机型挖孔桩基方案.docx

目 录
1.工程概况 3
1.1.工程总体概况 3
1.2.桩基概况 3
1.3.工期目标 3
2.地质情况 3
2.1工程地质概况 3
3．编制依据 3
4.施工部署 4
4.1.项目管理机构 4
4.2.施工部署 4
5.施工工艺和施工方法 5
5.1.施工工艺流程 5
5.2.施工方法 6
5.2.1.施工现场准备 6
5.2.2旋挖钻孔灌注桩施工方法和步骤 6
6.主要施工技术 15
6.1.概述 15
6.2.材料检验 15
6.3.钻孔前要求 15
6.3.1．场地要求 15
6.3.2.常规旋挖灌注桩护筒要求 15
6.4.成孔技术 16
6.4.1.旋挖钻机施工工艺流程演示如下所示： 16
6.4.2.施工准备 19
6.4.3.泥浆制备 20
6.4．4.埋设护筒 21
6.4.5.钻机就位及钻孔 22
6.4.6.扩孔 23
6.4.7.扩底检测： 23
6.4.8.清孔 23
6.4.9.钢筋笼骨架的制作安装 24
6.4.10.导管安装 25
6.4.11.混凝土浇筑前二次清孔 26
6.4.12.灌注水下砼 27
6.4.13.桩基后注浆施工 28
6.4.14桩身质量检测 30
6.5.施工技术措施 30
6.5.1.确保成孔质量措施 30
7.安全管理体系与措施 33
7.1.安全生产目标 33
7.2.安全保证体系 33
7.2.1.安全保证体系框图 34
7.2.2.安全管理机构 34
7.3.安全保证措施 35
7.3.1.安全责任制 35
7.3.2.安全教育 35
7.3.3.安全技术交底 36
7.3.4.安全生产管理 36
7.3.5.施工用电安全 37
7.3.6.钻孔桩施工安全措施 37
7.3.7.其它施工安全措施 37

1.工程概况
1.1.工程总体概况
本工程为广西桂林市灌阳县创业大厦，建筑功能为办公，建设单位为桂林市灌县住房和城乡建设局，位于灌阳江东新城区，结构体系为框架一剪力墙结构，建筑1~11轴和42~51轴为副楼，12~41轴为主楼，副楼地上结构层数7层，主楼地下结构层数1层，地上结构层数19层；建筑总长137.76 m,副楼宽26.4,高23.15 m,主楼宽16.8 m,高70.05 m。

1.2.桩基概况
由于桩基施工工期较紧，根据地质钻探报告中地质资料拟采用旋挖钻机施工，拟布置1台旋挖钻机。
本工程标高±0.00相当于绝对高程m，应在场地整平压实后再施工桩基，对于场地自然地面标高高出设计地面标高较多时，应先挖除多余土方，再实施桩基础，以减小钻孔深度。
根据工程地质勘察报告，上部结构布置情况，本工程站房采用钻孔扩底灌注桩基础，主楼建筑桩基设计等级乙级。

主楼桩基为泥浆护壁钻孔扩底砼灌注桩，桩基直径为φ800、φ1200㎜、φ2100㎜，均为抗压桩，砼等级为C30。
1.3.工期目标
主楼桩基础施工时间2012年（）月（）日至2012年（）月（）日，共计（）日。
2.地质情况
2.1工程地质概况：详见《地质勘察报告》
3．编制依据
建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2009）。桂林地质勘察院实地勘察情况报告；通过认证的ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、OHSAS18001职业健康与安全管理体系所形成的《管理手册》和《程序文件汇编》；类似铁路工程积累的施工经验、施工技术总结，工法及专利等科研成果，拥有的施工机械设备装备和施工能力。
4.施工部署
4.1.项目管理机构
书 记
项目经理
总工程师
安全总监
工程技术部
经

营

部
物

资

部
财

务

部
办

公

室
资

料

室
水

电

部
安

质

部

桩基施工架子队
各施工队、班组

商务经理
生产经理

4.2.施工部署
4.2.1.现场布置原则
桩基础施工阶段：设置1个钢筋加工场，桩身钢筋笼集中进行分段制作，由平板车运送至各部位。混凝土泵根据现场需要进行调配。为收集和循环利用钻孔桩施工过程中产生的泥浆，现场四周设置储浆池。为方便物品存放在现场设置库房以存放各种物料。

