目錄緒論 31.1樁基的介紹 31.2樁基的發(fā)展史和發(fā)展現(xiàn)狀 31.3樁的分類 41.3.1按樁身材料分類 41.3.2按成樁工藝分類 41.3.3按成孔方式分類 51.4樁的應用方向 61.4.1樁在鐵路建設方向的應用 61.4.2樁在城市軌道交通建設方向的應用 71.4.3樁在公路建設方向的應用 71.4.4樁在橋梁建設方向的應用 71.4.5樁在高樓大廈建設方向上的應用 81.5選題意義 8第二章旋挖成孔灌注樁基坑支護實例 92.1工程概況 92.2工程地質條件 112.3旋挖成孔灌注樁的施工工藝 132.3.1旋挖成孔灌注樁的成樁原理 132.3.2鉆孔灌注樁施工方案 132.3.3施工工藝流程 142.4鉆孔灌注樁施工常見事故分析 18第三章初灌量和影響灌注樁承載力的因素 203.1鉆孔灌注樁混凝土的初灌量 203.2鉆孔灌注樁單樁承載力 213.3影響鉆孔灌注樁承載力的因素 223.3.1泥漿 223.3.2泥皮 233.3.3孔底沉渣 23第四章總結 24

摘要現(xiàn)代社會經(jīng)濟高速發(fā)展，城市建設擴張速度越來越快，各種高樓大廈都不斷地拔地而起，樁基礎在其中發(fā)揮了重要的作用。高樓大廈需要深挖基坑以及做好相應的基坑支護，旋挖成孔灌注樁作為一種新興的灌注樁施工工藝，因其施工效率高和環(huán)保，在基坑支護領域得到了廣泛的應用。本文主要介紹了旋挖成孔灌注樁在基坑支護中的應用，通過與其它灌注樁成孔方式的簡單對比，得出了它們之間的差異以及各自的優(yōu)缺點，然后對旋挖成孔灌注樁具體施工過程的流程和事故分析，闡明了施工過程中應該注意的問題，最后介紹了關于初灌量和單樁承載力的簡單計算以及提高單樁承載力的一些舉措。采用旋挖成孔灌注樁在施工過程中不僅能提高施工效率，還能有效的解決漏漿、孔壁坍塌以及孔底沉渣等問題，是未來工程建設領域值得發(fā)展和推廣的工藝。關鍵詞：旋挖成孔灌注樁；施工工藝；初灌量；單樁承載力；孔底沉渣

緒論1.1樁基的介紹樁基礎是一種常見的深基礎形式，也被稱為人工地基，通常包括樁頂上的承臺和樁基兩部分，其應用范圍包括工業(yè)與民用建筑、橋梁和碼頭等。實際生產中，原生地基往往不能達到工程建設所需的變形與穩(wěn)定性要求，因此，樁基的出現(xiàn)為在這些地方建造各種建筑物提供了可能。樁的作用機理是通過樁與周圍地層的接觸，在樁承受上部結構的荷載時，相互之間產生擠壓和摩擦，樁端土層和樁側土層分別為樁提供樁端阻力和樁側阻力，經(jīng)過力的傳遞與轉換，最后實現(xiàn)將上部荷載傳遞到地基深處質地更堅硬，壓縮模量更大的地層，降低了地層的沉降量。1.2樁基的發(fā)展史和發(fā)展現(xiàn)狀樁基的發(fā)展最早可以追溯到距今7000~8000年前的新石器時代，在靠近湖泊和沼澤的地方，人類為了防潮濕和躲避猛獸的襲擊，便學會了利用木樁搭建生活區(qū)，從早前浙江余姚河姆渡遺址中出土的木結構文物證明了這一點。在近代社會的混凝土樁、金屬材料樁問世以前，樁的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的時期，不過其中多數(shù)是木樁和石樁，尤其是木樁，在我國現(xiàn)存的古代建筑中，不乏還有許多保存完好的以木結構為支撐的建筑，如山西懸空寺、上海龍華塔等。19世紀20年代，兩次工業(yè)革命以后，鋼鐵冶煉技術逐漸成熟，利用鋼板樁作為地基處理開始取代木樁和石樁，其中比較典型的是1988年建成的上海的金茂大廈，它的地上部分高88層，樁的最大埋深達到83米。20世紀20年代，尤其是二次世界大戰(zhàn)之后，樁基理論和技術迅猛發(fā)展，水泥和混凝土的制造技術也更加成熟，預制樁和現(xiàn)澆混凝土樁得到廣泛的應用，樁型也不斷增加。20世紀50年代，隨著大型鉆孔機械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，鉆孔灌注樁和鋼筋混凝土樁開始出現(xiàn)在公眾視野，到了現(xiàn)代社會，鉆孔灌注樁的作用愈加凸顯，已成為國內外工程建設領域不可或缺的施工工藝。