钻孔灌浆及锚固工程样本.doc

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钻孔灌浆及锚固工程单价
1、 概述
1.1 钻孔灌浆及锚固工程的作用
钻孔灌浆及锚固属于地基处理, 其目的大致可归纳为以下几方面:
1)提高地基承载力, 改进其变形特性及抗渗性能;
2)改进地基的剪切特性, 防止剪切破坏, 减少剪切变形;
3)改进地基的压缩性能, 减少不均匀沉降;
4)减少地基的透水性, 降低扬压力和地下水位, 提高地基的 稳定性;
5)改进地基的动力特性, 防止液化;
6)防止地下洞室围岩坍塌和边坡危岩、 陡壁滑落;
7)在地基中设置人: 工基础构筑物, 使其与地基共同承受各种 荷载。
1.2 地基处理工程的种类(按处理方法分)
由于建筑物对地基的要求和地基的地质条件不同, 地基处理 工程的种类很多, 按处理方法可分为:
(1)灌浆。按作用分: 帷幕、 固结、 接触、 接缝和回填灌浆: 按灌浆材料又可分为水泥、 粘土、 化学灌浆; 按灌浆压力可分为低压(＜0.5Mpa) , 中压(0.5～4MPa), 高压(＞4MPa)。
(2)防渗墙。有钢筋混凝土防渗墙、 素混凝土防渗墙、 粘土混凝土防渗墙、 固化灰浆防渗墙和泥浆槽防渗墙等。
(3)桩基。主要有钻孔灌浆、 振冲桩、 混凝土灌注桩、 水泥搅拌桩和高压喷射等。
(4)预应力锚固。建筑物地基锚固、 挡土边墙锚固以及高边坡锚固等。
(5)其它。主要有坝体截水槽、 防渗竖井、 沉箱、 软弱地带 传力洞、 混凝土塞和抗滑桩等。
各种地基处理工程施工方法及适用条件见下表。
地基处理分类
主要作用
施工方法
一遍适用条件
灌浆
固结灌浆
增加强度及改进变形特性
钻孔、 压力灌注水泥浆
围岩及岩石地基
回填灌浆
增加整体性
钻孔、 压力灌注水泥砂浆
接触空隙和地下空洞
接触灌浆
充填接触带
缝隙
钻孔、 压力灌注水泥浆
接触面、 收缩缝
帷幕灌浆
防渗
钻孔、 压力灌注水泥浆( 或水泥粘土浆)
岩石、 沙砾石
化学灌浆
胶结、 防渗、 堵漏
钻孔、 灌注化学浆液
粉细沙土、 岩石及混凝土的细小裂隙
地下连续墙
防渗
大孔径钻孔、 浇筑混凝土
透水地层
桩基
混凝土灌注桩
提高承载能力
钻孔、 浇筑混凝土
粘土、 沙土、 砂砾石
混凝土预制桩
提高承载能力
机械打入
粘土、 沙土、 沙壤土
钢板桩
挡土、 阻水
机械打入
粘土、 沙土、 砂砾石
碎石桩、 水泥碎石桩
振密、 加固、 排水
振冲成孔、 回填碎石
沙土、 沙壤土
砂桩
排水、 固结
机械打入、 灌砂
粘土、 沙土、 沙壤土
高喷板桩
固结、 防渗
钻孔、 高压喷射水泥浆
沙土、 沙壤土
预应力锚固
基础与地基加固
钻孔、 布索、 张拉、
灌浆
坝体及大致积岩块锚固
其它
锥探灌浆
堤防有空洞, 加强其稳定, 防止出现管涌
钻孔、 浇筑水泥砂浆
堤防加固
抗滑桩
防止地基滑动
钻孔、 浇筑混凝土
危及建筑物稳定的基岩滑动面处理
截水槽
防渗
挖齿墙, 回填不透水材料
较浅的透水地层
减压井
排水、 降压
钻孔、 下井管、 填滤料
坝下游排水不畅地层
夯实
夯密
强夯
砂质黏性土
预压
压密
预先填土施压
壤土、 沙壤土
换土
改进土质
挖除原土换优质土
不良土
除地基处理钻孔灌浆项目外, 还有用于土坝(堤)坝体防渗的劈裂灌浆和充填灌浆。另外, 还有混凝土坝体接缝灌浆工程。
2、 钻孔灌浆
钻孔灌浆的内容有: 帷幕灌浆、 固结灌浆、 劈裂灌浆、 回填灌浆和坝体接封灌浆等。
2.1 帷幕灌浆
2.1.1帷幕灌浆的一般工艺流程:
施工准备--钻孔冲洗--表面处理一-压水试验--灌浆--封孔--质量检查
1)施工准备: 包括场地清理、 劳动组合、 材料准备、 孔位放 样、 电风水布置, 以及机具设备就位、 检查等。
2)钻孔: 采用手风钻、 回转钻钻机、 冲击钻、 复合钻(如冲 击回旋钻、 潜孔钻)等钻机进行, 冲洗再用水将残存在孔内的岩 粉和铁砂末冲出孔外, 并将裂隙中的充填物冲洗干净, 以保证灌浆效果。
3)表面处理: 为防止有压情况下浆液沿裂隙冒出地面采取的塞缝、 浇盖面混凝土等措施。
4)压水试验: 压水试验的目的是确定地层的渗透特性, 为岩基处理设计和施工提供依据。
5)灌浆。灌浆是利用灌浆机施压, 将浆液经过预先设置的钻孔或灌浆管, 灌入岩石、 土或建筑物中, 使其胶结成相对坚固、 相对密实而透水性较小的整体。
6)封孔。人工或机械(灌浆及送浆)用砂浆封填孔口。
7)质量检查。质量检查的方法较多, 最常见的是打检查孔检查, 取岩心, 做压水试验检查, 看Lu值是否符合设计和规范要求。
2.1.2分类特点
1)按照灌浆时浆液灌注和流动的特点, 可分为纯压式和循环式灌浆两种。
纯压式灌浆 单纯地把浆液沿灌浆管路压入钻孔, 再扩张到岩层裂隙中。适用于裂隙较大, 吸浆量多和孔深不超过15m的岩层。这种方式设备简单, 操作方便, 当吃浆量逐渐变小时, 浆液梳动慢, 易沉淀, 影响灌浆效果。
