江西地质旋挖桩施工工艺及质量保证措施要点.pdf

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1、江西省地质工程（集团）公司 1 旋挖桩施工工艺及质量保证措施 一、施工工艺 1、工艺原理：旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上，以自带柴油发 动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源，利用筒式钻斗底 部的斗齿，在液压油缸的加压下钻进，切削土体，并压入容器内，然 后由钻杆提出筒式钻头，至孔口后快速回转倒土。护壁泥浆采用优质 膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成，并随着 旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内，起到静压护壁作用，以保证水头压 力，如此反复循环完成成孔作业。成孔达到设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌注水下混凝土。工艺框图如图所示：江西省地质工程（集团）公司

2、 2 埋设护筒 制备倍 旋挖钻就位 钻进作业 _ 连跻孔内?卜充泥浆 蓿孔 桩孔深彥、桩径、垂直窿验收 钢筋笼制作验收与运输 _钢筋笼、声测管安装 *设置隔水栓H 安装导管 b 试拼装检验导管 _ 测童混凝土面高度F 潅注水下混凝土 X-磴拌合、运输、制作试件 钢筋笼制作安装 由流程图可知，旋挖钻孔灌注桩的特别之处在于制备泥浆和补充泥 浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标的泥浆，同时要 及时补充 泥浆，以确保孔内水江西省地质工程（集团）公司 3 头压力，防止塌孔。2、施工操作要点（1）桩位的测量放样 采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样，放样后四周设护桩并复 测，误差控制在 5mm 以内。桩

3、位用直径 10mm、长度 35-40cm 钢筋 打入地面30cm（四周填以水泥砂浆或混凝土来保护）作为桩的中心 点，然后在桩位周围做上标记，既便于寻找又可防止机械移位时破坏 桩点。（2）埋设护筒 护筒的作用为固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水流入孔内，保证 孔内水位高出地下水位或施工水位，增加水头高度，保护孔壁不坍塌，确保成孔质量。a、护筒的要求 护筒选用整体式钢制护筒，壁厚 58mm,高度 3m，内径 180cm。为了增加护筒的刚度，防止周转使用中的变形，在护筒的上口和中部 的外侧各焊一道加劲肋。由于整个钻孔桩处于黄河高漫滩区，地下水 位较高，故在施工前先用水平仪测出原地面标高、地下水位的高

4、度，在埋设护筒时，护筒的顶端均高出地下水位 2.0m 以上，以增加孔内 水头压力。b、护筒的埋设 在埋设护筒前，首先对场地进行平整，垫高、清除杂物。施工中，护 筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体 垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒 式钻头，在钻头的端部临时连接一扩孔器，使成孔直径可达 165cm,江西省地质工程（集团）公司 4 深度略小于护筒的埋深，然后用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻 杆将其垂直压入土体中，从钻头连接扩孔杆至钻进挖深到安放好护筒 仅需 15 分钟。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使 护筒中心与桩位中心重合，并在

5、护筒上用红油漆标识护桩方向线位 置。经确认护筒平面位置的偏差不大于 50m m，倾斜度的偏差不大于 1%，则将其四周用粘土填实，准备下一道工序的施工。（3）钻孔 a、钻机就位 旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示 电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需 再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在 2cm 内。b、调制泥浆：根据地层情况，科学合理的选用泥浆，可以采用钻孔桩 的废弃泥浆，也可以采用粘土配置，如果地层复杂可以配置化学浆液。c、泥浆循环系统的布置 根据现场实际情况，在每六排墩身中间场地设置一个造浆池和泥浆净 化、循环系统，具

6、体布置如下图所示：d、钻进 当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控 江西省地质工程（集团）公司 5 制在 60cm 左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢,特别是在孔口 58m 段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度 如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注 浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。同时,做好整个过程中的钻进记录，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和 旋挖速度。在钻孔过程中，根据不同的地质情况，主要用了以下四种 钻头：挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。其成孔性能如下：、挖土钻头：是最常用的钻头，在钻头底部

