旋挖钻机钻孔灌注桩施工方案

赤峰市新城区大板桥工程钻孔灌注桩基础专项施工方案1工程概况1.1工程概况大板桥位于赤峰市新城区大阪路上，上跨锡泊河规划河道，全长240m,桥宽50m，桥梁面积12000㎡.1.1.1工程地质、水文概况拟建场地内地质条件较为复杂，局部存在淤泥质粉土软弱夹层及中砂等夹层，上述夹层在本场地内均以透镜体及半透镜体形状产出，地层自地表向下依次为：1.人工填土（剖面图中的①层）：杂色，时代成因为Qm14,以粉土为主，含有大量的植物根系，局部地段掺有大量的建筑垃圾和少量的生活垃圾，砾石、砖块等，稍湿，稍—中密，厚度为1.1-7.0米。2.粉土（剖面图中的②层）：黄褐色，时代成因为Qeo14，稍—很湿，局部地段饱和，稍密-中密，分部河谷一级阶地上，植物根系、虫孔发育，具有中等压缩性，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性差，手搓有砂质感，层面埋深0-4.6米，层厚0-4.6米，向阶地后缘增厚，该层土在本场地内局部地段缺失。3、圆砾（剖面图中的③层）：杂色，时代成因为Qa14,湿-饱和，稍密-中密，下部地段密实，分选性差，级配佳（不均匀系数17.5-63.8），磨圆度较高，次圆-亚圆，主要组成成分以花岗岩为主，其次为玄武岩，安山岩，中粗砂充填，含泥质，局部呈泥质胶结状态，大部分地区砾石质地坚硬，研磨性强，场地内大部分地段埋深3-4米处，14-16米处，20米等处颗粒粒径较大，骨架颗粒质量占总质量的60%-70%左右，局部骨架颗粒质量大于总质量的70%，呈交错排列，大部分接触，局部连续接触，钻探过程中如上位置经常出现孔内掉块，卡钻等，同时这些位置钻探过程中钻杆跳动较为剧烈，重（2）触探锤击数较高，一般为16-40击以上，该层上覆地层为粉土层，层面埋深2.4-27.6米，揭露深度23.2-36.5米，该层中局部地段存在淤泥质粉土软弱层，中砂、砾砂等夹层，描述如下:(1)淤泥质粉土（剖面图中的③1层）：灰黑色-黑色，时代成因为Q14，饱和，稍密，软-流塑状态，又臭味，含少量细小砾石，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图及柱状图。（2）中砂（剖面图中的③2层）：杂色，时代成因为Qa14,湿-饱和，稍密-中密，分选性好，级配差，主要矿物组成成分以石英、长石为主，含泥质，具体层面埋深、层厚及分布范围详见剖面图及柱状图。(3)砾砂（剖面图中的④2层）：杂色，时代成因为Qa14,湿-饱和，中密-密实，分选性差，级配佳，磨圆度较高，次圆-亚圆，主要组成成分以花岗岩为主，其次为玄武岩，安山岩，中粗砂充填，含泥质，局部呈泥质胶结状态，具体层面埋深、层厚及分部范围详见剖面图及柱状图。地基土承载能力基本容许值[fa0]：1）粉土（剖面图中的②层）=160KPa2）淤泥质粉土（剖面图中的③1层）=90KPa3）中砂（剖面图中的③2层）=180KPa4）砾砂（剖面图中的③3层）=260KPa5）圆砾（剖面图中的③层）=400KPa桩周土各土层极限侧摩阻力标准值qik（泥浆护壁钻孔桩）：1）粉土（剖面图中的②层）40KPa2）淤泥质粉土（剖面图中的③1层）15KPa3）中砂（剖面图中的③2层）=55KPa4）砾砂（剖面图中的④2层）=90KPa5）圆砾（剖面图中的③层）=140KPa场地内未发现牛轭湖、沼泽、湿地、盐渍土等不良地质现象。据锡泊河水源勘探资料可知，该处地下水资源丰富，含水层厚度大，水位埋藏浅，勘探孔揭露水位3.3-9.8米，地下水及地基土对混凝土具有微侵蚀作用。赤峰地区标准冻深1.8米。1.1.2根据工程地质情况，桩施工准备采用旋挖钻孔灌注工艺。1.2钻孔灌注桩概况本工程基础为钻孔灌注桩基础，桥墩下设群桩基础，桩径1.5米，桩长28米和30米两种，共计92根。钻孔灌注桩采用旋挖钻机施工，桩间距最小为3.8米。桩主筋为30根Φ22（20）钢筋，螺旋箍筋Φ8@100/200cm,混凝土强度等级C30，混凝土总体积4594m³。2施工原理及施工工艺、施工准备2.1施工特点和原理2.1.1旋挖钻孔灌注桩施工特点：a、可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工。b、自动化程度高、成孔速度快、质量高。该钻机为全液压驱动，电脑控制，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度，最大限度地保证钻孔质量。工效是循环钻机的20倍，可使工程的质量和进度得到了充分的保证。c、伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力，而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降，快速卸土，以缩短钻孔辅助作业的时间，提高钻进效率。d、环保特点突出，施工现场干净。这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁，而不用于排碴，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。目前很多城市在施工中的排污费用明显提高，使用旋挖钻机可以有效降低排污费用，并提高文明施工的水平。e、履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便。f旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层。在孔壁上形成较明显的螺旋线。有助于提高桩的的摩阻力。g、吊放钢筋笼、灌注砼等施工场地较其他工艺容易布置。