大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法環(huán)保措施

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》的環(huán)保措施有以下4點：

1.在建設施工的全過程中，根據(jù)客觀存在的粉塵、污水、噪聲和固體廢物等環(huán)境因素，實施全過程污染預防控制，盡可能的減少或防止不利的環(huán)境影響，達到環(huán)保要求。采取預防為主，加強宣傳，全面規(guī)劃，合理布局，改進工藝，節(jié)約資源，為企業(yè)爭取最佳經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。嚴格遵守國家和地方政府部門頒發(fā)的環(huán)境管理條例、法規(guī)和有關規(guī)定。

2.排水設施的建設應當遵守國家和地方規(guī)定的技術標準，區(qū)域內實行雨水、污水分流制的，雨水和污水管道不得混接。

3.空壓機需設置隔聲棚，隔聲棚外噪聲測量小于＜55分貝。

4.成孔排岀渣土需單獨存放，集中用封閉貨車倒運出場地，防止撒漏。

采用《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：

1.針對《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》的特點，制定各項施工技術安全措施，并組織全體施工人員進行專項交底會議，并做書面交底。堅持做好工人入場三級安全教育并考試取證，做到安全上崗證持證率100%。

2.施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》JGJ46-2005的有關規(guī)定執(zhí)行。

3.電纜線路應采用“三相五線”接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進行外，還必須將其布置在專用電桿上。

4.各種機械設備進場時必須經(jīng)過驗收，合格后方可使用。機械設備嚴格按操作規(guī)程進行操作，嚴禁非定崗司機動用機械設備。各種機械有專人負責維修、保養(yǎng)，并經(jīng)常對機械的關鍵部位進行檢査，預防機械故障及機械傷害的發(fā)生。

• 控制標準

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》執(zhí)行《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202-2002，《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008，大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工檢驗的主控項目應符合下列規(guī)定：

1. 成孔深度大于設計要求，允許大于設計深度300毫米。

2. 樁位允許偏差值應符合下表的要求。

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工檢驗的一般項目應符合下列規(guī)定：

1. 成孔垂直度偏差不得大于1.0%。

2. 成孔直徑不得小于設計直徑，成樁后局部直徑允許偏差值為-20毫米。

3. 孔底沉渣厚度端承樁不得大于50毫米，摩擦樁沉渣厚度不得大于100毫米。

• 保證措施

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》的質量保證措施有以下3點：

1.嚴格控制樁位和樁身垂直度，打樁前需復核建筑物軸線、水準基點、場地標高；在樁位復核正確、地坪標高已測定的基礎上，樁機才能就位；樁機定位要準確、水平、垂直、穩(wěn)固。樁機就位后，利用自動控制系統(tǒng)調整其垂直度，樁位對中偏差不超過20毫米。

2.成孔前必須檢査鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，施工過程對磨損超標的鉆頭及時更換；根據(jù)地坪標高、樁頂設計標高及樁長，計算出樁底標高，以便鉆孔時加以控制。成孔深度必須大于根據(jù)地面標高和設計樁底標高在套管上做好的標記，至設計深度時用水準儀進行復測。

3.成孔至設計深度后，多次提升鉆桿動力頭清除沉渣，根據(jù)內螺旋鉆桿和外套管之間的差值驗測沉渣厚度。

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》采用的機具設備見下表。

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法適用范圍

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》適用于松散礫砂層，較厚回填土層，有漂石、塊石、卵石等的巨粒土地層，硬質巖石等地層，直徑≥800毫米大直徑嵌巖灌注樁樁成孔。

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法工藝原理

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》工藝原理如下所述：

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工技術，利用雙動力頭分別驅動鉆桿加底部潛孔錘、外部鋼套管。鉆桿動力頭帶動長螺旋鉆桿及下部潛孔錘順時針轉動，潛孔錘在高壓空氣的作用下破碎巖

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法層，同時套管動力頭驅動鋼套管逆時針旋轉，鋼套管下部環(huán)狀合金鉆頭切割巖層與潛孔錘同步跟進成孔。穿管過程中形成的渣土利用驅動潛孔錘的高風壓空氣從套管與內螺旋桿之間向上吹起，通過螺旋鉆桿的轉動將其導至套管外，實現(xiàn)成孔與清孔同步施工。

大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法工藝流程

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》工藝流程如下所述：

• 施工準備

1.了解施工場區(qū)土層分布及土層的物理力學性能，選擇合適的設備機具。

2.對所用的機械設備提前進行維護、保養(yǎng)，確保在施工時正常運轉。

3.根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行科學合理的布置，提前做好“三通一平”工作。清理施工現(xiàn)場地下、地面及空中障礙物，確保順利施工。

4.組織施工設備、機械進場，并組裝調試，購置易損配件。

• 操作要點

樁位放樣

根據(jù)設計的樁位圖，按施工順序將樁逐一編號，依樁號對應的軸線，利用全站儀進行樁位放樣，放好樁點后用0.5米鋼筋頭打入地坪，距樁點1米設置護點，樁位放樣允許誤差＜10毫米，并在打樁前進行復核。

