全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法

1、全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工工法中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司楊部廷 白慧 張煜璽 蔣關(guān)云 靳成周1. 前言為滿足工程建設(shè)的需要，樁基礎(chǔ)作為提高地基承載力的一種最有效的方式被 廣泛采用，樁基礎(chǔ)一般分為鉆孔灌注樁和預(yù)制樁。其中鉆孔灌注樁占樁基礎(chǔ)施工 中的比重約 70%，鉆孔灌注樁的施工一般分為干作業(yè)和泥漿護(hù)壁作業(yè)。 但是受環(huán)境 影響，在香港以及世界發(fā)達(dá)國家的鉆孔灌注樁施工中是禁止使用泥漿護(hù)壁的，同 時在松散砂層、細(xì)角礫石層、流砂層、厚淤泥質(zhì)層以及喀斯特地貌等地質(zhì)情況下， 進(jìn)行泥漿護(hù)壁難以保證孔壁穩(wěn)定，這種情況下就需要使用全護(hù)筒施工技術(shù)。中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司聯(lián)合設(shè)計單位進(jìn)行創(chuàng)新，取得了“

2、全 護(hù)筒鉆孔灌注樁施工技術(shù)”這一國內(nèi)先進(jìn)的新成果，同時形成了全護(hù)筒鉆孔灌注 樁施工工法。2. 工法特點(diǎn) 全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工不采用膨潤土或化學(xué)泥漿護(hù)壁，對地下水沒有污染， 施工現(xiàn)場整潔，不影響周圍居民及企業(yè)的正常工作和生活，滿足高環(huán)保要求。在傳統(tǒng)鉆孔灌注樁因地層、環(huán)保原因無法成孔的情況下，保證樁基工程施工 的順利進(jìn)行。相比較其他護(hù)壁形式的鉆孔灌注樁施工工藝，不需要配置泥漿，沒有護(hù)壁泥 皮對承載力的影響，承載力可靠，樁體質(zhì)量滿足規(guī)范要求。施工速度比傳統(tǒng)工藝快一倍以上，施工效率高，為整體工程的順利施工打下良好的基礎(chǔ)。3. 適用范圍40m（如適用于直徑為600mm2500m的鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁長

3、度不宜大于 的樁基工程。適用于地下水位較高，易塌孔，使用普通泥漿及化學(xué)泥漿無法成孔的地層 卵石土層、角礫石土層、砂層等）。可進(jìn)行嵌巖樁施工。4. 工藝原理全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工技術(shù)是利用專用搖、振動設(shè)備使鋼護(hù)筒克服各土層間 與護(hù)筒間的摩擦力，使護(hù)筒穿越樁機(jī)鉆孔施工中的不利地層直至到達(dá)穩(wěn)定的樁端 持力層，利用鉆孔設(shè)備掏空護(hù)筒內(nèi)渣土，保證灌注樁成樁的施工技術(shù)。工藝原理 流程圖如圖4所示。圖 工藝原理流程圖5. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)振動錘下護(hù)筒本工程根據(jù)灌注樁孔深及地質(zhì)情況，護(hù)筒下放至進(jìn)入灰?guī)r20cm護(hù)筒最深插入深度 35m。宜春東站振動錘采用 360 挖機(jī)加裝液壓振動錘設(shè)備而成， 使用履帶行走方便

4、， 地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。該振動錘下放和起拔護(hù)筒速度快，在成孔時可用干式成孔法 或天然水降低造漿成本。并且可以一次插入單節(jié)護(hù)筒12m大大提高了施工效率。(1 )鋼護(hù)筒宜采用10mm或 12mnm勺螺旋管制作。采用10mm壁厚以下的鋼護(hù)筒，在施工過程中容易造成卷邊，凹凸，導(dǎo)致鋼護(hù) 筒的周轉(zhuǎn)次數(shù)下降，成本增加；采用 12mmg厚以上的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒重量大大增 加，造成施工不便，增加操作人員的施工難度，降低施工效率。(2 )最下面一節(jié)鋼護(hù)筒宜設(shè)置內(nèi)口的刃腳，減小護(hù)筒下放的阻力，保證護(hù)筒 順利下放到位。(3 )護(hù)筒與護(hù)筒之間采用剛強(qiáng)度的螺栓螺母進(jìn)行連接。如果采用焊接，焊接 時間較長，影響施工進(jìn)度。(4 )

5、振動錘加緊護(hù)筒，鎖定裝置鎖定后方可起吊護(hù)筒，保證使用安全可控。(5 )護(hù)筒起吊后，由施工人員指揮入孔。入孔后不加力，靠護(hù)筒自重下沉， 技術(shù)人員用經(jīng)緯儀或者鉛垂隨時調(diào)整護(hù)筒垂直度，保證入孔順直。(6 )靠自重護(hù)筒無法下沉?xí)r，開啟振動錘加壓下沉，如遇阻力無法下沉，應(yīng) 查明原因后繼續(xù)操作，不能強(qiáng)行加壓，防止護(hù)筒下邊緣卷邊或彎折，造成護(hù)筒損 壞，造成后期拔護(hù)筒過程中泥土進(jìn)入樁體，造成樁體夾泥。插拔護(hù)筒過程見下圖。(7 )應(yīng)根據(jù)振動錘功率大小及護(hù)筒入土產(chǎn)生的側(cè)摩阻力確定鋼護(hù)筒的壁厚，一般護(hù)筒壁厚應(yīng)采用10mm的優(yōu)質(zhì)鋼板制作。宜春東站初期施工過程中，采用壁 厚8mm的鋼護(hù)筒，施工過程中護(hù)筒卷邊、彎折變形嚴(yán)