5.施工工艺和施工方法
5.1.施工工艺流程
旋挖钻机定位
施工现场准备
埋设钢护筒
等径桩成孔
利用扩孔钻头一次清孔
安装钢筋笼
等径桩成孔至设计深度
如沉渣超标进行二次清孔
扩底成孔结束，测量孔深
测量孔深
灌注混凝土
混凝土灌注完毕
钢筋笼制作
钢筋笼验收
泥浆循环
泥浆处理回收
废 弃
不合格
泥浆储藏池
边钻边注入泥浆
泥浆配制
安装导管
检测沉渣
扩底成孔开始
拔除钢护筒
桩底注浆、回填桩孔

图5.1-1 旋挖钻孔桩施工工艺流程图

5.2.施工方法
本施工组织设计中确定的施工组织机构各部门人员集中到位，明确施工准备目标，按项目部各人员的主要职能进行运行。
办理好甲方、监理或当地有关部门要求办理的各种证件手续。
5.22旋挖钻孔灌注桩施工方法和步骤
5221施工概述
1）本工程钻孔灌注桩试桩采用大型旋挖钻机进行施工，该机可以进行原始土挖掘钻机成孔，利用人工造浆护壁工艺，钢筋笼均为现场制作。
2）旋挖钻孔灌注桩施工要求严格遵照国家标准《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002》、《钢筋焊接及验收规程JGJ18-2003》、《钢筋机械连接通用技术规程》、《钢筋焊接接头试验方法标准JGJ/T27-2001》、《混凝土强度检验评定标准GBT50107-2010》、《混凝土质量控制标准GB50164-2011》等进行。
5.2.2.2放桩位线
1）根据设计院提供的桩位坐标数据放出桩位中心，做好保护及复核，并请监理单位进行现场复核。
2）桩位中心点处用红漆做出三角标志。
3）桩位放好后应及时处理保护，打好十字控制桩并做好保护措施。
5.2.2.3钻机定位
1）钻机定位时，为保证旋挖钻机的稳定性，改善施工作业场地的地质条件，在钻机履带下垫6m×2.2m×两块30mm厚钢板，增加钻机履带与地面的接触面积，防止施工中土体不均匀沉降而造成钻机不稳。
2）在钻机履带下垫100～150mm厚木垫块塞住履带，防止施工中钻机移动。
3）利用钻机水平装置，调整钻机水平度，保证钻机钻杆的垂直。
4）桩位定位后拉引桩十字线，将钻杆中心与桩位十字线中心对齐，偏差不大于20mm。
5）在埋设护筒前，根据钻机自身的垂直仪调整钻杆的垂直度后，再用全站仪复测钻杆垂直度，保证垂直度在3/1000范围内。
6）钻机在完成定位、水平度和垂直度调整后，由驾驶员在操作室内对本机的水平度、垂直度、中心位置进行锁定，使桩机达到最佳状态，从而有效地保证成孔质量。
5.2.2.4钢护筒埋设
1）钻机就位后，先钻一个比护筒直径略大的孔，深度比护筒略浅50cm，然后将护筒吊放入孔内采用旋挖钻机将其压入，并根据十字线，控制护筒中心位置。
2）护筒采用10～12mm钢板制作，上部做1～2溢浆孔，埋置深度可根据地表土质特征进行选定，护筒埋置深度3.0m，以达到稳定孔口土体的目的，护筒直径分别为1000mm、1600mm（比试桩直径大200mm），各尺寸护筒准备3个进行周转使用。
3）埋设护筒顶应比原始地面高出200mm，以达到控制地面渣土及浆液流入孔内的目的。
4）埋设护筒后，根据十字引桩复核护筒中心，其中心线与桩位中心线不得大于20mm，且护筒与周围垂直，护筒周围应采用黏土夯实。
5.2.2.5钻机成孔
1）护筒埋设完毕后，用泥浆泵向孔内注入稳定液，钻机由随机柴油机驱动液压马达来转动钻杆，以钻杆、钻斗自重并利用液压加压旋转筒式钻头作为钻进压力进行原始土挖掘，当钻斗内装满土后，将钻斗提升，旋转钻机打开钻头斗门卸土到翻斗车上或卸土区内，关闭门将钻头旋转至钻进位置，并将机体旋转体的上部锁定住，再下降钻头，反复循环钻至设计深度，边钻进边加注稳定液。
2）钻进中根据不同的地质条件合理调整钻进速度，一般最快不超过10m/h，松散地层控制在3m/h，严格控制稳定液的质量，及时向孔内注入稳定液使孔内水位高出钢护筒底部2m以上。
