超高層建筑旋挖嵌巖樁樁施工方案

--.超高層建筑旋挖嵌巖樁樁施工方案1超高層樁基施工概況XX中央廣場A區(qū)（含分A1\A2）工程樁塔樓樁248根直徑1300mm，樁身需進(jìn)入微風(fēng)化巖層3米和2米。裙房樁482根，樁身需入中風(fēng)化巖層3米。設(shè)計混凝土強(qiáng)度為塔樓樁C45和C40，裙房樁為C30，施工時混凝土強(qiáng)度等級提高一級。D區(qū)塔樓樁直徑1200mm，普遍區(qū)域樁直徑700～900mm，樁身進(jìn)入中風(fēng)化3m。2樁基施工難特點(diǎn)2.1入巖深度達(dá)，基巖強(qiáng)度高兩棟超高層主樓樁基持力層位于微風(fēng)化砂礫巖層，入巖深度達(dá)3m,巖層實際強(qiáng)度高達(dá)12MPa，其它樁基持力層位于中風(fēng)化砂礫巖層，巖層強(qiáng)度近9MPa?；鶐r強(qiáng)度高造成樁基施工難度大，成樁速度慢。旋轉(zhuǎn)挖斗與旋轉(zhuǎn)鉆頭2.2地下障礙物多XX中央廣場項目地處的紅谷灘地區(qū)原為江邊低地，場地原有標(biāo)高較現(xiàn)有標(biāo)高低6~8米，目前的場地是由原有場地回填形成，由于該地區(qū)存在原有村落及道路結(jié)構(gòu)殘留，且回填的材料中也存在大量的建筑垃圾，故地下障礙物眾多，給樁基及圍護(hù)施工帶來不利影響，在砂礫土層中施工易塌孔、垮孔。地下障礙物2.3施工工期緊張XXXX中央廣場、紫峰大廈項目皆以超高層建筑的快速推進(jìn)作為項目的關(guān)鍵技術(shù)線路，超高層區(qū)域樁基樁徑大、樁長長、持力層強(qiáng)度大，為加快超高層建筑的快速推進(jìn)，必須加速樁基施工進(jìn)度。因此選取合適的樁基施工設(shè)備，合理制定施工方案是加速超高層快速推進(jìn)的關(guān)鍵控制點(diǎn)之一。2.4環(huán)境保護(hù)要求高XX中央廣場位于XX紅谷灘CBD核心區(qū)，紫峰大廈位于高新區(qū)核心地段，兩個項目周邊分布有XX市主要道路、尤其中央廣場緊鄰市政府辦公區(qū)、居民區(qū)，因此環(huán)境保護(hù)要求很高，合理選用低噪音、低污染的施工工藝是必須采取的措施。且兩個項目建筑區(qū)域緊鄰規(guī)劃紅線，無周邊多余場地，現(xiàn)場施工場地緊張，必須內(nèi)部合理布置。3樁基施工工藝選型灌注樁鉆機(jī)主要可以分為：回旋鉆、旋挖鉆、沖擊鉆、螺旋鉆、潛水鉆、沖抓鉆。其中，回旋鉆工藝又可以分為正循環(huán)回旋鉆、反循環(huán)回旋鉆。根據(jù)本工程水文地質(zhì)條件、設(shè)計要求及施工機(jī)械情況，可選用的施工鉆機(jī)類型有旋挖鉆機(jī)和回旋鉆機(jī)兩種，其成孔的工藝原理、適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)見下表。工藝對比表成孔方式回轉(zhuǎn)鉆成孔旋挖鉆成孔成孔原理依靠鉆頭自重及鉆齒回旋刮土成孔；依靠泥漿循環(huán)將鉆渣帶出孔外；同時依靠泥漿護(hù)壁；用短螺旋鉆頭或旋挖斗，利用強(qiáng)大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外；砂礫層依靠泥漿護(hù)壁；優(yōu)點(diǎn)排除鉆渣連續(xù)性好；設(shè)備簡單、重量輕，靈活性好；施工震動小，燥聲低；機(jī)械移動方便；鉆進(jìn)速度快，施工占地少，清障能力強(qiáng)，可實施深護(hù)筒施工。缺點(diǎn)需要設(shè)置泥漿沉淀池，泥漿循環(huán)池等，施工場地較大。需要大量水和泥漿原料，機(jī)具設(shè)備較復(fù)雜，故障較多。沉渣碎石處理困難（需另配專用清孔鉆頭）；場地要求高；護(hù)壁泥漿配置要求高適用范圍黏性土、砂類土、含少量礫石、卵石（含量少于20%）的土、軟巖黏性土、砂類土、含少量礫石、卵石，礫石，軟巖結(jié)合工程場地內(nèi)存在大量地下障礙物、工期緊張、施工條件苛刻等情況，樁基施工采用旋挖機(jī)成孔的施工工藝。