旋挖桩主要施工方法及技术措施

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下卧硬层

步骤四 shuai5主要施工方法及技术措施

5.1工艺原理

本标段桩基工程主要采用旋挖式全程护筒施工工艺，施工设备均为德国宝峨 公司生产的BG系列钻机。该工艺的基本原理是先利用钻机的护筒驱动器下设护 筒至预定深度，并以水平尺测定护筒的垂直度； 然后用短螺旋钻头取土，并通过 操作钻机上的纠偏液压油缸调整钻的垂直状况，以控制成孔精度（遇土质较硬的 地层护筒不能一次下到位时，可采用边拼接、边取土、边跟进护筒的方法，直至 将护筒下设到土质稳定或岩层的顶面）。在钻至设计要求孔深后，用旋挖钻具清 除孔底浮土，以提高桩的承载力，最后放入钢筋笼，进行混凝土浇注。该工艺成 孔步骤参见图5-1。

下卧硬层

步骤一 步骤二 步骤三

图5-1 BG钻机全程护筒成孔工序示意图

注：

步骤一：用护筒驱动器埋设第一节护筒；

步骤二：用连接装置接护筒，一直压至下卧硬层顶面； 步骤三：用SB型短螺旋钻头钻进至硬层顶面；

步骤四：用KB型钻头或其它钻头钻进至要求孔深并清孔 上覆软弱层 上覆软弱层 上覆软弱层 上覆软弱层 5.2施工工艺流程

旋挖钻机全程护筒钻孔灌注桩施工工艺流程见图 5-2

图5-2 旋挖式全程护筒灌注桩施工工艺流程图

5.3施工工艺技术特点

本工程灌注桩成孔主要采用德国宝峨旋挖钻机（以下简称 BG）,全程护筒

跟进旋挖钻进工法，该工艺技术特点如下：

a钻孔速度快，工效高

国内设备大多通过电机、皮带链条传动，驱动力小且慢； BG设备通过全液

压传动，扭矩、驱动力及提升能力大大提高，钻孔速度加快；

b、钻孔能力强、钻孔质量好

中小型BG系列设备钻孔直径可达1500mm,钻孔深度可达56米；成孔能 力比国内其它设备要好。 该设备有电脑自动控制， 钻进过程中一些施工参数如转 速、钻进压力、深度等有电脑显示，可有效的控制成桩的垂直度、防止超挖和欠 挖。采用全程钢套跟进还可以避免缩径等桩身质量缺陷， 切实解决了复杂地层护 壁难的问题，钻孔质量好。 C、钻孔不需泥浆、孔底无沉渣，施工场地整洁

与正、反循环不同， BG 钻机自带取土器取土，不需泥浆循环携带沉渣，造 孔泥浆少，仅为正、反循环钻机所需泥浆量的 1/20〜1/10，特别是针对嵌岩桩孔 底无浮渣；采用全程钢套筒后，钻孔不需泥浆故而桩周无泥皮，且孔底无沉渣， 有利于保证设计桩基承载力；同时，由于无泥浆，取出的渣土能及时运出现场， 施工场地整洁，易于现场文明施工。

d. 桩身质量有保证

场地施工区（ 2）层淤泥质粘土，流塑 ~软塑状态。如用传统的施工工艺则很 难解决护壁难与缩径的问题。而全程护筒跟进施工工艺能很好的解决这个问题。 在国内其他电厂桩基工程 （如镇江电厂二期、 三期工程） 施工中施工人员对孔底 沉渣进行量测， 结果表明采用全程护筒跟进进行成孔， 孔底无沉渣； 根据低应变 及高应变检测结果， 采用全程护筒跟进钻孔的施工工艺， 桩身完整性好， 单桩承 载力高于常规钻进（泥浆护壁）成桩条件下的单桩承载力。

e. 施工机具适用地层广

施工时利用 BG 钻机护筒驱动器进行压、拔护筒，护筒长短不一（每台钻机 需配备护筒：

7.0米长2根、 3米长 3〜5根、 2米长2〜4根、 1.5米长2〜4根、 1 米长 2〜4根、 0.5米长 2根、与护筒连接的接口 2个），根据地层基岩面深度 的不同，可配出不同的长度；护筒接口处为外平连接，内螺栓固定。 BG 钻机配 有短螺旋、嵌岩钻、旋挖钻、嵌岩旋挖钻等多种钻具（如图 5-3 采用护筒和钻具 示意图），能针对不同的地层条件选用不同的钻具进行从护筒内取土，最终满足 桩端入岩的要求。 护筒及其连接装置 KB SB占头

图5-3 护筒和钻具示意图

5.4施工准备

(1) 参加设计单位的技术交底；

(2) 收集、分析施工场地的地质资料；

(3) 编写详细的施工组织设计，送交建设单位或监理单位审定；

(4) 施工场地具备四通一平条件(由业主提供)；

(5) 施工前，应了解施工区域地下障碍物的情况(由业主提供)；

(6) 根据发包单位提供的建筑物主要轴线，按图纸放桩位；

(7) 施工前对施工场地进行规划分区，划分为四个施工作业区，打桩的原则 为先施工1#发电机组，再施工2#机组，施工顺序为先施工一、二两个区，再施 工三、四两个区，如图5-4 (上述施工作业区和施工顺序具体可根据业主和监理 整体进度要去进行调整)。

