泥浆护壁旋挖成孔施工方法及主要技术措施及泥浆护壁成孔灌注桩方案

泥浆护壁旋挖成孔施工方法及主要技术措施1.旋挖钻机施工原理及优势1.1旋挖钻机施工原理旋挖钻成孔时通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高。1.2旋挖钻优势旋挖钻采用大孔径旋挖钻机，旋挖钻机具备以下优势：成孔速度快。与传统的循环管钻机相比优势明细，这样就有效地保证了工程的进度。环保特点突出。与传统的循环管钻机相比，旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。行走移位方便。旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐。桩孔对位方便准确。这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过程中操作手在驾驭室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高（全电脑控制）、履带式行走移位方便地特点，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。施工流程旋挖钻机施工流程见图。3.施工工艺在施工过程中上部采用钢护筒护壁，下部采用泥浆护壁，防止塌孔和孔内缩径。泥浆护壁是利用泥浆与地下水的压力差来控制水压力与孔壁压力，以确保孔壁的稳定，所以泥浆的相对密度则起到保持压力差的关键作用，实施钻孔的一种成孔工法。泥浆的主要材料表材料名称数量主要使用目的水1m³泥浆的主体膨润土150-200Kg泥浆的主要材料纤维素2-3Kg增加泥浆的粘性火碱2-5Kg降低泥渣下沉速度渗水防止剂废纸浆、锯屑防止渗水在桩位上下长度不小于2m厚度10mm的钢护筒，以保护孔口，在调制适合本地土层情况的泥浆，有效避免成孔过程中塌孔的发生。泥浆的要求为相对密度：1.1~1.2；（密实碎石孔可选1.5）、粘度;18~22s；、静切力：1.0~2.5Pa；、含砂率：＜4%；④、胶体率：＞90%；⑤、30分钟失水率：14~20ml;30分钟施工能有效的减少塌孔，保证成孔质量，减少和杜绝孔底沉渣，保证混泥土的充盈系数。需要泥浆土、火碱、纤维素、泥浆泵、泥浆管和配套的电线电箱、泥浆池、泥浆池防护等材料和设备（孔内有漏浆可能），每栋楼做一个长4米*4米*2米的泥浆池，制作泥浆所用的材料，必须购买膨润土或黄土，在泥浆池内制作成泥浆。在旋挖桩成孔后及时清理孔底沉渣，沉渣厚度控制在50mm内，然后把已经配置好的钻孔液倒入孔内，用空压机的风管插入孔底，使孔内泥浆和余下沉渣与钻机液搅拌均匀。钻机液的作用是使沉渣不沉，漂浮在钻孔液内。新型钻孔液又名无固相泥浆，是线状高分子聚合物，分子量在300-2500万之间，固体外观为白色粉颗，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水，溶于水后静置会形成粘稠状液体，胶体率在95%以上。钻孔液配制比为：钻孔液制备配比：10Kg固体聚丙烯酰胺，45m³水，50Kg工业用碱（NaCO3）。钻孔液配制后，性能指标满足：比重1.00-1.02，粘度：一般为17-20s，ＰＨ值为８－１０，含水率小于２％。施工流程：施工准备→钻机就位→旋挖开孔→下孔口护筒→注浆→取土钻进→补浆→取土成孔→检查沉渣厚度、清渣→倒入钻孔液→移机→吊放钢筋笼→检查沉渣厚度、清渣→吊放导管→检查、清渣→上导管清孔帽→注浆清渣→二次清孔后泄出导管压力→灌注混凝土→拔出护筒桩内挖出的土石方，堆放在桩边外３米以外范围，堆放高度不超过１．５米高，每天由人工负责转运场内桩边的土石方、转运到每栋堆场，根据每栋堆场的具体情况，及时用３２０型挖土机配合人工用汽车把堆场的土石方运出施工现场，堆放在建设方指定的场外堆场。清孔换浆法：钻孔达到设计深度后，停止进尺，将钻头提出，采用清底钻头进行清孔，然后注入净化泥浆装置换孔内含渣的泥浆，清孔时孔内水位需保持在护筒底以上３．０－６．０ｍ。当从孔内取出泥浆与注入的净化泥浆相近，测量孔底沉渣厚度符合技术规范要求及设计要求，即停止清孔作业，放入经检查合格后的钢筋笼。