机械旋挖冲击成孔桩基工程技术方案.docx

1、机械旋挖冲击成孔桩基工程技术方案宜宾鲁能山水绿城B-23地块I标段机械旋挖成孔桩专项方案编制单位:泰州建设宜宾第一项目部编制人:张伯寿审批人: 编制日期：二00九年八月二十七日目录一、工程概况.3二、基础工程设计要求.4三、施工工艺.8四、清孔要求.11五、清孔时应注意以下事项.11六、故障处理.12七、孔内灌注水下混凝土.13八、灌注水下混凝土的技术要求.15九、质量检验及质量标准.17十、质量保证措施.19十一、安全文明施工及保证措施.19一、工程概况1.本工程位于南岸西区B-23地块， 1#、2#、3#楼和16#楼工程，负一层同时为地下室车库，1#、2#、3#楼在基础施工时比16#楼基础

2、低3.45m（基底标高为298.75m）在基础施工时先进行1、2、3#楼柱基础施工，后进行16#楼的桩基施工，（基顶标高为302.20m）。基础为人工挖孔桩基础，桩上承台地梁设计，局部设计为筏板基础。2.根据工程设计特点1#、2#、3#、16#楼基础采用柱下人工挖孔灌注桩嵌岩桩基础（暂订1#楼为人工挖孔桩施工），桩基安全等级为一、二级，桩基嵌入中风化岩石不小于3.0d，桩的尺寸为800-1400，其饱和单轴抗压强度标准什为frK=12MPa,桩身最小长度不小于6.0M、承台标高为4.0M.地梁、承台构件为C30砼，护壁为C30砼。总计人工挖孔桩和机桩共368个。3.本工程地下室一层，地上1#3

3、2层、总高度为99.3m。2#27层、总高为81.3m。3#22层总高为66.3m。其0.000相当于绝对高程307.10m，基础承台标高为298.75m，总高度为8.35m。至地下室的标高为4.9m。16#楼的0.000相当于绝对高程306.20m，至地下室的结构底板标高为302.20m，高度为4.0米。总建筑面积约为50603.06m2。住宅标准层高层高3.0米。基础形式为人工挖孔桩加钢筋混凝土筏板基础，车库为框剪结构、住宅为剪力墙结构。4.本工程的人工挖孔桩概况：（1）由于本工程所处的施工场地特殊，地势平坦，施工的占地面积大的特点，正值雨季时节，降雨量较大又多的情况，施工地段又是雨水汇积

4、的最低点，基坑内积水无法排出，因此、如对302.20m以下的土方开挖后将汇集大量的水系，人工挖孔桩根本无法进行施工，必须进行降水后才能施工。（2）根据宜宾鲁能B-23地块岩土工程勘察报告，所提供地下水位埋深和最高洪水位。场地内主要受季节性影响场地内的有上层滞水丰富，且细砂层可能形成液化现象，根据地下水位季节性变化，有形成饱和的条件，容易形成液化，因此需采取消除液化措施。（3）场地内土层分布状况：人工回填土；粉质粘土；有机质土，粘性较强；下部多为粉砂，遇水易软化，轻振即液化，水量丰富；强风化泥岩，中粗粒及碎块结构，裂隙发育，涌水量较大；中风化泥岩。（4）根据目前工期紧、任务重，基础排水困难大，应

5、要求立即进行开工1#、 2#、3#、16#楼（采用机械钻孔）施工，因此、孔桩特从地下室302.20m 标高开始进行人工挖孔桩和机械钻孔的施工，桩芯砼浇筑至基础承台298.85m位置。再采用机械对1#、2#、3#楼302.20m以下土方进行开运，预留500mm采用人工进行清挖，避免机械损坏桩和钢筋。（5）当1#、2#、3#楼的承台梁施工好，将墙体施工到地下室底板标高位置后，拆除模板回填后进行地下防水施工，再与地下室底板、承台、地梁同时进行浇筑砼。二、基础工程设计1. 工程根据“宜宾勘察研究院”提供的地质勘测报告和建筑桩基技术规范（JGJ94-94）进行设计，柱下采用承台和桩基，桩基安全等级为一、

