洞桩法施工汇报PPT格式课件下载.ppt

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所切削土体与泥浆混合后的泥渣，通过离心泵系统由钻杆内抽出，排放至沉淀池内，根据泥浆比重测试结果，往孔内补充泥浆，形成出浆与回浆的循环，保证孔内泥浆比重和水头高度，防止塌孔。

1.2施工工序介绍,1.2施工工序介绍,6分节施工护壁,7护壁砼浇筑,8利用小导洞做泥浆池,9泥浆池抹面、铺塑料布防渗,10膨润土倒运,11泥浆制备,1.2施工工序介绍,钻机就位,12钻机就位,13钻机钻进,14分节安装钻杆,15泥浆循环,16泥浆池清理,17泥浆比重测试,1.2施工工序介绍,18成孔,19清孔,20钢筋笼分节倒运,21钢筋笼分节安装,22声测管分节安装,23后注浆管分节安装,1.2施工工序介绍,24钢护筒分节吊运,25钢护筒分节安装,26泵管安装,27导管安装,28封底砼浇筑,29浇筑过程拔导管,1.2施工工序介绍,30砼连续浇筑,31后注浆,31后注浆,32荷载箱安装,33桩基检测,34承载力检测,1.2施工工序介绍,2023/4/29,20,桩基砼浇筑,桩头凿除,网片及定位锥安装,第一次浇筑,第二次浇筑,定位器安装,钢管柱分节安装,杯口砼浇筑,柱内砼浇筑,填砂,安装柱内钢筋笼,1.2施工工序介绍,2023/4/29,21,1清理泥渣,2桩头砼凿除,3网片安装,4定位器基础砼浇筑,5第一次砼浇筑完成,6吊放定位器,1.2施工工序介绍,2023/4/29,22,7定位器精调,7定位器精调,9定位器安装完成,8定位器底部二次浇注砼,10钢管柱倒运,10钢管柱倒运,1.2施工工序介绍,2023/4/29,23,11钢管柱分节安装,11钢管柱分节安装,11钢管柱分节安装,12钢管柱精调,12钢管柱精调,12钢管柱精调,1.2施工工序介绍,2023/4/29,24,13钢管柱固定,14浇筑杯口砼,15钢管柱外填砂,16分节安装钢管柱内钢筋笼,16分节安装钢管柱内钢筋笼,17钢管柱内砼浇筑,1.2施工工序介绍,2023/4/29,25,18钢管柱内砼浇筑完成,钢管柱安装完成,1.2施工工序介绍,2023/4/29,26,导洞施工,主体小导洞采用台阶法施工，导洞宽高：

4m5m，采用C20喷射混凝土+钢格栅支护，台阶长度35m。

开挖断面图如下：

1.2施工工序介绍,2023/4/29,27,桩孔破除及加固,据桩位中心控制点对相应桩位处的小导洞底板初支结构进行破除，边桩破除半径800mm，中桩破除半径1300mm,破除范围分别采用25的钢筋分上下两层搭接焊成环，与底板格栅主筋和连接筋焊接牢固，然后在上下两层筋焊接10150mm的箍筋，最后采用C20自拌混凝土浇筑。

如下图所示：

1.2施工工序介绍,2023/4/29,28,施做混凝土护壁及孔口注浆,由于小导洞内空间有限，钻机起落高度受到限制，在钻进前根据地层情况开挖23m施做砼护壁，护壁砼采用人工浇筑C20自拌混凝土，厚度15cm，上下两节护壁之间搭接5cm，确保孔壁的稳定性。

在砼护壁上埋设侧向注浆管，对孔口周围护壁进行加固，保证在钻进过程中孔口的稳定性。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,29,钻机就位,通过桩口的十字线，进行钻机对位。

首先将钻机平台保持水平，钻机起落架保持竖直，移动钻机将钻杆的十字中心线与桩口十字线重合，再次复核钻机平台与起落架。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,30,泥浆制备,在小导洞内设置泥浆池，泥浆池可采用加气块砌筑，并做好防水处理，防止泥浆池渗水对后续施工造成影响。

