冲击钻桩专项方案概论

湾里区招贤中路安置小区-D 区

冲

击

钻

机

械

桩

施

工

方

案

编制：

审核：

批准：

编制单位：江西省宏鑫建设工程有限公司编制时间：二0一二年七月二十二日

冲击桩施工专项方案

一、工程概况

南昌市湾里区招贤中路安置小区-D区桩基工程位于南昌市湾里区招贤大道东面，竹山路以西、红湾大道以北。

招贤中路安置小区-D区桩基础直径为0.6～1.2m，有231根冲击钻机械桩，桩长18～22m（平均桩长约20m，具体长度以桩位钻探资料确定），桩身混凝土灌注量约5800m3。

1、地形、地貌

南昌市属亚热带湿润气候，温暖湿润，四季分明，温差较大，夏季酷热，冬季寒冷，多年平均日气温17.6℃。南昌市雨量充沛，多年平均降雨量为1596mm，最大年降雨量2356mm（1954年），最小年降雨量1046.2mm（1963年），4-6月为雨季，降雨量占年降雨量的51.3%，枯水期为11月至次年1月，枯水期降雨量占年降雨量的9.6%，年平均降雨天数142天。

2、地质构造

根据勘察报告，在勘探区域及深度范围内岩土层主要为闪长岩侵入岩体的风化层，风化剧烈。从上到下依次为①层杂填土，杂色，松散，稍湿，层厚0.30～2.50米，接近全场分布，场地西北角局部缺失；②层粉质粘土，黄褐色，局部灰黄色，可塑为主，局部软塑，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽，局部含少量砂质及细角砾，层厚0.70～4.30米，分布于场地东南侧；③层粘土，棕红色，局部棕黄色，硬塑，局部坚硬，干强度中等，中等韧性，摇振反应无，稍有光泽，偶夹少量角砾，层厚0.70～6.40米，分布于场地北侧；

④层角砾层，灰白色为主，中密，稍湿层厚～饱和，主要矿物质成分为石英，粘性土充填，0.30～3.30米，分布于场地东侧及西南侧；

⑤层全风化片麻岩层，黄色为主，少量紫色，风化剧烈，原岩结构基本破坏，尚有残余结构强度，芯呈土状，干钻可钻进，用镐可挖，全场分布；⑥层为强风化片麻岩层，黄色、灰黄色、紫色，原岩结构大部分破坏，风化裂隙很发育，钻进中易散碎，岩芯呈碎块状。岩体基本质量等级为V级，无洞穴。局部未揭穿，最大揭露厚度5.0m，全场分布。○7层为中风化片麻岩层，灰色，中粗粒变晶结构，片麻状构造，风化裂隙很发育，岩芯较完整。岩心以柱状为主，少量短柱状、

块状。岩石坚硬度为软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为IV级，未见洞穴、软弱层。未揭穿，最大揭露厚度13.6m，全场分布。

根据设计图纸：桩端持力层为第（7）层中风化片麻岩，要求桩端全截面进入持力层不小于2D。

二、编制依据

1、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

2、《灌注桩基础技术规程》（YSJ212-92、YJB42-92）

3、《地基与基础施工及验收规范》（GB50202-2002）

4、《钢筋焊接及验收规范》（GBJ18-2003）

5、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）

6、《湾里安置小区D地块岩土工程勘察报告》

三、施工进度安排

湾里安置小区D地块桩基工程共计231根冲击钻机械桩，平均桩长约为20米（具体长度以桩位钻探资料确定），按每台桩机每天（24小时）施工，完成每根桩1～2天， 231根冲击钻机械桩需要60天。安排8台桩机施工，2个月可完成全部桩基础施工。

