機械旋挖成孔灌注樁施工工藝

機械旋挖成孔灌注樁施工工藝旋挖成孔是一種具有低噪音、低振動、扭矩大、成孔速度快、自帶動力、無泥漿循環(huán)等特點的施工方法，適用于對噪音、振動、泥漿污染要求嚴格的場地施工。除基巖、漂石等地層外，一般地層均可用旋挖方法成孔，成孔直徑一般為600～3000mm，一般最大孔深達76m。旋挖成孔多用于大型建（構）筑物（如大型立交橋、工業(yè)與民用建筑）基礎樁、抗浮樁及用于基坑支護的護坡樁等。在旋挖成孔施工中，預攪拌混凝土的坍落度一般要求為180～200mm，和易性及標號符合設計要求，常用標號為C20～C40。鋼筋品種和規(guī)格均符合設計要求，并有出廠合格證及復試合格報告。墊塊可以用1：3水泥砂漿埋22#火燒絲提前預制或用水泥砂漿做成輕式預制塊或采用塑料卡。火燒絲規(guī)格為18～22#，蓋板則用于蓋孔使用。鉆機耗材需要使用液壓油、齒輪油、潤滑油、柴油、鋼絲繩、斗齒、齒座、銷墊等符合要求的材料，泥漿制備材料也需要使用膨潤土、純堿、外加劑等符合要求的材料。在旋挖成孔施工中，一般采用進口或國產(chǎn)旋挖鉆機及與之相配套的各類鉆頭、泥漿泵、泥漿管、導管、電焊機、測繩等。目前國內常用旋挖鉆機主要有意大利R-208、R-312、R-412、R-516、R-618、R-622、R-725、R-825、R-930，德國BG-15、BG-18、BG-22、BG-25及日本的旋挖鉆機。旋挖鉆機常用鉆桿有傳動鍵伸縮式圓鉆桿和伸縮式方鉆桿，傳動鍵伸縮式圓鉆桿雙分為機鎖式、摩阻式和多鎖式。旋挖鉆機常用鉆斗有：底開式鉆斗、半合式鉆斗、銷定式鉆斗，其中底開式最為常見，分為普通單蓋和撈砂雙層底式。4斗齒：常用的斗齒分為楔形和彎角齒套兩種，切削角度在35o～55o之間。小切削角度適用于軟土層鉆進，而彎角齒套的切削角度為60o～70o，適用于硬土層鉆進。5導管：鋼導管應該采用厚壁絲扣連接，規(guī)格有200、250、300、350等，并且密封性良好。6測繩：測繩要求標準點牢固，繩體伸縮性低。四、作業(yè)條件（一）熟悉工程圖紙和工程地質資料，踏勘施工現(xiàn)場。檢查設計圖紙是否符合國家有關規(guī)范，圖紙表示是否明確無誤，掌握地表、地質、水文等勘察資料。場地應該平整，地耐力不少于100kPa，施工樁點5m以內應無空中障礙。（二）根據(jù)用量選擇合適的管道供水，并選擇合適的配電。（三）鉆頭、鉆桿以及鋼絲繩長度的選取，應根據(jù)地層條件不同選擇不同的鉆頭與鉆桿。一般機鎖式鉆桿適用于堅硬地層，而摩阻式鉆桿適于一般較軟地層。鋼絲繩長度可以按如下公式確定：鋼絲繩長度=孔深+機高+15～20m。（四）消耗材料的物資準備，包括：鉆機配套的潤滑油、液壓油、柴油、鋼絲繩、斗齒等各種零部件的購買或預訂；工藝要求上需要準備的膨潤土、純堿及各種泥漿外加劑、護筒、電焊機、各種管線、電纜線等。（五）現(xiàn)場布置與設備調試：設計總平面圖，并依據(jù)平面圖進行布置，搭建臨時設施，砌筑深層次池，泥漿池大小一般為鉆孔體積的1.5～2倍，高約1.5m。對鉆機和各種配套設施進行安裝調試，確保其安全可靠性及完好性。（六）清除障礙物：特別注意空中設施如高壓輸電線、電纜等。施工前要收集場地作業(yè)面地下的各種設施，包括電纜、管線、枯井、防空洞、地下管道、古墓、暗溝等，事先標識或拆除處理完畢。五、施工工藝（一）旋挖成樁灌注樁施工工藝流程圖如圖13.5.1所示。（二）鉆機安裝就位：要求地耐力不小于100kPa，履盤座落的位置應平整，坡度不大于3°，避免因場地不平整產(chǎn)生功率損失及傾斜位移，重心高還易引發(fā)安全事故。（三）拴樁：樁位置確定后，用兩根互相垂直的直線相交于樁點，并定出十字控制點，做好標識并妥加保護。（四）對準樁位：首先調整旋挖鉆機的桅桿，使之處于鉛垂狀態(tài)，讓鉆斗或螺旋鉆頭對正樁位。（五）護筒埋設：在確定十字控制樁位置后，可以使用鉆機進行開孔鉆進取土，直到達到設計深度后，進行護筒的埋設。護筒應該采用10毫米以上厚度的鋼板制作，其直徑應該大于孔徑200毫米左右，護筒的長度應該根據(jù)地層情況進行合理選擇。護筒的頂部應該高出地面200毫米左右，周圍用粘土填埋并夯實，護筒底部應該座落在穩(wěn)定的土層上，中心偏差不得大于50毫米。