泥浆池容量根据桩基实际需用泥浆量考虑，宜为实际泥浆量的1.4-2倍，并逐级设沉淀池，出渣池，回浆池。

泥浆池随钻机位置变化而就近选择，钻机出渣管与回浆管采用高分子材料管，固定于导洞壁上，管节之间采用法兰盘连接。

泥浆制备，采用优质膨润土及纯碱在钻孔内搅拌，通过出渣管与回浆管进行循环，使泥浆搅拌均匀，搅拌时间不少于15min。

膨润土及外加剂用量通过实验确定，泥浆各项指标要求如下表：

泥浆参数控制指标,1.2施工工序介绍,2023/4/29,31,1.2施工工序介绍,2023/4/29,32,钻孔施工,1在钻机前后砌筑围堰，用于储存泥浆。

将钻头放入已开挖完成的桩孔中，进行钻机对中整平，保证钻机稳定后，将钻头与钻机连接，进行钻进；

2将真空泵加足清水，抽出钻杆内的气体，打开泥浆泵使围堰内充满泥浆，关闭真空泵，启动泥石泵，使进浆与出浆形成循环，启动钻机，开始钻进；

3钻进过程中应保持匀速，在硬黏土地层中，减慢钻速，放松钢筋绳，使钻机自由进尺。

在普通黏土、砂黏土中加快钻速以免抽渣速度不及时。

在存在地下水丰富、粉砂土等易塌孔地层中宜用低速钻机，减少钻进对粉砂土的搅动，同时加大泥浆比重和提高水头，加强泥浆护壁防止塌孔。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,33,机械成桩洞内场布剖面示意图,1.2施工工序介绍,2023/4/29,34,钻孔设备,由于导洞净宽只有4m，净高只有5m，作业空间严重受限，市场上的普通的反循环钻机尺寸较大,不适合在导洞内施工，因此钻机需通过厂家定制。

钻机在车站范围内施工，行走距离较短，因此钻机采用电动力系统，采用液压步履式行走系统。

受导洞净高影响，钻机动力系统行程高度有限，钻机钻杆分节长度制作成1m，钻杆直径选为8寸。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,35,钻孔施工,对于以卵石层为主的地层，当个别卵石粒径超过20cm，在施工过程中容易造成堵管与卡钻现象。

可针对不同地层对钻头进行了相应的改进。

在卵石粒径不超过15cm的地层采用三翼钻头，直接将泥石抽入沉淀池。

在卵石粒径较大的地层中，采用筒钻，施工原理为将小粒径泥石抽出，将大粒径的卵石留在筒钻内，待筒钻积满卵石后，将钻头提出孔内进行清理；

对于以黏土为主的地层可选择三翼钻头进行施工，并降低钻进速度，防止黏土将钻头卡死。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,36,清孔,1一次清孔为了缩短成孔时间，在钻进高程接近设计高程后，在保证护壁的稳定的前提下，在泥浆循环管路上安装泥浆净化装置，对循环的泥浆进行净化，再注入钻孔内。

2二次清孔在下放导管完成后，再次检查沉渣厚度，如不满足规范要求，需进行二次清孔。

利用灌注混凝土的导管作为引管，在导管内插入通风管，管底距孔底深度约50cm，通风管连接10m空压机。

导管上端连接软管，作为出浆管道连接泥浆池。

清孔时，启动空压机向孔内注入高压风，迫使混着沉淀物的泥浆从导管口处流出，同时在孔口处向孔内注入优质泥浆，直至孔内泥浆合格。

清孔结束时，应先关闭空气机，停止送风，再抽出送风管。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,37,钢筋笼安装,钢筋笼安装前先下放探笼检验成孔质量，合格后利用配套的卷扬机吊放、安装钢筋笼，由于导洞内作业空间有限，需将钢筋笼分节，每节之间采用套筒连接，分节长度为根据导洞高度及卷扬机提升高度综合考虑，下放过程中保证钢筋笼竖直及套筒连接可靠，防止碰撞孔壁造成塌孔。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,38,安装导管,1安装前检测灌注混凝土采用钢导管，使用前应做水压密封试验。

