《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》是福建二建建設集團公司、廈門源昌城建集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是徐惠民、陳知奮、林渝榕、陳斌、黃躍森，適用於地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化岩層，特別適用於易塌孔的深厚砂層，以及對垂直度、樁位、樁徑的偏差和工期有較高要求的兩牆合一基坑支護的排樁施工。
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》主要的工法特點是：減少環境污染，降低施工成本，保證鑽孔偏差小、質量好。
2011年9月，《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法
- 工法編號：GJEJGF026-2010
- 完成單位：福建二建建設集團公司、廈門源昌城建集團有限公司
- 主要完成人：徐惠民、陳知奮、林渝榕、陳斌、黃躍森
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
旋挖鑽孔是21世紀發展最快的一種新型成孔施工方法，具有機動靈活、成孔速度快、施工精度高、環境污染少等優點，主要套用於市政建設、公路橋樑、工業和民用建築等基礎工程施工。在易坍塌、摩阻力大的土層（如砂層）中鑽進時，採用長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔工藝不僅能較一般的全套筒護壁形式節約造價和工期，降低作業難度，而且不影響旋挖鑽孔自身固有優勢的發揮，是一種經濟實用的成孔施工工藝方法。經過福建二建建設集團公司、廈門源昌城建集團有限公司多項工程實踐，形成《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》。
工法特點
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的工法特點是：
1、長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔工藝由於採取了非水介質取土，不依靠泥漿輸送鑽渣，大大減少了泥漿的需求和排放，減少了環境污染，降低了施工成本。
2、利用旋挖鑽機自身動力加壓裝置和套筒驅動器可以精確方便地壓入套筒，而且動力頭能給鑽頭施加更大的給進壓力，鑽進能力強，加快了成孔速度。
3、旋挖鑽機機動靈活，對樁孔的定位非常準確、方便。通過桅桿垂直度自動調平系統和鋼套筒相結合控制樁身的垂直度，保證鑽孔偏差小、質量好。
4、安放鋼筋籠、灌注水下混凝土及拔除鋼套筒等工序由起重機單獨完成，可與旋挖鑽機成孔工序形成流水施工，大大提高了工效。
操作原理
適用範圍
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》適用於地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化岩層，特別適用於易塌孔的深厚砂層，以及對垂直度、樁位、樁徑的偏差和工期有較高要求的兩牆合一基坑支護的排樁施工。
工藝原理
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的工藝原理敘述如下：長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔工藝是在旋挖鑽（迴轉）斗鑽孔的基礎上，綜合吸取長套筒護壁與泥漿護壁工藝的特點發展起來的一種新型成孔工藝。施工時採用旋挖鑽機鑽孔，在成孔過程中採用鋼套筒跟進護壁至上半部樁長或需要的土層，其餘部分樁長採用靜態泥漿護壁成孔，套筒的埋設深度通常為樁長的1/3~2/3。
施工工藝
- 工藝流程
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的工藝流程見下圖。
長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工藝流程圖
- 操作要點
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的操作要點如下：
施工準備
1.施工作業面距地下水位應大於1.5米以上。
2.施工前應做好場地平整工作，對施工場地進行硬化，雨期施工應做好排水措施。
3.在建築物舊址或雜填土區域施工時，應預先清除樁位處的地下障礙物。
4.合理布置施工便道和施工順序，滿足各種施工設備的進出場及施工要求。
測量放線
場地整平後，布設測量控制網並進行各樁位的定位測量。為了確保各樁位定位的準確以及便於施工，宜將樁位統一引測到場地內混凝土硬化路面上並用紅漆標誌，施工時根據紅漆標誌還原樁位。
旋挖鑽機就位
旋挖鑽機行駛到待施工的樁位，將鑽機的鑽桿中心與樁位中心對準，並依照駕駛室儀錶盤的垂直度顯示，調整三腳架油缸，保證導桿垂直度。
