全套管钻孔桩施工工艺工法(后附图片)

1、 全套管钻孔桩施工工艺工法前言工艺工法概况全套管钻孔法也称为贝诺特工法，是钻孔桩基础的主要施工方法之一。配合这个施工工艺的设备称为全套管设备或全套管钻机，由法国贝诺特公司于20世纪50年代初开发和研制。日本从1954年引进全套管钻机，并于20世纪60年代初由日本三菱重工开始进行技术改造，到80年代形成目前通用的MT系列贝诺特全套管钻机。随着液压技术的日臻完善，全套管钻机的机种和施工均有很大发展。我国于20世纪70年代开始引进此类钻机。工艺原理全套管钻孔法是利用钻机装有液压驱动的抱管、晃管、压入（或拔出）机械，成孔过程中将套管边晃边压，压入土中，同时利用重锤式冲抓斗在钢套管中挖掘取土或砂石，直至

2、钢套管下沉至设计深度，成孔后灌注混凝土的同时，逐节将钢套管拔出并拆除。工艺工法特点施工无噪音、无振动，钻孔过程中不使用泥浆护壁，避免了泥浆的加工、储存、运输，施工现场洁净清爽，有利于文明施工。钻孔过程中采用全套管跟进，采用落锤式冲抓斗挖掘，成桩作业速度快，孔壁不会坍塌，成孔质量高。钻孔过程中不使用泥浆护壁，避免泥浆污染钢筋和进入混凝土的可能，钢筋周围不会附粘一层泥浆，有利于搞高混凝土对钢筋的握裹力，成桩质量高；成孔速度快，挖掘深度大，成孔垂直度容易控制。成孔直径标准，扩孔率小，与其他成孔方法比较，节约混凝土，清孔彻底，孔底残渣少，提高了桩的承载力。适用范围全套管钻机可用于软土地质、普通土层、坚

3、实砂地层、碎石地层以及坚硬土层中采用相应的钻挖技术，完成钻孔桩成孔，但在孤石、泥岩层或软岩层成孔时，成孔效率将显著降低。当地下水位下有厚细砂层（厚度5m以上）时，由于摇动作业使砂层压密，将造成压进或抽拔套管困难，故应避免在有厚砂层的地层中使用。适合于小角度斜桩成孔作业；采用搭接桩法可用于“桩列式”连续挡土墙施工。由于在钻孔过程中采用通长套管，特别适合于城区接近既有建筑地区的施工4主要技术标准铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5）铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB10415）铁路桥涵施工规范（TB10203）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF5

4、0）公路工程质量检验评定标准（JTGF80-1）工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规范（JGG4-80）5施工方法全套管钻孔桩钻孔主要用套管钻机锤式抓斗进行钻孔施工，抓斗在初始状态时，抓斗瓣呈打开状态。当套管压入土中，卷扬筒突然放松，抓斗以落锤（自由落体）方式向套管内冲入切土。收缩钢丝绳，提升抓斗。继续卷扬收缩，抓斗被提出套管。松开卷扬筒，动滑轮靠自重下滑，带动专用钢丝绳向下。专用钢丝绳上凸缘滑过下棘爪斜面，使抓斗松开弃土，如此循环成孔。然后插入钢筋笼，灌注混凝土而制成桩。6工艺流程及操作要点施工工艺流程全套管钻孔桩施工过程中对施工人员进行技术交底，将技术标准、施工方法、工艺要求、技术措施和必

5、要的操作规程、注意事项及安全、质量、工期要求等对施工人员进行交底并讨论清楚。施工工艺流程图见图1。图1全套管钻孔桩施工工艺流程图操作要点施工准备掌握数据和资料：施工人员应事先熟知施工地点的地质情况、墩位、桩位桩长和桩径，并请测量人员放出桩位。清理平整施工场地：施工要有足够的场地，以便堆放材料和机械设备。应清除施工场地内的一切施工障碍物，如：转移高压线路和地下管路，清除其他杂物等。场地要平整，以便机械走行和施工，钻机走行区域的地面土壤承压应力应不小于1kg/cm2o桩位放样，采用全站仪测设，确定各桩位的中心桩，并根据坐标放样，钉好十字护桩，做好测量复测。钻机就位钻机就地拼装，拼装完后，用水平仪测

