73钻孔灌注桩施工方案

第一章工程概况一、设计概况（一）建筑概况拟建的江东商务酒店桩基工程位于杭州经济技术开发区前进工业园区。本工程室内±0.000相当于绝对标高6.650m。规划总用地面积约为11770㎡，总建筑面积51665㎡，酒店主楼20层，裙房5层，2层地下室。工程建筑结构为框剪，基础形式为钻孔灌注桩基础。（二）设计概况1．本项目±0.000相当于黄海高程6.650m。2．本桩基工程总桩数460根，为Ø700、Ø800两种桩径，桩数分别为174根、286根。Ø700钻孔灌注桩，单桩竖向抗压承载力特征值为2750KN，单桩竖向抗拔承载力特征值为1340KN；Ø800钻孔灌注桩，单桩竖向抗压承载力特征值为3300KN，单桩竖向抗拔承载力特征值为1500KN（五桩承台以上为750KN）；桩身混凝土强度等级C30，酒店电梯井采用桩底注浆工艺。钻孔灌注桩设计有效桩长50m，以⑿-3圆砾层作为桩端持力层，桩端进入⑿-3圆砾层不小于2.5m。3．桩端持力层为⑿3圆砾：灰色，很湿，中密状，含有机质，以圆砾为主，卵砾石含量约45%-55%。粒径一般为0.5-2cm，其中卵石含量约5%-20%，粒径一般为2-4cm左右，最大6cm，多呈亚圆形，少量呈次棱角状，成分以砂岩、石英砂岩为主，凝灰岩次之；其余由25%-30%的中粗砂及10%左右的粘性土充填。4.大直径钻孔浇筑桩施工的各工序必须连续进行，中间不得有停工现象。二次清孔结束测得孔底沉渣厚度满足要求后，半小时内必须浇筑混凝土，否则需再次清孔。5.桩孔成型后必须清除孔底沉渣，孔清后沉渣厚度不得大于5cm(端承摩擦桩)并应立即浇筑水下混凝土。6.混凝土实际浇筑高度高于设计桩顶标高1.2m。二、场址工程地质条件根据钻孔地层描述、原位测试、室内土工试验结果分析，在场地范围内的地层按性质、特征划分，可分为6个工程地质层共计14个亚层，各岩土层的工程性质及分布特征自上而下分述如下：①1杂填土：杂色，稍湿，松散，主要为建筑垃圾，以粘质粉土充填。厚约0.3-2.8m，局部分布。①2耕植土：灰黄，稍湿，松散，含有机质和腐植物，以粘性土充填，局部为素填土。层厚0.2-1.2m，大部分布。②1砂质粉土：灰黄色，稍湿，稍密，含少量云母屑及氧化铁质，局部呈粉质粉土，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。全场分布，层厚3.1-5.3m。分布整个场地。②2砂质粉土：灰黄色，湿，稍密，含少量云母屑，摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。全场分布，层厚3.7-8.5m。分布整个场地。②3粉砂：绿灰色，很湿，中密，含云母碎屑，局部略夹少量粘性土。层厚3.3-9.1m，分布于整个场地。揭露夹层②3夹含砂粉质粘土，软塑状。②4粉砂：浅灰色，很湿，稍密-中密，含云母碎屑，局部呈砂质粉土。层厚1.8-4.8m，分布于整个场地。⑤1淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑状，含有机质、腐殖质。夹粉质薄层，具水平层理。无摇震反应，切面有光泽，干强度中等，韧性中等。层厚8.4-11.3m。分布于整个场地。⑤2淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑状，含有机质、腐殖质及云母碎屑。无摇震反应，切面有光泽，干强度中等，韧性中等。层厚3.9-9.0m。分布于整个场地。⑤3灰色粘土：灰色，饱和，软塑状，含有机质、植物残体，灵敏度较高。无摇震反应，切面有光泽，干强度中等，韧性中等。层厚5.7-10.3m。分布于整个场地。⑨1灰色粘土：灰色，饱和，软塑状，含有机质、腐殖质及云母碎屑，无摇震反应，切面有光泽，干强度高，韧性高。层厚2.2-6.9m。分布于整个场地。⑨2粉质粘土：褐灰、灰色，饱和，软可塑状，含有机质、腐殖质及云母碎屑，无摇震反应，切面较光泽，干强度高，韧性中等。层厚0。9-5.3m。分布于整个场地。⑨3含砂粉质粘土：灰、浅灰色，饱和，软可塑状（稍密状），含有机质、腐殖质及云母碎屑。无摇震反应，切面略有光泽，干强度高，韧性中等。层厚0.6-4.2m，局部有缺失。⑽圆砾：灰色，很湿，中密状，含有机质，以圆砾为主，卵砾石含量约45%-55%。粒径一般为0.5-2cm，其中卵石含量约5%-20%，粒径一般为2-4cm左右，多呈亚圆形，少量呈次棱角状，成分以砂岩、石英砂岩为主，凝灰岩次之；其余由25%-30%的中粗砂及10%左右的粘性土充填。⑿2粉砂：灰色，很湿，稍密-中密状，含有机质及少量云母碎屑，局部夹粘性土团块。层厚0.3-4.8m，局部有缺失。⑿3圆砾：灰色，很湿，中密状，含有机质，以圆砾为主，卵砾石含量约45%-55%。粒径一般为0.5-2cm，其中卵石含量约5%-20%，粒径一般为2-4cm左右，最大6cm，多呈亚圆形，少量呈次棱角状，成分以砂岩、石英砂岩为主，凝灰岩次之；其余由25%-30%的中粗砂及10%左右的粘性土充填。三、工程量及主要原材料消耗情况（见表2）工程量：钻孔桩总数为460根、围护桩146根。混凝土总方量约为13355m3。主要原材料消耗表序号桩类钢筋混凝土圆钢螺纹钢C30C35C401钻孔灌注桩1309001300028075第二章施工工艺一、工艺流程（图1）二、施工方法（一）放样定位工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。（二）埋设护筒护筒直径应比桩孔直径大100mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。（三）钻机就位钻机就位必须稳固、周正、水平，确保“天车、转盘中心、桩位中心”三点成一线，钻机的转盘中心与桩位中心误差不大于10mm。（四）钻进成孔针对本工程的地质特点，我方采用回转和冲击相结合的钻进方法进行成孔：在护筒埋设并定位后，首先使用GPS-20型回转钻机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成孔效率也比一般钻机高，适合在强风化层或卵石层中钻进。在钻至孤石层或强～中风化基岩时，若进尺很慢或无法进尺时，用吊车移走GPS-20型钻机，换用Z22-300型冲击钻机冲击钻进。该钻机冲程为0.8m，冲击频率为38~42次/min，比普通冲击钻机频率高，适合于强~中风化岩层钻进。钻机在就位时应重新测量定位，确保对中无误。