机械旋挖成孔清孔专项方案.docx

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机械旋挖成孔清孔专项方案

碧翠苑保障性住房建设项目

（一期）工程

机

械

成

孔

桩

清

孔

方

案

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位：

西南建工集团

编制时间：

二零一三年九月

第一章：

工程施工实施目标……………………………………………………1

1.1编制依据………………………………………………………………1

1.2工程概况………………………………………………………………1

1.3工程地质和水文情况…………………………………………………2

1.4地下水和地表水………………………………………………………4

第二章：

机械成孔桩施工方法…………………………………………………4

2.1桩入土（岩）深度应符合要求…………………………………4

2.2成孔和清孔应符合要求……………………………………………5

第三章:

钻孔灌注桩孔底沉渣厚度控制……………………………………6

3.1确保清孔根本、充足…………………………………………………6

3.2选择适宜清孔方法…………………………………………………7

3.3正确测定沉渣厚度……………………………………………………8

3.4确保混凝土首灌量……………………………………………………8

第一章工程施工实施目标

高度重视本工程施工，科学地组织交叉流水作业，严格根据设计要求和施工规范组织施工，认真推行协议，实施对业主承诺，以一流项目管理、一流工程质量、一流文明施工、一流安全方法、一流效率、一流服务，确保实现以下目标：

1.施工质量目标：

优良工程。

2.施工安全目标：

实现安全生产“六无”目标，即无死亡、无重伤、无坍毁、无中毒、无爆炸、无重大机械交通事故。

3.施工工期目标：

根据甲方要求完成任务，工期为60天。

1.1编制依据

1.甲方提供设计图纸及工程地质勘察资料。

2.相关现行施工规范、设计规范、规程标准

2.1《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-

2.2《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-

2.3《建筑桩基技术规范》JGJ94-

2.4《混凝土结构设计规程》（GB50010-）

3.本企业类似工程施工成功经验。

1.2工程概况

1.2.1工程位置及规模

本工程为“碧翠苑”保障性住房建设项目（一期）工程”，由1、2、3、4、5#楼组成。

建筑面积：

1#楼建筑面积4313.57平方米；2#楼建筑面积16906.20平方米；3#、4#楼建筑面积各为12406.80平方米；5#楼建筑面积14965.82平方米；总建筑面积60999.19平方米。

建筑基地面积：

1#楼建筑基地面积4313.57平方米；2#楼建筑基地面积1380.0平方米；3#、4#楼建筑基地面积各为518.48平方米；5#楼建筑基地面积760.0平方米；总建筑基地面积7490.53平方米。

建筑层数、建筑层高和建筑高度：

1#楼为1层、高4.8米；2#楼为21/-1F,负一层高4.8米；底层层高4.5米，二至二十一层层高3.0米，H=69.45米；3#、4#楼各为26层，无地下室，层高3米，H=78.30米。

5#楼为21/-1F,负一层高4.8米；底层层高3.9米（室内净高3米），二至二十一层层高3.0米，H=63.30米。

建筑结构类型：

1#楼为框架结构；2#、3#、4#、5#楼为框架剪力墙结构。

抗震设防烈度：

7度。

设计使用年限：

50年。

1.2.2挖孔桩设计

挖孔桩数量为686根，设计桩径Φ800～1450，1#、5#楼设计桩长10～15m，2#楼设计桩长10～17m，3#、4#楼设计桩长8～10m。

1#要求进入持力层（中风化泥岩）大于2d，2#、3#、4#、5#楼要求进入持力层（中风化泥岩）大于3.5d。

桩身混凝土强度等级为C30。

依据入岩深度及承载力不等分六种桩型：

ZJ-1型桩承载力特征值为2400KN；ZJ-2型桩承载力特征值为2700KN；ZJ-3型桩承载力特征值为3000KN；ZJ-4型桩承载力特征值为1250KN；ZJ-5型桩承载力特征值为3500KN；ZJ-6型桩承载力特征值为4300KN。