1.3樁的分類樁的種類有多種，本文主要通過樁身材料、成樁工藝和成孔方法對樁進行分類。1.3.1按樁身材料分類鋼樁：包括鋼板樁、型鋼樁和鋼管樁，根據(jù)承載力要求，靈活調整截面尺寸，從滿足設計要求。例如，U型鋼板樁、螺旋鋼管樁等；混凝土樁：包括預制混凝土樁和鉆孔灌注樁。預制樁由于制作過程通常是在工廠內，工廠化的生產可以精確控制其生產過程，因此，預制樁的樁身強度一般比鉆孔灌注樁要高，但其缺點是由于不是就地灌注，樁與周圍地層的結合不如鉆孔灌注樁緊密，且下放過程中容易與井壁發(fā)生碰撞，影響井的穩(wěn)定性；組合材料樁：樁身有兩種或者兩種以上材料組合而成，這種樁一般需要結合當?shù)氐牡刭|條件來選擇樁身材料而使得材料的性能得到最大發(fā)揮，有時可以節(jié)省工程成本。1.3.2按成樁工藝分類打入樁：其施工過程是用錘擊或者振動的方式將預制樁打入地層樁位設計標高，由于施工過程中會產生較大噪聲，因此對周邊環(huán)境影響較大；靜壓樁：利用壓樁機將樁壓入地層至設計樁位，相比打入樁，靜壓樁比較環(huán)保；就地灌注樁：在施工現(xiàn)場，利用機械設備，通過回轉鉆進、沖擊鉆進或沉入套管法將地層開孔至設計標高，然后就地灌注混凝土樁；植入樁：先利用機械設備將地表至樁位標高鉆出一條可供泥漿流通的通道，注入泥漿同時植入預制樁。1.3.3按成孔方式分類（1）人工挖孔法成樁：人工挖孔法是在設計好的樁位上，利用人工挖掘成孔，然后下放鋼筋籠，最后澆筑混凝土成樁。其優(yōu)點是施工機械簡單輕便，可以輕易移動，產生的噪音小，還可以邊挖孔邊觀察孔內情況，清孔也比較方便。缺點是挖孔人員需要潛入孔內作業(yè)，孔內空間有限，在一些脆弱復雜的地層，工作人員生命安全得不到保障。（2）沉管灌注樁：沉管灌注樁按照沉管方式分為錘擊沉管灌注樁、振動沉管灌注樁和靜壓沉管灌注樁。共同的原理是將帶有鋼筋混凝土的樁尖或者帶有活瓣式樁靴的套管沉入土中成孔，下放鋼筋籠并澆筑混凝土，然后拔出套管，利用拔管時候的振動將混凝土搗實而形成的樁。錘擊沉管灌注樁和振動沉管灌注樁的優(yōu)點是設備簡單，施工方便，施工速度較快，減少了工程造價，又因為樁尖采用的形式有多種（包括錐形樁尖、錐形活瓣樁尖、五瓣式梅花形截面活瓣樁尖、螺旋形鉆頭式子鑄鐵樁尖等），配合大直徑振動或者錘擊打樁設備，使得可以貫入工程性質良好的堅硬地層，適合各種工程地質條件。缺點是振動大，產生的噪音大，成樁的質量難以控制，并且在淤泥土層和標準貫入擊數(shù)較大的砂層中施工或者沉管過程遇到孤石時，沉管比較困難。靜壓沉管灌注樁的優(yōu)點是避免采用柴油錘或液壓錘，因此施工的過程中產生的噪音小，無振動對周圍土體的影響較小，靜力壓樁機還能控制壓樁力，從而能夠控制建筑物均勻的沉降，最后成的樁孔底較干凈，無明顯的沉渣量，樁身的質良較好。缺點是由于靜力壓樁機本身自重和體積較大，在較軟的地表面施工時容易發(fā)生陷機，陷機會對周圍的樁產生擠應力擠偏相鄰的樁，也有可能對周圍的建筑物或者地下管線產生擠土效應。（3）沖擊鉆成孔灌注樁：沖擊鉆成孔灌注樁的原理是利用沖擊式鉆機或者卷揚機懸掛一定質量的沖擊鉆頭，上下往復沖擊，將硬質土或巖層破碎成孔，用掏渣桶或者泥漿循環(huán)的方式清理孔底沉渣，最后澆筑混凝土成樁。其優(yōu)點是施工機械簡單，操作方便，能耗小，在含有較大卵礫石層的破碎效果較好。而且，由于鉆進施工時孔內泥漿一般處于靜止狀態(tài)，其主要作用是懸浮鉆屑和護壁，泥漿的用量較少，對環(huán)境的影響較小。其缺點是鉆進的大部分時間都花在提放鉆頭和掏渣上，鉆進的效率低。另外，鉆頭是利用鋼絲繩牽引，穩(wěn)定性不好，特別是當沖擊能量大時，容易發(fā)生孔斜、掉鉆和卡鉆事故，最終影響成樁的質量。（4）旋挖成孔灌注樁：旋挖成孔灌注樁成樁的基本流程是先通過底部帶有活門的筒式鉆頭的旋轉加上自重破碎巖土，將土屑裝入鉆斗，然后由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提升到孔外卸土，循環(huán)上述旋轉、削土、提升鉆斗和卸土，直至到達設計孔深，清孔，吊放鋼筋籠，二次清孔，最后灌注混凝土成樁。