钻孔桩和咬合桩

1、车站围护结构施工技术1、钻孔灌注桩施工(1)施工顺序为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成塌孔，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按隔孔施作，如图表4.6-3所示，施作钻孔灌注桩的顺序为1、4、72、5、83、6、9图表4.6-3钻孔桩施工顺序示意图冠梁钻孔灌注桩(2)围护桩施工工艺围护桩施工工艺流程图详见图表4.6-4。(3)施工方法施工准备平整场地，场地准备，清除杂物，换除软土，夯打密实，统一规划泥浆池。测量放线根据施工图纸及现场导线控制点，使用全站仪测定桩位，并打入木桩；以“十字交叉法”引到四周用短钢筋作好护桩。图表4.6-4钻孔灌注围护桩施工工艺流程图埋设护筒护筒采

2、用板厚为46mm的钢板焊接整体式钢护筒，埋深2.0m。可利用钻机开挖，挖坑直径比护筒大0.20.4m,坑底深度与护筒底同高且平整。护筒上设2个溢水口，护筒埋设时，筒的中心应与桩中心重合，其偏差不得大于20mm；并应严格保持护筒的垂直度偏差不大于1%,同时其顶部应高出地面0.3m。护筒位置正确固定后，四周均匀回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，确保成孔的质量。泥浆制备本工程采用膨润土泥浆进行护壁。泥浆比重应控制在1.11.3,胶体率不低于95%;含砂率不大于4%0成孔过程中，泥浆系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责。泥浆性能指标及测试方法见图表4.6-5。图表4.6-5泥浆性能指

3、标及测试方法表3顺序项目性能指标测试方法1相对密度1.061.10相对密度计2粘度1828秒500cc/700cc漏斗法3含砂率<4%含砂率计4胶体率凶5%静置、澄清5失水率<20ml/30min滤纸法6泥皮厚Vmm/30min7静切力12.5Pa空心不锈钢泥浆切力计8酸碱度810PH比色法钻进成孔钻进时，边钻进边注入泥浆进行护壁，保持泥浆面始终不低于护筒顶下0.5m,钻进过程中随时检测垂直度，并随时调整。成孔后泥浆比重控制在1.25以内，成孔时做好记录。施工中应注意以下事项：a开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速。b桩孔上部孔段钻进时轻压慢转，尽量减小桩孔超径

4、；在粘土层，适当增加扫孔次数，防止缩径；砂层中用中等压力、慢转速，并适当增加泵量。c施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符，立即通知设计、监理等单位及时处理。d根据孔内土层地质柱状图和捞取钻渣样判别土类，每进尺2m,检查泥浆指标及时调整泥浆比重，防止坍孔事故。e成孔过程中，每进46m检查一次成孔质量，接近设计孔深时，准确地控制好钻进深度，并做好进入持力层的记录。f钻进过程中应认真、准确、及时地做好成孔记录，填写报表。桩孔质量检测桩孔质量参数包括：孔深、孔径、钻孔垂直度等。 孔深：钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高确定孔深，以测锤确定孔深。 孔径：用探孔器测量，

5、若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后进行下道工序。垂直度：采用双向锤球或孔锤测定，偏差应小于1%。清孔钻到设计标高后即开始清孔作业，用孔内钻斗（带挡板的钻斗）来掏除钻渣，如果沉淀时间较长，则用水泵进行浊水循环，清孔完毕时要达到如下标准：泥浆比重在1.051.15之问，含砂率在8%以内，粘度为1820s,沉淀层厚度不大于10cm。清孔完毕后用检测笼测量孔径与垂直度，桩径误差应不小于30mm,不大于50mm,垂直度偏差不大于0.5%,如不合格应汇同监理工程师进行处理（洗孔或回填重钻）。钢筋笼施工a钢筋笼加工1钢筋笼采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。钢筋笼主筋采用焊接，焊接

6、方法及长度符合设计要求，主筋与箍筋采用点焊。为起吊方便钢筋笼分段提前制作，孔口现场焊接，钢筋接头按规定错开。2为保证灌注桩的保护层厚度，采用钢筋“耳朵”的方法。钢筋“耳朵”焊在骨架主筋外侧,间距24m。为确保钢筋笼刚度，起吊不变形，要求每隔2m增设加强筋。3制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时，每个加强筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免粘上泥土。成型骨架都要挂牌标识，避免吊装时出错。4钢筋笼加工完毕，报请监理验收，合格后方可使用。钢筋笼制作允许偏差详见图表4.6-60图表4.6-6钢筋笼制作允许偏差项次项目允许偏差（mm）检验方法1主筋间距由0尺量检查2箍筋间距划3直径由04长度

