長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法應(yīng)用實(shí)例

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：

該工法成功地應(yīng)用于福州市茶亭街地下交通配套工程、福州市茶亭街地下停車及配套服務(wù)用房工程和廈門翔安區(qū)建設(shè)管理服務(wù)中心和防空防災(zāi)調(diào)度指揮中心等工程，工程質(zhì)量滿足規(guī)范和合同要求?，F(xiàn)以福州市茶亭街地下交通配套工程為實(shí)例。

1、工程概況

福州市茶亭街地下交通配套工程位于福州市八一七中路路中，騎跨群眾路，設(shè)計(jì)為地下二層島式車站（地鐵1號線群眾路站），車站兩端延伸矩形區(qū)間，北段至高橋路口，南段至茶亭公園湖側(cè)，兩端設(shè)置盾構(gòu)工作井，采用明挖順作法施工，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)影響深度范圍內(nèi)的土層以砂為主。

2、施工情況

該工程車站主體及兩端基坑的圍護(hù)排樁、抗拔樁、格構(gòu)柱樁及站臺(tái)樁，總樁數(shù)1086根，樁徑1000毫米，樁長20~42米，均采用長套筒靜態(tài)泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工藝，施工機(jī)械為德國寶峨BG25C型旋挖鉆機(jī)，其中長套筒的埋設(shè)深度為12~17米。

3、工程評價(jià)

該工程于2009年1月16日開工，并于2009年4月8日竣工。經(jīng)福州市建筑工程檢測中心站和福建省建設(shè)工程物探試驗(yàn)檢測中心進(jìn)行抗拔、低應(yīng)變及鉆芯檢測，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的效益分析如下：

1、社會(huì)效益

采用長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)成孔施工，裝機(jī)功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大，解決了高水位砂層中快速施工的難題，該工法機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，加快施工進(jìn)度，節(jié)省工期；不必安設(shè)泥漿循環(huán)系統(tǒng)，泥漿排放少，場地利用率高，且旋挖鉆機(jī)自帶柴油動(dòng)力，不占用現(xiàn)場配電資源，施工現(xiàn)場文明、環(huán)保、節(jié)地。

2、經(jīng)濟(jì)效益

長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工藝較傳統(tǒng)的泥漿循環(huán)沖鉆孔工藝節(jié)省工期一半以上，比全套筒旋挖鉆孔灌注樁施工工藝節(jié)約造價(jià)約1/3。

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的環(huán)保措施如下：

1、施工現(xiàn)場的主要道路應(yīng)進(jìn)行硬化處理，鉆斗卸出的棄土應(yīng)集中堆放、及時(shí)清運(yùn)，并有防止揚(yáng)塵措施。

2、水泥和膨潤土的易飛揚(yáng)的細(xì)顆粒建筑材料應(yīng)密閉存放或采取覆蓋措施。

3、混凝土灌注結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清理溢落的拌合料，并派專人清掃施工現(xiàn)場，保持施工現(xiàn)場的整潔衛(wèi)生。

4、施工現(xiàn)場設(shè)置排水溝、沉淀池和廢漿池，施工污水經(jīng)沉淀后方可排入市政污水管網(wǎng)；廢漿須由專用密閉式泥漿車抽取運(yùn)出場外，并在有關(guān)環(huán)保部門規(guī)定的地點(diǎn)集中排放。

5、施工現(xiàn)場存放的油料和化學(xué)溶劑等物品需設(shè)有專門的庫房，地面做防滲漏處理。

采用《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：

1、為了確保旋挖鉆機(jī)、重型起重機(jī)和商混凝土運(yùn)輸車輛的安全，宜在整個(gè)施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置鋼筋混凝土施工便道。

2、定期檢查卷揚(yáng)機(jī)、鋼索、滑輪及鉆頭鉆桿連接件，磨損超過有關(guān)規(guī)定的應(yīng)及時(shí)更換。

3、鋼套筒拔出后宜平放在堅(jiān)實(shí)的地面上。若因場地空間不足需要豎立放置時(shí)，必須將套筒底部置于水平的混凝土路面上，并派專人監(jiān)護(hù)，避免因外力碰撞而導(dǎo)致鋼套筒的傾覆。

4、樁身混凝土灌注完畢后遺留的空孔，要立即回填粗骨料或磚渣土，并壓實(shí)至與地面平，嚴(yán)禁使用遇水軟化的回填料。

5、鉆機(jī)因故停鉆或閑置時(shí)須將鉆具提出孔外并著地停置。

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

按國家標(biāo)準(zhǔn)

