全回转钻孔灌注桩

上海轨道交通12号线工程陕西南路站与1号线换乘通道工程

全回转钻孔灌注桩施工方案

上海市基础工程集团有限公司12号线陕西南路站与1号线换乘通道工程项目部2015年01月第一章工程概况工程概况上海轨道交通12号线工程陕西南路站与1号线换乘通道工程位于淮海中路陕西南路交叉口，北邻地铁1号线西端头井，西邻地铁12号线，东邻巴黎春天。其围护施工阶段平面图如下图所示。第二章编制依据、编制原则及要点编制依据

1)上海轨道交通12号线工程陕西南路站与1号线换乘通道围护图纸；2)相关的建筑法律、法规、建筑规范、规程及质量标准。3)《建筑桩基础技术规范》JGJ94-20084)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20125)《工程测量规范》GB50026-20076)《建筑工程质量检验评定标准》GB50301-20017)《建设工程施工现场供电安全规范》GB50194-20148)《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-20059)《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-20121)施工方案突出文明施工要求，把确保周边环境秩序良好作为总平面布置、施工顺序安排的前提和原则，树立上海市改造建设的良好形象。2)减少施工对周围环境的影响，认真组织施工。3)科学安排施工顺序，紧抓关键工序，确保各项关键工期目标的实现。4)加强监测，落实措施，确保工程及周边地铁及其他构、建筑物和管线安全。遵守安全防护规程，定期举行安全会议，经常进行安全防护教育，健全安全管理体系，落实责任制，坚持安全检查验收制度，确保安全工作有始有终，实现“五无”的安全目标。5）建立并保持健全的工程质量保证体系，完善质量管理制度，建立质量控制流程，抓关键工序，抓特殊工序，用以实施和控制本合同，在质量文明施工上创优。编制原则1)施工总体规划2)施工质量安全文明的管理编制要点第三章工程重点、难点及主要对策工程重点、难点及主要对策此全套管钻孔灌注桩工程施工场地位于1号线陕西南路站工程换乘通道施工场地内，地处闹市区，紧贴正在运营的地铁1号线西端头井和结构完成的12号线北端头井，对施工技术要求高，施工过程中对周围施工区域的环境、噪音、安全、文明、卫生等要求较高。施工中必须充分考虑这些因素，制定相应的施工组织方案。第四章全套管钻孔灌注桩施工本工程西侧靠近地铁12号线区间上部的围护原设计采用Φ800mm@950钻孔灌注桩加三排MJS止水桩，由于钻孔桩需套打施工，经论证为保证施工质量改为采用Φ1000mm@1170全套管钻孔灌注桩施工。工艺流程全回转钻机工作原理及特点（1）设备特点全回转钻机（超级工法、SuperTop工法）具有以下特点：l超级工法的强大马力和紧急脱离机构。l为牢靠的将强大马力传递给套管而设置的性能良好的楔型夹紧机构。l为有效利用强大马力而设计的钻头负荷自动控制等机构。l为保证垂直精度而配置的自动水平调整机构。l为去除钢筋混凝土基础、桩基、钢管等地下障碍物而设计的套管内部挖掘装置、多头钻机等。l全回转钻机具有相当强的扭矩及拔桩力，配备了大马力发动机，从而能充裕的运行。为了施工方便该设备配备柴油动力装置。全回转钻机全回转钻机工作原理及特点（2）套管回转全回转钻机采用楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块跟着上升，夹紧机构松开；当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠地将套管和回转支承装置咬合。套筒回转由液压马达驱动，回转时，液压马达的动力由主动小齿轮经惰轮传递至回转支承外圈的环形齿轮带动回转支承在套管周围回转，回转支承旋转产生的扭矩通过楔型夹紧装置传递到套筒上，带动套筒进行回转。夹紧油缸位于钻机的固定部分，由于不与套管一起回转，从而液压管可以始终处于接续状态，回转时无需将夹紧装置液压管分离，可以大为提高钻进的效率

