超高层建筑大直径桩基在高强度岩层中的旋挖成孔技术

注：另配备2台SR360施工XWZ8
五、施工流程
钠基膨润土配 置高黏度泥浆
测量放线 制备泥浆
钻机就位、 校正
终孔验收
清孔
浇筑砼
成桩检测
埋设护筒
机械套打 梅花成孔
钻进成孔
吊放钢筋笼
泥浆浮渣 机械清孔
安装导管
六、施工方法
1、测量放线、制备泥浆
钠基膨润土配 置高黏度泥浆
➢ 使用钠基膨润土，充分溶解于 水中(钙基膨润土与水反应易形成碳 酸钙沉淀物，影响泥浆质量)；
➢ 对中孔位后，钻机不得移位， 钻臂也不得随意改变角度；
六、施工方法
3、埋设护筒
➢ 护筒内径一般比桩径大20cm；
➢ 护筒深度穿过淤泥层、砂层等， 有条件的可埋至强风化层；
➢ 护筒埋设完成后周边需回填密 实，可有效防止护筒下沉；
六、施工方法
4、钻进成孔
机械套打 梅花成孔
➢ 强风化层以上使用SR420钻机 配捞砂斗直接钻进；
➢ 采用高品质钠基膨润土人工造浆，使用自来水 按 照 ： 水 ： 膨 润 土 ： 片 碱 ＝ 1000 ： 80~120 ： 1.5~2的配比将膨润土调制成比重1.15~1.3、黏度 23s以上的高粘度、高性能泥浆；
➢ 中风化岩层使用SR420钻机配 子弹头筒钻梅花成孔；
➢ 微风化岩层使用SR630钻机配 牙轮筒钻梅花成孔；
➢ 钻头耗损快，每种规格的钻头 配备2~3个/台，周转使用，设置钻 头维修区；
六、施工方法
4、钻进成孔
机械套打、梅花形成孔：
➢ ① SR630 与 SR420 套 打 ， SR420负责埋设护筒、施打中风化以 上及强度较低的微风化岩，SR630持 续施打强度较高的微风化岩；
二、工程概况－－桩基概况
XWZ25 XWZ8
桩代号
XWZ25
XWZ8
桩径
2500mm
800mm
数量
62根
100根
持力层
微风化花岗岩
强/中/微风化 花岗岩
桩长
6m~19.5m 8m~31.5m
(最小桩长与 (桩长与持力层
入持力层控制)
双控)
入微风化 持力层深度
2.5m~14.6m
/
三、成孔技术对比分析
➢ ⑦钻进效率：
钻机 型号
岩层 强风化
功效 统计 及以上
中风化
微风化
SR630
/
/
0.3m/h
SR420 2m/h 0.5m/h 0.2m/h
六、施工方法
5、终孔验收
➢ 旋挖成孔较容易判断孔底岩层 情况；
➢ 验收需业主、监理、施工单位、 详勘单位共同参与；
六、施工方法
6、清孔
泥浆浮渣 机械清孔
➢ 常规清孔工艺有正循环清孔、气举反循环清孔， 新工艺为泥浆浮渣、机械清孔工艺。
缺点
①劳动强度大，安全隐患大； ①工效低；
②岩层需爆破，施工效率极低； ②噪声大；
③爆破对周边环境有不利影响； ③易卡钻及掉钻；
④直径和深度受到限制；
④孔底沉渣厚度不易控制；
①倾斜岩层中钻进时易偏斜； ②孔底沉渣厚度不易控制； ③设备故障率高，维修难度大； ④成本高；
四、设备选择
➢ 根据超前钻情况结合芯样强度 检测报告，判断工程所处位置岩石强 度高、桩基入岩深，至少需SR420以 上旋挖钻机或使用冲孔钻机；
成孔技术
常见成孔工艺在岩层中的施工对比分析表
人工挖孔
冲击成孔
旋挖成孔
优点
①同时进行多孔开挖； ①每天有稳定钻进深度；
②直观鉴定地层，质量易保证； ②受岩面起伏影响小；
③干作业成孔，对环境污染小； ③设备故障率低，维修方便；
