求 。
