灌注桩后注浆的施工组织方案

...wd......wd......wd...唐家营城中村改造工程〔B地块〕工程桩施工方案工程桩施工方案工程名称：唐家营城中村改造工程〔B地块〕工程桩施工审批：目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况51.1、工程简介51.2、基坑工程概况5二、施工方法62.1、旋挖灌注桩泥浆护壁施工法62.1.1、施工工艺62.1.2、施工顺序：62.1.2.1、施工准备62.1.2.2、旋挖机的安装与定位62.1.2.3、埋设护筒72.1.2.4、泥浆制备72.1.2.5、钻孔82.1.2.6、清孔92.1.2.7、钢筋笼的制作与安装102.1.2.8、灌注水下混凝土122.1.3、常见问题及预防措施132.1.3.1、成孔常见问题及预防措施132.1.3.2、安装钢筋笼常见问题及预防措施142.1.3.3、水下砼灌注常见问题及预防措施142.2、后压浆施工方法152.2.1、施工方法及原理182.2.2、压浆参数的设定192.2.3、后压浆施工工艺202.2.3.1、施工工艺流程202.2.3.2施工要点202.2.3.3、压浆施工中出现的问题和相应措施22唐家营城中村改造工程〔B地块〕工程桩施工方案一、工程概况1.1、工程简介工程地点：拟建场地地处昆明市盘龙区，东侧为汇都国际二期〔A地块〕，西侧紧邻云南省地矿局，南侧为汇都国际一期，北侧为建业商务中心。建设单位：云南驰久房地产开发主体设计单位：中国建筑西南设计研究院勘察单位：云南地质工程勘察设计研究院监理单位：云南新迪建设咨询监理施工单位：建研地基根基工程有限责任公司云南分公司1.2、基坑工程概况〔1〕主体建筑本工程为高层住宅区，拟建用地设计有2栋高层建筑，分别为30层和44层,框剪构造。〔2〕工程桩工程拟设3层地下室，基坑周长约410.00m，工程总用地面积14037.20m2。1#塔楼根基拟采用Φ800旋挖钻孔灌注桩加后压浆施工工艺成桩。本工程基坑为内支撑工程，现已完成第一层土方施工，场地标高约为1886.5m，工程桩有效桩长拟定为50m，空桩10m。二、施工方法旋挖灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。旋挖灌注桩是一种采用泥浆护壁成孔的桩型。2.1、旋挖灌注桩泥浆护壁施工法2.1.1、施工工艺平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。2.1.2、施工顺序：2.1.2.1、施工准备施工准备包括：选择旋挖机型号、钻具、场地布置等。旋挖机是旋挖灌注桩施工的主要设备，可根据本工程的地质情况分析1#楼拟采用两台中联220型旋挖机。2.1.2.2、旋挖机的安装与定位安装旋挖机的根基如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，并准确定位，使钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。2.1.2.3、埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内假设能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。本工程拟采用钢护筒。护筒要求稳固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径约大20cm，每节长度约2~3m。护筒顶面高出施工地面20～30cm。护筒埋置深度符合以下规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。2.1.2.4、泥浆制备为确保工程桩的成桩质量选用由膨润土、CMC、PHP、纯碱等配制而成的优质泥浆进展护壁。泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。根据本工程地层情况及类似工程经历，配制泥浆性能指标如下：泥浆比重：一般地层为1.1～1.3；粘度：一般地层16～22s，松散易坍地层19～28s。含砂率：新制泥浆不大于4%。胶体率：不小于95%。PH值：大于6.5。2.1.2.5、钻孔钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进展，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。旋挖机在钻孔施工时，附近土层可能会因受到震动而影响邻孔的稳固，所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。本工程成孔深度约为60m，根据实际施工经历得出，正常情况下每根桩的成孔时间约为5.5~6.5小时。钻孔阶段本卷须知〔1〕安设钻机，使钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按标准要求调整。〔2〕用冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已到达一定强度时，才能开钻。〔3〕钻孔过程中在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。〔4〕孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，护筒内水位始终高于地下水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。〔5〕钻进过程严禁孔内掉进钻头、钻杆及其他异物，经常检查钻头的磨损情况。〔6〕钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组。2.1.2.6、清孔钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监视外，在钻孔到达设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进展检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进展孔底清理，防止隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于20cm；当孔壁不易坍塌时，不大于10cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用旋挖钻机及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。