施工组织设计下载简介

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（表中符号○表示比较合适；Δ表示有可能采用；×表示不宜采用。）注：引自李寓、薛文碧编著《建筑桩基础工程便携手册》P182003年6月

三、液压全套管钻孔灌注桩施工

从上表中可以看出DB3201／T 1018-2020 农村公路养护规范.pdf，液压全套管钻孔灌注桩又称贝诺特桩（Benote桩）应用范围很广。

贝诺特桩的施工特点是：①、不用泥浆护壁，避免了泥浆的配制和储运作业；②、挖掘时可直观地判别土质和岩性特征，便于确定桩长；③、成桩直径和挖掘深度大，速度快；④、成桩质量高，垂直度偏差小，使用套管成孔，孔壁不会坍落，避免了泥浆污染钢筋和进入混凝土的可能性，同时避免了桩身混凝土与土体间形成残存泥浆隔离膜（泥皮）的弊病；再清孔彻底，孔底残渣少，提高了桩的承载力；成孔扩孔率小，与其它成孔方法比较，节约混凝土；⑤、施工无噪声、无震动，作业面干净，现场文明，钻机为自行式，现场移动方便。

贝诺特桩适用于各类土质，在风化岩层、卵石层及砂土层中亦可使用，特别适于狭窄场地使用，还可用于打斜桩；但不宜用于有地下水或承压水、厚度超过5m的细砂层，因为易出现严重抱管或孔底涌砂现象而成桩困难。

①、贝诺特桩施工工艺程序为：放线定桩位→钻机就位→立第一节套管→挖掘、推进、连接套管（成孔）→测量孔深→钻机移至下一桩位→清孔→吊放钢筋笼→浇筑混凝土、提升导管→成桩。

②、钻机就位后，在自重力、夹持机构回转力及压力的复合作用下，先将第一节套管沉入土中，然后在上边连接第二节套管，利用落锤抓斗将套管内的土体抓出孔外卸在地面上，用装载机装入翻斗车运出场外、随着套管的下沉不断连接套管，直至钻到要求深度。

③、对不同土层采用不同的挖掘方式，对于软弱土层（N≤5），应使套管超前下沉，超出孔内开挖面1～1.5m，使落锤抓斗仅在套管内挖土，以便于控制孔壁质量和开挖方向；对于一般土层（N＝6～30），开挖时使套管超前下沉300mm；对于坚实砂土、大卵石层，应超前下挖200～300mm，以便于套管下沉；对于特坚硬土层（N＞30）及强风化岩层，应先用十字冲击锤将硬土层或岩层破碎，再用落锤抓斗将碎块抓出孔外，使超挖1.5m左右；但以不超过十字锤本身高度为宜，以避免造成桩孔偏斜。

④、管内挖土应连续进行，必须中断挖掘时，用液压摇管装置继续摇动套管，防止套管外侧土壤因重塑固结而将套管挤紧，给继续下套管造成困难。对一般土层摇动压力控制在0.3～0.5kN/cm2。

⑤、桩长较长时，钢筋笼分节制作、安装，采用焊接连接，主筋外侧焊定位耳环，每节不少于两个。装设时，防止钢筋与套管卡在一起，拔管时使钢筋笼上拱。

⑥、混凝土采用导管法灌注。

某特大桥全长1800.9m，单幅共60跨，跨径30m。桥梁下部为桩柱式结构，上部为先简支后连续预应力砼箱梁。中墩采用排架墩承台灌注桩基础，桥台为栅墙埋置式，承台为双排灌注桩基础。桥台灌注桩直径1000mm，桩长20.15m；中墩灌注桩直径1500mm，桩长20.26m～26.71m。合计130根桩基。特大桥场地地层主要为耕土、第四系全新冲洪积物及太古代三屯营组混片麻岩。自上而下划分为六个工程地质层，表层为耕土、素填土、杂填土，层厚0.4～2.4m，工程性质差。第②层细砂分布较连续，层厚0.7～3.1m，厚度变化不大，工程性质差。第③层卵石分布连续，层厚14～25m，厚度大土质较均匀，工程性质较好。第④层卵石分布连续，层厚5.8～21.5m，厚度大土质较均匀，工程性质好。第⑤层强风化混合片麻岩工程性质好，层厚1.9～8.0m。第⑥层中风化混合片麻岩工程性质良好。工程施工采用了冲击钻机、冲击反循环和液压全套管钻机钻孔等工艺。

