空心钻头冲孔灌注桩施工工法

空心钻头冲孔灌注桩施工工法由中建七局第三建筑有限公司、福建六建集团有限公司完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》是中建七局第三建筑有限公司、福建六建集团有限公司完成的建筑类施工工法，完成人是陈仁开、王世杰、王耀、赖友华、张书锋。该工法适用于地下水位以下的填土、黏性土、砂土、卵石、碎砾石土及风化岩层，对于地质条件复杂的夹层、孤石等障碍物有较好的穿透能力。《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》主要的工法特点是：产品结构合理，成孔垂直度高；加工方便；焊接性能好；由于钻头是空心的，在单位面积上产生的冲击力度大，可保证较快的进尺速度。2011年9月30日，《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009~2010年度国家二级工法。形成原因形成原因冲孔灌注桩具有无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用，已成为一种重要的桩型。传统冲孔灌注桩施工采用的钻头为实心钻头，存在的缺点是：（1）重量重，导向性不够好，成孔垂直度较低；（2）由于实心钻头是整体铸造的，无法随便改变钻头外径的大小，因此同一种钻头不能对不同桩径的桩进行施工，在施工过程中钻头产生磨损，也无法及时得到修复，影响施工质量和进尺速度；（3）实心钻头在单位面积上产生的冲击力度小，进尺速度慢；（4）不能在钻头冲击的同时进行排渣，生产效率低，进尺速度慢。中建七局第三建筑有限公司、福建六建集团有限公司通过技术攻关及工程实践，发明了空心钻头及灌注桩沉渣检测仪，克服了以上的缺陷提高了施工生产效率并保证了灌注桩的施工质量，并编制成《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》。

工法特点工法特点《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的工法特点是：一、产品结构合理，成孔垂直度高：与实心钻头相比，相同重量的空心钻头长度要比实心钻头长30%左右，钻头长则导向性好，故成孔垂直度高。二、加工方便，单个空心钻头可以通过改变环形腰带的大小，改变空心钻头的有效冲孔直径大小，从而施工不同桩径的冲孔灌注桩；而实心钻头是整体铸造的，无法随便改变钻头的大小。三、焊接性能好，便于施工现场对空心钻头进行加工和修复等操作，使空心钻头能够及时得到修复，保证空心钻头在成孔过程保持完好：空心钻头在施工过程会产生磨损，造成空心钻头直径变小，合金牙破坏，通过现场焊接，可使空心钻头得到及时的修复，保证灌注桩成孔质量和进尺速度。四、由于钻头是空心的，在单位面积上产生的冲击力度大，可保证较快的进尺速度。五、在空心钻头的中心管插入抽吸装置，如泵管，用副卷扬机提动，随空心钻头的进尺速度放泵管，使泵管始终保持与孔底的距离，碎渣通过空心钻头，可由泵管吸出沉渣，保证空心钻头始终在冲击的状态下，就能实现及时排渣，极大提高施工生产效率。操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》适用于地下水位以下的填土、黏性土、砂土、卵石、碎砾石土及风化岩层，对于地质条件复杂的夹层、孤石等障碍物有较好的穿透能力。

工艺原理《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的工艺原理叙述如下：利用钻头本体自由下落产生的冲击力作用于破碎牙上，由于破碎牙具有很强的嵌岩能力，能够较快的破碎岩层，变成碎渣，而碎渣在钻头本体的上下反复搅动的过程中，悬浮于空心钻头的空心孔和桩孔中。在空心孔内插入抽吸装置，便可利用抽吸装置将悬浮的碎渣及时的从空心孔向外排出。见下图。

