全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法

/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.前言為滿意工程建設(shè)的須要，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納，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)國家的鉆孔灌注樁施工中是禁止運用泥漿護(hù)壁的，同時在松散砂層、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)狀況下，進(jìn)行泥漿護(hù)壁難以保證孔壁穩(wěn)定，這種狀況下就須要運用全護(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)計單位進(jìn)行創(chuàng)新，取得了“全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工技術(shù)”這一國內(nèi)先進(jìn)的新成果，同時形成了全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法。2.工法特點2.1全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工不采納膨潤土或化學(xué)泥漿護(hù)壁，對地下水沒有污染，施工現(xiàn)場整齊，不影響四周居民及企業(yè)的正常工作和生活，滿意高環(huán)保要求。2.2在傳統(tǒng)鉆孔灌注樁因地層、環(huán)保緣由無法成孔的狀況下，保證樁基工程施工的順當(dāng)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，不須要配置泥漿，沒有護(hù)壁泥皮對承載力的影響，承載力牢靠，樁體質(zhì)量滿意規(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，為整體工程的順當(dāng)施工打下良好的基礎(chǔ)。3.適用范圍3.1適用于直徑為600mm~2500mm的鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁長度不宜大于40m的樁基工程。3.2適用于地下水位較高，易塌孔，運用一般泥漿及化學(xué)泥漿無法成孔的地層（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、振動設(shè)備使鋼護(hù)筒克服各土層間和護(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放線定位鉆機(jī)就位放線定位鉆機(jī)就位鉆機(jī)引孔振動錘下護(hù)筒鋼筋籠安裝灌注混凝土鋼筋籠制作振動錘拔出護(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5.2.1放線定位按樁位設(shè)計圖紙要求，測設(shè)樁位并做好標(biāo)記，以樁位為中心用白灰畫一個半徑45cm的圓，對樁位復(fù)核無誤后方可開孔。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，無法鉆穿的障礙物應(yīng)采納挖掘機(jī)挖出，防止對護(hù)筒的卷邊損壞；5.2.3.2引孔部位可以使護(hù)筒精確定位，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)筒順當(dāng)入孔，削減了護(hù)筒下放的摩擦力，保證護(hù)筒入孔的穩(wěn)定性，削減護(hù)筒插入時間，保證護(hù)筒順當(dāng)插入。5.2.4振動錘下護(hù)筒本工程依據(jù)灌注樁孔深及地質(zhì)狀況，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振動錘設(shè)備宜春東站振動錘采納360挖機(jī)加裝液壓振動錘設(shè)備而成，運用履帶行走便利，地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。該振動錘下放和起拔護(hù)筒速度快，在成孔時可用干式成孔法或自然水降低造漿成本。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)筒的特別要求(1）鋼護(hù)筒宜采納10mm或12mm的螺旋管制作。采納10mm壁厚以下的鋼護(hù)筒，在施工過程中簡單造成卷邊，凹凸，導(dǎo)致鋼護(hù)筒的周轉(zhuǎn)次數(shù)下降，成本增加；采納12mm壁厚以上的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒重量大大增加，造成施工不便，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)筒順當(dāng)下放到位。(3）護(hù)筒和護(hù)筒之間采納剛毅度的螺栓螺母進(jìn)行連接。假如采納焊接，焊接時間較長，影響施工進(jìn)度。(4）振動錘加緊護(hù)筒，鎖定裝置鎖定后方可起吊護(hù)筒，保證運用平安可控。(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)緯儀或者鉛垂隨時調(diào)整護(hù)筒垂直度，保證入孔順直。(6）靠自重護(hù)筒無法下沉?xí)r，開啟振動錘加壓下沉，如遇阻力無法下沉，應(yīng)查明緣由后接著操作，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)筒過程中泥土進(jìn)入樁體，造成樁體夾泥。插拔護(hù)筒過程見下圖。(7）應(yīng)依據(jù)振動錘功率大小及護(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)采納≥10mm的優(yōu)質(zhì)鋼板制作。宜春東站初期施工過程中，采納壁厚8mm的鋼護(hù)筒，施工過程中護(hù)筒卷邊、彎折變形嚴(yán)峻，損耗率較高，降低鋼護(hù)筒周轉(zhuǎn)運用次數(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，鉆頭直徑采納780mm，施鉆至設(shè)計樁底標(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)計要求后，剛好進(jìn)行混凝土灌注，混凝土采納汽車泵結(jié)合水下灌注混凝土施工工藝進(jìn)行灌注。5.2.7振動錘拔除護(hù)筒混凝土灌注滿意要求后，振動錘設(shè)備重新就位，將護(hù)筒拔出樁孔，護(hù)筒循環(huán)運用。拔護(hù)筒限制要點：5.2.7.1拔除護(hù)筒過程中，振動錘應(yīng)勻速操作，防止提拔速度過快，導(dǎo)致混凝土密實度下降，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)筒垂直度改變造成樁體局部夾泥。