(8) 施工前对施工场地内主要道路进行规划和铺垫，施工道路两旁设宽集水

坑沟；场内设分排水沟与主干道旁的集水沟相连， 最后集中统一处理，以保证施

工场面整洁。

(9) 砂、碎石等堆料施工前对其场地进行硬化，具体做法为：铺设 30cm

的混凝土路面，其三面用砖墙围砌 （10）考虑BG钻机自重较大、机身较高，为保证施工安全对施工分区 内局部较软场地也进行硬化处理（做法基本同施工道路）。

1#发电机组 2#发电机组

施工一区 施工三区 I |

B丄

临时施工 I标 厂

---------- 厂 --------------- 段|

施工二区 施工四区 I

图5-4 A标段施工场区规划示意图

5.5混凝土的制备

基于本工程工期紧、混凝土用量大、日用量强度高、混凝土质量 要求高等特点，本工程全部灌注桩桩身混凝土均采用现场搅拌。

5.5.1混凝土搅拌系统施工布置

在混凝土生产区设一台混凝土搅拌站（HZS70Z）,如图5-5。

图5-5 HZS70Z搅拌站

5.5.2混凝土搅拌站的选择

根据最大混凝土浇筑量和浇筑时间，在混凝土运输能力满足搅拌站出料能 力的前提下控制每根桩的灌注时间w 1h,浇筑强度要求搅拌系统小时生产能力为 28m3,选配HZS70Z搅拌站，生产能力70m3/h，主要技术参数如表5-1。

表5-1 搅拌站主要技术参数

参数名称型号 HZS70Z

生产率（理论值）m3/h 70

搅拌主机型号 2X JS1000

骨料计量精度 i2%

水计量精度 ±%

水泥计量精度 ±%

添加剂计量精度 ±1%

HZS70Z混凝土搅拌站采用工控微机系统如图，计量、搅拌全过程自动控制， 配置微型打印机，实时打印生产数据。并可根据需要配置上位管理系统， 实行自 动化生产管理；配置砂含水率测量仪在线检测；配置搅拌车到位监控与检测。

本搅拌站（楼）的上料型式为爬斗式上料

图5-6 工控微机系统

HZS70Z组合式搅拌站是由ZPL1200配料机与2X JS1000搅拌机、水泥秤

（选件）、螺旋输送机（选件）等组成的混凝土生产设备。配料机可完成 2种物 料的自动配料程序、水泥秤可完成水泥自动配料程序，水计量由时间继电器控制, 搅拌机完成混凝土的搅拌任务。搅拌机出料高度 3.8m，便于搅拌输送车授料， 翻斗车授料可加溜槽。平面布置如图 5-7所示。

图5-7 HZS70Z组合式搅拌站

5.5.3施工原材料检验

5.531骨料检验

骨料：骨料中不得含有金属矿物、云母、硫酸化合物、硫化物及针、片状 颗粒；骨料中的含盐量不得大于0.1%，硫酸盐及硫化物的含量（折算成SQ）不得 大于1%。骨料粒径为5~40mm；粗骨料粒径不得大于钢筋间最小净距的 1/3,同 时其最大粒径不宜大于50m m。粗骨料的含泥量应小于1%。本次混凝土骨料选 用5〜40mm碎石料及天然中砂，砂石骨料直接从砂石骨料仓内用 ZL-30装载机

运至搅拌站配料机的受料钢仓内，电子称量系统称量后经爬斗机送至搅拌机内搅 拌。

5.5.3.2胶凝材料运贮

水泥：，水泥采用散装42.5普通硅酸盐水泥，水泥罐车运至工地，泵运入仓, 水泥仓储料量360T，搅拌时由螺旋输送机输送经电子称称量后进入搅拌机内。

混凝土搅拌系统的工艺流程见图 5-8。 水箱

图5-8 混凝土搅拌流程图

5.5.4混凝土搅拌质量控制措施

(1) 混凝土生产严格按施工规范要求拌制，防止骨料混仓；

(2) 定期检查系统称量部件、及时校验，严格按试验室配合比料单配料;

(3) 每批骨料按要求进行材料的含水量检查。

5.5.5辅助设施

除上述主要设施外，混凝土搅拌系统还设有外加剂间及现场试验室、办公

室等。

5.5.6混凝土生产系统主要设备

混凝土生产系统主要设备如表5-2所示。

表5-2 HZS70Z混凝土生产系统设备表

序号 设备名称 规格型号 单位 数量

外加剂箱

计量

--------- 螺旋输送机

计量 水泥库

水泥称量斗

爬斗机 搅拌机

发料斗

砼运输车 配料斗

放料斗门

电子计量斗 序号 设备名称 规格型号 单位 数量

1 搅拌主机 及

提升系统 搅拌机 JS1000 台 2

四点干油泵 SBN10-4 台 1

主体结构

套 1

搅拌摆线针轮减速器 XW10 台 1

快开阀 KKP-4 只 2

提升摆线针轮减速器 BW33 台 1

2 配 料 站 骨料仓 4.2m3 个 3

计量仓 1.76m3 个 1

振动器 ZF-1-5

输送带 B600 条 4

传感器 CL-YB-3/2T 个 4

3 水泥计量 水泥计量斗 600kg 个 1

传感器 CL-YB-3/500 个 3

气缸 QGS63X 250 根 1

4 水计量 水时间计量

套 1

管道泵 65SG35-20 台 1

5 操作室

个 1

6 气动系统 空压机 V-0.67/0.7 台 1

7 控制系统 控制台

台 1

8 水泥仓

180T 只 2

5.5.7混凝土运输设备

本工程混凝土运输所采用的设备如表 5-3

表5-3 混凝土运输设备表

序号 设备名称 设备规格 数量