坚硬地质密集钻孔直径24m大口径灌注桩旋挖钻施工工法-汇报材料资料
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2020/9/11
根据多个工程的经验 总结，北京建工集团有限 责任公司结合深圳市太子 广场总承包工程基础桩施 工特点进行了深入研究， 总结并形成了《坚硬地质 密集钻孔直径2.4m大口 径灌注桩旋挖钻施工工 法》，填补了国内对于在 100Mpa硬度的微风化岩 石地质条件下大口径桩基 础施工的难题，取得了显 著地经济效益和社会效益， 对类似工程具有借鉴和推 广价值。
适用范围：
（1）适用于100Mpa坚硬微风化岩层中的建筑物桩基础和对周边建 （构）筑物保护要求高的桩基础施工。
（2）适用于桩位密集、桩身净间距不小于1m条件下的桩基础施工。
2020/9/11
3、工艺原理及流程
工艺原理：
（1）在钻杆自重（含钻头重）和固定于钻杆上的油缸液压压力的作用下， 在基底地层中，利用钻杆和钻斗的旋转，通过动力头旋转切削土体使土 屑装满钻头后提升钻斗出土，并实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度 的计量，采用泥浆置换护壁，反复循环而成孔。 （2）对于在坚硬基底岩层中的大口径桩，通过大功率旋挖机，采用不同 的钻斗，不断进行扩孔，最终完成要求的桩径。旋挖钻机行走机动、灵 活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放， 后压浆工艺同其它桩基施工。
工艺流程：源自文库
桩机选择和平整场地 桩位放线和护筒埋设
钻筒、钻头的选用
泥浆配制
钻孔施工
施工顺序选择及空桩回填
水下混凝土浇筑
钢筋笼制作与下放
清孔
2020/9/11
4、操作要点
（1）场地平整
旋挖钻机钻孔作业平台要求基本水平，作业平台地表必须保证坚实、平整，最大 倾斜坡度为5°，小于该角度范围内的斜坡都可以借助桅杆的自动调制系统来纠正， 保证钻孔垂直，钻机侧向须留有排渣场地。为保证钻机作业要求，施工现场在清除建 筑垃圾或地下障碍物后，普遍回填800~1000mm渣石，采用机械碾压夯实后，再在 表面回填250mm厚级配砂石，以保证旋挖桩机作业要求。
2020/9/11
（4）钻筒、钻头的选用
在粘土、粉砂、全风化岩、强风化岩用双底双开门截齿（俗称子弹头） 钻斗，一次成孔。中风化、微风化花岗岩中采用截齿嵌岩钻筒和牙轮钻头， 一般先用Φ800mm嵌岩钻筒，然后按400mm一级逐渐扩孔至设计孔径。
2020/9/11
（5）钻孔施工
基于岩石破碎机理，在钻进过程中，先采用小直径嵌岩筒钻钻进，旋挖钻 进至设计标高对孔内岩芯圆周进行松动，切割出环形自由面，此后换用大口径 牙轮筒钻以进一步松动岩面，分级破碎，重复上述步骤至最终成孔。
2020/9/11
2、工法特点及适用范围
特点：
（1） 针对坚硬微风化基底岩层，大口径桩基础采用旋挖法成孔施 工进度快，采用护筒后成孔垂直度有保证，泥浆护壁、水下浇筑砼技术 成熟，能够保证桩的施工质量。
（2）本工法采用的旋挖法不同于冲击钻法，没有震动，对周边重要 建筑、构筑物影响小。
（3）能够与基坑支护桩（地下连续墙）或止水帷幕同时作业，互不 影响，缩短了工期。
2020/9/11
（3）桩位放线和护筒埋设 在桩中心点相互垂直两个方向放设4根护桩，拉好十字线，保证
每根护桩距离桩中心点距离相等。 旋挖桩护筒用8～12mm钢板卷制焊接而成，筒径比桩径大
300mm，上部开一个溢浆口，埋置深度为2～3m，护筒顶标高距地 面宜300mm左右，保证筒壁与水平面垂直，倾斜率应小于1.5％。
Φ2400mm桩基础施工先由Φ800mm钻筒磕岩钻进，后经直径Φ1200mm钻 筒、Φ1600mm钻筒、Φ2000mm钻筒、Φ2400mm钻筒，扩孔4次，最终成孔。
2020/9/11
（6）泥浆配制与清孔
