机械旋挖灌注桩专项施工方案新Word格式.docx
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《工程测量规范》GB50026-2007
《建筑地基基础设计规范》GB50007－2011
《重庆建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2006
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300－2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002修订版
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》DBJ50-125-2011
《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008
《建筑基桩检测技术规范》JGJ106－2003
《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081-2002
《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-2011
《工程地质勘察规范》DBJ50-043-2005
《关于加强桩基工程质量监督和检测的紧急通知》---渝建质监【2008】004号
关于加强对旋挖桩成桩质量检测的通知2011-8-9
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》---建质【2009】87号
三、钻孔桩施工方案选择
本工程所有桩基根据地勘资料，穿过土层主要为回填土、粉质黏土、泥岩、砂岩，采用干作业成孔方法施工。
1、.旋挖钻成孔
根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合桩基设计参数，确定钻孔灌注桩成孔以旋挖钻机进行施工，回填土及原土层均设置护筒，混凝土采用商品混凝土搅拌站集中生产，钢筋笼一次绑扎成型、整体吊装，混凝土施工采用导管法灌注水下混凝土施工工艺，为满足桩施工质量，桩芯砼高出桩顶标高500mm（该标高范围内含有大量因水下混凝土施工工艺产生的沉渣及浮浆），桩成型后须将这500mm高混凝土打掉（剥桩头）。
2、工艺选择及设备选型
工艺选择：
该工程钻孔施工主要采用旋挖钻钻孔方式、干成孔施工。
结合本工程钻孔桩的地质情况、数量多、工期紧等综合因素，钻头采用嵌岩钻头、岩心钻头、泥岩钻头，清孔时采用清孔钻头、沉渣盘等，为防止孔口坍塌及地表水流入孔中，土层均设置护筒。
设备选型：
根据上述情况和我公司的施工经验，拟定选择3台奥盛特ORT260D。
3、机械配备情况：
本工程桩基工程量大、工期紧迫，动力中心前期拟投入1台奥盛特ORT260D，工作面具备后再拟投入1台，办公大楼土石方开挖完毕前期拟投入1台，根据施工进度情况再确定进场设备，另需配备塔吊起重机、吊车、挖掘机、装载车、渣车、电焊机、护筒、推土机一台，灌注导管，测量仪器（全站仪、水准仪）等机械设备须有出厂合格证，全面展开施工。
4、护壁及塌孔处理：
由于本工程根据地勘报告无地下水，且地层中主要为回填土、粉质粘土、泥岩层、砂岩层，旋挖钻机施工时，采用干作业成孔，土层均设置护筒保证孔壁的稳定。
在可能出现塌孔时，采用C15混凝土回填，待混凝土初凝后再钻进。
5、下钢筋笼、灌注混凝土：
钢筋笼在现场钢筋加工场内集中制作、一次绑扎成型，塔吊整体吊装就位，水下混凝土采用导管法连续灌注。
混凝土采用输送车运输。
6.桩基检测：
桩基灌筑完毕后，按检测方案要求进行桩身完整性检测。
四、钻孔桩施工工艺
钻孔灌注桩施工工艺流程如下：
（一）成孔施工方法
（1）测量放线
桩位放线由工程施工方完成，监理方复核。
桩位木桩上的金属钉为桩孔中心，施工方要完成副桩的放线。
放副桩前，将准备好的旋挖钻机开到桩位附近确定粗略的钻机的施工位置，以免副桩与钻机相互干涉。
副桩放线时，通过金属钉中心拉出2条十字交叉的水平广线，在广线两端距离孔壁一定距离选择施工不干涉、人员行走不易碰撞、钻渣埋不到的位置放副桩。
要求副桩稳固，施工过程不变位、变形；
从副桩（被确定的位置）拉十字广线，广线交点在桩位中心；
十字线交角60～90°
。
副桩选用直径大于φ14mm，长度大于60cm的钢筋；
当地层较松软时钢筋要适当加粗加长。
副桩最好埋于混凝土中，以确保副桩不变位。
副桩埋设定位后必须经监理复核确认。
（2）场地平整及钻机就位
液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°
，现场地面承载能力大于250kN/m2，所以钻机平台处必需碾压密实。
进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。
