長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工法

1、長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工工法中鐵二局股份有限公司城通公司1 .前言在城市修建地鐵，不可避免地要施工鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)或抗拔樁、承重樁等，傳統(tǒng)上使用回旋鉆、旋挖鉆施工中不可避免產(chǎn)生坍孔、縮徑、沉渣過(guò)厚等質(zhì)量問題，且過(guò)程中需要大量泥漿護(hù)壁，需要泥漿制作、循環(huán)、棄置場(chǎng)地，在城市修建地鐵往往沒有場(chǎng)地供上述工序使用。若在地鐵施工過(guò)程中采用長(zhǎng)螺旋工法施工鉆孔灌注樁，除能縮短施工工期、提高功效、保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量外，且能避免因鉆孔樁施工對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生污染、沉降等不良影響。本工法具有動(dòng)力足、鉆進(jìn)能力強(qiáng)、功效高、成樁質(zhì)量好、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地鐵鉆孔灌注樁施工領(lǐng)域。2 . 工法特點(diǎn)2.1 成樁質(zhì)

2、量好：由于混凝土是從鉆桿中心壓入孔中，混凝土具有密實(shí)、無(wú)斷樁、無(wú)縮頸等特點(diǎn)，并對(duì)樁孔周圍土有滲透、擠密作用。2.2 施工環(huán)境要求?。河捎跍p少了泥漿制作、循環(huán)、 棄置等環(huán)節(jié)，具有成樁快、施工環(huán)境污染小等特點(diǎn)，能滿足城市地下施工的高環(huán)保要求。3 . 適用范圍適應(yīng)于粘土、粉土、素填土、軟土、流沙層、砂卵石層（粒徑范圍在010cm ）地層，樁徑范圍 4001000mm ,樁長(zhǎng)0 30m ,以及施工環(huán)境保護(hù)要求高的市政工程施工。4 . 工藝原理利用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，在提鉆的同時(shí)利用混凝土泵通過(guò)鉆桿中 心通道，以一定壓力將混凝土壓至樁孔中，同時(shí)根據(jù)灌注速度反轉(zhuǎn)提升鉆桿，混 凝土灌注到設(shè)定標(biāo)高后，

3、再借助鋼筋籠自重或?qū)Ｓ谜駝?dòng)設(shè)備將鋼筋籠插入混凝土 中至設(shè)計(jì)標(biāo)高，形成的鋼筋混凝土灌注樁。5 .施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程施工準(zhǔn)備“測(cè)量放線”鉆機(jī)就位“鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度“泵送壓灌混凝土成樁“均勻提鉆至樁頂“后插鋼筋籠“鉆機(jī)移位。鉆機(jī)就混凝土制備鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度混凝土制備工藝流程圖5.2 操作要點(diǎn)場(chǎng)地平整及測(cè)量放線對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整后進(jìn)行測(cè)量放線，測(cè)出場(chǎng)地內(nèi)地面標(biāo)高，以確定樁頂埋深，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)邊線關(guān)系，測(cè)放轉(zhuǎn)角起始及結(jié)束樁位及相關(guān)控制點(diǎn)，并仔細(xì)復(fù)核，考慮到施工開挖可能破壞測(cè)量點(diǎn)，故在放樣過(guò)程中必要時(shí)制作護(hù)樁。鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，首

4、次鉆孔前用全站儀進(jìn)行樁機(jī)垂直度校正，再移機(jī)使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，垂直度偏差00.3%H ,以確保樁身垂直度容許偏差在允許范圍內(nèi)。鉆進(jìn)成孔鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)速度先慢后快，地表以下3m 鉆進(jìn)速度不宜大于1m/min ，鉆進(jìn) 3m 后鉆進(jìn)速度提升至2m/min 直至鉆進(jìn)施工完成，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，則放慢進(jìn)尺，以避免造成樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)預(yù)定標(biāo)高時(shí)，在動(dòng)力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時(shí)控制孔深的依據(jù)。當(dāng)動(dòng)力頭

5、底面達(dá)到標(biāo)記處樁長(zhǎng)即滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，作相應(yīng)增減。根據(jù)不同位置及類型的樁制定樁信息表格，計(jì)算出每根樁的類型、深度及位置等信息，方便施工現(xiàn)場(chǎng)查閱。灌注及拔鉆成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送細(xì)石混凝土（配合比為：水泥 345kg ，摻合料 65kg ，水 190kg ，砂 760kg ，碎石 1030kg ，碎石粒徑為5-15mm ，外加劑10kg ）,混凝土泵理論輸送量為 80m 3/h ,出口壓力為13MPa 。當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提拔速度按90cm110cm /分鐘之間進(jìn)行控制，成樁過(guò)程宜連續(xù)同步進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺(tái)供料慢而

