高层商综建筑工程钻孔灌注桩施工方案

1工程概况

本工程为Φ600、800、1000大直径钻孔灌注桩，总根数为300根，Φ800、1000灌注桩部分桩底采用注浆技术，整个桩基工程将由专业施工队伍进场施工。

2场地要求

⑴、场地坡度≤1%；

⑵、场地耐力≥150KPa

⑶、工程桩中心线四周留地6米空间；

⑷、清除场地内地下、地上管线、障碍物。

3施工准备

3.1桩机及辅助设备的选择配备

根据浙江省工程勘测院提供的《杭州滨海-威陵大厦岩土工程地质勘察报告》，只有采用钻进能力、排渣能力极强的反循环施工工艺，才能满足质量及工期要求。计划采用7台反循环GPS-15型钻机进场。

软土钻进钻头选用三翼式钻头，同时，考虑到部分土层的特殊性，选用桩机的钻头非常关键，，如密实度较高的土层，钻进效果不明显，则改用钻进能力极强的Ф400四翼筒体钻头捣松，再用三翼式钻头扩孔的方法。

所需的施工机械及辅助设备见下表：

名称规格数量功率（千瓦/台）备注

钻机GPS-157台40泵吸反循环

泥浆泵3PM7台22

排污泵3PM7台22

护筒ф10012只

电焊机BX33015台1.1

手拉葫芦10T、5T、2T各2台

气焊3套

三翼钻头ф7707只用于软土钻进

四翼筒体钻头ф4004只用于卵石钻进

4桩基的施工组织

每台桩机配备一个打桩班组，每班6人，每班一天完成一个孔，砼灌筑将紧随桩机进度，一旦成孔完成，立即组织砼浇筑，钢筋笼制作安排一个由5名钢筋工组成的钢筋班组在钢筋车间统一制作后吊运至现场，组织一个由10名混凝土工组成的灌浆班。

预计成孔时间为15小时，下钢筋笼2小时，下导管1小时，二次清孔0.5小时，灌砼3小时，累计21.5小时成桩，每天可成孔一个，适当考虑不可抗力因素，桩基可在45天内完成。

循环池、沉淀池的设置

规划布置施工现场时，应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安设，以保证反循环作业时，冲洗液循环通畅，污水排放彻底，钻渣清除顺利。

①循环池的容积根据桩孔容积设三个2.5m×4m×2m，以便冲洗液正常循环。

②沉淀池的容积设为10立方米。

③现场设专用储浆池，其大小与循环池。

⑵、冲洗液净化。

①清水钻进时，钻渣在沉淀池内通过重力沉淀后予以清除。沉淀池应交替使用，并及时清除沉渣。

②泥浆钻进时，用多级振动筛和旋流砂器进行机械除砂清渣。振动筛主要清除粒径较大的钻渣，筛板规格可根据钻渣粒径的大小分级确定。旋流除砂器的有效容积，要适应砂石泵的排量，除砂器数量可根据清渣要求确定。

③应及时清除循环池沉渣。

5施工工艺流程

其施工程序如下：

桩定位→设置护筒→反循环钻机就位→钻挖→第一次处理孔底沉渣→移出钻头→测定孔壁→沉放钢筋笼→插入导管→第二次处理孔底沉渣→水下灌注混凝土→拔出导管→拔出护筒

钻头吸水断面应开敞、规整，减少流阻，以防砖块、砾石等堆挤堵塞；钻头体吸口端距钻头底端高度不应大于250mm；钻头体吸水口直径应略小于钻杆内径。

在填土层和卵砾层中钻挖时，碎砖、填石或卵砾石的尺寸不得大于钻杆内径的4/5，否则易堵塞钻头水口或管路，影响正常循环。

一、护筒埋设：

反循环施工法是在静水压力下进行钻挖作业的，故护筒的埋设是反循环施工作业中的关键。

护筒的直径Ф1000，深1000。要充分保证护筒不漏水。

确保孔壁的任何部分的静水压力在0.02Mpa以上，护筒内的水位要高出自然地下水位2米以上。

二、钻进成孔操作要点：

①、起动砂石泵，待反循环正常后。才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底。开始钻进时，应先轻压慢转,初始钻压5-6KN，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力至11-15KN，并使钻头吸口不产生堵水,注意保持机上钻杆垂直。

②、钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况；排量减少或出水中含钻渣量较多时，应控制钻进速度，防止因循环液化比重大太而中断反循环。