2、全套管钻机施工法简介

或容量(m)或吨位(t)

139kW，2000r/min,自重30t

最大搓管直径2000mm

最大搓管扭矩300KN·m

336kW，2100r/min,自重80t

最大起重量80t，最大作业半径18m，最大起吊高度18m，

全套管钻机（又称磨桩机）是一种机械性能良好、成孔深、孔径大、速度快、振动小、噪声低、无需泥浆护壁，无需高压电源，适应各种不同类型土层、能够进行嵌岩作业，成桩质量稳定的现场灌注桩施工机械。它所采用的成桩施工方法（全套管施工法），是跟管取土钻进法，即用该机的液压摇动装置并辅以加压，使钢套管反复边做圆周摇动边压入，从而较大幅度地减少钢套管与土层间的摩阻力，同时锤式抓斗不间断地抓取土，如此钻至设计深度；续后测定孔深，放入钢筋笼，按适宜的工艺要求灌注砼即可成桩。

该工法与采用泥浆护壁的钻（冲）孔及其它干作业等大直径灌注桩的施工方法相比，成桩工艺方面的优势比较明显：

采用液压系统，不需高压电源，噪声影响较低，无振动影响；钢套管护壁，避免了孔壁坍塌，可紧邻建筑物成桩。可克服诸如卵（漂）石层、杂填土中的碎（块）石等地下障碍。成桩尺寸易于控制，纵向桩身大小相近；灌注砼量与成桩直径相近。根据抓斗取土深度，可确切分清土层，选择合理的桩长。孔内所取泥土含水量较低，方便外运，而且无泥浆污染环境的忧虑；施工现场整洁文明，市区内施工极为适合。7、液压驱动，履带行走，全套管跟进，冲抓成孔，速度快，效率高。8、当需进行桩端嵌岩时，可采用十字冲锤进行冲击跟进，扩大了适用范围。

从灌注桩的质量来看，全套管工法成桩的特点在于：可以避免由于泥浆护壁造成的泥皮和沉渣对灌注桩承载力削弱的影响，使桩的侧摩阻力得到保证；也使桩的抗拔力较其他桩型有一定的提高，并能很好的保护环境。施工质量高，由于钢套管的作用，避免了灌注桩可能发生的缩颈、露筋、断桩、砼离析等质量问题。当进行桩端夯击扩底作业时，桩的竖向承载力比干作业桩和泥浆护壁桩高；若干成孔能排干地下水，也可进行井下人工扩底作业，增大桩端面积，获取较高的承载力。

全套管工法的施工机械由磨桩机、取土设备、钢套管、牵引吊车组成，柴油发电机提供动力。

钻孔：场地平整，清除施工范围内的电线、电缆、地下水管等障碍物，以便安全快速施工。钻机定位、埋设护桩、钻机定位装置能保证中心偏差小于1.0cm。其中最为重要的是保持第一、二节套管的垂直度，它是保证质量的关键。压进底部套管，并用水平尺或测量仪器检查其垂直度，待底部套管被压入一定深度（约1.5m）后，用护桩检查套管中心与桩中心偏差，保证偏差值小于1.0cm。边摆动套管边用冲抓斗冲抓取土，并将套管垂直压入土中。依次连接其他套管，重复上一步工序直到钻挖深度符合设计要求，并准确记录钻孔原始资料。若钻挖到坚硬岩层时，先用冲击锤将岩层破碎，再用冲抓斗取渣，然后再将套管钻进，直到钻挖深度符合设计要求。

