旋挖鉆全護筒跟進(jìn)干成孔灌注樁施工技術(shù)

旋挖鉆全護筒跟進(jìn)干成孔灌注樁施工技術(shù)摘要：本文以貴州國際旅游體育休閑度假中心悅龍國際城二組團2標(biāo)段工程為實例。本文詳盡的論述了旋挖鉆全護筒跟進(jìn)干成孔灌注樁施工的工藝特點、施工工藝原理、施工工藝流程及操作要點、設(shè)備配置、質(zhì)量措施、安全措施等內(nèi)容。此施工技術(shù)針對性強，可為類似工程的設(shè)計和施工提供參考。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆、合護筒跟進(jìn)、干成孔、灌注樁施工技術(shù)

1.前

言

貴州國際旅游體育休閑度假中心悅龍國際城二組團2標(biāo)段工程。位于貴州省黔南布依族苗族自治州龍里縣谷腳鎮(zhèn)，北靠貴龍大道，西臨貴龍新苑小區(qū)。該工程由地下1層（局部2層）車庫及地上27#、28#、29#、30#樓（均為25層）組成，建筑面積為64228.68㎡，建筑高度為75.00m?；A(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式：地下車庫為框架結(jié)構(gòu)，地上高層住宅為框支剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計使用年限為50年，抗震設(shè)防按烈度為六度。

該標(biāo)段區(qū)域為中低山丘陵及洼地組合地貌，原始地貌為荒地，呈東、南、北三面環(huán)山，西側(cè)為低洼地帶。該場地為前期項目棄土場，棄土均為山體開挖塊石，粒徑差別較大，回填厚度在5m—27m之間。由于回填土壓縮性高，承載力低，均勻性及穩(wěn)定性差。故增加了工程地基及基礎(chǔ)的施工難度。

該工程樁基共計280根，其中1.2m樁徑163根、1.5m樁徑117根。由于施工場地為前期棄土洼地，回填料為級配不等的塊石，回填深度較大，設(shè)計樁長最深處可達(dá)31m，土質(zhì)松散，故不宜采用人工挖孔樁進(jìn)行施工。另該地區(qū)地下溶洞分布廣泛，巖層裂隙較為發(fā)育，無地表及地下水，故不宜采用傳統(tǒng)的泥漿護壁沖擊成孔灌注樁成孔。依據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，經(jīng)方案優(yōu)化和比選，采用旋挖鉆全護筒跟進(jìn)干成孔灌注樁施工工法。

2.工法特點

2.1施工成孔質(zhì)量高，不塌孔，避免縮徑及擴徑現(xiàn)象。（采用全護筒跟進(jìn)施工工藝進(jìn)行成孔時鋼護筒形成孔樁護壁，能夠有效防止塌孔，并極大的提高樁身垂直度，而且能夠確保樁徑無誤差。與傳統(tǒng)鉆孔樁相比，該施工工藝樁身質(zhì)量可控，承載力顯著提高。）

2.2工機械移動方便靈活，施工進(jìn)度快、效率高、效益好，對地層擾動小，對施工環(huán)境、氣候條件、場地要求限制較低。與傳統(tǒng)鉆進(jìn)方法相比優(yōu)勢明顯，能夠有效保證工程進(jìn)度，節(jié)省工期，減少施工投入（傳統(tǒng)施工工藝遇不良地質(zhì)容易導(dǎo)致孔內(nèi)垮塌，會產(chǎn)生夾鉆及二次或多次成孔等，相應(yīng)導(dǎo)致成本增加及工期不可控）。

2.3不同地質(zhì)配置不同型號鉆頭，即可用于軟土層、淤泥層、砂土層、卵礫石層、回填土石層及巖溶發(fā)育等不良地質(zhì)，不受地域及地質(zhì)限制；采用旋挖鉆護筒跟進(jìn)工藝施工更加經(jīng)濟、合理、安全、可靠。

2.4采用干作業(yè)成孔，節(jié)地環(huán)保。避免了傳統(tǒng)施工工藝（泥漿池造漿）對環(huán)境產(chǎn)生的污染。

2.5采用全護筒跟進(jìn)干作業(yè)成孔孔底殘渣量小，無需孔底清渣，澆筑時可不考慮樁頂預(yù)留鑿除浮漿部分高度，比傳統(tǒng)工藝節(jié)省混凝土。

3.適用范圍

本工法適用于工期緊，環(huán)保要求高，氣候條件惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜（軟土層、淤泥層、砂土層、卵礫石層、回填土石較深及巖溶發(fā)育等不良地質(zhì)），采用傳統(tǒng)工藝施工無法成孔的地質(zhì)。