6、二级。2. 未注明平面关系的桩中心均与柱中心重合，未注明平面关系的拉梁均与柱墙轴线对中。3. 桩基嵌入中风化岩石不小于3.0d，其饱和单轴抗压强度标准什为frK=12MPa 4. 混凝土桩身、承台、拉梁C30，护壁C30，地下柱梁构件也为C40。 5. 混凝土保护层厚度：桩为50，承台、地拉梁均为50；（无垫层时为70）6. 当桩的净距小于2倍桩径且小于2.5M时，应间隔开挖，排桩跳挖的最小净距不得小于4.5M。7. 按国家现行规范对桩孔及桩身进行测试。桩表桩号桩径单桩承载力特征值（KN）嵌岩深度(M)主筋螺旋箍加强箍筋（焊接）一般桩顶加密区ZJ-180040003D1316830010150

7、162000ZJ-2100062003D1518830010150162000ZJ-3120090003D1818830010150162000ZJ-41400122003D2418830010150162000承台梁宽高CT1承台桩径加400mm800mm18150142006150CT2承台桩径加400mm1000mm20150142006150CT3承台桩径加400mm1200mm22150142006150CTL1承台梁桩径加400mm800mm181506150(6)CTL2承台梁14001200825; 82512150(8)CTL3承台梁14001200825; 82510150

8、(8)CTL4承台梁1200mm1200mm825; 82512150(8)CTL5承台梁1200mm1200mm1022; 102212150(8)CTL6承台梁1600mm1400mm1625; 162510150(8)CTL7承台梁1400mm1200mm1025; 102510150(8)CTL8承台梁1400mm1200mm822; 82210150(8)注：机械钻孔桩时ZJ-1改为100mm、ZJ-2改为1200mm、ZJ-3改为1400mm三、施工准备 1. 场地、道路的准备 （1）根据工程的施工需要作好了三通一平工作，还必须将桩周围场地平整好，场地平整的高度及范围应根据地形、施

9、工水位、桩顶标高、施工需要等因素考虑。 （2）在平整好的场地上，依据已测定的桥位中线将基桩钻孔位置定出。在打放样桩同时，应加设控制桩以便施工时核对。放样桩与控制桩均不宜过短，在松软土基上桩的入土深度不得少于1m。 （3）旋挖钻机施工要求由于旋挖钻机自重（约70吨）和钻杆桅杆高度约20m，为保证安全施工和施工进度，必须满足以下要求。1) 施工场地必须平整，场地碾压达到标准。2) 施工场地上空20m以内无障碍。3) 用塔吊或吊车吊下钢筋笼和灌注砼。4) 各种配合工作必须及时、准确。（4）钻机类型的选择要根据地质而定，钻机功率要和所钻孔径、孔深相适应，以免造成小钻钻大孔扭矩不足或大钻成小孔动力浪费等

10、现象。本工程主要采用冲击钻机和反循环旋转钻孔机。摩擦桩主要采用反循环钻机，嵌岩桩主要采用冲击钻机。 （5）钻孔的钻架应根据造孔方法结合现场具体条件选用。但应尽量采用一种钻架满足钻孔和灌注孔内混凝土的需要，只用于钻孔的钻架高度以68m为宜，钻架底脚应有不小于4m的宽度。 （6）当采用螺旋锥钻孔作业时，钻架应设扶钻平台和推钻平台，扶钻平台应高出推钻平台约2.m，供扶持钻杆掌握方向。推钻平台供转动钻杆操作，应高出护筒顶面最少20。 （7）在架立钻架时应使钻架顶面的起重滑轮、扶钻平台外固定钻杆的卡杆孔的护筒中心三者在一根竖直线上，以保证钻孔的竖直方向。 （8）钻架架立稳固后，在安装有关机具设备时，以使

11、起重滑轮、转向滑轮和绞车或卷扬机三者在同一竖直平面中为宜。 2. 护壁的制作和埋设 （1）为固定桩位、导向钻头、隔离地面水、保护孔口地面及提高孔内水位增加对孔壁的静压力以防坍塌，在钻孔前应埋设护筒。护筒要坚实，有一定刚度，接头严密，不漏水。为施工方便，在施工的桩的上部时采用人工挖孔浇筑护壁作导管护筒。护壁的厚度与直径视设计桩径的大小而定，护壁的埋深要视不同的地层而定。（2）护筒埋设好以后，应检查其位置，用红油漆在顶口及内侧标志桩位十字线位置。护筒平面中心偏差不大于5cm，垂直度倾斜误差不大于1%。 3. 护壁泥浆及泥浆池泥浆由粘土（或膨润土）、水和添加剂拌和而成，其比重较水大，故对孔壁能增大静