清孔：由于本钻机钻孔不需泥浆护壁，属于清水类桩类，其清孔用沉渣桶静置法或直接用抓斗清渣便可符合设计要求。

终孔验收：由于本钻机采用全套管跟进钻孔，套管的外径为设计桩径，因此不会出现缩径和扩孔现象，钻孔深度直观、沉渣量少，孔径、孔深、沉渣量很好保证并符合设计要求。

吊装钢筋笼：本钻机自备80t履带吊车，可采用三点、四点吊装法，操作安全灵活，钢筋笼不易变形、弯曲，很好的保证顺直度。

安装砼导管和工作平台：本钻机自配ф30cm快卡式、密水性好的水下砼导管70m和3.5m3、1.0m3的大、小漏斗各1个，卡门式开关1个。工作平台可用ф50mm钢管搭设，高7.5m、宽4.0m，分三层以便于工作。

灌注水下砼：灌注前保证导管底部距孔底30～40cm，并保证首斗砼埋管深度大于1.2m，砼连续灌注，砼质量达到水下灌注、泵送砼的规范要求。设专人负责测量孔内砼面高度，严格控制导管和套管埋深保证在2～4m范围内，随着灌注量的增加，慢慢同步的提拔导管和导管，每次提拔导管和套管的高度不宜过大，约50cm即可。当导管和套管被提拔到一定高度时（约7.5m），即可拆除导管和套管，加快拆管速度，减少拆管时间。继续灌注，重复以上步骤，直到灌注高度达到设计要求，并认真记录灌注原始资料。准确计量超灌高度，本钻机施工大约超灌60cm即可。钻机撤离桩位，清洗保养，继续就位开钻下一孔。

为确保工程质量，在设计和具体施工过程中，采取了如下措施：

（2）、成孔后，灌注砼进行清孔。清孔方法有用冲抓头抓土、用潜水泵吸出和用空气吸泥机吸出。潜水泵固定在距孔底30cm以上的高处，在吸水的同时，不断地供水，使管中的水面大致保持不动。

（3）、钻机在完成挖掘、灌注砼和拔出套管之前保持不停地摇摆（在土壤压力很小时，可不需要这种连续性地摇晃；如果砂层中大量渗水，要连续使套管摇摆使砂层致密）。保证挖孔的垂直度，精确安装套管的导架，垂直沉入第一节套管，用水平尺测验。

（4）、在一般情况下，机械连续不断保持作业，直到桩基完成。特别是在松软地质作业时，由于松土的反作用压力大，拔管较困难，因此在挖孔和灌注砼过程中要不停地摇摆套管。在不可避免的情况下，停止套管的摇摆时，仔细进行土壤勘测，掌握摇摆停止时的土层压力，根据挖掘孔周围的土压力每隔若干小时摇晃套管一次。如作业终止时，套管周围的摆动压力为0.3～0.4kN/cm2，且按正常作业的规定晃动套管，则套管拔出没有问题。

（5）、桩孔挖到支承地基上时，特别注意对孔底的挖掘。不管支承地基的土质有多好，如孔底处理不当，会导致结构最初沉陷，即使沉陷量很小，但对桩柱影响很大。因此要完全收集与卸除挖出的土。清理孔底积土时，将冲抓斗慢慢地放在孔底，操纵抓斗冲挖几次，直到集土完全清除为止。

套管钻机所施工的39根桩基经交通建设质量监督处试验检测中心采用低应变反射波法检测均为I类桩——桩身结构完整，桩身混凝土波速正常，桩长达到设计要求。

全套管冲抓式液压磨桩机是目前国外应用很广的钻孔灌注桩施工技术，也是国内外钻孔灌注桩先进的一种大直径灌注桩型式，实践证明，比同条件下其他灌注桩施工进度快，成桩质量高（超规范标准），是一种有发展前途的新桩型。