计划开工日期：2012年7月28日（以甲方通知开工日期为准）。

计划竣工日期：2012年9月28日（注：不含桩养护检测时间）。

四、施工技术方案

（一）测量放线

施工测量包括：平面定位测量、轴线（垂直）测量、标高（水平）测量。

根据业主提供的红线图和控制点，用于定位控制及高程标高控制。根据基准点和基准线，测定出本工程定位主控轴线及引桩点并绘图上墙。

平面控制：采用全站仪测出主控制站，并控制轴线定位，然后测量各控制点并布置图。

因本工程基础施工钻机数量多，产生的泥浆及提出的石渣堆到孔口旁，会将每个桩轴线的引桩覆盖或压偏，给桩孔的定位产生一定

的影响，结合本工程的实际情况，测量方法应结合“外控法”实施，先将外边线主控轴线控制点点A19（3156752.391.522880.328）、A38（3157508.517.522652.551）经放样得点K1（3157546.524.522642.2096）到距主轴线外约2m处，并作好标记，加以保护，相邻两控制点基线间不应有障碍物阻。并将每栋楼每个桩位中心坐标在室内计算出来报监理、业主审批后安排专人负责实施。

（二）施工方法

1、桩孔定位：

埋设钢护筒：钢护筒壁厚采用δ=12mm的钢板，内径 0.8m，钢护筒长度1.2 m。在桩位处开挖2-3m左右的孔，深度以能完全埋设钢护筒为宜，然后安装钢护筒定位，在钢护筒四周回填粘土并压实。

成孔：成孔采用卷扬机带十字冲锤冲击成孔。冲孔采用泥浆护壁，根据本工程桩基础的工程地质情况分析，由于砂卵石层透水性好，应作好片石、粘土固孔和保证孔内泥浆高于河流水位或地下水位1.0～1.5m。冲孔过程中作冲孔记录，并在土层变化处捞取渣样，判明土层，与地质剖面图相应。冲孔过程中，使用长度为直径4倍的检孔设备对孔径以及垂直进行检查，以便及时发现问题，予以纠正。

成孔质量检测：用伞形检孔器在以倒锤线进行，成孔平面位置偏差不得大于5cm；冲孔直径不得小于设计图示桩的直径；冲孔倾斜度不大于1%；冲孔内沉淀厚度用沉淀盒检测，必须符合规范要求；冲孔深度不得低于设计图示尺寸。

灌注水下砼：下导管灌注水下砼，导管采用φ250钢导管，并进行水密承压和接头抗拉试验，保证接头良好。灌注砼前，应检测孔底

泥浆沉淀厚度，如不符合要求，应再次清孔。灌桩注砼采用1.2m3的浇注漏斗，配备2.5m3的集料斗储备首批砼。砼坍落度在180～220mm，并掺加外加剂起缓凝作用。开始灌注前，导管底至孔底间留25～40cm 的空间。首批砼开灌后，导管下埋深可达2m。正常灌注过程中，要经常测量砼顶面标高保持导管埋深在2～6m范围。灌注连续进行，不得中断，并做好水下砼施工记录。当灌注砼高出桩顶设计标高0.8m，拔出导管。

2、工艺流程

测量放线定位桩→埋设钢护筒→冲击机就位→冲锤轴线的校正→开孔→成孔（直至到设计深度）→桩孔验收→清孔→下钢筋笼→验收检测→安装导管→浇筑砼。

3、施工工艺

（1）首先复测每根桩位，误差控制在设计允许的±50mm之内。

灌注桩成孔施工允许偏差

（2）冲击机就位开孔前，检查冲击机机座的平整度（用水平尺检测）及冲锤轴线的垂直度（用垂球或经纬仪检测）以及冲锤是否对准桩位，以保证成孔的垂直度。在冲击的过程中也要经常检查，一旦发现垂直度超出范围应立即进行调整。

（3）开孔时，应低锤密击，当表层为淤泥、细砂等软弱土层时，可加黏性土块（黄泥）夹小片石反复冲击造壁，孔内泥浆面应保持稳定。

（4）在各种不同的土层、岩层中成孔时，要按下表操作要点进行施工：

（5）进入基岩后，应采用大冲程、低频率冲击，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300-500mm处，然后重新冲孔。

（6）当遇到孤石时，采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；遇基岩面高低不平时，加硬片石回填反复冲打，直正常钻进。

（7）为保证桩端进入基岩后满足设计的嵌岩深度，结合地勘报告，对每栋楼每根桩的深度及地质情况进行分析，并作出统计表格，作为实际成孔深度控制的参考资料。并可以提前做好遇到不同岩层时成孔的施工保障措施。