5.2.7.3為保證樁頭質(zhì)量，混凝土應(yīng)超灌1500mm。護(hù)筒拔至最終一節(jié)時，應(yīng)檢查護(hù)筒內(nèi)混凝土標(biāo)高，假如混凝土樁頂標(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.材料和設(shè)備6.1本工法運用鋼護(hù)筒：每節(jié)長12m，厚10mm。表6.2.1施工機(jī)械及配套設(shè)備序號名稱型號單位數(shù)量備注1旋挖鉆機(jī)ZR280C臺22砼泵車SY5271THB臺13柴油振動錘自制臺1可插拔12m護(hù)筒4電焊機(jī)BX1-300-3臺45切割機(jī)300mm臺16履帶吊QUY50A臺17全站儀GTS-330N臺18水準(zhǔn)儀DS3臺19鋼筋彎曲機(jī)GW40臺17.質(zhì)量限制7.1工程質(zhì)量限制標(biāo)準(zhǔn)全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工質(zhì)量限制應(yīng)執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(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)計規(guī)范》GB50007-2011。7.2質(zhì)量限制措施7.2.1留意事項7.2.1.1開工前應(yīng)當(dāng)細(xì)致探討圖紙，勘察施工場地，合理進(jìn)行施工平面布置，提前確定鉆機(jī)行走路途。7.2.1.2開工前施工場地要平整到位，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)筒每次運用完畢后應(yīng)剛好進(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施工過程中時，鉆孔產(chǎn)生的鉆渣宜剛好清運，防止干擾相鄰樁的施工作業(yè)。進(jìn)行棄土清運施工時應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，做好成品愛護(hù)以及已測放樁位的愛護(hù)，并做好復(fù)核工作。7.2.2技術(shù)措施7.2.2.1樁位偏差限制措施：開孔前對樁位進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無誤后方可開孔。7.2.2.2垂直度偏差限制措施：開工前應(yīng)運用經(jīng)緯儀、全站儀對進(jìn)場設(shè)備鉆桿垂直度進(jìn)行校核，滿意規(guī)范要求后方可運用。在插拔護(hù)筒過程中，運用經(jīng)緯儀、全站儀或者鉛錘限制護(hù)筒垂直度。7.2.2.3鋼筋籠居中措施：從樁頭向下20cm位置沿鋼筋籠長度間距4米在相鄰主筋之間安裝用作愛護(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，每斷面勻稱設(shè)置4個預(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)專人和混凝土拌和站調(diào)度室聯(lián)系，保證混凝土的供應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場狀況剛好拌制發(fā)送。防止混凝土灌注時間過長，導(dǎo)致護(hù)筒無法拔出。7.2.3.2保證施工機(jī)械正常運轉(zhuǎn)，全部施工機(jī)械每天定時檢修，易耗易損配件要有儲備，出現(xiàn)損壞能剛好更換。高溫天氣混凝土輸送泵管用草袋包袱灑水降溫，防止堵管。7.2.3.3保證施工水電滿意施工需求，現(xiàn)場配備發(fā)電機(jī)一臺，臨時停電時能保證機(jī)械正常運轉(zhuǎn)。7.2.3.4保證現(xiàn)場道路的暢通，基坑外臨時道路硬化，進(jìn)入基坑留置坡道，坡道及樓座場平內(nèi)依據(jù)地質(zhì)條件鋪設(shè)碎石磚渣或鋼板枕木。8.平安措施8.1全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工必需嚴(yán)格遵守《建筑安裝工人平安技術(shù)操作規(guī)程》和機(jī)械施工技術(shù)平安規(guī)則的規(guī)定執(zhí)行.8.2依據(jù)中鐵十二局平安保障體系要求建立保障體系，設(shè)置平安員，負(fù)責(zé)現(xiàn)場平安施工，施工前對施工人員進(jìn)行平安交底，施工中應(yīng)進(jìn)行每天一次的例行平安檢查。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)平安教化，嚴(yán)格工藝流程和操作規(guī)程。8.4施工人員進(jìn)入現(xiàn)場必需佩戴平安帽，登高作業(yè)必需穿防滑鞋，系平安帶，嚴(yán)禁酒后上崗作業(yè)。8.5對設(shè)備進(jìn)行定期檢查、修理、嚴(yán)禁機(jī)械帶病作業(yè)，鉆機(jī)、砼攪拌機(jī)必需由專職機(jī)手嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。8.6施工完畢的空樁孔位，待砼初凝后要剛好填至施工地面。8.7樁機(jī)移動要有專人指揮，樁機(jī)司機(jī)和泵車司機(jī)要有牢靠的聯(lián)絡(luò)信號。8.8常常性檢查提升系統(tǒng)鋼繩有無損傷，滑輪是否敏捷。8.9施工現(xiàn)場必需平整、堅實，斜度不得大于2度，對于懦弱地基，應(yīng)用爐渣或磚渣等鋪墊壓實。9.環(huán)保措施必需嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境愛護(hù)相關(guān)法律規(guī)定，加強(qiáng)該工法運用機(jī)械的修理保養(yǎng)，防止機(jī)械廢棄油污污染土壤及地下水。該施工工法施工過程中會產(chǎn)生廢棄渣土，不得隨意處理，應(yīng)當(dāng)向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門提出申請，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)境效益不須要運用泥漿護(hù)壁，沒有泥漿污染，不污染地下水，施工現(xiàn)場整齊文明，很適合于在市區(qū)內(nèi)施工；噪聲較小，基本無噪聲污染。10.3經(jīng)濟(jì)效益孔壁規(guī)則，沒有塌孔、擴(kuò)徑現(xiàn)象，沒有混凝土奢侈，不存在造漿費用，可以有效的限制成本。10.4工期效益提高了成樁的勝利率，不須要依據(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)用實例新建杭長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，清萍馬路南側(cè)，西鄰