空氣潛孔錘灌注樁施工工藝及方法（完整版）

1、空氣潛孔錘鉆進技術(shù)完成灌注樁施工工藝及應(yīng)用實例摘 要 : 利用空氣潛孔錘鉆進技術(shù)成孔進行灌注樁是樁基施工中的一種常見的施工 工藝，本文結(jié)合工程實例，對該工藝進行了較為詳細的介紹。關(guān)鍵詞 : 空氣潛孔錘；灌注樁施工；工藝流程一、基本情況空氣潛孔錘鉆進工藝能夠大幅度提高鉆進效率，保證工程質(zhì)量，降低施工成本，具 有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。采用無循環(huán)干式作業(yè)，空氣既作為動力又作為排渣介質(zhì)，不污 染環(huán)境。鉆具對孔壁的碰撞機會較少，潛孔錘以高頻對孔底沖擊，避免了對巖石或傾斜 地層產(chǎn)生孔斜的影響，從而可提高鉆孔的垂直度，同時也可減少孔壁巖石坍塌。塘朗車輛段工程是深圳地鐵 5 號線項目的重要組成部分。本工程總占地

2、面積 37.82 公頃，基礎(chǔ)采用獨立樁基承臺，樁型多選用 1000鉆（沖）孔灌注樁，根據(jù)詳勘及補勘 資料分析，場地巖面高低起伏，且在殘積層、全、強、中等風(fēng)化巖中夾有微風(fēng)化巖球狀 風(fēng)化體，直徑達 2-3 米，且垂直分布有多層。面對這種工程量大，地質(zhì)存在堅硬孤石的 施工情況下，如采用傳統(tǒng)沖孔樁施工工藝，將嚴重滯后施工工期，因此在灌注樁的施工 中采用了空氣潛孔錘鉆進技術(shù)。生產(chǎn)實踐證明采用潛孔錘灌注樁工藝鉆進效率高，成孔質(zhì)量好，保證了施工的工期 與質(zhì)量要求，取得了理想的效果，現(xiàn)結(jié)合本工程對空氣潛孔錘灌注樁施工工藝進行詳細 介紹，希望能對其它類似工程的施工提供借鑒。二、施工工藝選型及原理1、施工工藝選型

3、根據(jù)工程設(shè)計要求及場地工程地質(zhì)條件，沖孔灌注樁樁機選用150PW型雙回旋鉆機，配 370 型風(fēng)動潛孔錘沖鉆成孔。因其在各種軟硬地層、碎石層、卵石層及巖層等復(fù) 雜條件下均可輕松施工鉆孔成樁，且由于外鉆套保護，可實現(xiàn)干法成孔新工藝，孔徑、 孔壁形狀質(zhì)量好、垂直度精度高，施工速度快等優(yōu)點而廣泛用于樁基工程施工中。在施 工過程中因基巖上部土層松軟、松散，極易產(chǎn)生縮徑塌孔等現(xiàn)象，為防止樁孔縮徑及塌 孔等現(xiàn)象發(fā)生，基巖上部土部采用跟管鉆進，即沖鉆孔過程中采用外徑為82.4cm、壁厚 為1.6cm的無縫鋼管跟進護壁。樁身砼水下砼，灌注采用直升導(dǎo)管法。套管采用 5.5T履 帶式啟動機配 60 型激震式震動錘進

4、行起拔。2、施工原理雙回旋轉(zhuǎn)組合鉆具一殽地層怙孔 站頭擁量空氣潛孔錘是以壓縮空氣為功力的一種風(fēng)動沖擊工具 它所產(chǎn)生的沖擊功和沖擊頻率可以直接傳給鉆頭，然后再通 過鉆機和鉆桿的回轉(zhuǎn)驅(qū)動，形成對巖石的脈動破碎能力，同 時利用潛孔錘排出的壓縮空氣，將破碎后的巖石顆粒排出體 外，從而實現(xiàn)了孔底沖擊回轉(zhuǎn)鉆進清孔的目的。雖然空氣潛 孔錘加套管護壁工藝也是沖擊成孔原理，但是加快了鉆進速 度，克服了坍孔問題，減少了環(huán)境污染，提高了工作效率。 液壓式雙回旋套管鉆機三、機械設(shè)備配備機械設(shè)備配備詳見下表:序號設(shè)備名稱規(guī)格型號功率（KW）單位數(shù)量1樁機150PW回轉(zhuǎn)鉆機220臺12鋼管 810米2003履帶式起重機Q