6、導(dǎo)致停機(jī)待 料。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量，樁頂標(biāo)高宜高于設(shè)計(jì)標(biāo)高 50cm o后插鋼筋籠將地面上加工好的鋼筋籠， 采用汽車吊一次起吊，在鋼筋籠中插入2T離心式振動(dòng)器連接壁厚16mm、外徑159mm、長(zhǎng)度比鋼筋籠總長(zhǎng)長(zhǎng) 2m的厚壁鋼管的 振動(dòng)桿，啟動(dòng)振動(dòng)器，振動(dòng)桿連同整幅鋼筋籠一次連續(xù)的插入混凝土素樁內(nèi)，插 入速度才S制在6m/min左右，在插入過(guò)程中嚴(yán)格檢查控制鋼筋籠的垂直度，鋼筋 籠全部插入到位后，檢查孔口鋼筋籠頂部標(biāo)高，滿足要求后進(jìn)行下一步工作。鉆機(jī)移位當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工，一般采取跳樁施 工。施工時(shí)由于長(zhǎng)螺旋樁的出土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，

7、有時(shí)還會(huì)因鉆機(jī) 支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)。因此，下一根樁施工時(shí)，還 應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核校準(zhǔn)，保證樁位準(zhǔn)確。5.3 勞動(dòng)力組織（見表5.3）。表5.3勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)類別人數(shù)負(fù)責(zé)內(nèi)容1鉆工作業(yè)班長(zhǎng)2班組生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量、安全2鉆工6灌注樁施工3螺旋樁施工班4班組生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量、序號(hào)類別人數(shù)負(fù)責(zé)內(nèi)容長(zhǎng)安全4混凝土工6混凝土施工5電焊工9鋼筋籠制作、安裝6普工6場(chǎng)地保潔7電工1電器設(shè)備維修6 .材料與設(shè)備本工法除澆筑硅需采用細(xì)石混凝土外其它無(wú)需特別說(shuō)明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6 o表6.1機(jī)械設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量用途1長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)CFG-3

8、2臺(tái)1鉆進(jìn)及灌 注2混凝土泵HBT80臺(tái)1泵送硅3挖機(jī)PC60臺(tái)1清理土方4全站儀徒卡1202臺(tái)1放線5水準(zhǔn)儀DSZ3臺(tái)1抄標(biāo)高6吊車QY25A臺(tái)1鋼筋籠下 放6電焊機(jī)/臺(tái)4鋼筋籠制 作表6.2鉆機(jī)性能參數(shù)表機(jī)械名 稱電機(jī)功率(kw )回轉(zhuǎn)速度(r/min )回轉(zhuǎn)扭矩(N.m )鉆進(jìn)下 壓力 (N)鉆進(jìn)速度(m/min )灌注硅提鉆 速度(m/min )長(zhǎng)螺旋 鉆機(jī)CFG-323081340028001-20.9-1.17.質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表7.1.1成樁允許偏差序號(hào)內(nèi)容允許偏差或允許值檢查方法1鋼筋籠主 筋間距±10mm用鋼尺量2鋼筋長(zhǎng)度±50mm用鋼尺量

9、3樁位支護(hù)樁延基坑側(cè)壁方向100mm ,垂直基坑側(cè)壁方向150mm ; 工程樁滿足 GB50202 表5.1.4中干成孔灌注樁要求用鋼尺和 全站儀量 測(cè)4孔深0, +300mm測(cè)鉆桿5鋼筋籠箍 筋間距±20mm用鋼尺量6鋼筋籠直 徑±10mm用鋼尺量7鋼筋籠安 裝深度±100mm用鋼尺量8樁徑0, +50mm用鋼尺量9垂直度不大于0.3%H用全站儀/鉆機(jī)水 平尺10樁頂標(biāo)高+30mm , -20mm用水準(zhǔn)儀 測(cè)量11保護(hù)層厚 度±20mm用鋼尺量12混凝土坍 落度180 220mm用坍落度 儀量測(cè)13混凝土充 盈系數(shù)1.0 1.3檢查每根 樁的實(shí)灌 量7

10、.2 質(zhì)量保證措施7.2.1 防止導(dǎo)管堵塞的措施由于混凝土配比或塌落度不符合要求、導(dǎo)管過(guò)于彎折或者前后臺(tái)配合不夠緊密?？刂拼胧海?1 ）保證骨料的粒徑、混凝土的配比和塌落度符合要求。（ 2）灌注管路避免過(guò)大變徑和彎折，每次拆卸導(dǎo)管都必須清洗干凈。（ 3）加強(qiáng)施工管理，保證前后臺(tái)配合緊密，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。7.2.2 防止偏樁的措施一般有樁平移偏差和垂直度超標(biāo)偏差兩種。多由于場(chǎng)地原因，樁機(jī)對(duì)位不仔細(xì)使鉆孔對(duì)鉆桿跑偏等原因造成?？刂拼胧海?1 ）施工前清除地下障礙，平整壓實(shí)場(chǎng)地以防鉆機(jī)偏斜；（ 2）放樁位時(shí)認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格控制誤差。（ 3）樁機(jī)的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進(jìn)過(guò)程中注意檢查復(fù)核。