4.工藝原理

XR360全護筒跟進(jìn)旋挖鉆機是一種在普通旋挖鉆機工作原理基礎(chǔ)上改進(jìn)的設(shè)備，他是通過在鉆桿末端安裝旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，并通過連接特制的鋼護筒（壁厚50mm，3-4m/節(jié)，采用高強螺栓逐節(jié)連接安裝）正反向旋轉(zhuǎn)下壓至設(shè)計樁底高程，同時利用導(dǎo)向伸縮鉆桿及配套鉆頭取出孔內(nèi)鉆渣，邊下護筒邊鉆進(jìn)的專業(yè)成孔設(shè)備。全護筒跟進(jìn)工藝可有效保證成孔率及樁身質(zhì)量，通過專業(yè)拔筒器取出鋼護筒后，進(jìn)行下一根樁基的施工。

該設(shè)備可廣泛用于橋梁工程及高層建筑等樁基礎(chǔ)施工。配合不同鉆具，適應(yīng)于各種地質(zhì)條件的干成孔作業(yè)。該鉆機具有功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活、施工效率高及多功能等特點。

因本工程地基層均為回填塊石夾砂土，結(jié)構(gòu)較為松散，且孔隙率較大。為防止鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)大面積孔內(nèi)塌方夾鉆現(xiàn)象和防止樁身砼澆筑時因混凝土中水泥漿滲入回填層塊石縫隙，而產(chǎn)生樁身質(zhì)量缺陷。故采用旋挖鉆配合全護筒跟進(jìn)的施工工藝進(jìn)行施工。

5.施工工藝流程及操作要點

5.1施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖5.1

5.1施工工藝流程圖

5.2.5鉆孔前首先調(diào)整鉆機的平穩(wěn)及垂直，然后再校正護筒垂直度。護筒采用水平靠尺在護筒外壁兩個方向進(jìn)行調(diào)整，待垂直度滿足規(guī)范要求后，利用驅(qū)動器的扭矩正反旋轉(zhuǎn)并下壓，使首節(jié)刀頭鋼護筒利用旋轉(zhuǎn)切入土體或巖層，然后利用旋挖機的導(dǎo)向伸縮鉆桿及鉆頭從護筒內(nèi)取土、提升、棄渣。當(dāng)遇普通土層時采用截齒鉆頭進(jìn)行取土，如遇巖層時則采用筒式鉆頭將其巖體進(jìn)行切割及破碎，再使用截齒鉆頭將破碎的巖石裝入鉆頭內(nèi)，由鉆機提升裝置提出孔外。一邊鉆進(jìn)鋼護筒、一邊取土，當(dāng)上一節(jié)護筒頂面鉆至地面500mm-1000mm高時停鉆連接安裝下一節(jié)鋼護筒。這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地鉆進(jìn)、取土、卸土、安裝鋼護筒，直至鉆至設(shè)計深度。鉆孔時孔內(nèi)提出的鉆渣，采用裝載機及挖掘機裝車運至棄土場。

5.2.6當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，應(yīng)及時通知監(jiān)理單位及地勘單位進(jìn)行驗收，驗收合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。由于鉆孔時孔壁全部被鋼護筒防護，不存在側(cè)壁土方脫落及垮塌，所以采用全護筒跟進(jìn)干作業(yè)成孔，孔底不會產(chǎn)生沉渣，即不用清孔。

5.2.7鋼筋籠在鋼筋加工場地制作完成后轉(zhuǎn)運至孔口處，采用25t汽車吊進(jìn)行安裝。起吊點在鋼筋籠加勁筋與主筋連接處，每節(jié)鋼筋籠設(shè)置3個起吊點，以保證鋼筋籠在起吊時不變形。吊放鋼筋籠入孔時應(yīng)對準(zhǔn)孔位，保持垂直，輕放、慢放入孔，不得左右旋轉(zhuǎn)。若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁強制下落。鋼筋籠均采用幫條焊在孔口進(jìn)行連接，接頭位置滿足規(guī)范要求。鋼筋籠下入前應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求在鋼筋籠內(nèi)安裝聲測預(yù)埋管（Φ50焊接鋼管），預(yù)埋管應(yīng)與鋼筋籠主筋綁扎牢固，預(yù)埋管的頂部及底部應(yīng)封堵嚴(yán)密，并與鋼筋籠底標(biāo)高相同，預(yù)埋管的頂面應(yīng)高出樁頂200mm以上。

5.2.8由于樁身較長，為確保樁混凝土質(zhì)量，施工時采用導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土灌注。導(dǎo)管安裝時應(yīng)將橡膠圈安裝嚴(yán)密，確保密封良好。導(dǎo)管安放過程中應(yīng)保持其位置居中，軸線順直，平穩(wěn)沉落，防止刮掛鋼筋籠，導(dǎo)管底部距孔底高度應(yīng)以300～500mm為宜。