扩底桩施工流程图桩位放样桩位放样，按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样，规划行车路线，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定；钻机底盘不宜直接于不坚实的填土上，以免发生不均匀沉陷；钻机的安方位置需考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。桩位的中心点，成孔前用全站仪放点，十字线定位，下护筒后二次检测，在终孔后与放钢筋笼前必须检测，使其误差在规范要求内，以确保桩位准确。桩的轴线控制根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物再进行场地整平后，组织有资质的测量放线人员，将所需桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并做好记录留查，下完护筒后在拉上十字线复核护筒中心点是否与十字线中心吻合，以保证桩位的准确。埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直及防水泥浆流失及位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实０．３－０．５ｍ厚度的黏土后，在安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。钻孔施工时垂直度的控制你公司采用的是智能化旋挖钻机，钻机上有车载电脑系统，可以自动显示和调节旋挖钻机的钻孔深度，垂直度，具体操作如下：首先将旋挖钻机作业所在位置，把旋挖钻机电脑显示器调节到显示桅杆工作画面。从桅杆的Ｘ轴、Ｙ轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立桅控制，将桅杆Ｘ轴Ｙ轴的偏差调节到正负零位置，以保证钻孔的垂直度。桩的垂直度在成孔时桩机桅杆上有垂直度控制仪控制，桩机电脑屏上会有自动显示，司机根据情况调整，因此垂直度在施工过程中就能控制确保小于１％，达到设计要求。成孔、成孔检查成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔器等。检孔器应按如下要求制作：沉淀厚度必须进行检查，检测前准备好检测工具，测绳、检孔工具等（３）检孔工具：检孔圆板的外径Ｄ为直接加３００ｍｍ的钢板，厚度为１５ｍｍ，重量为３．５Ｋｇ。检孔钢筋为Ф２２钢筋、长度１．４米（４）检孔圆板测绳采用钢丝测绳，测绳直接绑扎在检孔圆板与检孔钢筋顶面（５）沉渣的检测，把检测器放下去，记录检测圆板上测绳的长度；在用钢丝绳把检孔钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度；两长度之间的差就是沉渣厚度、（６）用检孔器检测孔径和孔的竖直度，检孔器对中后在孔内靠垂直重下沉，不借助其他外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不能顺利下至孔底时，用钻机进行清孔处理。（７）检测标准：孔深、孔径不下于设计规定；钻孔倾斜度误差不大于１％；沉渣厚度与符合设计规定：沉渣厚度≤５０ｍｍ岩芯取样根据地勘报告计算的预挖深度结合现场实际情况，待深度达到中风化层以后（目测），用筒钻钻进，将孔底中风化层岩石取出，送检合格后，根据施工图纸向下钻进达到设计嵌岩深度要求，复检深度后，即可终孔。桩内挖出的土石方，堆放在桩外２．５米以外的范围，堆放高度不超过１．５米高，每天由人工负责转运场内桩边的土石方、转运到每栋堆场，根据每栋堆场的具体情况，及时用３２０型挖土机配合人工用汽车把堆场的土石方运出施工现场，堆放在建设方指定的场外堆场。