《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50202和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94的有關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行驗(yàn)收。

長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1、鋼筋籠制作允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）主筋間距：±10毫米；用鋼尺量。

2）箍筋間距：±20毫米；用鋼尺量。

3）鋼筋籠直徑：±10毫米；用鋼尺量。

4）鋼筋籠長度：±100毫米；用鋼尺量。

2、灌注樁施工的允許偏差或允許值應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）樁位的放樣允許偏差：群樁20毫米，單排樁10毫米；用鋼尺量。

2）樁位的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。

3）孔深允許偏差： 300毫米；只深不淺，用重錘測。

4）垂直度允許偏差：<1%；測套筒或鉆桿，或用超聲波探測。

5）樁徑允許偏差：±50毫米（樁徑允許偏差的負(fù)值指個(gè)別斷面）；井徑儀或超聲波檢測。

6）泥漿相對密度（黏土或砂性土中）：1.5~1.20；用相對密度計(jì)測。

7）泥漿面標(biāo)高（高于地下水位）：1.0米；目測。

8）沉渣厚度：對端承型樁不應(yīng)大于50毫米對摩擦型樁不應(yīng)大于100毫米，對抗拔、抗水平力樁不應(yīng)大于200毫米；用沉渣儀或重錘測量。

9）鋼筋籠安裝深度允許偏差：±100毫米；用鋼尺量。

10）混凝土充盈系數(shù)：>1；檢查每根樁的實(shí)際灌注量。

11）樁頂標(biāo)高允許偏差：-50毫米~ 30毫米；水準(zhǔn)儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體。

施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1.為避免干擾鄰樁混凝土的凝固，旋挖鉆機(jī)成孔應(yīng)采用跳挖方式。

2.在下沉套筒過程中，每下沉1.5米必須復(fù)核套筒及鉆桿垂直度一次，若有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

3.泥漿的制備能力應(yīng)大于鉆孔時(shí)的泥漿需求量，每臺(tái)套鉆機(jī)的泥漿儲(chǔ)備量不少于單樁體積。

4.泥漿護(hù)壁鉆孔時(shí)為防止塌孔、縮頸鉆斗的上下提升速度宜均勻，控制在10~20米/分鐘，不得過猛或驟然變速。

5.鉆機(jī)因故停止鉆孔時(shí)，應(yīng)設(shè)專人值班補(bǔ)漿，防止塌孔事故。

6.鉆孔成孔后要及時(shí)灌注，以免造成縮徑和塌孔。

7.鋼筋籠宜為整籠吊裝，以盡可能縮短泥漿護(hù)壁時(shí)間。

8.在確定混凝土最后補(bǔ)灌量時(shí)，除超灌高度外還應(yīng)考慮鋼套筒和灌注導(dǎo)管拔除后需填充的混凝土量。

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下：

材料

1、混凝土：使用泵送混凝土，坍落度180~220毫米。

2、泥漿主要制備材料：

（1）高塑性黏土或膨潤土。

（2）纖維素CMC:羧甲基纖維素鈉鹽，增加黏度。

（3）重晶石粉：主要成分為硫酸鋇，增加泥漿相對密度。

設(shè)備

1、施工機(jī)具設(shè)備：旋挖鉆機(jī)、造漿及泵漿設(shè)備、鋼筋籠加工機(jī)械、履帶式起重機(jī)、泵送混凝土運(yùn)輸及灌注設(shè)備、鏟車。

2、測量儀器的配備：全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、井徑儀、鋼卷尺、水平靠尺、相對密度計(jì)、黏度儀、秒表、含砂率儀、沉渣儀或重錘、pH試紙。

長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法適用范圍

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》適用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層，特別適用于易塌孔的深厚砂層，以及對垂直度、樁位、樁徑的偏差和工期有較高要求的兩墻合一基坑支護(hù)的排樁施工。

長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法工藝原理

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的工藝原理敘述如下：長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔工藝是在旋挖鉆（回轉(zhuǎn)）斗鉆孔的基礎(chǔ)上，綜合吸取長套筒護(hù)壁與泥漿護(hù)壁工藝的特點(diǎn)發(fā)展起來的一種新型成孔工藝。施工時(shí)采用旋挖鉆機(jī)鉆孔，在成孔過程中采用鋼套筒跟進(jìn)護(hù)壁至上半部樁長或需要的土層，其余部分樁長采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁成孔，套筒的埋設(shè)深度通常為樁長的1/3~2/3。