试验时的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，检测方法为将所用导管连接好，加入70%清水，导管两端密封，一端焊输风管接头，试验过程中需滚动数次，经过15min不漏水即为合格。

2导管安装导管长度宜选用2m，再制作几根1m、1.5m用于调节长度，导管安装过程中检测密封圈是否良好，导管底部距孔底0.30.5m。

导管安装过程中应保持竖直，防止碰撞钢筋笼，造成塌孔。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,39,灌注水下混凝土,1由于地下成桩，混凝土罐车不能直接倒入孔口处，需用混凝土泵车将混凝土输送至孔口；

2在导管上安装大漏斗并保证漏斗内混凝土能够埋入导管不小于0.8m；

3在漏斗底口设置隔水栓，采用砍球法或拔球法灌注首批混凝土；

4灌注混凝土应连续进行，避免时间过长造成混凝土初凝使灌注困难；

5提拔导管时保证混凝土埋入导管深度为26m，拆除导管迅速；

6桩顶超灌高度不小于0.5m。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,40,钢护筒泥浆清理及桩头混凝土凿除,1.2施工工序介绍,中桩桩基基础施工完成后，部分泥浆存留在孔内，安装钢管柱前需将泥浆清理，并将桩基凿除至定位器下方网片位置。

2023/4/29,41,定位器安装,1.2施工工序介绍,定位器安装需浇筑二次混凝土，第一次先浇筑定位器下放网片，第二次浇筑定位器下方底座并预埋地位螺栓，待混凝土达到强度后，安装定位器，并进行定位。

2023/4/29,42,钢管柱安装钢管柱通过抓斗及专用推车进行垂直、水平运输，钢管柱运到孔口位置，采用门式架进行吊装，分节安装。

安装完成后进行钢管柱定位，在孔口位置采用工字钢及井子架进行固定。

1.2施工工序介绍,2023/4/29,43,钢管柱内填砂及钢筋笼绑扎,1.2施工工序介绍,钢管柱定位完成后浇筑杯口混凝土，使钢管柱下端固定，混凝土达到强度后，采用细沙对钢管柱及钢护筒之间的空隙进行回填，然后进行钢管柱内钢筋笼绑扎，钢筋笼采用现场绑扎，在钢管柱顶设置吊装设备，边绑扎边进行下放。

2023/4/29,44,钢管柱内混凝土浇筑,1.2施工工序介绍,钢管柱内钢筋笼绑扎完成后，采用串筒浇筑C50混凝土。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,追求卓越是我们的人生品格,2023/4/29,46,1钻机改进,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,经过第一台钻机的施工，分析总结钻机存在如下问题：

钻杆分节过短，安拆钻杆浪费大量时间，降低施工效率；

钻杆直径过小，施工过程中容易发生堵钻现象，影响施工进度。

针对以上两条问题，项目经过研讨对钻机再次进行改造，将动力电机移至钻机操作平台上，加大钻杆上升空间，将钻杆长度加长至1.4m，并将钻杆直径改为1尺，加大排渣能力。

2023/4/29,47,2不同直径桩基钻头选型及改进,苏州桥站桩基涉及地层主要为卵石层，为加快施工速度，项目部多次对钻头进行改造。

第一台钻机进场时钻机配备三翼钻头，钻杆配备为8寸，由于个别卵石粒径较大，长边接近30cm，施工过程中多次发生堵管。

经项目部研究探讨，将钻头改进为筒钻，并在筒钻前段设置钢丝绳，并将钻杆直径更改为1尺，将大粒径卵石留在筒钻内，小粒径卵石通过钻杆抽入泥浆池，待大粒径卵石充满整个筒钻时，将钻头提出，取出卵石，继续钻进。

