旋挖钻机钻孔桩施工方案
时间：2019-05-29 浏览：
一、旋挖钻机成孔概述
根据本工程地质条件、设计及工期要求，结合桩基设计参数及业主要求，本工程灌注桩成孔工艺采用旋挖钻机成孔，混凝土采用商品砼，钢筋笼焊接绑扎成型、整体吊装，导管灌注水下混凝土。
二、工艺选择
该工程钻孔施工采用旋挖钻机成孔方式、干法成孔施工。结合本工程钻孔桩的地质情况，数量多、工期紧等综合因素，回填土钻头采用旋挖斗钻头，清孔时采用旋挖捞砂钻头。嵌岩时采用旋挖截齿桶钻，有局部砂岩的桩采用旋挖螺旋钻头。对于部分地下水较为丰富的桩需采用泥浆护壁作为支撑，垮方较大的桩采用钢护筒支撑。
三、施工方法
1、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。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。
2、钢护筒埋置
根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应用粘土填实。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，使其机体垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻机动力头将其垂直压入土体中。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全，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。
护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于4m，在砂土中不宜小于8m。护筒应高出地面20～30cm。
3、钻孔
当钻机就位准确后开始钻进，钻进时每回次进尺控制在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5～8m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。
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，之后再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磨擦加压，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。
4、清孔
钻进到设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗(带挡板的钻斗)来排出沉渣。在灌注水下混凝土前，用大方量漏斗装满砼，然后快速放下，用砼下滑重力冲击桩底，以减少桩底沉碴厚度。
5、钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计要深度，超钻深度不大于50cm;孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可能进行下道工序。
6、余土外运
该旋挖钻孔灌注桩施工时场地内的土石方已按设计平场完工，场区内无法将桩开挖的土石方利用，必须另设弃土场。弃土场由甲方指定，运距现场收方签证。弃土工程量按桩深直径乘以桩深计算。
桩基开挖出的土石方用装载机转移至不影响现场施工的位置堆放，挖掘机上车，自卸汽车密闭外运至业主指定弃土场。
7、钢筋笼施工：
(1)制作
钢筋使用前除锈、去油污、去泥土等，然后采用机械或人工调直，调直后不能有弯曲、死弯、小波浪形等。钢筋切断后应根据钢筋型号、直径、长度和数量，长短搭配，尽量节约钢材。主筋定位要准确，弯起或绑扎的搭接长度要符合设计及规范要求，钢筋搭接处，应用铁丝在中间和两端扎牢。箍筋制作采用φ8、φ10圆盘，调直重绕方式进行，螺旋箍内径为桩径一倍。钢筋保护层厚度40mm，箍筋接头全部采用搭接。加劲箍采用单面电焊连接10d，加劲箍直径φ14。纵向主筋φ12、φ14、φ18，均要求采用焊接，单面焊焊长度不小于10d。大于12m的钢筋笼采用分段制作、主筋接头错开，保证在同一截面内，接头数目不多于主筋总根数的50%。钢筋笼存放场地应平整，钢筋笼应先进行隐蔽工程验收方能下放，下放时应保证钢筋笼顺直，严禁摆动碰撞孔壁，就位后焊制定位钢筋。
(2)吊装
钢筋笼利用25t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。吊装时考虑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部三分之二点之间。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。
钢筋笼在起吊的部位设置加强措施，防止或尽量减小在起吊和安放的过程中钢筋笼变形。吊放时应对准孔位轻放、慢放，禁止强行下放，防止倾斜、弯折或碰撞孔壁。如果放不下去，要吊起分析原因然后重新下放。钢筋笼就位后，立即将吊筋固定，防止钢筋笼移动。钢筋笼顶面和底面标高误差不大于50mm。钢筋笼下放到设计深度后，立即下放混凝土输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。
为保证钢筋笼竖向轴线垂直度及混凝土保护层厚度，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。
8、安装声测管
根据《建筑桩基检测技术规范》jgj-106-2003对桩基检测要求，声测管内径选用50～60mm。声测管下端封闭、上端加盖、管内无异物;声测管连接处光滑，管口高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度保持一致。
声测管固定在钢筋笼内侧，采用铁丝绑扎，对称形状布置。埋设根数：φ800桩2根、φ1000桩3根。
根据质监站有关规定及甲方要求，桩深≥15m的按相关要求进行超声波检测。声测管材质及埋设频率按质监站有关规定及甲方要求进行施工，埋设声测管发生的人工及材料工程量现场收方签证确认。
9、混凝土灌注导管连接
导管采用壁厚δ=3mm，直径φ300导管，每节长2～4米，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，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。
10、二次清孔
将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣，对深度不足10m的桩孔，用空吸泵清渣。灌注混凝土前的孔底沉渣厚度应满足要求。
11、灌注混凝土成桩
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，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。
钻孔桩灌注前，计算初灌的灌注量，确保初灌埋管的成功。
混凝土采用c25商品砼，输送车运至桩位,汽车吊配合灌注。混凝土强度等级必须满足设计要求，应具备良好的和易性。开始灌注混凝土时，为使隔水栓顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30～50cm，使导管一次埋入混凝土面下0.8m以上。混凝土必须连续灌注至设计标高，实际灌注桩顶面高度要求高于设计要求0.3m,以确保设计桩顶下桩身混凝土强度。灌注过程中导管埋深宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面，设专人检测导管埋深及管内外混凝土液面高差。
随着孔内混凝土的上升，需逐节拆除导管，拆下的导管立即洗刷干净。
灌注接近桩顶部位时，为了严格控制桩顶标高，计算混凝土的需要量，严格控制最后一次混凝土灌入量。
混凝土灌注过程中，配备发电机发电，保证混凝土灌注连续进行。灌注桩的混凝土面高出设计0.5m～1.0m，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。