3）钻进中根据不同的地质条件，使用不同的钻具：
（1）在淤泥层、粉质土、粉砂层、砂层用密封性能比较好的双底板钻斗，以利于清除钻渣。
（2）在粘土层，用钻进效果较好的单底板漏空钻斗，保证快速钻进。
（3）在杂填土层，用合金螺旋钻斗，以利于达到障碍物清除的目的。
4）钻孔过程中，经常检查钻机本体内的垂直仪或用全站仪双向随时检测钻机钻杆的垂直度，当钻孔有倾斜时，可往复进行扫孔修正，直至垂直度符合要求。
5）在成孔过程中或成孔后孔壁坍塌，轻度塌孔应加大稳定液密度和提高水位；严重塌孔，应用回填粘土，待一定时间后采用低速钻进。
6）钻孔时经常检查稳定液的性能，当各项指标超过上下限时，应及时调整。
7）发生漏浆可适当加稠稳定液或倒入膨润土、粘土，慢速钻动；护筒周围及底部接缝用土回填密实，适当控制孔内水头高度，不要使压力过大。
8）待成孔达到设计标高后，扩底旋挖钻机更换铲斗进行扩底成孔作业；
（1）直孔钻进至设计孔深后，更换扩底钻头。桩基扩底尺寸为1500mm和2500mm。
（2）钻头下入到孔底，泥浆充分循环后开始加压钻进，低速钻进，反循环排渣。
（3）扩底到位后，轻轻旋转提动钻具，不可强拉猛提。正常钻进过程中，如无特殊情况，不得无故提动钻具。
（4）扩底钻头提出孔外，应及时冲洗干净，发现问题及时修复，以备再用。
5.2.2.6成孔人造稳定液管理
1）旋挖钻孔灌注桩护壁采用人造稳定液，稳定液比重应控制在1.25以内并有以下性能：
（1）由膨润土、水、CMC为主要材料，可使其碎屑的沉降缓慢，清孔容易。
（2）使孔壁表面在钻孔开始、钻孔完成、钢筋笼下放到混凝土灌注完成时能够保持长时间稳定。
（3）具有与混凝土相混合的特性，利用亲液胶体性质，能够被混凝土代替而排出。
（4）人造稳定液灌入孔中，在成孔过程中渗入土层中，能够增加地基的强度，防止地下水流入孔内。
（5）由于旋挖钻机是原始土挖掘钻进，然后灌入稳定液，属静态泥浆，通过浇注混凝土将孔内的稳定液排出，经过稳定液旋流净化除砂装置，使稳定液中分离沙砾后能重复使用。
2）稳定液的配制（见稳定液配制流程图）
（1）稳定液储存
稳定液储存可采用稳定液储存箱，采用稳定液储存箱，每个稳定液储存箱有效体积45m3，根据最大桩直径Φ1400mm底部扩孔为Φ2500mm，最大单根桩的深度45m计算，（45m×1.54m3/m+扩孔方量5.2m3）×1.2（系数）≌90m3。同时考虑备用稳定液及成孔过程中稳定液的损失，因此每台钻机需配备2个稳定液储存箱，在场地许可的情况下可开挖1个100m3的稳定液储存池。
（2）稳定液的配制
稳定液配制采用膨润土、CMC（纤维素）、烧碱、水按一定比例配制而成，一般配合比为：
水：膨润土：CMC（纤维素）=1000：110：1
烧碱根据调配后的稳定液酸碱性掺入，一般PH值控制在7～9之间。
增加稳定液比重时可在稳定液中加入适量的粘土或重晶石。
（3）稳定液的搅拌
在稳定液拌制前应对土层、地下水情况和其它施工条件进行充分地调查和了解，以确定稳定液配合比。稳定液拌制一般用稳定液搅拌机进行搅拌，搅拌时间一般为4~7min。当搅拌后立即使用的，搅拌时间应长些，否则，搅拌时间可短些。根据试验结果表明，当搅拌时间为4min 时，膨润土溶解98%，当搅拌时间为9min 时，膨润土溶解100%。泥浆制备的投料顺序一般为：水、膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂。膨润土一定要充分搅拌，否则，膨润土溶胀不充分，会影响稳定液的失水量和粘度。CMC较难溶解，在拌制前应先用水将CMC溶解成1~3%的溶液，再掺入稳定液中进行搅拌，否则应缓慢向稳定液中掺入。
（4）配制稳定液的主要技术指标
稳定液性能
允许范围
处理办法
下限
上限
粘度（s）
18
28
添加膨润土、CMC、补充新液、水
比重(g/cm)
1.15
1.25
添加膨润土、粘土
含砂率

