全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法

1、全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司楊部廷 白慧 張煜璽 蔣關(guān)云靳成周1.前言為滿足工程建設(shè)的需要，樁基礎(chǔ)作為提高地基承載力的一種最有效的方式被廣泛采用，樁基礎(chǔ)一般分為鉆孔灌注樁和預(yù)制樁。其中鉆孔灌注樁占樁基礎(chǔ)施工中的比重約70%,鉆孔灌注樁的施工一般分為干作業(yè)和泥漿護(hù)壁作業(yè)。但是受環(huán)境影響，在香港以及世界發(fā)達(dá)國(guó)家的鉆孔灌注樁施工中是禁止使用泥漿護(hù)壁的，同時(shí)在松散砂層、細(xì)角礫石層、流砂層、厚淤泥質(zhì)層以及喀斯特地貌等地質(zhì)情況下，進(jìn)行泥漿護(hù)壁難以保證孔壁穩(wěn)定，這種情況下就需要使用全護(hù)筒施工技術(shù)。中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)單位進(jìn)行創(chuàng)新，取得了 “全護(hù)筒鉆孔灌 注

2、樁施工技術(shù)”這一國(guó)內(nèi)先進(jìn)的新成果，同時(shí)形成了全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法。2 .工法特點(diǎn)2.1 全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工不采用膨潤(rùn)土或化學(xué)泥漿護(hù)壁，對(duì)地下水沒(méi)有污染， 施工現(xiàn)場(chǎng)整潔，不影響周?chē)用窦捌髽I(yè)的正常工作和生活，滿足高環(huán)保要求。2.2 在傳統(tǒng)鉆孔灌注樁因地層、環(huán)保原因無(wú)法成孔的情況下，保證樁基工程施工的順利 進(jìn)行。2.3 相比較其他護(hù)壁形式的鉆孔灌注樁施工工藝，不需要配置泥漿，沒(méi)有護(hù)壁泥皮對(duì)承載力的影響，承載力可靠，樁體質(zhì)量滿足規(guī)范要求。2.4 施工速度比傳統(tǒng)工藝快一倍以上，施工效率高，為整體工程的順利施工打下良好的 基礎(chǔ)。精品資料3 .適用范圍3.1 適用于直徑為600mm2500mm 的鉆

3、孔灌注樁，鉆孔灌注樁長(zhǎng)度不宜大于40m的樁基工程。3.2 適用于地下水位較高，易塌孔，使用普通泥漿及化學(xué)泥漿無(wú)法成孔的地層（如卵石土層、角礫石土層、砂層等）?？蛇M(jìn)行嵌巖樁施工。4 .工藝原理全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工技術(shù)是利用專用搖、振動(dòng)設(shè)備使鋼護(hù)筒克服各土層間與護(hù)筒間的摩擦力，使護(hù)筒穿越樁機(jī)鉆孔施工中的不利地層直至到達(dá)穩(wěn)定的樁端持力層，利用鉆孔設(shè)備掏空護(hù)筒內(nèi)渣土，保證灌注樁成樁的施工技術(shù)。工藝原理流程圖如圖4所示。圖4.1工藝原理流程圖5 .施工工藝流程及操作要點(diǎn)放線定位5.1 施工工藝流程鉆機(jī)就位鉆機(jī)引孔精品資料振動(dòng)錘下護(hù)筒圖5.1.1全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工藝流程圖5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 放

4、線定位按樁位設(shè)計(jì)圖紙要求，測(cè)設(shè)樁位并做好標(biāo)記，以樁位為中心用白灰畫(huà)一個(gè)半徑45cm的圓，對(duì)樁位復(fù)核無(wú)誤后方可開(kāi)孔。5.2.2 鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位后，保持鉆機(jī)平穩(wěn)，旋挖機(jī)鉆尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心。5.2.3 鉆機(jī)引孔鉆機(jī)引孔選用鉆頭為 800mm ,引孔至5m。引孔的作用包括以下幾個(gè)方面：5.2.3.1 克服淺層障礙物的影響。工程鉆機(jī)可以有效克服障礙物的影響，無(wú)法鉆穿的障礙物應(yīng)采用挖掘機(jī)挖出，防止對(duì)護(hù)筒的卷邊損壞；5.2.3.2 引孔部位可以使護(hù)筒準(zhǔn)確定位，防止護(hù)筒偏差造成樁位偏差較大；5.2.3.3 引孔段可以使護(hù)筒順利入孔，減少了護(hù)筒下放的摩擦力，保證護(hù)筒入孔的穩(wěn)定 性，減少護(hù)筒插入時(shí)間，保證護(hù)筒順利