測量孔深的水準點，使用水準儀將高程引至護筒頂部，并做好記錄。（六）泥漿制作：現(xiàn)場泥漿攪拌機可以用來制作泥漿。宜先加水并計算體積，在攪拌下加入規(guī)定的膨潤土，純堿以溶液的方式在攪拌下徐徐加入，攪拌時間一般不少于3分鐘，必要時還可加入其他外加劑如增粘降失水劑、重晶石粉增大泥漿比重，鋸末、棉子等防止漏漿。制備泥漿的性能指標如下表所示。制備泥漿性能指標項目比重粘度固相含量膠體率含砂率PH值（七）旋挖鉆進成孔：首先，鉆頭著地，旋轉，開始鉆進。以鉆具鉆頭自重和加壓油缸的壓力作為鉆進壓力，每一回次的鉆進量應以深度儀表為參考，以說明書鉆速、鉆壓扭矩為指導，進尺量適當，不多鉆，也不少鉆。鉆多，輔助時間加長，鉆少，回次進尺小，效率降低。其次，當鉆斗內裝滿土、砂后，將其提升上來，注意地下水位變化情況，并灌注泥漿。然后旋轉鉆機，將鉆斗內的上卸出，用鏟車及時運走，運至不影響施工作業(yè)為止。關閉鉆斗活門，將鉆機轉回孔口，降落鉆斗，繼續(xù)鉆進。為保證孔壁穩(wěn)定，應視表土松散層厚度，孔口下入長度適當?shù)淖o筒，并保持泥漿液面高度，隨泥漿損耗及孔深增加，應及時向孔內補充泥漿，以維持孔內壓力平衡。當鉆遇軟層，特別是粘性土層，應選用較長斗齒及齒間距較大的鉆斗以免糊鉆。提鉆后應經(jīng)常檢查底部切削齒，及時清理齒間粘泥，更換已磨鈍的斗齒。鉆遇硬土層時，如發(fā)現(xiàn)每回次鉆進深度太小、鉆斗內碎渣量太少，可換一個較小直徑鉆斗，先鉆一小孔，然后再用直徑適宜鉆斗擴孔。7.為了加固孔壁并方便取出砂卵礫石，可以在鉆孔前向孔內投入適量粘土球。同時，使用雙層底板撈砂鉆斗可以防止砂卵礫石從底部漏掉。8.鉆斗提升過快會產(chǎn)生負壓，導致孔壁坍塌。因此，在鉆斗接近孔底標高時，應減緩提升速度。根據(jù)下表推薦值，鉆斗的提升速度應該控制在合適的范圍內。鉆斗升降速度推薦值：樁徑（mm）700裝滿渣土：鉆斗提升（m/s）0.973，空鉆斗升降（m/s）1.210樁徑（mm）1300裝滿渣土：鉆斗提升（m/s）0.628，空鉆斗升降（m/s）0.8309.在鉆進樁端持力層時，鉆斗的提升速度過快可能會導致持力層松弛。因此，在接近孔底標高時，應注意減緩鉆斗的提升速度。（八）清孔：由于旋挖鉆用泥漿不循環(huán)，因此需要清除孔底沉渣。一般使用雙層底撈砂鉆斗，回轉鉆斗使沉渣盡可能地進入斗內，反轉，封閉斗門即可清除孔底沉渣。（九）鋼筋籠制作：根據(jù)設計圖紙及規(guī)范要求制作鋼筋籠。長度不超過29m時，可以在地表一次成型。長度超過29m時，宜在孔口焊接。（十）下鋼筋籠：鋼筋籠場內移運可用人工抬運或用平車加托架移運。鋼筋籠起吊要采用雙點起吊，大型鋼筋籠需要用兩個吊車同時多點起吊。鋼筋籠下放時，要對正孔位，徐徐下入，不準強行壓入，以防變形。（十一）下導管：導管連接要密封、順直，導管下口離孔底約30cm即可。導管平臺應平整，夾板牢固可靠。（十二）澆注混凝土：1.鋼筋籠、導管下放完畢后，進行隱蔽檢查，必要時進行二次清孔。驗收合格后，立即澆注混凝土。2.使用預拌混凝土時，應具備設計的標號，良好的和易性，坍落度宜為180～220mm。3.初灌量應保證導管下端埋入混凝土面下不少于0.8m。4.隔水塞應具有良好的隔水性能，并能順利排出。5.導管埋深應保證在2～6m之間，隨著混凝土面上升，隨時提升導管。6.當混凝土灌至鋼筋籠下端時，為防止鋼筋籠上浮，應在孔口固定鋼筋籠上端。灌注時間盡量縮短，防止混凝土進入鋼筋籠時流動性變差。當孔內混凝土面進入鋼筋籠1～2m時，應適當提升導管，減小導管埋深，增大鋼筋籠在下層混凝土中的埋置深度。7.在灌注結束時，需要控制樁頂標高，混凝土面應超過設計樁頂標高300～500mm，以確保樁頭質量。（十三）冬雨季施工。1.在雨季施工時，需要確保露天使用的電氣設備、閘箱的防雨措施可靠，放置較高位置，電焊機等導電設備應加護雨罩。同時，電氣設備的接地保護要牢靠，漏電保護裝置靈敏，操作人員應使用絕緣工具。旋挖鉆機在雨季施工時應有防雷接地，并定期檢查。在旋挖鉆機行走時，務必避開塌陷地段，檢查有無地基塌陷情況。2.在冬季施工時，需要確保鉆機上、下拖板時有防滑措施，避免側滑引起安全事故。