7、=t505主筋保护层划b钢筋笼吊放1采用汽车吊车下放钢筋笼。为了保证钢筋笼起吊时不变形，采用两点吊。起吊前在钢筋笼内临时加木杆，加强其刚度。上下两节钢筋笼在孔口进行焊接。2下笼时由人工辅助对准孔位，保持钢筋笼的垂直，轻放、慢放，避免碰撞孔壁，严禁高提猛放和强制下入。3吊放钢筋笼过程中，必须始终保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。为防止碎灌注过程中钢筋笼上浮，钢筋笼最上端设定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，反复核对无误后焊接定位。4灌注完的碎开始初凝时，割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响碎的收缩。避免钢筋碎的粘结力受损失。水下碎灌注清孔、下钢筋笼后，立即灌注混凝土。

8、为使混凝土有较好的和易性，水泥用量为不小于300kg/m3,碎含砂率采用40%50%,水灰比采用0.50.6。混凝土进入导管时的坍落度为18cm22cm,首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部碎灌注完成时间，灌注应尽量缩短时间，连续作业a灌注水下碎施工顺序1安设导管：用吊车将导管（直径不小于250mm）吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底距离保留3050cm左右。导管在使用前及灌注46根桩后，要检查导管及其接头的密闭性，确保密封良好。2灌注首批混凝土：灌注首批混凝土之前在漏斗中放入隔水塞，然后再放入首批混凝土。在确认储存量备足后，即可剪断铁丝，借助碎重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底

9、。灌注首批混凝土量应使导管埋入碎中深度不小于1.0m。3连续灌注：首批混凝土灌注正常后，应连续不断灌注，灌注过程中应用测锤测探碎面高度，推算导管下端埋入碎深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。直至导管下端埋入碎的深度达到4m时，提升导管，然后再继续灌注。在灌注过程中应将井孔内溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。b灌注水下混凝土的技术要求1首批混凝土灌注量应保证导管底口埋入碎中不小于1.0m,灌注过程中碎面应高于导管下口2.0m,每次拆除导管前其下端被埋入深度不大于6.0mo灌注必须连续，防止断桩。2随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不宜超过15min。3在灌注过程中，当

10、导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上而下倾入管内，以免在管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。4混凝土上层存在一层浮浆需要凿除，为此桩身混凝土需超浇0.51m,达到强度后,将设计桩顶标高以上部分用风镐凿除。5做好混凝土浇筑记录。6灌注过程要保护安设在钢筋笼上监测元件。桩顶冠梁施工立图表4.6-7圈冠梁施工工艺流程图(4)桩施工注意事项及处理措施钻孔桩施工过程中，易出现桩位偏差、斜孔、缩径和坍孔等现象。为此，施工过程中,将针对不同情况采取相应措施桩位偏差a提高测量精度，减少测量误差。b开挖护筒时，先将桩位引出（以十字交叉线引出），护筒埋设后，再引

11、至护筒上，以十字线定出桩位。c钻机就位时，钻头中心与桩位中心在同一条垂直线上。斜孔a钻机安装时，底盘安装不牢固或地表有沉降。b在软、硬不均的地层钻进时，控制进尺，减少冲程。c孔内有较大的孤石、探头石时，填片石后再冲击。d出现斜孔后，回填粘土及片石，再次冲击成孔。缩径和坍孔a控制孔内水头高度，高于地下水位2m以上，保持泥浆比重不低于1.2。b加强工序衔接，缩短裸孔时间。c出现缩径后，通过在缩径处上下提钻、反复扫孔。对于坍孔采用回填后，重新冲击成孔。导管进水a控制导管提离孔底距离，以隔水栓顺利冲击为宜，且隔水栓须与首批混凝土同步下落。b导管接头确保拧紧，焊缝严密、牢固，灌入过程混凝土下放防过快，避

