全套管鉆孔灌注樁施工工法

年4月19日全套管鉆孔灌注樁施工工法文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。全套管鉆孔灌注樁施工工法TOC\o"1-3"\h\z1概述 22特點(diǎn) 23應(yīng)用范圍 24附屬機(jī)械的配備 35工藝流程 36主要工序施工要點(diǎn) 37關(guān)于套管灌注樁的單樁承載力問(wèn)題 68質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 69安全生產(chǎn)措施 710工程實(shí)例 71概述利用液壓全套管鉆機(jī)施工的灌注樁在國(guó)外習(xí)慣上名為貝諾特（Benote）樁，這種成樁工藝是當(dāng)前國(guó)際上最為流行的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，也是當(dāng)前世界上鉆孔灌注樁三大主要施工工法（貝諾特、反循環(huán)法、阿司特利法）中最為先進(jìn)的一種。中建六局土木工程公司于八十年代中后期在承建國(guó)外大型橋梁工程中，曾采用這種技術(shù)成功地進(jìn)行了大直徑鉆孔灌注樁的施工，近年已將此設(shè)備引進(jìn)國(guó)內(nèi)，并在北京阜城門立交橋等工地投入實(shí)際應(yīng)用，施工速度是同條件下其它施工方面的8－10倍，成樁質(zhì)量高于國(guó)家現(xiàn)行施工驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)顯示出了貝諾特施工技術(shù)卓越的科學(xué)性和先進(jìn)性，應(yīng)用前景十分廣闊。隨著中國(guó)高層、超高層建筑以及大型橋梁等復(fù)雜構(gòu)筑物的大規(guī)模出現(xiàn)，對(duì)地基處理的技術(shù)質(zhì)量要求也將越來(lái)越高，能夠預(yù)料，貝諾特施工方法將成為中國(guó)今后大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)的發(fā)展方向。全套管鉆孔灌注樁在中國(guó)的規(guī)?；茝V應(yīng)用已是指日可待的。2特點(diǎn)原始的貝諾特鉆機(jī)于五十年代初期出現(xiàn)于法國(guó)，日本于五十年代中期引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并于六十年代初由日本三菱重工業(yè)公司開始進(jìn)行技術(shù)改造。到八十年代才形成了當(dāng)前通用的MT系列貝諾特鉆機(jī)，其主要工作機(jī)構(gòu)如圖2．l所示，該鉆機(jī)系列有MT—120型、MT—130型、MT—150型及MT—200型四種，型號(hào)不同僅表示其鉆孔的最大直徑的不同，（如MT—150的最大鉆孔直徑是1500mm），至于施工方法及應(yīng)用范圍幾乎完全一樣。本工法具有如下特點(diǎn)：2．l無(wú)噪音，無(wú)振動(dòng)；2．2不使用泥漿，避免了泥漿的加工和儲(chǔ)運(yùn)，作業(yè)面干凈；2．3挖掘時(shí)能夠很直觀地判別土壤及巖性特征，對(duì)于端承樁，便于現(xiàn)場(chǎng)確定樁長(zhǎng)；2．4挖掘速度快，對(duì)于一般土質(zhì)，可達(dá)14m/小時(shí)左右；2．5挖掘深度大，根據(jù)土質(zhì)情況，最深可達(dá)70m左右；2．6成孔垂直度易于掌握，能夠得到3‰－5‰的垂直度；2．7由于是全套管鉆機(jī)，因此孔壁不會(huì)產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，成孔質(zhì)量高2．8鋼筋周圍不會(huì)象泥漿護(hù)壁法施工那樣附粘一層泥漿，有利于提高砼對(duì)鋼筋的握裹力；2．9由于不使用泥漿，避免了泥漿進(jìn)入砼中的可能性，成樁質(zhì)量高；2．