淤泥地质条件下冲孔灌注桩施工工法

淤泥地质条件下冲孔灌注桩施工工法1 前言随着现代社会与经济的发展，城市交通也已经发生了巨大的变化，进入二十一世纪以来，我们渐渐的步入了综合交通时代，随着城市现代化进程的加快，解决现代大城市交通问题的根本出路在于建立一个以轨道交通为骨干，以道路交通为主体，多种交通方式相结合的综合交通系统。对于城市地铁围护结构的施工，一直都是难点所在，围护结构施工质量直接影响着整个工程施工进度以及后期主体结构施工的难易程度，同时也是施工事故的多发地带之一，应该引起广大施工人员的广泛关注。近几年，我国的建筑市场竞争也逐渐变得相当激烈，价低、质优、节能的施工技术颇具市场竞争力，受到施工方以及投资方的青睐，因此施工企业必须适应市场竞争注重新的施工技术以及工艺的开发，充分引进新的施工技术，提高队伍的施工水平已经是大势所趋，只有这样，才能在建筑市场上占据一定的竞争优势。淤泥地质条件下施工的冲孔灌注桩施工工法就是基于在填海区域淤泥层施工地铁围护结构的一种新的工艺和工法深圳地铁1号线续建工程土建5标段前海湾站为深圳地铁1号线续建工程，该站位于深圳市南山区前海片区。该片区为填海区域正在进行填海施工，淤泥层较厚，同时在该车站西侧 m处同时施工有深圳地铁5号线前海湾站，因此该站围护结构的施工工艺必须适应在此类地层的施工并满足基坑支护要求防止隧道基坑开挖引起的周围淤泥涌入，同时防止1号线的基坑施工对与其并行的5号线施工不会产生较大的影响，这是一项很难解决的技术难题。根据施工经验结合现场实际工况在经过多次尝试后最后该工程采用冲孔灌注桩（及部分全套管冲孔灌注桩）进行施工。其优点在于：1、冲孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境以及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物。2、该工艺已经在很多地铁的围护结构以及桥梁基础中得到了很广泛的应用，工艺已日趋完善和规范，综合效益良好，有一定的建筑市场。2 工法特点2.1用冲击方法破碎岩土尤其是破碎有裂隙的坚硬土和大的卵砾石所消耗的功率小,破碎效果好;同时,冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固;2.2 在含有较大卵砾石层、漂砾石层中施工成孔效率较高;2.3 设备简单,操作方便,冲进参数容易掌握,设备移动方便,机械故障少;2.4 冲进时孔内泥浆循环的作用,使得悬浮钻渣循环至地面排除,并保持了孔壁稳定,泥浆用量少;2.5 冲进过程中,只有提升钻具时才需要动力,钻具自由下落冲击是不消耗动力的,因此能耗小，和回转钻相比,当设备功率相同时,冲击钻能施工较大直径的桩孔;2.6 在流砂层中亦能冲进,其冲进效率次于回转钻机。2.7 冲孔钻机的地层适应能力强。冲孔钻机可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层。3 使用范围冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石土层;也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层施工,而后者往往是回旋钻进和其它钻进方法施工困难的地层。4 工艺原理冲孔施工法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头,在设定的高度内使钻头提升,然后空放使钻头自由降落,利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,再用循环液将钻渣和岩屑排出。每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度,从而使桩孔得到规则的断面和相应的孔深。5 工艺流程以及操作要点5.1 施工工艺流程测量放线埋设护筒钻机就位、泥浆制作冲击成孔抽渣补浆检孔清孔检查沉渣安放钢筋笼下导管二次清孔灌注水下混凝土移位5.2 操作要点5.2.1 冲孔桩机施工冲孔桩机的施工程序如下：设置护筒安装冲击钻机冲击钻进清楚沉渣。其中冲孔桩机机就位后,必须实行冲锤中心与桩中心对位,同时照中心点引出十字向与桩中心对位,方便在冲进过程中,随时随地校对,确保每次冲进尺均在中心位置上冲击钻进。