12、水压力，并在孔壁形成一层泥皮，隔断孔内外水流，保护孔壁，防止塌孔。在冲击成孔时，泥浆比重宜采用1.21.4,起悬浮钻渣、排渣作用。另外泥浆还可以润滑，冷却钻头，减少钻头阻力和钻头磨损。泥浆池按照施工场地的实际情况进行布置（详施工布置图）。 4. 泥浆的调制和使用技术要求钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，其性能指标参照下表。钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度（Pa.s）含砂度（）胶体度（）失水度（M1/30min）泥皮厚（mm/30min）静切力（pa）酸碱度（PH）正循环一般地层1.05-1.2016-228-4962521.0-2.58-10反循环一般地层

13、易坍地层1.02-1.061.06-1.1016-2018-284495952020331-2.51-2.58-108-10推钻冲抓一般地层1.10-1.218-244952031-2.58-11冲击易坍地层1.10-1.422-304952033-58-11注：（1）位高或其流速大时，指标取高限，反之限低限。 （2）较好，孔径或孔深较小的取低限，反之限高限。 （3）在易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可用清水提高水（2M）维护孔壁。 （4）若当地缺乏优良粘质土，远远膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时，可参用添加剂改善泥浆性能，各种添加剂掺量可按附录C-1选用。 （5）泥浆

14、的各种性能提示测定方法见附录。 （6）遇流沙层添加块石、黄泥，经锤头挤成型后维护孔壁在18小时内不垮踏（旋挖可保6小时不垮踏）。（7）在大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位钻机性能、泥浆料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆，此泥浆的特点是不分散、低相、高粘度。（8）泥浆护壁使用的粘土，一般要求塑性指数大于17，泥浆相对密度采用1。11。25，含砂率不大于4%，粘土取样时的外观鉴定，以刀切割面光滑、水浸后有粘性感为标准。（9）开钻前，须准备足够数量的泥浆，泥浆稠度和用量应隋土质的不同增减，一般粘土质不用，砂

15、质土少用，粗砂、砂卵石层多用。调制泥浆的粘土备料数量对于砂质河床约为孔眼体积的70%80%，对于砂卵石层约为100%120%。（10）在钻架旁作好泥浆拌和池，并调制和储备足够的泥膏和泥浆，再开始进行钻孔作业。三、施工工艺（一）操作准备 1. 当采用螺旋锥钻孔作业时应灌入事先调制好的泥浆。 2. 开钻时，若地表为软土应在护筒内填入片石：砂砾：粘土=3：2：1的填料50；若地表为砂砾应在护筒内先填入小石子：粘土=1：1填料50，用钻头打实以加固护筒下脚孔壁。钻机就位前，应对场地布置、钻机位置的平整度和密实度等检查和加固，配套设备及水电的接通等全面检查落实3. 钻机安装就位后，底座和顶部应平稳，保证

16、钻进过程中不产生位移和沉陷。钻机顶部的起吊滑轮缘、钻头、钻杆中心和桩孔中心三者应在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。升、降钻头时须平稳，钻头提出孔口时应防止碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底部。拆装钻杆力求迅速。因故停钻时，钻头应提出孔桩，并在孔口加护盖。4. 施钻前，应根据地质勘探资料绘制孔位地质剖面图，以便钻进时按不同的地层选用适当的钻头、冲程和泥浆。施钻过程中，必须及时填写钻进记录，交接班时应交待钻进情况及下班注意事项。5. 钻孔作业必须分班连续进行；应经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随时改正；应经常注意土层变化，在土层变化处均应捞渣取样，判明土层，确定标高，记入记录表中，以便与地质剖面图

17、核对。遇有与地质资料严重不符时，应留取渣样袋，放入数据条（地质、标高、时间等）并拍照，同时通知监理工程师到场核实确认。（二）操作技术交底 1. 钻机进入施工现场，应观察机械摆放位置是否平整，在移机或起塔时，应注意设备的重量与幅度、撑脚等。 2. 机械在启动运行或停机交班时，必须随时进行全面检查，防止螺丝松动或主机不稳。应随时注意离合器的分合、易损部位加油、锤头、钢绳报废标准、钻孔的精确度和偏差等。 3. 在主机正反转运行时，必须待主机停稳后再进行正或反转操作，禁止带负荷启动机电，否则电机或启动装置会受损。 4. 严禁非技术操作工、饮酒员工和带病员工上岗。禁止穿拖鞋和未戴安全帽人员上岗，高空操作