旋挖鉆孔灌注樁是利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)及重力使土屑進(jìn)入鉆斗，土屑裝滿鉆斗后，提升鉆斗出土，通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、出土及泥漿置換護(hù)壁，多次反復(fù)而成孔的新型樁基礎(chǔ)施工工藝。旋挖機(jī)施工具有以下優(yōu)勢：施工速度快。由于旋挖樁機(jī)施工無需將巖土攪碎靠泥漿返出孔外,平均每分鐘進(jìn)尺可達(dá)50cm左右。施工效率在適合的地層同比鉆、沖孔樁機(jī)可提高5～6倍。施工精度比較高。施工過程對樁深度、垂直度、鉆壓、鉆筒內(nèi)裝土容量等均可以通過機(jī)身電腦控制。噪聲小。旋挖樁機(jī)施工的噪聲主要來自機(jī)身發(fā)動機(jī)的聲音,其余部件幾乎沒有摩擦聲,特別適合在市區(qū)使用。有利于環(huán)保。旋挖樁機(jī)施工泥漿用量比較少,施工過程中泥漿的主要作用在于增加孔壁的穩(wěn)定性,大大減少了泥漿的排放,對周圍環(huán)境的影響比較小,同時節(jié)省了泥漿外運(yùn)的成本?？勺孕行凶?移機(jī)方便。只要場地承載力能滿足旋挖樁機(jī)自重要求,其本身靠履帶可以自行移動,無需其他機(jī)械配合。機(jī)械化程度比較高。施工過程不需要人工進(jìn)行鉆桿的拆除和組裝,無需進(jìn)行泥漿清渣處理等,可降低工人的勞動強(qiáng)度,同時節(jié)約人力資源。無需提供動力電源。旋挖樁機(jī)都采用機(jī)身柴油發(fā)動機(jī)提供動力,對施工場地沒有用電的情況下,尤其適用,同時也省去對電纜的拖運(yùn)布設(shè)和防護(hù),安全性相對比較高。適用地層廣泛。由于旋挖樁機(jī)配置鉆頭的多樣性,旋挖樁機(jī)可以適用各種地層,成孔可以全部由旋挖樁機(jī)完成,不需要選用其他機(jī)械配合成孔。旋挖樁機(jī)施工的局限性包括：自重大,對場地要求比較嚴(yán)格。旋挖樁機(jī)工作狀態(tài)自重一般在70t左右,但其履帶與地面接觸面積約7.0㎡,所以要求的地基承載力在100kPa左右,特別在填土地區(qū),如果地表沒有進(jìn)行硬化或換填處理,地表水比較豐富或雨季施工要慎重考慮,否則采用旋挖樁機(jī)施工只移機(jī)就非常困難,嚴(yán)重浪費(fèi)機(jī)械優(yōu)勢。護(hù)壁泥漿指標(biāo)要求高。由于旋挖樁機(jī)鉆進(jìn)速度快,主要靠切土鉆進(jìn),孔壁護(hù)壁同比鉆、沖孔樁要差。特別在填土和軟土地層,塌孔和縮徑容易發(fā)生,要給予重視。填土和軟土中施工要控制鉆進(jìn)速度,盡量多轉(zhuǎn)少鉆,達(dá)到護(hù)壁的要求。需要機(jī)械配合作業(yè)。旋挖樁機(jī)由于構(gòu)造特點(diǎn),成孔后鋼筋籠的安裝和混凝土的灌注不能自行完成,必須有其他起重機(jī)械的配合,而且挖孔過程產(chǎn)生的棄土必須有其他運(yùn)土機(jī)械進(jìn)行挖運(yùn)配合,否則棄土堆高后會直接影響旋挖樁機(jī)的施工。4旋挖樁施工工藝流程泥漿回收泥漿回收二次清孔混凝土灌注廢漿外運(yùn)插入導(dǎo)管測量定位造漿旋挖鉆機(jī)定位及埋設(shè)護(hù)筒旋挖鉆成孔一次清孔安裝鋼筋籠鋼筋籠制作鋼筋進(jìn)場、質(zhì)量檢驗鉆渣外運(yùn)4.1機(jī)械就位、護(hù)筒埋設(shè)施工場地平整處理，保證旋挖鉆機(jī)底座場地應(yīng)平整、夯實，避免在鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)產(chǎn)生沉陷。

樁位確定后，利用十字線放出四個控制樁位，并以四個控制樁為基準(zhǔn)進(jìn)行埋設(shè)護(hù)筒。