a .泥浆配制 旋挖钻机静浆护壁钻孔工法，为了保持孔壁的稳定性，避免在施工中出现钻 孔坍塌和缩颈现象，利用静态泥浆液柱压力来保持孔壁稳定，同时泥浆在旋挖钻 岩施工时可以对钻具（齿）进行有效的冷却降温，使钻具在适当温度下运行，保 证钻具的耐磨性，因此钻岩科学的配制泥浆，对于桩径大，钻孔深含砂量大的桩 孔至关重要，旋挖钻设计泥浆配合比应该按地基土的形状、和工程条件通过试验 来定，其主要指标为密度、粘度、PH值含砂量等，一般100L的水加8kg的膨润土， 对于黏性土层，膨润土可降低到3～4kg。控制泥浆的粘度在18s～25s，含砂率小 于6%,加适量火碱来控制PH值，提升泥浆黏度，并根据地层变化情况调整泥浆比 重。 b.清孔 第一次清孔应在成孔之后，吊装钢筋笼之前用测绳测出沉渣厚度，如果超过 设计要求立即进行清孔，第一次清孔采用钻机放慢转速利用用双底双开门截齿钻 斗，将悬浮沉渣全部捞出；桩孔沉入钢筋笼之后，再用测绳测出沉渣厚度，超过 设计要求可用泵送泥浆正循环清孔或气举反循环清孔，从成孔到砼灌注，时间不 得超过4h。
坚硬地质密集钻孔直径2.4m大口径 灌注桩旋挖钻施工工法
——太子广场总承包工程
2020/9/11
目录
1、工法形成背景 2、工法特点及适用范围 3、工艺原理及流程 4、操作要点 5、材料与设备 6、社会效益与经济效益
2020/9/11
1、工法形成背景
随着我国建筑业近年来的飞速发展，为满足上部建筑物的要求，大口径钻孔灌注 桩由于其自身特有的优越性而得以广泛应用，大口径灌注桩基础通常的施工方法是采 用人工挖孔桩法或冲击钻法，人工挖孔法需要基坑土石方工程施工到基底后，才能进 行开挖，晾槽时间长，人工进行开挖施工速度慢，不能组织进行流水施工，冲击钻法 适用于中小直径和土质、砂质或砂石质地层中，对于在100Mpa硬度的微风化岩石地 质条件下，Φ2000mm～Φ2400mm大口径桩基础，采用旋挖法进行施工，不仅可以 与基坑支护桩进行流水作业，同时也比采用人工挖孔或冲击钻成孔节约时间，并提高 了工程质量。
2020/9/11
（2）施工机械选择 工程地质条件为微风化
岩层，其硬度达100Mpa，岩 层埋深浅，钻孔入岩工程量 较大，桩身直径达到2.0m～ 2.4m，桩位密集，空桩较长， 需要在基坑顶面施工。并且 桩体距离地下重要构筑物近 （如：地铁隧道等）。为满 足上述施工要求，桩机选择 要求钻机最大输出扭矩达 520kn.m。钻机型号应选择 TR550及以上的。
根据多个工程的经验 总结，北京建工集团有限 责任公司结合深圳市太子 广场总承包工程基础桩施 工特点进行了深入研究， 总结并形成了《坚硬地质 密集钻孔直径2.4m大口 径灌注桩旋挖钻施工工 法》，填补了国内对于在 100Mpa硬度的微风化岩 石地质条件下大口径桩基 础施工的难题，取得了显 著地经济效益和社会效益， 对类似工程具有借鉴和推 广价值。
适用范围：
（1）适用于100Mpa坚硬微风化岩层中的建筑物桩基础和对周边建 （构）筑物保护要求高的桩基础施工。
（2）适用于桩位密集、桩身净间距不小于1m条件下的桩基础施工。
2020/9/11
3、工艺原理及流程
工艺原理：
（1）在钻杆自重（含钻头重）和固定于钻杆上的油缸液压压力的作用下， 在基底地层中，利用钻杆和钻斗的旋转，通过动力头旋转切削土体使土 屑装满钻头后提升钻斗出土，并实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度 的计量，采用泥浆置换护壁，反复循环而成孔。 （2）对于在坚硬基底岩层中的大口径桩，通过大功率旋挖机，采用不同 的钻斗，不断进行扩孔，最终完成要求的桩径。旋挖钻机行走机动、灵 活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。钢筋笼加工制作、吊放， 后压浆工艺同其它桩基施工。
工艺流程：源自文库
桩机选择和平整场地 桩位放线和护筒埋设
钻筒、钻头的选用
泥浆配制
钻孔施工
施工顺序选择及空桩回填
水下混凝土浇筑
钢筋笼制作与下放
清孔
2020/9/11
4、操作要点
（1）场地平整
旋挖钻机钻孔作业平台要求基本水平，作业平台地表必须保证坚实、平整，最大 倾斜坡度为5°，小于该角度范围内的斜坡都可以借助桅杆的自动调制系统来纠正， 保证钻孔垂直，钻机侧向须留有排渣场地。为保证钻机作业要求，施工现场在清除建 筑垃圾或地下障碍物后，普遍回填800~1000mm渣石，采用机械碾压夯实后，再在 表面回填250mm厚级配砂石，以保证旋挖桩机作业要求。
