中国水电成都地铁4号线二期工程 主体基坑围护结构旋挖灌注桩施工专项方案
图1 旋挖式钻孔灌注桩施工工艺流程图
4.3主要施工方法 4.3.1测量放样
根据业主和设计院所移交的控制网点，建立旋挖桩施工导线点。然后使用全站仪进行轴线引测，施测旋挖桩的中心及高程，采用换点施测的方法对导线点、中心点进行复测，确保桩位坐标、高程的准确。施测完成后，及时上报监理单位，由监理单位复核并同意后，对测定的桩位进行标识后方可使用，施工过程注意保护测量桩点。施工时，为减少对邻桩的干扰，保证成桩质量，采用隔二打一的办法施工（即每隔两根桩施工一根桩）。 4.3.2护筒制作及安装
（1）护筒制作
护筒内径宜比孔径大200mm，当地下水位较深时，护筒长度1.5m为宜。护筒采用5mm厚的钢板制作，在护筒的上、中、下各加一道加劲筋，顶端焊两个吊环，一为起吊用，二为绑扎钢筋笼吊杆，压制钢筋笼的上浮，护筒顶端同时正交刻四道槽，以便挂十字线，以备验护筒、验孔之用。在其上部开设2个溢浆孔，便于泥浆溢出，进行回收和循环利用。
（2）护筒埋设
护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。
埋设时，先放出桩位中心点，在护筒外80～l00cm的过中心点的正交十字线上埋设控制桩，然后在桩位外挖出比护筒大60cm的圆坑，深度2.0m，在坑底填筑20cm厚的粘土，夯实，然后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内，在护筒上找出护筒的圆心(可拉正交十字线)，然后通过控制桩放样，找出桩位中心，移动护筒，使护筒的中心与桩位中心重合，同时用水平尺(或吊线坠)校验护筒竖直后，在护筒周围回填含水量适合的粘土，分层夯实，夯填时要防止护筒的偏斜，护筒埋设后，质量员和监理工程师验收护筒中心偏差和孔口标高。当中心偏差符合要求后，可钻机就位开钻。
护筒埋设准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5mm。校准后，护筒固定在正确位置，筒口应高出地面100mm。底部用粘土沿护筒外侧四周分层回填夯实，为减少回填对护筒的扰动，地面以下20cm采用直接灌浆。 4.3.3泥浆制拌
在主体围护结构旋挖桩范围内设置泥浆池（存浆量30m3），采用人工配合挖掘机开挖。
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用制浆机加入清水、膨胀土和纤维素等制备泥浆，泥浆比重控制在1.10~1.15左右，泥浆粘度控制在18~24S左右，在钻进过程中根据地层情况调整护壁液浓度。护壁液使用后回收重复使用，用完后经沉淀抽去表面的水后运到指定地点堆放并掩埋。泥浆制备及测试技术要求：
（1）及时采集泥浆样品，测定性能指标，对新制备的泥浆进行第一次测试，使用前再进行一次测试，钻孔过程中经常进行检测，保证泥浆质量；
（2）储存泥浆每8小时搅拌一次，每次搅拌泥浆或测试结果作为原始记录； （3）新鲜泥浆制作好后搁置24小时，必须经各项指标测试合格方可使用，回收泥浆经过筛处理，性能指标达到要求后再循环利用；
（4）设置拌浆池、贮浆池、循环池、沉淀池和泥浆泵形成循环系统供浆，泥浆池容积满足钻孔桩施工进度要求； 4.3.4钻机就位
首先做好场地的平整及压实，使主机左右履带板处于同一水平面上，动力头施工方向应和履带板方向平行，切不可垂直，开钻前调整好机身前后左右的水平。安装完成经测量校验合格后，方能开始下步工序施工。 4.3.5钻机成孔 4.3.5.1 成孔方法
本标段主要采用旋挖钻成孔，局部困难部位采用人工挖孔桩成孔。旋挖钻进是利用旋挖钻杆上的液压马达往下压，并利用扭矩旋转，使旋挖钻头挤压并旋转切入土体，使土体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。提至孔外的钻渣，由自卸汽车运至弃土场。
