全套管鉆孔灌注樁施工工法

1、全套管鉆孔灌注樁施工工法 全套管鉆孔灌注樁施工工法 編制單位：中國建筑第六工程局 批準(zhǔn)部門：中國建筑工程總公司 工法編號：gf206022-961概述22特點(diǎn)23應(yīng)用范圍24附屬機(jī)械的配備35工藝流程36主要工序施工要點(diǎn)37關(guān)于套管灌注樁的單樁承載力問題68質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)69安全生產(chǎn)措施710工程實(shí)例71概述 利用液壓全套管鉆機(jī)施工的灌注樁在國外習(xí)慣上名為貝諾特（benote）樁，這種成樁工藝是目前國際上最為流行的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，也是目前世界上鉆孔灌注樁三大主要施工工法（貝諾特、反循環(huán)法、阿司特利法）中最為先進(jìn)的一種。中建六局土木工程公司于八十年代中后期在承建國外大型橋梁工程中，曾采用這種技

2、術(shù)成功地進(jìn)行了大直徑鉆孔灌注樁的施工，近年已將此設(shè)備引進(jìn)國內(nèi)，并在北京阜城門立交橋等工地投入實(shí)際應(yīng)用，施工速度是同條件下其它施工方面的810倍，成樁質(zhì)量高于國家現(xiàn)行施工驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)顯示出了貝諾特施工技術(shù)卓越的科學(xué)性和先進(jìn)性，應(yīng)用前景十分廣闊。隨著我國高層、超高層建筑以及大型橋梁等復(fù)雜構(gòu)筑物的大規(guī)模出現(xiàn)，對地基處理的技術(shù)質(zhì)量要求也將越來越高，可以預(yù)料，貝諾特施工方法將成為我國今后大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)的發(fā)展方向。全套管鉆孔灌注樁在我國的規(guī)?；茝V應(yīng)用已是指日可待的。2特點(diǎn) 原始的貝諾特鉆機(jī)于五十年代初期出現(xiàn)于法國，日本于五十年代中期引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并于六十年代初由日本三菱重工業(yè)公司開始進(jìn)

3、行技術(shù)改造。到八十年代才形成了目前通用的mt系列貝諾特鉆機(jī)，其主要工作機(jī)構(gòu)如圖2l所示，該鉆機(jī)系列有mt120型、mt130型、mt150型及mt200型四種，型號不同僅表示其鉆孔的最大直徑的不同，（如mt150的最大鉆孔直徑是1500mm），至于施工方法及應(yīng)用范圍幾乎完全一樣。 本工法具有如下特點(diǎn)： 2l無噪音，無振動；22不使用泥漿，避免了泥漿的加工和儲運(yùn)，作業(yè)面干凈； 23挖掘時可以很直觀地判別土壤及巖性特征，對于端承樁，便于現(xiàn)場確定樁長； 2 4挖掘速度快，對于一般土質(zhì)，可達(dá)14m/小時左右； 25挖掘深度大，根據(jù)土質(zhì)情況，最深可達(dá)70m左右； 26成孔垂直度易于掌握，可以得到35的垂

4、直度； 27由于是全套管鉆機(jī)，所以孔壁不會產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，成孔質(zhì)量高 28鋼筋周圍不會象泥漿護(hù)壁法施工那樣附粘一層泥漿，有利于提高砼對鋼筋的握裹力； 29由于不使用泥漿，避免了泥漿進(jìn)入砼中的可能性，成樁質(zhì)量高； 210成孔直徑標(biāo)準(zhǔn)，充盈系數(shù)很小，與其它成孔方法相比，可節(jié)約13的砼； 211清孔徹底，速度快，孔底鉆亟可清至25cm左右； 212 mt系列鉆機(jī)是自行式，便于現(xiàn)場移動。3應(yīng)用范圍 3l可適用于幾乎所有土質(zhì)，在風(fēng)化巖層、卵石層及砂土層及卵石層及砂土層中只需采用相應(yīng)的鉆挖技術(shù)，亦能順利成孔； 32由于采用了通長套管，在接近已有建筑物時也能施工，特別適合于城區(qū)內(nèi)作業(yè)。 33只要配備相應(yīng)規(guī)格的

5、套管，可以鉆挖如下直徑的樁孔：l000mm；ll00mm；l200mm；l300mm； 500mm；l800mm；2000mm。各種型號所能成孔的直徑分別為： mt120鉆機(jī)：可成孔l000mm；l200mm； mt130鉆機(jī)：可成孔l000mm；l200mm；l300mm； mt150鉆機(jī)：可成孔 t1000inm；rpl200inm； l500inm； mt200鉆機(jī)；可成孔 l000mm；l200mm；l300mm；1500mm；2000mm。 34可以做斜樁； 35采用搭接樁法可施工“樁列式”連續(xù)擋土墻。4附屬機(jī)械的配備 除貝諾特鉆機(jī)外，施工時尚需配備下列機(jī)械： 4l第一節(jié)套管：第一節(jié)

6、套管下口帶有刃腳，便于不沉鉆進(jìn)，上端有固定銷孔，便于同標(biāo)準(zhǔn)連接； 42標(biāo)準(zhǔn)節(jié)套管：上、下端均有固定銷孔，便于加長與拆卸； 43引拔機(jī)：為加快施工速度，當(dāng)鉆挖到設(shè)計(jì)深度時，可將鉆機(jī)移到下一樁位，利用引拔機(jī)液壓裝置，隨著砼的灌注，將套管逐節(jié)提出孔外； 44汽車吊（或履帶吊）：用于移動引投機(jī)，吊放鋼筋籠及套管就位連接； 45裝載機(jī)：將落錘抓斗卸于孔外的泥土裝入翻斗車內(nèi)運(yùn)出場外； 46翻斗車：運(yùn)土；47砼攪拌與輸送設(shè)備； 48砼澆注導(dǎo)管； 49真空泵：清孔用； 410鋼筋成型加工機(jī)械。5工藝流程全套管鉆孔灌注樁施工程序如圖5l。6主要工序施工要點(diǎn) 套管法施工最關(guān)鍵的是挖掘推進(jìn)、連接套管成孔；吊放鋼筋籠

