支护桩施工方法

4.6.3.1　设计要求

（1）支护桩采用旋挖钻孔混凝土灌注桩。

支护桩桩长L=28.0～34.0m，桩径Φ=1200(1500) mm，桩间距1500、1600(1900、2000) mm；施工标高为自然地面，上部有2.5m左右的空桩段，桩身采用泥浆护壁旋挖钻机成孔，灌注C30水下商品混凝土后成桩，主筋保护层为50mm。

（2）主筋连接：采用对接或套筒连接，接头在同一截面处数量应不超过50%。

表4-8　人员配置表

4.6.3.2　施工工艺流程

旋挖钻孔混凝土灌注桩施工工艺流程如图4-4。

图4-4　旋挖钻孔混凝土灌注桩施工工艺流程

4.6.3.3施工工序

1. 主要工序简述

主要工序：定位放线、护筒埋设、钻进成孔、清孔、吊放钢筋笼、混凝土灌注、桩端后注浆。

2.定位放线

桩位放样工作经监理单位测量人员，建设单位现场主管旁站检验符合操作规程、闭合差在规范允许的范围内，钉上铁钉做标记，每根桩单独放样。

3．桩机就位

（1）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。

（2）钻机利用自行走移动系统就位，钻头与桩位的对位误差要小于2mm。

4．护筒埋设

（1）护筒制作。

护筒内径宜比孔径大200mm，当地下水位较深时，护筒长度不小于3.0m。护筒用5mm的钢板制作而成，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）埋设护筒。

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的距离过中心点的正交十字线上埋设引线控制桩。

在桩位处采用比设计桩径大30cm的钻头，施工深度为护筒埋设深度，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)，通过引线控制桩放样，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，在护筒周围回填黏土，并夯实，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，钻机可就位开钻。

（3）桩心校正。

待护筒埋设后，使用全站仪再次放样桩中心，并校正护筒。

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300mm。

5．钻机成孔

（1）采用旋挖钻成孔。旋挖钻进时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，使破碎的土体岩体直接装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。提出孔外的钻渣，装入自卸汽车运走。

（2）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。

（3）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。

（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，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，使孔内始终保持充足的泥浆，同时应根据土质情况调整泥浆配方和比重。

6．清 孔

（1）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。

（2）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，进行下一道工序施工。

（3）在灌注砼导管安放完成后，对孔深、孔底沉渣、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，第二次清孔持续时间30min。孔底沉渣≤100mm，方可停止清孔。孔底沉渣的测定，用重锤及测绳测试，测绳读数一定要准确，使用3～5个孔后必须对测绳进行校正。

（4）第二次清孔注入泥浆相对密度为1.05，漏斗黏度18～22s。清孔结束后，要尽快灌注混凝土，其间隔时间不能大于30min。

7．钢筋笼制作

（1）钢筋笼设置在现场内制作加工。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。

（2）钢筋笼在现场钢筋加工场制作。先制作加强箍筋，在加强箍筋上根据设计图纸等间距标出主筋位置，再将主筋依次逐根焊接在加强箍上，形成钢筋骨架，最后将箍筋按设计图纸间距绑扎在钢筋骨架上。

（3）根据钢筋笼的上下位置布置主筋的接头位置，要求接头同一断面的接头数量不得多于主筋数量的50%，钢筋笼必须严格按设计图纸制作，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。

（4）设置钢筋笼保护层限位器。

（5）注浆管阀的加工、制作及安放按图纸技术要求制作。

（6）主筋接长采用双面搭接焊，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%。

（7）为确保桩混凝土保护层厚度，应在主筋外侧设定位器。对于旋挖式钻孔，为避免桩孔侧面受到损坏，定位器使用宽度为50mm左右、长度为400～500mm的钢板。同一断面上定位器4～6处，沿桩长的间距为2～10m。