③、钻进参数应根据地层，桩径、砂石泵的合理排量和钻机的经济钻速等加以选择和调整，以免引起由于地层转换而产生的孔斜和缩径。

④、在卵砾石地层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进、间断回转的方法来控制钻进速度。

⑤、加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80-100mm，维持冲洗液循环1-2min，以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。

⑥、钻杆必须垂直,发现弯曲应随时更换,连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。

⑦、钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔，恢复钻进后，泵排量不宜过大，以防吸坍孔壁。

⑧、钻进达到设计孔深，各方面参数均达到要求后，停钻终孔，但仍要维持冲洗液正常循环，清洗吸除孔底沉渣直到返出冲洗液的钻渣含量小于4%为止。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。

⑨、坚持制作锋利钻头，集中精力，谨慎操作，发现孔斜缩径、塌孔及护筒四周冒浆等情况，应立即停钻，待处理后再继续钻进。

⑩、保持一定的泥浆比重：在粘土和粉土层中钻挖时泥浆比重可取1.02-1.04。在砂和砂砾等容易坍孔的土层中挖掘时，必须使泥浆比重保持在1.05-1.08。进入卵石层由于时间较长，且不易造浆，为防止缩径及塌孔，适当加大泥浆比重在1.15-1.3。

三、清孔：

⑴清孔要求

清孔过程中应观测孔底沉渣厚度和冲洗液含渣量，当冲洗液含渣量小于4%，孔底沉渣厚度符合设计要求时即查停止清孔，本工程卵石层厚度较大，应保持孔内水头高度，防止发生坍孔事故。

⑵第一次沉渣处理

在终孔时停止钻具回转，将钻头提离孔底50-80cm，维持冲洗液的循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，令钻头在原地空转10分钟左右，直至达到清孔要求为止。

⑶第二次沉渣处理

在灌注混凝土之前进行第二次沉渣处理，采用普通导管的空气升液排渣法，方式是将头部带有1米多长管子的气管插入到导管之内，管子的底部插入水下至少10米，气管至导管底部的最小距离为2米左右。压缩空气从气管底部喷出，降低孔内水位，必须不断地向孔内补充清水。用测绳再次测量沉渣厚度，符合要求后开始浇捣混凝土。

四、钢筋笼的制作与安放：

设计钢筋笼为全长配置，上部1/2桩长范围加密，主筋用12Ф16钢筋，Ф14加强箍，Ф8螺旋箍，钢筋笼保护层用50厚钢筋环，为方便起吊和保证骨架垂直，采用分段制作，每节按9米定尺长度制作，孔口电弧单面焊接，主筋同一截面内接头不得多于50%。

每根桩需安装4节钢筋笼，水平运输用塔吊，安装用桩机自备卷扬机，每次孔口焊接时，用2名焊工对面同时操作。

五、导管法浇捣混凝土

设计混凝土C30，凝剂,水泥选用425#普通水泥，粗骨料选用20-40mm坚硬碎石，并具有良好级配；细骨料选用级配合理、质地坚硬、洁净的中、粗砂。控制水灰比不大于0.6，塌落度18-20cm。

各原材料根据单桩用量保持2根的数量随用随进。

（1）导管选择

导管选用φ219无缝钢管，采用丝扣连接，橡胶密封圈密封，严防漏水。最下端导管口设外围加固，用预制砼做搁水塞。

（2）准备工作

导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周整、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。

导管底部距孔底（或孔底沉渣面）高度，以能放出隔水塞及首批混凝土为度，一般为300-500mm。

导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并再次测定孔底沉渣厚度，若超过规定，应再次清孔。

（3）施工顺序

放钢筋笼→安设导管→（隔水塞）与导管内水面紧贴→灌注首批混凝土→连续不断灌注直至桩顶→拔出护筒。

①、灌注首批混凝土

在灌首批混凝土之前最好先配制0.1-0.3立方米水泥砂浆放入隔水塞以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底，灌入首批混凝土。

灌注首批混凝土时，导管埋入混凝土内的深度不小于1.0米。混凝土的初灌量宜按下式计算：

Vf=π/4（H+h+0.5t）+π/4（0.5L-H-h）

=3.14/4×[×(1+0.4+0.5×0.1)+×(0.5×33-1-0.4)]

=1.3立方米

式中Vf----混凝土的初灌量（立方米）；

d-----桩孔直径（米）；

di----导管内径（米）；

L-----钻孔深度（米）；

H-----导管埋入混凝土深度（米），一般取H=1.0米；

h-----导管下端距灌注前测得的孔底高度（米），一般取

h=0.3-0.5米；

t-----灌注前孔底沉渣厚度（米）。

②连续灌注混凝土

首批混凝土灌注正常后，应连续不断灌注混凝土，严禁中途停工。在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。探测次数不应少于所使用的导管节数，并应在每次起升导管前，探测一次管内外混凝土面高度。遇特别情况（局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大的桩孔等）应增加探测次数，同时观察返水情况，以正确分析和叛定孔内的情况。