護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒由厚度4－6mm鋼板制成，護(hù)筒直徑比樁基孔徑大100－150mm，每節(jié)護(hù)筒長度5-3.0m，護(hù)筒至少高出地面30cm。以防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。

旋挖鉆機(jī)在埋設(shè)護(hù)筒時，應(yīng)由人工進(jìn)行輔助配合，護(hù)筒埋設(shè)利用旋挖機(jī)的鉆斗擠壓作用做相應(yīng)的調(diào)整。4.2泥漿調(diào)制在鉆孔灌注樁的施工過程中，為了防止坍孔，穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于挾帶鉆碴，采用澎潤土制備成泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿護(hù)壁是利用泥漿與地下水之間的壓力差來控制水壓力，以確?？妆诘姆€(wěn)定，所以泥漿的比重則起到保持這種壓力差的關(guān)鍵作用。如果鉆孔中的泥漿比重過小，泥漿護(hù)壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用。如果泥漿的比重過大，則容易使泥漿泵產(chǎn)生堵塞甚至使混凝土的置換產(chǎn)生困難，使成樁質(zhì)量難以得到保證。要充分發(fā)揮泥漿的作用，其指標(biāo)的選取是非常重要的。4.3鉆孔施工旋挖鉆機(jī)采用雙層底旋挖鉆斗。鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆桿垂直度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動顯示筒滿時，鉆斗底部關(guān)閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。鉆機(jī)施工過程中保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿撐護(hù)孔壁，反復(fù)循環(huán)直至成孔。4.4終孔檢測當(dāng)鉆孔至設(shè)計持力層后，由機(jī)臺人員、質(zhì)檢員合同監(jiān)理檢查孔深，樁孔允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：樁孔直徑偏差：＜50mm樁位偏差：＜100mm樁孔垂直度：<1%沉渣厚度：＜50mm4.5清孔工程樁孔終孔后，將鉆具提高20-50cm，保持慢速空鉆，采用大泵量泵入性能指標(biāo)符合要求的新泥漿，并維持正循環(huán)清孔15～30min以上，最后將鉆頭放入孔底掃孔，完成清孔。4.6鋼筋籠的制作與安裝鋼筋籠除符合設(shè)計要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：鋼筋籠的制作允許偏差表項次項目允許偏差1主筋間距±102箍筋間距或螺旋筋螺距±203鋼筋籠直徑±104鋼筋籠長度±50分段制作吊裝的鋼筋籠，其接頭宜采用焊接并應(yīng)遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50204以及《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》JGJ18-2003的規(guī)定。防止鋼筋籠上浮或下落。鋼筋籠焊接符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》(JGJ18-2003)和《鋼筋焊接接頭試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T27-2001)。鋼筋籠采取二節(jié)制作，孔口對接。鋼筋搭接錯開35d且大于2m分段制作，35倍主筋直徑區(qū)段范圍接頭不能超過主筋總數(shù)的50%。