5、插入。5.2.4 振動(dòng)錘下護(hù)筒本工程根據(jù)灌注樁孔深及地質(zhì)情況，護(hù)筒下放至進(jìn)入灰?guī)r20cm。護(hù)筒最深插入深度35m。5.2.4.1振動(dòng)錘設(shè)備宜春東站振動(dòng)錘采用 360挖機(jī)加裝液壓振動(dòng)錘設(shè)備而成，使用履帶行走方便，地質(zhì)環(huán) 境適應(yīng)性強(qiáng)。該振動(dòng)錘下放和起拔護(hù)筒速度快，在成孔時(shí)可用干式成孔法或天然水降低造漿成本。并且可以一次插入單節(jié)護(hù)筒12m ,大大提高了施工效率。5.2.4.2鋼護(hù)筒的特殊要求(1)鋼護(hù)筒宜采用10mm或12mm的螺旋管制作。采用10mm壁厚以下的鋼護(hù)筒，在施工過(guò)程中容易造成卷邊，凹凸，導(dǎo)致鋼護(hù)筒的周 轉(zhuǎn)次數(shù)下降，成本增加；采用 12mm壁厚以上的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒重量大大增加，造成施工

6、不便，增加操作人員的施工難度，降低施工效率。(2)最下面一節(jié)鋼護(hù)筒宜設(shè)置內(nèi)口的刃腳，減小護(hù)筒下放的阻力，保證護(hù)筒順利下放到位。(3)護(hù)筒與護(hù)筒之間采用剛強(qiáng)度的螺栓螺母進(jìn)行連接。如果采用焊接，焊接時(shí)間較長(zhǎng)， 影響施工進(jìn)度。(4)振動(dòng)錘加緊護(hù)筒，鎖定裝置鎖定后方可起吊護(hù)筒，保證使用安全可控。(5)護(hù)筒起吊后，由施工人員指揮入孔。入孔后不加力，靠護(hù)筒自重下沉，技術(shù)人員用 經(jīng)緯儀或者鉛垂隨時(shí)調(diào)整護(hù)筒垂直度，保證入孔順直。(6)靠自重護(hù)筒無(wú)法下沉?xí)r，開(kāi)啟振動(dòng)錘加壓下沉，如遇阻力無(wú)法下沉，應(yīng)查明原因后 繼續(xù)操作，不能強(qiáng)行加壓，防止護(hù)筒下邊緣卷邊或彎折，造成護(hù)筒損壞，造成后期拔護(hù)筒過(guò)程中泥土進(jìn)入樁體，造成樁

7、體夾泥。插拔護(hù)筒過(guò)程見(jiàn)下圖。(7)應(yīng)根據(jù)振動(dòng)錘功率大小及護(hù)筒入土產(chǎn)生的側(cè)摩阻力確定鋼護(hù)筒的壁厚，一般護(hù)筒壁厚應(yīng)采用 10mm的優(yōu)質(zhì)鋼板制作。宜春東站初期施工過(guò)程中，采用壁厚8mm的鋼護(hù)筒， 施工過(guò)程中護(hù)筒卷邊、彎折變形嚴(yán)重，損耗率較高，降低鋼護(hù)筒周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。5.2.5 鉆機(jī)成孔護(hù)筒到達(dá)預(yù)定深度后，成孔鉆機(jī)重新就位，鉆頭直徑采用780mm ,施鉆至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。5.2.6 下放鋼筋籠、灌注混凝土組織施工作業(yè)人員下放鋼筋籠，鋼筋籠下放完畢后進(jìn)行孔底二清，保證沉渣符合設(shè)計(jì)要求后，及時(shí)進(jìn)行混凝土灌注，混凝土采用汽車(chē)泵結(jié)合水下灌注混凝土施工工藝進(jìn)行灌注。5.2.7 振動(dòng)錘拔除護(hù)筒混凝土灌注滿足要求后，

