旋挖钻综合项目施工专项方案.doc

旋挖钻施工技术方案一、 概述钻孔桩工程，现场地形、地质情况本标段共有钻孔桩 ？ 根，桩径1.00m、1.25m，桩长 ？m，上设大致积承台。桩基按“m”法进行计算和配筋，其入土深度，在设计中已考虑了恒载、活载、温度、支座位移、砂土液化等原因影响。地质情况关键为黏性土、粉性土、砂类土为主。具体分布情况见专业图示。二、旋挖钻机和常规钻机比较特点及适用范围1、旋挖钻机不一样和常规钻机特点编号 区分 旋挖钻机 回旋钻机 1成孔工艺不一样 用筒式钻头成孔，将斗齿切削下来土直接装进筒式容器内，然后由钻杆提出。 用梳齿钻头、滚刀钻头等将土切削，经过循环泥浆带出孔口。 2就位方法不一样 履带式行走体系移动方便，就位仅需几分钟，钻机整体置于履带上进行钻孔作业。 经过吊车或人工简易方法就位，对原地面要求高，辅助工作时间长 3施工需求能源不一样 由自带柴油发动机输出动力来完成钻机行走移动和钻进工作 依靠现场提供大功率电源来完成钻孔工作， 4钻进工效不一样 钻杆为液压伸缩式，和钻头相连，可快速下钻和提钻，使钻进速度快，效益高。 钻杆间经过栓接或销接，每钻进到一定深度，就必需人工加一节钻杆，速度慢、效益低。 5本身稳定性可调程度不一样 本身稳定性经过底盘伸缩式履带调整，机体垂直度，钻杆垂直度，成孔垂直度经过电子监测元件控制，操作手可直接读取，操作起来简易方便 本身稳定性和垂直度依靠垫在钻机下面方木和楔块经过人工来调整，成孔垂直度只有在成孔后可测设。 6使用泥浆不一样 由澎润土、烧碱、纤维素依据不一样地质按一定百分比组成化学泥浆，泥皮薄，护壁作用好，并可反复利用，环境污染小。 造浆材料通常为桩体本身土质，碰到砂性土加些粘土或澎润土即可。 2、旋挖钻机适用范围1 从对地层适宜性来讲，既适适用于粘性土，也适适用于砂性土，还适适用于强度不高风化岩。2 从钻孔方法来讲，既能够湿钻，也能够干钻。3 从钻孔桩类型来讲，既能够钻直孔，也能够钻斜孔，最大桩径可达2.5m,最深桩长可达100m。4 从施工空间来讲，不需要提供较大工作面即可作业，这是其它钻孔灌注桩所无法比拟。缺点是对于流塑状态粘性土和松散砂性土，则必需处理泥浆问题，并慎重选择。旋挖钻成孔施工关键配套机械设备序号设备名称型 号数 量用 途1旋挖钻机德国bg251台钻孔2装载机zlm40e1台铲运弃渣3吊 车16t1台下钢筋笼，导管，砼灌注4电焊机30kw3台焊接钢筋笼5砂石泵6ps1台清孔6泥浆泵3pnl3台成孔排污8震动筛1台化学泥浆净化，反复利用7发电机75kw1台备用电源8经纬仪 水准仪各1套测量放线三、施工工艺1、工艺原理 旋挖钻机将整体自重置于可自动行走履带式底盘上，以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要大功率电源，利用筒式钻斗底部斗齿，在液压油缸加压下钻进，切削土体，并压入容器内，然后由钻杆提出筒式钻头，至孔口后快速回转倒土。护壁泥浆采取优质膨润土、烧碱、纤维素等依据地质情况按一定百分比配置而成，并伴随旋挖钻进用泥浆泵连续注入孔内，起到静压护壁作用，以确保水头压力，如此反复循环完成成孔作业。成孔达成设计深度和质量要求后，安装钢筋笼和导管，灌注水下混凝土。工艺框图图所表示：旋挖钻孔灌注桩尤其之处于于制备泥浆和补充泥浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标泥浆，同时要 立即补充泥浆，以确保孔内水头压力，预防塌孔3、施工操作关键点（1）桩位测量放样采取全站仪坐标法来进行桩中心位置放样，放样后四面设护桩并复测，误差控制在5mm以内。桩位用10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm（四面填以水泥砂浆或混凝土来保护）作为桩中心点，然后在桩位周围做上标识，既便于寻求又可预防机械移位时破坏桩点。（2）埋设护筒护筒作用为固定桩位，引导钻头方向，隔离地面水流入孔内，确保孔内水位高出地下水位或施工水位，增加水头高度，保护孔壁不坍塌，确保成孔质量。 a、护筒要求护筒选择整体式钢制护筒，壁厚58mm，高度3m，内径180cm。为了增加护筒刚度，预防周转使用中变形，在护筒上口和中部外侧各焊一道加劲肋。因为整个钻孔桩处于黄河高漫滩区，地下水位较高，故在施工前先用水平仪测出原地面标高、地下水位高度，在埋设护筒时，护筒顶端均高出地下水位2.0m以上，以增加孔内水头压力。