[分享]围护结构钻孔桩施工方案及施工方法

　　车站主体采用钻孔灌注桩的围护形式，外加三轴搅拌桩作为止水帷幕。作为围护结构的钻孔桩桩径为1.0m，桩长27-29m(XX路站桩长28.2m)，桩间距1.2m，C30钢筋混凝土。

　　围护结构桩外侧为Φ850@600三轴搅拌桩作为止水帷幕，桩长30m。

　　（一）施工方案：

　　钻孔桩采用旋挖钻机成孔，泥浆护壁，导管法水下混凝土灌注施工工艺。钢筋笼采用现场加工制作，人工配合吊机吊装入孔就位。

　　钻孔桩采用跳孔作业。施工前，按设计文件，对要施工的每根桩进行编号并在测量放样时明确标识。先施工编号为1的孔，为保证下道工序（冠梁）能够及时施工，当桩体混凝土强度达到2.5Mpa以上时，尽快施工编号为2和3的孔桩。如下图所示。

钻孔桩施工部序图

　　除非特殊情况，桩基施工必须连续进行，为桩顶冠梁施工提供必要的条件。

　　（二）钻孔桩施工方法

　　旋挖钻机用泥浆护壁旋挖成孔。泥浆具有饱和孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却和润滑钻头等作用，故在本工程中采用泥浆护壁成孔。钻孔桩施工工艺详见下图所示。

　　（1）测量放线

　　依据测量控制桩点，准确测放桩位，桩的中心允许偏差不大于50mm，并在桩的前后左右距中心2m处设置护桩，作为施钻中桩位控制点和检查点，以供随时检测桩中心和标高。钻孔时，桩位中心用"十字交叉法"引至四周并作出标记，测量孔深的基准点可设在护筒口上或四周的钢筋上并做红漆标记，施工过程中要经常检查复测，一旦有破坏要及时进行恢复。同时测量钻孔桩位处的水平标高，以控制钻进深度。

　　（2）护筒埋设

　　护筒采用10mm厚钢板加工，内径比设计孔径大200～400mm，其上部开设有1~2个溢浆口。埋设时，当软土、淤泥层较厚时，深入到不透水层粘土内1.0m。施工期间护筒内的泥浆应高于地下水位1.0米以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5米以上。为保证钻孔桩的施工精度，要求护筒埋设平面位置偏差不得大于5cm，倾斜度不大于1%。钢护筒采用垂直振动下沉，四周用粘土分层夯实。

　　（3）对位

　　旋挖钻机利用自身履带移至桩位处，通过操作室内电脑控制系统准确的把钻头对准桩位。同时，把钻杆通过操作室内钻杆垂直、倾斜控制仪调至垂直状态。

　　（4）钻孔

　　1、钻孔前，应仔细查阅地质钻探资料，明确地层情况，确定钻头、钻速以及护壁泥浆的浓度等，为快速钻进作好准备。

　　2、桩位对准后，装配铰刀片，然后开始钻孔。钻到2m深度时，提出钻头，按规定埋置护筒，护筒周围用素土夯实。护筒埋置完毕后，继续钻孔。钻孔时向孔内加入护壁泥浆（由纳基彭润土和烧碱制成）进行护壁。钻孔深度由钻机操作室内钻孔深度控制仪控制，钻至设计标高后，停止钻孔。钻孔时，应在地层变化处捞取渣样，做好记录，判断是否与设计相同。当地层与设计出入较大影响正常施工时应及时与相关单位联系。

　　3、钻孔土方由钻筒直接提出，暂时堆放在桩旁边的空地上，待土方达到一定数量，用出渣车运输到渣土堆放场地。

　　4、成孔采用泥浆护壁（详见表5-1），新拌制的泥浆应储放24小时后方可使用。钻孔保持连续进行，桩身垂直度施工误差不得大于1/200，桩径偏差不大于50mm,桩位允许偏差不大于50mm。钻进过程中经常检查桩径、垂直度、泥浆比重和地质情况，并及时填写钻孔记录。

　　5、钻孔过程中详细记录地质分界深度和钻碴情况，并与地质图核对，发现异常立即与值班工程师联系，确定处理方案后再按已定方案实施。

　　（5）清孔

　　钻孔达到设计标高后并经监理工程师确认后，立即清孔，用测锤测量孔内的沉碴厚度不应大于100mm。清孔时，及时向孔内注入新鲜泥浆或清水，保持孔内水位高于地下水位1.5~2.0米，避免坍孔。严禁以加深孔底深度的方法代替清孔。

　　在水下混凝土灌注前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.1；含砂率不大于5%；粘度不大于22s，复测沉碴厚度，如超过规定值时进行二次清孔，合格后方可灌注水下混凝土。

　　清孔工作完成后进行孔深、孔位、垂直度、桩位偏差的检查，当各项指标均满足要求后，通知有关方面验收，合格后吊放钢筋笼。钢筋笼下完并检查无误后立即灌注混凝土，间隔时间不超过4小时。

　　（6）钢筋笼的加工及吊装

　　钢筋笼采用现场加工制作，纵向每隔2m加垫定位钢筋，横向沿圆周安设4处，对称设置，用以保证灌注桩的钢筋保护层厚度。主筋接头采用直螺纹套筒连接，35d范围内接头数不得超过50%。安放钢筋笼前，检查桩孔成孔质量，验收合格后，用25t吊车配合吊装下放钢筋笼。起吊点布置如图5-3所示。