其優(yōu)點是產生噪音小，振動小，對周圍土體擾動小，鉆進速度較快，機械化程度高。其對于樁位的精確度控制較好，由于旋挖鉆機是靠筒底的切削刃切土鉆進，成孔后的孔壁較粗糙且孔壁泥膜較薄，成樁后樁體與土體能夠較好的結合，樁側摩阻力增加，進而提高了單樁的承載力。其缺點是鉆進時鉆筒與土體的接觸面積較大，提升鉆筒(尤其在軟土地層鉆進)時，容易產生負壓，造成孔壁的穩(wěn)定性降低，導致塌孔和縮頸，還有孔底的沉渣處理較復雜，需要利用掏渣鉆頭和泥漿清孔。1.4樁的應用方向人類利用樁基礎已有上千年歷史，樁的應用方向也越來越廣泛，而且隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對生活的更高追求，樁的地位也越來越重要。城市化的迅速擴張，各種高樓大廈如雨后春筍般突起，跨越江河湖海也因為樁基的應用變得不再是個夢，還有城市軌道交通、高架橋，連通各個城市的高鐵、高速公路等的建設都離不開樁的應用。1.4.1樁在鐵路建設方向的應用從1909年，我國第一條自主建設的鐵路——京張鐵路通車運行，到現(xiàn)代，隨著諸多鐵路線路的開通，中國的鐵路總運營里程位居世界第一，其中的高鐵總運營里程更是占到了世界高鐵總運營里程的50%，我們可以明顯感覺到鐵路的高速發(fā)展，而鐵路的發(fā)展與樁基的應用密不可分。鐵路因為其線路長，通常要跨越江湖湖泊、高山峽谷等地形，為了完成鐵路建設，根據(jù)不同的場合和區(qū)域地質條件，需要因地制宜選擇不同類型的樁。例如被譽為世界第八大奇跡的青藏鐵路，其橋梁的墩臺部分就大量采用了大直徑的挖孔灌注樁；同時，由于高鐵的大面積建設，越來越多的現(xiàn)代化高鐵站拔地而起，為了滿足高鐵站作為城市交通樞紐的功能需求，基坑的開挖深度和復雜性都大大增加，而樁在這些深基坑支護工程中的作用就顯得尤為重要。比如上海虹橋綜合交通樞紐，其建筑面積達到23萬m2，基坑開挖面積為35萬m2，深度34m，工程建設規(guī)模和難度之大可見一斑。1.4.2樁在城市軌道交通建設方向的應用城市軌道交通分為地下線、地面線和高架線，其中地面線和高架線合稱為輕軌線，地下線也叫地鐵線，無論是輕軌線還是地鐵線的建設，都離不開樁的應用。在輕軌線的建設上，樁主要為路基及橋墩提供支撐，同時要控制其沉降量；在地鐵線的建設上，由于某些地鐵站要實現(xiàn)一站換乘功能，如同高鐵站的建設，也需要進行基坑開挖和深基坑支護，樁在其中提供了可靠的支護作用。1.4.3樁在公路建設方向的應用我國地域面積廣袤，全國遍布數(shù)百萬公里的普通公路和高速公路，由于區(qū)域地質條件和地形的限制，途中穿越江河和高山峽谷的情況數(shù)不勝數(shù)；同時，不同地段的土層情況也大不相同，包括凍土、軟土、膨脹土等，進入山區(qū)時，有時還會面臨山體滑坡和泥石流等突發(fā)風險，為了保障人們生命和財產安全，各種樁如碎石樁、旋噴樁、水泥土攪拌樁發(fā)揮了重要作用。1.4.4樁在橋梁建設方向的應用樁在橋梁建設領域的作用除了一般情況下的承受上部建筑的豎向荷載外，還要承受一定的水平荷載。因為橋梁樁基礎的存在環(huán)境相對更加惡劣，尤其在海洋中，氯離子含量比內河更高，風浪條件也更為復雜，因此，在設計這類橋梁時還需考慮橋的耐腐蝕性和使用壽命。橋梁樁基礎的特色包括:(1)樁的規(guī)模大，大面積使用群樁。比如蘇通長江大橋，其主墩基礎用樁總數(shù)達到了131根；（2）樁的長度更長。同樣舉例蘇通長江大橋，其主墩的鉆孔灌注樁樁長達到了117m；（3）單樁的直徑更大。比如銅陵長江大橋的樁基礎采用的是變截面的鉆孔灌注樁，上段部分的直徑達到了4m。1.4.5樁在高樓大廈建設方向上的應用高樓大廈的地下室的施工都包括基坑開挖和深基坑支護兩部分，所以都需要利用各種形式的樁來完成圍護，包括止水帷幕（水泥攪拌樁）、支護樁、立柱樁和錨桿等，根據(jù)不同的地質情況來選擇合適的維護形式。1.5選題意義無論是在鐵路建設領域、橋梁建設領域還是高樓大廈建設領域等，基坑支護都已成為不可缺少的支護類型。通過對樁的分類和優(yōu)缺點對比，加上實際工程的經(jīng)驗，可以看出旋挖成孔灌注樁因其成孔速度快、施工精度控制高、對環(huán)境的污染少、施工條件更廣泛，在稍微增加成本的情況下，施工效率更高、成樁質量也較其它成樁方式更好，極大的滿足了工程項目對于施工周期和施工質量的要求，在基坑支護領域已逐漸成為主力樁型。