③导管埋深

在水下灌注混凝土时，应根据实际情况严格控制导管的最小埋深，以保证桩身混凝土的连续均匀，不使其可能裹入混凝土上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象。对导管的最大埋深，则以能使管内混凝土顺畅流出。最下端一节导管的长度为4米。

灌注接近桩顶部位时，为确保桩顶混凝土质量、漏斗及导管的高度应严格按前述规定执行。

④混凝土灌注时间

混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中的混凝土不丧失流动性的时间内。

⑤桩顶的灌注标高及桩顶处理

桩顶的灌注标高应比设计标高增加0.5-0.8米，以便清除桩顶部的浮浆渣层。

桩顶灌注完毕后，应即探测桩顶面的实际标高。用带有标尺的钢杆和装有可开闭的活门钢盒组成的取样器探测取样，判断桩顶的混凝土面。

（4）导管法施工时注意事项

①、灌注混凝土必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。

②、随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不宜超过15mim。拆下的导管应立即冲洗干净。

③、在灌注过程中，当导管内混凝土不满含有空气时，后续的混凝土宜通过溜槽徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾入管内，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。

④、当混凝土面升到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，应采取以下措施：

a、在孔内固定钢筋笼上端；

b、灌注混凝土的时间应尽量加快，以防止混凝土进入钢筋笼时，流动性过小；

c、当孔内混凝土接近钢筋笼时，应保持埋管较深，放慢灌注进度；

d、当孔内混凝土面进入钢筋笼1-2米后，应适当提升导管，减小导管埋置深度，增大钢筋笼下层混凝土中的埋置深度；

e、在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度和比重增大。如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，亦可掏出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。

⑤、如发生堵塞而混凝土尚未初凝时，应采用：A、用钻机起吊设备，吊起一节导管或其它重手在导管内冲击，把堵塞混凝土冲开，严禁碰撞导管。B、迅速提出导管，排除管内的混凝土后应将导管重安装继续下降，直至导进入混凝土而不少于2-3米，然后再少许提升导管，继续灌注混凝土，保证原有良好结合。

6桩底注浆技术

需桩底注浆的工程桩主要为Φ800、Φ1000两种大直径钻孔灌注桩，每根桩埋设两根注浆管（Φ40×2钢管），管长比桩内钢筋笼长50-100mm，注浆时间控制在成桩后（砼初凝阶段）7-10天。

6.1注浆机理

桩底注浆能提高单桩承载力，减少沉降。其机理作用为：

①、对卵石层压力注浆时浆液通过渗透、扩散，将原来充填在卵石和沙颗之间的承压水挤走，浆液固结后，持力层的强度得到提高，桩底形成一个扩大头，增加了受力面积，从而使桩的承载力得到很大提高。

②、对于桩端沉渣、夹层注浆时，浆液在压力的作用下对被搅动的桩端层进行挤压、密实、充填，从而提高桩端承载力，减少沉降。

③、在持续的高压力水泥浆楔入到桩身和孔壁的环状间隙中，使松散的泥皮挤压、密实、固结，改善桩身和土的关系，使侧壁摩擦力得到充分发挥的提高。

6.2工艺流程

清理挖管头→做管头→上管头密封器→接上高压管→用清水开塞→搅浆→注浆→屏浆→清洗→结束。

6.3注浆参数

1、开环压力：2-8mpa

2、终止压力：小于2Mpa

3、水灰比：0.6、0.4：1

4、添加剂：20%PEA外加剂0.5%木质素璜酸钙

5、注浆量：Φ800mm1.8-2TΦ1000mm-2.2T

6、原料：1、水泥2、水

6.4注浆施工工艺

注浆管设置见图1，做法见图2。

1、先安装好注浆管密封装置；

2、连接高压管、使浆液通过高压泵→高压管→注浆管密封接头→注浆管→开塞而注入地层。

3、送清水开塞，清洗通道待压力稳定在10-20KG/CM时，把配置好的水泥浆液注入地层。

4、待注浆量已满足设计要求，关上管口阀门，进行屏浆。

5、清洗管道，在注浆不冒浆后拆除浆管密封装置。

6.5注浆注意事项

1、安装管口密封装置前清除管内杂物，以防堵塞并做好注浆管的注浆头的密封。

2、注浆前应对注浆、灰浆搅拌机进行检查，使其处于良好的工作状态，能连续注浆。

3、为保证浆液质量，对水泥、水添加剂采取计量投料，保证水灰比的正确性。严禁使用受潮、过期的水泥。

4、注浆要连续，如因故中断要立即处理，尽快恢复，以保证注浆效果。

5、做好记录，对注浆量，注浆压力、时间及异常情况记录，发现问题及时分析处理。如吸浆量低，可适当增大压力，扩展通道；如吸浆量很大，而压力不高，则应降低水灰比或改用砂浆。

