旋挖鑽孔灌注樁主要施工方法

機械鑽樁混凝土有哪幾種演算法

1、旋挖鑽孔灌注樁施工特點

（1）自動化程度高、成孔速度快、質量高。該鑽機為全液壓驅動，電腦控制，能精確定位鑽孔、自動校正鑽孔垂直度和自動量測鑽孔深度，最大限度地保證鑽孔質量。工效是迴圈鑽機的20倍，尤其工程的質量和進度得到了充分的保證。

（2）伸縮鑽桿不僅向鑽頭傳遞迴轉力矩和軸向壓力，而且利用本身的伸縮性實現鑽頭的快速升降，快速卸土，以縮短鑽孔輔助作業的時間，提高鑽進效率。

（3）環保特點突出，施工現場乾淨。這是由於旋挖鑽機透過鑽頭旋挖取土，再透過凱式伸縮鑽桿將鑽頭提出孔內再卸土。旋挖鑽機使用泥漿僅僅用來護壁，而不用於排碴，成孔所用泥漿基本上等於孔的體積，且泥漿經過沉澱和除砂還可以多次反覆使用。目前很多城市在施工中的排汙費用明顯提高，使用旋挖鑽機可以有效降低排汙費用，並提高文明施工的水平。

（4）履帶底盤承載，接地壓力小，適合於各種工況，在施工場地內行走移位方便，機動靈活，對樁孔的定位非常準確、方便。旋挖鑽機的地層適應能力強，旋挖鑽機可以適用於淤泥質土、粘土、砂土、卵石層等地層。在孔壁上形成較明顯的螺旋線。有助於提高樁的的摩阻力。

（5）吊放鋼筋籠、灌注砼等施工場地較其他工藝容易佈置。自帶柴油動力，緩解施工現場電力不足的矛盾，並排除了動力電纜造成的安全隱患。

2、旋挖鑽孔樁施工原理

主要是其成孔工藝與其它樁基不同，旋挖鑽機的鑽進工藝：旋挖鑽機採用靜態泥漿護壁鑽鬥取土的工藝，是一種無沖洗介質迴圈的鑽進方法，但鑽進時為保護孔壁穩定，孔內要注滿優質泥漿（穩定液）。

旋挖鑽機工作時能原地作整體迴轉運動。旋挖鑽機鑽孔取土時，依靠鑽桿和鑽頭自重切入土層，斜向鬥齒在鑽鬥迴轉時切下土塊向鬥內推進而完成鑽取土；遇硬土時，自重力不足以使鬥齒切入土層，此時可透過加壓油缸對鑽桿加壓，強行將鬥齒切入土中，完成鑽孔取土。鑽鬥內裝滿土後，由起重機快速提升鑽桿及鑽鬥至地面，拉動鑽鬥上的開關即開啟底門，鑽鬥內的土依靠自重作用自動排出。鑽桿向下放關好鬥門，再回轉到孔內進行下一斗的挖掘。旋挖鑽機行走機動、靈活，終孔後能快速的移位或至下一樁位施工。

3、旋挖鑽孔樁施工工藝

4、測量放線定樁位、標高

根據設計單位提供樁孔座標，利用全站儀依次放出各樁位，並進行閉合校正。此法方便簡捷，非常直觀，而且具有視覺化，我公司已在施工中多次應用，效率很高。

樁位經施工單位、監理單位、建設單位在開挖前檢驗合格，釘上木樁，並以樁上的鐵釘作標記，放樣完畢方可進行下一道工序。

（1）施工測量的準備

在進行測量放線前，首先必須熟悉施工圖紙和施工方案，瞭解軸線柱網的佈置特點和難點，核對施工圖紙與其說明內容是否有矛盾，根據規劃局所給的建築紅線座標點，並對照設計圖上的樁基座標點和各控制點的距離和角度，作為工程測量放線的依據。

