旋挖桩基工程施工组织设计方案

第一章工程概况1.1工程地质情况根据本次详勘钻探资料，勘探深度围，场地地层自上而下为：第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）、第四系中更新统残积层（Q2el）奥寒武系冶里组白云岩石（εOy）。

1、第四系全新统人工堆积层（Q4ml）①素填土（Q4ml）：黄褐色、杂色，主要由粘性土、角砾及碎石组成，角砾、碎石成分为页岩及石灰岩，大小混杂，不均匀，粒径一般为5-150mm左右，硬杂质含量50%左右，局部夹杂灰岩大块石，块石直径可达400mm以上，分布不均，回填时间大于3年。

稍湿-饱和，松散-稍密。

该土层在整个场地均有分布，层厚4.50-6.80米，层底标高-0.99-1.82米。

2、第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）②粉砂（Q4mc）：灰黑-灰褐色，饱和，稍密状态，主要矿物成分为石英，间隙充填粘性土，局部夹薄层粗砂透镜体，含少量贝壳，含少量有机质，稍有腥味。

揭露层厚2.30-6.00米，层底标高-4.69- -1.29米。

该土层在整个场地均有分布。

3、第四系中更新统残积层（Q2el）③粘土（Q2el）：棕红色，可塑状态，切面光泽，韧性强，干强度高，夹杂黄褐色全风化岩碎屑及碎块。

揭露层厚0.60-5.50米，层底标高-9.44- -9.70米。

该层仅在ZK6、ZK7号钻孔后缺失。

4、奥寒武系冶里组白云岩石（εOy）④强风华白云岩（εOy）：灰色，灰白色，化学结构，层状构造，岩体节理裂隙发育，岩芯呈块状、破碎状，局部有溶蚀痕迹，岩质较软，岩芯破碎，成碎块状。

岩体破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为V级，层厚0.60~5.00mm，层底标高-9.59~-5.51m。

该层仅在ZK2、ZK4、ZK6号钻孔揭露。

④1中风化白云岩（εOy）：灰色，灰白色，化学结构，层状构造，岩体节理裂隙较发育，主要矿物成分为白云岩和方解岩，岩芯呈短柱状、长柱状，柱长10-30cm，裂隙由方解石脉充填，方解石脉宽1-4mm，局部有溶蚀痕迹，属较硬岩，岩体较完整，局部较破碎，岩体基本质量等级为III级。

揭露层顶埋深7.50-15.60米，揭露层顶标高-9.44- -1.29米。

④1溶洞：白云岩溶蚀而成，洞全充填软塑-可塑状态粘性土及白云岩碎石、碎屑。

1.2地下水情况：地下水以两种方式存在：其一赋存于场地素填土层、粉砂层中，水量较丰富；其二赋存于裂隙、溶蚀空隙中，属岩溶裂隙潜水，水量丰富。

1.2现场状况：本工程桩基穿过土层主要为新近回填土层、粉砂、粘土、强风化与中风化白云岩，上部填方区较为松散，桩的深度预计最深将达20米以上。

地质特征较为复杂，并且有长年地下水、块石等地下障碍物。

1.3现场条件1.3.1合理布置施工现场，清理场地影响施工的障碍物，坑底土质为流沙层，不能用作钻机作业面，砂层顶须用碎石渣回填，（回填厚度约0.5—1.5m，以能站钻机为标准，现场实际把控）达到“三通一平”，挖好稳定液搅拌池。

1.3.2对现场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件。

1.3.3引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测。

1.3.4原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。

1.3.5正式施工前试成孔，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。

第二章重点与难点及解决方法2.1重点与难点：2.1.1因场地均匀分布有淤泥质粉砂层，松散、在水的作用下易流动，俗称流沙。

此层的存在给施工造成了两个难点：第一、钻机就位难度大；第二、钻机不易成孔及易塌孔。

第一个难点的解决办法为：为了使施工顺利进行，使钻机顺利就位与流沙层之上，现场采用外购碎石渣摊铺及碾压的方法，使流沙层具有一定的强度，使钻机能够顺利就位，且牢固就位。

第二个难点的解决办法为：1、因流沙层的存在使得成孔变得异常困难，极易塌孔，解决此难点的办法，首先一点就是加大泥浆护壁的用量，大量造浆以保证成孔的顺利进行。

2、采用超长钢护筒从地面开始穿过流沙层，且进入岩石层1.5-2m，以预防塌孔现象的发生。

因此在施工前就必须加工好各种规格的钢护筒，且配备专业焊接及维修工人在现场待命，出现切割、维修、加长钢护筒的情况，能够第一时间完成，以增加工程进度，避免窝工。

3、现场准备大量的堵漏剂，如水玻璃等，在浇筑混凝土前如护壁仍存在孔洞，可大量使用堵漏剂进行现场堵漏，以免对桩身混凝土强度造成影响。

2.1.2因场地遍布强风化及中风化白云岩，此类岩石异常坚硬，这就使得成孔钻进难度极大，经常出现偏孔、掉钻、跳钻等现象，对钻进速度影响很大，耗时长，钻机的材料损耗严重，钻头、钻具破损严重，需要大量时间进行修理焊接，导致严重的机械降效。