8%
脱砂
PH
7
9
添加烧碱、水
的稳定液回收使用
（1）由于成孔采用国产旋挖钻机，护壁采取对四周土体挤压成孔，边取土边注入稳定液，通过钻头的离心力使稳定液中的高分子材料凝聚在孔壁，形成一层富有韧性的胶合薄膜，从而达到护壁效果，提高施工效率。施工中使用过的稳定液通过混凝土浇灌，利用泵将使用过的稳定液抽回稳定液储存池或稳定液储存箱，再经过综合旋流振动筛，进行净化脱砂处理继续循环使用。本工艺与常规的正反循环钻孔灌注桩不同，常规的钻孔灌注桩排放的泥浆与泥土的比例为4：1，本施工工艺成孔过程只排出原始土，人工造浆，无泥浆排出，这样解决了大批泥浆排放运输的问题，保证了施工现场整洁，减少城市环境污染。
（2）钻孔过程中所排放的原始土暂时堆放在施工的临时堆置区，待达到一定的数量后组织专业的渣土清运车辆，运至渣土弃置地，确保现场整洁及施工道路的顺畅。
稳定液搅拌器
配制、补充新液
稳定液排放沟
稳定液储存池
泵送到桩位
稳定液回收
稳定液回收储备箱
稳定液储存箱
稳定液净化