11、7.2.3 防止產(chǎn)生斷樁、夾層的措施由于提鉆太快泵送砼跟不上提鉆速度或者是相鄰樁太近串孔造成?？刂拼胧海?1 ）保持砼灌注的連續(xù)性，可以采取加大砼泵量，配備儲(chǔ)料罐等措施。（ 2）嚴(yán)格控制提速，確保中心鉆桿內(nèi)有0.1 m 3以上的混凝土，如灌注過(guò)程中因意外原因造成灌注停滯時(shí)間大于混凝土的初凝時(shí)間時(shí)，應(yīng)重新成孔灌樁。7.2.4 防止樁身砼強(qiáng)度不足的措施壓灌樁受泵送混凝土和后插鋼筋的技術(shù)要求，塌落度一般不小于18-22cm因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰，這樣砼前期強(qiáng)度低，加上采用細(xì)石混凝土，如果不注意對(duì)用水量的控制容易造成砼強(qiáng)度低?？刂拼胧海?1 ）合理選擇外加劑。盡量用早強(qiáng)型減水劑代替普

12、通泵送劑。（ 2）粉煤灰的選用要經(jīng)過(guò)配比試驗(yàn)以確定摻量，粉煤灰至少應(yīng)選用II 級(jí)灰。7.2.5 防止樁身砼收縮的措施樁身回縮是普遍現(xiàn)象，一般通過(guò)外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數(shù) >1 ?？刂拼胧海?1 ）樁頂至少超灌0.5m ，并防止孔口土混入。（ 2）選擇減水效果好的減水劑。7.2.6 防止樁頭發(fā)生質(zhì)量問題的措施多為夾泥、氣泡、砼不足、浮漿太厚等，一般是由于操作控制不當(dāng)造成?？刂拼胧海?1 ）及時(shí)清除或外運(yùn)樁口出土，防止下籠時(shí)混入砼中。（ 2）保持鉆桿頂端氣閥開啟自如，防止砼中積氣造成樁頂砼含氣泡。（ 3）樁頂浮漿多因孔內(nèi)出水或砼離析造成，應(yīng)超灌排除浮漿后才終孔成樁。（ 4

13、）按規(guī)定要求進(jìn)行振搗，并保證振搗質(zhì)量。7.2.7 防止鋼筋籠下沉的措施鋼筋籠下沉一般隨砼收縮而出現(xiàn)，有時(shí)由于樁頂鋼筋籠固定措施不當(dāng)造成?？刂拼胧海?1 ）避免砼收縮從而防止籠子下沉。（ 2）籠頂必須用鐵絲加支架固定，4 小時(shí)后才可以拆除。7.2.8 防止鋼筋籠無(wú)法沉入的措施多由于砼配合比不好或樁周土對(duì)樁身產(chǎn)生擠密作用?？刂拼胧海?1 ）改善混凝土配合比，保證粗骨料的級(jí)配和粒徑滿足要求。（ 2）選擇合適的外加劑，并保證砼灌注量達(dá)到要求。（ 3）確保鋼筋籠制作質(zhì)量達(dá)標(biāo)，并在籠身上加焊定位筋。（ 4）吊放鋼筋籠時(shí)保證垂直和對(duì)位準(zhǔn)確。（ 5）加強(qiáng)地泵及泵管的保養(yǎng)及維護(hù)，避免出現(xiàn)堵管現(xiàn)場(chǎng)，確?；炷?/p>

14、澆筑過(guò)程連續(xù)。7.2.9 防止鋼筋籠上浮的措施由于相鄰樁間距太近在施工時(shí)砼串孔或樁周土壤擠密作用造成前一支樁鋼筋籠上浮?？刂拼胧海?1 ）在相鄰樁間距太近時(shí)進(jìn)行跳打，保證砼不串孔，只要樁初凝后鋼筋籠一般不會(huì)再上浮。（ 2）控制好相鄰樁的施工時(shí)間間隔。8. 安全措施8.1 起重機(jī)械在使用和行走時(shí)，有良好的道路；吊機(jī)和其它設(shè)備組裝、鋼筋籠吊裝要有專職起重工負(fù)責(zé)指揮，起吊時(shí)必須檢查距尾部的回轉(zhuǎn)半徑外1000mm 內(nèi)無(wú)障礙物，起重機(jī)的穩(wěn)定性，制動(dòng)器的可靠性、吊點(diǎn)和鋼筋籠的牢固程度確認(rèn)可靠，應(yīng)先吊離地面2050cm ,檢查排除不安全因素后，方可起吊。8.2 電纜線路應(yīng)采用“三相五線”接線方式，電氣設(shè)備