b、护筒埋设在埋设护筒前，首先对场地进行平整，垫高、清除杂物。施工中，护筒埋设采取旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，在钻头端部临时连接一扩孔器，使成孔直径可达 165cm，深度略小于护筒埋深，然后用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中，从钻头连接扩孔杆至钻进挖深到安放好护筒仅需15分钟。护筒埋设后再将桩位中心经过四个控制护桩引回，使护筒中心和桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。经确定护筒平面位置偏差小于50mm，倾斜度偏差小于1%，则将其四面用粘土填实，准备下一道工序施工。（3）钻孔a、钻机就位旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表正确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正正确，误差控制在2cm内。 b、调制化学泥浆:化学泥浆调制好坏是钻孔桩施工是否顺利一个关键性指标，经过反复试验，本大桥用泥浆采取优质膨润土、烧碱、纤维素制成，其各组成成份性能和用量以下： 膨润土：关键成份为蒙脱石，分钙土和钠土，使用时加入纯碱改造成钠土用于配浆。她含有相对密度低、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。 烧碱：调整泥浆ph值，使其确保在810偏碱性范围内，以确保水化膜厚度，提升泥浆胶体率（稳定率）和稳定性，降低失水量，同时避免了因ph值过小而引发钻头锈蚀和粘土颗粒难于分解而降低粘度，也避免了ph值过大而引发粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌。纤维素（cmc）：增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量作用。钻孔中化学泥浆性能指标和用量以下 膨润土纯碱占用土量纤维素占用土量水m3相对密度粘度pa.s酸碱性ph胶体率(%)砂率 (%)1t5kg0.5 kg131.08-12019-238-10956-8c、泥浆循环系统部署依据现场实际情况，在每六排墩身中间场地设置一个造浆池和泥浆净化、循环系统，具体部署以下图所表示：d、钻进当钻机就位正确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳,提斗要慢，尤其是在孔口58m段旋挖过程中要注意经过控制盘来监控垂直度,如有偏差立即进行纠正，而且必需确保每挖一斗同时立即向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，确保护壁质量。同时，做好整个过程中钻进统计，随时依据不一样地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。在钻孔过程中，依据不一样地质情况，关键用了以下四种钻头：挖土钻头、挖砂钻头、筒钻、螺旋钻头。其成孔性能以下：、挖土钻头：是最常见钻头，在钻头底部有两扇仅可向斗内方向打开合叶门。当钻进时，斗齿切削孔底土，经合叶门将土压入斗中，当回次进尺完成提升钻头时，斗内土在自重作用下将两扇门关紧，预防土掉入孔内。出孔口后，经过钻杆上压盘挤压钻头上弹簧螺杆，使合叶门打开到出斗中土。 、挖砂钻头：用于钻进砂性土地层，也可用于孔底清渣。整体结构和挖土钻头基础一样，只是在底部为双层，双层底能够相对旋转一个角度，实现进土口打开和关闭。钻进时进土口为打开状态；进尺结束，钻头反向旋转一个角度，进土口关闭，钻头成完全密封状态，将土取出。这关键是基于砂性土无粘结力而设计。 、筒钻：整体结构和挖土钻头基础一样，只是底部没有封口。关键用于施工孔内两层胶结岩层，该岩层整体性好，强度大，利用桶钻剪压作用，破坏岩层整体性，从而达成进尺目标。和螺旋钻配合使用效果更佳。 、螺旋钻头：依靠螺旋叶片之间空间搜集从孔底切削土体，关键用于钻进胶结层，由小及大，循序渐进，达成破坏胶结层整体性，从而达成进尺目标。和桶钻配合使用效果更佳。另外，对于粘性土，尤其适宜干法钻进。 弃渣外运和钻进同时进行，每从孔内出几桶钻渣，就用装载机立即外运至弃渣场，以降低现场施工干扰，降低弃渣对桩孔压力，确保施工现场文明和质量安全。 