。钢套管接头形式全回转钻机工作原理及特点（3）套管压入套管插入初期施工管理的好坏可以说是对以后套管压入有很大影响，因此，插入初期、后期的压入施工方法和注意事项是不一样的。1）套管插入初期（自重压入）在套管插入初期会对以后套管的垂直精度有很大影响，所以必须慎重压入。夹紧套管时，应用在起重机将套管吊起悬空的状态下抓紧。套管前端插入辅助夹盘之前，先用主夹盘抓住套管，收缩推力油缸落下套管，以防止钻头与辅助夹盘的碰撞事故。套管在插入初期，应利用套管自重压入，禁止强行压入套管。用自重压入套管，首先将发动机设置在高速状态，回转速度设置为中等速度，将液压动力站的“压入调整盘”向左旋转到底，液压回路打开，保持压拔按钮在“压入”的状态，此时因为不向推力油缸供油，套管凭借自重持续下降，在此状态下，套管可以持续下降到推力油缸的最大行程。插入初期不要过度使套管上下动作，应积极配合自重进行下压，在挖掘初期反复上下动作将使地基松动。只有当自重进行压入速度变慢时，方可逐步增加压入力。

全回转钻机工作原理及特点2）后期压入（使用液压进行手动压入）进入挖掘中期，当采用自重压入速度变慢时，将液压动力站“压入力调整盘”向右旋转，液压会逐步上升，此时压拔钮在置于“压入”状态时，液压油缸向推力油缸供油，此时压入模式转为液压压入。若“压入力调整盘”向右旋转到底，液压力过度上升，在超过下部机架自重时会出现下部机架浮起的情况，此时回转钻机将无法工作，若在下部机架浮起的状态下反复进行套管压入操作，在下部机架浮起的瞬间，有时会增加使套管倾覆的负荷，导致套管垂直精度变差，为防止下部机架浮起，应在钻机两侧放置配重或使用“压入力调整盘”调整压入力。3）压入深度为了防止管涌，钢管压入深度必需大于桩深度，即超过桩3米为安全深度，压入总深度为3米+22米+3米＝28米。（4）冲抓出渣、桩体吊出渣土排出采用冲抓斗，根据本工程配备的φ1500mm的套管，选用相对应的冲抓斗。在钢套管逐步压入的同时，用冲抓斗不断的抓出套管内MJS止水桩碎块。冲抓斗对于回转产生的渣土以及破碎的障碍物都有较好的适应性。对于较坚硬的混凝土碎块，冲抓斗不能直接抓出，则用重型冲击锤冲碎老桩，将混凝土破碎成小块，然后再用冲抓斗抓出。

。钢套压入冲击锤破碎障碍施工方案

1、测量放线根据放出的桩位中心线，放出基坑边线，即为导墙的内侧线，再根据咬合桩的直径与钢套管的外径外放20mm作为导墙的外侧线。2、钻机就位和开钻首先咬合桩的套管采用Φ1000外径的双壁钢套管，在成孔套管使用前，应进行套管垂直度的检查和校正。首先检查和校正单节套管的顺直度，垂直度偏差应小于1/300，然后检查按桩长配置的全长套管的垂直度，并对各节套管编号，做好标记，按序拼装；钢套管底部镶嵌锯齿型钛合金刀头。然后由测量人员对设计钻孔位进行精确放样，复核后并作出标记。定位钢板按标记安放并固定。吊机起吊全套管钻机以定位钢板进行就位，就位后利用钢筋搭设转盘上十字中心，并用铅垂观察转盘中心与定位钢板十字中心是否吻合方可进行施工（偏差值小于3/1000的D），如诺不吻合，则重复上述步骤，直至中心吻合。就位完成后调整好设备的水平度，并随时观察和控制套管的垂直度使之不低于桩基施工要求。施工方案