清孔阶段本卷须知〔1〕清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部去除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。〔2〕终孔后，将钻头提至距孔底的0.2-O.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，使沉渣排出孔外。〔3〕当钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度等。假设沉渣超标，可用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准。〔4〕清孔完毕前，将泥浆比重调整到规定范围，以保证水下混凝土的顺利灌注，同时保证成桩质量。2.1.2.7、钢筋笼的制作与安装钢筋笼的制作方法及要求(1)进场钢筋规格符合设计要求，并附有厂家的材质证明，现场取样送试验室进展原材及焊接试验检验。(2)钢筋笼制作严格依施工图进展，允许偏差符合标准规程规定。(3)主筋采用闪光对接和双面焊接的连接方式，连接时满足每个断面接头数不超过主筋总数的50％。错开焊接，断面间距不小于1m。(4)搭接焊及帮条焊的钢筋，焊接长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d。(5)主筋与加强筋间点焊焊接，箍筋与主筋间绑扎并间隔点焊。(6)保护层垫块或支架，每笼不少于3组，每组不少于4块。(7)根据设计图纸在钢筋笼相应位置设置压浆阀。压浆导管之间用管箍连接，压浆导管与钢筋笼用铅丝连接。(8)笼子成型后，经过总包方及监理验收合格前方可使用。(9)根据《建筑地基根基工程质量验收标准〔GB50202-2002〕》规定，钢筋笼制作允许偏差如下：主筋间距：10mm；螺旋筋螺距：20mm；钢筋笼直径：10mm；钢筋笼长度：100mm；主筋保护层：20mm。钢筋笼的吊放(1)钢筋笼吊放时值班工长、质检人员、安全员及机台班长必须在场，并由值班工长统一协调指挥。(2)钢筋笼较长时用吊车整体起吊入孔，应保证平直起吊。(3)笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑动并稍加人力控制，实现平直起吊转化为垂直起吊，以便入孔。(4)各起吊点应加强，防止因笼较重而变形，防止损坏注浆管。起吊过程中要注意安全、密切配合。(5)吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位轻放慢放入孔，遇阻碍要查明原因，进展处理，不得强行下放。(6)入孔后，由垫块及通过插杆定位。钢筋笼的制作及安装本卷须知〔1〕钢筋笼制作时，主筋连接，桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩身受力较小处；接头位置宜相互错开，且在35d的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%；主筋与箍筋应点焊。〔2〕钢筋笼应整体吊装，吊装时不得碰损孔壁。钢筋笼吊放前，必须去除槽底沉渣，孔底沉渣厚度≤200mm。钢筋笼吊放到设计位置时，应检测其水平位置和高程是否到达设计要求，检测合格后应立即固定钢筋笼，钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4小时。〔3〕钢筋笼在制作、运输、吊装过程中应采用有效措施防止钢筋笼变形。〔4〕在钢筋笼上有预埋钢筋处应采用聚乙烯泡沫板覆盖预埋件，以便于需要时凿出预埋件。2.1.2.8、灌注水下混凝土清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。灌注混凝土本卷须知〔1〕砼坍落度18～22cm、粗骨料粒径小于40mm。〔2〕混凝土灌注在二次清孔完毕后30分钟内立即进展。〔3〕采用Φ250法兰式导管自流式灌注混凝土。导管联结要平直，密封可靠；导管下口距孔底30cm～50cm为宜。〔4〕首盘浇筑：初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中50cm以上，且连续灌注。〔5〕正常灌注混凝土时，导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。〔6〕一次拆卸导管不得超过6m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管，导管最小埋深2.0m。2.1.3、常见问题及预防措施2.1.3.1、成孔常见问题及预防措施〔1〕塌孔预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理去除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。〔2〕缩径预防措施：钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。〔3〕桩孔偏斜预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。2.1.3.2、安装钢筋笼常见问题及预防措施\o"编辑本段"〔1〕

钢筋笼安装与设计标高不符预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度准确计算，并在安装时反复核对检查。〔2〕钢筋笼的上浮钢筋笼上浮的预防措施：严格控制砼质量，坍落度控制在20±2cm，砼和易性要好。砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大，严格按照标准控制在2-6m之间，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。2.1.3.3、水下砼灌注常见问题及预防措施〔1〕堵管预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供给，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或标准要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工标准允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。〔2〕桩顶部位疏松预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经到达。