5.2.9混凝土灌注：為使干孔作業(yè)混凝土灌注過程中能夠滿足自密要求，混凝土中相應(yīng)摻加減水劑、膨脹劑、引氣劑等，以確?；炷恋牧髯冃约翱伤苄?。施工過程中應(yīng)連續(xù)灌注，嚴(yán)禁途中停止。并適時提升及逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深（4-6m）。

5.2.9混凝土灌注完成后采用專用拔筒器拔出護筒，因護筒壁厚為50mm，拔出鋼護筒過程中樁身混凝土由于自重擠壓將會產(chǎn)生混凝土沉落現(xiàn)象，所以拔護筒前要充分計算好樁充盈系數(shù)及樁頂預(yù)留的高度。護筒拔出后由汽車吊倒至下一根樁進(jìn)行施工。

7質(zhì)量控制

7.2施工質(zhì)量保證措施

１、建立以項目負(fù)責(zé)人為第一責(zé)任人的質(zhì)量保證體系，由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制定項目質(zhì)量技術(shù)管理制度及相關(guān)技術(shù)措施，做到誰主管誰負(fù)責(zé)，落實崗位責(zé)任制；

2﹑認(rèn)真編制施工方案，特別是對旋挖鉆全護筒跟進(jìn)干作業(yè)成孔這種新工藝及新技術(shù)、新設(shè)備的施工工藝更要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行編制。

組織設(shè)計交底及圖紙會審，設(shè)計交底與圖紙會審可同時進(jìn)行，以設(shè)計交底為主，完善施工的交底制度，施工前逐層落實交底并完善相關(guān)手續(xù)。嚴(yán)格執(zhí)行施工過程中的“三檢制”，注重過程控制。

嚴(yán)格按照設(shè)計施工圖，現(xiàn)行施工質(zhì)量驗收規(guī)范和技術(shù)規(guī)程和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織施工和驗收。

嚴(yán)格執(zhí)行國家執(zhí)業(yè)資格制度，特種作業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格，具有從業(yè)資格后持證上崗。所有設(shè)備操作人員及特種作業(yè)人員特證上崗作業(yè)。

認(rèn)真研究工程地質(zhì)勘察報告、樁位平面布置圖及樁基結(jié)構(gòu)施工圖，在充分理解設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，對影響灌注樁工程質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測分析。

收集及了解建筑場地和鄰近區(qū)域的地下管線、地下構(gòu)筑物、地上建構(gòu)筑物的調(diào)查資料，確保周邊不受影響。

、測量放線的質(zhì)量控制

a）測量儀器必須經(jīng)檢驗合格后方可使用；

b）測量人員必須經(jīng)過培訓(xùn)且考試合格方可持證上崗；

c）測量儀器及測量人員進(jìn)場后，必須以書面形式上報監(jiān)理公司，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后進(jìn)行測量工作；

d）機械鉆孔樁位放點時，一定要做好測量放線記錄，復(fù)核無誤后應(yīng)進(jìn)行妥善保護，然后報請現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收簽字確認(rèn)進(jìn)行下道工序施工。

9、鉆孔樁土石方鉆孔質(zhì)量控制

a）施工中嚴(yán)格控制機械鉆孔樁的成孔工序和質(zhì)量，包括孔位、孔徑、孔深、垂直度等，鉆桿的垂直度，開孔前先檢查鉆機的穩(wěn)定情況。鉆桿的垂直度偏差控制在0.2%以內(nèi)，鉆頭對孔位應(yīng)正確。樁位允許誤差（D/6，且不大于100mm）。

b）樁徑質(zhì)量檢查與控制應(yīng)根據(jù)鉆機性能、地質(zhì)情況，合理正確地選擇鉆頭形式和直徑，選擇鉆頭形式和直徑既要考慮成孔直徑滿足設(shè)計要求，又要不造成浪費。

c）孔深質(zhì)量檢查與控制采用50m繩尺或鋼尺進(jìn)行丈量，并與鉆進(jìn)記錄相結(jié)合檢查，鉆孔深度必須滿足設(shè)計要求，終孔后及時通知地勘單位進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)。

d）終孔時必須進(jìn)行終孔驗收，終孔的確定主要參照三個因素，即設(shè)計深度、孔底巖樣及入巖深度，滿足上述三要素后報請監(jiān)理工程師檢查孔深、孔徑、沉渣厚度（摩擦樁沉渣厚度≤150㎜；端承樁沉渣厚≤50㎜），并簽字驗收。