同步跟進鋼套管安裝

在套管動力頭下端安裝相應長度的鋼套管。安裝時將鋼套管與套管動力頭用鋼絲繩連接，提升套管動力頭，將鋼套管吊起并立于地面，然后緩慢下放套管動力頭使鋼套管上端的卡塊與套管動力頭下端的套管插座接口對準并插入，逆時針旋轉套管動力頭使鋼套管卡塊進入套管插座的卡槽內，連接完成。

雙驅動樁機定位

將樁機移至樁位，緩慢下放套管動力頭，使套管中心與樁位對齊，利用自身垂直儀器調整鉆機立柱的垂直度。

成孔與清孔

1.啟動鉆桿動力頭，潛孔錘在鉆桿動力頭及鉆桿的帶動下按順時針方向旋轉，啟動高壓空氣壓縮機，使空氣壓縮機氣壓達到2.4兆帕，向潛孔錘供氣，潛孔錘在高壓空氣的作用下開始成孔，然后啟動套管動力頭使之按逆時針方向旋轉，緩慢下放裝配鋼套管，鋼套管下部環(huán)狀合金鉆頭切割巖層與潛孔錘同步跟進成孔。為防止偏孔，開孔時要采取慢速沖擊；套管隨潛孔錘進尺而跟進至基巖面后關閉套管動力頭，跟管停止，鉆桿動力頭帶動潛孔錘繼續(xù)沖鉆入巖至設計孔深。

2.沖鉆過程中采用勻速慢進，遇阻力大時潛孔錘向上提升，提升距離約0.3~0.5米，再次旋轉振動沖擊進尺，在成孔作業(yè)過程中為輸送出成孔產(chǎn)生的渣土，需2~3次反復提起和下放鉆桿動力頭。

3.成孔達到設計孔深后，通過氣壓清孔2~3分鐘，通過螺旋鉆桿提升排除沉渣，經(jīng)檢測沉渣厚度W50毫米時停止。鑿除的渣土可利用壓力風為介質由排渣通道排到長螺旋鉆桿上，隨長螺旋鉆桿提升，鉆出的渣就可直接排至孔外，完成鉆孔的清孔。通過高壓高速壓力風的清理后，孔底被清理干凈，不存在沉渣。當檢測沉渣厚度＞50毫米時，應將潛孔錘再次下入孔內進行第二次清孔，直到滿足實際要求。

樁機移位

成孔完畢后，樁機移至下一樁位繼續(xù)施工。

同步跟進鋼套管拔出

1. 拔管前大直徑嵌巖灌注樁混凝土施工

1） 下鋼筋籠鋼筋籠采用現(xiàn)場加工，鋼筋籠吊裝時嚴禁彎折變形，鋼筋籠四周設定位器以滿足設計要求。

2） 澆筑樁身混凝土鋼筋籠就位后，可將導管或者串筒吊入孔內，吊入時要有專人監(jiān)護調正防止刮掛鋼筋籠，超灌高度要根據(jù)鋼管壁厚及土質估算混凝土充盈系數(shù)后確定，防止拔管后混凝土面低于設計樁頂高度。

2. 同步跟進鋼套管拔出

當樁基混凝土澆筑完成，用100噸履帶式起重機配合DZJ-180型振動錘將套管拔出。先開啟振動錘振動I分鐘后再起吊拔管，自澆筑完成后振動拔管時間控制在30分鐘完成，最長不得超過60分鐘。

勞動力組織

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》勞動力組織情況見下表。

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》的工法特點如下所述：

1.《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》對地層有漂石、塊石、卵石等巨粒土地層能有效克服石塊的塌落卡鉆、垂直度偏斜的難題，施工速度快，費用低。

2.在復雜地質條件下，大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工藝能有效控制成孔質量；對松散回填土、砂層等地層，外套管同步跟進，能更有效地控制樁身塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，有效降低混凝土的浪費。其他成孔方法在以上所述的地層中不能很好地、有效地控制塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，塌孔導致樁身充盈系數(shù)加大，提高材料成本。

3.《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》不需要進行造漿護壁，同步跟進套管不僅能有效防止塌孔，而且鋼套管同步跟進能及時嵌入巖層，對地下水滲漏到樁孔內起防護作用，成孔后孔內無水。

4.《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》成孔時產(chǎn)生的沉渣利用高壓空氣通過螺旋鉆桿排到孔外，能夠徹底清除孔內沉渣，不需進行二次清孔，實現(xiàn)了成孔與清孔同步施工。

2009年前，中國樁基施工中成孔方法有沉管成孔、鉆孔成孔兩大類。沉管成孔受沉管設備、地質條件限制，樁長、直徑滿足不了大的設計承載力要求。鉆孔成孔一般有沖擊、長短螺旋、正反循環(huán)、旋挖、人工挖孔等方法，施工大直徑樁基遇到地層有漂石、塊石、卵石等巨粒土時，以上方法均不能有效克服。此外，松散礫砂層的穩(wěn)定也以浪費混凝土增加充盈系數(shù)來解決，硬質巖層的成孔效率也造成造價大幅提高、工期延長，富含地下水的松散地層采用沖擊、正反循環(huán)、旋挖方式施工往往產(chǎn)生大量泥漿且孔底沉渣減小單樁承載力。