施工中的具体要求有如下几点：（1）在钢丝绳冲击钻进过程中,最重要的是如何保证冲击钻头在孔内以最大的加速度下落,以增大冲击功能。合理地确定冲击钻头的重量:一般按其冲孔真径每100mm取100140kg。对于硬岩土层或刃脚较长的钻头取大值,反之取小值。选择最优冲击悬距:冲击距是指冲击钻头在上死点时钻头刃脚底面距孔底的高度。最优悬距是保证钻头最大切入深度而使钢丝绳没有剩余长度,一般正常悬距可取0.50.8m。悬距过大或过小,钢丝绳会抖动剧烈,悬距正常,钻机运转平稳,钻进效率高。冲击行程和冲击频率:冲击行程是指冲击锤上提到上止限高度到被冲击地层的高度。冲击频率是指单位时间内钻头冲击孔底的次数。一般专用的钢丝绳冲击钻机选择冲击行程为0.781.5m,冲击频率为4048次/min。（2）冲击钻进成孔施工总的原则是根据地层情况,合理选择冲(钻)进技术参数,少松绳、多提绳、勤掏渣。（3）施工时,先要在孔口埋设护筒,然后钻机就位,使冲击钻中心对准护筒中心。开始应低锤密击,冲程0.40.6m,并及时用粘土泥浆护壁,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒底以下34m后,才可加快速度,提高冲击距转入正常冲击,并随时测定和控制泥浆比重。（4）控制合适的泥浆比重:各类岩土层中的冲程和泥浆比重关系见表一。（5）遇岩层表面不平或倾斜,应抛入2030cm厚块石,使孔底表面平整,然后低锤快击形成一坚密平台后,再进行正常冲击,同时泥浆比重可降到1.2左右,以减少粘锤阻力,但又不能过低,壁免岩渣浮不上来,掏渣困难。（6）在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上,以免水位升跌波劲造成对护筒底口处的冲刷掏空使护筒移位。表一 各类土层中的冲程和泥浆比重选用表选用土层和孔段钻进工艺效果在护筒中及其刃脚以下3m低冲程1m左右，泥浆比重1.21.5，土层松软时投入小片石和粘土块造成坚实孔壁粘性土、粉土层中、低冲程12m，加清水或稀泥浆，经常清楚钻头上的泥块防粘钻、吸钻，提高钻进效率粉、细、中、粗砂层中冲程23m，泥浆比重1.21.5，投入粘土块，勤冲，勤掏渣反复冲击造成坚实孔壁，防止塌孔砂卵石层中、高冲程24m，泥浆比重1.3左右，多投粘土，减少投石量，勤掏渣加大冲击能量，提高钻进效率基岩高冲程34m，加快冲击频率至812次/min,勤掏渣加大冲击能量，提高钻进效率软弱土层或塌孔回填层低冲程反复冲击，加粘土块夹小片石，泥浆比重1.31.5造成坚实孔壁淤泥层低冲程0.751.50m，增加碎石和粘土投量，边冲击边投入碎石和粘土挤入孔壁，增加孔壁稳定性对于不同的土层以及地质条件，冲孔钻机施工时，还应该注意以下的一些列注意事项：(1) 冲击钻进应遵守以下一般规定:应控制钢丝绳放松量,防止钢丝绳放松过多减少冲程,放松过少则不能有效冲击,形成打空锤损坏机具;卷扬机施工操作时,应在钢丝绳上作记号控制冲程。冲击钻头到底后要及时收绳提起冲击钻头,防止钢丝绳缠卷冲击钻具或反缠卷筒;必须保证泥浆补给,保持孔内浆面稳定;护筒埋设较浅或表土层土质较差者,护筒内泥浆压头不宜过大;一般不宜多用高冲程,以免扰动孔壁而引起坍孔、扩孔引发卡钻事故;应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免突然掉钻;每次掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻;冲击钻头磨损较快,应经常检修补焊;大直径桩孔可分级扩孔,第一级桩孔直径为设计直径的0.60.8倍。(2) 在粘土层钻进应注意下列事项:可利用粘土自然造浆的特点,向孔内送入清水,通过钻头冲捣形成泥浆;在粘性很大的粘土层中钻进时,可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂;当孔内泥浆粘度过大、比重过高时,在掏渣的同时,向孔内泵入清水。(3) 在砂砾石层钻进应注意事项:使用粘度较高、比重大的泥浆;保持孔内有足够的水头高度;视孔壁稳定情况边冲击边向孔内投入粘土,使土挤入孔壁,增加孔壁的胶结性;用掏渣筒掏渣时,要控制每次掏渣时间不宜过长。(4) 在卵石、漂石层钻进应注意事项:宜选用带侧刃的大刃脚一字形冲击钻头,钻头重量要大,冲程要高;冲击钻进时可时向孔内投入粘性好的粘土,增加孔壁的胶结性,减少漏失量;保持孔内水头高度,不断向孔内补充泥浆,防止因漏水过量而坍孔;在大漂石层钻进时,要注意控制冲程和钢丝绳的松紧防止孔斜;遇孤石时可抛填硬度相近的片石或卵石,用高冲程冲击,或高低冲程交替冲击,将大孤石击碎或挤入孔壁。