（1）钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。开钻前将钻头着地，进尺深度调整为零；
（2）钻进时原地顺时针旋转开孔，然后以钻斗自重、钻杆自重加以液压力作为钻进压力，初钻压力控制在90Kpa左右，钻速先慢后快。
（3）不同地质条件采取不同类别的旋挖钻机钻头进行施工，本标段地质主要为卵石土夹砂层，可采用筒式钻头。
（4）当钻杆充满钻渣后，停止下压及回旋，逆时针方向转动动力头，稍向下送行，
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关闭钻头回转底盖。缓慢上提钻斗，避免钻头碰撞孔壁。提离孔口后，钻机自身旋转至自卸车处，用动力头顶压顶杆，将底盖打开，倾卸钻渣。然后关闭底盖，旋回孔位，对准孔位慢慢将钻斗放至孔底钻孔，重复进行。当出现钻杆跳动，钻机摇晃，钻不进尺等异常情况时，立即停机提钻检查，查明原因妥善处理后再钻，直至钻至设计深度。
（5）钻进过程中要随时不断补充泥浆，使孔内始终保持高于地下水位1～1.5m的水头高度，同时应根据土质情况调整泥浆配方和比重。钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣，即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时，可用扫孔钻头上下往复，扫刷孔壁。
（6）清孔后提出钻头，由质量员和工程监理进行孔径、孔深、垂直度检测，验收合格后，移走钻机，盖好盖板，进行下道工序施工。 4.3.5.2 成孔质量和沉渣检查方法
桩成孔质量检测方法采用声波孔壁测定仪法，在每根成孔完毕后，利用圆环测孔法进行测试桩成孔质量，为了进一步保证工程质量，拟对本工程抽取一定比例的成孔进行井径仪（或声波孔壁测定仪）检测。
（1）声波孔壁测定仪
1）声波孔壁测定仪测定的原理是：由发射探头发出声波，声波穿过泥浆到达孔壁，泥浆的声阻远小于孔壁的土层介质的声阻抗，声波可以从孔壁产生反射，利用发射和接收的时间差和已知声波在泥浆中的传播速度，计算出探头到孔壁的距离，通过探头的上下移动，便以可通过记录仪绘出孔壁的形状。声波孔壁测定仪可以用来，检测钻孔形状和垂直度。
2）测定仪由声波发生器、发射和接收控头、放大器、记录仪和提升机构组成。声波发生器主要部件是振荡器，振荡器产生一定频率的电脉冲经放大后由发射探头转换为声波，多数仪器振荡频率是可调的，取得各种频率的声波以满足不同检测要求。
3）放大器把接收探头传来的电信号进行放大、整形和显示，显示用进标记时或数字显示，人们可以根据波的初至点和启始信号之间光标长度，确定波在介质中传播时间。计算机接口可以把数字信息化，然后计算机进行频谱分析或进一步处理，或者波形通过记录仪绘图。
4）在钢制底盘上安装八个探头（四个发射探头，四个接收探头），可以同时测定正交两个方向孔壁形状。探头由无极变速的电动卷扬机提升或下降，它和热敏刻痕记录仪的走纸速度是同步的，或者是成比例调节，因此探头每提升或下降一次，可以自动记录上连续绘出孔壁形状和垂直度。在探头上升到孔口或下降到孔底设有停机装置，防止电缆和钢丝
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绳被拉断。
5）刚钻完的孔，泥浆中含有大量气泡，气泡哪怕是微量的，也会影响波的传播，只有待气泡消失后才能测试，当泥浆很稠时，气泡长期不能消失的就难于测试。可以采用下面所述的井径仪进行测试。
（2）沉渣检查方法
采用泥浆护壁成孔工艺的灌注桩，浇灌砼之前，孔底沉渣应满足以下要求：端承桩≤50mm；磨擦端承桩或端承摩擦桩≤100mm；纯摩擦桩≤30mm。本工程孔底沉渣应≤100mm。假如清孔不良，孔底沉渣太厚，将影响桩端承力的发挥，从而大大降低桩的承载力。常用的测试方法为垂球法进行测试。