長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法施工工藝

• 工藝流程

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的工藝流程見下圖。

• 操作要點(diǎn)

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

施工準(zhǔn)備

1.施工作業(yè)面距地下水位應(yīng)大于1.5米以上。

2.施工前應(yīng)做好場地平整工作，對施工場地進(jìn)行硬化，雨期施工應(yīng)做好排水措施。

3.在建筑物舊址或雜填土區(qū)域施工時(shí)，應(yīng)預(yù)先清除樁位處的地下障礙物。

4.合理布置施工便道和施工順序，滿足各種施工設(shè)備的進(jìn)出場及施工要求。

測量放線

場地整平后，布設(shè)測量控制網(wǎng)并進(jìn)行各樁位的定位測量。為了確保各樁位定位的準(zhǔn)確以及便于施工，宜將樁位統(tǒng)一引測到場地內(nèi)混凝土硬化路面上并用紅漆標(biāo)志，施工時(shí)根據(jù)紅漆標(biāo)志還原樁位。

旋挖鉆機(jī)就位

旋挖鉆機(jī)行駛到待施工的樁位，將鉆機(jī)的鉆桿中心與樁位中心對準(zhǔn)，并依照駕駛室儀表盤的垂直度顯示，調(diào)整三腳架油缸，保證導(dǎo)桿垂直度。

上部樁孔套筒壓入跟進(jìn)成孔施工

1.將套筒對準(zhǔn)樁位緩慢下放就位后，由測量員使用水平靠尺在套筒外壁上進(jìn)行雙向垂直度復(fù)核，并應(yīng)調(diào)整套筒的垂直度偏差在允許的范圍內(nèi)方可開鉆成孔。

2.先用旋挖鉆機(jī)的套筒驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第一節(jié)套筒（每節(jié)套筒長約6米）壓入土中1.5~2.5米，然后用鉆斗一邊鉆進(jìn)取土，一邊繼續(xù)下壓套筒。

3.當(dāng)前一節(jié)套筒按要求壓入土中后，露出地面以上1.2~2.0米時(shí)，開始連接下一節(jié)套筒。重復(fù)以上步驟，直到全部套筒壓入到預(yù)定的標(biāo)高成孔。

4.最后一節(jié)套筒頂面宜高出地下水位2.0米左右，并應(yīng)高出施工地面0.3~0.5米。

下部樁孔泥漿護(hù)壁成孔施工

1.泥漿制備應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層情況進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)選用高塑性黏土或膨潤土，并可根據(jù)土層土質(zhì)情況需要摻入纖維素CMC或重晶石粉。

2.為了便于泥漿制備材料的充分溶解，現(xiàn)場宜選用轉(zhuǎn)速大于200轉(zhuǎn)/分鐘的泥漿攪拌機(jī)。材料的投放順序?yàn)椋合茸⑷胍?guī)定數(shù)量的水，邊攪拌邊投放高塑性黏土或膨潤土，高塑性黏土或膨潤土大致溶解后，均勻地投入纖維素CMC，最后投入重晶石粉，并在攪拌過程中隨時(shí)檢驗(yàn)?zāi)酀{的黏度和相對密度。

3.泥漿在現(xiàn)場泥漿池（箱）中制備完畢后，需膨化24小時(shí)以上方可使用。泥漿在使用前應(yīng)再次進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的檢測，不符合要求的重新制配。

4.將泥漿直接泵入孔內(nèi)，并應(yīng)根據(jù)旋挖鉆進(jìn)的速度同步進(jìn)行泥漿量的補(bǔ)充，保證泥漿面始終高于地下水位1米以上。

終孔檢查及驗(yàn)收

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)終孔標(biāo)高后，應(yīng)將鉆斗留在原處繼續(xù)旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，清除干凈孔底虛土。施工單位首先應(yīng)進(jìn)行自檢，然后會(huì)同監(jiān)理單位對成孔質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，確定終孔。

鋼筋籠的制作與安裝、下放灌注導(dǎo)管及灌注水下混凝土

具體要求與一般水下灌注樁相同。由于旋挖鉆機(jī)成孔速度快，鋼筋籠的制作與安裝、下放導(dǎo)管及灌注水下混凝土的施工組織必須與之相匹配才能充分發(fā)揮旋挖鉆機(jī)的工作效率。