(5) 在裂隙岩溶地层钻进应注意事项:冲击钻头操作要平稳,尽可能少碰撞孔壁;选用圆形钻头钻进,冲程宜小不宜大,加大钻头重量,悬距不宜过大;遇裂隙漏水时,可投入粘土,冲击数次后,再边投粘土加石块,形成人造孔壁;遇溶洞时,应减小冲程和悬距,慢慢穿过,必要时可边冲边向孔内投放小片石或碎石,以冲挤到溶洞充填物中作骨架,稳定充填物;遇无充填的小溶洞时,如果施工需要,可投入粘土加石块,形成人造孔壁;遇起伏不平的岩面和溶洞底板时,不可盲目采用大冲程穿过。需投入粘土石块。将孔底填平,用十字形钻头小冲程反复冲捣,慢慢穿过。待穿过该层后,逐渐增大冲程和冲击频率,形成了一定深度的桩孔后,再进行正常冲击。(6) 掏渣应遵守以下规定:掏渣筒直径为桩孔直径的50%70%;开孔阶段,孔深不足34m时,不宜掏渣,应尽量使粘渣挤入孔壁;每钻进0.51.0m应掏渣一次,分次掏渣,当在卵石、漂石层进尺小于5cm/h,在颗粒松散地层进尺小于15cm/h,应及时掏渣,减少钻头的重复破碎现象;每次掏渣后,应及时向孔内补充泥浆或粘土,保持孔内循环水位高于出水口。(7) 清孔应遵守以下规定:孔壁土质较好不易坍孔者,可用空气吸泥机清孔；孔壁土质较差者宜用泥浆循环清孔,清孔后泥浆比重应控制在1.151.25之间,粘度28s,含砂率10%;必须及时补充足够的泥浆或清水,始终保持桩孔中泥浆面稳定;清孔后孔底沉渣厚度应符合灌注桩施工的技术规范容许的沉渣厚度规定;清孔完毕,必须立即灌注水下混凝土。5.2.2 钢筋笼的制作与吊放（1）钢筋笼制作：钢筋笼绑扎应牢固，其加工除满足设计要求外，尚应符合下列规定：主筋接头可采用对焊、绑扎、搭接焊或冷挤压、气压焊等连接形式，并符合相应施工技术规定；导管灌注水下混凝土桩的钢筋笼内径应大于导管连接处外径10cm以上；钢筋笼应按吊装条件确定分段加工长度，并设置钢筋保护层定位装置和焊接吊装耳环；钢筋笼允许偏差范围为：主筋间距10mm，箍筋间距20mm，笼直径10mm，长度50mm；钢筋笼下端0.50.8m范围内主筋应稍向内侧弯曲呈倾斜状；钢筋间距不得大于300mm，并应采用螺旋筋；钢筋笼刚度较差时应补强，吊运中不得变形。（2）钢筋笼吊装钢筋笼搬运应平起、平放，口号一致。水平搬运时每隔34米设一个支撑点，防止搬运中钢筋和钢筋笼变形；钢筋笼的吊放要对准孔位、扶稳、缓慢，避免碰撞孔位，到位后立即固定。多节钢筋笼吊放时，应将钢筋笼逐步接长后再放入孔内，利用先插入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上，利用吊装机械将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的对接和绑扎，钢筋笼对接后要请质量员和工程监理对焊缝检查验收，冷却后再沉入孔内。固定钢筋笼时，要对孔中心，严禁偏离中心位置，砼保护层采用18钢筋点焊在主筋上，每三米设置一组四块。分段吊装时，将下段吊入孔内后，其上端应留1m左右临时固定在孔口处，上下段钢筋笼的主筋对正连接合格后继续下沉。 笼顶预留筋标高控制：钢筋笼的标高定位，可采用锁定式吊杆。当灌注桩空桩深度较大时，尤为必要，使用两根长度略大于施工面至桩顶距离的40的钢管，在钢管下端焊若干定位环，间距5cm，在钢筋笼顶端下到孔口时，按照孔口标高至桩顶标高的距离尺寸，确定要使用的定位环顺序，将确定的定位环从主筋外侧首道加劲筋下面插到主筋里侧，再从内侧向环内插入两根同吊杆一样长的插销，将吊杆锁定，插销上端与吊杆上端绑扎在一起，起吊吊杆，将钢筋笼徐徐下放到位，然后将吊杆吊环与护筒绑扎在起，将钢筋笼固定，同时可防止灌注混凝土时钢筋笼的上浮。5.2.3 导管的安放导管宜采用直径为200250mm的多节钢管，管节连接应严密、牢固，使用前应试拼，并进行隔水栓通过试验；混凝土导管利用三脚吊架起吊安放，下导管时应缓慢放下，先将导管直接放入孔底，然后再往上提起，保持距离孔底3050cm的距离。5.2.4 二次清空当导管安装完毕，灌注混凝土前应再次测量沉渣厚度，沉渣厚度超标时，应进行二次清孔。当孔径小于800mm时，二次清孔采用正循环压浆法即可取得很好的效果；当孔径大于800mm时，采用空吸泵反循环方式、导管空气升液排渣法清孔。