10成孔直徑標(biāo)準(zhǔn)，充盈系數(shù)很小，與其它成孔方法相比，可節(jié)約13％的砼；2．11清孔徹底，速度快，孔底鉆亟可清至2．5cm左右；2．12MT系列鉆機(jī)是自行式，便于現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)。3應(yīng)用范圍3．l可適用于幾乎所有土質(zhì)，在風(fēng)化巖層、卵石層及砂土層及卵石層及砂土層中只需采用相應(yīng)的鉆挖技術(shù)，亦能順利成孔；3．2由于采用了通長(zhǎng)套管，在接近已有建筑物時(shí)也能施工，特別適合于城區(qū)內(nèi)作業(yè)。3．3只要配備相應(yīng)規(guī)格的套管，能夠鉆挖如下直徑的樁孔：φl(shuí)000mm；φl(shuí)l00mm；φl(shuí)200mm；φl(shuí)300mm；φ500mm；φl(shuí)800mm；φmm。各種型號(hào)所能成孔的直徑分別為：MT—120鉆機(jī)：可成孔φl(shuí)000mm；φl(shuí)200mm；MT—130鉆機(jī)：可成孔φl(shuí)000mm；φl(shuí)200mm；φl(shuí)300mm；MT—150鉆機(jī)：可成孔φT1000Inm；φrpl200Inm；φl(shuí)500Inm；MT—200鉆機(jī)；可成孔φl(shuí)000mm；φl(shuí)200mm；φl(shuí)300mm；φ1500mm；φmm。3．4能夠做斜樁；3．5采用搭接樁法可施工“樁列式”連續(xù)擋土墻。4附屬機(jī)械的配備除貝諾特鉆機(jī)外，施工時(shí)尚需配備下列機(jī)械：4．l第一節(jié)套管：第一節(jié)套管下口帶有刃腳，便于不沉鉆進(jìn)，上端有固定銷孔，便于同標(biāo)準(zhǔn)連接；4．2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)套管：上、下端均有固定銷孔，便于加長(zhǎng)與拆卸；4．3引拔機(jī)：為加快施工速度，當(dāng)鉆挖到設(shè)計(jì)深度時(shí)，可將鉆機(jī)移到下一樁位，利用引拔機(jī)液壓裝置，隨著砼的灌注，將套管逐節(jié)提出孔外；4．4汽車吊（或履帶吊）：用于移動(dòng)引投機(jī)，吊放鋼筋籠及套管就位連接；4．5裝載機(jī)：將落錘抓斗卸于孔外的泥土裝入翻斗車內(nèi)運(yùn)出場(chǎng)外；4．6翻斗車：運(yùn)土；4．7砼攪拌與輸送設(shè)備；4．8砼澆注導(dǎo)管；4．9真空泵：清孔用；4．10鋼筋成型加工機(jī)械。5工藝流程全套管鉆孔灌注樁施工程序如圖5．l。準(zhǔn)備工作鉆機(jī)就位立第一節(jié)套管挖掘、推進(jìn)、連接套管準(zhǔn)備工作鉆機(jī)就位立第一節(jié)套管挖掘、推進(jìn)、連接套管測(cè)量孔深灌注樁、提升導(dǎo)管至井口吊放鋼筋籠清孔安放引拔機(jī)鉆機(jī)移至下一樁位鋼筋籠加工土方外運(yùn)套管法施工最關(guān)鍵的是挖掘推進(jìn)、連接套管—成孔；吊放鋼筋籠；灌注砼，提升導(dǎo)管—成樁三道工序，下面分別加以討論。6．l成孔方法鉆機(jī)水平就位后，將第一節(jié)套管立于樁位處，在自重力、夾持機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)力及夾持機(jī)構(gòu)壓力的復(fù)合作用下，將第一節(jié)套管沉入土中；然后在上邊連接第二節(jié)套管。第一、二節(jié)套管的垂直度對(duì)整個(gè)樁孔垂直度起著決定性的作用，只要頭一節(jié)套管成垂直狀態(tài)，以后的挖掘方法及套管連接方法又適當(dāng)，后續(xù)套管自然成垂直狀態(tài)。利用落錘抓斗將套管內(nèi)的土體抓出孔外，卸在地面上，用裝載機(jī)裝入翻斗車運(yùn)出場(chǎng)外，隨著套管的下沉，不斷連接套管，直至鉆到孔底標(biāo)高。6．1．l對(duì)于不同土層，采取不同的挖掘方式：6．