（3）安装护筒
护筒埋设的目的：
控制桩位、导正钻具；
防止孔口坍塌；
隔离护筒内外表层水；
从而保持孔壁稳定，预防塌孔、缩径。
护筒大小的选择：
在旋挖钻机钻孔工艺中，护筒直径一般为φ＋（100～300），护筒长度为回填土层及原土层。
当护筒长度大时，护筒直径为φ＋100，此时整孔防塌孔任务主要由护筒完成。
护筒必须不易撕裂、变形和不漏水，长的和直径大的钢护筒壁厚较厚；
长度小于2米（含2米），直径小于1.2米（含1.2米）护筒管壁较薄。
护筒埋设需要满足的要求：
①下脚尽量埋入稳定不渗漏地层；
②最小高出地表30cm。
护筒高出地表30cm，是为了孔口物质塌落。
护筒的埋设方法：
（钻斗）挖埋法，（钢护筒驱动器）旋压法和振动锤下护筒。
护筒埋设完毕必须请监理复核确认后方可施工。
（4）钻进成孔
钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。
当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。
钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。
开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。
钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；
200MPa压力下，进尺速度为30cm/min；
260MPa压力下，进尺速度为50cm/min。
钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求及地勘报告计算孔底标高，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计深度；
孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可进行下道工序。
钻孔桩钻孔允许误差表
序号
项目
允许偏差（mm）
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位中心偏心
群桩
≤100
单排桩
≤50
4
倾斜度
≤1%*孔深
5
浇筑混凝土前桩底沉碴厚度
（6）清孔
用清孔钻头将沉淀物清出孔位，清孔完毕后用沉碴盘（顶部带钢针）测定沉碴厚度，要求沉碴厚度不大于5cm，如测定沉碴厚度≥5cm，则须二次清孔或多次清孔，直至沉碴厚度＜5cm。
混凝土浇筑方式采用水下混凝浇筑施工工艺，利用混凝土压力将沉碴从导管外排除，进一步减少桩底沉碴厚度。
（二）钻孔异常处理
1、坍孔处理
钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，根据现场情况可采用C15混凝土回填，改善其孔壁结构等措施后继续钻进。
钻头每次进入时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.3～0.5m/s。
2、缩孔处理
钻孔发生弯孔缩孔时，一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔，直到钻孔正直，如发生严重弯孔和探头石时，应采用C15混凝土回填到偏孔处，待混凝土达到初凝后再钻孔纠偏。
3、埋钻和卡钻处理
埋钻主要发生在一次进尺太多或在土层中遇泥浆且泥浆沉淀过快；
卡钻则主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开或在卵石地层钻进时，卵石掉落卡钻等。
埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆，形成很大的侧阻力。
因此处理方案应首先消除阻力，严禁强行处理，否则有可能造成钻杆扭断、动力头受损等更严重的事故。
事故发生后，应及时通知厂家事故处理中心，为事故处理奠定基础。
（三）钢筋笼制作、安装
1、制作
钢筋笼采用劲型骨架在现场钢筋加工场制作。
在加强箍上等间距标出主筋位置，先将6～8根主筋依次逐根焊接在加强箍上，形成钢筋骨架，随后将其它主筋均匀焊接到钢筋骨架上，形成整个骨架，最后，将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上。
2、根据钢筋笼的上下位置布置主筋的接头位置，绑扎时要求每个接头断面的接头数量不得多于主筋数量的50%，钢筋笼必须严格按设计图纸制作，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。
钢筋笼
钢筋骨架偏差见下表：
钢筋笼骨架偏差表
允许偏差
钢筋骨架在承台底以下长度
±
100
钢筋骨架直径
10
主钢筋间距
加强箍间距
箍筋间距或螺旋筋间距
20
6
钢筋骨架垂直度
骨架长度1%
3、安装
