科技信息 工程技术 浅谈泉州市区应急备用水源扩蓄工程灌注桩施工组织 泉州市区应急备用水源管理所 张桂林 ［摘要］本文分析灌注桩施工组织。 ［关键词］泉州市应急备用水源 灌注桩１．概况 施工组织 泉州市地处福建省东南部，东西宽约１５３ｋｍ，南北长约１５７ｋｍ。 ２００７年年末全市常住人口为７７４万人。目前，泉州市中心城区主要由鲤 城区、丰泽区及洛江区组成，建成区面积８０ｋｍ ，人口已达８０万人。 泉州市水利局于２００５年年底确定桃源水库为市区泉南水厂应急 岩钻头、修孑Ｌ钻头、扩孔钻头。钻头的直径与设计桩径相比，冲孔钻头、 冲岩钻头小５０～８０ｍｍ；修孔钻头大１０—２０ｍｍ；扩孔钻头大６Ｏ～ １００ｍｍ，冲击钻头必须设置打捞环。 ２．３．６钻机钻进时，应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量 来确定相应的钻进速度，钻速应符合下列规定： 备用水源点，将水库１２０万ｍ 的水量作为北渠向市区泉南水厂（日供 水量２０万ｍ ）供水的应急水源，设计最大应急供水流量为２ｍ３／ｓ，该工 程现已投入使用，泉州市对此高度重视，于２００８年９月确定桃源 水库作为市区应急备用水源，并要求按照备用水源对其进行建设。随着 大泉州建设发展，未来市区供水规模将达到Ｅｔ供水量８０万～１００万ｍ ， 桃源水库原有工程规模将无法满足城市发展应急用水的需要，现拟按 应急备用水源要求需进行扩蓄和应急水源输水工程建设。 ２．灌注桩施工组织 ２．１材料 ２．１．１水泥：宜用４２５号或５２５号的普通硅酸盐水泥，有出厂合格证 并经试验合格。 ２．１．２砂：中砂或粗砂，含泥量不大于３％。 ２．１－３碎石：粒径１０～４０ｍｍ，含泥量不大于２％。 ２．１．４钢筋：品种和规格均应符合设计规定，并有出厂合格证和按规 定试验合格后才能使用 ２．２施工工艺流程 场地平整一桩位放线一开挖浆池、浆沟一护筒埋设一钻机就位、孔 位校正一成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣一第一次清孔一质量验收一 下钢筋笼和钢导管一第二次清孔一浇筑水下混凝土一成桩。 ２．３操作工艺 ２．３．１场地平整后放线定桩位，定位后要在每个桩位中心点打人一 条 １６×８００ｒａｍ的钢筋做桩位标记，并用混凝土固定好。桩位放线后 会同有关人员对轴线桩位进行复核，并办好复核记录签证。轴线桩位经 复核无误后方可进行施１－。 ２．３．２护筒应按下列规定设置 ２．３．２．１护筒一般用４～８ｍｍ厚的钢板加工制成，高度为１．５～２ｍ， 钻孔桩的护筒内径应比钻头直径大１００ｍｍ；冲孑Ｌ桩的护筒内径应比钻 头直径大２００ｍｍ，护简的顶部应开设１～２个溢浆口，并高出地面 ０．１５～０．３０ｍ。 ２．３．２．２护筒有定位、保护孑Ｌ口和维持水位高差等重要作用。护筒位 置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑 挖好后，将坑底整平，然后放入护简，经检查位置正确，筒身竖直后，四 周即用粘土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。 护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于 ５０ｍｍ。 ２３．２．３护简的埋设深度：在粘性土中不宜小于ｌｍ；在砂土中不宜 小于１．５ｍ，并在保持孔内泥浆液面高于地下水位１ｍ以上。 ２．３．２．４作护壁和排碴用的泥浆，其制作及其性能要求应符合下列 规定： ‘ ａ．在粘性土中成孑Ｌ时应注入清水，以原土造浆护壁。循环泥浆比重 应控制在１．１～１．３。 ｂ．在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，应制备泥浆（冲孔桩可在孔中 投入泥团造浆），泥浆比重应控制在１．２～１．３。 ｃ．在砂卵石层或容易塌孑Ｌ的土层中成孔时，泥浆比重应加大至 １．３～１．５。 ｄ．泥浆的控制指标：粘度１８～２２Ｓ；含砂率不大于８％；胶体率不大 于９０％，施工中应经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。 ２＿３＿３泥浆池沉淀池的池面标高应比护筒低Ｏ．５～ｌｍ，以利泥浆回 流畅顺。泥浆池和沉淀池的位置要合理布局，不得妨碍吊机和钻机行 走。泥浆池的容量为每孑Ｌ的排渣量，沉淀池的容量应为每孔排渣量的 １．５～２倍。 ２．３．４应派专人清除泥浆沟槽的沉淀物，保证不淤塞。