下放钢筋笼下钢筋笼前，先测量孔深，孔内无虚土和钻渣后开始下钢筋笼，下笼前在孔壁内侧下放３根直径为５０ｍｍ的钢管、并兼作钢筋笼保护层，确保钢筋笼居中，从而减少钢筋笼与孔壁擦挂掉土入孔内，把钢筋笼吊垂直，下放过程中孔口两边站立３人，缓慢下放钢筋笼，下完后在测量孔深，已确定孔内有无虚土和沉渣，如果孔内有虚土和沉渣，吊出钢筋笼，用旋挖钻机清孔后再次检查沉渣厚度、符合规范允许范围内要求、在下放钢筋笼，直到合格为止。砼浇筑完成后，将此３根钢管拔出；在钢筋笼绑扎完成后，在钢筋笼的内侧，绑扎按设计数量直径为５０ｍｍ、壁厚为１．２ｍｍ的钢管、做声波透测管，钢管两头用封口胶包裹严实，钢管接头用丝接接严密。水下灌注混凝土工艺水下灌注混凝土基本原理：采用导管灌注法，即利用封闭的连接钢管（或满足强度要求的非金属管）作为水下混凝土的输送通道，管的下除左权县东长义村B地块（一期）B15楼泥浆护壁成孔灌注桩专项施工方案2016年11月12日目录1、工程概况2、编制依据3、施工进度计划及准备工作4、施工工艺技术5、施工安全文明保证措施6、劳动力计划7、附表工程概况建筑概况本工程为左权县东长义村B地块（一期）B15楼，场地位于左权县东长义村B地块（一期）内，单体北临B14及B5楼，南临B7楼，东西两侧均为小区内部规划道路。本工程基础形式为桩筏联合基础。桩基础为钢筋混凝土灌注桩基础，共48根，直径均为600mm。该桩基础分为2种分别为GZ1、GZ2，其中8轴以左的桩基为GZ1，GZ1要求桩端全截面进入泥岩层不小于2.3m（桩长以现场实际情况确定）；8轴以右为GZ2，GZ2要求桩端全截面进入砂岩层不小于0.6m（桩长以现场实际情况确定）。设计概况本工程桩基础混凝土为C25水下浇筑混凝土，钢筋采用HPB300钢筋和HRB4000钢筋。其中钢筋笼主筋为8根直径14的HRB400钢筋，钢筋笼每2m设置一道直径14的HRB400加劲箍，加劲箍设置在主筋外侧，箍筋采用螺旋箍（尺寸详见桩钢筋图），桩身主钢筋保护层为50mm。该桩基础拟采用反循环泥浆护壁成孔灌注桩，灌注桩均采用桩底压力灌浆工艺，每根桩均设置2根20mm通长的注浆管。二、编制依据1、左权县东长义村B地块（一期）B15楼设计施工图纸；2、主要规范、规程、标准GB50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50202-2002《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》DBJ04/T289-2011《建筑工程施工安全资料管理规程》JGJ33-2001《施工机械使用安全技术规程》JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》JGJ33-2001《施工机械使用安全技术规程》GB50026-2007《工程测量规范》JGJ106-2003《桩基高应变动力检测规程》3、法律、法规（1）《中华人民共和国建筑法》（2）《建设工程质量管理条例》（3）《工程建设标准强制性条文》（4）《中华人民共和国安全生产法》（5）《建设工程安全生产管理条例》（6）《中华人民共和国消防法》施工进度计划及准备工作1、本工程由于在11月10日开始施工，根据左权当地2年以内气候调查现已基本进入冬期，所以桩基础施工期间早晚温差大，日照时间短，要合理安排成桩与灌注混凝土的时间，防止由于气温过低影响桩身质量。项目目标根据本工程的特点，结合自身的具体情况，确定本工程的综合管理目标如下：2.1、质量目标：达到国家现行《建筑工程施工质量验收统一标准》合格标准。2.2、工期目标：工期30天，阶段性时间节点安排见施工进度计划表。2.3、安全生产目标：2.3.1无重伤、死亡事故。2.3.2轻伤事故频率控制在5‰以内。2.3.4、文明施工目标：施工现场：文明施工实施现场标准化管理。技术档案施工过程中，涉及到的技术资料（例如桩长的确定）与工程同步，我方与建设方之间的往来文件做好收发文签字记录。竣工后的工程技术资料达到真实、完整、齐全，符合验收规范和档案管理标准要求。4、施工准备工作4.1、施工前熟悉施工图纸的设计要求，与建设（监理）单位、设计单位进行图纸会审。4.2、编制钢筋下料单，各种规格的钢筋按设计要求的品种、规格提前进行放样。