经过对筒钻的钻进试验，解决了钻进大粒径卵石堵管的问题，但钻进速度较慢，后又经项目部研究，将三翼钻头与筒钻结合，制作出复合钻头I，钻头前段采用三翼钻头形式，加快了钻进速度。

项目部继续对钻头进行研究改造，根据长螺旋钻杆及复合钻头对钻头进行改进，对钻头内部加入螺旋杆，制作处复核钻头II，使砂石更容易吸出。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,48,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,49,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,50,3提高施工效率苏州桥站边桩共计327根，间距1.6m，施工过程中采用“隔二钻一”施工，在钻机大臂上焊接支架，利用卷扬机吊装钢筋笼、浇筑混凝土时的导管安装及拆卸；

中桩共计66根，间距6.2m7.5m，施工过程中采用“隔一钻一”施工，由于中桩钻孔直径偏大，钻孔时间较长，因此配备两台吊装设备，钻机钻进成孔后，钻机移位至其他桩位继续钻进，形成流水作业，由吊装设备吊装钢筋笼、浇筑混凝土时的导管安装及拆卸，加快施工速度。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,51,4洞内桩基质量控制在钻孔桩施工过程中，泥浆对于桩身成孔质量影响很大，特别是含砂率很关键，含砂率高、泥浆沉淀快、沉渣厚度大，容易造成泥浆护壁不良和桩基承载力不足等问题。

针对反循环钻机泥浆护壁较弱、容易塌孔的特点，在施工过程中，我们重点加强泥浆质量控制。

采用泥浆搅拌机制浆，原材料选用优质膨润土，提高泥浆粘度和胶体率，在泥浆中加入一定比例的纤维素，以保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

造浆后检测全部性能指标，钻孔过程中要随时检验泥浆比重和含砂率，并填写泥浆试验记录表。

经过桩基承载力与桩基完整性检测检测，检测3根中桩承载力均满足设计要求。

采用低应变法与声波透射法检测苏州桥站桩基，成桩质量满足设计要求，无断桩及其它影响工程质量桩基。

钻进施工前，在孔口进行超前注浆加固地层，防止塌孔。

钻进5m后，向孔内加入膨润土钻机空转不进尺，使孔口处形成良好的护壁，在进行钻进。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,52,钻孔桩的垂直度是成桩控制过程中重点，垂直度偏差大可能造成边桩侵入结构主体净空，后期施工主体结构时需要凿除侵入部分的混凝土，造成资源浪费，增加施工风险。

为有效控制钻进过程中垂直度，在钻机定位前，将桩位中心采用十字线法固定在孔壁，钻机就位后进行对中调整钻机，保证钻机平台水平，钻机大臂竖直。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,2023/4/29,53,桩基钻进2m后开始进行空钻（无进尺），使桩口下方形成良好的护壁，桩基在导洞内的围堰范围内要充满泥浆，以保证水头压力。

钻机钻进至粉细砂层范围时，低速慢钻，添加纤维素、锯末以形成有效泥浆护壁,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,桩基钻进2m后开始进行空钻（无进尺），使桩口下方形成良好的护壁，桩基在导洞内的围堰范围内要充满泥浆，以保证水头压力。

1.3施工中遇到的问题及解决的办法,桩基施工前，在导洞仰拱上打设竖直注浆管，在已开挖的桩内打设斜向注浆管，通过注浆加固桩口周边地层，浆液采用水泥浆，注浆范围为桩口四周2m，深5m。

中桩注浆平面示意图,中桩注浆剖面示意图,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,边桩注浆平面示意图,边桩注浆剖面示意图,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,打设注浆管,连接注浆管,封闭注浆管周围缝隙,开始注浆,1.3施工中遇到的问题及解决的办法,二、洞桩一体化施工,追求卓越是我们的人生品格,1、暗挖车站钢管柱定位技术现状,暗挖车站钢管柱安装多采用桩顶安装定位器的方法。