上部樁孔套筒壓入跟進成孔施工
1.將套筒對準樁位緩慢下放就位後，由測量員使用水平靠尺在套筒外壁上進行雙向垂直度覆核，並應調整套筒的垂直度偏差在允許的範圍內方可開鑽成孔。
2.先用旋挖鑽機的套筒驅動器驅動第一節套筒（每節套筒長約6米）壓入土中1.5~2.5米，然後用鑽斗一邊鑽進取土，一邊繼續下壓套筒。
3.當前一節套筒按要求壓入土中後，露出地面以上1.2~2.0米時，開始連線下一節套筒。重複以上步驟，直到全部套筒壓入到預定的標高成孔。
4.最後一節套筒頂面宜高出地下水位2.0米左右，並應高出施工地面0.3~0.5米。
下部樁孔泥漿護壁成孔施工
1.泥漿製備應根據施工機械、工藝及穿越土層情況進行配合比設計，應選用高塑性黏土或膨潤土，並可根據土層土質情況需要摻入纖維素CMC或重晶石粉。
2.為了便於泥漿製備材料的充分溶解，現場宜選用轉速大於200轉/分鐘的泥漿攪拌機。材料的投放順序為：先注入規定數量的水，邊攪拌邊投放高塑性黏土或膨潤土，高塑性黏土或膨潤土大致溶解後，均勻地投入纖維素CMC，最後投入重晶石粉，並在攪拌過程中隨時檢驗泥漿的黏度和相對密度。
3.泥漿在現場泥漿池（箱）中製備完畢後，需膨化24小時以上方可使用。泥漿在使用前應再次進行各項性能指標的檢測，不符合要求的重新制配。
4.將泥漿直接泵入孔內，並應根據旋挖鑽進的速度同步進行泥漿量的補充，保證泥漿面始終高於地下水位1米以上。
終孔檢查及驗收
當鑽孔達到設計終孔標高后，應將鑽斗留在原處繼續旋轉數圈，清除乾淨孔底虛土。施工單位首先應進行自檢，然後會同監理單位對成孔質量進行驗收，確定終孔。
鋼筋籠的製作與安裝、下放灌注導管及灌注水下混凝土
具體要求與一般水下灌注樁相同。由於旋挖鑽機成孔速度快，鋼筋籠的製作與安裝、下放導管及灌注水下混凝土的施工組織必須與之相匹配才能充分發揮旋挖鑽機的工作效率。
鋼套筒拔除
1.混凝土灌注導管安置完畢後，鋼套筒應進行試拔，目的在於檢查套筒起拔是否順暢，起拔量一般控制在100~200毫米。
2.水下混凝土灌注完畢後，在混凝土初凝前使用起重機起拔鋼套筒，在起拔過程中應隨時控制起重機吊臂的角度以確保鋼套筒垂直起拔。
- 勞動力組織
1、旋挖鑽孔
指揮1人，旋挖鑽機司機1人，吊車工2人，測量記錄2人，泥漿製作及泵工2人。
2、鋼筋籠製作安裝、灌注水下混凝土以及拔除鋼套筒
指揮1人，履帶式起重機司機1人，鋼筋（電焊）工2~3人，導管安拆及混凝土灌注3人，記錄1人。
以上勞動力組織為1個施工班組人員，不含土方清理、電工、修理工等輔助工種。
材料設備
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》所用的材料及設備明細如下：
材料
1、混凝土：使用泵送混凝土，坍落度180~220毫米。
2、泥漿主要製備材料：
（1）高塑性黏土或膨潤土。
（2）纖維素CMC:羧甲基纖維素鈉鹽，增加黏度。
（3）重晶石粉：主要成分為硫酸鋇，增加泥漿相對密度。
設備
1、施工機具設備：旋挖鑽機、造漿及泵漿設備、鋼筋籠加工機械、履帶式起重機、泵送混凝土運輸及灌注設備、鏟車。
2、測量儀器的配備：全站儀、經緯儀、水準儀、井徑儀、鋼捲尺、水平靠尺、相對密度計、黏度儀、秒表、含砂率儀、沉渣儀或重錘、pH試紙。
質量控制
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的質量控制要求如下：
按國家標準
《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》GB 50202和《建築樁基技術規範》JGJ 94的有關規定要求進行驗收。
長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁質量標準
1、鋼筋籠製作允許偏差應符合下列規定：
1）主筋間距：±10毫米；用鋼尺量。
2）箍筋間距：±20毫米；用鋼尺量。
3）鋼筋籠直徑：±10毫米；用鋼尺量。
4）鋼筋籠長度：±100毫米；用鋼尺量。
2、灌注樁施工的允許偏差或允許值應符合下列規定：
1）樁位的放樣允許偏差：群樁20毫米，單排樁10毫米；用鋼尺量。
2）樁位的允許偏差應符合下表的規定。
樁徑 | 1~3根樁、條形樁基沿垂直軸線方向和群樁基礎中的邊樁 | 條形樁基沿軸線方向和群樁基礎的中間樁 |
d≤1000毫米 | d/6，且不大於100毫米 | d/4，且不大於150毫米 |
D>1000毫米 | 100毫米+0.01H | 150毫米+0.01H |
注:H為施工現場地面標高與樁頂設計標高的距離，d為設計樁徑。 | ||
3）孔深允許偏差：+300毫米；只深不淺，用重錘測。
4）垂直度允許偏差：<1%；測套筒或鑽桿，或用超音波探測。
5）樁徑允許偏差：±50毫米（樁徑允許偏差的負值指個別斷面）；井徑儀或超音波檢測。
6）泥漿相對密度（黏土或砂性土中）：1.5~1.20；用相對密度計測。
7）泥漿面標高（高於地下水位）：1.0米；目測。