6、应及时掌握注浆量和注浆压力，综合考虑二者关系，以确定结束注浆依据。

7、做好迸浆工作，避免因砂砾层中的承压水压力过高而导致浆液倒流。

8、桩底注浆应在桩身具有一定强度后进行（一般7-10天）

6.6桩底注浆质量控制

1、二根注浆管尽一根把它注满注足（80%桩注浆量）以防另一根堵塞或注不下。

2、用清水开塞，使其管道畅通后再注浆液，如开塞时压力在20-80MPA波动，应多压几分钟，使其慢慢开通。同时要检查管头的密封情况，确保管子的开通率。

3、桩位较密区注浆，易出现冒浆，应跳位注，跳位距不得小于3米或暂停4-6小时后再注，以满足单桩注浆量。

4、当一根注浆量不足，第二根又注不足或冒浆，可用清水重清管道，用高位清水压住，保证再次注浆能畅通。如单桩注浆不足，应考虑周边桩多注、确保整体强度。

5、要用升级法控制注浆压力、和注浆量，防止过早冒浆，在满足单根注浆量时，才能增加压力。

6、尽可能用小水灰比、小压力注浆，使桩端桩身浆液饱和。

7安全保护措施

⑴、本工程本着质量第一，安全第一的原则进行施工，严格遵守公司规定施工现场安全生产的"四个规章、十大纪律"及安全生产的四十条规定。

⑵、建立施工现场项目经理部安全生产责任制。

⑶、认真执行施工组织设计和施工方案归于安全施工的各项措施，特别要做好有地性的书面安全技术交底。遇到生产于安全发生矛盾时，生产必须服从安全。

⑷、对现场安全操作及要求：

1、整个现场要求平整、坚实。乎整度小于1%，地耐力大于120KPa，并清除地上，地下各种障碍物。

2、钻孔时，桩机要专人负责操作，统一工序。施工人员要互相配合，互相照顾，发现不安全因素及时提出纠正。

3、正确使用防护用品和安全措施工具，不准随便开动他人使用的机械、电气设备，严禁无证进行特殊作业，严格遵守安全操作规程。所有用电线路通过配电箱，备用电设备要接地、接零。使用电线、电缆要经严格检查，确保绝缘良好。

5、每天要召开班前会，由队长交付当天的工作情况，每周召开安全活动日，总结一周来的安全生产情况，并做好记录。

6、安全员应经常检查安全、位数、防火、用电等管理及检查配备消防灭火器材等。

7、工作停止时应切断所有电气设备电源。

⑸、文明施工措施

1、建立文明施工管理系统，由现场负责人亲自监督，把任务真正落实到个人，同时也希望得到建设方的大力协助。

2、遵守公司及建设单位规章制度、保卫制度、严格执行施工现场各项规定，做好文明施工。

3、现场施工人员必须衣着整洁，工作时不准嘻闹，严禁酒后上岗操作。

4、材料进场堆放整齐，场内施工机械、设备、索具等摆放整齐有序。

5、大型车辆进场工地应由专人负责指挥，确保安全。

6、施工现场必须设立明显的各种安全标志和各项安全标语牌。

7、为保证现场安全施工，组织现场保证日夜三班制值勤人员。

⑹、工期保证措施

1、组织精扞的施工队伍，任务到队，责任到人，根据施工组织设计及施工进度，不断优化施工，科学管理、合理安排组织施工。

2、强化现场管理，强调现场负责人的权威，落实责、权、利、提高个有的责任性，对各道工序逐道把关，避免返工和做无用工。

3、确定合理的施工工艺和流水，做好施工的各项准备工作，对水、电、路、施工机械索具等提前逐项落实。

4、加强施工设备的维护和保养，每台设备的维修保养都落实到专人负责。

5、做好供应后勤保障工作，实行施工材料，备件供应到现场。

⑺、施工技术资料

1、地质资料和设计图纸

2、试压桩记录

3、压桩施工记录

4、工程联系单

5、原材料质保书

6、施工日记

7、质评表

8、桩测试报告

9、隐蔽工程验收记录

10、竣工图

11、竣工验收记录