第二章旋挖成孔灌注樁基坑支護實例本文選用的旋挖成孔灌注樁的工程實例為武漢市美林公館二期基坑支護工程。2.1工程概況武漢美林公館二期基坑支護工程位于武漢市江漢區(qū)新華路與馬場角小路交匯處，是武漢交通較繁忙地段。該項目北面為牯牛村街道，距離基坑邊37.0m，目前在紅線外還有部分待拆民房；基坑西面為臨近小區(qū)道路，基坑邊線距離道路邊線約17.0m；基坑東面為已建項目一期小區(qū)，地下室邊線距離紅線最近處約5.0m，小區(qū)建筑距離基坑邊最近處約為12.0m；基坑南面為馬場角小路，基坑邊線距離道路邊線約46.0m，基坑邊線距離武漢地鐵3號線影響線約為17.5m。項目總建筑面積約213179.90m2，其中地上建筑面積約158403.00m2，地下建筑面積約54776.90m2，其中地上含1棟18層高層、2棟22層高層、2棟30層高層、1棟48層高層、一棟53層高層、一棟15層辦公樓、1棟幼兒園。場地設計±0.000＝23.00m，項目自然地面標高為20.5-21.5m，地下室共設兩層，基坑開挖面積約32100m2，基坑開挖周長約927m?；娱_挖深度為8.0-9.4m?；硬捎玫闹ёo方案為：雙排樁支護、支護樁+一層支撐，支護樁形式為旋挖成孔灌注樁，投入型號為XR260D的旋挖鉆機。具體設計如下：(1)、支護樁設計樁徑及樁間距為：Φ900@1400mm和Φ1000@1500mm,有效樁長16～25m，樁身混凝土強度等級為C30。（2）、立柱樁設計樁徑為800mm，有效樁長15m；棧橋樁徑為900mm，有效樁長不小于37m，且入中風化泥質粉砂巖不小于2.0m。樁身砼強度等級為C30。圖2.1美林公館二期基坑工程項目平面布置圖

2.2工程地質條件表2.1工程地質條件編號與地層地層成因顏色狀態(tài)壓縮性包含物及特征分布情況（1-1）雜填土雜松散不均勻土質不均勻，主要為磚渣、碎石砼塊等建筑垃圾，局部夾有少量粘性土。碎塊塊徑2-10cm，最大大于50cm，含量大于50%，堆積年限小于十年局部分布（1-2）素填土褐灰松散不均勻土質不均勻，主要由新近堆填的粘性土組成，局部地段夾有少量碎石，碎石含量約占10%，粒徑2-5cm，場地內大部分有分布，土層結構松散，堆積年限小于10年局部分布（2-1）黏土褐黃可塑中等偏高圖紙均勻，切面光滑，干強度，韌性強全場分布（2-2）淤泥質黏土灰流塑高土質不均勻，切面較光滑，干強度中等，韌性中等，局部夾有少量薄層粉土全場分布（2-3）粉質黏土夾粉土褐灰軟塑中密高土質不均勻，以粉質黏土為主，夾薄層粉土。粉質黏土干強度低，韌性低；粉土，搖擺反應中等全場分布（2-4）黏土灰可塑中等土質均勻，切面較光滑，干強度高，韌性高局部揭露（3）粉質黏土，粉土粉砂互層褐灰軟塑中密中等偏高土質整體不均勻，粉質黏土，干強度低，韌性低，含量約占40%；粉土搖晃反應明顯，含量約占30%，粉砂，見有石英、云母、長石等礦物，含量約占30%全場分布（4-1）粉細砂灰中密中等偏低土質不均勻，礦物成分由石英、長石等組成全場分布編號與地層地層成因顏色狀態(tài)壓縮性包含物及特征分布情況（4-2）粉細砂灰中密密實低土質不均勻，礦物成分由石英、長石等組成，含云母片；偶見薄層狀黏性土及粉土，顆粒級配一般全場分布（4-2a）粉質黏土灰可塑中等土質較均勻，切面較光滑，干強度低，韌性低，局部夾有少量薄層粉土局部揭露（4-3）中粗砂夾卵礫石灰中密密實低土質不均勻，以中粗砂為主，卵礫石含量約10%～40%，一般粒徑1.5～4.5cm，最大粒徑大于10cm，磨圓度較好，成分以硅質及石英質為主，局部膠結成礫巖塊，塊徑大于10cm,分布不均勻局部缺失（5-1）強風化泥質粉砂巖青灰，低節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，風化呈土狀、破碎狀，手捏易碎，風化程度不均