④孔底沉渣易清除； ④成本低；
⑤施工噪声小；
①施工效率高； ②施工噪声小； ②机械行走方便；
二、工程概况－－工程总体概况
T1/300m T2/200m
工程名称
中信金融中心项目T1塔楼桩 基础工程
中信证券股份有限公司 建设单位 金石泽信投资管理有限公司
代管单位
华润（深圳）有限公司
建筑功能
集酒店、办公、商业为一体 的大型城市综合体
层数 建筑高度
地下室5层 裙楼5层 地上65F/43F
T1：300m T2：200m
占地面积
3.14万㎡
总建筑面积
37.28万㎡
总造价
49.49亿
二、工程概况－－地质情况
中风化岩面 微风化岩面
➢ 岩面起伏大，倾斜度大，单桩 岩面高差普遍达3m、最大达6m；
➢ 基岩为燕山期侵入粗粒花岗岩， 结构基本未变，风化裂隙少量发育；
➢ 微风化岩单轴抗压强度大，达 90~130MPa；
➢ 微风化岩面浅，桩入微风化岩 深度达2.5~14.6m；
➢ ②2.5m筒钻切边，直径大，无 法直接取出岩石，但可有效防止孔斜；
➢ ③1.2m筒钻对称、梅花形成4 个孔，利用筒钻直接取出岩石；
六、施工方法
4、钻进成孔
➢ ④2.5筒钻扫边，破碎剩余岩石；
➢ ⑤2.5m捞砂斗清除碎石；
➢ ⑥循环钻进，每个循环钻进深 度根据钻头能够扭断岩石的长度及提 升重量计算确定，1.2m钻头的钻进 深度1.5~1.8m；
超高层建筑大直径桩基在高强度 岩层中的旋挖成孔技术
2016年11月24日
1 前言
交流提纲
4 设备选择
2 工程概况
5 施工流程
3 成孔技术对比分析
6 施工方法
一、前言
当今建筑环境下，超高层建筑越来越普遍且高度越来越大，基础的直径和承载力也越来越大。灌注桩 作为超高层建筑最常见的基础型式，其施工质量和施工进度直接影响建筑的安全和工程总体进度。灌 注桩成孔工艺有多种，旋挖成孔作为目前较先进、效率高、入岩强的成孔工艺，有着广泛应用前景。
➢ 工程工期紧，冲孔钻机效率低， 无法满足工期要求；
➢ 采用SR420旋挖钻机试成孔， 根据试成孔情况，SR420能够钻进至 中风化岩层，在微风化岩层中钻进缓 慢甚至无法钻进；
四、设备选择
名称
设备选择
配置参数
➢ 亚洲最大型号旋挖机 ①工作重量：200t
➢ 扭矩超大、入岩超强、 ②工作高度：35m
SR630 钻径超大、旋挖工效高 ③最大钻孔深度：140m
➢ 泥浆池的容量不小于同时施工 桩孔体积的1.2~1.5倍；
➢ 建议使用成品泥浆池，移动便 利，周转使用；
➢ 泥浆比重1.15~1.3、黏度23s 以上；
六、施工方法
2、钻机就位、校正
➢ 钻机重量大，工作面换填砖渣 或硬化，硬化时预留桩孔位置；
➢ 钻机就位后调整桅杆及钻杆的 角度；
➢ 采用十字交叉法对中孔位，启 动定位系统，予以定位记忆；
（1台） ➢ 适用于直径大、岩石硬、 ④最大钻孔直径：4.5m
入岩深、工期紧的桩基 ⑤动力头输出扭矩：
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工程
630kN.m
➢ 国内型号较大的旋挖机 SR420 ➢ 成孔深、钻径大，可割 （2台） 裂高强度岩层
➢ 与SR630配套施工
①工作重量：148t ②工作高度：25m ③最大钻孔深度：110m ④最大钻孔直径：3m ⑤动力头输出扭矩： 420kN.m