4.3、我方将积极配合测量人员进行现场桩位控制点的测设，并会同甲方技术人员确认复核4.4、施工前应先进行场地平整，配合甲方拆除清理障碍物，如场内建筑垃圾，排污水沟，地下管线等，为工程开工创造条件。4.5、协调甲方做好“四通一平”工作，即通路、通电、给水、排水及场地平整。四、施工工艺技术1、施工工艺流程图平整场地埋设护筒平整场地埋设护筒机械就位钻孔至设计标高同时采用泥浆护壁清孔至孔底提出钻头下钢筋笼焊机就位焊接安放吊筋灌入商品混凝土提升导管灌至桩顶标高表下导管桩底压力灌浆桩机就位剪吊筋桩身混凝土达到50%以后桩底压力灌浆桩机就位剪吊筋施工主要工艺2.1埋设护筒护筒是由4-8mm的钢板制成，内径比桩径大100mm，上部留有1-2个溢浆口，高度约为1.5-2m。其作用是固定桩孔位置，保护孔口，增加桩孔内水压，以防塌孔及成孔时引导钻头方向。护筒起定位作用，所以埋设位置必须稳定，护筒中心线与桩位中心线偏差不得大于50mm。护筒埋设应牢固密实，护筒与坑壁之间用黏土填实，以防漏水。护筒顶面高于地面0.4-0.6m，并应保持孔内泥浆面高于地下水位1m以上，防止塌孔。2.2成孔、清孔成孔过程中要时刻注意孔内壁土壤情况，当遇到土质较为疏松时，应控制钻头的下落高度，打孔过程中还应时刻注意钻头的进尺，进尺较大时，每3米取一次渣样，进尺较小时，每1m取一次渣样，以此来判断土层变化。钻孔作业必须连续进行，不得间断，因故必须停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。钻孔时应注意排除钻渣，并保持泥浆密度和粘度。钻进过程中，用探孔器每进尺2-3m，应检查钻孔直径和垂直度。遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施；遇有孔身偏斜、弯曲时，应分析原因，及时进行处理，一般可在偏斜位置回填片石和粘土重新补钻，使钻孔正直。钻孔达到深度并经甲方技术人员验收签字后，进行第一次清孔。清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。其次，清孔还为浇注水下混凝土创造良好条件，使孔位准确，浇注顺利，清孔方法采用抽渣筒清孔法。2.3钢筋笼制作钢筋笼制作过程中需要焊接时主筋采用搭接焊，单面焊焊缝长度为10d。箍筋尽量采用焊接，若采用绑扎，应采用双绑丝进行绑扎，且绑扎点不应多余总连接点数的10%。钢筋笼焊接时应保证焊缝饱满，并及时清除焊渣。钢筋笼主筋搭接时须严格控制同一截面内钢筋接头数量及接头间相互间距，接头应错开35d，并保证同一截面内钢筋接头数量不能超过钢筋总数的一半。钢筋笼主筋间距允许误差±10mm，箍筋间距允许误差±20mm，骨架外径允许误差±10mm。2.4、钢筋笼吊装2.4.1清孔完毕之后即挪开机械，进行钢筋笼安放工作。根据现场实际情况可采用吊车进行钢筋笼的安放。2.4.2钢筋笼吊装之前应对钢筋笼进行检查。见下表钢筋允许偏差检查项目允许偏差（mm）检查频度检查方法范围点数受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10按每工作日同一类型钢筋、同一加工设备抽查3件3用钢尺量弯起钢筋的弯折±20箍筋内净尺寸±52.4.3钢筋笼起吊采用2点起吊法，不可一点起吊，防止钢筋笼与注浆管由于钢筋笼自重产生变形。安放过程应缓慢进行，安放完成后进行检查钢筋笼位置。2.4.4钢筋骨架吊放完毕之后，应保证其中心点与桩基中心点一致，两者误差不得超过2cm。2.5、混凝土浇筑2.5.1钢筋笼安装完成后进行导管吊装。导管吊装接头处应连接严密、牢固。导管使用前应对导管内部、外表面进行清除。2.5.2水下混凝土粗骨料采用级配良好的碎石，细骨料采用级配良好的中粗砂；砼坍落度控制在160～180㎜之间，水泥最小用量350Kg/m3，水灰比宜为0.5～0.6。为保证水下砼灌注质量，水下砼施工应注意以下事项：储料斗要有足够的容量，能储存保证导管初始埋置深度不少于1米的砼数量，打开活门后首批砼应连续灌注封住导管下口，填充导管底部并保证导管内有一定高度的砼以平衡,首批砼的方量需通过计算确定。