勻，局部夾中風化巖塊，巖體基本質量分級為V級大部分分布（5-1a）中風化泥質粉砂巖青灰灰白不可壓縮泥質膠結，層狀構造，節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體較碎，巖心多呈短柱，碎塊狀，采取率約為85%，RQD值約為60%，為極軟巖，巖體基本質量分級為V級局部揭露（5-2）中風化泥質粉砂巖青灰不可壓縮節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖心多呈短柱、碎塊狀，RQD值約60%，巖體質量分級V級局部揭露（6-1）中風化泥質粉砂巖紅褐不可壓縮節(jié)理裂隙發(fā)育，層狀構造，巖心采取率85%，RQD值55%巖體質量分級V級局部揭露(6-2)中風化泥質粉砂巖紅褐色不可壓縮節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較完整，巖心采取率約90%，RQD值約78%，巖體基本質量分級V級局部揭露2.3旋挖成孔灌注樁的施工工藝2.3.1旋挖成孔灌注樁的成樁原理旋挖成孔是在泥漿護壁的條件下，旋挖鉆機上的鉆盤或動力頭帶動可伸縮式鉆桿和鉆桿底部的鉆頭旋轉，用鉆頭底端和側面開口上的切削刀具切削巖土，同時切削下來的巖土從開口處進入鉆斗內。待鉆斗裝滿鉆屑后，通過伸縮鉆桿把鉆頭提到孔口，自動開底卸土。如此反復，直至到達設計孔深。待成孔完畢，用測量繩下掛重物測量檢查孔深，核對無誤后，進行一次清孔，然后下放鋼筋籠，安裝導管后，需進行第二次清孔，最后灌注混凝土成樁。2.3.2鉆孔灌注樁施工方案本工程灌注樁混凝土強度等級為水下C30，水下混凝土的用量及配合比按現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程處理。本工程采用導管灌注水下混凝土，導管的構造和使用以及灌注水下混凝土的施工要領按現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程處理。為確保水下混凝土的質量，向導管灌注混凝土時，建議采用混凝土輸送泵或其它有效措施。施工時應按樁頂?shù)脑O計標高掌握好混凝土的灌注量，使之既保證鑿出樁頂浮漿層后混凝土的質量，又不至于鑿除太多而造成浪費，建議灌注混凝土完成面之標高比樁頂?shù)脑O計標高高出0.5m。用于灌注樁的混凝土，現(xiàn)場需做配合比實驗，同時獲得混凝土的初凝與終凝時間，并保存好數(shù)據(jù)，用以指導現(xiàn)場施工。確保相鄰樁之間的施工不受影響。施工容許偏差，樁徑容許偏差為±50mm，垂直度容許偏差為1/100，樁位容許偏差為D/6且≦100mm。由于支護樁的樁徑為900/1000mm，而樁間距為1400/1500mm，旋挖樁的成孔施工為取土施工，支護樁完成后不能立即對鄰樁進行開孔施工，因此支護樁采用的是跳打施工法，根據(jù)經(jīng)驗值附近樁施工間距不得小于2.5倍孔徑，要求現(xiàn)場配備至少五個護筒。如圖2.2所示：先埋設編號1、4、7、10、13號樁的護筒，并依次鉆進，澆筑完成后，再埋設2、5、8、11、14號的護筒，再依次鉆進，最后完成3、6、9、12、15號樁的施工。123456789101112131415圖2.2支護樁跳打施工2.3.3施工工藝流程（1）測量放樣場地平整后放線定樁位，定位后要在每個樁位中心點打入一條Φ16×800mm的鋼筋做樁位標記。軸線樁位經(jīng)相關人員復核無誤后方可進行施工。樁位放樣偏差必須滿足設計及施工規(guī)范要求。（2）埋設護筒護筒采用鋼板卷制而成，為防止施工中護筒外圈返漿造成塌孔和護筒脫落。孔口應采用鋼板護筒，護筒中心與樁中心偏差不得大于50mm，并應保證護筒的垂直度和水平度。鉆孔樁護筒內徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒埋設深度不大于1.5m，且高出泥漿面200mm。圖2.3埋設護筒（3）樁機設備就位首先做好場地的平整及壓實，鉆孔灌注樁成孔設備就位后，必須平正、穩(wěn)固，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動。