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（4）钻筒、钻头的选用
在粘土、粉砂、全风化岩、强风化岩用双底双开门截齿（俗称子弹头） 钻斗，一次成孔。中风化、微风化花岗岩中采用截齿嵌岩钻筒和牙轮钻头， 一般先用Φ800mm嵌岩钻筒，然后按400mm一级逐渐扩孔至设计孔径。
2020/9/11
（5）钻孔施工
基于岩石破碎机理，在钻进过程中，先采用小直径嵌岩筒钻钻进，旋挖钻 进至设计标高对孔内岩芯圆周进行松动，切割出环形自由面，此后换用大口径 牙轮筒钻以进一步松动岩面，分级破碎，重复上述步骤至最终成孔。
2020/9/11
2、工法特点及适用范围
特点：
（1） 针对坚硬微风化基底岩层，大口径桩基础采用旋挖法成孔施 工进度快，采用护筒后成孔垂直度有保证，泥浆护壁、水下浇筑砼技术 成熟，能够保证桩的施工质量。
（2）本工法采用的旋挖法不同于冲击钻法，没有震动，对周边重要 建筑、构筑物影响小。
（3）能够与基坑支护桩（地下连续墙）或止水帷幕同时作业，互不 影响，缩短了工期。
2020/9/11
（3）桩位放线和护筒埋设 在桩中心点相互垂直两个方向放设4根护桩，拉好十字线，保证
每根护桩距离桩中心点距离相等。 旋挖桩护筒用8～12mm钢板卷制焊接而成，筒径比桩径大
300mm，上部开一个溢浆口，埋置深度为2～3m，护筒顶标高距地 面宜300mm左右，保证筒壁与水平面垂直，倾斜率应小于1.5％。
Φ2400mm桩基础施工先由Φ800mm钻筒磕岩钻进，后经直径Φ1200mm钻 筒、Φ1600mm钻筒、Φ2000mm钻筒、Φ2400mm钻筒，扩孔4次，最终成孔。
2020/9/11
（6）泥浆配制与清孔
a .泥浆配制 旋挖钻机静浆护壁钻孔工法，为了保持孔壁的稳定性，避免在施工中出现钻 孔坍塌和缩颈现象，利用静态泥浆液柱压力来保持孔壁稳定，同时泥浆在旋挖钻 岩施工时可以对钻具（齿）进行有效的冷却降温，使钻具在适当温度下运行，保 证钻具的耐磨性，因此钻岩科学的配制泥浆，对于桩径大，钻孔深含砂量大的桩 孔至关重要，旋挖钻设计泥浆配合比应该按地基土的形状、和工程条件通过试验 来定，其主要指标为密度、粘度、PH值含砂量等，一般100L的水加8kg的膨润土， 对于黏性土层，膨润土可降低到3～4kg。控制泥浆的粘度在18s～25s，含砂率小 于6%,加适量火碱来控制PH值，提升泥浆黏度，并根据地层变化情况调整泥浆比 重。 b.清孔 第一次清孔应在成孔之后，吊装钢筋笼之前用测绳测出沉渣厚度，如果超过 设计要求立即进行清孔，第一次清孔采用钻机放慢转速利用用双底双开门截齿钻 斗，将悬浮沉渣全部捞出；桩孔沉入钢筋笼之后，再用测绳测出沉渣厚度，超过 设计要求可用泵送泥浆正循环清孔或气举反循环清孔，从成孔到砼灌注，时间不 得超过4h。
坚硬地质密集钻孔直径2.4m大口径 灌注桩旋挖钻施工工法
——太子广场总承包工程
2020/9/11
目录
1、工法形成背景 2、工法特点及适用范围 3、工艺原理及流程 4、操作要点 5、材料与设备 6、社会效益与经济效益
2020/9/11
1、工法形成背景
随着我国建筑业近年来的飞速发展，为满足上部建筑物的要求，大口径钻孔灌注 桩由于其自身特有的优越性而得以广泛应用，大口径灌注桩基础通常的施工方法是采 用人工挖孔桩法或冲击钻法，人工挖孔法需要基坑土石方工程施工到基底后，才能进 行开挖，晾槽时间长，人工进行开挖施工速度慢，不能组织进行流水施工，冲击钻法 适用于中小直径和土质、砂质或砂石质地层中，对于在100Mpa硬度的微风化岩石地 质条件下，Φ2000mm～Φ2400mm大口径桩基础，采用旋挖法进行施工，不仅可以 与基坑支护桩进行流水作业，同时也比采用人工挖孔或冲击钻成孔节约时间，并提高 了工程质量。
2020/9/11
（2）施工机械选择 工程地质条件为微风化
岩层，其硬度达100Mpa，岩 层埋深浅，钻孔入岩工程量 较大，桩身直径达到2.0m～ 2.4m，桩位密集，空桩较长， 需要在基坑顶面施工。并且 桩体距离地下重要构筑物近 （如：地铁隧道等）。为满 足上述施工要求，桩机选择 要求钻机最大输出扭矩达 520kn.m。钻机型号应选择 TR550及以上的。