7、有两扇仅可向斗内方向 打开的合叶门。当钻进时，斗齿切削孔底土，经合叶门将土压入斗中，当回次进尺完成提升钻头时，斗内的土在自重作用下将两扇门关紧，防止土掉入孔内。出孔口后，通过钻杆上压盘挤压钻头上弹簧螺杆，使合叶门打开到出斗中土。、挖砂钻头：用于钻进砂性土地层，也可用于孔底清渣。整体结构 与挖土钻头基本一样，只是在底部为双层，双层底可以相对旋转一个 角度，实现进土口的打开与关闭。钻进时进土口为打开状态；进尺结 束，钻头反向旋转一个角度，进土口关闭，钻头成完全密封状态，将 土取出。这主要是基于砂性土无粘结力而设计。4ori日-蝉愛嚴杆 叢虽蔺 O O 江西省地质工程（集团）公司 6 、筒钻：整体结

8、构与挖土钻头基本一样，只是底部没有封口。主要 用于施工孔内的两层胶结岩层，该岩层整体性好，强度大，利用桶钻 的剪压作用，破坏岩层的整体性，从而达到进尺的目的。与螺旋钻配 合使用效果更佳。、螺旋钻头：依靠螺旋叶片之间的空间收集从孔底切削的土体，主 要用于钻进胶结层，由小及大，循序渐进，达到破坏胶结层的整体性，从而达到进尺的目的。与桶钻配合使用效果更佳。另外，对于粘性土，特别适宜干法钻进。弃渣外运与钻进同步进行，每从孔内出几桶钻渣，就用装载机及时的 外运至弃渣场，以减少现场施工干扰，减少弃渣对桩孔的压力，确保 施工现场的文明和质量安全。e、清孔、检孔、成孔验收 清孔：根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒

9、顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，至惟后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞取沉渣，直 到其厚度符合规范和设计要求，然后注入纯度较高的化学泥浆，置换 出孔内的钻孔泥浆，保证清孔后的各项指标符合现场实际地质情况的 需要。检孔：主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔 器用巾22 的钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（150cm）,长度为 6m。检测时，将检孔器吊起，把测绳的零点系于检孔器的顶端，使江西省地质工程（集团）公司 7 检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢 慢放入孔内，通过测绳的刻度加上检孔器 6 米的长度判断其下放位 置。如上下畅通无阻直到孔底，表明钻

10、孔桩成孔质量合格，如中途遇 阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。检孔器加工大样圈 1、单位*DUIt 沢钢笑的焊接必须车固，确恨在运输和使用过程中不变形 成孔验收：成孔达到质量标准后，即可进行下一到工序的施工。（4）钢筋笼的制作和安装 a 钢筋笼、声测管的加工制作：钢筋笼的加工和制作集中在钢筋加工 场进行。钢筋的主筋接头采用对焊、单面焊接两种焊接方法。在施工 过程中，电焊工必须持证上岗。钢筋笼的制作采用加劲筋成型法，具 体方法是：制作时，按设计尺寸做好加劲筋（圆形箍圈），用石笔标 出主筋的位置，把主筋摆放在平整的工作平台上，并用石笔标出加劲 筋的位置。焊接时，使加劲筋上任

11、一主筋的标记对准主筋中部的加劲 筋标记，扶正加劲筋，并用木制直角板尺校正加劲筋和主筋的垂直度，说明：江西省地质工程(集团)公司 8 然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后，人工转动钢筋骨架，将 其余主筋逐根照上法焊好。然后吊起钢筋笼放于支架上，套上盘条筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，再对整个钢筋笼进行加固焊 接。声测管每根钻孔桩设三根，呈等边三角形布置，绑扎在钢筋笼的内侧，底部用钢板焊接堵死以防漏水。随钢筋笼同时安装，每吊放好一节钢 筋笼后，对检测管内充水，看其水位是否下落，以判断检测管的严密 性，确保浇注混凝土时不漏浆。b、钢筋笼的运输和吊装 成型的钢筋笼用专用平板车运至孔口。钢筋笼