（2）儀器校準

所用的全站儀、水準儀、鋼捲尺、線錘等測量工具均應經法定的計量檢測站檢定、校準，合格後方可使用。在使用過程中，應經常檢查儀器的常用指標，一旦操作偏差超過允許範圍，應及時校正來保證測量精度。

（3）測量複核

先根據規劃局提供的座標點，採用全站儀對座標定位控制點，進行引測並同時複核前期施工的設點位置是否正確。複核無誤後，利用計算機輔助計算出各區控制點的座標，採用全站儀分別測放出建築物的總體控制線，設 4個控制點，點的位置必須能夠通視，形成閉合矩形，起到複核和檢查的作用，並採用極座標法驗證複核。

（4）定位孔樁中心點

根據孔樁圓心座標，測放出每一個孔樁中心點，並用捲尺和線按孔樁的直徑放出孔樁樁位，並用白灰撒出樁外徑邊線，孔樁中心用短鋼筋打入土中進行標識。

當孔樁樁位經自檢合格後提請有關主管部門，業主和監理驗線，在收到驗線合格通知後，方可正式開挖。

（5）水準點的引測及標高控制測量

依據業主提供的水準點將高程引測到相鄰軸線控制網點上，並將孔樁控制標高放到孔口部位，便於高程控制。

5、溼作業成孔施工方法

因F區地勢較低，且樁深度較深，且地勘資料與現場實地不是很符合，根據F4、F5挖樁顯示，極有可能遇到地下水，需採用溼作業成孔。

（1）施工準備

施工前應平整場地，清除雜物，換除表層耕植軟土，保證鑽機底座填土密實，以免產生不均勻沉陷；在施工範圍內不妨礙樁基施工的場地挖好泥漿池和沉澱池，用鋼管圍護並安裝安全網，設警示標誌，同時做好作業場地排水工作，在施工範圍內挖設好臨時排水溝，確保施工場地不積水。

（2）樁位放樣

正式鑽孔前根據設計圖紙和計算座標用全站儀精確放出樁基中心並記錄，自檢合格後，及時向監理工程師報驗。

（3）泥漿製備

泥漿採用優質粘土與水拌合而成並摻入一定比例的膨潤土，製備的泥漿滿足：含砂量≤4%，膠體率≥96%，泥漿比重≥1。2。鑽孔施工時隨著孔深的增加向孔內及時、連續地補漿，維持護筒內應有的水頭，防止孔壁坍塌。樁孔砼灌注時，孔內溢位的泥漿引流至泥漿池內，用於下一根樁基鑽孔護壁。

（4）埋設護筒

鑽孔前設定堅固、不漏水的鋼護筒，護筒高1。5m，直徑比設計樁徑大20cm，頂面高出施工平臺約30cm。挖埋護筒時坑底應整平，然後透過定位的控制樁放樣，把孔位中心位置標於坑底，再把護筒吊放進坑內，找出護筒的圓心位置，用十字線定在護筒頂部或底部，然後移動護筒使護筒中心與鑽孔中心位置重合，同時用水平尺或錘球檢查，使護筒豎直。此後即在護筒周圍對稱、均勻地回填粘土，並分層夯實，夯填時要防止護筒偏斜。

護筒頂面中心與設計樁位偏差不得大於5cm，傾斜度不得大於1%。為便於泥漿迴圈，在護筒頂端留有高30cm，寬20cm的出漿口。

（5）鑽機成孔

鑽機就位前應對鑽機各項準備工作進行檢查，鑽機安裝後的底座和頂端應平穩，就位核對好中心後，連線泥漿迴圈系統，開動泥漿泵使泥漿迴圈2～3min，然後開始鑽孔，在護筒底處應低壓慢速鑽進，鑽至護筒底下1。0m左右後開始正常鑽進。

在鑽進過程中鑽機不能產生位移或沉陷，否則應及時處理。在鑽孔排渣、提鑽除土或因故停鑽時，應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度。處理孔內事故或因故停鑽時，必須將鑽頭提出孔外。鑽孔進行前，司鑽人員必須先熟悉地質狀況，鑽進過程中應定時測試泥漿指標，從而確定所處地層，調整鑽進引數，鑽孔作業應分班連續進行，填寫的鑽孔施工記錄，交接班時應交待鑽進情況及下一班應注意事項。