8、振動(dòng)錘設(shè)備重新就位，將護(hù)筒拔出樁孔，護(hù)筒循環(huán)使用。拔護(hù)筒控制要點(diǎn)：5.2.7.1 拔除護(hù)筒過(guò)程中，振動(dòng)錘應(yīng)勻速操作，防止提拔速度過(guò)快，導(dǎo)致混凝土密實(shí)度下降，影響樁體質(zhì)量。5.2.7.2 護(hù)筒拔出應(yīng)保持垂直，在施工人員指揮下完成，保證護(hù)筒垂直度，防止護(hù)筒垂直度變化造成樁體局部夾泥。5.2.7.3 為保證樁頭質(zhì)量，混凝土應(yīng)超灌1500mm 。護(hù)筒拔至最后一節(jié)時(shí)，應(yīng)檢查護(hù)筒內(nèi)混凝土標(biāo)高，如果混凝土樁頂標(biāo)高不夠，應(yīng)將護(hù)筒內(nèi)泥漿清理干凈，進(jìn)行二次灌注。6 .材料與設(shè)備6.1 本工法使用鋼護(hù)筒：每節(jié)長(zhǎng) 12m ,厚10mm。6.2 采用的機(jī)具設(shè)備如表 6.2.1表6.2.1施工機(jī)械及配套設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)單

9、位數(shù)量備注1旋挖鉆機(jī)zr280c臺(tái)22碎泵車(chē)sy5271thb臺(tái)13柴油振動(dòng)錘自制臺(tái)1可插拔12m護(hù)筒4電焊機(jī)bx1-300-3臺(tái)45切割機(jī)300mm臺(tái)16履帶吊quy50a臺(tái)17全站儀gts-330n臺(tái)18水準(zhǔn)儀ds3臺(tái)19鋼筋彎曲機(jī)gw40臺(tái)17 .質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制應(yīng)執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范gb50202-2002、建筑樁基技術(shù)規(guī)范jgj94-2008、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范gb50007-2011 。7.2 質(zhì)量控制措施7.2.1 注意事項(xiàng)7.2.1.1 開(kāi)工前應(yīng)該仔細(xì)研究圖紙，勘察施工場(chǎng)地，合理進(jìn)行施工平面布置，提前確定鉆機(jī)行走路線

10、。7.2.1.2 開(kāi)工前施工場(chǎng)地要平整到位，地面標(biāo)高應(yīng)高于樁頂標(biāo)高不宜大于2m。7.2.1.3 護(hù)筒每次使用完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗和修補(bǔ)，提高周轉(zhuǎn)次數(shù)，增加經(jīng)濟(jì)效益。7.2.1.4 施工過(guò)程中時(shí)，鉆孔產(chǎn)生的鉆渣宜及時(shí)清運(yùn)，防止干擾相鄰樁的施工作業(yè)。進(jìn)行棄土清運(yùn)施工時(shí)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，做好成品保護(hù)以及已測(cè)放樁位的保護(hù)，并做好復(fù)核工作。7.2.2 技術(shù)措施7.2.2.1 樁位偏差控制措施：開(kāi)孔前對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無(wú)誤后方可開(kāi)孔。7.2.2.2 垂直度偏差控制措施：開(kāi)工前應(yīng)使用經(jīng)緯儀、全站儀對(duì)進(jìn)場(chǎng)設(shè)備鉆桿垂直度進(jìn)行校核，滿足規(guī)范要求后方可使用。在插拔護(hù)筒過(guò)程中，使用經(jīng)緯儀、全站儀或者鉛錘控制護(hù)筒垂直度。

11、7.2.2.3 鋼筋籠居中措施：從樁頭向下20cm位置沿鋼筋籠長(zhǎng)度間距 4米在相鄰主筋之間安裝用作保護(hù)層的導(dǎo)向混凝土預(yù)制件，端部大于2m小于4m再設(shè)置一排導(dǎo)向輪， 每斷面均勻設(shè)置4個(gè)預(yù)制件。導(dǎo)向輪直徑為 10cm ,用鋼筋焊接在鋼筋籠外側(cè)。7.2.3 管理措施7.2.3.1 保證混凝土連續(xù)供應(yīng)，設(shè)專人與混凝土拌和站調(diào)度室聯(lián)系，保證混凝土的供應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)拌制發(fā)送。防止混凝土灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致護(hù)筒無(wú)法拔出。7.2.3.2 保證施工機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所有施工機(jī)械每天定時(shí)檢修，易耗易損配件要有儲(chǔ)備，出現(xiàn)損壞能及時(shí)更換。高溫天氣混凝土輸送泵管用草袋包裹灑水降溫，防止堵管。7.2.3.3 保證施工水電滿