1.《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》在任何巖層或不易成孔的地層，都可以進行成孔，比起常規(guī)的巖石成孔工藝，成孔速度快，潛孔錘同步跟管成孔時間40分鐘左右，而旋挖成孔工藝耗時14小時左右，該施工技術與傳統(tǒng)施工相比提高施工功效20倍，節(jié)省了施工工期及人工費，經(jīng)濟效益顯著。

2.常規(guī)施工工藝在使用原土造漿、膨潤土造漿進行護壁時，需開挖泥漿池，造成安全隱患的同時，也加大了其儲存空間，對環(huán)境造成不利影響。該施工工法采用鋼套管同步跟進，解決了樁孔塌孔、卡鉆或埋鉆的問題，其持續(xù)跟進套管及時嵌入巖層，對地下水外泄到孔內起到防護作用，不需使用膨潤土等化學物質進行造漿護壁，可保護環(huán)境，符合國家現(xiàn)階段綠色施工政策，環(huán)保效益顯著。

《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》應用實例如下：

自2008年公司引進韓國設備應用于大直徑樁基施工，先后在芬蘭美卓造紙機械有限公司淄博服務中心項目、淄博客運中心、臨沂市文化廣場、臨沂恒大城等樁基礎工程中使用。

1.芬蘭美卓造紙機械有限公司淄博服務中心項目設計552棵嵌巖樁，要求樁端進入中風化石灰?guī)r1.5米，巖石單軸抗壓強度在60~105兆帕，招標文件要求工期為105天，采用大直徑套管同步跟管成孔自2008年3月10號至4月3號25天完成全部施工任務，節(jié)省了設備、人工費35萬元，節(jié)省了排污費10萬元。

2.淄博客運中心位于昌國路南側，共布設鉆孔灌注樁523棵，2009年9月11日開工，2009年11月6日竣工，要求樁端進入中風化砂巖1.8米，持力層以上為7米厚混砂卵石層，采用大直徑套管同步跟管成孔，混凝土充盈系數(shù)約為1.1，較常規(guī)工藝節(jié)約了1000米，混凝土，綜合節(jié)約造價30余萬元。

3.臨沂市文化廣場工程共布設鉆孔灌注樁728棵，2010年8月1日開工，2010年10月25日竣工，進入中風化砂巖1.5米，土層中局部存在塊石，采用常規(guī)成孔工藝極易塌孔。采用大直徑套管同步跟管成孔后順利完成施工任務，綜合節(jié)省施工費用58萬元。

注：施工費用以2009—2010年施工材料價格計算

2010年，《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》通過山東省科學技術廳鑒定，并獲得了淄博市科學技術進步三等獎。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布2009~2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《大直徑嵌巖灌注樁潛孔錘同步跟管成孔施工工法》被評定為2009~2010年度國家二級工法。

嵌巖灌注樁的承載性狀由于長徑比、覆蓋土層性質、嵌巖段巖性、施工工藝不同而有顯著差異。我國現(xiàn)行的關于嵌巖灌注樁承載力的計算模式大體有兩類, 一類是只計樁端阻力, 另一類是只計嵌巖部分的側阻力和端阻力。兩者都不計覆蓋土層的側阻力, 所以兩者用于計算長徑比較大的建筑物嵌巖灌注樁存在與實際承載力性狀不符合的缺點?？紤]長徑比較大的灌注樁豎向極限承載力, 其側阻力先于端阻力發(fā)揮, 屬于端承-摩擦型樁。

按《建筑結構設計統(tǒng)一標準》的規(guī)定, 恒載效應的變異系數(shù)為0. 07, 服從正態(tài)分布, 活載效應的變異系數(shù)取為0. 29。取土性參數(shù)和荷載效應作為基本隨機變量, 幾何尺寸視為定值 。

嵌巖灌注樁作為一種特殊類型的樁在地基工程中得到了大量的使用, 特別是山區(qū)鉆孔灌注嵌巖樁應用更為廣泛, 重慶墊江地區(qū)近10年來大約有85%以上的高層建筑采用嵌巖灌注樁基礎。目前, 樁基礎設計方法是將荷載、抗力等設計參數(shù)視為定值, 不考慮巖土的變異性, 即使為考慮種種不確定性而引入的安全系數(shù)也是確定的, 都屬于定值設計方法的范疇。然而, 樁基設計中的每個環(huán)節(jié)都是在大量的不確定性下進行, 隨著高層建筑的日益增多, 此不確定問題將會越來越突出 。

成孔主要是利用雙腰帶籠式鉆頭鉆進至設計標高的過程。在成孔過程中，主要控制成孔的垂直度，護壁的完整性，持力層巖面的確定。成孔是擴孔的基礎。