自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患2.1.2旋挖钻孔桩施工原理：主要是其成孔工艺与其它桩基不同，旋挖钻机的钻进工艺：旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介质循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机快速提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放，混凝土灌注工艺同其它桩基施工。2.2大批材料及大型机具准备：灌注桩施工时钢筋原材料的进场、实验、钢筋笼的加工、堆放场地、泥浆池要提前做好准备。总工程师提前向甲方确定图纸，由技术部门编制该工程的施工方案和交底，作为生产指导。准备机具和钢材等材料。确保按期进场，准时开工。做好现场用水用电、排水的布置，场区的施工用水和雨水经沉淀后采用泵排到河道内。表2.2-1机械设备表序号机械设备名称型号规格数量产地制造年份生产能力计划进场时间1旋挖钻机RS2801北京2011正常2011-11-012电焊机BX-3003上海2006正常2011-11-014钢筋加工机械AGS-403北京2007正常2011-11-015装载机502柳工.厦工2008正常2011-11-016吊车QY251湖南2007正常2011-11-01序号机械设备名称型号规格数量产地制造年份生产能力计划进场时间7挖掘机3601日本2008正常2011-11-018发电机120KW1沈阳2008正常2011-11-012.3桩基施工测量本工程我们将成立由测量工程师和技术人员等组成的测量小组，采用先进的仪器设备并制定详实的测量方案，专门负责桩心定位和轴线、桩顶标高的测设，保证桩基坐标及高程正确无误，满足设计要求。本阶段的测量控制重点是桩基轴线的定位、桩底端和顶部标高的控制。根据业主提供的控制点或城市水准点，现场已建立本工程的水准控制网，作为基础的标高控制、周边环境及上部建筑物沉降观测的依据，在施工全过程中，对控制桩要加以保护，用200×200×10mm的钢板，加焊锚脚，埋入混凝土内，在板上刻画“十”字丝以确定精密点位，并在桩上搭设短钢管进行围护。并且复查轴线和角度，确保测量精度。2.3.1施工测量准备（1）用于本工程施工测量的仪器设备已经过技术监督局计量检测所进行检定，保证所有仪器设备都处于正常状态。（2）详细勘察现场的场容场貌和周边环境特点，综合考虑这些因素对测量控制的影响，优化设计测量线路和控制网的布设。（3）仔细审阅总平面图，并制定详实的测量方案，专门负责桩心定位及轴线、桩顶标高的测设，保证桩基坐标及高程准确无误，满足设计要求。（4）复核设计部门提供的坐标控制点和水准点，布设测量控制网。2.3.2平面控制和高程控制本工程的平面控制主要体现工程桩的定位，根据总平面控制网中的控制点，用全站仪和DJ2经纬仪、50米长钢尺，进行极坐标法和直角坐标法布测。由于受泥浆的排放和桩机行走的影响，在放出桩位后,该桩位采用ф48钢管打眼灌白灰以及钉插ф14短钢筋作为标志，深度不小于300mm。每根桩定位时还需要核准后才能开始成桩，即定桩位完成后经质检验收合格，并报监理单位验收后才能进行打桩施工。高程控制：根据设计部门提供的高程点，对基坑内的做方格网测量进行定位和标高控制。3.钻孔灌注桩施工3.1.1钻孔灌注桩施工工艺施工工艺详见下:图3.1-1，旋挖钻机施工钻孔桩工况流程图详见附图3.1-2：。图3.1-1：钻孔灌注桩施工工艺流程定点轴线校核场地布置桩位放样图纸确定一次清孔钻进成孔埋设护筒钻机就位制作护筒制作护筒测量孔深泥浆系统测试泥浆调制及检测成孔验收吊放钢筋笼安装导管二次清孔水下灌注砼成桩提拔护筒钻机转移孔深孔径倾斜测量制作钢筋笼导管长度检测泥浆性能检测设置隔水塞砼制备运输孔底沉渣检测钢筋笼吊焊及定位验收设置清空装置孔底沉渣检测制作砼试块测量砼顶面标高3.1.2施工安排根据施工总体安排，钻机施工顺序是呈先3#、4#墩下基础，再2#、5#、1#、6#墩下基础，然后0#、7#台下基础。详见钻孔灌注桩钻机施工顺序图图3.1-2:钻孔灌注桩施工顺序图3.2钻孔灌注桩施工要点1）钻机就位旋挖钻机自重大，要求地基承载力不小于100Kpa，且履盘座落的位置平整，坡度应不大于30°，桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线，护筒采用10mm钢板制成，护筒直径比桩大200mm，护筒长度为2米，护筒埋设时高出地面300mm。2）设循环系统泥浆池单个容积应不小于单桩灌注量的，泥浆池位置设在桥墩四个角上，所有桩的施工均可用导沟进行泥浆引流，旋挖钻机泥浆可重复利用。施工期间应及时清除泥浆池内钻渣。3）泥浆制备在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,采用红粘土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池）一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，要有较好的防渗能力。在实际施工中要合理地控制泥浆的指标。序号项目性能指标检验方法1比重1.15～1.20比重计表3.2-14）旋挖钻进成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：旋挖地层为圆砾砂层，钻进要减速慢进，适当增加扫孔次数防止缩径，并适当增加泥浆比重和粘度。钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内