旋挖鑽機一般採用筒式鑽頭，施工時在孔內將鑽頭下降到預定深度後，轉鑽頭並加壓，旋起的土擠入鑽筒內，泥土擠滿鑽筒後，反轉鑽頭，鑽頭底部封閉並提出孔外，然後自動開啟鑽頭底部開關，倒出棄土成孔，在鑽進過程中或將鑽頭提出鑽孔外後，向孔內注漿，泥漿液麵不得低於護筒底部。

（6）清孔

鑽孔達到要求深度後，用檢孔器進行檢孔。孔徑、孔垂直度、孔深檢查合格後，立即填寫終孔檢查證，並經駐地監理工程師認可，方可進行孔底清理 ，否則重新進行掃孔。

清孔採用換漿法，鑽孔達到設計標高後，停止進尺，將鑽頭提出，然後注入淨化泥漿置換孔內含碴的泥漿，清孔時孔內水位需保持在地下水位以上1。5～2。0m。嚴禁用增加深度的方法代替清孔。當從孔內取出泥漿（孔底、孔中、孔口）測試的平均值與注入的淨化泥漿相近，測量孔底沉碴厚度符合技術規範要求及設計要求，即停止清孔作業，放入經監理工程師檢查合格後的鋼筋籠。

清孔結束後，孔底沉碴厚度不得大於100mm。採用沉渣厚度的檢測儀檢測孔底沉渣厚度，該檢測儀沉至樁底時，單向板（正常情況下只能向上滑動）受到沉渣的阻力停止下沉，探針在配重棒的作用下繼續向下運動，直至遇到堅硬岩層，透過探針上的刻度尺可讀出沉渣厚度的大小，如測出清孔的沉渣厚度不符合要求就可馬上安排再次清孔，直至測出的沉渣厚度符合要求。

6、成孔驗收

（1）孔深原則以設計要求開挖，如遇地層變化較大，取得監理、甲方、設計人員同意後進行調整。

（2）孔深驗收應分兩次驗收，即開挖到持力層土時會同監理、甲方、設計驗收土層厚度，成孔後驗收全孔深度，並辦理驗收手續，成孔後，要立即下放鋼筋籠，澆築砼，不得留置過長。

7、鋼筋籠製作與吊放

（1）按設計規格要求進料，鋼材進場需有質保書，並經複驗合格後方可使用。

（2）鋼筋籠長度應按設計長度（或設計變更長度）確定，一般籠身長度允許誤差為+100mm，主筋間距允許誤差±10mm，鋼筋籠直徑允許誤差±10mm。

（3）因大部分樁長較長，超過鋼筋製作長度，縱筋為通長筋，縱向鋼筋直徑為14~25，詳見第5頁工程設計概況。為鋼筋籠吊裝時不發生變形、脫落，縱向鋼筋均採用氣壓焊連線，箍筋採用螺旋箍，焊接長度不小於10D，加強箍採用焊接，並與縱筋焊牢；同一平面內接頭不得超過總根數的50%。

（4）鋼筋籠製作採用孔外製，然後用吊機吊裝入孔的方法進行：

鋼筋籠長度大約15-40m，為了節省下鋼筋籠的時間，超過兩節的可製作兩段相同的鋼筋籠。經估算，每段鋼筋籠重量達3-10噸多，所以需用兩臺QY-35型吊車分段將鋼筋籠起吊放入孔內。先吊放一段鋼筋籠入孔，在孔口放兩根16號的工字鋼卡住鋼筋籠，然後下放另一段鋼筋籠，對位準確後進行搭接，搭接完畢後整體下放。吊放鋼筋籠入孔時，不得碰撞孔壁。鋼筋籠加工時將鋼支撐腰梁預埋連線筋準確定位，安裝牢固，並要設防止鋼筋籠上浮的防爬鋼筋。鋼筋籠吊放時採用臨空吊放，並應固定角度以確保預埋件標高和方向準確。