8．钢筋笼吊放

（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。

（3）吊放钢筋笼入孔时，实行“一、二、三”的原则，即一人指挥、二人扶钢筋笼、三人搭结。施工时应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下入。

（4）放钢筋笼时，要求有技术人员在场，以控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等问题。

（5）成型钢筋笼吊放、运输、安装，应采取防变形措施，不得在其运输中变形。

（6）对于20m以下钢筋笼采用整根加工一次性吊装，20m以上的钢筋笼分节加工，采用孔口焊接；钢筋在同一节内接头采用双面搭接焊连接。螺旋筋与主筋采用绑扎，加劲筋与主筋采用满焊，加劲筋接头采用双面搭接焊。

（7）按编号顺序，逐节垂直吊焊，上下节笼各主筋应对准校正，采用对称施焊，焊接方式为双面搭接焊。确认合格后，方可下入。

（8）钢筋笼安装入孔时，应保持垂直状态。避免碰撞孔壁，徐徐下入，若中途遇阻，不得强行墩放(可适当转向起下)。如果仍无效果，则应起笼扫孔重新下入。

（9）钢筋笼按确认长度下入后，应保证笼顶在孔内居中，吊筋均匀受力，牢靠固定。

9．混凝土的灌注

桩身混凝土设计强度等级为C30，采用水下浇筑混凝土。砼灌注采用导管水下灌注法。

（1）灌注前的准备工作。

根据桩径、桩长和灌注量合理选择导管，安排起吊运输等机具设备。

导管吊入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。导管底部距孔底高度为300～500mm。导管全部入孔后，计算导管柱总长和导管底部位置，并再次测定孔底沉渣厚度，若超过规定，应再次清孔。

将隔水塞或滑阀安装在导管内。

（2）灌注首批砼。

在灌首批砼之前先配制0.1～0.3m3水泥砂浆放入滑阀（隔水塞）以上的导管和漏斗中，然后再放入砼，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助砼重量排出导管内的水，使滑阀（隔水塞）留在孔底，灌入首批砼。

首批灌注混凝土数量满足导管埋入混凝土中1.2m以上。

（3）连续灌注砼。

首批砼灌注正常后，应连续不断灌注砼，严禁途中停工。在灌注过程中，应经常用测锤探测砼面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。探测次数一般不宜少于所适用的导管节数，并应在每次起升导管前，探测一次管内外砼面高度。遇特别情况（局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大时的桩孔等）应增加探测次数，同时观察返水情况，以正确分析和判定孔内的情况。

（4）导管埋深。

在水下灌注砼时，应根据实际情况严格控制导管的最小埋深，以保证桩身砼的连续均匀，不使其可能裹入砼上面的浮浆皮和土块等，防止出现断桩现象。对导管的最大埋深，则以能使管内砼顺畅流出，便于导管起升和减少灌注提管、拆管的辅助作业时间来确定。最大埋深不宜超过最下端一节导管的长度。灌注接近桩顶部位时，为确保桩顶砼质量，漏斗及导管的高度应严格按有关规定执行。

（5）砼灌注时间。

砼灌注的上升速度不得小于2m/h。灌注时间必须控制在埋入导管中的砼不丧失流动性时间。必要时可掺入适量缓凝剂。

（6）桩顶的灌注标高及桩顶处理。

桩顶的灌注标高按照设计要求，且应高于设计标高1.0m以上，以便清除桩顶部的浮浆渣层。桩顶灌注完毕后，应即探测桩顶面的实际标高，常用带有标尺的钢杆和装有可开闭的活门钢盒组成的取样器探测取样，判断桩顶的砼面。