　　下放时由人工辅助对准孔位，使钢筋笼轴线与桩轴线一致，保持垂直、轻放，严禁高提猛放和强制压入，避免碰撞孔壁。当钢筋笼下放到设计标高后，在孔口处固定，防止钢筋笼在灌注混凝土时上浮及偏位。

钻孔桩钢筋笼吊点

　　（7）灌注水下砼

　　1、钢筋笼下放定位后，再次检查孔底沉碴厚度是否符合设计要求，检查合格后，立即灌注水下混凝土，并保持连续进行，尽量缩短灌注时间。

　　2、采用导管灌注水下混凝土，采用25t吊车配合提升，灌注时混凝土运输车直接卸入料斗灌注。导管直径250mm，在使用前及灌注4～6根桩后，要检查导管及其接头的密封性。

　　3、导管下口底离孔底25～40cm，第一盘砼量必须满足导管埋入深度不小于1m并不宜大于3m的要求，第一盘料应不小于1.5m?为宜，并严密监视导管出料孔与混凝土面的相对位置，整个灌注过程中，混凝土面要保持高于导管下口2m，每次拆除导管前其下端被埋入混凝土内深度不大于6m，混凝土灌注必须连续，防止断桩。

　　4、水下混凝土性能要求：采用C30商品砼，考虑到水下砼的质量，泥浆中浇筑的砼，其浇筑时的级配强度应比设计强度提高5MPa；入孔时混凝土的坍落度控制在20±2cm。

　　5、导管的使用：采用直径Φ250，壁厚4mm无缝钢管自制，管节间采用法兰盘接头，并加焊三角形加劲板避免提升导管时法兰盘挂在钢筋笼上。标准管节长度为2m，并配备若干1.5m、1m及0.5m长的管节。导管按所需长度拼接，底管长度为4m长的管节。导管使用前进行试拼试压，试压压力为孔底静水压力的1.5倍。

　　6、水下混凝土灌注施工技术措施：

　　A为保证导管底端一次性埋入水下混凝土的深度，储料斗储存量设计为1.5m3。

　　B混凝土灌注的上升速度按不小于8m/h控制。

　　C随着混凝土灌注面的上升，适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持在2～4m，不宜大于6m并不小于1m。

　　D水下混凝土的灌注连续进行，不得中断。在水下混凝土灌注过程中，设专人测量导管埋深，填写好水下混凝土灌注记录表。

　　E混凝土灌筑应高度超设计标高300～500mm。

　　F在砼灌注过程中，为防止钢筋笼上浮，开始灌注砼时放慢灌注速度；当孔内砼面进入钢筋笼1～2m后，适当提升导管减小导管在混凝土中的埋置深度(不小于1m)，增大钢筋笼在下层砼中的埋置深度，当导管下端高出钢筋笼下端有相当距离时再按正常速度浇筑。砼灌注完成，最后一次抽拔导管时，要缓慢提升导管，以免孔内上部泥浆压入桩身砼中。

　　7、上部回填

　　为满足施工安全要求，待混凝土、强度达到设计强度的45%后，桩口孔洞采用砂、碎石回填密实。

　　（三）成孔注意事项

　　(1)、砂层钻进

　　由于地层胶结性差，在提升过程中钻斗中的砂流失比较严重，钻进时阻力也较大。当动力头达到额定值时，应该提升动力头释放压力反复钻进，直到料斗装进一定量的渣土后起钻倒渣，开始第二回次钻进。旋挖钻机80%埋钻的事故发生在砂层。因为钻进过深加上混在泥浆中的砂回落易造成埋钻。故在操作中应格外注意。

　　（2）、黏土层钻进

　　由于粘土层钻进阻力小，吸附性强，不宜脱落，所以动力头扭矩不宜过大。钻进时连续加压，一次进尺量由钻头高度和直径决定。直径在800mm以上，可装斗容得60%~90%；如果黏土的吸附力太强，导致钻渣不能倒出，可快速正反转动动力头甩土。

　　（3）、其它

　　1、为了防止钻斗内的砂掉落到孔内而使稳定液性质变坏或沉淀到孔底，斗底铁门在钻进过程中应始终保持关闭状态。

　　2、必须始终控制钻斗内的升降速度。如果快速上下移动钻斗，那么水流将以较快的速度由钻斗外侧和孔壁之间的空隙中流过，导致冲刷孔壁，有时还会在其下方产生负压而导致孔壁坍塌，所以应按孔径的大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。总之，千万不能图快。根据工程经验，在不同地层中施工，钻斗升降速度的参考值如下：

　　A、砂层的适宜升降速度为0.438m/s；

　　B、粘性土的适宜升降速度为0.973m/s；

　　C、卵砾石层的适宜升降速度为0.858m/s。

　　D、在桩端持力层中钻进时，需考虑由于钻斗的吸引现象使桩端持力层松弛，为此，上提钻斗时应缓慢。如果桩端持力层倾斜，为防止钻斗倾斜，应稍加压钻进。

　　E、钻进成孔中，须随时检查钻头外齿磨损情况，必要时更换外齿。