（5）注漿管及聲測管設定

後壓漿導管採用國際低壓流體輸送用無縫鋼管。公稱孔徑57mm，壁厚3。5mm。F2、F3號樓旋挖鑽孔灌注樁有效樁長底部設定三根φ57聲測管，嵌巖樁設定兩根φ57樁端注漿管；摩擦樁（M）從設計樁頂向下8米設兩根φ57樁側注漿管，高出樁頂1米，從設計樁到樁底設定兩根φ57樁端注漿管，高出樁頂1米；摩擦樁（HM）樁內設定4—6根φ57注漿管，離樁底6米以上、樁頂8米以下範圍內每隔6米設定一道樁側注漿閥。樁側注漿管設定在箍筋外側，保證達到側向注漿質量。注漿管頂部設定注漿控制閥，同一斷面的兩條注漿管同時進行注漿，以保證兩面注漿平穩，注漿完成後立即關閉注漿閥，保證其管內壓力。注漿管佈設如下圖所示：

8、水下混凝土澆築

灌注前嚴格檢查混凝土拌和系統和起吊機械裝置的工作情況，以保證混凝土灌注能連續進行。首批混凝土量必須滿足導管的初次埋置深度和填充導管底部間隙的需要，以平衡水壓，確保導管內不進水。

混凝土需保持連續澆築，當導管埋深達3m左右時開始提升導管，並取出第一節導管，直至完成此根灌注樁的澆築。

混凝土澆築過程中應注意的問題

（1）首批混凝土的量必須滿足導管埋入深度不小於1．5m，並保持混凝土繼續下灌，直到埋入3m左右，才開始提升導管。在整個灌注過程中，導管均衡提升保持軸線豎直，位置居中防止掛卡鋼筋籠。

（2）導管埋入混凝土深度控制在不小於3m，不大於6m，並做好導管提升記錄，杜絕導管拔空的質量事故發生。

（3）灌注開始後，必須保持連續工作，防止混凝土在灌注中造成導管堵塞；混凝土灌注到樁頂標高時，應再超灌0．5D左右，在施工上部結構時給予鑿除。

導管法澆築水下混凝土

a、裝第一斗混凝土；b、排走導管內水或泥漿；c、混凝土向上推進

1、隔水塞；2、導管；3、接頭；4、混凝土

9、樁基檢驗、檢測

（1）旋挖鑽孔終孔時，應進行樁端持力層檢驗，檢驗樁底下3D（D這樁端直徑）或5m深度範圍內有無空洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質條件。

（2）樁基完成後，工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測，保證施工質量。

檢測由建設單位委託有資質單位進行檢測，採用超聲波透射法檢測，檢測樁身完整性，檢測要求不少於總樁數的30%，其餘採用動測法檢驗。樁的豎向承載力檢驗採用靜載試驗，檢驗樁數不應少於總樁數的1%，且不少於3根。

（3）檢測時間：採用聲波透射法檢測時，受檢樁混凝土強度至少達到設計強度的70%，且不小於 15MPa。施工後，宜先進行工程樁的樁身完整性檢測，後進行承載力檢測。

10、水下砼灌注事故的預防及處理

（1）導管進水

導致導管進水主要有以下三方面的原因產生：

①、首批砼儲備不足，或雖然砼儲備已夠，但導管底口距孔底的間距過大，砼下落後不能埋沒導管底口，以致泥水從底口進入。

預防和處理方法：如有發現導管進水，應立即將導管提出，將散落在孔底的砼拌和物用反迴圈鑽機的鑽桿透過泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機、水力吸泥機以及抓鬥清出，不得已時需要將鋼筋籠提出採取復鑽清除。然後重新放下骨架、導管並投入足夠儲備的首批砼，重新灌注。