解决办法为：1、现场准备方面：现场配备足够经验丰富的施工队伍，能够应对钻进过程中出现的问题，配备足够的子弹头、钻具等钻机用材料，以及配备专业维修队伍，负责24小时对所有钻机进行现场维修、更换等。

发现钻机损坏必须及时通知维修队伍更换维修，尽可能地减少更换维修等花费的时间。

2、技术准备方面：因偏孔、掉钻、跳钻、钻具磨损等为不可避免因素，因此必须提前做好所有准备工作，现场技术人员必须在钻机进场前做好技术交底，让施工队伍提高思想准备和加强现场应对能力，尽可能地增加施工效率。

3、资金准备方面：因场地位于长兴岛，距离公司财务部门较远，因此公司必须保证项目部资金的正常施工，专门提前划拨施工备用金，禁止发生现场资金断流的情况，坚决保证项目部的资金施工。

2.1.3白云岩场地下伏基岩为（白云质石灰岩），岩溶发育，根据勘察资料显示，存在溶沟、溶槽及溶洞，且受构造影响，岩石的节理裂隙发育，造成在施工过程中一定会发生混凝土亏方严重的现象。

解决办法为：技术员在与混凝土供应单位签订商品混凝土购销合同时，应明确告知此情况，即实际需要的混凝土方量有可远远大于理论方量，要求混凝土单位能够提前了解此情况，如果在施工中出现此情况，能够给予充足的混凝土供应，避免发生桩灌注过程中混凝土供应不及时而导致的断桩现象的发生。

现场技术人员必须对此情况快速反应，及时加大混凝土需求量，坚决避免浇筑中断的现象。

而且，在浇筑过程术人员必须一直在现场指挥浇筑，如出现严重超方现象及时通知监理及甲方过程技术人员并做好现场签证。

第三章旋挖成孔桩施工方法3.1旋挖钻机成孔根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合桩基设计参数，确定本工程灌注桩成孔工艺采用旋挖钻机成孔，混凝土采用C45、C50商品砼，钢筋笼一次绑扎成型、整体吊装，导管灌注水下混凝土。

工艺流程：钻机就位开孔——设置护筒注入泥浆——旋挖钻进——清孔——下放钢筋笼——插入混凝土导管——拔出导管——拔出护筒——泥浆处理——废浆外运。

3.2工艺选择及设备选型工艺选择：该工程钻孔施工采用旋挖钻机成孔方式、湿法成孔施工。

结合本工程钻孔桩的地质情况、工期紧等综合因素，钻头采用旋挖斗钻头，清孔时采用旋挖捞砂钻头。

设备选型：根据上述情况和我公司的施工经验，选择国产的ZR250型钻机，旋挖孔深度可达80m。

3.3施工方法场地平整及钻机就位。

液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°现场地面承载能力大于250KN∕m2，所以钻机平台处必需碾压密实。

进行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔。

旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。

钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm。

3.4钢护筒埋置根据桩位点设置护筒，护筒的径应大于钻头直径100mm,护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm,倾斜度的偏差不大于1％，护筒与坑壁之间应用粘土填实。

施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。

首先正确就位钻机，使其机体垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。

护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重全，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。

护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于 1.5m。

护筒应高出地面20-30cm,随即注入泥浆，并应保证孔泥浆液面稳定。

3.5钻进过程当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5-8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔注浆，使孔水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。

操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。

当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。

钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。

开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。

钻进护筒以下3m可以采用高速钻进，钻进速度与压力有关，采用钻头与钻杆自重磨擦加压，150Mpa压力下，进尺速度为20cm∕min ；200Mpa压力下，进尺速度为30cm∕min；260Mpa压力下，进尺速度为50cm∕min。

3.6泥浆配制采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，在泥浆池中用搅浆机将泥浆搅拌好后，泵入孔，旋挖钻均匀缓慢钻进，这样既钻进又起到泥浆护壁的作用。

钻进时掌握好进尺速度，随时注意观察孔情况，及时补加泥浆保持液面高度。

泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.05-1.2之间，粘度控制在17-20s，砂率控制在4%以。

常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加烧碱、聚丙稀酰胺或纤维素等配置；二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准，否则有可能造成塌孔，影响成孔质量。

3.7清孔钻进到设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土发尽量装入斗，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。

一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环要求沉碴厚度不大于10cm。

在灌注水下混凝土前，用高压水吹翻底渣，进一步减少桩底沉碴厚度。

3.8孔口标高控制钻孔前先用水准仪确定护筒标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高计算孔深，以钻具长度确定孔深，孔深偏差不短于设计要深度，超钻深度不大于50cm；孔径用检孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后方可能进行下道工序。