e、清孔、检孔、成孔验收清孔：依据钻孔桩桩底设计标高和护筒顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。清孔采取挖斗反复捞取沉渣，直到其厚度符合规范和设计要求，然后注入纯度较高化学泥浆，置换出孔内钻孔泥浆，确保清孔后各项指标符合现场实际地质情况需要。 检孔：关键检验孔径、孔垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用22钢筋加工制作，其外径等于设计桩径（150cm），长度为6m。检测时，将检孔器吊起，把测绳零点系于检孔器顶端，使检孔器中心、孔中心和起吊钢丝绳中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，经过测绳刻度加上检孔器6米长度判定其下放位置。如上下通畅无阻直到孔底，表明钻孔桩成孔质量合格，如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象，则需重新下钻头处理。 成孔验收：成孔达成以下质量标准后，即可进行下一到工序施工护筒埋设偏差（mm） 孔径 （cm）孔深 （m）桩位偏差 （mm）沉渣厚（mm）5015060100150灌注前泥浆性能指标 相对密度 粘度pa.s酸碱性ph胶体率(%)砂率(%)1.10198-10954（4）钢筋笼制作和安装a、钢筋笼、声测管加工制作:钢筋笼加工和制作集中在钢筋加工场进行。本工程每根钻孔桩钢筋笼总长度为60.54m，依据原材规格和吊机起吊高度和起吊能力，分4节加工制作，每节长度分别为17.89m、17.89m、11.53、13.89m。钢筋主筋接头采取对焊、单面焊接两种焊接方法。在施工过程中，电焊工必需持证上岗。钢筋笼制作采取加劲筋成型法，具体方法是：制作时，按设计尺寸做好加劲筋（圆形箍圈），用石笔标出主筋位置，把主筋摆放在平整工作平台上，并用石笔标出加劲筋位置。焊接时，使加劲筋上任一主筋标识对准主筋中部加劲筋标识，扶正加劲筋，并用木制直角板尺校正加劲筋和主筋垂直度，然后点焊。在一根主筋上焊好全部加劲筋后，人工转动钢筋骨架，将其它主筋逐根照上法焊好。然后吊起钢筋笼放于支架上，套上盘条筋，按设计位置布好螺旋筋并绑扎于主筋上，再对整个钢筋笼进行加固焊接。 声测管每根钻孔桩设三根，呈等边三角形部署，绑扎在钢筋笼内侧，底部用钢板焊接堵死以防漏水。随钢筋笼同时安装，每吊放好一节钢筋笼后，对检测管内充水，看其水位是否下落，以判定检测管严密性，确保浇注混凝土时不漏浆。b、钢筋笼运输和吊装成型钢筋笼用专用平板车运至孔口。钢筋笼吊装用16t（20t）吊车来完成，采取二点起吊方法。第一吊点设在钢筋笼顶部加劲箍处，第二吊点设在骨架长度中部偏下。起吊时，先起第一吊点，使骨架稍提起，再和第二吊点同时起吊。待骨架离开地面一定高度后，第二吊点停止起吊，继续提升第一吊点。伴随第一吊点不停上升，慢慢放松第二吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。人工配合把钢筋笼扶正后慢慢放入孔内，同时解除第二吊点。钢笼下放时严禁摆动碰撞孔壁。当骨架下到钢筋笼顶部加劲箍处，用40钢轨穿过加劲箍下方，将骨架稳定支撑于孔口临时平台上，再根据上述方法起吊第二节钢筋笼。轴线和第一节对准后，进行钢筋接头连接。以这类推，直到全笼完成。用4根20钢筋和钢筋笼主筋相焊接并和孔口型钢连接固定后，经过预埋在护筒四面四个护桩打一道十字线，钢筋笼4根定位钢筋再打一道十字线，经过二道十字线对钢筋笼进行定位。二道十字线交叉点假如在同一铅垂线上，则钢筋笼位置居于钻孔桩中心。二个交叉点在水平面上投影最大误差小于20。定位合格后，经过护筒顶标高，推算钢筋笼入护筒深度并正确安装定位。5）导管安装a、导管选择和检验导管采取直径300mm、壁厚6mm无缝钢管，每节2.62m，底节4m，配2节1m，2节1.5m短管，用以调整导管长度及漏斗高度。导管连接采取丝扣式。并在二法兰盘之间垫有4-5mm厚橡胶止水垫圈。 在下导管前，首先检验其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。再进行水密承压和接头抗拉试验，以检验导管密封性能、接头抗拉能力。具体试验方法以下: 平整好场地，每隔一米铺设方木一根并找平。 在方木上安装放置导管，每五根连成一体，上好前、后封盖。 向拼装好导管内灌入70水，然后接好输风管，输入计算好风压力，经计算为9个大气压（即 895kpa）。