5.2.5 水下混凝土的灌注混凝土必须具有良好的和易性，配合比应经试验确定。细骨料宜采用中、粗砂，粗骨料宜采用粒径不大于40mm卵石或碎石。水下灌注的混凝土坍落度宜为160210mm；混凝土灌注前应检查成孔和钢筋笼质量；必须保证足够的初灌量确保剪球后导管首次埋管砼0.81.2m；初灌剪球时，应立即观察孔内反浆是否畅通，并及时测量导管内外砼液面高度及导管在砼内的埋深，初灌后不得上下串动导管；灌注过程中，应随时测定砼面高度，保证每次拆卸导管后，导管埋深26米，应准确测定作好记录；水下混凝土灌注要连续，中途不得停顿，同时工地备有灌浆溜槽，以免商品砼车不能直接运输到孔口时，利用溜槽来直接接放砼到孔口漏斗，以缩短灌注时间，保证灌注质量；为保证桩头质量，超灌长度为0.30.5m；混凝土试件制作，同一配合比每班不得小于一组，泥浆护壁成孔的灌注桩每5根不得少于一组；砼灌注要有周密的计划，根据桩径、桩长、充盈系数和浮浆高度计算砼用量。5.2.6监测技术与分析 监控量测是施工的重要组成部分。冲孔灌注桩作为基坑的主要围护结构，所以在成桩过程中以及基坑开挖过程中，必须通过监测掌握支护结构以及地表的形态。支护结构与周围环境的监测主要分为应力监测与变形监测，监测项目的具体情况如表二。表二 灌注桩施工监测项目汇总表序号监测项目方法及仪器侧点布置量测频率量测精度1地层及支护情况观察现场观察及地质描述随时进行2桩顶变形经纬仪围护结构的每个角点短边中点、沿基坑长度方向间距30m基坑开挖期间，2次/天，基本稳定后1次/2天，期间每两天一次1.0mm3桩内钢筋应力应变钢筋计短边中点，沿基坑长度方向间距60m（钢筋砼桩）全过程，1次/天1/100(F.S)4桩体变形测斜管短边中点，沿基坑长度方向间距60m（钢筋砼桩）基坑开挖期间，2次/天，基本稳定后1次/2天，1.0mm通过动态信息管理，对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工，发现灌注桩异常情况应立即做施工处理，防止发生工程事故。当监测数据接近警戒值时，应加密监测频率，并作日报表；当监测数据接近控制值时，应立即报告施工管理，会同设计、监理等分析原因，并及时提交应对措施报告。5.3 施工劳动力组织（见表三）表三 劳动力组织情况表序号工 种所需人数/人1护筒埋设232钻进成孔司机1人，钻杆安装2人，清渣工2人3混凝土灌注司机1人，孔口导管安装3人4辅助工泥浆制作1人，泵工1人，其他工种如电工、修理工、测量工酌情考虑备注：以上劳动组织为一班施工人员，如两班制则乘以26 材料与设备6.1 材料本工法除泥浆制作之外，无需特殊的材料。对于泥浆来说，制作材料为：膨润土：以蒙脱石为主的粘土性矿物；粘土：塑性指数IP大于17，小于0.005mm的粘粒含量大于50。为泥浆的主要材料；CMC：羧甲基纤维素钠盐，增加粘度，防止脱落；碱类：Na2CO3及NaHCO3控制和改善泥浆性质；渗水防止剂：废纸浆、锯末等，防止渗水；重晶石：主要成分为硫酸钡，增加泥浆相对密度。其中泥浆的性能指标随钻机钻机的土层以及地质条件不同而异。6.2 机具设备（见表四）表四 施工用机具一览表序号设备名称设备型号单位数量1冲孔桩机台12泥浆泵7.5台13切断机40台14弯曲机台15电焊机交流台16发电机160KW台17汽车吊25t台18全站仪台19水准仪台17 质量控制7.1 工程质量控制标准冲孔灌注桩施工质量验收执行以下标准：建筑桩基技术规范（JGJ94-94）地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)钢筋混凝土工程施工及验收规范()7.2 工程质量保证措施冲孔灌注桩的施工质量控制主要包括以下三个方面：7.2.1 前期质量控制(1)组织工程建设相关质量责任主体进行图纸会审和技术交底。明确桩基的技术和规范要求,及时发现图纸中的差错和不足。(2)对施工组织设计进行严格审核,并要求施工单位严格按照方案施工。(3)施工场地做到三通一平。(4)原材料质量控制:1)原材料质量控制是冲孔灌注桩施工质量控制的第一步,其合格与否直接影响灌注成桩质量,本工程在原材料选用方面进行严格监控。2)混凝土施工质量控制,混凝土的搅拌质量直接影响成桩的质量和施工进度。当混凝土出现不均匀、离析、泌水等质量问题易发生堵管,影响正常施工。