钢筋笼利用吊机整体吊装到孔内，钢筋笼上口到达护筒口上方时，用型钢扁担将钢筋笼搁置在护筒上。
由于钢筋笼较长，且要求整体一次吊装，所以必须考虑到起吊和移位时的钢筋笼变形控制。
为了保证钢筋笼起吊时不变形，宜用两点吊。
第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之二点之间。
起吊时，先提第一吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。
随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架与地面或平台垂直，停止第一吊点起吊，用劲形骨架固定。
吊放钢筋笼入孔时应对准孔位轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放。
若遇阻力应停止下放，查明原因进行处理。
严禁高起猛落、碰撞和强行下放。
为保证钢筋笼竖向轴线垂直度及混凝土保护层厚度（设计值为钢筋笼外侧钢筋50mm），应在钢筋笼外周采用焊接钢筋耳环或绑扎与桩基混凝土同标号预制块形式进行控制。
钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。
符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延至孔口定位，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错位。
桩身混凝土灌注完毕，达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。
4、钢筋笼上浮的处理
钢筋笼上浮发生于灌注混凝土的导管位于钢筋笼底部或更下方而混凝土埋管深度已经较大时，此时钢筋笼靠自身重力及孔壁的摩擦力来抵抗混凝土上顶力、摩擦力及泥浆的浮力，一旦失去平衡，钢筋笼就会上浮。
为防止钢筋笼上浮，应加强观察，以便及时发现问题，并在钢筋笼顶施加竖向的约束，如将钢筋笼顶部钢筋接长，焊于护筒顶部，一方面阻止钢筋笼上浮，另一方面可悬挂住钢筋笼，以保证钢筋笼的垂直度。
发现钢筋笼上浮之后，应立即停止灌注混凝土，查明原因及程度。
如钢筋笼上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管底的准确位置，拆除一定数量的导管，使导管底升至钢筋笼底上方后可恢复灌注；
如上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的混凝土，另行处理。
（四）水下混凝土灌注
1、配合比选定
水下混凝土的试配等级应按照设计等级拌制，水灰比不大于0.35，配合比中掺入外加剂，坍落度宜控制在18～22cm。
2、初灌量
水下混凝土灌注采用导管法，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始，钻孔桩灌注前，应计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。
3、导管要求
导管的内径为300mm，长度一般2m，最下端一节导管长应为4.5～6m,不得短于4m,为了配备适合的导管柱长度，上部导管长为1m或0.5m。
导管采用游轮螺母连接，橡胶“O”型密封圈密封，严防漏水。
导管初次使用时应做水密承压力试验，进行水密试验的水压不小于井孔内水深1.5倍的压力。
以保证密封性能可靠和在水下作业时导管不渗漏，以后每次灌注前更换密封圈。
导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。
导管在桩孔内的位置应保持居中，防止导管跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管；
导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞和混凝土为度，一般为250～400mm。
导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并作好记录。
4、混凝土灌注
混凝土采用商品混凝土搅拌站集中拌合，输送车运至桩位,汽车吊配合灌注。
采用砍球法灌注混凝土，确认初存量备足后，即可剪断隔水塞铁丝，灌入首批混凝土。
同时，观察孔内返浆情况，测定埋管深度并作好记录。
首批混凝土灌注正常后，要紧凑地、连续不断地进行，严禁中途停工。
灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，保持导管的合理埋深。
导管的埋深应不小于2m，但最大埋深不宜超过6m。
随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管应立即洗刷干净。
灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，应计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。
5、连续灌注
混凝土灌注过程中，配备发电机，保证混凝土灌注连续进行。
水下灌注桩的混凝土面应高出设计0.5m～1.0m，以凿除浮浆和剥桩头，确保桩身混凝土质量。
6、灌注时堵管现象的处理
（1）组装导管时要仔细、认真，防止橡皮垫圈突入导管内，以至卡住隔水塞，使混凝土下不去。
（2）在灌注过程中，也会出现灌注混凝土下不去的现象，此时，应少量提起灌注导管，然后再迅速插入，如此反复可解决堵管问题。
（3）对浇筑用的机械设备事先要检查，同时应有备用设备，使混凝土浇筑不致中断。
（4）严格控制混凝土的原材料规格，防止超粒径碎石混入管内。
保持良好的和易性。
（5）控制混凝土在导管中停留时间，每罐不得大于30min。
7、桩头处理与桩基检测
桩基达到设计强度的70%以后，即可进行桩头处理（剥掉桩头0.5m～1.0m）。
按设计要求逐根采用无破损检测法对桩基进行整体性检验，检测合格后才能进入下道施工工序。
五、钻孔灌注桩的质量标准及检验试验
1、钻孔灌注桩的质量标准
灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
成孔方法
桩径允许偏差
（mm）
垂直度
允许偏差（%）
桩位允许偏差（mm）
1～3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩
条形基础沿中心
线方向和群桩基
础的中间桩
干成孔灌注桩
-20
<
70
150
注：
桩径允许偏差的负值是指个别断面。
混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准（mm）
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
主控项目
主筋间距
用钢尺量
长度
一般项目
钢筋材质检验
设计要求
抽样送检
箍筋间距
直径
混凝土灌注桩质量检验标准
项
序
单位
数值
主
控
目
桩位
见表4.1
基础开挖前量护筒，开挖后量桩中心
mm
+300
只深不浅，用重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度
桩体质量检验
按基桩检测技术规范，如钻心取样，大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50cm
按基桩技术检测规范
混凝土强度
试件报告或钻芯取样送检
承载力
一
般
见表5.1.4
测套管或钻杆，或用超声波探测，干施工时吊垂球
桩径
井径仪或超声波检测，干施工时用钢尺量，人工挖孔桩不包括内衬厚度
泥浆面标高
m
0.5～1
目测
沉渣厚度：
用沉渣仪或重锤测量
混凝土塌落度：
水下灌注
180～220
塌落度仪
7
钢筋笼安装深度
8
混凝土充盈系数
>
检查每根桩的实际灌注量
9
桩顶标高
+30
-50
水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体
2钻孔桩的检验试验
（1）地基承载力检验：
采用岩石的单轴抗压强度检验桩基础地基的承载力。
取芯的位置应在桩端底面，取芯的数量应根据场地的复杂程度、建筑物的安全等级、桩径的大小确定，详见下表：
岩芯取样数量表
安全等级
桩直径d（mm）
≥800
一级
不少于总桩数的10%
且不应少于10根
1）每桩应不少于9个标准试件（Φ50x100mm的圆柱体）进行天然适度条件下的岩石单轴抗压强度试验（一般泥岩做天然单轴抗压强度，砂岩做饱和单轴抗压强度）。
2）当场地岩性变化时，应增加取样数量。
（2）桩身质量检验方法
本工程钻孔桩检测采用钻心法与声波透射法相结合的检测方法，各种方式的检测频率与参建各方商议后确定。
1）钻芯法
检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端岩土性状；
桩直径不宜小于800mm,长径比不宜大于30；
2）声波透射法
检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，钻孔桩桩长＞15米应采用。
声波透测法埋管方法：
1）声测管埋设数量应符合如下要求：
800<
D≤2000mm,不少于3根管；
2）声测管埋设要求：
声测管采用Φ48*3,5钢管或Φ50PVC管（桩长≥15m采用钢管），呈“品”字形布置，下端伸至桩底，上端高出破桩头顶面≥100mm，下端用封死，要求不漏水，桩基浇筑砼前将其灌满水，上口用塞子封死。
检测管等间距布置。
（3）混凝土试件留取：
每浇筑50m3必须有1组试件，小于50m3的桩，每根桩至少有1组试件。
六、质量保证措施
（一）成孔质量保证措施
1、在正式施工前，应根据地勘报告绘制过程钻孔桩柱状图，合理确定开挖顺序（从低到高进行），以满足刚性角的要求。