18、必须系好安全带。禁止高空抛物。 5. 雷雨交加的恶劣天气应立即停机，在电源不稳情况下也应及时停机操作。在未通过现场专业电工和管理人员同意下，禁止私拉乱接电源。（三）钻孔作业时，应注意以下事项 1. 施钻前首先检查钻架、滑轮、钢丝绳和绞车等部分有无损伤和位置是否正确，如各项均符合要求，即将钢丝绳一端裹绕在绞车轴上。另一端通过转向滑轮、起重滑轮与钻头连接、用卡头拧紧后，再将钻头落入井内。 2. 第一锥干钻的钻进是否正确、影响钻孔位置和垂直度甚大，必须认真注意，当锥头落入护筒开始下第一钻时，应小心细致使锥尖对准桩心，再盖上封口板，卡上推钳，正推和反推数圈后，提出锥头。根据干钻痕迹实际丈量检查锥尖是否

19、对中，若有偏斜应用粘土回填调正后再重钻，直到锥尖准确对准桩尖后，再开始往护筒内加泥浆，正式施钻。 3. 在钻进过程中，落锥出锥时速度应均匀，不得突然加快。隋着钻孔加深，应逐节接长钻杆，不应使钻杆顶端落至扶钻平台下方，以免钻杆掉入井内。 4. 钻孔过程中应经常检查锥头最大直径尺寸有无变动，是否符合设孔径，钢丝绳结头和滑轮有无松动，钻杆的插头和插座是否密合，有无损坏歪扭、钻架有无移动偏斜，各部位特别是起重滑轮吊点是否牢靠，卡杆孔和定位板有无移动，护筒位置有无变动或漏水，水头高度和泥浆稠度是否合格，如有损坏和不当之处应即修正处理。 5. 钻孔通过不同土质地层，应选用造当形式锥头。钻进中如遇卵石应掌握

20、规律谨慎操作，如遇有大卵石，应先松动，后取出。松动时先用锥头抵住石块用力猛推，不能后退、同时推动绞车使锥头上升将石块松动、并加入泥膏隔离，也可采用松石锥将石块松动然后再取出。 6. 钻孔工作应一气呵成，中间停顿时间不得过长，如因工休或其他原因停止个钻进时，不得将钻头停放在孔底，以免泥浆吸住钻头。继续开钻时应先进行清孔，待沉淀泥浆基本除净后才能下钻。 7. 若钻孔结束后，经过测量孔深已达设计要求（一般应较设计深度加深0.5m）即吊装钢筋骨架，如预计钻孔完成后不能紧接着进行吊装和灌注混凝土时，不得拆除钻孔设备。 8. 钻孔周围地面上下不得堆放重物，孔口附近应清除积水经常保持排水良好，场地干燥。施钻

21、过程中，并应隋时检查护筒四周填土变化，注意是否有沉陷坍塌现象。 9. 每次钻进时，必须测记钻孔深度和通过的土层。 10. 钻孔过程中如发生下列事故，应立即停钻，待调查分析原因进行处理后再继续钻进。 11. 无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准备。开钻时应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。 12. 采用正、反循环钻孔（含潜水钻）均采用减压钻进，即钻机的主钓钩始终要随部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力的80）。 13. 旋挖用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直，钻孔开始反应随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出

22、，调整后重新压入钻进。 14. 在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内的水位和泥浆相对密度粘度符合规定。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。四、清孔要求 1. 钻孔深度到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合施工图要求后钻孔达到设计标高，经终孔检查符合要求后，立即进行清孔。其目的在于使沉淀层尽可能减少，提高孔底承载力，同时也保证水下混凝土灌注质量，不出故障。清孔的方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和地质情况而定。 2. 清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。 3. 在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超