5、UY100T臺14全液壓挖掘機臺15空氣壓縮機中壓330HP臺16電焊機BZ-500臺37振動錘60型個18氣割工具套19導(dǎo)管 250m4010初灌斗3 m1.5X 211全站儀臺112經(jīng)緯儀臺113水準(zhǔn)儀臺1注：空氣壓縮機、啟動機和挖掘機以柴油為動力，現(xiàn)場設(shè)備只有鉆機和電焊機需要 電力，用電總負荷約450KW,其中經(jīng)常性運行設(shè)備負荷約 400KW。四、潛孔錘施工工藝流程潛孔錘施工工藝流程見下圖：潛孔錘施工工藝流程起吊導(dǎo)管拔除導(dǎo)管五、施工方法1、施工準(zhǔn)備（1）施工放樣應(yīng)在施工場地調(diào)整平整后進行，放樣前要認真復(fù)核施工控制點，并 在施工現(xiàn)場設(shè)立本工程的固定水準(zhǔn)點，認真保護測量點位，經(jīng)常地檢查，防止

6、點位受損 或其他原因造成的精度下降。（2）樁位全站儀放樣。測量儀器應(yīng)通過有資格的檢驗單位進行有效標(biāo)定，并在有效使用期間內(nèi)。按照測量要求和為了防止測量失誤或減小誤差，測量要采用“雙測制”，并經(jīng)過監(jiān)理或業(yè)主復(fù)檢驗收。（3）施工區(qū)附近設(shè)若干個以上不受打樁影響的水準(zhǔn)點，以便控制樁頂標(biāo)高，每根 樁完成后均須作標(biāo)高記錄。（4）根據(jù)原始確認坐標(biāo)點，測放測放樁位點，同時在不受打樁影響地段測量設(shè)置 2 個安全永久性控制點，用于施工過程中檢查校正各軸線點或復(fù)核樁位。施工軸線必須嚴 格按設(shè)計坐標(biāo)點引測，并經(jīng)多次復(fù)核后確認，施工現(xiàn)場軸線控制點位置應(yīng)設(shè)在不受打樁 作業(yè)影響的地方，并加以保護。（5）根據(jù)設(shè)計的樁位圖，按施

7、工順序?qū)吨鹨痪幪?，依樁號對?yīng)的軸線，按尺寸 要求施放樁位。（6）樁位放樣允許誤差10mm，設(shè)置樁點用0.5米鋼筋頭打入地坪，外露0.1米, 距樁點1米設(shè)置護點（使用鋼筋），并在打樁前進行復(fù)核。（7）開樁時應(yīng)會同監(jiān)理單位共同復(fù)核樣樁，及時辦理隱蔽工程驗收簽證手續(xù)。2、沖鉆成孔空氣潛孔錘的鉆機型號為MZ150,為國內(nèi)先進設(shè)備；美國公司產(chǎn)螺桿空氣壓縮機一 臺，型號為900XHH1150XH,公稱容積流量25.5 m32.6m3，額定排氣壓力 3.45MPa/2.41Mpa，可以滿足鑿巖、排渣清孔的需要。長螺旋鉆桿提升排渣，鉆孔產(chǎn)生 的渣由潛孔錘排渣孔排出；為保證鋼套管較好的護壁作用，防止卡鉆、埋鉆

8、和提高鉆進 效率，在進入巖石前鉆進時，要保持潛孔錘與套管的同步跟進，并且要進行 12 次提拔 長螺旋鉆桿排渣清孔， 尤其是在大塊徑砂卵石層尤為重要； 套管的入巖深度要認真控制， 最大進入巖石層20cm,以減少套管和巖壁的摩擦，也可延長套管鉆頭的使用壽命。先啟動空氣壓縮機，當(dāng)氣壓達到 12Mpa 壓力時，潛孔錘形成隨旋轉(zhuǎn)振動，開動鉆 機內(nèi)外動力頭進行沖鉆。為防止偏孔，開孔時要采取慢速沖擊；鋼套管解決了防止樁孔 坍孔、卡鉆或埋鉆的問題。套管隨潛孔錘進尺而跟進至基巖面后關(guān)閉外動力頭，跟管停 止，內(nèi)動力頭帶潛孔錘繼續(xù)沖鉆入巖至設(shè)計孔深。（1）沖鉆過程中采用勻速慢進， 遇阻力大時潛孔錘向上提升， 提升距