7.2.2 施工过程质量控制(1)全风化基岩层中钻进软土层,采用双翼带梳齿钻头或镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,孔口设立专用泥浆池,制作优质泥浆,比重为1.251.30,在钻进中及时向孔内补给。(2)钻进中遇到孤石;利用 Z22-300 型冲击钻机冲击成孔,再利用 R-516 型钻机配牙轮钻头钻进,根据残留体层位碴较多的特点,把比重控制在 1.30。(3)强、中风化基岩石钻进;采用牙轮钻头钻进, 利用牙轮底的金刚石轮齿把岩石破碎;利用 Z22-300 型冲击钻机冲击钻进;进入基岩石,应采用低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应回填片石至偏孔上方 3050cm 处,然后重新冲孔。每钻进 45m 深度应验孔一次,进入基岩后,每钻 1050cm 应清孔取样一次。(4)清孔的质量控制:根据设计孔底沉渣厚度必须小于 50mm,而孔底沉渣厚度是影响桩端承载力的一个重要因素。本工程采取二次清孔技术方案,第一次清孔采用下循环法,第二次清孔采用气举反循环法。清孔结束后,把测绳从导管内放入孔底,测量出的孔深跟终孔时的孔深比较,计算出沉渣厚度,沉渣满足要求后, 即开始浇筑混凝土。7.2.2 施工的后期质量控制(1)成品桩的保护:混凝土未达到初凝以前防止地面大量灌水或进行大的扰动。(2)成品桩的检验:按一定比例对桩进行现场静载试验,测试单桩的静压、抗拔承载力和单桩的抗水平承载力,进一步验证和确定桩基的承载能力; 送检混凝土试块判断桩基的强度。7.3 冲孔灌注桩常见病害防治以及处理措施由于目前施工单位的素质参差不齐，有些队伍对泥浆制备及水下混凝土施工中的关键环节控制不严，在施工中常发生塌孔、梅花孔、斜孔、钢筋笼上浮、桩底沉渣太厚和混凝土灌注质量达不到设计求等问题，下面是对这些常见问题的处理办法以及预防措施：(1)塌孔常发生在地层结构中有较厚的砂层、卵石层和淤泥层等夹层部位的成孔过程。由于砂层、卵石层和淤泥层的整体性较差，若施工至夹层部位时，仍然采用劣质泥浆或一般地质条件中使用的泥浆起不到护壁作用，在冲孔施工的外力作用下，夹层部位的孔壁不稳定，从而造成塌孔。另外，在石灰岩地区进行桩基施工时，也容易发生塌孔现象。由于石灰岩地区地下溶洞裂隙发育且连通性好，当桩孔碰到地下溶洞、溶槽或地下河时，会因泥浆漏失而桩孔内泥浆面骤然下降，孔壁突然失去泥浆静压力的作用而向桩孔内坍塌。遇到塌孔，常用的处理方法是立即将桩锤提起，并抛填小石块和粘土块，致塌孔位置以上 12m，并待其沉积后重新反复冲击造壁。若以上方法仍没有效果，那么，须征得设计同意采用其它有效的处理方法。(2)梅花孔 常发生在桩孔冲进到较坚硬的岩层时，目前冲孔桩施工用的冲锤主要有十字锤、人字锤和梅花锤等几种。当施工进入较坚硬的岩层后，若使用的桩锤锤高过大，且桩锤顶的转向环又不灵便时，就很容易使桩锤在冲进过程中沿着锤齿部位所形成的“轨道”冲进，这样桩孔壁将有少许凸向桩孔，这样的桩孔称为梅花孔。如果梅花孔不作处理就灌注混凝土，那么该段桩芯混凝土便存在局部缩孔的隐患。此外，出现梅花孔还容易发生卡锤的施工事故。因此，在冲孔桩施工过程中，若发现有梅花孔，应引起注意，及时处理。梅花孔的常用处理方法有两种：重新修整孔锤修孔；向桩孔内回填块石至梅花孔顶面以上，检修好桩锤的转向环，然后低锤密冲，反复修孔。(3)桩孔倾斜是指冲孔桩成孔的垂直度不满足规范要求引起斜孔的原因有：所用桩锤偏心过大或掉齿；冲进过程中遇有探头石或障碍物；桩施工现场地质岩层走向的坡度很大，或孔底土质不均，岩石强度不一；桩机架在施工中逐渐倾斜。发生斜孔后，若斜孔较严重的可向桩孔内回填块石和粘土块，然后用低锤密冲，反复矫正，可收到较理想的效果。预防措施：不使用偏心过大的锤；定时检查桩锤，发现锤齿磨损严重时及时更换；注意泥浆循环，泥浆比重要适宜；桩机架下面要稳固，防止桩机架在施工过程中移动、倾斜。(4)钢筋笼上浮钢筋笼上浮经常发生在冲孔桩施工的最后环节水下混凝土的灌注过程中。造成钢筋笼上浮的主要原因有：导管底端接近钢筋笼底端时，灌注混凝土的速度太快，混凝土流出时冲击力较大，推动钢筋笼向上浮动。埋管过深，混凝土灌注时间过长，表层混凝土已近终凝，使混凝土与钢筋之间产生了一定的握裹力。此时若导管底端未及时提升到钢筋笼底端以上，混凝土从导管流出后向上升时，会带动钢筋笼上浮。提管时法兰盘钩住钢筋笼。防止和处理钢筋笼上浮可采用如下措施：钢筋笼的顶端若在钢护筒范围内，可将其焊到钢护筒上；若在钢护筒以下，则可用钢管套在钢筋上顶压。