空心锤成孔示意图施工工艺《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的工艺流程见下图。

工艺流程《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的操作要点如下：一、测量放线定位桩采用全站仪和水准仪对工程桩桩位放样定位测定标高，具体如下：1.控制点测设：根据业主提供的控制网点，将建筑物的主要轴线测设于地面，并避开桩位、道路、料场等位置，并做好保护措施。由监理工程师复核认可，桩位测设以此为准。2.桩位测设：采用极坐标法及直角坐标法测设桩位中心，钉入钢筋。二、埋设护筒1.护筒一般用钢板卷制而成，钢板厚度视孔径大小采用4~8毫米，护筒内径宜比设计桩径大100毫米，上部宜开设1~2个溢流孔。2.护筒埋置深度一般情况下，在黏性土中不宜小于1米；砂土中不宜小于1.5米；高度上应满足孔内泥浆面高度的要求。材料设备材料设备《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》所用的材料及设备明细如下：一、主要材料圆管形耐磨铁、合金牙、环形腰带、加劲肋。二、主要机具（下表）。质量控制质量控制《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的质量控制要求如下：一、质量标准：执行《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002、《福建省建筑工程文件管理规程》（施工分册）DBJ13-56-2004。二、空心钻头的制作质量应符合以下标准，见下图。大样图图注：（a）空心钻头结构示意图；（b）A-A剖视图。1—钻头本体（壁厚不小于10厘米，且须整体铸造）；2一吊装部件；3—破碎牙（规格为10厘米×6厘米×4厘米，间距约为20厘米，每个钻头应焊有10±2个破碎牙）；4一空心孔；5一抽吸装置；6—环形腰带（厚度不小于2.0厘米，宽度不小于10厘米）；7—加劲肋（采用破口焊，焊缝厚度不小于8毫米，焊接于钻头本体周壁）；8—圆管形耐磨铁（宽度不小于5厘米厚度不小于3厘米）。1.空心钻头本体（1）、连接于钻头本体顶部的吊装部件（2）以及设置于钻头本体底部的破碎牙（3），特征在于：钻头本体的体内设有自上而下的空心孔（4）。2.空心孔（4）内设有从空心孔的上孔口伸入空心孔内的抽吸装置（5），抽吸装置的抽吸口与空心孔的孔底之间留有间距。安全措施安全措施采用《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：一、桩机进场前须办理有关手续。二、进入现场的管理人员和工人，必须戴好安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋、打赤脚，严禁酒后作业，高空作业应系好安全带。三、机架的安装、拆除应按操作规程进行，且须有专人指挥，严禁机架下站人。四、机械设备要定期检修，不得带病作业，机械转动部位应配保护罩，严禁在运转中加油，修理机械。五、电机设备检修时应先切断电源，挂工作牌，严禁带电作业。六、施工现场的一切电机，电路的安装和拆除必须由持证电工操作。电器必须严格按规定接地，接零和使用漏电保护器，各机用电必须分闸，严禁一闸多用。地面电缆必须架空，跨越行人过道时应架空离地面2.0米以上，严禁拖地和压入土中。七、安装机台和安放钢筋笼时，应注意附近是否有高压线或电线，距离多少，以确保安全施工为准。环保措施环保措施《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的环保措施如下：一、泥浆、污水、废油1、施工中产生的泥浆应通过泥浆运输车辆运至环保部门规定的指定地点排放，严禁向内河及施工场地内随意排放。2、来自生活区、办公区和施工区的污水经过净化处理，并经检验符合环保标准后才能排放。3、加强对施工机械的维修保养，遇到漏油、漏水的机械必须修好后方可继续参与施工，废油回收后集中存放，统一处理。二、废物和垃圾1、施工和生活中的废物集中放置，并及时处理或运至工程师和当地环保部门同意的地点放置，如无法及时处理或运走，则必须加以掩盖以防散失。2、如果废弃材料有毒，应将置于环境部门批准设置的永久性废料弃置区予以封闭，以防污染地表水。效益分析效益分析《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》的效益分析如下：可操作性强，安装简便、技术难度不大，空心钻头制作安装质量容易控制，提高了施工效率；有效解决了导向性不够好，成孔垂直度较低；钻头无法随便改变外径的大小，因此同一钻头不能对不同桩径的桩进行施工；钻头在施工过程中产生磨损无法及时得到修复，影响施工质量和进尺速度；钻头在单位面积上产生的冲击力度小，进尺速度慢；不能在钻头冲击的同时进行排渣，生产效率低，进尺速度慢等一系列问题。提高了施工质量及生产效率，有较好的社会效益。

应用实例应用实例《空心钻头冲孔灌注桩施工工法》成功应用于福州中旅城二期工程、福州琴亭湖畔6~9号楼、福州恒力·金融中心等工程。现以福州中旅城二期工程为实例进行简要说明。一、工程概况福州中旅城二期工程位于福州市五四路黄金地段，总建筑高度150米，4层地下室，单层地下室面积约18000平方米，地下室埋深约20米。桩基工程设计为冲（钻）孔灌注桩，桩基工程量大，工程桩总桩数912根，桩端持力层为碎块状强风化花岗岩或中风化花岗岩，各岩层之间的含砂率高达12%~15%，施工孔深达50~72米，浇筑桩身混凝土空孔高度达18~21米，桩基工程总工期仅为150天。二、施工情况自2007年11月23日至2008年04月06日，共136天，共完成工程桩912根，每台机施工时间由6.8天/根桩提高到5.66天/根桩。施工过程中对实心锤施工与空心