垂球法是利用重约1kg的铜球锥体作为垂球，顶端系上测绳，把垂球慢慢沉入孔内，施工孔深与测量孔深即为沉渣厚度。 4.3.6清孔 4.3.6.1两次清孔
第一次清孔：钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣，即一次清孔。当孔壁泥浆皮沉淀较厚时，可用扫孔钻头上下往复，扫刷孔壁。
第二次清孔：在灌注砼导管安放完成后，对孔深、空底沉渣、泥浆比重等进行复测。如果孔底沉渣厚度及泥浆比重超出规定时，利用灌注导管采用反循环清孔，在钢筋笼、导管下好后进行，第二次清孔时间不少于30min，测定孔底沉渣≤100mm，方可停止清孔。测定孔底沉渣，用重锤测试，测绳读数一定要准确，用3～5个孔必须校正一次。 4.3.6.2清孔标准
第二次清孔注入泥浆相对密度为1.05左右，漏斗粘度18～22s，第二次清孔后，孔底50cm处泥浆的相对密度应控制在1.15左右不超过1.20。清孔结束后，要尽快灌注混凝土，其间隔时间不能大于30min。 4.3.7钢筋笼制作及吊装 4.3.7.1普通钢筋笼的制作
（1）钢筋笼的制作场地应选择在运输和就位都比较方便的场所，最好设置在现场内。 （2）钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放。 （3）钢筋骨架绑扎顺序是： 1）主筋调直，在调直平台上进行。
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2）骨架成形，在骨架成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主筋与架立筋固定。
3）将骨架抬至外箍筋流滚动焊接器上，按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊将箍筋与主筋固定。
（4）钢筋笼分段制作，分段长度在8m左右，对于长桩采取一些辅助措施后，也可定为12m。
（5）主筋对接可采用对焊、搭接焊、帮条焊，主筋对接在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50%，相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的35倍，且不小于500mm，主筋焊接长度为主筋直径的10~15倍，箍筋的焊接长度为箍筋长度的8~10倍。
（6）钢筋笼保护层：为确保桩砼保护层厚度，应在主筋外侧设钢筋定位筋，对于旋挖式钻孔，为避免桩孔侧面受到损坏，定位筋应使用宽度为φ16的钢筋，长度600mm，同一断面上定位器4处，沿桩长的间距为4m。
（7）钢筋笼的堆放：
钢筋笼堆放应考虑安装顺序、钢筋笼变形和防止事故等因素，以堆放二层为好，如能合理使用，补强钢筋牢固绑扎，可以堆放三层。 4.3.7.2玻璃纤维筋笼制作及安装
（1）制作
玻璃纤维筋加工前，首先按照设计图纸进行下料，受力直筋和螺旋筋弯曲筋按要求下好料提前运至人孔挖孔桩现场。
（2）安装
玻璃纤维笼主筋与主筋及主筋与箍筋均采用搭接绑扎连接法，搭接长度不小于1.25米。玻璃纤维笼在孔内绑扎成型。玻璃纤维筋接头在同一连接段范围内的接头面积不大于玻璃纤维筋总面积的50%。
为确保玻璃纤维筋笼绑扎位置正确，在玻璃纤维筋笼的主筋上设置定位筋来保证混凝土保护层厚度（保护层厚度为7cm）。主筋伸入冠梁内满足设计要求，设计有要求时预埋压顶梁锚固筋。 4.3.7.3钢筋笼吊装
（1）起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，吊点对称。
（2）钢筋笼设置3个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。
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