6、重，損耗率較高，降低鋼護(hù) 筒周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。鉆機(jī)成孔護(hù)筒到達(dá)預(yù)定深度后，成孔鉆機(jī)重新就位，鉆頭直徑采用780mm施鉆至設(shè)計 樁底標(biāo)高。下放鋼筋籠、灌注混凝土組織施工作業(yè)人員下放鋼筋籠，鋼筋籠下放完畢后進(jìn)行孔底二清，保證沉渣 符合設(shè)計要求后，及時進(jìn)行混凝土灌注，混凝土采用汽車泵結(jié)合水下灌注混凝土 施工工藝進(jìn)行灌注。振動錘拔除護(hù)筒混凝土灌注滿足要求后，振動錘設(shè)備重新就位，將護(hù)筒拔出樁孔，護(hù)筒循環(huán) 使用。拔護(hù)筒控制要點(diǎn)：6. 材料與設(shè)備本工法使用鋼護(hù)筒：每節(jié)長 12m厚10mm采用的機(jī)具設(shè)備如表表施工機(jī)械及配套設(shè)備序號名稱型號單位數(shù)量備注1旋挖鉆機(jī)ZR280C臺22砼泵車SY5271THB臺13柴油振

7、動錘自制臺1可插拔12m護(hù)筒4電焊機(jī)BX1-300-3臺45切割機(jī)300mm臺16履帶吊QUY50A臺17全站儀GTS-330N臺18水準(zhǔn)儀DS3臺19鋼筋彎曲機(jī)GW40臺17.質(zhì)量控制工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制應(yīng)執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī) 范GB50202-2002、建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011。質(zhì)量控制措施注意事項技術(shù)措施在插拔護(hù)筒過程中，使用經(jīng)緯儀、全站儀或者鉛錘控制護(hù)筒垂直度。管理措施8. 安全措施全護(hù)筒鉆孔灌注樁施工必須嚴(yán)格遵守建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程和 機(jī)械施工技術(shù)安全規(guī)則的規(guī)定執(zhí)行.根據(jù)中鐵十

8、二局安全保障體系要求建立保障體系，設(shè)置安全員，負(fù)責(zé)現(xiàn)場安 全施工，施工前對施工人員進(jìn)行安全交底，施工中應(yīng)進(jìn)行每天一次的例行安全檢 查。施工機(jī)械懸掛工藝流程施牌和機(jī)械操作規(guī)程，加強(qiáng)安全教育，嚴(yán)格工藝流程 和操作規(guī)程施工人員進(jìn)入現(xiàn)場必須佩戴安全帽，登高作業(yè)必須穿防滑鞋，系安全帶，嚴(yán) 禁酒后上崗作業(yè)。對設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維修、嚴(yán)禁機(jī)械帶病作業(yè)，鉆機(jī)、砼攪拌機(jī)必須由專 職機(jī)手嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。施工完畢的空樁孔位，待砼初凝后要及時填至施工地面。 樁機(jī)移動要有專人指揮，樁機(jī)司機(jī)與泵車司機(jī)要有可靠的聯(lián)絡(luò)信號。 經(jīng)常性檢查提升系統(tǒng)鋼繩有無損傷，滑輪是否靈活。施工現(xiàn)場必須平整、堅實(shí)，斜度不得大于 2 度，對于

9、軟弱地基，應(yīng)用爐渣或 磚渣等鋪墊壓實(shí)。9. 環(huán)保措施 必須嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)相關(guān)法律規(guī)定，加強(qiáng)該工法使用機(jī)械的維修保 養(yǎng)，防止機(jī)械廢棄油污污染土壤及地下水。該施工工法施工過程中會產(chǎn)生廢棄渣 土，不得隨意處理，應(yīng)當(dāng)向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門提出申請，集中處理。10. 效益分析質(zhì)量效益樁孔全程鋼護(hù)筒護(hù)壁，杜絕塌孔的發(fā)生，樁截面尺寸規(guī)則，不會發(fā)生縮徑等通病， 孔壁穩(wěn)定性好，鉆成孔孔底成渣少。環(huán)境效益 不需要使用泥漿護(hù)壁，沒有泥漿污染，不污染地下水，施工現(xiàn)場整潔文明， 很適合于在市區(qū)內(nèi)施工；噪聲較小，基本無噪聲污染。經(jīng)濟(jì)效益孔壁規(guī)則，沒有塌孔、擴(kuò)徑現(xiàn)象，沒有混凝土浪費(fèi)，不存在造漿費(fèi)用，可以 有效的控制成本。工期效益提高了成樁的成功率，不需要根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整鉆進(jìn)速度，可以以最快的速 度完成鉆孔施工，工期得到有效保證。11. 應(yīng)用實(shí)例新建杭長客專宜春東站站房樁基工程位于江西省宜春市下浦區(qū)街道，清萍公 路南側(cè)，西鄰南廟河。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，該樁基工程采用鉆孔混 凝土灌注樁，施工日期為 2013年4月26日至 2013年6月23日。鉆孔樁主要設(shè) 計參數(shù)：樁