7.3、鋼筋籠的制作安裝質(zhì)量控制

（1）鋼筋籠的制作質(zhì)量控制

a）機械鉆孔樁鋼筋籠的原材料控制：鋼筋籠加工前首先檢查原材料的材質(zhì)證明書、出廠合格證，按規(guī)范要求抽取試件送檢，檢驗合格后才能用于鉆孔灌注樁鋼筋籠制作。

b）制作鉆孔灌注樁鋼筋籠鋼筋的規(guī)格、型號、直徑、數(shù)量必須符合設(shè)計要求。

c）鋼筋接長時，搭接長度必須符合設(shè)計要求，接頭的位置應(yīng)相互錯開，同一連接區(qū)段的接頭百分率應(yīng)符合規(guī)范要求，采用焊接接頭時，焊工必須經(jīng)培訓(xùn)考試合格，持焊工合格證方能進(jìn)行鋼筋焊接作業(yè)，正式施焊前，先做試件送檢，試件檢驗合格后才能正式施焊。

d）鋼筋籠加工完成后，必須實行“三檢制”，經(jīng)檢驗合格后編號依程序堆放。

7.4、鋼筋籠安裝的質(zhì)量控制

a）按照施工圖對應(yīng)鉆孔位置，選擇符合設(shè)計要求的鋼筋籠進(jìn)行安裝；

b）鋼筋籠安裝前，應(yīng)對照施工圖檢查鋼筋中鋼筋的規(guī)格、型號、直徑、數(shù)量是否合乎設(shè)計要求，經(jīng)查無誤后進(jìn)行鋼筋籠安裝；

c）多節(jié)鋼筋籠接長采用焊接接頭時，接頭的位置應(yīng)相互錯開，同一連接區(qū)段的接頭百分率應(yīng)符合規(guī)范要求，采用焊接接頭時，焊縫的寬度和高度必須符合規(guī)范規(guī)定；

d）鋼筋籠的鋼筋保護層采用預(yù)制混凝土塊控制，保護層混凝土預(yù)制塊采用樁芯混凝土同強度等級的水泥砂漿制作，保護層墊塊的數(shù)量每平方米不少于四個，沿鋼筋籠均勻布設(shè)。

e）鋼筋籠安裝過程中，應(yīng)采取措施保證鋼筋籠順直。鋼筋籠下至樁孔底部的位置應(yīng)滿足設(shè)計要求，鋼筋籠安裝完成經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗收后才能進(jìn)行混凝土灌注。

8.安全措施

8.1執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

本工法施工安全主要執(zhí)行《大型起重機械安全管理規(guī)定[1992]》、《建筑施工特種作業(yè)人員管理規(guī)定[2008]》、《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-2011）》等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定。

8.2管理措施

1、成立以項目經(jīng)理為安全第一責(zé)任人，以安全員為具體負(fù)責(zé)人，以施工員為具體落實人的安全保證體系，確保施工過程中不出安全事故。

2、鉆孔工程樁施工參照執(zhí)行我國鉆孔灌注樁施工有關(guān)安全規(guī)定、套管鉆機有關(guān)安全操作和安全防護規(guī)定、其它輔助配套設(shè)備設(shè)施及輔助工作均應(yīng)執(zhí)行其相應(yīng)國家現(xiàn)行的有關(guān)安全規(guī)定。

3、專職安全員在施工前應(yīng)逐級進(jìn)行安全作業(yè)技術(shù)交底,所有特種作業(yè)人員必須通過考試合格后方可上崗,施工時專職安全員必須對現(xiàn)場進(jìn)行巡視檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時書面通知整改。

4、所有上崗人員應(yīng)佩帶上崗卡,施工人員著裝統(tǒng)一。特殊作業(yè)人員證件齊全有效。

5、樹立“安全第一，預(yù)防為主”的指導(dǎo)思想，使安全意識深入到每個員工心中，全員動員做好安全文明工作。

6、施工作業(yè)人員必須遵守有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī)和施工現(xiàn)場安全技術(shù)規(guī)范，并能有效采取維護安全、防范事故、預(yù)防火災(zāi)等措施。

7、進(jìn)入現(xiàn)場人員必須戴安全帽，防止高處墜物打擊。懸空作業(yè)必須系安全帶，現(xiàn)場作業(yè)按規(guī)定穿戴相應(yīng)的防護用品、用具。非作業(yè)人員不得進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)。所有人員必須經(jīng)項目安全教育且考試合格后方可準(zhǔn)許進(jìn)場施工作業(yè)。

8、現(xiàn)場施工用電應(yīng)按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ59-99）執(zhí)行，用電線路架設(shè)應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定?，F(xiàn)場所有的常用電氣設(shè)備，必須按國標(biāo)GB50194—93用電安全規(guī)范進(jìn)行施工