在設備保養(yǎng)過程中，需要衣著靈便，高空作業(yè)時系好安全帶。水管泥漿管不用時，應清理干凈，整好存放，防止凍冰。需要注意觀察護筒周圍土層情況，防止因泥漿浸泡而化凍，發(fā)生坍孔事故。施工現(xiàn)場辦公區(qū)、生活區(qū)所用取暖裝置均應安全、可靠。六、質量標準1.在施工前，需要對水泥、砂、石子（如現(xiàn)場攪拌）、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監(jiān)測手段（包括儀器、方法）也應進行檢查。2.在施工中，需要對成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進行全過程檢查，嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報告。3.在施工結束后，需要檢查混凝土強度，并應做樁體質量及承載力的檢驗。4.混凝土灌注樁的質量檢驗標準應符合表1、2的規(guī)定。表1混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準（mm）序號檢查項目主控項一般項目允許偏差或允許值設計要求檢驗方法1主筋間距±10±20用鋼尺量2長度±100±10用鋼尺量3鋼筋材質檢驗-抽樣送檢4箍筋間距±20±10用鋼尺量5直徑-用鋼尺量表2混凝土灌注樁質量檢驗標準檢查項目單位數(shù)量允許偏差或允許值設計要求檢驗方法1樁位見GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測技術規(guī)范2孔深mm＋300見GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測技術規(guī)范3樁體質量檢驗-按基樁檢測技術規(guī)范4混凝土強度試件報告或鉆芯取樣送檢按基樁檢測技術規(guī)范5承載力-按基樁檢測技術規(guī)范6垂直度-測套管或鉆桿，或用超聲波探測，干施工時吊垂球7樁徑-見GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測技術規(guī)范在灌注結束時，需要控制樁頂標高，混凝土面應超過設計樁頂標高300～500mm，以確保樁頭質量。在冬雨季施工中，需要注意設備防護和操作人員的安全。在施工前、施工中和施工結束后都需要進行檢查和質量檢驗?；炷凉嘧兜馁|量檢驗標準應符合表1、2的規(guī)定。旋挖成孔灌注樁施工是現(xiàn)代建筑工程中常用的一種技術。在該技術中，需要注意一些關鍵點，以確保施工質量和安全性。一、樁身質量檢測在旋挖成孔灌注樁施工過程中，需要對樁身進行質量檢測。這可以通過井徑儀或超聲波檢測等方法進行。同時，在施工時，需要使用鋼尺進行測量，并在清孔后，在距離孔底500mm處取樣。對于泥漿比重，一般在1.15～1.210之間。而泥漿面標高需要考慮沉渣厚度、鋼筋籠安裝深度、混凝土充盈系數(shù)和樁頂標高等因素。二、灌注量檢查灌注量檢查是旋挖成孔灌注樁施工中的另一個重要環(huán)節(jié)。需要檢查每根樁的實際灌注量，并使用沉渣儀或重錘進行測量。同時，在檢查時需要注意一些細節(jié)，如扣除樁頂浮漿層及劣質樁體等。三、成品保護在施工完成后，需要對成品進行保護。這包括成孔的保護、鋼筋籠的保護和成樁的保護。對于成孔的保護，若灌注不及時，應將孔內注滿優(yōu)質泥漿，并用蓋板蓋好孔口，防止行人及雜物掉入孔內。對于鋼筋籠的保護，雨天應覆蓋防止雨淋，地面應平整，防止鋼筋籠變形。而對于成樁的保護，需要對樁頭進行保護，并在冬季時采取防凍措施。四、注意事項在旋挖成孔灌注樁施工過程中，需要注意一些事項，以確保施工安全。其中，主機傾覆、主繩斷裂、坍孔和埋鉆等事故是常見的問題。為了預防這些事故的發(fā)生，需要采取相應的預防措施。例如，在移機時需要摸清地形，嚴禁盲目起車行走；在起吊重物時，需要在起吊允許范圍內，并確保重物位于鉆機正前方。此外，還需要經(jīng)常檢查主繩磨損情況，以確保操作平穩(wěn)可靠。對于坍孔和埋鉆等事故，需要選擇與地層相適應的泥漿穩(wěn)定液護壁鉆進，并采取相應的處理措施。5孔斜是由于