循环式灌浆 浆液经过进浆管进入钻孔后, 一部分被压入裂豫, 另一部分由回浆管返回拌浆筒。这样可使浆液始终保持流动状态, 防止水泥沉淀, 保证了浆液的稳定和均匀, 提高灌浆效果。
2)按照施工方法分为岩石基础帷幕灌浆、 砂砾石层帷幕灌浆。砂砾石地基帷幕灌浆分打管法、 跟管法、 循环钻灌法和预埋花管珐等。
打管法 适用于厚度较浅、 结构松散、 无孤石层的砂砾石地层, 多用于临时性工程, 采用吊锤或振动沉管带有桩靴的钢管打入设计深度, 灌完一段拔起一段。
跟管法适用于埋深较深的砂砾石地层, 边钻边进, 边下护壁套管(或随冲掏砂砾石), 直到套管下到设计深度为止, 冲孔, 下套管, 而后起拔至第一灌浆顶部, 安好灌浆塞, 再灌, 如此循环, 缺点是起拔困难甚至拔不出。
循环钻灌法 采用孔口封闭, 自上而下分段进行钻孔灌浆; 利用符合配比要求的灌浆浆液代替泥浆循环固壁, 同时在一定压力下灌入地层一部分, 钻完一段后接着进行灌浆。其主要施工程序是: 镶铸孔口管、 钻孔灌浆及封口等。
预埋花管法 在钻孔内预先下入带有射浆孔的灌浆花管, 管外于孔壁间灌入填料, 后在灌浆管内用双层灌浆塞进行分段灌浆。其工艺复杂工: 效高, 单价也较高。
3)按灌浆顺序分为封孔灌浆、 分段(自下而上或自上而下分段)灌浆及综合灌浆及综合灌浆法。
封孔灌浆 适用于基岩完整, 透水率小的地层。将孔一次钻到设计深度, 孔深10m内, 再沿全孔一次灌浆, 孔口封闭高压灌浆。
自下而上分段灌浆 适用于坚硬、 完整、 不至于发生串浆、 绕塞返浆和地面冒浆的岩层。一次钻到设计深度, 然后利用灌浆塞逐段灌浆。这种方法钻灌连续, 速度较快, 但灌浆压力不大。
自上而下分段灌浆 适用于断层区、 岩溶区及其它软弱岩层。自上而下钻一段(第一段＜2m, 各段一般不超过5m, 吃浆量小, 可放长＜10m后, 冲洗、 压水试验、 灌浆。待上一段浆液凝结后, 再进行下一段钻灌工作。如此钻、 灌交替, 直至设计深度。
综合灌浆法 如表层的岩层较破碎、 往下则越完整时, 上部采用自下而上分段, 下部采用自上而下分段。
2.1.3定额的表现形式。
概算定额分造孔及帷幕灌浆两部分, 造孔和灌浆均以单位延长m计, 帷幕灌浆概算定额包括制浆、 灌浆、 封孔、 孔位转移、 检杳孔钻孔、 压水试验等的内容。
预算定额则另计检查孔压水试验, 检查孔压水试验按试段计。压水试验一般采用三压力五阶段法, 试段数量为帷幕灌浆m×l0%÷5。
钻岩石层排水孔、 观测孔分不同的钻机按单位延长m另计。
钻孔的平均孔深30～50m, 孔深小于30m或大于50m, 人工和钻机定额乘调整系数。
终孔孔径大于91mm时, 钻机改为300型。
风钻钻灌浆孔的定额适用孔深小于8m。
选择定额时应考虑下列影响工效的主要因素:
1)岩石或地层级别: 岩石是V～Ⅷ还是Ⅸ～X、 Ⅺ～XⅡ、 XIII～XIV, 不同的岩石级别钻孔工效也不同。
2)岩石或地层的透水性: 透水性不同, 单位灌浆长度的耗浆量也不同, 这是影响灌浆工序的主要因素;
3)施工方法: 是自下而上分段灌浆法还是自上而下分段灌浆法等。前者钻孔与灌浆两大工序干扰少, 工效高;
4)施工条件: 露天作业, 还是隧洞(或廊道)内作业, 前者机械效率可正常发挥, 后者由于钻杆长度受限制增加了接换钻杆次数, 工效降低。
5)灌浆排数: 灌浆排数较多时, 需综合考虑吸水率、 灌浆试验资料、 地质情况等, 经过灌浆试验, 然后决定材料用量;
6)钻机的型号: 手风钻、 地质钻机150型还是300型钻机;
7)钻灌实际长度: 实际钻孔的深度总和实际灌浆的深度总和。
2.2.固结灌浆
2.2.1固体灌浆的工艺流程及特点
灌浆一般工艺流程:
施工准备－－钻孔冲洗－－表面处理－－压水试验－－灌浆－－封孔－－质量检查
与帷幕灌浆施工程序不同如下:
1)钻孔。采用手风钻、 地质钻钻机等钻机械进行。钻孔的孔径和深度为:
浅孔φ32～50mm, 深度≤5mm;
中孔φ50～65mm, 深度5～15mm;
深孔φ75～91mm, 深度≥15mm;
隧洞固结灌浆浅孔或预留孔时, 直径不小于50mm。
2)灌浆。包括基础和隧洞固结灌浆。基础固结灌浆一般宜在; 混凝土盖层的条件下进行, 盖层混凝土必须达到了50%设计强度后方可施工, 多在基坑开挖和坝体混凝土浇筑等工序之间穿插进行; 隧洞灌浆先回填, 再衬砌接触灌浆, 然后再固结。在无盖重或盖层厚度不足4m时, 浅孔灌浆压力采用3～5kg/cm对具有水平节理和夹层或者具有张开裂隙和软弱层面的地层进行固结灌浆, 应适当降低灌浆压力, 防止岩面发生抬动。
3)质量检查。质量检查包括压水试验、 测量岩体波速或静弹性模量、 检查孔, 检查孔数量不少于总孔数的5%。隧洞固结灌浆预留孔时, 钻孔直径不小于50mm。
2.2.2定额的表现形式:
定额分造孔和固结灌浆, 造孔和灌浆均以单位延长米(m)计。固结灌浆定额包括已计入灌浆前的压水试验和灌浆后的补浆及封孔灌浆等工作。预算定额灌浆后的压水试验要另计, 压水试验一般采用一个压力法, 按试段计, 试段数量为固结灌浆m×5%÷5。固结灌浆定额包括已计入灌浆前的压水试验和灌浆后的补浆及封孔灌浆。选择定额需了解的资料:
1)岩石或地层级别。
2)岩石或地层的透水率。
3)施工方法。是自下而上分段灌浆法还是自上而下分段灌浆法, 是单孔灌浆还是双孔并联灌浆。
4)施工条件。露天作业, 还是隧洞(或竖井)内作业, 隧洞径。
5)钻机的型号。手风钻、 地质钻机150型还是300型钻机。
2.3 劈裂灌浆
2.3.1灌浆工艺流程及特点
劈裂灌浆多用于土坝(堤)除险加固坝体的防渗处理。灌浆一般工艺为:
施工准备－－钻孔(冲洗、 表面处理)－－灌浆－－质量检查
一般沿轴线按4～5m左右布孔, 钻孔, 加大灌浆压力, 实现充分挤压渗透劈裂, 灌浆形成浆体防渗帷幕, 调整坝(堤)体内部应力, 堵塞洞穴, 消除坝体隐患, 劈裂压力一般在40～60kPa, 劈裂后维持孔口压力为20～40kPa。钻孔按施工工艺分为泥浆固壁钻进和套管固壁钻进, 泥浆固壁存在着易塌孔的隐患, 套管固壁钻进孔深达一定程度, 易造成埋管。逐渐发展成用浓水泥浆护壁, 待凝一定时间后, 再用钻机造孔的方法。按灌浆材料分为粘土浆和水泥粘土浆。
2.3.2定额的表现形式
定额分钻机钻土坝(堤)灌浆孔和土坝(堤)劈裂灌浆, 均以单位延长米(m)计, 劈裂灌浆定额已包括检查造孔、 制浆、 灌浆、 劈裂观测、 冒浆处理、 记录、 复灌、 封孔、 孔位转移、 质量检查。定额按单位孔深干料灌入量不同而分类。
2.4 回填灌浆
2.4.1 回填灌浆的工艺流程及特点
灌浆一般工艺流程:
施工准备--钻孔(或通孔)--灌浆--压水试验--封孔--质量检查
与帷幕灌浆施工程序不同, 如下:
1)钻孔。预留孔直径不小于50mm。
2)灌浆。灌浆浆液浓度的水灰比l :1、 0.8:1、 0.6:1、 0.5:1四个比级。灌浆一般采用孔口封闭压入式灌浆法, 衬砌混凝土与围岩之间的空隙较大时, 一序孔采用水泥砂浆压入, 二序孔采用纯水泥浆压入, 空隙较小时可直接用纯水泥浆静压灌浆。灌浆孔停止吸浆, 延续灌注5min结束。
3)质量检查。检查孔数量不少于总孔数的5%。质量检查采用钻孔灌浆法。
2.4.2定额的表现形式
定额以设计回填面积为计量单位, 分隧洞回填灌浆和钢管道回填灌浆。隧洞回填适用于混凝土衬砌段。定额包括预埋管路、 风钻通孔、 制浆、 灌浆、 压浆试验、 封孔、 检查孔钻孔及灌浆、 孔位转移等。定额按开挖面积分子项。
2.5 坝体接缝灌浆
2.5.1坝体接缝灌浆的工艺流程及特点
坝体接缝灌浆一般工艺流程:
预埋灌浆系统(管道安装)－－开灌浆孔－－通水检查－－缝面浸泡冲洗－－压水试验－－灌浆－－闭浆－－平衡及防堵通水－－质量检查
与帷幕灌浆施工程序不同, 如下:
1)钻灌浆孔。预埋灌浆系统。预埋灌浆系统由进浆管、 升浆管、 配浆管、 出浆盒、 回浆管、 排气槽、 排气管以及止浆片组成。
2)灌浆。灌浆浆液浓度的水灰比的3 :1、 1 :1、 0.6 :1(或0.5 :1)三个比级。排气管压力达到规定值时或缝面吸浆量<0.4L/nin时, 再持续30min灌浆结束。灌浆选择在混凝土干缩基本稳定, 水库蓄水前的低温季节进行。接缝灌浆将坝体缝面划分若干个封闭灌区, 一个灌区的高度以10～15m, 面积以200～400为宜。
3)质量检查。进行钻孔取样、 凿槽检查, 并利用钻孔、 凿槽观测灌浆后接缝张开的变化。
2.5.2定额的表现形式
坝体接缝灌浆分预埋铁管法和塑料拔管法, 定额适用混凝土坝体, 按接触面积m2计算。
2.6 其它
钻孔灌浆概算定额分项还包括适用于混凝土衬砌的预埋骨料灌浆、 水位观测孔工程和垂直孔钻孔及工作管制作安装。混凝土衬砌的预埋骨料, 灌浆定额已经包括预埋骨料及灌浆管、 风钻钻孔、 制浆、 灌浆、 封孔, 按接触面积m2计算。垂直孔钻孔及工作管制作安装定额适用于孔深40m以内, 包括机台塔拆、 钻孔、 工作管加工与安装、 孔位转移等内容, 按单位延长m计, 按十二级岩石分类。水位观测孔工程定额按单位延长m计, 包括配管、 下管、 加反滤料、 洗孔、 分段及管口封塞等, 子目按不同的孔深分类。
2.7 各灌浆选择定额子目时应注意的问题
( 1) 岩石或地层级别
岩石或地层级别是钻孔工序的主要影响因素。岩石或地层级别越高, 对钻进的阻力越大, 钻进工效越低, 钻具消耗越多。除特别注明钻孔灌浆的岩石级别按十六类划分, 其与十二级划分的换算见定额附录。混凝土层钻孔按十级岩石考虑。
(2)岩石或地层的渗透特性
渗透特性用透水率表示, 单位为吕容(Lu), 定义为: 压水压力为1MPa时, 每米试段长度每分钟注入水量1L时, 称为1Lu, 透水性(定额以透水率Lu值高低反映)是灌浆工序的主要影响因素。透水率越强(Lu值高)的地层, 吸浆量越大, 即单位灌浆长度的耗浆量越大, 灌注每吨浆液干料所需的人工、 机械台班(时)用量越大。反之, 越小。
水利部02定额之 灌浆水泥耗量表(每100m)