②、導管接頭不嚴，接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。

③、導管提升過猛，或探測出錯，導管底口超出原砼面，底口湧入泥水。

針對②、③兩中原因引起的事故，應視具體情況，拔換原導管重下新管；或用原導管插入續灌，但灌注前均應將進入導管內的水和沉澱土用吸泥和抽水的方法吸出。如需重新下管，必須用潛水泵將管內的水抽乾，才可繼續灌注砼。為防止抽水後導管外的泥水穿透原灌砼從導管底口翻入，導管插入砼內應有足夠深度，一般宜大於200cm。由於潛水泵不可能將導管內的水全部抽乾，續灌的砼應增加水泥量，提高稠度後灌入導管內，灌入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻，使原砼損失的流動性得以彌補。以後灌注的砼可恢復正常的配合比。

若砼面在水面以下不很深，為初凝時，可於導管底部設定防水塞（應使用砼特製），將導管重新插入砼內（導管側面再加重力，以克服水的浮力）。導管內裝灌砼後稍提導管，利用新砼自重將底塞壓出，然後繼續灌注。

若砼面在水面以下不很深，但已初凝，導管不能重新插入砼時，可在原護筒內面加設直徑稍小的鋼護筒，用重壓或錘擊方法壓入原砼面以下適當深度，然後將護筒內的水（泥漿）抽除，並將原砼頂面的泥渣和軟弱層清除乾淨，再在護筒內灌注普通砼至設計樁頂。

（2）卡管

卡管主要有以下兩種情況：

①、初灌時隔水栓卡管；或由於砼本身的原因，如坍落度過小、流動性差，夾有大卵石、拌和不均勻，以及運輸途中產生離析、導管接縫處漏水、雨天運送砼未加遮蓋等，使砼中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導管堵塞。

處理辦法：用長杆衝搗管內砼，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時，則須將導管連同其內的砼提出鑽孔，進行清理修整（注意切勿使導管內的砼落入井孔），然後重新吊裝導管，重新灌注。一旦有砼拌和物落入井孔，須將散落在孔底的拌和物粒料予以清除。

提管時應注意到導管上重下輕，要採取可靠措施防止翻倒傷人。

②、機械發生故障或其他原因使砼在導管內停留時間過久，或灌注時間持續過長，最初灌注的砼已經初凝，增大了導管內砼下落的阻力，砼堵在管內。其預防方法是灌注前應仔細檢修灌注機械，並準備備用機械，發生故障時立即調換備用機械；同時採取措施，加速砼灌注速度，必要時可在首批砼中摻入緩凝劑以延緩砼的初凝時間。

當灌注時間已久，孔內首批砼已初凝，導管內又堵塞有砼，此時應將導管拔出，重新安設鑽機，利用較小鑽頭將鋼筋籠以內的砼鑽挖吸出，用衝抓錘將鋼筋骨架逐一拔出。然後以粘土摻砂礫填塞井孔，待沉實後重新鑽孔成樁。

（3）坍孔

在灌注過程中如發現井孔護筒內水（泥漿）位忽然上升溢位護筒，隨即驟降並冒出氣泡，應懷疑是坍孔徵象，可用探測儀探頭或伸測深錘探測。如測深錘原系停掛在砼表面上未取出的現被埋不能上提，或測深儀探頭測得的表面深度達不到原來的深度，相差很多，均可證實發生坍孔。坍孔原因可能是護筒底腳周圍漏水，孔內水位降低，不能保持原有靜水壓力，以及由於護筒周圍堆放重物或機械振動等，均有可能引起坍孔。

發生坍孔後，應查明原因，採取相應措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續坍孔。然後用吸泥機吸出坍入孔中泥土；如不繼續坍孔，可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導管拔出，將砼鑽開抓出，同時將鋼筋抓出，只求儲存孔位，再以粘土摻砂礫回填，待回填土沉實後重新鑽孔成樁。