主筋的焊接應(yīng)相互錯，相鄰接頭位置主筋采用單面焊接，其焊縫長度為10d，焊縫要平整、光滑、密實、無氣泡、無包渣。鋼筋籠經(jīng)驗收合格后，方可下入孔內(nèi)；鋼筋籠分節(jié)吊裝時，第一節(jié)籠自由鉛直懸于孔中，再吊直第二節(jié)籠與第一節(jié)籠主筋對齊，采用電弧搭接單面立焊工藝焊接；并在鋼筋籠四周安放保護(hù)塊，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度按設(shè)計圖要求50mm，確保鋼筋籠垂直于孔中。樁身縱筋采用焊接接頭計，接頭必須預(yù)彎15d，以保證主筋在一軸線上，并使接頭錯開分布，同一搭接區(qū)段內(nèi)接頭數(shù)量≤50%。搭接長度按規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行。鋼筋籠吊裝時，應(yīng)對準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)緩慢下放，若遇阻應(yīng)正反旋轉(zhuǎn)，以防碰撞孔壁，籠體下放到設(shè)計位置后，立即固定鋼筋籠。鋼筋籠上用2Φ16（同主筋鋼號）作吊鉤，吊鉤用鋼管穿在鋼軌上。吊放過程必須輕提緩放，若下放遇阻應(yīng)停止，查明原因進(jìn)行相應(yīng)處理后再行下放，嚴(yán)禁將鋼筋籠高起猛落，強(qiáng)行下放；為確保鋼筋籠的定位深度，采取切實有效的措施進(jìn)行鋼筋籠固定，防止砼灌注時鋼筋籠竄落；為確保鋼筋籠居中和保護(hù)層厚度，在鋼筋籠四周均勻綁扎砂漿墊塊。4.7安裝灌漿管當(dāng)鋼筋籠安裝完畢后，應(yīng)盡快安放導(dǎo)管。吊放導(dǎo)管時，應(yīng)位置居中，線順直，穩(wěn)步沉放，防止卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁。下導(dǎo)管時，必須對每節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行詳細(xì)檢查，導(dǎo)管內(nèi)壁無雜物，連接部位必須有密封圈。導(dǎo)管長度要與孔深相符合并提高孔底30-50cm（小樁取大值。安放完畢后，應(yīng)在導(dǎo)管上口設(shè)漏斗和儲料斗，并做好記錄以便緩凝土灌注過程中控制好埋管深度。4.8第二次清孔導(dǎo)管下放到位后，應(yīng)立即進(jìn)行孔底沉渣檢測，若沉渣厚度不滿足設(shè)計要求時，采用泥漿循環(huán)清孔，并進(jìn)行泥漿指標(biāo)的調(diào)整，清孔時間一般控制在30min左右，沉渣厚度小于50mm，含砂率≤5％，粘度≤25s。在滿足沉渣厚度控制指標(biāo)后，會同監(jiān)理單位進(jìn)行驗收，驗收合格后，及時進(jìn)行下道工序砼灌注工作。成孔或清孔過程中，應(yīng)注意孔口水位變化，確保成孔質(zhì)量。4.9水下混凝土澆筑準(zhǔn)備2.0m3灌注斗3個，0.8m3運(yùn)料斗4個。隔水塞、黃油配套，水電保證暢通，材料齊全。砼材料（水下）商品砼在二次清孔驗收后應(yīng)確保到樁孔現(xiàn)場。使用的商品混凝土必須具有合格證書，符合水下灌注質(zhì)量要求，含砂率宜為40%~45%，宜用中粗砂；粗骨料最大粒徑應(yīng)<40mm，購置的商品混凝土運(yùn)至現(xiàn)場灌注前必須做坍落度檢測試驗，為改善和易性和緩凝，宜摻外加劑。每樁澆灌過程中現(xiàn)場應(yīng)進(jìn)行1-2次坍落度檢測，塌落度宜為18-22cm。不符合水下混凝土質(zhì)量要求的商品混凝土，堅決杜絕使用。導(dǎo)管安裝：導(dǎo)管選用壁厚不小于3mm，直徑為250mm，底管長度不小于4m，組裝導(dǎo)管時必須使用密封圈嚴(yán)格密封，應(yīng)試拼裝，試水壓力為0.6~0Mpa，以防漏水。導(dǎo)管底距孔底0.50m左右，孔口懸掛固定。水下砼灌注樁砼初灌時，為保證樁底質(zhì)量，隔水板下應(yīng)放置隔水球或隔水塞。