12、的吊装用 16t(20t)吊 车来完成，采用二点起吊的方法。第一吊点设在钢筋笼顶部的加劲箍 处，第二吊点设在骨架长度的中部偏下。起吊时，先起第一吊点，使 骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面一定高度后，第二吊点停止起吊，继续提升第一吊点。随着第一吊点不断上升，慢 慢的放松第二吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。人工配合把钢 筋笼扶正后慢慢放入孔内，同时解除第二吊点。钢笼下放时严禁摆动 碰撞孔壁。当骨架下到钢筋笼顶部的加劲箍处，用 40 钢轨穿过加劲 箍的下方，将骨架稳定的支撑于孔口临时平台上，再按照上述方法起 吊第二节钢筋笼。轴线与第一节对准后，进行钢筋接头连接。以此类 推，直到全

13、笼完成。用 4 根巾 20 的钢筋与钢筋笼的主筋相焊接并与孔 口型钢连接固定后，通过预埋在护筒四周的四个护桩打一道十字线，钢筋笼的 4 根定位钢筋再打一道十字线，通过二道十字线对钢筋笼进 行定位。二道十字线的交叉点如果在同一铅垂线上，则钢筋笼位置居 于钻孔桩的中心。二个交叉点在水平江西省地质工程（集团）公司 9 面上的投影的最大误差不大于 20 mm。定位合格后，通过护筒顶标高，推算钢筋笼入护筒深度并准 确安装定位。（5）导管安装 a 导管的选用和检查 导管采用直径 尼 58mm、壁厚 4mm 的无缝钢管，每节 2.62m,底节 4m,配2 节 1m,2 节 1.5m 的短管，用以调节导管的长

14、度及漏斗的高 度。导管的连接采用丝扣式。并在二法兰盘之间垫有 4-5mm 厚的橡 胶止水垫圈。在下导管前，首先检查其是否损坏，密封圈、卡口是 否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。再进行水密承压和接头 抗拉实验，以检查导管的密封性能、接头抗拉能力。具体实验方法如 下：平整好场地，每隔一米铺设方木一根并找平。在方木上安装放置导管，每五根连成一体，上好前、后封盖。向拼装好的导管内灌入 70%的水，然后接好输风管，输入计算好 的风压力，经计算为 9 个大气压（即 895kpa）。具体计算过程如下：p=Y 1 x hY 2Xn w Y 1 噩凝土的重度，取 丫匕 24kn/m3 he导管内砼最大高度

15、，取 hc=40m（桩长的 2/3）Y 2 倂孔内泥浆的重度，取 丫 2 1.08kn/m3 hw井孔内泥浆的深度，取hw=60m。p导管可能受到的最大压力（kpa）江西省地质工程（集团）公司 10 则：p=24X40-1.08 60=895.2kpa 化为大气压：p=895.2 X03/1.01 105=8.9 个大气压 将导管在恒压下前后滚动，并持压 15min，观察其接口处是否漏 水、周身是否有变形，来验证导管的密封性、承压和抗拉性能。b、导管长度的计算和吊放 以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并欲留 30-50cm 的悬空高度。拼装时要严格检查导管内壁和法兰盘表面，确

16、 保干净无杂物，变形和磨损严重的导管严禁使用，导管的吊放用吊机,要确保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，防止卡挂钢筋笼骨架。（6）混凝土的灌注 a、混凝土的浇注过程 水下混凝土的灌注应该在最短的时间内完成。导管下好后，根据孔内泥浆指标和沉淀层厚度进行必要的二次清孔，确保混凝土浇注的顺利进行。首批混凝土的灌注要满足如下几点要 求：首次封底砼方量需达到规范埋管要求，初灌斗根据这个要求加工。封底后导管有 1.0m 以上的埋深，导管内有一部分砼填充。储料斗的底部要设置一道隔水栓。在灌注时，用汽车吊的主勾吊起储料斗，与导管相连接，把隔水栓堵 放在其底部，向斗内注满混凝土后，用吊机副勾钢丝绳把隔水栓快速