7、；灌注砼，提升導(dǎo)管成樁三道工序，下面分別加以討論。 6l成孔方法 鉆機(jī)水平就位后，將第一節(jié)套管立于樁位處，在自重力、夾持機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)力及夾持機(jī)構(gòu)壓力的復(fù)合作用下，將第一節(jié)套管沉入土中；然后在上邊連接第二節(jié)套管。第一、二節(jié)套管的垂直度對整個樁孔垂直度起著決定性的作用，只要頭一節(jié)套管成垂直狀態(tài)，以后的挖掘方法及套管連接方法又適當(dāng)，后續(xù)套管自然成垂直狀態(tài)。利用落錘抓斗將套管內(nèi)的土體抓出孔外，卸在地面上，用裝載機(jī)裝入翻斗車運(yùn)出場外，隨著套管的下沉，不斷連接套管，直至鉆到孔底標(biāo)高。 61l對于不同土層，采取不同的挖掘方式： 611l對于軟弱土層（n5），應(yīng)使套管超前下沉，可超出孔內(nèi)開挖面l15m。使落錘抓斗

8、僅在套管內(nèi)挖土，這樣便于控制孔壁質(zhì)量及開挖方向（圖611l）。 6112對于一般土層（n630），開挖時應(yīng)使套管超前下沉3ocm左右，這是最標(biāo)準(zhǔn)的開挖方法（圖 6112）。 6113對于硬砂土層及大卵石層，應(yīng)使落錘抓斗超前下挖2030cm，因?yàn)樵谶@種土層中套管的下沉是非常困難的，尤其是對于地下水位以下的硬砂層，如不采取超前開挖的措施，即使利用夾持壓力勉強(qiáng)將套管壓入土層中，而在以后提升套管時也將是非常困難的（圖6113）。 6ll4對于特堅(jiān)硬土層（n30）及風(fēng)化巖層，應(yīng)利用“十字沖擊錘”將硬土壤擊碎，再利用落錘抓斗將土塊抓出孔外。此時也應(yīng)采取超前下挖的方法，而且超挖深度較大，但不應(yīng)超過十字錘本身

9、的高度，否則會影響孔壁質(zhì)量（圖6114）。 612挖掘時應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 612l一般情況下，挖掘中途不允許間斷，必須連續(xù)挖掘。但如果由于某一不可避免的原因必須中斷挖掘時，也應(yīng)繼續(xù)搖動套管，防止套管外側(cè)土壤因重塑固結(jié)效應(yīng)而將套管構(gòu)緊，給后續(xù)施工帶來困難。對于一般土壤，搖動壓力應(yīng)控制在3050kgcm2之間； 6122如地下水位以下有超過5m厚的細(xì)砂層，應(yīng)慎重考慮能否采用貝諾特施工法，至少不能用mt150型以下的鉆機(jī)。因?yàn)樘坠茔@機(jī)是利用搖動裝置將套管邊搖動邊壓入土層中，當(dāng)穿過厚細(xì)砂層時，砂土?xí)蚴艿綌_動而被壓密，將套管緊緊抱住，即使采用超前開挖法將套管壓入土中，但在提升套管時也是非常困難的。有資

10、料表明，國外在這種情況下曾出現(xiàn)過套管拔不出來的嚴(yán)重事故； 6123如地下有承壓水的存在，那么在承壓水段挖掘時不應(yīng)超挖，尤其是承壓水又處于砂層中的更應(yīng)特別注意，否則會形成孔底涌砂現(xiàn)象。 62鋼筋籠吊放工藝 62l操作要點(diǎn) 621l凡長度大于8m的鋼筋籠，應(yīng)分節(jié)制作安裝； 6212為防止暴筋，同時也為了保證鋼筋籠中心與孔中心的重合，應(yīng)在主筋外側(cè)焊定位塊。定位塊不宜多，每節(jié)籠子上下有兩道即可； 6213檢查并記錄鋼筋籠的安裝高度與相應(yīng)的套管長度，這一數(shù)據(jù)可用于判斷鋼筋籠是否與套管一起被提上來。 622引起鋼筋籠上拱的原因： 套管灌注樁施工中，鋼筋籠容易出現(xiàn)的最嚴(yán)重的問題是鋼筋籠在澆注砼、提升套管時產(chǎn)生“上拱”現(xiàn)象，這類事故一旦出現(xiàn)，處理過程是相當(dāng)困難的，有時甚至?xí)斐烧麄€樁的報(bào)廢。 引起鋼筋籠上拱的原因主要有如下幾項(xiàng)： 622l成孔垂直度較低，鋼筋籠與套管之間阻力太大； 6222鋼筋籠制作不順直，或分節(jié)制作安裝在連接外出現(xiàn)了彎曲； 62. 23鋼筋籠定位卡安裝不正確（如呈尖棱狀），插入了套管的連接銷孔內(nèi)； 6224清孔不徹底，鉆渣被翻上來以后與鋼筋裹在一起，將鋼筋籠托起（圖6224）； 622砼的灌注時間掌握不當(dāng)，砼發(fā)生凝固，砼與套管之間有較大的粘著力，致使提升套管時連鋼筋籠一同