（8）清孔按下列规定进行：

清孔方法之一就是换浆法清孔：

在钻孔达到设计标高后，将钻头稍提离孔底，用泥泵继续循环冲洗液，换浆清理沉碴。开始保持原泥浆的比重进行循环，随着残存的沉碴不断的被返去，然后逐步降低泥浆比重，直到孔底沉碴达以要求为止。为了保持孔壁的稳定，上述工作应迅速进行。

另一种清孔方法就是抽浆清孔：即以压气反循环的方式进行清孔。即由风管浆压缩空气通过综合室输进排泥管。在排气管内形成低比重的气液（包括固相）混和物，在压差的作用下，沿排泥管向外排出泥浆和孔底沉碴。

清孔结束后，吊放钢筋笼后，需对孔底进行冲搅，使未被清除的沉碴悬浮于孔内冲洗液中，然后立即下灌浆导管，迅速进行混凝土的灌注。

（9）水下混凝土的浇筑

1）采用直径250的钢管作为浇筑混凝土的导管，使用前在地面进行拼装连接，接头用法兰盘加橡胶垫连接。导管在使用前进行必要的水密性、水压力试验、接头抗拉和隔水栓通过试验，确保无漏水、渗水现象，经验收合格后方能使用。

2）待导管下完后，在混凝土浇筑前须再用测绳（测锤）量测孔深、孔底沉渣厚度，沉渣厚度等于冲孔的深度与孔的深度差值。本工程为端承桩，沉渣厚度不应大于50mm。直至符合设计要求后才能允许浇灌混凝土。

3）混凝土开始浇筑时间应控制在1-2小时之内，不宜超过3小时。时间过长，导致孔底沉渣过多，应重新清孔。混凝土浇灌时应检查隔水栓是否放置。首灌混凝土量应根据计算，保证首灌埋管深度大于0.8-1.0m。首灌混凝土量(V)应根据孔径按照下面公式进行计算：V=K(h1*3.14*d2/4+H c A) H c = HD+HB h1=H w * r w/r c

式中：HD……为导管底至孔底的高度，取0.3-0.5m；

HB……为导管的埋置深度，一般取0.8-1.5m；

A……为灌注桩的横断面面积；

r c……为混凝土的比重，一般取24KN/m3；

r w……为泥浆的比重,一般取12KN/m3；

H w……为预计首灌混凝土面至桩孔泥浆液面的高度；

d……为导管直径；

K……为充盈系数,必须大于1。

4）在混凝土浇灌过程中，卸管时须测量混凝土面高度，以控制卸管节数，防止导管拔脱造成断桩。导管埋入混凝土内的深度愈大，则混凝土扩散愈均匀，密实性愈好，其表面也较平坦。

5）首批混凝土浇灌正常后，必须立即继续进行灌注，不可长时间中断。每次灌注间隙时间一般控制在15-30分钟内。要合理控制每根桩的灌注时间。

6）每根桩灌注结束后应检查混凝土的实际灌注量，充盈系数要求大于1，根据以前的施工经验，该工程桩芯砼的充盈系数在1.1~1.4之间。

7）在混凝土浇筑过程中，必须抽样检测混凝土的坍落度，宜控制在180-200mm之间，并在现场对混凝土试块进行见证取样。

（10）控制桩顶标高和防止钢筋笼上浮与下沉

混凝土灌注到桩顶部以下约5m左右时，先用测绳测量确定空桩高度，计算出待灌混凝高度及量，精确控制灌车混凝土的下放量，准确测量控制桩顶标高，混凝土灌注到桩顶部以下约2m左右时，混凝土应慢放少放，用测绳勤测多测，算准混凝土的下放量，把翻浆高度严格控制在距桩顶标高0.5-1.0米范围之内。在混凝土准备灌注时，混凝土及砼量供应必须及时准确，防止清孔后等待灌注时间过长造成塌孔，混凝土到场时间应控制在30分钟以内，确保灌注顺利进行。2）钢筋笼上浮与下沉的控制

钢筋笼在安放时，采用与桩顶标高配套的吊杆安放钢筋笼。配套的吊杆能够确保钢筋笼不会上浮与下沉及准确地控制钢筋笼的安放高度，

（三）、冲孔桩的质量保证措施

1、冲击机定位

冲击机就位后，必须进行复检，应保证机械稳定、安全作业、必要时可在场地铺设能保证其安全行走和操作的钢板或垫木，钻头与桩位点的偏差控制在20mm以内。

2、成孔过程关键点质量控制

1.1孔底沉渣控制

孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，主要是由于泥浆性

能不符合要求，影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1．1～1.2、粘度为18～25 s为宜。钻孔结束后，在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。