3、套管压入及钻进在钻机就位后，开始进行套管的埋设和钻进作业。施工过程中每节套管压入的精度都将直接影响钻孔的施工质量。每节套管放入夹管装置，收缩夹管液压缸，利用钻机和导向纠偏装置将套管的垂直精度调整到要求的范围内。钻进过程中随时利用设备自带的水平监测系统检验套管垂直度，并每孔三次在套管的两个垂直方向架设经纬仪进行垂直度复核控制。每节套管连接好并检查垂直度后，通过全回转钻机的回转装置使套管进行不小于360°的旋转，以减少套管与土体的摩擦阻力，并随即利用套管端部的刀齿切割土体或障碍物（碎石或抛石），压入土中，开始正常作业。通常套管压入至桩底位置后进行抓土作业，如遇特殊情况如地底障碍物过大，影响钻进速度，可考虑抓取部分土以便减少钻进中的阻力。套管施工中接管高度为钻机机高+1.2m，以便施工人员接管。抓土过程中实时监测地下土体标高，利用绳尺量取地面套管高度(h上)以及套管内部深度(H)，然后反算地下入土深度（见下图）。计算式：H=h（上）+h（下）在利用冲抓斗抓除套管内土体时，如遇到大块障碍物，则利用重锤进行破碎后抓出。孔内土体标高计算示意图施工方案

4、成孔清障依次连接、旋转、压入套管，消除套管内部杂物，清孔至地面下方25m。（1）成孔监测在成孔过程中，必须随时进行钢套管的垂直度的监测，特别是第一节套管钻进时，监测可采用两台经纬仪或两个锤球双向控制，确保垂直度小于1/300。（2）纠偏措施在成孔过程中无可避免的可能产生偏差，因此针对成孔偏差将采取下述程序进行纠偏：1）由于孔径为φ1000mm，故无法吊入笼子使施工人员进入孔内，故在每节套管成孔完毕后，对地面套管外露部分进行东西、南北两侧通过铅垂测量倾斜度。2）套管入土深度<5m：起拔套管100mm，利用钻机自身水平调整设施进行水平调整，务必确保套管的垂直度，并利用铅垂复测。3）套管入土深度>5m：由于套管打设已到一定深度，地底孔位已形成相应的“轨道”，利用水平调整设施已无法完全纠偏，故起拔套管至入土深度<5m,然后根据套管入土深度<5m纠偏方式进行套管纠偏。施工方案

5、清孔由于使用全套管钻机做钻孔灌注桩效果较好，如届时沉渣厚度满足要求（100mm），则无须进行清孔处理，如届时沉渣厚度不满足要求，则在下放导管后进行清孔，其清孔方式参照钻孔灌注桩第二次清孔。6、钢筋笼加工及吊装（1）钢筋笼的加工按照设计要求进行钢筋笼制作，并按照相关规范进行验收，且在自检合格的前提下，通知监理方对钢筋笼进行验收。（2）钢筋笼固定措施：1）钢筋笼每6米一道、每道东西南北4向各设1个砂浆限位保护层，确保钢筋笼始终定位在孔内中心位置。2）钢筋笼底部安装抗浮钢板或者钢筋网片，防止钢筋笼上浮。3）钢筋笼顶部预留吊筋。4）钢筋笼连接采用单面焊接，焊接长度为10d，并按50%接头错缝连接。（3）钢筋笼的起吊，就位和对接1）为确保钢筋起吊时不变形，采用两吊点起吊，第一吊点设在钢筋笼的上端，第二吊点设在钢筋笼的中点到三分之一点之间。2）同时起吊两个吊点，使钢筋笼离开地面2m左右，第二吊点停吊，继续起第一吊点，使钢筋笼垂直，解除第二吊点，将钢筋笼徐徐放入钻孔中，并临时托卡于孔口，以便于第二节钢筋笼对接。解除起吊钢丝绳，用同样方法将第二节钢筋笼吊于孔口上方，然后采用搭接焊对接。每根桩由2～3个电焊工进行焊接。3）每节钢筋笼对接同时,需对预埋的声测管同时进行对接,对接采用丝牙接头，确保每根管子连接准确且注意在电焊时不应将注浆管点破，造成漏浆而使预埋管报废。4）下放钢筋笼时需设置保护层垫块，每个截面不少于3块，每节钢筋笼不少于3组。如钢筋笼无法下放设计标高，用吊车将钢筋笼提拔，并重新扫孔后再安放钢筋笼。施工方案