当导管底端接近钢筋笼底端时，适当放慢灌注速度，并控制好导管的埋深，以减少混凝土的上冲力。尽量缩短混凝土的整体灌注时间，若整体灌注时间较长时，应采取措施延长混凝土的初凝时间。若发现钢筋笼有上浮现象，除了采用钢管套在钢筋上顶压以外，还应提升导管（注意导管的埋深），并放慢混凝土浇灌速度。 利用真空泵采用反循环施工对桩孔底部沉渣进行清孔，确保成桩。(5)桩底沉渣过厚或桩底混浆桩底沉渣过厚或桩底混浆，是桩基础施工容易出现的较为严重的质量问题，造成的原因主要有：清孔不彻底。岩渣粒径过大，清孔的泥浆无法使其呈现悬浮状态并带出桩孔而成为永久性沉渣。清孔后的泥浆比重过大，以致在灌注混凝土时，混凝土的冲击力不能完全将桩孔底部的泥浆反起，造成混浆。清孔之后到混凝土的开灌时间过长，使原来已处于悬浮状态的岩渣沉回桩孔底部，这些沉淀的岩渣过厚不能被反起而成为永久性沉渣，造成施工质量问题。灌注混凝土的导管下端距离桩孔底部过高，影响了混凝土的冲击力对桩孔底部泥浆的反起效果，并可能造成初始灌注的混凝土无法包裹住导管的下端，造成混浆和夹层。初始灌注的混凝土塌落度过小、流动性差，影响了混凝土的冲击作用而造成底部混浆。导管内壁过于粗糙，光洁度不足，减小了初始混凝土灌注时活塞在导管中下落速度，影响了混凝土的冲击作用，造成底部沉浆。防止和处理桩底沉渣过厚或混浆的措施有：认真检查清孔阶段的岩渣料径，以及清孔后的泥浆比重。为了提高泥浆的清孔效果，可在泥浆中加入外加剂(如硫酸钠等)以提高泥浆的胶体稳定性。严格控制好清孔后的停置时间。若时间过长，应利用灌注混凝土的导管重新清孔，再进行水下混凝土灌注。严格控制导管下端到桩孔底部的距离，通常为30左右，不应超过50。确保混凝土初始灌注量能盖过导管下端，使导管的初始埋置深度不小于1m。严格控制好混凝土的塌落度，确保其流动性；经常清理导管内壁，以确保其“光洁度”，避免初始混凝土灌注时活塞在导管中下落不畅，造成导管堵塞，影响了桩芯混凝土的灌注质量。桩长大于 35m的桩孔，当采用正循环施工清孔没有把握时，应利用真空泵采用反循环施工对桩孔底部沉渣进行清孔，确保成桩后的桩底沉渣厚度不超过施工规范的允许厚度。对于桩底沉渣过厚而影响质量时，常用的有效的处理方法是利用抽芯检测的抽芯孔或超声探测的探测管作通道，采用高压灌浆对桩底进行补强。实践证明，这种处理方法的效果是较理想的。8 安全控制（1）认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。（2）施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。（3）各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。（4）氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。（5）施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。（6）电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除按安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上。（7）施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。（8）室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。（9）对将要较长时间停工的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。（10）建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9 环保措施（1）成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。（2）将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。（3）对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。（4）设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。