9、離約 0 .30-0.50 米，再次隨旋轉(zhuǎn)振動沖擊進尺，孔深鉆至 5-8 米，提升螺旋桿排除鉆渣一次，鉆至孔深 鉆至 10.00米進行第二次排除鉆渣， 孔深達到設(shè)計要求。 采用空壓機氣壓達到 12Mpa 壓 力清孔 2-3 分鐘，提升螺旋桿排除鉆渣。（2）鉆進參數(shù)：330HP空壓機，鉆進過程中為12Mpa氣壓，進入巖石層電流表參 數(shù)值為220A，潛孔錘氣壓值2.41-3.鉆進過程中禁止移動鉆機，要保持機架的穩(wěn)定；按 設(shè)計要求樁基端頭進入中微風(fēng)化巖石一倍樁徑深度，可本鉆機隨機取樣困難，為保證樁 基施工質(zhì)量，鉆孔深度可根據(jù)地質(zhì)勘察報告，再利用樁架上的高度標(biāo)志進行控制，潛孔 錘進入巖石層時，從鉆機鉆

10、進的轉(zhuǎn)動聲音也可直觀地聽到，所以入巖深度便于控制。如 果為了工程保險起見，也可按2倍樁徑入巖深度來進行控制。45Mpa，內(nèi)螺旋桿轉(zhuǎn)數(shù)17 轉(zhuǎn)/分，外護筒（套筒） 7.8 轉(zhuǎn)/分?？咨罴翱椎壮猎?jīng)檢驗符合要求后終孔。3、清孔鉆孔達到設(shè)計孔深后潛孔錘孔底通過氣壓清孔 2-3 分鐘隨螺旋桿提升排除沉渣，經(jīng) 檢測孔深與沉渣厚度w 50mm滿足設(shè)計要求后停止。在鉆機潛孔錘頭端部設(shè)有排渣通道， 鑿除的渣可利用壓力風(fēng)為介質(zhì)由排渣通道排到長螺旋鉆桿上，將長螺旋鉆桿提升，鉆出 的渣就可直接排至孔外，完成鉆孔的清孔，通過高壓高速壓力風(fēng)的清理后，孔底被清理 干凈，不存在沉渣。當(dāng)檢測沉渣厚度 50mm 時，應(yīng)將潛孔錘

11、再次下入孔內(nèi)進行第二次請孔，直到滿足 實際要求。4、鋼筋籠制作與吊裝鋼筋籠采用現(xiàn)場加工，當(dāng)鋼筋籠長小于 24米時，整體吊裝。當(dāng)鋼筋籠長大于 24米 時，采用孔口焊接連接鋼筋籠。整體吊裝鋼筋籠使用吊繩吊裝，在鋼筋籠上不少于 4個 吊點。5、水下砼灌注 鋼筋籠就位后，可將事先連接好的砼澆注料斗和導(dǎo)管整體吊入孔內(nèi)，吊入時要有專人監(jiān)護調(diào)正，防止刮掛鋼筋籠。導(dǎo)管要連接牢固，并帶有密封圈，保證密封。料斗容積 選用1.2 m3，可以滿足初灌方量，砼澆注前要在下料斗安裝好隔水板。工程采用商品混 凝土，利用混凝土臂架輸送泵車澆注；澆注過程中，起重機要保持起吊狀態(tài)，隨時提拔 導(dǎo)管；澆注完成后，起吊料斗和導(dǎo)管，放到

12、另外鉆孔驗收合格的樁孔中，待重復(fù)下道澆 注工序；如果未能在短時間實現(xiàn)繼續(xù)澆注砼時，要用清水清洗料斗和導(dǎo)管。6、套管起拔當(dāng)樁基混凝土灌注完成，檢查無誤后，采用 55T 履帶式起重機配合 60 型激振式振 動錘將套管拔出。先開啟振動錘振動 1分鐘后再起吊拔管，起拔速度控制三1米/分，自 澆注完成后，振動拔管時間控制在 30 分鐘完成，最長不得超過 60分鐘。六、效果與體會1、該空氣潛孔錘灌注樁施工工藝中采用的雙回轉(zhuǎn)鉆機具有強大的雙回轉(zhuǎn)鉆削能力， 在塘朗車輛段這種軟硬地層及巖層等復(fù)雜地質(zhì)條件下可輕松施工，快速鉆孔成樁；且有 外鉆套保護，可實現(xiàn)干法成孔新工藝，孔徑、孔壁形狀質(zhì)量好、垂直精度高，施工速度 快?？筛鶕?jù)不同的地質(zhì)情況，靈活調(diào)整鉆頭和鉆套的相對位置，選擇不同的轉(zhuǎn)速以適應(yīng) 不同濃度的鉆孔要求，提高工作效率。2、該空氣潛孔錘灌注樁施工工藝中采用的回轉(zhuǎn)鉆機克服了傳統(tǒng)樁機的噪音、振動、 混漿污染等公害問題， 施工無噪音、 無振動、 無環(huán)境污染， 有