17、提出，使混凝土在很短的时间内降洛到孔底，完成封底工作，之后，应连续、紧凑的进行灌注，严禁中途停工。在灌注混凝土的过程中，每灌注一盘后，及时用测绳检测混凝土面的上升高度，计算出导管在 江西省地质工程（集团）公司 11 混凝土中的埋深，一般情况下导管的埋深控制在 2-6m,即拆导管前 埋深不大于 6m,拆导管后埋深不小于 2m。每次拔管一根，每根导管 的长度为 2.62m,要遵循 勤拔少拔”的原则，不能通过增加导管埋深 来每次拔两根或两根以上的方法来减少拔管次数。当混凝土灌注到距 桩顶设计标高还有 4.5m 左右的距离时，现场技术人员及时的计算出 还需要的混凝土数量，并通知拌和站按需要量拌制以减少

18、浪费。为保 证桩顶砼质量，在施工中必须要求比桩顶设计标高超灌 100cm 以上,同时用 掏筒”探测砼质量，确认合格后方可提出导管，结束混凝土的 灌注工作。b、混凝土首灌量的计算 v n d2/（IXI+h2）+n d2/4h 采 v灌注首批混凝土所需数量（m3）d桩孔直径（m）,取 d=1.5m hi桩孔底至导管底端间距，取 h1=0.3m h2导管初次埋置深度（m）,取h2=1.0m d导管内径（m）,取 d=0.3m hi桩孔内混凝土达到埋置深度 1.0m 时，导管内混凝土柱平衡导管 外压力所需的高度，按保守点取 h1=30m,、质量控制措施 1、提咼成孔质量、防止塌孔 在松散的杂填土层和

19、流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便 形成较好的孔壁。2、严格控制，保证桩孔垂直度 经常安排专人检查维修钻机各部件，测定其垂直度与电子测试仪数据 江西省地质工程（集团）公司 12 相符。用检孔器对桩孔垂直度进行复检。3、保证钢筋笼和导管的垂直度，防止导管挂笼。钢筋笼焊接完成后，起吊一定高度，用 3m 靠尺检查相接两段笼的平 直度。导管每根连接完成后，扶正中心，缓慢地下放入孔中，防止撞 击孔壁或导管斜插入笼中。4、加强砼试件制作的合格性，确保混凝土的强度符合要求。桩身砼的抗压强度应符合设计规定，每根桩做 3-4 组混凝土试件，并 根据28 天强度判定其质量。5、检测手段 桩位偏移用直尺进行

20、测量。桩的成孔深度用测绳测量。桩的垂直度用检孔器测量。泥浆比重用比重计测定，泥浆稠度用漏斗粘度计测定，含砂量用 含砂计量器测定，沉渣厚度用测绳来相对测定。桩身完整性和桩基砼质量采用探测器超声波检测。八、安全控制措施 1、建立健全安全生产保证体系，设立专职安全员，全面落实安全生 产制度和规程。2、强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必须戴安全帽、穿工 作服、防滑鞋、戴防护手套。3、钻机钻进时，孔口人员应集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必 须牢固垫稳，操纵岗位不得离人。江西省地质工程（集团）公司 13 4、在危及人身安全设备旁设立醒目警示标志，严禁人员靠近跨越。5、非电工不准随意拆卸或修理电器设备，对过路电缆应深埋或架空 6、搬运钻杆或抬导管、钢筋笼应由专人统一指挥。7、成孔后的孔口要设盖，成桩后的负孔要及时回填，防止人、物掉 入孔中。