(3)应用定额一定要注意其适用范围和工作内容的说明
如定额包括了简易工作如车台的搭拆和井口护壁埋设、 管路安装及拆除、 场内材料运输、 现场清理等必要的施工工序。
(4)使用章节说明注意几个系数的调整
钻孔深度和孔径: 孔径大于91mm(或孔深超过70m)的改用300型钻机。
廊道系数: 钻孔长度受廊道高度制约, 钻杆长度有又是影响钻进工效的因数, 不同的廊道高度定额要调整。
孔斜系数: 钻孔的斜度也是影响钻孔工效的因数之一。
平台系数: 当钻机在平台上钻孔, 平台到地面孔口高度超过2.0m时, 钻孔和人工定额乘以1.05系数。
(5)注意概算与预算定额的区别
主要区别是概算定额包括孔的内容, 预算定额未包括。灌浆提升速度的高低, 灌浆压力的大小, 对灌浆工效都有影响。概预算定额均是综合考虑, 不调整。在编制标底时, 可考虑其影响, 按试验资料编制补充定额。
注: 压水试验适用范围。概算定额压水试验在灌浆定额已包含。预算定额压水试验适用于灌浆后的压水试验。灌浆前的压水试验和灌浆后补灌及封孔灌浆已计入定额。压水试验一个压力点法适用于固结灌浆, 三压力五阶段适用于帷幕灌浆, 压浆试验适用于回填灌浆。
(6)定额适用于一般地质条件
使用定额时一般不再调整。对岩溶特别发育的特殊地区, 可按试验资料编制补充定额。
(7)灌浆试验费
为取得设计资料而进行的试验在设计费用中已包含。在地质条件复杂的施工阶段进行的现场试验, 编制概(估)算时, 可考虑列试验专项费用。编制预算时, 必须根据工程量和分析的单价计算灌浆试验费, 单列在灌浆工程项内。
(8) 基础处理工程灌浆定额, 未计入自动记录仪器设备的费用, 若采用灌浆自动记录仪时, 可单独计算此项费用。
(9) 灌浆定额中水泥强度等级, 其选择应符合设计要求, 设计未明确的, 可按以下标准选择: 回填灌浆32.5; 帷幕与固结32.5; 接缝灌浆42.5; 劈裂灌浆32.5。
3 防渗墙
3.1 防渗墙的特点
防渗墙按材料可分为水泥粘土防渗墙、 素混凝土防渗墙、 钢筋混凝土防渗墙、 自凝灰浆和固化灰浆等。按成孔工艺不同分冲击钻孔、 回旋钻孔、 合瓣式抓斗机配泥浆护壁和高压射水成墙法施工; 按结构类型分桩柱型、 槽板型、 板桩浇筑型。其特点见下表。
防渗墙类型
类 型
特 点
一般适用条件