2、钻孔混凝土灌注桩是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力，采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
3、场地为高回填地段时，成孔过程中可能发生塌孔现象。
出现这种情况时，可考虑向孔内投放C15混凝土形成混凝土护壁，减轻塌孔，使残渣顺利排出。
4、清孔。
成孔后，应清除孔内多余残渣，并使孔中泥浆比重控制在一定范围内以保证浇筑质量。
5、如发生较严重塌孔、无法一次性成孔时，应立即停止钻进，以C15混凝土充填垮塌段，待C15混凝土达到一定强度后，进行二次成孔，塌孔特别严重一次处理后仍不能成孔时，可重复此工艺直至成孔。
6、缩颈处理。
主要表现为桩径局部变小使钻具、钢筋笼不能顺利通过。
形成原因多由较厚淤泥层和流塑状粘土或流沙造成。
如遇此种现象发生，应采用护壁筒进行护壁成孔。
护壁筒一般采用5mm钢板卷焊而成，直径一般大于孔径100mm，下入缩颈段护壁，保证成孔。
（二）钢筋笼制安质量保证措施
1、钢筋笼原材料必须按合同甲供材料，质证资料齐全，并经复检合格后方可用于钢筋笼制作。
2、钢筋笼制作严格按设计要求和验收规范制定制作，各项目必须控制在规范允差范围内。
3、钢筋笼安装，焊接按设计要求及相关规范规定进行，焊接接头必须饱满，无夹渣、漏焊，并按规定抽样检测。
（四）混凝土浇筑质量保证措施
1、混凝土原材料质量必须合格，质证书齐备，并经抽样复检合格后使用。
2、混凝土拌制必须严格按设计配合比严格计量拌制，控制好水灰比和坍落度，因水下浇注对混凝土的特殊要求，应经常检查混凝土和易性和坍落度，保证坍落度控制在180～220范围内。
3、混凝土浇筑前应检查导管，确认无进水后方可进行浇筑。
4、严格控制每次提留管高度，保证导管埋入混凝土长度，以免导管提出混凝土面造成夹泥断桩。
5、控制浇筑桩顶标高，浇筑高度不得少于设计桩顶标高加800～1000mm。
（五）异常情况处理措施
1、常见施工故障处理
类别
原因分析
预防及处理措施
坍孔
护筒埋置过浅，周围封填不密；
操作不当，如提升钻头、掏渣筒倾斜，放钢筋笼时碰撞孔壁；
松软土层钻进，进尺太快
坍孔部位不深时，改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻孔。
轻度坍孔可加进行反复扫孔；
严重坍孔，用C15混凝土投入，待孔壁稳定后低速钻进；
提升钻头、下放钢筋笼、导管时尽量不要碰撞孔壁；
松软土层钻进时，要控制进尺速度；
钻孔偏斜
桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；
土层软硬不均，致使钻头受力不均；
钻孔中遇到较大的孤石，探头石
扩孔较大处，钻头摆动偏向一方
钻杆弯曲，接头不正。
检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架起先水平和垂直校正和对钻孔设备加以检修；
偏斜过大时，填入土石（砂或砾石）重新钻进，控制钻速；
如有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时，用低速将石打碎，倾斜基岩时，可用砼填平，待砼凝固后再钻；
卡钻
孔内出现梅花孔，探头石、缩孔等未及时处理；
钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住；
入孔较深的护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形；
钻头尺寸不统一，焊补的钻头过大；
下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾斜卡在孔壁上；
冲击钻孔，易产生卡钻。
对于向下能活动的上卡，用上下提升法，即上下提动钻头，并配以钢丝绳左右拨移、旋转；
卡钻不宜强提，只宜轻提，轻提动时，可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出；
施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜，钻头尺寸要统一，下钻要控制钻进速度，不能过猛过快。
掉钻
卡钻时强提强拉，操作不当，使钢丝绳或钻杆疲劳断裂；
钻杆接头不良或滑丝；
马达接线错误，使不应反转的钻机反转，钻杆松动。
1卡钻时应设保护绳方能适当强提，来防钻头空打；
2、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联接装置；
3、掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落物已被泥沙掩埋，则要用冲、吸的方
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