2.5.3浇注开始后，应连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内混凝土不满时，应徐徐进行浇注，防止在导管内形成高压空气囊。在浇注过程中，还应经常用测绳探测井孔内混凝土面的高程，保持导管出口埋入混凝土2～4m，并及时提升和拆除导管，同时灌注过程中应不断上下拨动导管，以防卡管。导管在孔内应垂直提升，避免挂住钢筋笼。2.5.4为防止钢筋骨架上浮，混凝土面接近钢筋骨架钢筋加密部分时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。2.5.5在浇注即将结束时，导管内混凝土柱高度减小，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如果混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，使浇注工作顺利进行，泥浆引流至适当地点处理，以防止污染。灌注砼至桩顶标高后，即可拨出导管和钢护筒。2.5.6水下砼灌注全过程应有专业人员记录，及时指导施工。为了保证泥浆不外泄，污染现场场地，在场地外设置泥浆净化池，大部分泥浆经过净化循环重新利用，少量考虑外运废弃。废弃的泥浆运输到指定的地点排放。混凝土浇入孔底后，立即测量孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常浇注。2.6、桩底压力灌浆压力灌浆在灌注桩成桩后桩身混凝土强度达50%，通过预埋在桩身的注浆管道，对钻孔灌注桩桩底进行压力灌浆。桩底压力灌浆时在桩底预先装入φ10mm左右的石料。在桩身钢筋笼的内侧预埋2根钢管和底部相连(见图2)，其中一根为注浆管，另一根为溢浆管，在注浆管上端安装高压止浆阀，结构见图3。灌浆时待管路中的空气及污水排完后，在溢浆管上端安装堵头［8］。图1压力灌浆图2压力灌浆的位置图3止浆阀(单位：cm)2.7、质量保证的监控措施2.7.1质量监控分总过程监控和各分部过程的监控，重点抓好事前控制，坚持不懈抓过程控制。2.7.2配合和服从甲方技术人员和质量监督部门的质量监控。2.7.3质量监控的主要内容关键工序的质量监控措施对各种施工方法、关键工序设置质量监控点，制定监控手段，确定监控人员对工序质量进行监控，上道工序存在问题不能遗留给下道工序，实行质量否决制，不合格个分项工程流入下道工序要追究班组长责任。后续工序必须做好准备工作，工序之间交接必须明确手续，上道工序结束必须由甲方验收后，方进行下道工序。五、施工安全文明保证措施1、施工过程中要牢固树立“责任重于泰山”的思想，施工现场甲方应设置专职安全员全面负责，施工作业班组全面配合安全生产的管理制度，坚持“安全第一，预防为主”的方针，定期检查安全状况，把安全隐患消灭在萌芽中。安全生产管理网络甲方负责人甲方负责人专职安全员钢筋笼制作班组灌注桩班组2、本工程安全生产目标：安全事故为零，为切实保证一切顺利进行，为此制定如下措施：2.1、建立现场安全生产管理体系，甲方负责人为组长，安全员为副组长的安全领导小组、各作业班组为成员。安全员定期每周组织一次安全生产检查，并且认真记录，督促整改。施工作业人员履行好交接班手续，实行班前教育、班中检查、班后总结。甲方应对现场施工人员均进行教育和安全技术交底，严格执行操作规程。2.2施工现场项目悬挂安全警示牌，做好安全文明施工宣传。2.3电工、电气焊工、起重工等均持证上岗。现场动力线、照明线分架并安装触电保安器。2.4认真收集天气预报资料，遇到雨雪或6级以上大风，提前做好防范措施，并停止施工，切断电源。2.5做好职工后勤服务工作，工地确保有足够的饮用水及必备药品，注意饮食卫生；确保有足够的休息时间，严禁疲劳作业，加强对施工人员的管理，做好思想教育工作。3、按照现代化生产施工的要求，为施工现场保持良好的生产环境和秩序，以达到提高劳动效率、安全生产和保证质量的目的，制定文明施工措施如下：3.1严禁施工人员对过往车辆和行人有不礼貌的言语和行为，当车辆发生交通堵塞时，应及时配合甲方组织疏导，保证交通通畅。3.2严格劳动纪律，遵守操作与安全规程。坚持班前会和交接班制度，布置好施工内容，明确操作要求和注意问题，严格执行操作规程，建立