為準確控制成孔深度，準備好測繩，在鋼絲繩上做好控制深度的標識，以便在施工中進行觀測記錄。開始鉆孔前，自然造漿池的水泵及輸漿管準備就緒，調整好機身前后左右的水平，成孔錘中心對準樁位后（要求偏差不大于±20mm），即可開始鉆孔作業(yè)。（4）泥漿護壁用好泥漿是保障成孔順利，保證樁孔不坍塌、不縮徑，保證混凝土灌注質量的重要環(huán)節(jié)。為保證成孔質量，施工中要準備膨潤土，做好現(xiàn)場泥漿的配置，排污、更換工作，設專人進行泥漿管理，隨時跟蹤、檢查循環(huán)池內泥漿比重、粘度，以確保鉆進需要。性能不合格泥漿不得使用，對于施工中產生的廢漿液均用密封罐車外運排放。根據(jù)測量放線結果，規(guī)劃出泥漿池位置并完成泥漿池的設計，在泥漿池上架設3PN泥漿泵并接上泥漿管，地面挖設泥漿循環(huán)溝渠，形成泥漿循環(huán)系統(tǒng)圖2.4現(xiàn)場泥漿質量檢測根據(jù)相類似的工程施工經(jīng)驗，為確保泥漿在孔壁的泥皮形成和起到平衡地下水壓力的效果，該項目采用的泥漿各階段比重和粘度如下表2.2所示。表2.2泥漿性能要求泥漿比重粘度（S）注入孔口泥漿1.15～1.2518～22排出孔口泥漿≦1.2520～28（5）鉆進成孔鉆孔灌注樁采用旋挖鉆機成孔，采用膨潤土泥漿護壁，正循環(huán)兩次清孔工藝。鉆進過程中根據(jù)不同地層勻速成孔，成孔時將渣土排出孔外，保證孔內沉渣厚度符合要求。泥漿護壁應該符合下列規(guī)定：施工期間護筒內的泥漿面應高出地下水位2m以上；在清孔過程中，應不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土；灌注混凝土前，孔底500mm以內的泥漿相對密度應小于1.25；含砂率不得大于8%；粘度不得大于28s；在容易產生泥漿滲漏的土層中應采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。（6）終孔鉆孔灌注樁達到設計深度且清孔完畢后方可終孔。(7)清孔成孔后，應用測量繩下掛0.5kg重的鐵碗測量檢查孔深，核對無誤后，進行清孔。鋼筋籠下放前，先進行第一次清孔，保證實際有效孔深滿足設計要求，以免鋼筋籠到達不了指定深度。（8）制作鋼筋籠鋼筋籠的制作在鋼筋加工車間完成，按照設計要求選用合適直徑和強度的主筋、箍筋和螺旋筋。待鋼筋籠焊接完成后。應將鋼筋籠平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放高度不宜超過兩層。鋼筋籠允許偏差：龍直徑±10mm；籠長度±100mm；主筋間距±10mm；箍筋及螺旋筋間距±20mm。圖2.5制作完成的鋼筋籠圖2.6鋼筋加工車間（9）吊放鋼筋籠本工程灌注樁最大直徑1.2m，鋼筋籠最長約31m，主筋采用HRB400（熱軋帶肋鋼筋，屈服強度為400），需分段加工制作，采取多點抬吊吊裝、整體空中回直入孔的吊裝方案。①鋼筋籠分多節(jié)吊放，先插入孔內的鋼筋籠上部架立筋將籠體固定在護筒上，再利用吊裝機械將上節(jié)鋼筋籠吊住進行上下節(jié)鋼筋籠的對接。對接合格后下放鋼筋籠，下放過程中嚴禁鋼筋籠觸碰孔壁；②鋼絲繩的選用本工程用于起吊鋼筋籠的鋼絲繩規(guī)格為：鋼絲繩直徑為21.5mm，由于卡環(huán)實際承受拉力小于容許拉力，故選取卡環(huán)銷子直徑41mm，滿足安全要求。吊裝過程中，嚴禁單點起吊；③鋼筋籠吊筋采用直徑為16的三級鋼，并計算好鋼筋籠頂標高到地面標高的距離。當鋼筋籠吊裝至樁孔時，用枕木做好支撐，并將吊筋與鋼筋籠焊接，焊接完畢后再下放鋼筋籠；④鋼筋籠的外側應采用有效措施，以保證鋼筋的保護層厚度和鋼筋籠位置準確對中；⑤鋼筋籠搬運和吊裝應防止變形，安裝應保持垂直對中避免碰撞孔壁，就位后應立即固定；圖2.7下放鋼筋籠(10)導管安放鋼筋籠吊放后，按照計算好的深度，逐節(jié)下放導管。下放導管時接口部位必須安裝好密封圈，必須將接口擰緊。保證導管底口距孔底30～50cm的距離。