12、免形成高压气囊。c灌注过程中勤测导管埋深，导管提升不能过猛，防止导管提离混凝土面。堵管在灌注过程中严格控制混凝土的和易性、流动性，塌落度控制在180200毫米之间;严格检查混凝土中有无大块杂物，在雨天浇筑混凝土时，在孔口料斗上加盖雨布，防止雨水9进入使混凝土产生离析而造成堵管。若出现堵管，可通过长杆冲捣，抖动导管冲开。2、钢支撑施工(1)钢支撑架设工艺流程钢投块钢用梆图表4.6-8钢支撑架设工艺流程图(2)钢支撑加工与牛腿预埋钢支撑牛腿预埋件在加工钢筋笼时焊制在钢筋笼牛腿相应标高主筋上，钢筋笼入孔时用3米长小250钢管做横梁、2小12钢筋做吊绳悬吊钢筋笼，严格控制钢筋笼标高、预埋件朝向。钢支撑

13、牛腿预埋件图如图表4.6-9所示。钢支撑图表4.6-9钢支撑牛腿预埋件图钢支撑根据本标段开挖基坑尺寸在加工厂加工钢支撑、支撑用固定端活动端配件、围楝、牛腿。钢支撑在加工厂试拼装成完整单根钢支撑、围楝、牛腿验收合格后运至现场。保证钢支撑、围楝、牛腿质量符合设计要求。(3)钢支撑架设方法 基坑开挖至支撑架设标高下0.5米的高度后，放出支撑位置。凿出围护桩上预埋件，焊接钢牛腿，在牛腿上焊制槽钢围楝。在钢围楝上焊制横撑固定配件(一端固定，一端活动), 横撑先安装中间再安装两边，斜撑对角安装。用吊车将钢支撑吊放在围楝钢支撑固定配件上，锁定固定端，并在活动端采用特制定型钢楔锁定钢支撑。(4)确保钢支撑稳定

14、的技术措施钢支撑拼装：钢支撑在轴线偏差&2cm,并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，对称紧固。钢支撑和钢楔通过钢丝绳或钢筋连系在围楝上，以防坠落。基坑开挖：采用机械开挖钢支撑附近土方时，须防止机械碰撞支撑。钢支撑拆除：a钢支撑拆除时间：钢支撑在结构相应位置混凝土浇注后达到设计强度后拆除。b钢支撑拆除方法：拆除钢支撑顺序先斜撑后横撑再围楝，横撑先两边后中间。用吊车将钢支撑托起，在活动端用两台100t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，千斤顶卸压后吊出钢支撑。围楝短边可整根吊出，长边分成两段吊出。牛腿单件吊出。3、钻孔咬合桩施工钻孔咬合桩是一种新型的基坑围

15、护形式，它具有占地面积小，操作灵活的优点。由于施工采用液压磨桩机垂直下压钢套管，可随时监测调整垂直度，所以能很好地控制桩的垂直度。桩间搭接可靠，易于形成封闭，止水效果好，可省去止水帷幕，降低围护结构成本。在该工程中磨桩无噪声，在成孔过程中磨桩机下压钢套管超前开挖面24m，配合旋挖钻挖取钢套管中的土体，形成孔位，无泥浆施工。在平衡开挖过程中平衡流沙时采用灌水施工，因为有钢套管的超前支护不会出现缩径和孔径的坍塌。在灌注过程中，钢套管随着混凝土面的上升逐段拔出，不影响混凝土的浇注质量。由于没有泥浆不仅减少施工成本，而且对周围环境无污染(1)咬合桩施工工序为满足车站的施工要求和桩的定位精度，提高套管钻

16、机就位效率，避免钻机作业状态对咬合桩垂直度的影响，也为钻机进行下压和上拔套管作业时提供强有力的支撑，在桩顶上部施作钢筋混凝土导墙，导墙采用C20钢筋混凝土结构，导墙形式如图表4.6-10所示。图表4.6-10导墙形式图钻孔咬合桩的原则是先施工A序桩,后施工B序桩，具施工工序是:A1田2T1-33一B2-A4-B3?,如图表4.6-11所示。图表4.6-11钻孔咬合桩施工工序(2) 单桩施工工艺 钻机就位：待导墙混凝土有足够的强度后，移动套管钻机，使磨桩机中心严格对应在导墙孔位中心。A:第一序桩C25;B:第二序桩C20。 取土成孔：压入第一节套管，然后用旋挖钻机从套管内取土，一边取土，一边继续

17、下压套管，始终保持套管底口超前开挖面2.5m以上。在套管压入土中的过程中，随时检测垂直度，如不合格则进行纠偏，如合格则继续下压取土，如此重复，直至达到设计孔底。 吊放钢筋笼(B序桩)：成孔检测合格后安放钢筋笼，采取措施保证钢筋笼标高的正确。灌注混凝土：如孔内无水，采用干孔导管法流态灌注；如孔内有水，采用水下混凝土灌注法施工。拔管成桩：根据套管管节长度配置导管，在灌注混凝土过程中，根据套管、导管在混凝土中的埋置深度适时提升、拆除，注意始终保持套管低于混凝土面不小于2.5m，导管埋深24m。(3)钻孔咬合桩技术控制要点及保证措施桩的垂直度控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位