按
结
构
形
式

板
桩
型

搭接
单孔钻进浇注混凝土成桩柱, 桩柱搭接一定厚度, 但厚度不易保证, 难形成等厚度的墙
各种地层, 特别是深度较浅、 成孔复杂、 易塌孔的地层, 多用于低水头工程
联结
单孔号钻进浇成桩柱, 双孔号用异形钻头和双反弧钻头钻进, 可联接成等厚度的墙, 施工工艺及机具复杂, 接缝多
各种地层, 在特别条件下成孔复杂、 易塌孔的地层, 多用于深度较大的工程

槽
板
型

钻孔
成槽

将防渗墙沿轴线方向分成一定长度的槽段。各槽段分期施工, 接缝采用不同联接, 接缝少工效高, 墙厚均匀, 防渗效果好, 不易塌孔
采用不同机具, 适用各种不同深度的地层, 多用于地层70m的工程。是当前应用最多的方法
高压射
水成槽
利用高压水枪的压力, 挤压成墙。成墙深度较浅, 墙厚小, 造价低
适用于壤土地层。多用于堤防工程
板桩灌注桩
打入特制钢板桩, 提桩注浆成墙, 工效高, 墙厚小, 造价低
深度较浅的松软地层, 低水头堤、 闸、 坝防渗处理工程

桩
基

混凝土
普通混凝土, 抗压强度和弹性模量
较高, 抗渗性好
一般工程
粘土混凝土
抗渗性好, 抗压强度和弹性模量
较低
一般工程, 多用于临时工程
钢筋混凝土
能承受较大弯矩和应力
结构有特殊需要
自凝灰浆和固化灰浆
灰浆固壁、 自凝成墙或泥浆固壁
后掺凝结材料泥浆成墙, 强度低,
弹模低, 塑性好