23、过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。 4. 成孔开始低锤（小冲程）密击，锤高0.40.6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按附表选用，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下34m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5m以上转入正常连续冲击。 5. 成孔过程中要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。6. 在钻进过程中每2m要检查一次成孔的垂直度情况。若发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔型良好。7成孔后，应用测绳下挂5Kg左右的铁质平底锥形体测量检查孔深、检孔器（检

24、孔器为直径为桩径、长度大于4倍桩径的圆柱体）检查孔径核对无误后，进行清孔。五、清孔时应注意以下事项 1. 保持孔内水头，防止塌孔； 2. 清孔后，孔底、中、上部泥浆均匀符合要求；3. 孔底沉淀厚度不得大于设计规定，不能用加大孔深的方法代替清孔。 4. 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，根据具体情况选择使用。 5. 不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。 6. 无论采用何种方法清孔，清孔后应从孔底提出泥浆试样进行性能指标试验，试验结果应符合施工设计。灌注水下混凝土前，孔底沉淀土厚度应符合施工设计的规定松散的土层或流沙有可能沉渣超厚。 7. 不得用加

25、深钻孔深度的方式代替清孔。 8. 各类土层中的冲程和泥浆密度选用表六、故障处理项次项 目冲程（m）泥浆密度（t/m3）备注1在护筒中及护筒脚下3m以内0.91.11.11.3土层不好时宜提高泥浆密度,必要时加入小片石和粘土块2粘土12清水和稀泥浆,经常清理钻头上泥块3碎石231.31.5加大冲击能量,勤掏渣4风化岩141.21.4如岩层表面不平或倾斜,应抛入2030cm厚块石使之略平,然后低锤快击使其成一紧密平台,再进行正常冲击,同时加大冲击能量,勤掏渣5塌孔回填重成孔11.31.5反复冲击,加粘土块及块石1. 遇有塌孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理。塌孔不严重时，可回填至塌孔位置

26、以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施，继续钻进。塌孔严重时，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明塌孔原因，采取相应措施重钻。塌孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒周围夯填密实，重新钻孔。2遇有孔深偏斜、弯曲时，应分析原因，进行处理，一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。3遇有扩孔、缩孔时，应采取防止塌孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻锥磨损过多、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。4遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持

27、，宜采取将护筒周围回填土筑实、增加护筒沉埋深度；适当减小水头高度或采取加稠泥浆、倒入粘土慢速转动等措施；还可填入片石、卵石土，反复冲击，以增强护壁。5由于钻锥的转向装置失灵、泥浆太稠、钻锥旋转阻力太大或冲程太小，钻锥来不及旋转，易发生十字槽孔，应采用片石或碎卵石与粘土的混合物回填钻孔，重新冲击钻孔。6掉钻落物时，应该迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥砂埋住，应先清除泥砂，使打捞工具接触到落体后再打捞。七、孔内灌注水下混凝土（一）钢筋笼的制作 1. 配筋前应将钢筋调直，要求主筋无局部弯折，钢筋接头采用对焊连接，骨架制作时应严格符合设计尺寸。 2. 每根桩钢筋骨架应尽量一次制成，如骨架

28、过长时，亦可根据吊装设备的起吊高度，采取分段制作的方法。各段段钢筋骨架之间的钢筋接头，可采用搭接焊接方法。并应符合下列规定： （1）钢筋接头应顺圆周方向排列，在骨架内侧不能形成错台。 （2）距每个接头50范围内的箍筋，可待两段钢筋骨架焊接后再做。 3. 钢筋骨架除设计规定设置外，并每隔2m可增设直径16加劲箍筋一道，以增强吊装的刚度。 4. 应在骨架外侧设置控制保护层厚的垫块，其间距向为2m，横向周围不得少于4处。骨架顶端应设置吊环。 5. 钢筋骨架的制作和吊入的允许偏差为：主筋间距10mm；箍筋间距；骨架外径10mm；骨架倾斜度0.5；骨架保护层厚度20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程20mm；骨架底面高程50mm。 6. 保证骨架外围有一定厚度的混凝土保护层，骨架吊装下孔前，可沿孔壁四周挂设38钢筋或钢管612根（按钻孔直径大小决定根数，沿圆周均匀布置）作为导向杆，长度约为骨架的1/22/3。当灌注混凝土接近导向杆底部时即可拔出。亦可顺骨架长向每隔2m，在同一截面的加劲箍上对称设置混凝土环形垫块，以保证