利用冲击钻机在硬质基岩层中成孔效率较高的特点，完成余孔的成孔施工。采用这种方法可以克服回转钻机在硬岩中钻进缓慢和冲击钻机在黏土中钻进缓慢的弱点，缩短了成孔时间，提高了整个孔的成孔效率。在成孔过程中采用泥浆护壁。对于回转钻进，利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2~1.3之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。通过试成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。对于冲击成孔，利用冲击钻头对泥土的冲击作用造浆，冲击钻进形成的泥浆比重往往比较大（比重一般在1.3以上），可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3以上，这样有利于冲击钻进和孔壁的稳定。（五）一次清孔在钻机钻至设计孔深后，将钻头提离孔底300～500mm，慢转，开足泵量进行一次清孔，重点是搅碎孔底较大颗粒的泥块，同时上返孔内尚未返出孔外的钻渣。（六）钢筋笼制作与安放1．钢筋笼制作钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表3规定。钢筋笼制作允许偏差表nn表3制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。2．钢筋笼孔内安放钢筋笼在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。钢筋焊接完好后，应缓慢下放至孔内，严禁砸笼，隔4m在钢筋笼四周均匀设立4个水泥保护块，钢筋笼下放至预定位置后，应在孔口固定，以防其上窜或下沉。（七）下导管1.导管的选择采用丝扣连接的导管，其内径φ250，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查和压水试验。（1）外观检查：检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其内壁是否平滑，对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。（2）对接检查：导管接头丝扣应保持良好。连接后应平直，同心度要好。（3）压水试验：在连接后导管内先加70%的清水，然后一端密封，另一端通过空压机加压到0.5~0.6MPa，维持压力不变，滚动导管看是否漏水，时间约为15min。经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管应严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备，满足二次清孔及水下混凝土浇筑的需要，即二次清孔时能下至孔底；水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。2.导管下放导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。（八）二次清孔二次清孔采用气举反循环法。气举反循环清孔是利用空压机的压缩空气，通过风管（水管）送至孔内气浆混合器，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混和物，浆气混合物因其比重小而上升，在导管内混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在压气动量的联合作用下，不断补浆，上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升，从而形成流动，因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积，便形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，从而起到极好的清孔效果。经实际试验，直径在10㎝以内的卵石及碎石都可从孔底反出。气举反循环清孔工作操作要领及注意事项：1.导管下放深度以出浆管底距沉淤面30~40cm为宜，风管（水管）下放深度一般以气浆混合器至泥浆面距离与孔深之比的0.55~0.65来确定。2.空压机的主要参数：风量6~9m3/min，风压0.7MPa。出水管直径＞φ110，送风管直径（水管）φ25。混合器用φ25水管制作，在1m左右长度范围内打6排，每排4个φ8孔即可。3.开始送风时应先孔送浆（补浆），停止清孔时应先关气后断浆。清孔过程中，特别要注意补浆量，严防因补浆不足（水头损失）而造成塌孔。4.送风量应从小到大，风压应稍大于孔底水头压力，当孔底沉渣较厚、块度较大，或沉淀板结时，可适当加大送风量，并摇动出水管（导管），以利排渣。5.随着钻渣的排出，孔底沉淤厚度较小，出水管（导管）应同步跟进，以保持管底口与沉淤面的距离。6.清孔后，孔内泥浆比重应小于1.20，黏度18~20s，孔底沉渣厚度≤5cm。7.反循环法清孔时所需风压P的计算。P=γμ·h0/1000+∆Pγμ——泥浆比重，kN/m3，取1.2；h0——混合器沉没深度，m，取60；∆P——供气管道压力损失，一般取0.05~0.1MPa。P=1.2×60/1000+0.1=48/1000+0.1≈0.17MPa我们配用6~9m3的空压机，额定压力为0.7MPa。因此0.7MPa＞0.17MPa，因此空压机的压力是足够的。（九）混凝土浇筑1.本工程桩基混凝土采用商品混凝土。2.混凝土搅拌运输：本工程桩基混凝土采用商品混凝土，由运输车直接运输至管桩旁浇筑。3.水下混凝土浇筑：浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2~6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。初灌量计算依据：V=π/4·D2·L＋π/4·d2·（H-L）/2其中V——第一次混凝土浇筑量，m3D——桩径，m；D=1.0md——导管内径，m；d=0.25mH——孔深，m；H=60.0m(按最大孔深计算)L——首灌后混凝土面高，m。L=1.5m经计算：φ1400桩V=2.01m3，公司现有3.5m3的灌浆大斗，可以完全满足施工所需。4.试块制作：在浇桩过程中，随机抽取1～2盘混凝