（5）定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其它工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其它工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。（6）优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。（7）对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。10 效益分析11 工程应用实例11.1 工程概况鲤鱼门站主体结构基坑长237.1m，基坑宽21.327.529m，深14.516.5m。本工程主体围护桩原来设计为1000800钻孔咬合桩。在钻孔咬合桩施工过程中，发现有大量漂石侵入围护结构范围，咬合桩施工困难，按照设计要求将鲤鱼门站东侧围护结构改为10001200冲孔灌注桩+桩间旋喷桩止水。桩嵌固深度为7000mm。桩身混凝土设计强度等级为C25，桩数量1000桩215根。基坑平面布置如图一所示。图一 基坑围护结构桩位布置图该段的地层情况由上到下依次为：2m厚的人工素填土层（粘性土或花岗岩不等）、3.99.6m厚的淤泥、1.96.1m厚的粉质粘土。除此之外，在局部地方的土层中还含有大量的漂石。11.2 施工情况基坑围护结构施工时，先进行排桩施工，基坑的东侧，全部采用冲孔灌注桩，桩基施工的时候，施工监测也跟随进行，从而能够动态的反应桩基的工作情况，能够将实时的信息及时的进行反馈，从而更加准确的指导施工。由于场地处于填海区，填海完成之后，淤泥层较厚，对桩基的影响很大，所以在灌注桩施工之前，在基坑边缘外大概10m左右做了挡淤围堤，有效的防止了淤泥的无限涌入，对遏制淤泥起到了很好的效果，也使得灌注桩的施工能够保质完成。11.3 工程监测以及结果评价采用排桩围护结构施工之后，为保证施工过程的顺利进行，以及灌注桩施工完毕后，基坑开挖工作的安全可靠的实施，并及时的监测桩基的垂直度以及桩顶的位移等等之类的动态数据，施工、监理单位都对其进行了全过程的监控量测。对施工监测数据的分析表明，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态。工程质量优良率达98%以上，无安全生产事故发生，得到了各方的好评。11.4施工体会（1）随着冲孔桩配套设备的不断改进,采用大型储砼漏斗(3m3以上)、罐车(5m3以上)缩短了灌注砼时间,第一斗下冲砼有效地确保残余沉渣冲返干净。10%比例抽芯钻探结果表明,所有被钻桩基桩底与基岩面沉渣,基岩与桩基砼结合成一体。（2）自地表层的粘土到较厚的砂砾层,采用回转钻孔钻进型施工:上部粘土层正好提供了造浆材料,供下部的砂砾层的钻进护壁,开孔后约2228h,可以完成钻桩1216m深的成孔施工;褐红包砂砾层采用冲击钻进型施工;该类施工方法可以加快岩层的成孔速度。一、 喷灌工程施工整个绿地喷灌系统的优劣直接关系到草坪质量和品位，对一流绿地来说，设计和建造科学合理、性能优良、运行安全可靠的喷灌系统是必不可少的。喷灌系统的组成：一个完整的喷灌系统一般由泵站、管网和喷头等组成。管网：其作用是将压力水输送并分配到所需喷灌的种植区域。由不同管径的管道组成，如干管、支管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。本工程喷灌管材采用铸铁和优质UPVC给水管材及配套件，该管材的优点是：耐腐蚀，使用寿命长，一般可用20年以上；重量小，搬运容易；内壁光滑、水力性能好，过水能力稳定；有一定的韧性，能适应较小的不均匀沉陷。所有UPVC管材压力等级不少于1.25Mpa，管件的压力等级不少于1.6Mpa。1 施工工序喷灌系统施工安装的总的要求是，严格按设计进行，必须修改设计时应先征得设计单位同意并经主管部门批准。本工程喷灌系统施工技术标准按1998年由建设部发布施行的给排水管道工程施工及验收规范（编号CB 50268-97）执行。施工顺序：喷灌系统施工规划筹备物料测量定线沟槽开挖主管线安装支管线安装安装控制阀等部件管沟回填管线冲洗安装快取阀测试调整检验合格投入使用2 沟槽开挖（1）按管道中心线测量放线，在管线分支、喷头、闸阀等处分别用不同的桩号作出明显的标记。