1．1．l對(duì)于軟弱土層（N5），應(yīng)使套管超前下沉，可超出孔內(nèi)開挖面l－1．5m。使落錘抓斗僅在套管內(nèi)挖土，這樣便于控制孔壁質(zhì)量及開挖方向（圖6．1．1．l）。6．1．1．2對(duì)于一般土層（N＝6－30），開挖時(shí)應(yīng)使套管超前下沉3Ocm左右，這是最標(biāo)準(zhǔn)的開挖方法（圖6．1．1．2）。6．1．1．3對(duì)于硬砂土層及大卵石層，應(yīng)使落錘抓斗超前下挖20－30cm，因?yàn)樵谶@種土層中套管的下沉是非常困難的，特別是對(duì)于地下水位以下的硬砂層，如不采取超前開挖的措施，即使利用夾持壓力勉強(qiáng)將套管壓入土層中，而在以后提升套管時(shí)也將是非常困難的（圖6．1．1．3）。6．l．l．4對(duì)于特堅(jiān)硬土層（N＞30）及風(fēng)化巖層，應(yīng)利用“十字沖擊錘”將硬土壤擊碎，再利用落錘抓斗將土塊抓出孔外。此時(shí)也應(yīng)采取超前下挖的方法，而且超挖深度較大，但不應(yīng)超過(guò)十字錘本身的高度，否則會(huì)影響孔壁質(zhì)量（圖6．1．1．4）。6．1．2挖掘時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：6．1．2．l一般情況下，挖掘中途不允許間斷，必須連續(xù)挖掘。但如果由于某一不可避免的原因必須中斷挖掘時(shí)，也應(yīng)繼續(xù)搖動(dòng)套管，防止套管外側(cè)土壤因重塑固結(jié)效應(yīng)而將套管構(gòu)緊，給后續(xù)施工帶來(lái)困難。對(duì)于一般土壤，搖動(dòng)壓力應(yīng)控制在30－50kg／cm2之間；6．1．2．2如地下水位以下有超過(guò)5m厚的細(xì)砂層，應(yīng)慎重考慮能否采用貝諾特施工法，至少不能用MT—150型以下的鉆機(jī)。因?yàn)樘坠茔@機(jī)是利用搖動(dòng)裝置將套管邊搖動(dòng)邊壓入土層中，當(dāng)穿過(guò)厚細(xì)砂層時(shí)，砂土?xí)蚴艿綌_動(dòng)而被壓密，將套管緊緊抱住，即使采用超前開挖法將套管壓入土中，但在提升套管時(shí)也是非常困難的。有資料表明，國(guó)外在這種情況下曾出現(xiàn)過(guò)套管拔不出來(lái)的嚴(yán)重事故；6．1．2．3如地下有承壓水的存在，那么在承壓水段挖掘時(shí)不應(yīng)超挖，特別是承壓水又處于砂層中的更應(yīng)特別注意，否則會(huì)形成孔底涌砂現(xiàn)象。6．2鋼筋籠吊放工藝6．2．l操作要點(diǎn)6．2．1．l凡長(zhǎng)度大于8m的鋼筋籠，應(yīng)分節(jié)制作安裝；6．2．1．2為防止暴筋，同時(shí)也為了保證鋼筋籠中心與孔中心的重合，應(yīng)在主筋外側(cè)焊定位塊。定位塊不宜多，每節(jié)籠子上下有兩道即可；6．2．1．3檢查并記錄鋼筋籠的安裝高度與相應(yīng)的套管長(zhǎng)度，這一數(shù)據(jù)可用于判斷鋼筋籠是否與套管一起被提上來(lái)。6．2．2引起鋼筋籠上拱的原因：套管灌注樁施工中，鋼筋籠容易出現(xiàn)的最嚴(yán)重的問(wèn)題是鋼筋籠在澆注砼、提升套管時(shí)產(chǎn)生“上拱”現(xiàn)象，這類事故一旦出現(xiàn)，處理過(guò)程是相當(dāng)困難的，有時(shí)甚至?xí)斐烧麄€(gè)樁的報(bào)廢。引起鋼筋籠上拱的原因主要有如下幾項(xiàng)：6．2．2．l成孔垂直度較低，鋼筋籠與套管之間阻力太大；6．2．2．2鋼筋籠制作不順直，或分節(jié)制作安裝在連接外出現(xiàn)了彎曲；6．2.2．3鋼筋籠定位卡安裝不正確（如呈尖棱狀），插入了套管的連接銷孔內(nèi)；6．2．2．4清孔不徹底，鉆渣被翻上來(lái)以后與鋼筋裹在一起，將鋼筋籠托起（圖6．2．2．4）；6．2．2．砼的灌注時(shí)間掌握不當(dāng)，砼發(fā)生凝固，砼與套管之間有較大的粘著力，致使提升套管時(shí)連鋼筋籠一同帶起；6．