多用于低水头或临时工程

少灰混凝土
利用开挖碴料, 掺粘土和少量水
泥, 采用岸坡倾灌法浇注成墙
临时工程, 或有特殊要求的工程

3.2 防渗墙一般工艺
防渗墙工艺涉及施工平台、 混凝土系统、 泥浆系统、 风水电系统、 仓库等之间的协调。防渗墙主要工艺流程:
施工准备－－造孔(或成槽)－－泥浆护壁－－槽孔检查及验收－－混凝土浇筑或墙体填筑(对钢筋混凝土防渗墙还含钢筋笼)－－墙段连接－－成墙质量检查
下面以当前应用最多的槽孔法叙述浇筑混凝土防渗墙的工艺。
(1)施工准备。除三通一平外, 还包括泥浆系统(搅拌、 储存)、 混凝土系统, 风、 水、 电系统、 排浆系统的布置, 开挖导向槽和锁固槽口, 施工平台搭设。导向槽有木结构、 钢结构和混凝土结构等。
(2)造孔。造孔采用冲击钻机、 反循环回转式钻机、 双轮铣、 抓斗式挖槽、 回转冲击钻机、 液压开槽机等机械进行。一般用冲击钻较多, 钻具提升后利用自重冲击孔底破碎岩石, 整个钻进过程用悬浮钻碴和泥浆固壁。
CZ冲击钻机适用不同地层, 操作简便, 工效低, 不便泥浆回收, 20型造孔深度不宜超过40m, 墙厚小于0.8m, 22型造孔深度不宜超过60m, 墙厚小于1.Om, 30型造孔深度大于40m, 墙厚小于1.3m, 平均工效3～lorn/台·日。冲击钻造孔, 按0.8m墙厚一般每米进尺消耗泥浆约2～3m3。
反循环回转式钻机适用砂壤土和粗、 中、 细砂及一般砂砾石层, 造孔深度可根据排渣能力确定, 钻孔工效高, 便于泥浆循环使用和清孔。钻机上升下降劳动强度大, 辅助时间多, 平均工效24～30m/台·日。
抓斗式挖槽机适用较松散地层, 能够直接出渣, 挖深一般不宜超过30m, 工效随深度增加而显著降低, 在含有多种粒径漂卵石的地层造孔困难, 平均工效20～25m/台·日。WMZ～100型回转冲击钻机适用各种地层, 对一般地层使用回转机构, 对砂卵石和漂卵石地层用冲击机构。平均工效20～30m/台·日。液压开槽机适用于土层, 多用于堤防, 挖深一般不宜超过40m, 墙厚在30cm以内, 工效随深度增加而显著降低, 平均工效20～25m/台·日。
(3)泥浆护壁。使用粘土制浆或膨润土制浆, 泥浆性能根据地层由试验确定, 水利工程多用粘土制浆。泥浆的作用是保证槽壁稳定, 悬浮钻碴不沉淀, 排浆时带出钻硅, 冷却钻头。
(4)槽孔检查、 清孔换浆、 终孔检查及验收: 造孔结束应对造孔质量进行全面检查验收, 之后才能清孔、 换浆及端头孔泥皮刷洗等, 二期槽孔端头孔刷洗标准是刷子钻头上基本不带泥屑, 当槽孔淤泥不再增加, 终孔检查合格后, 应于4h内浇筑混凝土, 若因下设墙体内埋件不能按时浇筑, 一般应重新进行清孔验收。
(5)吊装钢筋笼: 将已制备的钢筋笼下沉到设计高度。
(6)浇筑混凝土: 采用导管法浇筑水下混凝土。其施工工艺为浇筑前的准备、 配料拌和、 浇筑混凝土同步进行、 质量验收。
由于防渗墙混凝土不经振捣, 因而混凝土应具有良好的和易性。要求入孔时塌落度为1.8～20cm, 扩散度34～38cm, 最大骨料不大于40mm。
(7)成墙质量检查: 待混凝土初凝后, 拔去接头管。连接段可采用钻凿法、 接头管法(预埋)、 双弧铣削法。在接头处或缺陷—的地方大检查孔取心(混凝土心)、 超声波检测。
射水成槽机一般施工工艺:
施工准备－－奇数槽开孔－－奇数浇筑混凝土－－偶数槽开孔－－偶数槽度筑－－混凝土－－成墙质量检查
3.3 防渗墙的定额表现形式
防渗墙定额称之为地下连续墙, 分为地下连续墙成槽、 地下连续墙浇筑混凝土两部分。概算定额地下连续墙成槽和浇筑混凝土均以单位阻水面积m2为单位, 预算定额成槽单位为折算米, 温凝土浇筑单位还是单位阻水面积, 折算米与工程实践中的主副孔的进尺完全不同。定额中, 浇筑混凝土按水下混凝土消耗列示。定额中钢材主要是钻头、 钢导管的摊销, 钢板卷制导管的制作用电焊机台班和焊条消耗定额已综合考虑。
预算定额造孔(折算米)M可按下式计算:
M＝(m)
式中 L——槽长, m;
H——防渗墙平均造孔深度或槽孔平均造孔深度, m;
D——防渗墙设计厚度, 一般取墙底厚度, m。
墙体连接如采用钻凿法, 需增加钻凿混凝土工程量及费用。混凝土工程量的计算方法:
钻凿混凝土(m)＝(n-1)H
式中 n——墙段个数; H——平均墙深(m)。
地下连续墙成槽定额根据冲击钻机、 冲击反循环钻机、 液压开槽机和射水成槽机成槽法等不同的施工方法, 按不同墙厚、 地层分类。液压开槽机和射水成槽机成槽法与成槽的深度有关。施工时护壁泥浆性能指标的选择以主要地层为准。对于次要地层或特殊地层, 一般在钻进过程中采用其它措施。在编制概(估)算时, 只需考虑主要地层情况, 次要地层的因素定额已综合考虑。编制概预算时, 如试验时材料用量与定额出入较大, 可适当调整定额。混凝土防渗墙浇筑定额中已经包括接头和上部松动混凝土凿除、 运输和操作损失。
4 桩基工程
4.1 振冲桩
4.1.1施工特点
软弱地基中, 利用能产生一定频率振幅的振冲器挤密造孔, 造孔时一般水压0.3～0.8MPa, 贯入速度一般为1～2m/min。当贯入接近设计深度时, 射水压力减少, 再在孔内填入碎石或水泥、 砂等材料, 借振冲器的水平和垂直振动, 振密填料, 形成桩体。当前由振冲桩发展到软基填砂的砂基振冲, 振冲原理类似砂桩。填料的材料消耗与地层有关, 与设计的桩径有关; 施工的角度与标贯次数有关。
按填充材料分为碎石桩、 水泥碎石桩、 砂桩、 水泥桩。按施工方法分锤击式打桩、 振冲锤击式打桩、 振冲式打桩, 静压式打桩。按打桩方式又分为陆地上打桩和船上打桩。振冲桩的直径范围很广, 可由φ300～φ1200mm。用于施工的振冲器设备主要有ZCQ—30、 ZCQ—55、 BJ75、 ZCQ—150型等, 潜水泵功率分别为30kW、 55kW、 75kW、 150kW, 起吊设备包括履带式或轮胎式吊机、 自行井架或专用平车等, 吊机的起吊能力需大于100～200kN, 每一台振冲器配一台水泵, 另配1～2台装载机配合填料, 无装载机时可配6～8台胶轮车。振冲桩的工效见表3-32。
地 层
砂 土
粘 土
平均功效( m/台班)
40～50
30～40
4.1.2施工工艺。
以振冲打桩法为例, 振冲桩施工工艺:
施工准备－－造孔－－填料－－振密
1)施工: 准备: 振冲器对准桩位, 通水、 通电。
2)造孔: 启动吊机, 使振冲器徐徐下沉, 并记录振冲器经各深度的电流值和时间。当达设计深度以上30～50cm时, 将振冲器提到孔口, 再下沉, 提起进行清孔。
3)填料: 往孔内填料, 将振冲器沉到填料中振实, 每次加料数量以不超过成桩0.5m为宜, 填料后必须保证振冲器能贯入到原提起前深度, 防止漏振。
4)振密: 当电流达规定值, 认为深度已振密, 作好记录, 再提起振冲器, 准备做上一深度桩体, 直至到孔口。
4.1.3定额的表现形式
振冲桩按不同的材质分类为碎石桩、 水泥碎石桩, 碎石桩适用于软基处理、 水泥碎石桩适用于砂砾石层。由于不同地层对孔壁的约束力不同, 因此形成的桩径有所不同, 因而耗用的填料碎石数量也不相同。在编制预算单价时可根据工程地质情况和实际需要调整碎石、 砂的用量。
定额单位按单位延长(m)计, 振冲碎石桩按地层类别和孔深分子目, 水泥碎石桩按不同的孔深定额耗量不同。定额内容已包括吊车移动、 就位、 桩径定位、 现场清理、 安装振冲器、 接换振冲头、 造孔、 搅料、 填料、 填写记录。
4.2 灌注桩
4.2.1施工特点
灌注桩按钻孔方法分为人工挖孔灌注桩、 机械钻孔灌注桩。钻孔常见设备有正循环回转钻、 反循环回转钻、 冲击钻、 冲抓锥、 水冲锥等。各钻孔方法的工效及施工特点见下表。灌注桩钻孔工效参考表:
钻孔方法
每班作
业人数
工效
(m／台班)
施工条件
孔径(cm)
适应范围
工作内容及特点
正循环回转钻进