8）沉渣厚度：對端承型樁不應大於50毫米對摩擦型樁不應大於100毫米，對抗拔、抗水平力樁不應大於200毫米；用沉渣儀或重錘測量。
9）鋼筋籠安裝深度允許偏差：±100毫米；用鋼尺量。
10）混凝土充盈係數：>1；檢查每根樁的實際灌注量。
11）樁頂標高允許偏差：-50毫米~+30毫米；水準儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體。
施工質量控制要點
1.為避免干擾鄰樁混凝土的凝固，旋挖鑽機成孔應採用跳挖方式。
2.在下沉套筒過程中，每下沉1.5米必須覆核套筒及鑽桿垂直度一次，若有偏差應及時調整。
3.泥漿的製備能力應大於鑽孔時的泥漿需求量，每台套鑽機的泥漿儲備量不少於單樁體積。
4.泥漿護壁鑽孔時為防止塌孔、縮頸鑽斗的上下提升速度宜均勻，控制在10~20米/分鐘，不得過猛或驟然變速。
5.鑽機因故停止鑽孔時，應設專人值班補漿，防止塌孔事故。
6.鑽孔成孔後要及時灌注，以免造成縮徑和塌孔。
7.鋼筋籠宜為整籠吊裝，以儘可能縮短泥漿護壁時間。
8.在確定混凝土最後補灌量時，除超灌高度外還應考慮鋼套筒和灌注導管拔除後需填充的混凝土量。
安全措施
採用《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、為了確保旋挖鑽機、重型起重機和商混凝土運輸車輛的安全，宜在整個施工區域內設定鋼筋混凝土施工便道。
2、定期檢查卷揚機、鋼索、滑輪及鑽頭鑽桿連線件，磨損超過有關規定的應及時更換。
3、鋼套筒拔出後宜平放在堅實的地面上。若因場地空間不足需要豎立放置時，必須將套筒底部置於水平的混凝土路面上，並派專人監護，避免因外力碰撞而導致鋼套筒的傾覆。
4、樁身混凝土灌注完畢後遺留的空孔，要立即回填粗骨料或磚渣土，並壓實至與地面平，嚴禁使用遇水軟化的回填料。
5、鑽機因故停鑽或閒置時須將鑽具提出孔外並著地停置。
環保措施
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的環保措施如下：
1、施工現場的主要道路應進行硬化處理，鑽斗卸出的棄土應集中堆放、及時清運，並有防止揚塵措施。
2、水泥和膨潤土的易飛揚的細顆粒建築材料應密閉存放或採取覆蓋措施。
3、混凝土灌注結束後，應及時清理溢落的拌合料，並派專人清掃施工現場，保持施工現場的整潔衛生。
4、施工現場設定排水溝、沉澱池和廢漿池，施工污水經沉澱後方可排入市政污水管網；廢漿須由專用密閉式泥漿車抽取運出場外，並在有關環保部門規定的地點集中排放。
5、施工現場存放的油料和化學溶劑等物品需設有專門的庫房，地面做防滲漏處理。
效益分析
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的效益分析如下：
1、社會效益
採用長套筒泥漿護壁旋挖鑽機成孔施工，裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大，解決了高水位砂層中快速施工的難題，該工法機械化程度高，勞動強度低，加快施工進度，節省工期；不必安設泥漿循環系統，泥漿排放少，場地利用率高，且旋挖鑽機自帶柴油動力，不占用現場配電資源，施工現場文明、環保、節地。
2、經濟效益
長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工藝較傳統的泥漿循環沖鑽孔工藝節省工期一半以上，比全套筒旋挖鑽孔灌注樁施工工藝節約造價約1/3。
套用實例
《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》的套用實例如下：
該工法成功地套用於福州市茶亭街地下交通配套工程、福州市茶亭街地下停車及配套服務用房工程和廈門翔安區建設管理服務中心和防空防災調度指揮中心等工程，工程質量滿足規範和契約要求。現以福州市茶亭街地下交通配套工程為實例。
1、工程概況
福州市茶亭街地下交通配套工程位於福州市八一七中路路中，騎跨民眾路，設計為地下二層島式車站（捷運1號線民眾路站），車站兩端延伸矩形區間，北段至高橋路口，南段至茶亭公園湖側，兩端設定盾構工作井，採用明挖順作法施工，基坑支護結構影響深度範圍內的土層以砂為主。
2、施工情況
該工程車站主體及兩端基坑的圍護排樁、抗拔樁、格構柱樁及站台樁，總樁數1086根，樁徑1000毫米，樁長20~42米，均採用長套筒靜態泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工藝，施工機械為德國寶峨BG25C型旋挖鑽機，其中長套筒的埋設深度為12~17米。
3、工程評價
該工程於2009年1月16日開工，並於2009年4月8日竣工。經福州市建築工程檢測中心站和福建省建設工程物探試驗檢測中心進行抗拔、低應變及鑽芯檢測，均達到設計要求。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《長套筒泥漿護壁旋挖鑽孔灌注樁施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