鋼套筒拔除

1.混凝土灌注導(dǎo)管安置完畢后，鋼套筒應(yīng)進(jìn)行試拔，目的在于檢查套筒起拔是否順暢，起拔量一般控制在100~200毫米。

2.水下混凝土灌注完畢后，在混凝土初凝前使用起重機(jī)起拔鋼套筒，在起拔過程中應(yīng)隨時(shí)控制起重機(jī)吊臂的角度以確保鋼套筒垂直起拔。

• 勞動(dòng)力組織

1、旋挖鉆孔

指揮1人，旋挖鉆機(jī)司機(jī)1人，吊車工2人，測量記錄2人，泥漿制作及泵工2人。

2、鋼筋籠制作安裝、灌注水下混凝土以及拔除鋼套筒

指揮1人，履帶式起重機(jī)司機(jī)1人，鋼筋（電焊）工2~3人，導(dǎo)管安拆及混凝土灌注3人，記錄1人。

以上勞動(dòng)力組織為1個(gè)施工班組人員，不含土方清理、電工、修理工等輔助工種。

《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1、長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔工藝由于采取了非水介質(zhì)取土，不依靠泥漿輸送鉆渣，大大減少了泥漿的需求和排放，減少了環(huán)境污染，降低了施工成本。

2、利用旋挖鉆機(jī)自身動(dòng)力加壓裝置和套筒驅(qū)動(dòng)器可以精確方便地壓入套筒，而且動(dòng)力頭能給鉆頭施加更大的給進(jìn)壓力，鉆進(jìn)能力強(qiáng)，加快了成孔速度。

3、旋挖鉆機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，對樁孔的定位非常準(zhǔn)確、方便。通過桅桿垂直度自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)和鋼套筒相結(jié)合控制樁身的垂直度，保證鉆孔偏差小、質(zhì)量好。

4、安放鋼筋籠、灌注水下混凝土及拔除鋼套筒等工序由起重機(jī)單獨(dú)完成，可與旋挖鉆機(jī)成孔工序形成流水施工，大大提高了工效。

旋挖鉆孔是21世紀(jì)發(fā)展最快的一種新型成孔施工方法，具有機(jī)動(dòng)靈活、成孔速度快、施工精度高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于市政建設(shè)、公路橋梁、工業(yè)和民用建筑等基礎(chǔ)工程施工。在易坍塌、摩阻力大的土層（如砂層）中鉆進(jìn)時(shí)，采用長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔工藝不僅能較一般的全套筒護(hù)壁形式節(jié)約造價(jià)和工期，降低作業(yè)難度，而且不影響旋挖鉆孔自身固有優(yōu)勢的發(fā)揮，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的成孔施工工藝方法。經(jīng)過福建二建建設(shè)集團(tuán)公司、廈門源昌城建集團(tuán)有限公司多項(xiàng)工程實(shí)踐，形成《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《長套筒泥漿護(hù)壁旋挖鉆孔灌注樁施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

泥漿護(hù)壁就是在充滿水和膨潤土以及 CMC 等其他外加劑的混合液的情況下，對于地下連續(xù)墻成槽、鉆孔灌注樁鉆孔等工程，由于泥漿對槽壁產(chǎn)生的靜壓力而在槽壁上形成的泥皮，可以有效地防止槽、孔壁坍塌 。

成槽之后，澆灌混凝土把泥漿置換出來，在地下筑成一道混凝土單元墻段。使槽壁穩(wěn)定的泥漿叫護(hù)壁泥漿，由于是使用泥漿護(hù)壁進(jìn)行挖槽，所以才用“泥漿護(hù)壁挖槽法”這個(gè)術(shù)語。

護(hù)槽與護(hù)孔是不一樣的概念，因?yàn)椴郾诘姆€(wěn)定要比孔壁復(fù)雜得多，并且槽壁的拱效應(yīng)不如圓拱效應(yīng)。泥漿從槽壁表面向地層內(nèi)滲透到一定的范圍就粘附在土顆粒上，通過這種粘附作用可使槽壁減少坍塌性和透水性。泥漿具有支承開挖，懸浮巖屑，避免淤泥碴層在開挖底部堆積等作用，同時(shí)要求泥漿具有泵送容易的特性，具有被水泥清潔置換的能力，對后來的鋼筋與混凝土間粘結(jié)沒有妨礙等等。另外，在泥漿靜止?fàn)顟B(tài)下挖槽，特別是采用大型抓斗上下提拉的挖槽方式很容易使槽壁坍塌，所以要求泥漿粘度要大于采用泥漿循環(huán)挖槽方式時(shí)的粘度。根據(jù)這些條件，為了保證地基穩(wěn)定所必須的泥漿粘度（漏斗粘度），相關(guān)單位分別發(fā)表了各自的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 。