6、量抄平，以枕木垫牢。精确安装装管架。移动钻机使套管中心对准桩位，第一节套管要精确对位，其位移不得大于2cm，倾斜度不大于0.5%或以下。钻孔施工操纵钻机使套管对准预先在桩位处画的同径圆，位移和倾斜度均符合要求时，方可进行摇晃、推进。在套管埋入深度最少50厘米时方能进行挖掘。用落锤式抓斗放入套管内进行挖土，当抓土效率不高而又适应于吸泥条件时，亦可辅之以吸泥的施工方法。保持挖掘过程的连续性，小心地进行挖掘、摇晃推进工作，并经常注意套管的倾斜度，直至完成第一节（套管上口露出地面的高度以方便操作为度）如果确实需要中断挖掘施工，应继续摇动套管，防止套管外侧土壤重新固结抱紧套管，给后续施工带来困难。倾斜钻

7、机，用吊机吊起第二节套管与第一节套管接好，重新进行挖掘、摇晃推进工作，类此往复循环，直至设计深度。套管的连接方法：套管接头要用水冲洗干净，特别是丝扣和螺母孔，冲毕涂上油料。上下节套管用锁销连接，锁销要拧紧，其拧紧力矩为2125kgm。每个接头用14个锁销螺丝。第二节套管接好后要测量纠正倾斜度。在接套管对位时不要将手指穿入锁孔内，以策安全。软土地质地层的钻进方法软土地层左右（标贯值N小于5），应使套管超前下沉，可超出孔内开挖面1.01.5m，使落锤抓斗仅在套管内挖掘取土，这样可以很好地控制孔壁质量及开挖方向。若由于地下水压力使沙粒从孔底下向上隆起，可向空中投入比重较大的黏土以阻止砂土的上翻。普通

8、土层作业（标贯值N小于612）。对于一般土层（标贯值N小于612），开挖时应使套管超前下沉0.3m左右,这是全套管钻机最标准的开挖方法。坚实砂地层作业对于坚实砂地层，由于在这种地层中套管的下沉非常困难的，应使用落锤抓斗超前下挖0.20.3m,尤其是对于地下水位以上的坚实砂层，钻进中应将超前挖掘量控制在最小值。碎石地层作业对于碎石地层，由于地层中存在碎石，应使用落锤抓斗超前下挖0.30.5m,否则套管下压过程中可能出现套管倾斜，不易控制套管的垂直度。坚硬土层作业对于坚硬土层，应先利用“十字冲击锤”将硬土层击碎，再利用落锤抓斗将土块挖出孔外。此时也采用抓斗超前下挖的方法，而且超挖深度相对较大，但不

9、宜超过十字锤本身的高度，否则会影响孔壁质量。成孔验收每节套管压完后，安装下一节套管之前，都要停下来用测环或线锥进行孔内垂直度检查。不合格时应进行及时纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。清孔，混凝土灌注前应检查孔底沉渣，沉渣厚度超标应进行二次清孔。可采用泥浆泵进行清孔。泵管底拟距孔底30cm以上的高处，在吸水的同时，不断供水，使套管中的水面大致保持不动。安装钢筋笼钢筋笼应顺直不变形，以免与灌注混凝土导管或套管相挂。为保证钢筋笼位置正确和设计的保护层，应使钢筋笼处于悬吊状态进行灌注水下混凝土，并在主筋上每隔23米，在同一截面上设置钢筋“耳环”或其他定位设施，其外径不得大于设计图纸规定尺寸，以免因

10、摩擦力太大而影响套管上拔或在拔套管时带起钢筋笼。灌注水下混凝土采用导管灌注水下混凝土，要求导管拼接顺直，接头联结牢固，不漏水、不透气，内壁光滑圆顺。每根导管使用前，均应作试压和内径通过检查。导管长度要计算，丈量准确，长度的组配要与套管相适应，导管组拼要有记录，以便拆除。导管外壁应用油漆画上尺度，便于观察。导管与漏斗连接要牢固，应垂直悬挂在孔中心（钢筋笼中心）。导管下端距离孔底应留有一定距离。采用砍球法时，一般定为40cm。导管安妥后，应用检查锤，通过检查，看管中有否杂物，并应试球塞（球塞应预先在水中浸泡）。在灌注混凝土时，导管底部埋入混凝土的深度一般不小于1米，不大于2米，以免导管拔不动。导管