〔3〕桩身砼夹泥或断桩预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底去除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进展准确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经历拔管。2.2、灌注桩后注浆施工方法一、概述灌注桩由于具有适用于不同地层土质，桩径桩长变幅大，承载力高，无噪声振动等优点，使其成为桩基工程中的主要桩型。中国建筑科学研究院地基所1993年先后研发成功灌注桩桩底和桩侧后注浆专利技术，以加固灌注桩沉渣、泥皮和一定范围土体，提高单桩承载力，减小沉降。具有构造简单，便于操作，本钱较低，可靠性较高，压浆时间不受限制等优点。现已应用于北京、上海、天津、武汉、福州、厦门等地的上百项高层建筑的桩基工程，技术、经济效益显著，极具推广使用价值。二、产生背景泥浆护壁法成孔灌注桩是目前桩根基使用最多的桩型之一，经清孔、洗孔后，最后进展水下灌注混凝土。●桩侧泥皮及非挤土桩应力松弛问题泥浆护壁造成桩周形成一薄弱层，这种泥皮含水量高、压缩性大、强度低，使得桩侧阻力的发挥大幅降低。桩底沉渣及持力层扰动问题钻孔及施工过程中土体碎屑沉淀在孔底形成沉渣，沉渣清理难于清理或清理不彻底，使桩端相当于支承载软弱层上，降低桩端承载力，使桩基沉降量大大增加。●同场地灌注桩竖向承载力离散性问题同种桩型、桩径和持力层，由于施工技术水平差异、沉渣厚度不同，导致同一场地竖向承载力差异较大。通过预埋于桩侧、桩底的注浆管阀，在成桩后一段时间内向桩周土高压注入浆液，固化沉渣、泥皮，加固土体，大幅提高单桩承载力，减小桩基沉降。增强桩身质量稳定性。后注浆的技术经济效益有效消除泥浆护壁成孔灌注桩缺陷；大幅提高承载力，对126项灌注桩后注浆工程静载试验数据统计分析说明，后注浆桩承载力增幅为40～100%。由此可减少桩数或减小桩径、桩长。对于大型单项工程，其经济效益可达千万元，由于工程量减小，工期也相应缩短；建筑物沉降相应减小约30%。后压浆对于桩基设计有重要意义，既可用减小桩径或缩短桩长，又可用减少桩数来到达降低造价的目的，尤其对于高层剪力墙、核心筒可以解决单桩承载力缺乏无法布桩的问题改项技术实施所需人员少，设备简单，只要实施人员认真负责，各道工序按要求操作，压浆效果可得到保证。后注浆工法已由建设部于2000年批准为国家级工法，并已列入国家行业标准《建筑桩基技术标准》JGJ94-2008。工程应用与经济效益工程名称：首都机场3号航站楼工程简介：根基桩采用灌注桩后注浆技术，桩长缩短28m，桩基造价节约34%〔约7800万元〕。工程名称：CCTV新台址工程简介：根基桩采用灌注桩后注浆技术，桩径800mm~1200mm，桩端持力层密实细中砂，单桩极限承载力33000kN，桩长由原设计51m缩短至33m。2.2.1、施工方法及原理于钢筋笼上设置2根基端带单向阀的注浆钢管,桩混凝土灌注之后一定时间采用高压注浆泵将浆液通过注浆管和单向阀压入桩底，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在粉砂层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得地层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的粉砂层满足构造的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖〞、“干碴石〞；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖〞、“干碴石〞相结合，增强该局部的密实程度，提高了承载力；浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可无视的作用。2.2.2、压浆参数的设定压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后根据设定的参数，进展试桩的施工,试桩完成后到达设计的强度，进展桩的静载试验，最终确定试验参数。〔1〕水灰比：水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用0.55～0.60，浆液用3x3mm的滤网进展过滤，浆液采用纯水泥浆。〔2〕注浆压力控制压力值与土层性质、强度，桩身施工质量有关，宜通过经历确定，对于粉土、粘性土等细粒土2~3MPa，粗颗粒土可取1.2~2MPa，风化岩可取3MPa以上，根据本工程地勘资料显示，桩端地质为粉砂层，故注浆压力宜采用2.0MPa。采用的最大压力注浆可能使地表隆起和基桩上抬量过大，如遇可采用间歇注浆。〔3〕压浆量：压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与地质土层情况及桩间距有关，取决于土层的孔隙率，根据以往施工经历注浆流量为2.4m3/h。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。在保持浆液连续注入条件下，压力宜低不宜高，注浆流量控制宜小不宜大，速率宜慢不宜快。〔4〕闭盘压力：闭盘压力是指完毕压浆的控制压力，一般来说什么时候完毕一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量，但到达一定的压力时就要停顿压浆，压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动土层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在2MPa。根据预先设定的参数，进展试验桩的施工，再根据试桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进展工程桩的施工了。2.2.3、后压浆施工工艺2.2.3.1、施工工艺流程灌注桩成孔钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土→后压浆施工。2.2.3.2施工要点〔1〕压浆管的制作在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管),在该局部采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入土层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将