7、水下混凝土施工（1）导管选用5mm厚无缝钢管制作，内径250mm，底节尺寸定为3.5m，标准段每节2.5m，另有0.5m～1.0m长的辅助导管。接头采用快速螺旋接头并设置导向装置，防止挂住钢筋笼。（2）料斗1）钻孔灌注桩初灌量应满足设计及有关规范要求。混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度不小于1.0m，导管内混凝土和管外泥浆柱应保持平衡。混凝土初灌量按下图计算：计算的初灌量为0.864m3。计算公式详见方案书。施工方案

故当孔径为1000，桩孔深度为24.97m时，应采用容积大于0.864m3的漏斗储料斗。2）在导管内设置球胆作为隔水栓。3）施工时，采用8mm钢板加工漏斗，漏斗体积必须确保首批混凝土使导管埋入混凝土1.0m以上。（3）水下混凝土浇筑混凝土导管安置完毕后，利用导管卡扣固定在钢套筒顶部。并进行钢套管拔管检查，拔管采用钻机自身顶升架上顶，检查的目的在于检查套管起拔是否顺畅，起拔过程中钢筋笼是否跟管或转动，起拔量一般控制在10-20cm。灌注前的准备包括上料及贮料斗用水湿润，进行现场混凝土坍落度试验并制作混凝土试块，如发现混凝土和易性变差、坍落度达不到规范要求，严禁直接将水注入混凝土罐车，该车混凝土应予退回，检查完毕一切正常后进行首次上料。首次上料应保证不得少于初灌量，首次灌注完成，混凝土导管应处在埋深2米以上的位置，首斗料下落完成后应试拔外套管（起拔量不超过10cm），检查钢筋笼是否跟管上浮，如发现跟管，应立即进行反压处理，如一切正常，才继续上料作业。每完成一斗混凝土或一车后均应进行起拔检查，起拔量不超过10cm，该过程一直延续至拆卸第一节外套管。每一节外套管一次拔出时，混凝土导管应留在孔内，待套管完全拔出并拆除后，测量孔内混凝土面标高，根据需要进行混凝土补灌。灌完后拆除相应的混凝土导管。每一节混凝土灌注过程需约0.5～1小时左右。每次拆除的混凝土导管应马上进行清水冲洗，为下次混凝土灌注准备。（4）混凝土浇筑注意事项：1）水下混凝土初凝时间不少于4小时，坍落度控制在180mm±220mm，须检查坍落度合格后才能放入漏斗。灌注水下混凝土时，导管和漏斗之间设置阀门关好，并将导管提高孔底30～40cm左右，然后将灌注漏斗和储料斗装满混凝土之后方可打开阀门开始浇注水下混凝土。在混凝土灌注过程中，实测实量正在浇筑的混凝土面的标高，控制导管深入混凝土3～6m，最小不小于2m。混凝土灌注应连续进行不得中断。混凝土强度应比设计强度高一级进行配置。2）桩的灌注时间不宜过大，严禁导管提出混凝土面，导管应勤提勤拆，一次提管拆管不得超过6米。浇筑混凝土时导管应随浇随提，导管的安装和拆卸应分段进行，其中心力求与钢筋笼中心重合。当出现堵塞情况时，可将导管少量上下升降排除故障，但不得左右摇晃移动，当混凝土浇至钢筋笼底部时，应放慢混凝土入管速度，减少混凝土上升顶力对钢筋笼的影响，避免钢筋笼上浮，作好混凝土灌注记录备查。3）本工程桩基砼全部灌注至现场地面标高为止，单桩灌注时间不宜超过8小时。4）混凝土配合比必须经监理工程师认可，施工现场按施工技术规范规定的频率,全面检查混凝土的坍落度指标，严禁不符合要求的混凝土送入漏斗灌注。5）本工程桩砼方量不大，需重点控制砼的初凝时间。6）砼充盈系数控制在1.05～1.15之间。施工方案