11、随着混凝土的灌注应徐徐提升，边提升导管，边测量混凝土面的标高，以免将导管提出混凝土面。水下混凝土灌注应连续进行，不得中途停顿，若因机械发生故障或其他原因，灌注中断超过30分钟时，应采取相适应的补救措施。水下混凝土灌注终了时，其混凝土面浮浆面应高出设计标高0.5米左右，以便清除浮浆后确保柱顶混凝土质量。劳动力组织作业人员一天24小时连续作业，人员配备见表1。表1全套管钻孔桩施工人员配备序号岗位名称人数1技术员12领工员13套管钻机司机14吊车司机15装载机司机16汽车司机27修理工18钢筋工49电焊工210混凝土工411混凝土罐车司机3主要机具设备施工过程中，施工负责人应会同有关人员对应施工机械

12、装备进行全面检查完全符合施工、安全要求后方可开工。主要机具设备见表2。表2全套管钻孔桩主要机具设备序号设备名称数量备注1第一节套管12标准节套管若干满足桩长配置序号设备名称数量备注3履带吊1台4装载机1台5自卸汽车2台满足渣土清运6真空泵1台7钢筋加工成套设备1套8混凝土搅拌设备1套9套管钻机1套10混凝土罐车3台满足混凝土运输9质量控制易出现的质量问题钢筋笼上浮；拔管困难。保证措施防止钢筋笼上浮的技术措施：使用前检查套管的尺寸，套管提出孔后及时用水清理干净；仔细检查加工好的钢筋笼尺寸；钢筋笼定位卡应做成圆弧形；在钢筋笼长度方向每2m左右增加一道加强箍筋，增加钢筋笼的抗变形能力；在钢筋笼下端焊

13、接一个钢筋网片，并在网片上固定两块厚约10cm的砼块，由导管注入的砼积压在砼块上，用砼自重防止钢筋笼的上拱。拔出套管困难处理对策1拔出困难时必须摇动，故应先使其处于容易摆动的状态。使其操纵转换，开始用较小的角度转动，随着阻力的减小再逐渐慢慢地恢复正常状态，然后再进行拔出。2不能拔动时，可考虑其他方法如用油压千斤顶等拔出。如强行摇动，由于机械后部滑动使机械处于不稳定状态，担心会导致摆动装置出现故障和保险销的损坏等情况发生。如处于可拔出状态时，应做出连续拔出的准备。使机械方向与套管方向一致地朝向正确方向拔动，此时如套管倾斜时，应使机械的状态与此相应地进行校正。10安全措施主要安全风险分析钻孔过程中

14、套管不能摇晃、不能拔出。挖掘过程中出现故障。保证措施套管不能摇晃的故障。1若发生在挖掘过程中，如果时间在八小时以上时，应将套管拔出到埋入长度（此长度为晃动前开始工作时的长度即0.5米）。如果拔管因本机力量不足时可用拔管设备拔出。起重量小于40t的吊机不能使用。2若发生在混凝土灌注过程中，如故障修理时要有较长时间混凝土会凝固（一般为23小时），首先应将混凝土导管提升，然后提升套管至（A）的长度，使能晃动，若套管仍在混凝土内则将套管刃口提升至混凝土面，此事故系关系到该桩成败的大事，处理此项事故时施工人员应及时向负责工程师报告，并在施工记录和工程日志上予以详细记载。若故障为套管不能拔出：若发生在挖掘

15、过程中：要按规定继续摇晃套管（连续或间隔）。若在灌注混凝土过程中：应暂停（在允许时间内）灌注混凝土，设法首先提升导管到混凝土面，然后拔出套管，但要取得负责工程师的指示。挖掘过程中出现故障若挖掘部分发生故障，不能继续挖掘时，应继续摇晃（连续或间隔）套管，但要停止推进。如果机械一时修理不好，而又不采取其它方法取土时，则除继续摇晃套管，不可将套管拔起到埋入长度后停止摇晃，待机械修复后再继续摇晃、推进和挖掘。11环保措施全套管钻机采用液压系统，不需配置高压电源，噪声影响较低，无震动影响。施工时采用在导管内挖掘取土，避免使用泥浆护壁，孔内所取泥土含水量较低，挖掘取出来的土方可及时清运出现场，无泥浆污染环境的忧虑，对周边环境影响少，施工现场整洁文明，市区内作业极为适合。12应用实例12.1工程简介某立交桥工程，钻孔灌注桩基础直径1200及1800，根据上部荷