具体计算过程以下： p1hc-2w 1混凝土重度，取124kn/m3 hc导管内砼最大高度，取hc40m（桩长2/3）2井孔内泥浆重度，取21.08kn/m3 hw井孔内泥浆深度，取hw60m。 p导管可能受到最大压力（kpa）则： p2440-1.0860895.2kpa化为大气压：p895.2103/1.011058.9个大气压 将导管在恒压下前后滚动，并持压15min，观察其接口处是否漏水、周身是否有变形，来验证导管密封性、承压和抗拉性能。b、导管长度计算和吊放以实际孔底标高和孔口架之间距离来配置需要导管长度，并欲留30-50cm悬空高度。拼装时要严格检验导管内壁和法兰盘表面，确保洁净无杂物，变形和磨损严重导管严禁使用，导管吊放用吊机，要确保其居于孔中心位置，下放速度要慢，预防卡挂钢筋笼骨架。(6）混凝土灌注a、混凝土浇注过程水下混凝土灌注应该在最短时间内完成。 导管下好后，依据孔内泥浆指标和沉淀层厚度进行必需二次清孔，确保混凝土浇注顺利进行。首批混凝土灌注要满足以下几点要求： 首次封底砼方量需4.4m3。储料斗容积为4.5m3。 封底后导管有1.0m以上埋深，导管内有一部分砼填充。 储料斗底部要设置一道隔水栓。 在灌注时，用汽车吊主勾吊起储料斗，和导管相连接，把隔水栓堵放在其底部，向斗内注满混凝土后，用吊机副勾钢丝绳把隔水栓快速提出，使混凝土在很短时间内降落到孔底，完成封底工作，以后，应连续、紧凑进行灌注，严禁中途停工。 在灌注混凝土过程中，每灌注一盘后，立即用测绳检测混凝土面上升高度，计算出导管在混凝土中埋深，通常情况下导管埋深控制在2-6m，即拆导管前埋深小于6m，拆导管后埋深大于2m。每次拔管一根，每根导管长度为2.62m，要遵照“勤拔少拔”标准，不能经过增加导管埋深来每次拔两根或两根以上方法来降低拔管次数。当混凝土灌注到距桩顶设计标高还有4.5m左右距离时，现场技术人员立即计算出还需要混凝土数量，并通知拌和站按需要量拌制以降低浪费。为确保桩顶砼质量，在施工中我们要求比桩顶设计标高超灌80cm，同时用“掏筒”探测砼质量，确定合格后方可提出导管，结束混凝土灌注工作。b、混凝土首灌量计算vd2/4（h1h2）d2/4h1 v灌注首批混凝土所需数量（m3） d桩孔直径（m），取d1.5m h1桩孔底至导管底端间距，取h10.3m h2导管首次埋置深度(m)，取h21.0md导管内径（m），取d0.3mh1桩孔内混凝土达成埋置深度1.0m时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需高度，按保守点取h130m，则： v1.52/4（0.31.0）0.32/4304.4m3 四、质量控制方法1、提升成孔质量、预防塌孔在上层土质较差时，如4#、8#墩桩位，将护筒加长至4-6m，提升护壁效果。在松散杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，方便形成很好孔壁。2、严格控制，确保桩孔垂直度常常安排专员检验维修钻机各部件，测定其垂直度和电子测试仪数据相符。用检孔器对桩孔垂直度进行复检。3、确保钢筋笼和导管垂直度，预防导管挂笼。钢筋笼焊接完成后，起吊一定高度，用3m靠尺检验相接两段笼平直度。导管每根连接完成后，扶正中心，缓慢地下放入孔中，预防撞击孔壁或导管斜插入笼中。4、加强砼试件制作合格性，确保混凝土强度符合要求。桩身砼抗压强度应符合设计要求，每根桩做3-4组混凝土试件，并依据28天强度判定其质量。5、检测手段 桩位偏移用直尺进行测量。 桩成孔深度用测绳测量。 桩垂直度用检孔器测量。 泥浆比重用比重计测定，泥浆稠度用漏斗粘度计测定，含砂量用含砂计量器测定，沉渣厚度用测绳来相对测定。 桩身完整性和桩基砼质量采取探测器超声波检测。五、安全控制方法 1、建立健全安全生产确保体系，设置专职安全员，全方面落实安全生产制度和规程。2、强安全生产教育和安全交底工作，进入工地必需戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。3、钻机钻进时，孔口人员应集中精力，钻具需要立悬或摆放时，必需牢靠垫稳，操纵岗位不得离人。4、在危及人身安全设备旁设置醒目警示标志，严禁人员靠近跨越。5、非电工不准随意拆卸或修理电器设备，对过路电缆应深埋或架空。6、搬运钻杆或抬导管、钢筋笼应由专员统一指挥。7、成孔后孔口要设盖，成桩后负孔要立即回填，预防人、物掉入孔中。