12、足施工需求，現(xiàn)場(chǎng)配備發(fā)電機(jī)一臺(tái)，臨時(shí)停電時(shí)能保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。7.2.3.4 保證現(xiàn)場(chǎng)道路的暢通，基坑外臨時(shí)道路硬化，進(jìn)入基坑留置坡道，坡道及樓座 場(chǎng)平內(nèi)根據(jù)地質(zhì)條件鋪設(shè)碎石磚渣或鋼板枕木。8 .安全措施8.1 全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工必須嚴(yán)格遵守建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程和機(jī)械施 工技術(shù)安全規(guī)則的規(guī)定執(zhí)行.8.2 根據(jù)中鐵十二局安全保障體系要求建立保障體系，設(shè)置安全員，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全施工，施工前對(duì)施工人員進(jìn)行安全交底，施工中應(yīng)進(jìn)行每天一次的例行安全檢查。8.3 施工機(jī)械懸掛工藝流程施牌和機(jī)械操作規(guī)程，加強(qiáng)安全教育，嚴(yán)格工藝流程和操作 規(guī)程。8.4 施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須佩戴安全帽，登高作業(yè)必須穿防

13、滑鞋，系安全帶，嚴(yán)禁酒后上崗作業(yè)。8.5 對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維修、嚴(yán)禁機(jī)械帶病作業(yè)，鉆機(jī)、碎攪拌機(jī)必須由專職機(jī)手嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。8.6 施工完畢的空樁孔位，待碎初凝后要及時(shí)填至施工地面。8.7 樁機(jī)移動(dòng)要有專人指揮，樁機(jī)司機(jī)與泵車(chē)司機(jī)要有可靠的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。8.8 經(jīng)常性檢查提升系統(tǒng)鋼繩有無(wú)損傷，滑輪是否靈活。8.9 施工現(xiàn)場(chǎng)必須平整、堅(jiān)實(shí)，斜度不得大于 2度，對(duì)于軟弱地基，應(yīng)用爐渣或磚渣等 鋪墊壓實(shí)。9 .環(huán)保措施必須嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)相關(guān)法律規(guī)定，加強(qiáng)該工法使用機(jī)械的維修保養(yǎng)， 防止機(jī)械廢棄油污污染土壤及地下水。 該施工工法施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢棄渣土， 不得隨意處理，應(yīng) 當(dāng)向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部

14、門(mén)提出申請(qǐng)，集中處理。10 .效益分析10.1 質(zhì)量效益樁孔全程鋼護(hù)筒護(hù)壁，杜絕塌孔的發(fā)生，樁截面尺寸規(guī)則，不會(huì)發(fā)生縮徑等通病，孔壁穩(wěn)定性好，鉆成孔孔底成渣少。10.2 環(huán)境效益不需要使用泥漿護(hù)壁，沒(méi)有泥漿污染，不污染地下水，施工現(xiàn)場(chǎng)整潔文明，很適合于在市區(qū)內(nèi)施工；噪聲較小，基本無(wú)噪聲污染。10.3 經(jīng)濟(jì)效益孔壁規(guī)則，沒(méi)有塌孔、擴(kuò)徑現(xiàn)象，沒(méi)有混凝土浪費(fèi)，不存在造漿費(fèi)用，可以有效的控制 成本。10.4 工期效益提高了成樁的成功率，不需要根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整鉆進(jìn)速度，可以以最快的速度完成鉆孔施工，工期得到有效保證。11 .應(yīng)用實(shí)例新建杭長(zhǎng)客專宜春東站站房樁基工程位于江西省宜春市下浦區(qū)街道，清萍公路南側(cè)，西鄰南廟河。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，該樁基工程采用鉆孔混凝土灌注樁，施工日期