18、误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格控制，根据我国地下铁道工程施工及验收规范规定，桩的垂直度标准为3%。据此，经实践必须抓好以下四个环节。a严格控制套管的垂直度检查和校正，钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管的垂直度检查和校正，首先检查和校正单节套管的垂直度，然后按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的垂直度检查和校正。b必须保证钻机下部支撑的稳定，钻机进行下压套管作业时，保持钻机状态的稳定对控制下压套管的垂直度至关重要。由于本工程咬合桩较长（最长达35m）,为确保施工时不因钻机倾斜而影响套管垂直度，须将套管钻机置于导墙上。c成孔过程中加强桩的垂直度监测和检查地面监测。在地面选择两个相

19、互垂直的方向采用经纬仪监测地面以上部分的桩的垂直度，发现偏差时随时纠正。每节套管压完后安装下一节套管之前,都要用“测环”进行孔内垂直度检查不合格时需进行纠偏。d成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，常用的有以下方法：利用钻机油缸进行纠偏，如果偏差不大或套管入土不深（5m以下），可直接利用钻机的两个顶升油缸两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的；如果桩在入土5m以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如仍达不到要求，可向套管内填砂或超缓凝混凝土，一边填一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查其垂直度合格后再重新下压。（4）素桩混凝土缓凝

20、时间的确定因为钢套管要切割素桩混凝土，所以素桩采用缓凝混凝土，缓凝时间应根据单桩成桩时间来确定，单桩成桩时间与地质条件、桩长、桩径和钻机能力等有直接联系。因此，素桩混凝土缓凝时间经过实践可以根据以下方法来确定：测定单桩成桩所需时间t，确定素桩混凝土的缓凝时14问，可根据下式计算。T=3t+K式中：T一素桩混凝土的缓凝时间(初凝时间)；K一储备时间，一般取1015h;t一单桩成桩所需的时间。根据本工程地质和桩长及同类工程的经验，设定t=20h/桩,得出素桩混凝土的缓凝时间为7075h0采用超速凝剂，可以达到缓凝要求。(5)技术保证措施防止管涌的措施a在地下水丰富有活动水的砂层施工，套管要尽量压入

21、砂层中一般到24m，就不会出现管涌。为了保险起见，可以使套管继续下压直到穿过砂层，再抓出套筒中的砂土。但一般底部要保留24m厚的砂土层与套筒外的砂土层平衡压力，防止管涌。b对于地下水位过高，可以在套筒内补水，以平衡套筒外的水压力。c在施工过程中随时观测套筒内有无涌沙现象。防止钢筋笼上浮和下沉的措施a防止钢筋笼上浮的措施：对孔咬合桩在允许的范围内减少钢筋笼直径，保钢筋笼加工的垂直度，在下完钢筋笼后沿同一方向转动套管12次，减少摩擦,配压笼器利用钻机上拔动作，下压钢筋笼拔套管，控制上浮，在钢筋底部焊接钢筋混凝土板，以防止钢筋笼上浮。b防止钢筋笼下沉措施：成孔后桩底添加一定深度的片石、混凝土块,提高

22、持力层的承载力并加强增大抗浮板的面积，以增加钢筋笼和持力层的接触面，在成孔后混凝土管随混凝土浇注逐段起拔，起拔套管视起拔状况精心操作，阻力过大时采用多转动慢拔，保证套管起拔中的垂直在任何情况下严禁强行拔起。克服素桩混凝土“管涌”的措施在现场操作中可能出现B桩成孔过程中，由于A桩混凝15土未凝固，还处于流动状态，因此,A桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内，俗称素桩混凝土“管涌;克服素桩混凝土“管涌”有以下几个方法可以采用。aA桩混凝土的塌落度应尽量小一些，控制在（16i2）cm，以降低混凝土的流动性。b套管底口应始终保持超前于开挖面一定距离，不少于2.5m,以便造成一段“瓶颈”，阻止混凝土的流动。c如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压来平衡A桩混凝土的压力，以阻止“管涌”的发生。dB桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A桩混凝土顶面，如发现A桩下陷应立即停止B桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向B桩内填土或注水，直