（4）埋管

產生埋管的原因一般是：導管埋入砼過深，或導管內外砼已初凝使導管與砼間摩阻力過大，或因提管過猛將導管拉斷。

預防辦法：應嚴格控制導管埋深在2～6m之內，要經常測深，及時指導提升導管。在導管上安裝附著式振搗器，拔管前或停灌時間較長時均應適當振搗，使導管周圍的砼不致過早地初凝；首批砼摻入緩凝劑，加快灌注速度；導管接頭螺栓事先應檢查是否穩妥；提升導管時不可猛拔。

若埋管事故已發生，初時可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍拔不出，凡屬並非因砼初凝流動性損失過大的情況，可插入一直徑小的護筒至砼已灌砼中，用吸泥機吸出砼表面泥渣；派潛水工下至砼表面，在水下將導管齊砼面切斷；拔出小護筒，重新下導管灌注。此樁灌注完成後，上下斷層間，應予以補強。

（5）鋼筋籠上升

鋼筋籠上升，除了一些易見的原因是由於全套管上拔、導管提升鉤掛所致外，主要原因是由於砼表面接近鋼筋籠底口，導管底口在鋼筋籠底口以下3m至以上1m時，砼的灌注速度（m3/min）過快，使砼下落衝出導管底口向上反衝，其頂託力大於鋼筋籠的重力時所致。

為了防止鋼筋籠上升，當導管底口低於鋼筋籠底部1m～3m，且砼表面在鋼筋籠底部上下1m之間時，應放慢砼灌注速度，允許的最大灌注速度以0。4 m3/min為宜。同時，還應從鋼筋籠自身的結構及定位方式上加以考慮，具體措施為：①、適當減少鋼筋籠下端的箍筋數量，可以減少砼向上的頂託力；②、鋼筋籠上端焊固在護筒上，可以承受部分頂託力，具有防止其上升的作用；③、在孔底設定直徑不小於主筋的1～2道加強環形筋，並以適當數量的牽引筋牢固地焊接於鋼筋籠的底部。

（6）灌注樁補強方法

灌注樁的各種質量事故，其後果均會導致樁身強度的降低，不能滿足設計的受力要求，因此需要作補強處理，一般採用壓入水泥漿補強方法，其施工要點如下：

①、對需補強的樁，除用地質鑽機已鑽一個取芯孔外（用超聲波等無破損深測法探測的樁要鑽兩個孔），應再鑽一個孔。一個用做進漿孔，另一個用作出漿孔。孔深要求達到補強位置以下1m，柱樁則應達到基岩。

②、用高壓水泵向一個孔內壓入清水，壓力不小於0。5Mpa～0。7Mpa，將夾泥和鬆散的砼碎渣從另一孔沖洗出來，直到排出清水為。

③、用壓漿泵壓漿，第一次壓入水灰比為0。8的純水泥稀漿，進漿管應插入鑽孔1。0m以上，用麻絮填塞進漿管周圍，防止水泥漿從進漿口冒出。待孔內原有清水從出漿口壓出來以後，再用水灰比0。5的濃水泥漿壓入，使漿液得到充分擴散，應壓一陣停一陣，當濃漿從出漿口冒出後，停止壓漿，用碎石將出漿口封填，並用麻袋堵實。

⑤、最後用水灰比為0。4的水泥漿壓入，並增大灌漿壓力至0。7Mpa～0。8Mpa關閉進漿閘，穩壓悶漿20min～25min，壓漿工作即可結束。

（7）遇溶洞的處理

如在開挖過程中遇有溶洞裂隙，則鑽孔的時候用比孔樁直徑大300mm的鑽頭鑽大孔，用10厚鋼板製作鋼護筒。待溶洞開挖深度達到2m深時採用吊車將鋼護筒吊裝就位，採用旋挖機往下壓，壓到位後再往下進行開挖，開挖2m後再接鋼護筒，同時採用旋挖機儀器進行垂直度控制。重複上述工作直至溶洞開挖完成。澆築砼時鋼護筒不拆除，作為樁身模板，不重複利用。

當遇其他難題時，再出專項措施處理。