稳定液配置流程图

5.2.2.7利用钻头进行一次清孔
清孔时将扩底魔力铲斗（或捞渣筒，带档板）放至孔底，通过铲斗旋转钻进渣土达到清孔目的。
5.2.2.8钢筋笼制作及安装
钢筋笼的制作
（1）主筋为三级16mm 18mm、20mm、，箍筋为三级钢筋10mm，加强筋采用三级钢14mm。
（2）钢筋笼制作时，根据钢筋笼总长度分节制作。钢筋笼长度小于20m的按一节制作、20m-30m的分两节制作、30m-40m的分三节制作。分节制作的钢筋笼主筋接头采用滚扎直螺纹顺丝连接，保证相邻两接头间距900mm以上，确保搭接长度不小于35d，相邻焊接接头错开至少500mm 。HPB300钢筋互焊及与 HRB400钢筋焊接用 E43焊条，HRB400级钢筋互焊用 E55焊条。
（3）钻孔灌注桩主筋净保护层为70mm，箍筋与主筋均采用电焊连接，钢筋主筋上每隔4m设置一道混凝土滚轮垫块，沿钢筋笼四周均布置4块。
（4）定位钢板环用厚度20mm，宽度100mm的钢板制作，并焊接牢固。
（5）钢筋笼每隔2000mm设置一道外环焊接加劲箍（三级14钢筋），中间十字对称焊接进行加固。
（6）钢筋笼制作时。应将主筋调直，除锈，下料准确。
（7）钢筋笼焊接时HPB300钢筋互焊及与 HRB400钢筋焊接用 E43焊条，HRB400级钢筋互焊用 E55焊条，焊距宽度不少于0.8d，厚度不少于0.3d。
（8）钢筋焊接过程中应及时清除焊渣，钢筋笼螺旋筋与主筋全部采用点焊，焊接必须牢固。
（9）钢筋笼制作允许偏差应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的相关规定。
（10）制作成型的钢筋笼，要分组堆放在平整的场地上，不得变形。

钢筋笼的安装
（1）钢筋笼的安装，必须符合设计和施工规范要求，要严格执行《混凝土结构及工程施工规范》。
（2）钢筋笼安装时每台桩基采用一台25T吊车配合起吊，按编号装于钢筋笼运输车上运至桩位处。钢筋笼安装时为保证不变形，采用两点起吊，吊车吊起钢筋笼的起吊端，使钢筋笼离开原地面1m左右，而后底部第二点缓缓起吊，直至钢筋骨架同地面垂直。此时检查钢筋骨架是否顺直，如有弯曲应进行处理。钢筋笼顶部及底部起吊时必须辅以方木或型钢，以免单根钢筋受力而变形。
（3）钢筋笼采用分节吊放，先吊放下节钢筋笼并在孔口临时固定，再吊放上节钢筋笼，骨架入口后，设专人在远处观察钢筋笼的竖直度，指挥将其扶正徐徐下放，下放过程中应有专人扶住钢筋笼并适当调整方向，严禁碰撞孔壁。骨架下降到最后一连接结束后稍提起钢筋骨架，抽取临时支托，将骨架徐徐下放，直到设计标高位置。
（4）下放过程不顺利时，可将钢筋笼正反旋转、慢起、反复数次逐步下放，为防止钢筋笼在施工过程中坠落，其焊接时固定钢筋笼的箍筋一定要焊接牢固，焊接过程中严禁灼烧相邻的钢筋和检测管。吊车的钢丝绳及吊环施工前一定要认真检查。
（5）钢筋顶部定位方法：根据现场测量的护筒顶标高计算钢筋笼顶的设计标高。钢筋笼最后一节就位后焊接定位钢筋，其具体形状为倒弯钩形，上端弯钩按设计计算（7）钢筋笼就位后要固定好，以防止在浇注砼过程中上浮、倾斜，应确保钢筋笼位置正确和钢筋保护层厚度。钢筋笼固定方法：钢筋笼吊装就位以后，在井口横担两根6号槽钢，然后用4根φ25钢筋焊在槽钢上，将其同标高调整正确的钢筋笼焊接在一起，为防止钢筋笼在浇注砼时上浮，在槽钢4个端头各打一根地锚。
（8）声波透射管的预埋
声波透射法检测桩身混凝土质量，是在桩身中预埋声测管（直径 800的桩中两根Q235钢管，直径 1400的桩三根Q235钢管），将超声波发射、接收探头分别置于2根导管中，进行声波发射和接收，使超声波在桩身混凝土中传播。声测管在吊放钢筋笼的同时进行安装，分多节制作上下两节检测管使用套管接好后，用铁丝每隔2m将定位管绑扎在在钢筋笼上，下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过度，管口应高出桩顶200㎜，且各声测管管口高度宜一致，各声测管内注满清水。