管沟开挖采用挖沟机为主、人工为辅，主管挖深1200mm，最小沟宽应大于管径300mm支管挖深800mm。在主管与支管相连处采用逐渐放坡使其在同一平面，在与其他管道相交处采用人工开挖。如果喷灌管沟在部分区域突然起伏很大，开挖时管沟底不能有太大起伏，要求在地面凸起处相应深挖，以使管底起伏减缓，以保证管路顺畅，延长管道使用寿命。（2）沟槽清理管沟开挖时由专人负责保护现场定线标示物，以免丢失，且不能随意改变标示物位置，力求开挖后标示物位置与放线结果一致，管沟开挖后管道安装前应将沟底坚硬锐利杂物清除。清理原则为人工清理，使沟槽尽量平整，清除一些较大和较硬的土块或石块。（3）槽底铺细沙：如管沟内垃圾杂物多则在槽底铺细沙以保护管道，铺沙厚度为100mm左右，沙的要求是不含大的石块或卵石。铺沙时尽量铺在沟槽中央，主管铺宽度500mm左右，支管铺宽度300mm左右。3 管道敷设敷设原则基本上按图纸施工，局部可做一些变动与调整。主管与支管均采用承插接口、胶圈密封的接管方式。在转弯的地方主管采用45和90弯头，均为铸铁弯头。支管采用的45和90弯头及其他配件均为UPVC配件。安装前必须检查施工图纸上的尺寸与运到现场的管径是否一致。检查管理材料有无质量问题，如管口裂缝、凹陷、弯曲、胶圈缺陷等，有质量问题的管材杜绝使用。主管上的弯头和配件，均需采取一些保护措施，制作现浇混凝土镇墩。支管上的弯头配件，均采用胶接接口形式，要求在其部位务必垫实，以保护管道及配件。主管与支管的连接采用分水鞍分水，支管与弹性连杆的接口采用变径三通，通过弹性连杆调节喷头高度。穿过球车路的管道均需采用适合管径的套管及其它有效措施，使穿路部分的管道的抗压强度增强达到设计要求。4 喷灌自动控制线路敷设施工根据图纸确定控制站的位置。待给水主管敷设完毕后，沿管沟根据设计图纸敷设信号线。所设线路均需根据图纸中电磁阀的编号设置号码管以便接线和维护。卫星站的电源来自水泵房，沿给水主管采用RVV3x2.5的220V电源线敷设。电线的接头采用压接管压接后再用焊锡焊接，并用防水绝缘自粘胶带进行绝缘处理。5 沟槽回土回土必须在管道所有隐蔽工程监理确认及管道闭水试验合格后进行，同时管道基础砼也应达到一定的强度过。回填顺序应按沟槽排水方向由高向低分层进行，以保证排水畅通，并在两侧同时回土并均匀夯实，以防管道移位，检查井等附属物回土应四周同时进行。雨后土壤中含水量过高时，应尽量避免回土。回土高度应配合检查井的砌筑，不使泥水流入井内，当土回至地面而检查井尚未盖上时，井口的四周要作好土堤，并应高出地面20cm。回填碾压时，槽内不得有积水，并分层夯实，每层松铺厚度不大于20cm，并掌握最佳含水量，土过干时可适当洒水，过湿时，应晾洒或换土，用小型夯机夯击密实，使其达到密实度要求。管顶50cm 以内部分要严格掌握，填料料径控制在规范要求的范围内，不得用大型压路机进行碾压，须用木夯用人工捣实。管顶50cm 以上回填时用蛙式打夯机分层夯实，每层松铺厚度不超过20cm，并掌握最佳含水量，土过干或过湿，分别予以适当洒水和晾晒。使其达到规定密实要求。6 快速取水阀为便于临时取水，或对喷灌不易控制的边角地段进行人工喷灌，在主管道上一般需安装一定数量的快速取水阀。这种快速取水阀与所配套的钥匙配合使用，插入钥匙，阀门即可自动开启供水；若要停止灌水，只需取下钥匙，阀门会自动关闭。7 检测管道安装工序完成后，在正式使用前，进行管道冲洗及试水试验：一方面冲洗安装过程中残留泥沙，一方面检测管道有无漏水，喷头射程等是否达到设计要求。试压检验应分区段，试压前应做好管道的固定、压力表的安装，加压水泵及排气阀等工作。试压合格后，施工单位和业主代表将共同对每一个认为作业已经完成的球洞进行检视，并以书面形式就喷灌工程的完成进行签证验收方可交付使用8 闭水试验根据设计和监理工程师要求做闭水试验，以便检查管道及检查井渗水是否在规定允许值内，则先将试验段管道的下游及上游检查井的进水管给予封堵，封堵采用砖砌水泥浆抹面，然后利用上游检查井进行闭水；试验管段从上游井注水，待管段注满水后，经24h 浸泡，使管壁充分吸水。使水位下降稳定；试验水位，应为试验管段上游管内顶以上2m，如上游管内顶至检查井口的高度小于2m 时，测量水位下降高度，计算出实际渗水量，然后与允许渗水量相比较，小于允许值则试验合格，大于允许值则需检查原因，找出问题所在，进行处理。如渗水部分不易看出，可在水内渗一些大红粉，使渗水部位位置显形，便于处理，然后重新进行注水试验，直至符合规范要求。