1.2孔壁坍塌控制

孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。施工人员首先应认真审阅场地工程地质勘察报告，对地层情况做到心中有数；其次必须严格按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；在特殊地层钻进应要求采用优质冲洗液护壁，最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，要及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。

1.3扩径和缩径控制

扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力，而扩径会增加成本，必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现，施工人员应检查钻机是否固定、平稳，要求减压钻进，防止钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，成孔尤其是清孔后应尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前施工人员应详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层，如有应要求采

用失水率＜3～5 ml／30 min的优质泥浆进行护壁，经常对钻头的直径进行校正，钻头直径一般比所需成孔直径小20～25 mm为宜。

3、桩位垂直度截面尺寸保证措施及跳桩措施

桩孔的垂直偏差允许为1%，桩位的轴线在地面设十字控制网，基准点，以保证桩位截面尺寸的正确。每节检查，发现偏差时，随时纠正，保证位置正确。相邻孔桩跳打间距保证不小于4.5m，相邻桩混凝土浇筑时间间隔满足72小时以上。

4、桩头质量控制

规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中，超灌量控制不当是经常存在的问题，超灌量过大，造成浪费，超灌量不足，桩质量不能得到满足。另外，在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响。施工人员必须重视影响桩头质量的因素，要求采取如下控制措施：①严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层；②施工中应测准混凝土上升面标高；③应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0.5～1.0 m的超灌高度；④清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样，孔底50 cm范围内的泥浆比重≤1．25、粘度≤28 s；⑤在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在1～6 m范围。

5、水下灌注混凝土质量规定

水下灌注混凝土必须有良好的和易性，配合比应通过实验确定，坍落度宜为180—220mm，水泥的用量不应少于360kg/m3. 水下灌注混凝土的含砂率宜为40%—50%，并选用中粗砂，粗骨料的最大粒径应小于40mm。

为保证水下灌注混凝土必须有良好的和易性，在混凝土中掺入缓凝剂、减水剂、早强剂、防析水剂，具体用量详见下表：

6、下导管：

下导管：导管采用钢导管，使用前进行水密、承压和接头抗拉等试验。吊装时导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口到孔底的距离一般控制在30～50cm之间。

7、桩身砼的保证措施

与普通C30砼不同，水下C30混凝土必须另行配制配合比，按水下砼施工技术要求，其水泥用量每立方米应提高20-40公斤或将混凝土提高一级强度等级，确保桩身砼的施工质量。

8、验孔

安置导管后，应进行孔位、孔径、垂直度、孔深、沉渣厚度等检查，合格后应立即灌注混凝土。

开始灌注混凝土时，导管底部至孔底距离宜为300—500mm,应有

足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土面以下不应少于0.8m, 导管埋入混凝土深度宜为2—6m.严禁导管提出混凝土灌注面，并控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。

灌注水下混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的应记录备案。

应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8—1.0m，凿除泛浆后必须保证露出的桩顶混凝土强度等级达到设计混凝土强度等级。

9、技术资料的建立、完善、存档

桩孔持力层的岩芯，现场取样作试验，本工程设计为端承桩，桩端持力层嵌入中风化砂岩，中风化砂岩的设计单轴抗压饱和强度为不小于10.0MPa，桩孔的深度、孔径、持力层的深度、直径按实际作在机械钻孔桩检查记录表上，并及时完善有关人员的签字手续。钢筋、水泥、砂、石应提前作试验，合格才能用。桩孔钢筋笼的隐蔽资料应按实际的长度、直径、尺寸反映出来，并完善签字手续。最后桩孔的有关资料与整个工程的资料一同整理完善、存档。

五、安全保证措施

1、树立安全第一、预防为主、综合治理的指导思想，严格执行安全生产规章制度和操作规程，明确岗位责任制，加强安全工作检查监督，确保安全生产。

2、定期进行安全教育，重点对班、组长及电工、焊工、机械设备操作手进行培训和考核。

3、工地内设置各种安全标志，夜间施工作业应有充分的照明设施。