2．2．6套管使用后沒(méi)有及時(shí)清理，有砼殘塊粘結(jié)在內(nèi)表面上，與鋼筋籠卡在一起；6．2．2．7鋼筋籠與套管間的間隙與粗骨料的最大尺寸不相匹配，粗骨料卡在了套管與鋼筋籠之間。6．2．3防止鋼筋籠上拱的技術(shù)措施；6．2．3．l使用前檢查套管的尺寸，套管提出孔后及時(shí)用水清理干凈；6．2．3．2仔細(xì)檢查加工好的鋼筋籠尺寸；6．2．3．3鋼筋籠定位卡應(yīng)做成圓弧形；6．2．3．4在鋼筋籠長(zhǎng)度方向每2m左右增加一道加強(qiáng)箍筋，增加鋼筋籠的抗變形能力；6．2．3．5在鋼筋籠下端焊一個(gè)鋼筋網(wǎng)片（φl(shuí)6＠150），并在網(wǎng)片上固定兩塊厚約10cm的砼塊，由導(dǎo)管注入的砼積壓在砼塊上，用砼自重防止鋼筋籠的上坡（圖6．2．2．5）；6．2．3．6用重復(fù)夾緊與放松的辦法讓套管搖動(dòng)，用在相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)套管l－2次的辦法消除套管與鋼筋籠之間可能出現(xiàn)的摩阻力；6．2．3．7灌注砼之前，讓套管來(lái)回?cái)[動(dòng)并上下移動(dòng)4－5cm，檢查鋼筋籠是否與套管卡在了一起；6．2．3．8套管內(nèi)徑與主筋外徑之間的間隙應(yīng)不小于砼中粗骨料（石子）最大粒徑的兩倍；6．2．3．9鋼筋籠兩節(jié)對(duì)接時(shí)不得發(fā)生彎曲；6．2．3．10全面清理并充分緊固套管的鎖銷。6．3砼灌注工藝一般均采用導(dǎo)管法灌注砼（圖6．3），施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：6．3．l導(dǎo)管由孔頂向下插入時(shí)，必須用滑閥（或密封球）將下口封住，否則孔內(nèi)的泥渣有可能進(jìn)入樁身砼中，影響砼質(zhì)量；6．3．2隨著砼的灌入，慢慢提升導(dǎo)管，但應(yīng)保證導(dǎo)管下端埋入砼內(nèi)的深度不小于2m；6．3．3如導(dǎo)管意外地被拔出了砼頂面，不得馬上再插入砼中，而應(yīng)將導(dǎo)管全部拔出孔外，再重復(fù)上述6．3．1、6．3．2工序；6．3．4邊澆注砼邊利用引拔機(jī)提升套管，但應(yīng)保證套管埋入砼內(nèi)的深度為1--2m，砼澆筑到標(biāo)高后將套管全部撥出；6．3．5實(shí)際澆筑高度應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0．5－1．0m，這部分砼中滲進(jìn)了被頂上來(lái)的泥渣，基坑開挖后再予以鑿除。7關(guān)于套管灌注樁的單樁承載力問(wèn)題貝諾特施工法在中國(guó)還是一項(xiàng)新技術(shù)，有些用戶對(duì)其單樁承載力問(wèn)題還不太清楚。事實(shí)上，采用貝諾特技術(shù)成孔的灌注樁比過(guò)去常見(jiàn)的泥漿護(hù)壁技術(shù)成孔的灌注樁的單樁承載力要高。這一現(xiàn)象能夠從下述三個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)：7．l由于貝諾特鉆機(jī)施工時(shí)所采用的是沿孔深通長(zhǎng)的特制的套管成孔，不使用泥漿護(hù)壁，因此成孔后避開了泥漿護(hù)壁成樁工藝所固有的那種在樁身砼與主體之間必然會(huì)形成一層殘存泥漿隔離膜（俗稱“泥皮”）的弊病，因而樁身砼與土體之間的粘結(jié)會(huì)更加牢固。7．2由于在挖掘過(guò)程中套管幾乎不會(huì)對(duì)孔壁土體的原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何不良影響，因而樁周圍土體更能充分發(fā)揮其最大側(cè)摩阻力值；7．