1、钻机自带工作动力（336kW柴油机）、不需外供电源，液压驱动、扭矩大、履带行走，就位、移位方便快速。

2、全套管跟进，冲抓式钻挖孔，不需泥浆护壁，能很好地保护环境，并能适应复杂多变的各类地层。

3、钻孔速度快，每天能独立完成30m钻孔，吊装钢筋笼，协助灌注砼的施工任务。能适用ф1.0～ф2.0m桩径。

4、施工质量高，能有效地防止流砂、塌孔、缩径、扩径、露筋、断桩等事故，成桩质量I类桩达到98％以上。

①江正荣主编《建筑地基与基础施工手册》P3952005年6月

附录部分：附录1钻孔灌注桩常见事故原因分析及处理

下落、提升淘渣筒和放置钢筋笼时碰撞扰动孔壁；扩筒太短，周围未用粘土塞紧；孔内浆位低于土面，或孔内水位低于地下水位；泥浆质量差，易沉淀，相对密度小；地层条件差，流砂、淤泥层厚；钻进过快；扰动孔壁

竖直下落、提升淘渣筒，小心轻放钢筋笼保护孔壁；加强护筒固定措施；提高孔内浆位高程或水位高程；选择优质膨润土泥浆，重复应用；改变浆液比重，投重晶石粉；控制钻进速度

不严重者，对承载力予以折减，严重者重新布桩或补桩

灌注混凝土过程中孔壁坍塌或内挤；地层条件差、流砂、淤泥层厚；钢筋笼外混凝土离析，充填不紧密；混凝土浇注中断，导管上拔时管口脱离混凝土面，泥土挤入桩位

改变施工工艺。加速浇注混凝土进程，缩小成孔与浇注混凝土之间的停孔时间；改变混凝土坍落度，掺外加剂；严防导管管口超出混凝土面高程

不严重者核算其实际承载力；严重者补桩，以两根较小直径者代替原来一根直径较大者，等代补桩；补锚杆静压桩

混凝土导管漏水，混凝土严重离析

混凝土导管接头止水不严密；混凝土初灌过小，导管埋入深度过浅，冲洗液从管口浸入管内；导管上拉速度过快，冲洗液随混凝土面浮浆涌入管内

及时更换导管管段连接处的止水接头和密封垫圈；清除管内残存混凝土，洗净管内壁；冲洗已浇混凝土面，吸出沉渣，重新浇注混凝土

已出事故的桩处方法同上；还可在严重离析段补压浆加固

隔水塞制作粗糙；导管内壁不平直，变形过大，使隔水塞卡住

改进隔水塞制作工艺，修正导管内壁平直度和外形

及时处理新浇混凝土与已浇者界面的结合

桩身布筋过密，筋间净距过小，混凝土粗骨料难以挤出笼外，混凝土局部严重离析；笼体制作和焊接不直，笼与孔壁间隙过小或过大，有的贴紧孔壁，保护层缺损

加强钢筋笼制作的质量控制；改变布筋方式，可双筋并在一起，加大筋间净距；加设笼外导向钢筋，使笼对中；改变混凝土坍落度

一般不作特殊处理，严重者对露筋处喷砂浆保护

桩头部位相当长一桩段只见浮浆不见粗骨料，浮浆基本无强度

下段混凝土离析，一直浮浆过厚，随着浇注混凝土过程愈来愈厚，最终集中停留在桩头部位相当深度内

注意灌注混凝土的每环节，防止混凝土离析

必须将浮浆段全部清除，重新浇注混凝土，及时超灌混凝土，将浮浆上挤到引孔中来

钢筋笼定位措施不力，受二次清孔淘渣筒和导管上下的碰撞和导管上下的碰撞或拖带而移动；初灌混凝土时冲力使笼身上浮

加强钢筋笼定位措施；设置高程监测器监视其位置；一有动静异型石材加工的技巧.pdf，采取复位措施

混凝土质量较好者不予处理；若为水平承载桩，则要校核内弯矩是否超标，采取补强措施

桩底沉渣太厚，形成悬浮吊脚柱

泥浆相对密度较小，孔壁坍塌，清渣力度不足；放置钢筋笼时碰撞使土掉落

用反循环钻孔，用正循环清孔；缩短停孔时间，清孔后立即浇注混凝土

DB52／T 1411-2019 政府数据资源目录 第3部分：共享数据资源目录已成事实的厚沉渣可用钻孔后压浆法挤密沉渣并使改性或外挤

注：杨克己等编著《实用桩基手册》P1132004年11月

附录2全套管钻机施工工艺