8、混凝土要求（1）混凝土采用商品混凝土。在施工过程中，对不同批号的水泥及不同批号的外加剂，应提前做好配合比试验。（2）混凝土的和易性要求混凝土按水下混凝土要求，灌注要求混凝土的坍落度在180mm±20mm之间，每车混凝土均应现场做坍落试验并予记录，如发现混凝土坍落度不能达标，严禁现场将清水注入混凝土罐车搅拌后再用，作为不合格产品，该车混凝土应退回厂家。每次出料时，上料斗上应有10cm间距的格栅状钢筋滤网，防止混凝土罐车内流出块石及水泥结晶体堵塞混凝土导管。混凝土应充分搅拌，防止部分混凝土砂率过高或过低，过高或过低砂率的直接后果是该部分混凝土的和易性发生改变，使得钢筋笼有可能跟管上浮。因此，现场混凝土应充分搅拌。混凝土浇注过程中，套管始终进行来回转动。尽可能减少套管内混凝土于套管的黏结程度，避免对套管拔出时产生阻力。施工过程中，需进行多次测量。严格控制混凝土面高度及泥浆面高度，方可进行下一步施工。另拔管过程中，不得超拔或者快拔套管。（3）塌落度及试块施工作业中应按规范要求进行塌落度试验以及试块送检。1）塌落度：按规范要求，控制在18~22cm；2）试块数量：每灌注50方必须有一组试件，小于50方的桩，每根桩必须有一组试件，每组应有3个试件；3)试件取样应取自实际灌注的混凝土，同组试件，应取自同车混凝土。施工方案

9、套管的拔除钢筋笼为圆笼，吊放钢筋笼、安装导管、清孔，浇筑砼开始后两小时内一次性拔除套管。10、土石方外运钻机套管下沉过程中，150T履带吊利用冲抓斗进行取土作业，继而产的渣土暂时堆放在施工区域内的渣土临时堆放点，渣土堆放高度不得高于1.5m，做到及时外运。换乘通道施工进度计划12号线陕西南路站换乘通道施工进度计划序号施工项目工作量日期备注1MJS工法桩38根2014.12.08~2015.01.20止水桩每3天2根，加固桩每天2根2钻孔围护桩、立柱桩71根2015.01.10~2015.03.152台桩机，每台每天1根3高压旋喷桩止水173根2015.03.01~2015.03.252台旋喷桩机，每台每天约4根4加固705根2015.03.10~2015.03.313台旋喷桩机，每台每天约15根5圈梁、混凝土支撑、栈桥、降水

2015.03.26~2015.04.25包含养护时间6开挖4950m32015.04.26~2015.05.10开挖深度9.3m，两道钢支撑7底板

2015.05.11~2015.05.25

8切割（含与1号线、巴黎春天结构连通）

2015.05.26~2015.06.25包含与12号线、1号线及巴黎春天门洞9衬墙、顶板

2015.06.20~2015.07.10

10栈桥、支撑拆除、防水、二结构及后浇带

2015.07.11~2015.07.31包含通道内排架拆除时间1号线内部改造工期计划序号施工项目日期1垃圾清运、站台层相应位置地墙开孔及砼浇筑2014.10.21~2015.01.202二号风机移位安装调试2015.01.16~2015.02.053新建信息港机房2015.01.05~2015.01.314原信息港机房搬迁及拆除2015.03.01~2015.03.155站厅层