3貝諾特施工法清孔徹底，孔底殘?jiān)佟８鶕?jù)實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看，孔底鉆渣可清至2－4cm，有利于提高樁端承載力，這是泥漿護(hù)壁施工法所難以達(dá)到的。貝諾特施工技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，處理過(guò)的工程有限，缺乏足夠的對(duì)比數(shù)據(jù)，這方面的工作今后還有待加強(qiáng)，要盡快積累必要的技術(shù)資料，以便建議比較妥切的貝諾特樁單樁承載力的計(jì)算公式。民用建設(shè)項(xiàng)目，還廣泛應(yīng)用于公路、鐵路及碼頭工程的建設(shè)，日本所做的大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，在同等地質(zhì)條件下，同樁徑、同深度的灌注樁采用貝諾特技術(shù)成樁時(shí)的承載力比采用反循環(huán)泥漿護(hù)壁技術(shù)所成樁的承載力要高出許多。8質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前全套管鉆孔灌注樁施工技術(shù)尚沒(méi)被列入中國(guó)現(xiàn)行施工規(guī)范，施工驗(yàn)收時(shí)，暫時(shí)可參考《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JGG4—80）》的有關(guān)條文。對(duì)于其它類型的構(gòu)筑物如水工建筑、橋梁建筑等，可參考相應(yīng)行業(yè)的灌注樁施工驗(yàn)收規(guī)范。實(shí)測(cè)資料表明（見(jiàn)本工法第十部分），采用貝諾特施工時(shí)所達(dá)到的質(zhì)量等級(jí)一般均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行規(guī)范要求值，這一點(diǎn)是其它鉆孔灌注樁施工法所無(wú)法比擬的。建議國(guó)家建委早日將全套管施工技術(shù)列入驗(yàn)收規(guī)范，同時(shí)建議有關(guān)部門盡快制定出相應(yīng)的綜合預(yù)算定額及取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，以利于這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用。9安全生產(chǎn)措施9．l施工前應(yīng)充分了解現(xiàn)場(chǎng)工程水文土質(zhì)條件，并查明有沒(méi)有地下電纜或煤氣管道等地下障礙物；9．2配備專職安全員，建立健全生產(chǎn)管理組織和管理制度，加強(qiáng)安全教育，貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針；9．3崗位分工明確，不準(zhǔn)混崗作業(yè)，特殊工種須持證上崗；9．4如因特殊情況，操作人員必須下到孔底時(shí)，當(dāng)孔深大于15mm時(shí)，必須檢查孔內(nèi)有無(wú)有害氣體及供氧量能否滿足人體需要；9．5卷?yè)P(yáng)機(jī)以及與抓錘抓斗（或十字沖錘）連接的鋼絲繩應(yīng)經(jīng)常檢查，遇到磨損斷股現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)更換；9．6吊裝鋼筋籠要合理選擇捆綁點(diǎn)，并應(yīng)拉好尾繩，保持平穩(wěn)起吊，準(zhǔn)確入孔，嚴(yán)防傷人；9．7吊起套管和對(duì)位時(shí)，嚴(yán)禁把手指伸進(jìn)銷孔內(nèi)；9．8對(duì)于上部有空孔的灌注樁（如對(duì)于有地下室的工程）。混凝土灌注完畢及時(shí)用土回填空孔部分，或在孔頂設(shè)醒目的護(hù)欄，以防人員掉入孔內(nèi)。這種情況在夜間施工時(shí)尤應(yīng)引起重視。10工程實(shí)例10．1北京阜城門立交橋工程本工程位于北京