1.3工程地质和水文情况

据地质钻探揭露，场地中间地带关键为第四系全新人工堆积层（Q4ml）、坡洪积层（Q4dl+pl），东侧山坡大部为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）基岩出露，少许分布残坡积层（Q4el+dl），现自上而下分述以下：

1.3.1第四系全新统人工堆积（Q4ml）

素填土：

灰黄、黄褐色，干~稍湿，松散。

由粉质粘土及强风化、全风化砂泥岩碎石、块石组成，土质不均匀。

北侧堰塘埂ZK01~ZK05孔一带关键为粉质粘土组成，堆填大于50年，基础完成自重固结，厚度较大，层厚2.7~7.9m。

南西侧ZK27~ZK35孔一带关键为强风化砂泥岩碎石、块石组成，堆积小于5年，未完成自重固结，厚度不大，厚度2.1~3.6m。

1.3.2第四系全新统坡洪积层（Q4al）

按其土性由上而下可划分为：

硬塑粉质粘土2-1：

灰黄、褐黄色，干～稍湿，局部可塑，含少许铁锰质氧化物及强风化、全风化砂泥岩碎石，土质不均匀，厚度1.1～4.4m。

可塑粉质粘土2-2：

灰黄、褐黄、褐灰、淡黑灰色，稍湿～湿，部分含水量较高地段呈软塑状，土质不均匀，地表有厚0.3～0.5m耕土。

层厚0.5～11.9m，平均厚度3.8m。

淤泥粉质土2-3：

深灰、灰黑色，很湿，软塑状，土质不均匀，夹淤泥质粉质粘土薄层，含有机腐质物，有异臭味。

厚度通常不大，层厚0.6～2.8m，平均厚度1.17m。

碎石土3：

灰黄、浅紫红、暗红色，干～稍湿，松散～稍密。

关键由强～全风化砂泥岩碎石组成，含少许粉质粘土，土质不均匀。

厚度不大，层厚0.7～3.5m，平均1.49m。

1.3.3第四系全新统残破积层（（Q4el+dl）

少许分布于场地东侧山坡地带，关键为碎石粉质粘土，浅紫红、灰黄色，干～稍湿，可塑，局部硬塑。

关键由粘粒组成，含强～全风化砂泥岩碎块15%～25%，粒径1-2cm，并见直径2-3cm泥质、钙质结核，土质不均匀，分布在换斜坡地带，厚度0.9～3.5m，平均厚度1.55m，地表常分布有厚0.3～0.4m耕土。

1.3.4侏罗系中统沙溪庙组（J2s）:

砂岩4：

浅黄、灰黄、灰绿、灰白色，粒状结构，中厚层～巨厚层状结构，砂质、钙质胶结。

经钻探揭示，岩芯多夹砂质泥岩条带和团块，在钻孔控制深度范围内该有三层以上分布，厚度在0.7～9.1m之间，平均厚度通常在2～4m。

泥岩5：

浅紫红、暗红、灰绿色，泥质结构，中厚层状结构。

该层多夹薄层壁纸砂岩，局部含灰绿色泥质、钙质结核，直径通常3～5cm，多已发生了次生改变。

岩石失水后极易开裂崩解，饱水后易泥化软化。

将风化程度划分为强风化及中风化二哥亚层。

强风化砂岩4-1：

矿物成份显著改变，组织结构大部分破坏，接力、裂隙发育强烈，岩体被切成岩块，岩体完整程度为破碎。

东侧山坡该层上部见薄层全风化层，已风化为粉砂、粉土，组织结构基础破坏，有部分残余结构，松散。

陡坎、陡崖处风化厚度增加，局部可达3.0～5.0m，平均风化深度1.28m。

强风化泥岩5-1：

矿物成份显著改变，组织结构大部分破坏；岩石强度较低，风化裂隙发育，岩石破碎，岩质软；遇水易泥化，岩芯多呈圆饼状、片状。

通常风化深度0.8～2.7m，平均1.59m。

中风化砂岩4-2：

岩芯较完整，大多呈短柱状、长柱状，岩质较硬，强度较高，锤击可碎，平均厚度3.3m。

中风化泥岩5-2：

岩石强度较高，岩层较破碎～较完整，岩芯呈短柱状、长柱状，部分为碎块状。

通常厚度0.8～9.7m，平均厚度4.39m。

1.4地下水和地表水

地表水：

场地北侧有一蓄水多年堰塘地表水体分布，地势较高，邻近场外南西侧有一蓄水较深鱼池，地势较低。

暴雨期间，因为周围斜坡地势较高，汇水面积较大，水煎流量较大，拟建场地地势相对较低，将受到突发性洪水淹没和冲刷影响。

地下水：

钻孔在第四系土层中空隙潜水，钻孔中初见水位可上升3～5m形成稳定水位，观察稳定水位埋深0.6～6.2m，标高在494.00～499.80m之间；关键为堰塘多年渗漏水补给，其次为大气降雨补给，场地土属弱透水层，地下水排泄较差，故场地地下水对工程建设有一定影响。

2机械成孔桩施工技术方法

2.1桩入土（岩）深度应符合要求:

2.1.1钻孔桩终孔深度应由施工单位会同设计、监理、建设单位及质监部门，依据设计入岩要求，参考地质剖面图上估量深度确定；

2.1.2如发觉地质情况和设计不符或有流砂、塌方等异常情况时，应立即汇报驻地监理工程师，再见同相关单位研究处理。

2.2成孔和清孔应符合要求:

2.2.1成孔速度：

在淤泥和淤泥质土层中，应立即往孔内补给泥浆，严格控制钻进速度，通常不宜大于1.5m/min，在松散砂层中，钻进速度不宜超出1.0m/min；在硬土层或岩层中钻进速度以机械不发生跳动为准。

2.2.2成孔垂直度：

施工时桩机要立于平整坚实场地,成孔过程要常常检验钻杆垂直度,并常常纠偏。

2.2.3钢筋笼制作和安装：

钢筋笼制作应符合：

主筋搭、焊接应错开；钢筋笼主筋净保护层不宜小于70mm，其许可偏差为±20mm。

其制作许可偏差应符合下表要求：

 钢筋笼制作许可偏差

序号

项目

许可偏差（mm）

1

主筋间距

±10

2

箍筋间距或螺旋筋螺距

±20

3

加强箍间距

±50

4

笼直径

±10

5

笼长度

±100

b、钢筋笼安装：

分段制作钢筋笼，其长度以8~12m为宜。

钢筋笼外侧需设置定位钢筋环或混凝土垫块，以确保钢筋保护层厚度；钢筋笼下沉到设计位置后，应立即固定，预防移动。

钢筋笼安装完成时，应再次会同设计单位和监理工程师对该桩进行隐蔽工程验收，合格后应立即灌注水下混凝土。

2.2.4混凝土:

水下混凝土必需含有良好和易性，其配合比应经过试验确定，坍落度宜为180~220mm（以孔口检验指标为准）。

2.2.5其它要求：

对原材料、混凝土、钢筋笼等项内容应按现行国家规范和相关要求进行检测。

3钻孔灌注桩孔底沉渣厚度控制

3.1确保清孔根本、充足

清孔目标是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力关键原因之一。

所以，必需确保清孔根本、充足。

3.1.1一次清孔

灌注桩成孔至设计标高或预定层面后，应充足利用钻杆或送浆管在原位进行第一次清孔，一次清孔目标是将孔内颗粒状物排出孔外，降低孔底沉渣，节省二次清孔时间。

此次清孔通常不需调整泥浆密度，因为假如将泥浆密度过早调低，在吊笼过程中泥浆里颗粒会很快沉淀，影响到二次清孔效果，通常泥浆密度保持在1.2-1.4之间，在测得孔底沉渣厚度小于50mm时，立即抓紧时间吊放钢筋笼。