2钢管柱调垂机的应用,伸缩吊臂组件,吊臂平移连杆,变幅油缸,液压油箱,上车组件,底盘组件,前侧壁支撑丝杠,后侧壁支撑丝杠,调平支腿,抱闸下平台,抱闸,45KW电机,主卷扬,副卷扬,电控箱,2、新设备,2钢管柱调垂机的应用,3、设备工作原理,

（1）多节钢管柱安装为一整节后为一刚性体，加工精度要求高；

（2）在钢管柱顶部放置高精度倾角传感器进行标定和控制；

（3）调垂机通过液压抱箍对钢管柱进行固定；

（4）通过调垂机液压支腿进行调节，观察传感器数值来确定设备水平，从而来保证钢管柱垂直。

2钢管柱调垂机的应用,传感器型号：

SDA8200k01001000；

测量角度范围：

0-120；

分辨率：

0.001；

综合精度：

0.1%；

工作温度范围：

-40-100；

防护等级：

IP67。

4、高精度传感器,2钢管柱调垂机的应用,2600mm,3000mm,行进中如地面起伏较大，可将前支腿向内旋转收起,侧壁前丝杠收回,侧壁后丝杠收起,5、设备行进状态,2钢管柱调垂机的应用,4800mm,4000mm,6、设备工作状态,2钢管柱调垂机的应用,伸出吊臂内管，使小滑轮对准孔中心,工人站在此板，操作副卷扬，控制灌浆管上下移动,7、设备灌浆状态,2钢管柱调垂机的应用,步序一、人工进行挖孔护壁，因钻头长度2.0m，故挖孔深2m；

直径按照2.1m进行施工。

步序二、采用洞桩钻孔设备进行中桩1.8m钻孔。

8、中桩钢管柱施工工艺流程图,2钢管柱调垂机的应用,步序三、采用调垂机进行钢筋笼安装以及钢管柱精确定位调平安装。

步序四、下导管进行第一次C30混凝土浇筑，浇筑至底板以上0.5米位置。

8、中桩钢管柱施工工艺流程图,2钢管柱调垂机的应用,步序五、对钢管柱与桩间回填约6m高细砂，对钢管柱内混凝土液面高度加强进行测量，保证液面平衡。

步序六、将导管拔入钢管柱底部开始浇筑C50微膨胀混凝土。

加强测量钢管柱内以及其与桩间混凝土液面高度。

现场超灌入约2方C50微膨胀混凝土。

将钢管柱内顶部的C30混凝土和泥渣通过第二节钢管柱（顶部两侧开15cm孔）溢出，现场将人工孔口内泥浆抽出，直接观察是否溢出。

8、中桩钢管柱施工工艺流程图,2钢管柱调垂机的应用,步序七、待混凝土养护24h后将钢管柱与桩间灌砂填满，并在孔口设置锁口，将加矢器移走，并将工具节换成设计第一节。

步序八：

固定第一节钢管柱，绑扎顶部2m钢筋笼，灌注C50微膨胀混凝土。

8、中桩钢管柱施工工艺流程图,2钢管柱调垂机的应用,调垂机对工具节钢管柱进行标定（0.0075）,2钢管柱调垂机的应用,钢管柱水平运输,钢管柱孔口卡夹,2钢管柱调垂机的应用,对钢管柱进行高程及平面定位复核,钢管柱安装,2钢管柱调垂机的应用,浇筑混凝土,灌砂,2钢管柱调垂机的应用,三、新型洞桩法施工优势,追求卓越是我们的人生品格,8导洞,缺点：