钢筋笼入孔时不得反复撞击孔底，不得悬吊，施工时必须避免压浆管路漏水和弯曲，以确保压浆通畅。5.2.2.9安装导管、二次清孔
安装导管
（1）安装钢筋笼完成后应尽快安装导管，并严格控制孔底沉渣。
（2）本工程采用Φ300mm导管，导管使用前须经过压水试验，试水压力为0.6～1.0MPa，导管接头用螺纹连接方式并加O型密封圈 ，各接头必须扭紧严防漏气漏水，用完后要清洗干净，丝扣要上油。
（3）吊放导管应位置居中，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼，导管底距孔底300mm～500mm。
气举反循环清孔
气举反循环清孔适用于第二次清孔；气举反循环清孔的主要设备机具包括空气压缩机、出水管、送气管、混合喷射器等。设备机具规格一般应根据孔深、孔径等合理选择。出水管可利用灌注混凝土导管。
气举反循环清孔优点：
（1）缩短了清孔时间。与正循环清孔相比，工效提高了5～10倍。
（2）清孔较彻底。清孔前孔内沉渣厚度普遍较高，底部浆液比重大，清孔后，浆液比重在1.05～1.2之间（根据实际施工地质要求确定），沉渣厚度降到50mm以下，满足了设计及施工规范高标准的要求。
气举反循环清孔施工要点：
（1）出水管下放深度以出水管底距沉淤面30～40cm为宜；送气管下放深度一般以混合喷射器至液面距离与孔深之比0.55～0.66来确定。
（2）开始送气时应先向孔内供稳定液，停止清孔时应先关气后断水。
（3）送气量应由小到大，气压应稍大于孔底水头压力。若孔底沉淤较厚，块度较大或沉淀板结，可适当加大气量，摇动出水管，以利排渣。
（4）随着沉渣的排出，孔底沉淤厚度减少，出水管应同步跟进，以保持出水管底口与沉淤面的距离。
（5）清孔中应注意保证补浆充足和孔内稳定液液面稳定。
（6）清孔时灌入稳定液比重应小于1.15，返浆稳定液比重小于1.20，含砂率小于4%，粘度18-22秒，孔底沉渣应小于50mm。
在满足稳定液比重、粘度、含砂率及沉渣厚度控制指标后，请监理单位进行验收，合格后进行下道工序。
5.2.2.10水下混凝土的灌注
1）清孔结束后必须在30分钟内灌注混凝土，否则必须重新清孔，水下混凝土采用C40，混凝土的初凝时间控制在8～10小时，单桩浇注混凝土的浇注时间应控制在8小时内。
2）混凝土灌注中应使用隔水球，在灌注前首先把隔水球放入导管内，再在混凝土料斗内放入隔水板，待料斗放满混凝土后快速打开隔水板，使混凝土顺着隔水球往导管内下落。
3）首次混凝土灌注料，初灌料不应小于计算初灌方量，混凝土必须连续灌入，控制导管埋深在2～5m。
4）要严格检查混凝土的坍落度及和易性，坍落度一般控制在18～22cm。
5）在混凝土灌注中，技术人员要随时检查孔内混凝土上升的数字和灌注混凝土数量，控制埋管的深度，同时做好混凝土浇灌记录。
6）混凝土灌注时，提升导管要慢并平稳提升，严防碰撞钢筋笼。
7）按施工规范每根桩派专人做试块，标养试块4组。
8）为了保证桩头混凝土质量，最后一次混凝土浇灌量宜控制在设计桩顶标高以上约0.8m。
9）混凝土的充盈系数不得小于1.0且不大于1.2。
10）施工过程中要做到施工质量四检测：自检、专检、抽检和互检。
11）灌入过程中，应认真做好灌注原始记录，并及时分析整理。
6.主要施工技术
6.1.概述
本工程旋挖钻孔灌注桩采用稳定液护壁，360度旋转全液压旋挖钻机（原始土挖掘）取土的扩底钻孔灌注桩施工工艺，水下浇筑混凝土成桩。施工过程中应严格遵照设计要求，严格执行国家标准《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》、《旋挖取土全液压扩底灌注桩设计、施工技术规程》(Q/DYB001-2007，南宁市推荐性标准)及相关规定控制质量。
6.2.材料检验
由材料员对每种进场材料进行材质检验，由送样员负责对材料送检、复试。到场材料必须具有符合要求的合格证书，如对到场材料有所怀疑，即可停止使用，直到复试合格方可用于工程中，否则勒令退场。
6.3.钻孔前要求
6.3.1．场地要求
清除场地内的淤泥和杂物，保证场地地表平整、坚实，能满足大型旋挖钻机的施工要求，对文明施工要求较高的，需进行场地硬化。
6.3.2.常规旋挖灌注桩护筒要求
1、用10～12mm钢板制作，护筒内径宜比桩身设计直径大200mm，分别取1000mm和1600mm。
2、护筒埋设应准确，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20mm。
3、护筒埋置深度应超过杂质填土埋藏深度，在粘性土中不宜少于1m在沙性土中不少于1.5m，且护筒底口埋进原土深度不应小于0.3m；顶端高出地面0.2m以上，并能满足稳定液液面高度的要求。
4、护筒应保证坚实，四周不漏水。
8.3.3稳定液要求
1、稳定液浓度（比重），结合本工程地质情况，采用旋挖扩底钻机时取1.1～1.2。
2、粘度（以500ml稳定液通过5mm漏斗所需时用s来表示），采用18～24s。
3、含砂率控制在8%以内。
6.4.成孔技术
6.4.1.旋挖钻机施工工艺流程演示如下所示：
1）钻机就位，钻孔施工：