7～9

5

140

最大粒径30mm以下砂砾及粘土、 中粗砂。孔深≤lOOm
操纵钻机, 泥浆系统, 接卸钻杆, 排砂, 供水。可用于长桩施工。换浆清孔, 清孔慢
8～10
90
同上
4～5
100
砂卵石
反循环
回转钻机

lO

20～30

90

粘土、 砂质粘土和砂土。
孔深≤50m
操纵钻机, 泥浆系统, 接卸钻杆, 排砂, 供水。抽渣能力强, 泥浆泵磨损快
冲抓钻进
5
4～8
120～160
砂土, 孔深小于20m
操纵卷扬机, 孔口掌握冲抓锥, 加水和泥浆, 运渣。孔径大于lm和孔深大于20m, 工效低, 噪声大。抽渣清孔
2～4
120～160
砂土, 孔深20～40m
0.2～1.5
120～160
粘土夹礓石
4～5
130
松砂砾, 孔深15m
冲击钻机

11

2～4

60～130

粘土、 壤土、 含少量砾石的土, 软岩。在软土地层较其它钻孔方法效率低
操纵钻机, 泥浆调制护壁, 焊补钻头, 排弃桩孔废浆, 废
渣。适应广, 对地层挤密
人力锅锥
15～22
l～2
60～160
轻亚粘土、 亚粘土、 砂、 含少量砂砾石的土
人力推钻, 绞车提升, 加泥浆, 卸土
人工挖
孔桩
7