10．灌注桩后注浆

（1）后注浆导管采用钢管，与钢筋笼加强筋绑扎固定。

（2）根据设计图纸在钢筋笼相应位置设置止回注浆阀。压浆导管之间用管箍连接，压浆导管与钢筋笼用铅丝绑扎连接。

（3）桩径在1200mm以下沿钢筋笼四周设置2根桩，桩径在1200mm以上设置3根桩。

（4）钢筋笼下放孔底后不得再悬吊，避免扭转和反复冲撞孔底。

（5）灌注桩身砼后7小时左右采用注浆泵泵送清水进行第一次开孔，打开注浆通道，24小时左右第二次泵送清水二次开孔，2天后即进行桩端注浆，不得迟于成桩的30天。具体实施时可根据现场成孔灌注情况进行调整。

（6）浆液水灰比控制在0.5～0.7。

（7）注浆压力控制在3～7MPa。

（8）注浆流量不超过75L/min。

（9）注浆作业与成孔点距离大于8m。

11．泥浆护壁

（1）由于钻孔护壁和清孔的需要，需制作一定数量的泥浆，为了保持施工场地的干燥，本着不破除原有地面的原则，本工程不挖设固定泥浆池，采用钢板焊接泥浆储备箱，每台机配置2个，用泥浆泵循环使用泥浆。对于成桩完成后废浆，使用机械脱水机快速脱水、干燥后运输。

（2）施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上；在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。

（3）循环泥浆要求注入孔口泥浆性能指标：泥浆比重大于1.10，黏度18～20s；

（4）混凝土灌注前泥浆性能指标：泥浆比重不大于1.25，黏度≥28s。

（5）在清孔过程中，不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土。

（6）废弃的泥浆、渣应按环境保护的有关规定处理。

4.6.3.4　质量控制重点事项

混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。拆除后的导管放入架子中并及时清洗干净。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，压力差降低，而导管外的泥浆及所含渣土的稠度和比重增大，如出现混凝土上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，用泥浆泵抽出部分沉淀物，使灌注工作顺利进行。

混凝土灌注过程中，应始终保持导管位置居中，提升导管时应有专人指挥掌握，不使钢筋骨架倾斜、移位，如发现骨架上升时，应立即停止提升导管，使导管降落，并轻轻摇动使之与骨架脱开。混凝土灌注到桩孔上部6.0m以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。

混凝土浇筑应做混凝土强度试块，每个质量检验批取2～3组标养试块，试块应养护好，达到一定强度后立即拆模送往养护室标准养护。混凝土施工完毕后，及时收集混凝土出厂合格证、混凝土强度报告。

断桩的预防措施：混凝土配比严格按照有关水下混凝土的规范要求配制，并经常测试坍落度，防止导管堵塞。钢筋笼主筋要焊平，以免提升导管时挂住钢筋笼。提拔导管时要经过测算，防止导管脱离混凝土面；浇筑混凝土前应使用经过检漏和耐压试验的导管。浇筑混凝土要连续浇筑，供应混凝土不得中断时间过长。

4.6.3.5　安全施工注意事项

（1）地面条件：旋挖机的自重大，其他机械如履带吊、汽车吊等设备对基层地基承载力要求高，应不小于100kPa；行走坡度不大于2度；工期紧、场地狭窄，强抢工期机械设备多，为抢进度同时兼顾安全生产，施工过程中随时确保道路坚实，对整个施工现场基层进行换填，要求底层铺设狗头石最薄处不少于1000mm，其上另行填≤50mm直径碎石200mm厚反复碾压，必要时囤积狗头石、碎石等材料随时补填，确保安全生产。

（2）钻机施工现场的地上、地下等部门的各种地下管线应及时调查清楚并排除。

（3）按设计要求组织施工，场内排水设备、设施提前布置施工，提前投入使用，并派专人负责。

（4）地下水位高，大量的桩心土含水量大，加上工期恰逢雨季，施工过程中人工配合铲车及时清运泥浆，桩心土进行翻晒，后装车外运。

（5）泥浆池、桩孔等作业区有明显标志及护栏，夜间要有足够的照明。

（6）保持孔内泥浆水压力，维持孔壁稳定，防止埋钻头事故发生。