導管的構造和使用應符合下列規(guī)定：（a）導管壁厚不宜小于3mm，直徑宜為200～250mm，直徑制作偏差不應該超過2mm，導管的分節(jié)長度為2.5～5m，底管長度不宜小于4m，接頭宜采用雙螺紋方扣快速接頭；（b）導管使用前應試拼裝、試壓，試水壓力可取為0.6～1，0MPa；（c）每次灌注后應對導管內外進行清洗。（11）二次清孔當導管安裝完畢，灌注混凝土前應再次測量沉渣厚度，沉渣厚度超標時，應進行二次清孔。二次清孔采用正循環(huán)壓漿法即可取得很好的效果。澆筑混凝土前，孔底沉渣厚度指標應符合規(guī)定：不大于10mm；第二次清孔時間不少于30分鐘，清孔結束后，要盡快灌注混凝土，其間隔時間不能大于30分鐘，若超過30分鐘，必須再次進行清孔。第二次清孔注入泥漿比重宜為1.15～1.25，漏斗粘度宜為18～22s。（12）水下灌注混凝土灌注樁采用導管回頂法進行灌注，混凝土導管使用前需經(jīng)過水壓試驗，確保無漏水，滲水時方能使用，混凝土導管接頭連接處須加密封圈并上緊絲扣。澆筑的混凝土強度等級為水下C30，必須具備良好的和易性，坍落度為180～220mm。水泥用量不應該少于360kg/m。水下混凝土的含砂率為40%～50%，并選用中粗砂，粗骨料的最大粒徑不大于40mm，且不大于鋼筋間最小凈距的1/3。開始灌注第一斗混凝土時，要用球膽隔離作為隔水栓，以免產生混漿。使用的隔水栓應有良好的隔水性能，并應保證順利排出。開始灌注第一斗混凝土時，，導管下端距離孔底應該控制在300mm～500mm，且在第一斗混凝土投入后埋入長度應達到0.8m以上。在以后的灌注過程中，導管埋深宜為2～6m，嚴禁導管提出混凝土面。當提升導管時，要盡量平穩(wěn)，一次拔管不得超過4m，避免出料沖擊過大或者鉤帶鋼筋籠。水下混凝土必須連續(xù)澆筑，每根樁的澆筑時間應按混凝土的初凝時間控制。要控制最后一次灌注量，超灌高度宜控制在0.8～1.0m,鑿除泛漿后必須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計強度。圖2.8放置隔水栓圖2.9樁身混凝土灌樁2.4鉆孔灌注樁施工常見事故分析表2.2鉆孔灌注樁施工中常見事故及技術措施序號分類原因分析技術措施1樁位偏移測量護筒偏移加強測量精確度，護筒埋高應填實，不得松動2鉆孔傾斜1、成孔中遇探頭石、漂石，大小不均，鉆頭受力不均；2、基巖面產狀較陡；3、鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷；4、土層軟硬不均；5、孔徑大，鉆頭直徑小1、發(fā)現(xiàn)探頭石，立即更換破碎巖頭，破碎探頭石后再鉆進；2、經(jīng)常檢查調整鉆機水平；3、及時更換鉆頭序號分類原因分析技術措施3縮徑孔洞時間暴露過長，土過粘加強每道工序的施工時間，采用復掃的方法解決縮徑現(xiàn)象，進入粘土層要滿轉，保持泥漿濃度4擴徑清孔泥漿過稀或土質問題采用一定濃度的泥漿成孔和清孔5樁徑偏大（?。┏煽族N尺寸偏大（小）選擇的鉆頭直徑宜比成樁直徑小20mm，定期檢查鉆頭磨損情況，及時修復6斷樁導管拔出了混凝土面控制好導管埋深，每次拔出應按照規(guī)范7鋼筋籠上浮籠輕而泥漿比重大，提升導管時容易將鋼筋往上鉤帶控制二次清孔的泥漿比重達到指標，導管直徑不宜過大，鉆進過程中經(jīng)常上下抽動導管8堵管澆筑時間過長，混凝土坍落度太小控制混凝土運輸時間間隔，不宜過長，混凝土坍落度必須控制在200±209掉鉆1、大繩在轉向裝置聯(lián)結處被磨斷；或在靠近轉向裝置處被扭繩以及繩卡脫落；2、轉向裝置與鉆頭的聯(lián)結處脫開1、用打撈活套、打撈鉤或者沖抓錐來抓取掉落的鉆頭；2、預防掉鉆頭，經(jīng)常檢查容易損壞的部位和機構10導管不能上提1、鋼筋籠卡籠導管尺寸過大；2、導管埋入混凝土深度過大1、采用小直徑導管；2、導管埋深宜控制在2～6m，澆筑過程中要邊澆筑邊上提導管11吊腳樁1、清孔后泥漿相對密度過低，孔壁坍塌或孔底涌進泥沙，或未立即灌注混凝土；2、清渣未凈，殘留沉渣過厚；3、沉放鋼筋骨架、導管等物時與孔壁發(fā)生碰撞，使孔壁坍落孔底1、做好清孔工作，達到要求后要盡快進行混凝土的澆筑；2、控制泥漿濃度，及時清理沉渣；3、保護孔壁，應盡量避免與孔壁發(fā)生碰撞12樁身露筋鋼筋保護層設置不規(guī)范鋼筋籠的保護層采用75mm厚砂漿塊，間隔6～10m每周均勻放置三個第三章初灌量和影響灌注樁承載力的因素3.1鉆孔灌注樁混凝土的初灌量混凝土的初灌量是為了將導管埋入混凝土中一定的深度，防止整根樁之間出現(xiàn)泥漿夾層，保證整樁混凝土的連續(xù)性。