140～200
地下水位很低, 渗水量很小的各种软土。孔深小于15m
挖孔, 提升卸土, 排水, 支护。不需泥浆护壁

水冲锥

11

2～4

60～70

松软粘土、 砂土, 不适用砂砾石。孔深小于80
水冲钻, 绞车提升, 加泥浆或管理水泵, 卸土。换浆清孔

按清孔方法分为抽浆清孔法、 换浆清孔法、 掏渣清孔法、 喷射清孔法。多用于水闸、 高压输电线塔、 桥梁、 渡槽墩台基础、 基坑围护一级抗剪抗滑桩。
4.2.2施工工艺
以冲击钻造孔法为例, 灌注桩一般施工工艺: 平整场地－－构筑钻机平台－－埋设护筒－－钻架制作和泥浆系统准备－－钻进－－清孔和安装导管－－下钢筋笼－－浇筑混凝土
1)平整场地: 挖除过于软弱的泥层、 清除空中架设物或地下埋设物, 准备泥浆制作和规划废渣、 废水排放地;
2)构筑钻机平台: 根据钻孔方式因地制宜经过填土、 铺砂石、 垫道板、 枕木或轻轨等构筑平台, 钻机平台应略高于周围场地;
3)埋设护筒: 为保护孔口, 隔离地面水, 形成孔内水头和定位导向, 钻孔灌注桩孔口必须埋设护筒。可采用填筑护筒和挖埋护筒;
4)钻架制安和泥浆系统准备: 钻架兼有钻孔、 吊装钢筋笼和灌注水下混凝土多种用途, 可用木材或钢材制作, 根据钻孔方法和地质情况, 选择泥浆参数(一般地层, 根据不同造孔方法, 选择泥浆性能指标, 对地层比较密实, 渗透性小, 不易塌孔的, 经设计确认, 可用清水但要提高水头护壁), 准备膨润土或粘土, 施: 工开始前进行工艺试验;
5)钻进: 在泥浆护壁下钻进, 钻孔应连续进行, 一次成孔。回转钻进一般采用顺次施工的方法, 孔壁稳定性较差的宜采用隔孔跳打法。冲击钻或冲抓锥钻孔布孔要注意防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土的凝固, 必要时待邻孔混凝土达到一定强度再钻进;
6)清孔: 尽量采用抽浆清孔法。在钻孔和清孔中, 保持孔内泥浆的浆面高程, 以保证孔壁稳定;
7)下钢筋笼和安装导管: 利用钻机起重系统或钻架、 卷扬机起吊。钢筋笼下设时间较长, 孔底沉积超过要求时, 应进行二次清孔。根据孔长和混凝土扩散范围等确定导管根数及深度, 与钢筋笼下设安设导管;
8)浇筑混凝土: 混凝土浇筑采用直升导管法。应尽量连续作业, 浇筑预计量包括扩孔量, 浇筑到桩顶高度, 一般要高出设计高程50～100cm, 在混凝土初凝以后和终凝前, 及时挖去顶部混: 杂层, 达到设计桩顶高程, 浇筑结束后及时拔出护筒。
4.2.3 定额的表现形式
定额分为造孔和灌注混凝土, 按三管法施工编制。灌注桩造孔选用最常见的冲击钻造孔法, 根据不同的地层、 不同的桩径, 按单位进尺计算。工效及材料消耗量按砂壤土、 粘土、 砾石、 卵石、 粉细砂、 漂石、 岩石等地层不同而区分, 孔径越大消耗越多。灌注混凝土也以m为单位。造孔定额包括的内容有: 固定孔位、 准备、 泥浆制备、 运送、 固壁, 钻孔, 记录, 孔位转移。灌浆定额包括的内容有: 钢筋制作、 焊接绑扎、 吊装入孔、 安装导管及漏斗, 水下混凝土配料、 拌和、 运输、 灌注、 凿除混凝土桩头。
4.3高压喷射灌浆
4.3.1施工特点
按高喷灌浆的方法可分为单管法、 二重管法和三重管法,
其特点见表下表

高压喷射方法的特点和施工主要参数表
喷射
方式
喷嘴
钻机(慢档)
高压泵
空压机
泥浆泵
特 点
孔径
mm
数目
(个)
旋转
速度
(r／min)
提升
速度
(cm／min)
压力
(kgf／cm2)
流量
( L／min)
压力
(kgf/cm2)
流量
( L／min)
压力
(kgf／
Cm2)
流量
(L／
min)
单管法
2—3
2
20
20～25
200～400
浆液
60～120

高压泥浆液配
合、 钻机单旋喷灌、 成桩直径O.3～O.8m
二重
管法
2～3
1或2
10左右
10左右
200～
400
浆液
60～120
7
1～3

高压泥浆液配
合、 钻机, 空压机
同轴喷射、 成桩直
径介于单管法和
三重管法之间
三重
管法
2～3
1或2
5～15
5～15
200～
400
水
60～120
7
1～3
30～50
100
～150
高压水液、 钻
机, 空压机, 同轴
喷射、 成桩直径
1.0～2．Om
按摆动的角度分为高压定喷、 高压摆喷、 高压旋喷, 按浆液喷嘴个数分为单喷嘴、 双喷嘴。
钻孔可采用旋转、 射水、 振动或锤击等多种方法进行, 旋喷管可随钻头一次钻入到设计孔深, 自下而上进行旋喷, 也可先行钻孔, 终孔后下入旋喷管。高喷灌浆适用于砂土、 粘性土、 淤泥等地基的加固, 对砂卵石(最大粒径小于20cm)的防渗也有较好的试验效果。
当前中国旋喷法使用的浆液一般以单液水泥浆为主, 水灰比(重量比)为1:1或l, 5:1。根据需要也可适量外加剂。
4.3.2 施工工艺
高压喷射灌浆一般施工工艺:
孔位定点并埋设孔口管——钻机就位－－钻孔至设计深度－－喷射高压浆液或高压水气流与浆体, 同时提升旋喷管, 直至桩顶高程－－向桩中空穴进行低压