3.1.2二次清孔

第一次清孔是在终孔后进行，经过安放钢筋笼、焊接、下放导管等过程，通常需要4h，在这段时间内，因为孔内泥浆处于静止姿态，原来悬浮在泥浆中泥、砂砾和石屑会沉人孔底，同时，安放钢筋笼和导管时也会擦碰孔壁，而使泥砂落孔内，为此，在砼灌注前利用导管进行第二次清孔。

二次清孔应做到边循环清孔边测孔底沉渣，当孔底沉渣厚度符合设计及规范要求时，再在循环中调整泥浆各项指标，终止清孔泥浆指标通常控制在以下范围：

相对密度在1．05~1．10之间；粘度为16~20S；含砂率<4％。

当测得泥浆各项指标均符合规范要求后，应立即进行水下砼灌注工作，在等候砼过程中应继续循环清孔，直到砼到场后装料斗灌注。

3.2选择适宜清孔方法

施工过程应依据不一样钻孔方法、施工设备、设计要求及地层条件，来合理选择清孔方法。

3.2.1抽浆法清孔

抽浆法清孔较根本，且清孔速度快，可适适用于各类土层、多种钻孔方法摩擦桩或支承桩，尤适宜于采取反循环钻孔及孔底沉渣颗粒较大桩孔清孔。

但在孔壁易坍塌桩孔中应谨慎使用，以防坍孔。

3.2.2换浆法清孔

对采取正循环钻进、以粘性土及细颗粒砂性土层为主桩孔可采取换浆法清孔。

采取该法清孔不易引发坍孔，但清孔速度慢，须控制好泥浆指标及清孔时间，不然清孔效果难以确保。

3.2.3掏渣法清孔

对于冲击、冲抓、旋挖钻进桩孔，应先采取掏渣法进行初步清孔，待较大颗粒沉渣清理完成后，可换用换浆法深入清孔，同时降低孔内泥浆密度。

3.2.4喷射法清孔

当导管和混凝土灌注设备已安装，实测孔底沉渣厚度超出要求或设计要求，但超出范围不大，进行二次清孔费时费力，且影响孔壁稳定情况下，可采用喷射清孔法进行处理，并立即灌注水下混凝土。

该法仅宜作为其它方法清孔辅助手段。

3.3正确测定沉渣厚度

沉渣厚度测量必需使用正确测量方法，测量方法不妥，造成沉渣厚度误判，就不能对沉渣厚度进行有效控制，要正确测量孔底沉渣厚度，首先需正确测量桩终孔深度，桩终孔深度应采取丈量钻杆长度或钢测绳方法测定，钻杆长度或钢测绳长度应采取标准卷尺进行复核。

沉渣厚度=终孔深度-清孔后深度，清孔直至沉渣厚度满足规范要求。

现在沉渣厚度检测方法有：

测绳（重锤）检测、取样盒检测和沉渣仪检测。

3.4确保混凝土首灌量

水下混凝土初始灌注时，为了避免和降低从导管下口涌出混凝土和孔内泥浆杂混和，确保桩身混凝土质量，首灌时除了要求贮料斗内混凝土和导管内泥浆面和面之间设置隔水栓外，《建筑桩基技术规程》还要求“应有足够混凝土贮备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上”。

首灌量应依据孔径、孔深、泥浆浓度、导管直径、导管底端离孔底距离等要素，应用连通管原理经过计算确定。

施工时尽可能增大混凝土首盘初灌量，首盘混凝土最少确保埋管深度0.8m以上，且第二盘连续灌注，以增大混凝土对孔底残余沉渣冲击力，使孔底沉渣在不间断冲击下顺利排出孔外。

在确保清孔效果同时，应加强工序连接，提升工作效率，尽可能缩短清孔至砼灌注之间时间。