15、和電氣線路必須絕緣良好，場(chǎng)內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進(jìn)行外，將其布置在專用電桿上。8.3 施工現(xiàn)場(chǎng)使用的手持照明燈使用36V 的安全電壓。8.4 不得指派無(wú)電工執(zhí)照人員進(jìn)行電氣設(shè)備的安裝、維修工作；非專業(yè)電氣工作人員，嚴(yán)禁亂動(dòng)電動(dòng)設(shè)備。專業(yè)電工人員必須認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)規(guī)程和規(guī)定，堅(jiān)持按電工執(zhí)照中批準(zhǔn)的工作范圍工作，自覺抵制任何方面的違章作業(yè)命令，必要時(shí)向安全部門報(bào)告；加強(qiáng)電氣防火工作，采取必要的電氣防火措施，配備電氣專用滅火劑等。9. 環(huán)保措施9.1 施工現(xiàn)場(chǎng)的用水、用電設(shè)施嚴(yán)格按規(guī)范和安全操作規(guī)程安裝和使用，臨時(shí)接用要提出申請(qǐng)，按批復(fù)實(shí)施，嚴(yán)禁隨意亂接水、接電，施工現(xiàn)場(chǎng)及

16、現(xiàn)場(chǎng)休息室嚴(yán)禁使用電爐、碘鎢燈等燒水、取暖。9.2 砼澆注期間，必須設(shè)專人負(fù)責(zé)在攪拌站和施工現(xiàn)場(chǎng)清理攪拌車的砼進(jìn)料口和砼溜槽，沒有清理干凈的車輛不能放行。砼運(yùn)輸車輛所經(jīng)過(guò)的道路、轉(zhuǎn)彎處、紅綠燈路口，廠區(qū)鐵路平交道口必須設(shè)專人清理。防止砼罐車砼的滴淌而污染道路。9.3 對(duì)職工進(jìn)行規(guī)范教育，從我做起，養(yǎng)成文明、衛(wèi)生習(xí)慣。成立文明施工小分隊(duì)，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)和周圍環(huán)境的清掃、檢查，確?，F(xiàn)場(chǎng)和周圍環(huán)境達(dá)到文明工地的要求。10. 效益分析10.1 本工法因螺旋鉆桿代替了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工所需護(hù)壁泥漿，因而避免了因泥漿制備、循環(huán)、棄置外運(yùn)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的污染，極大的降低了鉆孔灌注樁施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)因其

17、鉆進(jìn)速度及混凝土灌注速度較傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工工藝快，極大的節(jié)約了工期，減少了占用施工場(chǎng)地的時(shí)間，社會(huì)效益及環(huán)境效益明顯。10.2 本工法與其他鉆孔灌注樁的工法相比，由于場(chǎng)地易于布置、工程進(jìn)度快、干擾因素少、有利于文明施工、各種資源能較好地利用，能確保樁身質(zhì)量，避免了因樁身質(zhì)量不合格而產(chǎn)生施工補(bǔ)強(qiáng)樁的費(fèi)用，同時(shí)因其施工連續(xù)性好，成樁速度快，節(jié)約了大量工期，形成了較好的經(jīng)濟(jì)效益。11. 應(yīng)用實(shí)例昆明軌道交通首期工程土建IV標(biāo)行政中心站東側(cè)附屬結(jié)構(gòu)圍護(hù)樁11.1 工程概況該站位于規(guī)劃的駝峰路與彩云南路交叉路口處,車站沿南北向布置，附屬結(jié)構(gòu)共設(shè)置有4 個(gè)出入口、2 個(gè)風(fēng)道。東側(cè)附屬結(jié)構(gòu)鉆孔樁數(shù)量為3 號(hào)出入口及2 號(hào)風(fēng)道 161 根， 4 號(hào)出入口132 根， 1 號(hào)風(fēng)道 98 根，樁身最大長(zhǎng)度為19.4m 。3 號(hào)出入口及2 號(hào)風(fēng)道鉆孔樁平面布置圖4 號(hào)出入口鉆孔樁平面布置圖1 號(hào)風(fēng)道鉆孔樁平面布置圖附屬結(jié)構(gòu)地質(zhì)主要為粘土（2-2 ）,屬I類圍巖，穩(wěn)定性差。開挖深度約為1.5m11.2m。根據(jù)地質(zhì)資料顯示基坑開挖范圍內(nèi)的土層主要為填土、粉質(zhì)粘土、粘土。鉆孔樁進(jìn)入粉質(zhì)粘土、粘土，地基承載力特征取值fa=130kPa 以上。11.2 施工情況行政中心站東側(cè)附屬結(jié)構(gòu)投入C