2）钻孔施工至指定深度：

3）桩底扩孔：

4）扩孔施工完成，成孔：

5）钻杆收回，钻机移位：

6）钢筋笼下吊：

7）钢筋笼就位，清孔：

8）混凝土浇筑导管下放：

9）灌注桩浇筑混凝土：

10）桩底注浆施工：
注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩30d后，注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8-10m，桩群注浆宜先外围、后内部。
6.4.2.施工准备
钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求，须作准备工作如下：
1）首先确定钻孔桩位：按照基线控制网及招标人提供的坐标，用全站仪精确放出桩位。
2）钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者，应平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。
3）钻机座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。
4）修通旱地位置便道，为施工机具、材料运送提供便利。
6.4.3.泥浆制备
在砂类土、碎（卵）石土或黏土夹层中钻孔，采用膨润土泥浆护壁。在黏性土中钻孔，当塑性指数大于15，可利用孔内原土造浆护壁。
本工程泥浆采用优质膨润土造浆。制备及循环分离系统由泥浆搅拌机（ZL800）、泥浆池（45m3两个）、泥浆分离器（ZX-250型两个）和泥浆沉淀处理器等组成。泥浆循环系统平面布置见图4.4.1-2示。

图 6.51 泥浆循环系统平面布置图
钻孔桩泥浆采用膨润土拌制，造浆配合比见表4.4.1-1示
表 6.51 膨润土造浆配合比 （单位：kg）
原料名称
淡水
膨润土
CMC
纯碱
FCI
PHP
加重剂
配合比
100
8～4
0.004～0.008
0.1～0.4
0.1～0.3
0.003
试验确定
配比中掺加剂的用量，应先试配，检验配合液的各项性能指标是否符合表3.2.1-2中所列指标要求。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并经常测定泥浆指标，防止掺加剂过量，搅拌好的新鲜泥浆其性能必须适合于地基条件和施工条件。
表 6.52 不同地层下泥浆的性能指标要求表
地质情况
泥浆指标
相对密度
（g/cm3）
粘度（s）
胶体率
（%）
失水率
（ml/30min）
含砂率（%）
泥皮厚（mm/30min）
静切力
（Pa）
酸碱度
（pH）
亚砂土
1.20～1.45
19～28
≥96
≤15
≤4
≤2
3～5
9～11
淤泥质亚粘土
1.20～1.35
19～28
≥96
≤15
≤4
≤2
3～5
9～11
粘土
1.06～1.10
18～28
≥95
≤20
≤4
≤3
1～2.5
9～11
亚粘土
1.06～1.10
18～28
≥95
≤20
≤4
≤3
1～2.5
9～11
细砂
1.20～145
18～28
≥95
≤20
≤4
≤3
1～2.5
9～11
粘土、亚粘土
1.06～1.10
18～28
≥95
≤20
≤4
≤3
1～2.5
9～11
为满足环保要求，采用泥浆分离器分离从桩内循环出来的泥浆，并通过调整膨润土、分散剂的掺量，使循环泥浆能再次利用。
6.4．4.埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒，护筒采用3～10mm厚的钢板制作以利于多次周转，护筒内径大于钻头直径，比桩径大约20cm，埋置护筒要考虑桩位的地质和水文情况，为保持孔内水头，护筒要高出施工水位（或地下水位）2m，还应满足孔内泥浆面高度要求。无水地层护筒宜高出地面0.3～0.5m，为避免护筒底悬空，造成蹋孔，漏水，漏浆，护筒底应坐在天然的结实的土层上（或夯实的粘土层上），护筒四周应回填粘土并夯实，护筒平面位置的偏差应不超过5cm，倾斜度不得大于1%。护筒埋置深度：在无水地区一般为1一2倍的护筒直径。在有水地区一般宜穿过淤泥层以下0.5m以上。
6.4.5.钻机就位及钻孔
群（排）桩钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，则要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。
钻机就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳，以便在钻进中不产生位移或沉陷。就位完毕，施工队对钻机就位自检。
泥浆池的设置：泥浆池设在不影响其他工序施工的范围内。为了不破坏原有地层，在泥浆池底及四周用塑料薄膜覆盖，在泥浆池使用完成后将泥浆及薄膜一起清理干净，然后用原状土分层回填压实。
钻孔前，按设计图纸所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
开始钻进时，以泥浆正循环方式开孔，钻至护筒底时，采用反循环方式钻进。钻进时在覆盖土层中用回转钻进，进入岩层后改用冲击反循环钻进，以加快钻进速度。
钻孔作业应分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测不符合要求时，应及时改正。应经常注意地层变化，在地层变化处应捞取样渣保存，渣样分段、分节存放在渣样盒中，对每种渣样注明孔深并作简单的地质概述。
钻进过程中随时捞取钻渣，判断地层并检验泥浆指标，根据地层变化情况，采用不同钻速、钻压，适时调整泥浆性能，钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，并始终保持孔内液面高于孔外水位1.5～2.0m，加强护壁，保持孔壁稳定。防止孔壁坍塌。
当旋挖钻机遇到坚硬土层（岩层）不能施工时，将旋挖钻机移开，换用冲击钻继续施工，冲击钻机的施工流程同旋挖钻机的施工流程。
当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
钻孔中采取以下措施防止塌孔：
1）护筒的埋设深度，应确保穿透淤泥质软土层，并做好护筒底部密封。
2）现场钻孔操作人员，要仔细检测泥浆比重及粘度，尤其是含砂率的检测，不同地层必须按要求进行相应调整；
3）控制钢筋笼安装垂直度，安放钢筋笼时，需对准钻孔中心竖直插入，严禁触及孔壁。
4）紧密衔接各道工序，尽量缩短工序间隔；
5）当出现灾害性天气无法施工时，需提起钻头，调整泥浆比重，孔内灌满泥浆。
6.4.6.扩孔
当钻机终孔后，换用扩底钻头进行钻孔，扩底前将钻头用钻机提起，然后缓缓放下。当扩底钻头下入孔底后，在主钻杆上做好行程标记以便控制扩孔终点。扩底前将扩底钻头提高离孔底，使其处于悬吊状态，启动钻机和水泵，待孔底沉渣随泥浆排出孔外后开始扩孔施工，扩底钻进开始时，应慢转，并上下提升钻杆，当钻进至钻机主钻杆所标的行程时，在原位继续转动，转动顺畅，切削无阻力，证明已扩底至设计要求。随即清孔，直至完毕，渐渐地提动钻具，在重力作用下，收拢钻头，提出孔外，完成全部扩孔过程。
6.4.7.扩底检测：
扩孔桩的扩底直径检测是确保扩大头达到设计要求的重要技术环节，由于无法直接用肉眼观察，所以必须依靠相关仪器来进行检测。本工程使用旋挖机液压系统显示屏上数据变化进行观察检测，能清楚的反映出桩底扩孔的效果及桩径的变化。通过此方法，本工程所有的扩孔桩径均能达到符合设计要求。
6.4.8.清孔
成孔后，应用测绳下挂5kg重铁测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，可使用底部带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1.1～1.2之间。
为避免清孔后再次大量沉渣，吊放钢筋笼及焊接两段钢筋笼的时间保证在3小时以内。钢筋笼和导管安放完毕后，应再次检查桩内沉渣厚度，并进行二次清孔。利用气举反循环方式进行二次清孔，采用百米测绳进行测量，最终沉渣达到设计规范要求不大于50mm。清孔完毕后立刻浇筑砼。
当地层富含粉砂类土，终孔后粉砂、粉细砂快速沉淀，给清孔带来困难，为降低孔底沉淤采取以下措施：
1）采用双泥浆泵并联供应泥浆，增大泵量，提高泥浆循环速度，增强泥浆携带钻渣的能力。
2）用优质膨润土和化学外加剂提高泥浆粘度，以减缓砂粒沉淀速度。
3）严格控制钻杆接头的密封性，确保泥浆能全部从孔底返回。
4）及时排除废弃泥浆，勤捞沉淀池中的沉渣，不断补充优质泥浆。
5）当钻进砂层时及时开启泥浆分离器，降低含砂率。
6）加快成孔与成桩速度，缩短从成孔到成桩的作业时间。
7）二次清孔完成后，立即浇筑水下混凝土，避免泥碴再次沉淀。
6.4.9.钢筋笼骨架的制作安装
钢筋笼在钢筋加工场下料，分节同槽制作。根据运输、起重设备性能，确定单节钢筋笼长度。钢筋笼分2～3节加工制作，基本节长18m，最后一节为调整节。钢筋笼纵向钢筋采用滚扎直螺纹套筒连接接头（见图4.4.1-3示），同一构件中纵向受力钢筋接头宜相互错开，同一断面接头数量不超过50％，相邻接头断面间距不小于900mm。