5旋挖樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)5.1泥漿控制措施泥漿采用原土自然造漿為主，輔以人工造漿，為了保證泥漿質(zhì)量，采用除砂機(jī)進(jìn)行除砂，當(dāng)泥漿質(zhì)量達(dá)不到施工要求時，補(bǔ)充人工配制的新漿。新漿配置指標(biāo)：水：100kg膨潤土：80~100kg絮凝劑CMC（添加在膨潤土中）：3kg循環(huán)泥漿施工指標(biāo)：比重：20～30粘度：16～22秒含砂率：≤8%PH值：8~10清孔后泥漿指標(biāo)：比重：≤25粘度：16～22秒含砂率：≤6%PH值：8~10。泥漿除砂選用ZX-250型泥漿凈化裝置（除砂機(jī)）對循環(huán)泥漿進(jìn)行除砂，除砂機(jī)除砂砂礫顆粒等級0.075mm，處理能力250m3/h，除砂后泥漿含砂率≤4%。5.2成孔控制措施成孔過程中根據(jù)土層、地下障礙物、施工階段選取合適鉆頭。嵌巖鉆頭清底鉆頭破障鉆頭普通鉆頭取障鉆頭鉆頭選取鉆進(jìn)過程，回轉(zhuǎn)斗的底盤斗門必須保證處于關(guān)閉狀態(tài)，以防止回轉(zhuǎn)斗內(nèi)砂土或粘土落入護(hù)壁泥漿中，破壞泥漿的配比；每個工作循環(huán)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)尺度，避免埋鉆事故；同時應(yīng)適當(dāng)控制回轉(zhuǎn)斗的提升速度。如果升降速度過快，導(dǎo)致泥漿在回轉(zhuǎn)斗與孔壁之間高速流過，沖刷孔壁，破壞泥皮，對孔壁的穩(wěn)定不利，容易引起塌孔。自動化控制系統(tǒng)鉆孔過程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度:由硬地層鉆到軟地層時，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度;當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進(jìn);在易縮徑的地層中，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑;對砂層、巖層則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度。正常鉆進(jìn)破障鉆進(jìn)不同地層成孔控制鉆孔前將規(guī)格長3m，厚8~12cm的兩節(jié)護(hù)筒進(jìn)行焊接，埋設(shè)后可阻擋雜填土剝落；成孔時還應(yīng)始終保持一定的水頭高度，孔內(nèi)水位高于地下水位不小于5-2.0m。護(hù)筒埋設(shè)5.3清孔控制措施鉆孔深度達(dá)到設(shè)計要求并符合終孔條件后，應(yīng)進(jìn)行清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。本工程清孔分二次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后進(jìn)行，在鉆進(jìn)至設(shè)計孔深后，將鉆斗留在原處機(jī)械旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，將孔底虛土盡量裝入斗內(nèi)，采用專用清底鉆頭進(jìn)行清理，同時輔以正循環(huán)清孔。第二次清孔在鋼筋籠和導(dǎo)管安放完畢后進(jìn)行，二次清孔采用反循環(huán)清孔，應(yīng)保證泥漿補(bǔ)量充足、泥漿比重科學(xué)合理、導(dǎo)管水密性能良好。鉆孔灌注樁灌注前，由于從提鉆到導(dǎo)管陳放完畢這個過程很長，對于鉆孔灌注樁來說，必然會使第一次清孔后的沉渣增加，如果不采取措施，沉渣過多，容易引起灌注事故，直接影響樁基的承載力，危及結(jié)構(gòu)安全，因此必須高度重視灌注前的