因此，第一斗灌入的混凝土必須經(jīng)過精確計算，才能將孔底泥漿翻起并讓導管埋入一定的深度，防止出現(xiàn)斷樁情況。初灌量的計算公式如下：V≥πd式中，V—混凝土初灌量（m3）；H—樁孔深度（m）;h?—導管內混凝土柱與管外泥漿柱平衡所需高度（m）;h?—初灌混凝土下灌后導管外混凝土面高度（m）;d—導管內徑（m）;D—樁孔直徑（m）;k—充盈系數(shù)。3.2鉆孔灌注樁單樁承載力單樁承載力是指單樁在荷載作用下，地基和樁本身的強度和穩(wěn)定性均能得到保證，變形也在容許范圍內，以保證結構物的正常使用所能承受的最大荷載。一般情況下，樁受到軸向力，橫軸向力及彎矩作用，因此要分別研究單樁的軸向承載力和橫軸向承載力。樁的承載力是樁與土共同作用的結果，取決于樁身材料強度和土對樁的支承力，并取用兩者中的較小值。確定單樁承載力的方法有很多，按土對樁的支承力來確定單樁承載力的方法分為靜力法和動力法兩大類。靜力法是根據(jù)室內和原位土工試驗的資料，后者則根據(jù)成樁過程中或成樁后的現(xiàn)場動力測試的資料，然后應用理論分析方法或者應用工程實踐經(jīng)驗來估算單樁承載能力。單樁承載力一般情況下主要由土對樁的支承力控制，但對于端成樁、外路段較長的樁、超長樁、混凝土質量不容易控制的就地灌注樁等，也可能受樁身材料強度控制。單樁承載力通過樁側阻力與樁端阻力直接相加計算得到，不管是特征值設計法還是極限值設計法，在概念及理論上均存在不完善之處，主要原因是樁側阻力與樁端阻力的力學特性及對變形的要求不同、不能同步發(fā)揮所致。但目前國際上更多采用極限值設計法，因為其更直接可靠和準確。下面分別給出單樁豎向極限承載力的標準值和單樁豎向承載力的特征值：（1）單樁豎向極限承載力標準值參照《建筑樁基技術規(guī)范》，按如下公式確定：Quk=Qpk+Qsk=qpk式中，QukQpkQskqpkApqsiku—樁身的周邊長度；li（2）單樁豎向承載力特征值參考《建筑樁基技術規(guī)范》，按以下公式確定：Ra=式中，RaK—安全系數(shù)，一般取K=3。3.3影響鉆孔灌注樁承載力的因素由于單樁承載力由樁身材料強度和土對樁的支承力，而土對樁的支承力=樁側土的摩擦力+樁底端摩擦力，影響承載力的因素可以從以下三方面考慮。3.3.1泥漿鉆進過程中，為了維持井壁的穩(wěn)定性，一般會采用工程現(xiàn)場自制的泥漿來護壁。泥漿的主要目的是增大井孔側壁靜水壓力，從而與井壁周側的側向土壓力和水壓力達到平衡，理論上與液體的環(huán)向均勻分布力相似，實現(xiàn)了阻擋地下水滲透和保護孔壁。同時，泥漿的作用還包括攜帶鉆屑、冷卻鉆頭以及潤滑減小摩擦。鉆孔灌注樁用的泥漿主要成分包括膨潤土、水和添加劑（如加重劑、增重劑等），其中膨潤土的性質對泥漿的性能起著至關重要的作用。泥漿對灌注樁承載力的影響主要體現(xiàn)在護壁和攜帶鉆屑的能力，護壁性和攜帶鉆屑的能力會影響樁側土的摩擦力和成孔質量。泥漿的主要性質有：（1）相對密度相對密度的定義是泥漿的質量與在4℃時同樣體積的純凈水的比值，也稱為比重。理論上可以將泥漿看作一種孔內環(huán)向均勻分布力，從上至下逐漸減小，該力即是泥漿護壁的機理，而比重即是影響分布力最重要的因素。理論表明，在一定范圍內，泥漿比重越大，對孔側的靜水壓力越大，孔壁表現(xiàn)更加穩(wěn)定。（2）粘度粘度定義為在泥漿循環(huán)過程中，可將泥漿視作由若干個極薄的分層組成，每個分層之間都存在一定的摩擦力，這個力的大小即為粘度，包括表觀粘度和塑性粘度。一定范圍內，粘度越大，泥漿攜帶鉆屑的能力越強，同時，一定粘度的泥漿增大孔壁的抗剪強度，提