图 03 直螺纹套筒接头示意图
将每根桩的钢筋笼按设计长度分节并编号，保证相邻节段可在胎架上对应配对绑扎。声测管的安装，除在底节钢筋笼安装时焊接在钢筋笼上外，其余各节均预先绑扎在钢筋笼内。
钢筋骨架的保护层厚度采用C40混凝土旋转垫块。砼旋转垫块的制作见图4.4.1-4。安装的时候在砼块中间的空洞插入一根φ12的钢筋焊接在主筋上。设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4～6个。

图 04 砼旋转垫块示意图
钢筋笼制作好后，用平车运至各桩位，为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将支撑割除。
骨架安装采用汽车吊，为保证骨架不变形，须用两点吊：第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点，使骨架稍稍提起，再与第二吊点同时起吊，待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放，严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口，再起吊第二节骨架，使上下两节骨架位于同直线上进行连接，连接后就可以下沉入孔，直至所有骨架安装完毕。钢筋笼安装就位后立即将钢筋笼中四根加长主筋与钢护筒顶部焊接固定，防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。
钢筋笼吊装时配备专用托架，平板车运至现场，在孔口利用25t汽车吊吊放。下放前检查钢筋笼垂直度，确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致，主筋对位后使用直筒螺纹连接接头（见图4.4.1-3示），同一构件中纵向受力钢筋接头宜相互错开，每个断面接头数量不大于50％，相邻接头断面间距不小于900mm。加工好的钢筋笼按安装要求分桩号、分节、分类编号堆存。
6.4.10.导管安装
钢导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验，按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差，不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管接头法兰盘加锥形活套，底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头，设防松装置。
导管位于钻孔中央，在浇筑混凝土前，进行升降试验。导管吊装升降设备能力，与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，并有一定的安全储备。
混凝土浇筑支架用型钢制作，用于支撑悬吊导管，吊挂钢筋笼，上部放置混凝土漏斗。导管安装后，其底部距孔底有 250 ～ 400mm 的空间。
6.4.11.混凝土浇筑前二次清孔
气举反循环清孔
气举反循环清孔适用于第二次清孔；气举反循环清孔的主要设备机具包括空气压缩机、出水管、送气管、混合喷射器等。设备机具规格一般应根据孔深、孔径等合理选择。出水管可利用灌注混凝土导管。
气举反循环清孔优点：
1）缩短了清孔时间。与正循环清孔相比，工效提高了5～10倍。
2）清孔较彻底。清孔前孔内沉渣厚度普遍较高，底部浆液比重大，清孔后，浆液比重在1.05～1.2之间（根据实际施工地质要求确定），沉渣厚度降到50mm以下，满足了设计及施工规范高标准的要求。
气举反循环清孔施工要点：
（1）出水管下放深度以出水管底距沉淤面30～40cm为宜；送气管下放深度一般以混合喷射器至液面距离与孔深之比0.55～0.66来确定。
（2）开始送气时应先向孔内供稳定液，停止清孔时应先关气后断水。
（3）送气量应由小到大，气压应稍大于孔底水头压力。若孔底沉淤较厚，块度较大或沉淀板结，可适当加大气量，摇动出水管，以利排渣。
（4）随着沉渣的排出，孔底沉淤