（1）地下水位较高时，下层导洞的开挖支护与沉降控制问题,

（2）中桩下底纵梁较窄，软弱地层中，地基承载力问题；

（3）逆作开挖落底时，侧壁桩的水平位移问题，需增加横通道和横梁；

（4）降水周期长；

且人工挖孔安全性较差。

3新型洞桩法施工优势,6导洞,缺点：

（1）地下水位较高时的下导洞开挖需进行降水施工，降水周期较长。

；

（2）中桩下底纵梁较窄，软弱地层中，地基承载力问题。

（3）人工挖孔安全性较差。

3新型洞桩法施工优势,缺点：

（1）大直径中桩的整体进度缓慢；

4导洞,钢护筒,（3）在较深的钢护筒内，人工凿除超灌混凝土，而后安装定位器。

孔内作业环境恶劣、安装进度缓慢。

（2）定位器处桩体的结合质量很难验证；

3新型洞桩法施工优势,1、安全保障：

取消人工挖孔和孔内钢管柱定位安装,改善工人作业环境,取消人工挖孔,取消人工安装钢管柱,机械成孔,调垂机安装,3新型洞桩法施工优势,传统洞桩法：

传统8导洞在西部地区地面最大沉降一般在80mm100mm，在东部地区地面最大沉降一般在100mm150mm。

新型洞桩法：

而采用新型4导洞洞桩法，地表理论沉降可控制在4060mm。

1、安全保障：

通过减少导洞数量，有效控制地面沉降,扣拱,导洞,3新型洞桩法施工优势,15号线学院路站（上4下4导洞）12号线清华东站（上3下3导洞）16号线苏州桥站（上4导洞）,采用超声波进行检验机械成孔后的垂直度、孔径、孔深、沉渣厚度。

目前边桩垂直度检测成孔20m偏差在5cm范围内；

孔径、孔深及沉渣厚度均满足设计要求。

2、质量可控：

成孔超声波检测,3新型洞桩法施工优势,对钢管柱安装下放进行多点全姿态进行检测调控,垂直度、水平位置偏差均满足设计要求,垂直度检测调垂机安装钢管柱后通过传感器检测垂直度,2、质量可控：

钢管柱垂直度检测,3新型洞桩法施工优势,3、文明环保,通过模拟泥水盾构泥浆分离系统的原理，对分离系统进行深化设计，使该泥浆分离系统符合钻机及暗挖车站现场实际要求。

3新型洞桩法施工优势,3、文明环保：

地下水资源保护,20个月,5个月,600800,采用传统8导洞施工的暗挖车站，日降水量约为5万方，施工降水周期按20个月计算，总降水量可能达到25003000万方。

采用新型洞桩法，施工降水周期仅为5个月，总降水量可能在600800万方，仅为前者的1/4。

单个车站初步估算可节约地下水资源约2000万方。

25003000,3新型洞桩法施工优势,中柱桩基时间对比,4、高效：

节省工期,采用传统8/6导洞的施工方法，成孔采用人工挖孔，效率较慢。

采用传统4导洞的施工工艺，主要是钢管柱定位器的处理及安装时间较长。

而新型“PBA”洞桩法将两种方法的优势结合起来，工效大幅增加。

3新型洞桩法施工优势,5、经济：

节省成本,3新型洞桩法施工优势,1、取消部分狭小有限空间作业（取消人工挖孔桩、下钢护筒安装钢管柱定位器），施工安全可靠；

2、有效控制了地面沉降（据北京施工案例统计分析：

采用4导洞大直径机械成孔新型洞桩法，可控制在4060mm。

），保证临近建构筑物及地下管线的安全；

3、机械化作业程度高，降低劳动强度，改善作业条件，提供施工工效，减少了现场作业工人的数量；

4、减少降水（从16号线在施工程降水数据：

采用传统8导洞施工的肖家河车站、玉渊潭东门站、甘家口站，日降水量为5万方，施工降水周期按20个月计算，总降水量可能在25003000万方。

采用4导洞大直径机械成孔新型洞桩法，施工降水周期仅为4个月，总降水量可能在500600万方，仅为前者的1/5。

初步估算可节约地下水资源2500万方。

），保护水资