沉淀池及泥浆 池的沉积物应经常清除，多余的泥浆要及时排出基坑。 ２．３．５钻具和钻头可按下列规定选用： ２．３．５．１在一般粘性土、淤泥、淤泥质土以及砂土中，宜采用笼式钻 头。 ２．３．５．２在砂卵石层、强风化层中，可用镶焊硬质合金刀头的笼式钻 头。 ２．３．５．３遇孤石或旧基础时，可用带硬质合金刀的筒式钻头。 ２．３．５．４在硬岩中，可用牙轮钻头。 ２＿３．５．５冲孔桩一般采用十字形冲击钻头。冲击钻头分冲孔钻头、冲 ３５６．．．—— ２．３．６．１在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻 进速度，一般不宜大于１ｎｄｍｉｎ；在松散砂层中，钻进速度不宜超过３ｍ／ｈ。 ２．３．６．２在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为 准。 ２．３．７冲击成孔应遵守下列规定： ２．３．７．１开孔时应低锤密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层， 可加粘土块夹小片石，反复冲击造孔壁，保证护筒的稳定。 ２．３．７．２必须保证泥浆的供给，使孑Ｌ内浆液稳定。 ２．３．７．３在各种不同的土层和岩层中钻进时，可按下表的施工要点 进行。 钻（冲）孔灌注桩施工要点 岩土层位置 施工要点 施工成果 在护筒刃脚 小冲程１ｍ左右，泥浆比重１．２～ 造成坚实孔壁 下２ｍ以内 １．５，软弱层投入粘土块夹小片石 粘土或粉质 中小冲程１～２ｍ，泵人清水或稀泥 提高钻进效率 粘土层 浆，经常清除钻头上的泥块。 粉砂或中粗 中冲程１～３ｍ，泥浆比重１．２～ 反复冲击，造成坚实 砂层 １．５，投入粘土块，勤冲勤掏渣。 孔壁，防止坍孔。 砂卵石层 中、高冲程２ ３ｍ，泥浆比重１＿３～ 提高钻进效率 １．５，投入粘土块，勤掏渣。 基岩 高冲程３～４ｍ，泥浆比重１．３左 加大冲击能量，提高 右，勤掏渣。 钻进效率。 软弱土层或 塌孑Ｌ回填重 小冲程反复冲击，加粘土块夹小 造成坚实孔壁 钻 块石，泥浆比重１．３～１．５。 软弱土层或塌孑Ｌ回填重钻小冲程反复冲击，加粘土块夹小块石，泥 浆比重１－３～１．５，造成坚实孔壁。 ２．３．７．４ ＹＫＣ反复式冲孔桩机的特点是冲程较固定，冲击频率高，施 工时也应参照施工要点，如需提高冲击能量，也可调节冲程或改换不同 形式和重量的冲击钻头。 ２．３．７．５开始钻基岩时应低锤密击或间断冲击，以免偏斜。如发现钻 孔偏斜，应立即回填片石至偏孔处上部０．３～０．５ｍ，重新钻进。 ２．３．７．６遇弧石时可适当抛填硬度相似的片石，用重锤冲击，或重低 冲程交替冲击。将大弧石击碎挤入孑Ｌ壁。 ２．３．７．７必须准确控制松绳长度，避免打空锤。一般不宜用高冲程， 以免扰动孔壁，引起坍孑Ｌ、扩孔或卡钻事故。 ２．３．７．８应经常检查钢丝绳的磨损情况，卡扣松紧程度、转向装置是 否灵活，以免掉钻。 ２．３．７．９应经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损过大，切削角不符 合要求时要及时更换修理，以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。 ２３．８钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周 围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止进钻，经采取下列有效措施后，方 可继续施工。 ２．３．８．１当钻孔倾斜时，可反复扫孔修正，如纠正无效，应在孔内回 填粘土或风化岩块至偏孑Ｌ处上部Ｏ．５ｍ，再重新钻进。 ２．３．８．２钻进中如遇塌孔，应立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后 再钻。 ２＿３．８３护简周围冒浆，可用稻草拌黄泥堵塞漏洞，并压上一层泥、 砂包。 ２．３．９冲孔桩施工若遇下列情况之一时，应立即停钻处理。 ２．３．９．１产生斜孑Ｌ、弯孔和缩孔时，应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开 始处以上０．５～ｌｍ，重新钻进、不得用冲孑Ｌ钻头修孔，防止卡钻。 ２．３．９．２钻进中如遇塌孔，应立即停钻，回填夹片石的粘土块，加大 泥浆比重，反复冲击造壁及钻进。 （下转第３５８页） 科技信息 区域地质 工程技术 滞水一潜水、微承压水。上层滞水一潜水主要赋存于浅部层（１）素填土及 层（２）粘土中，层（４）粘土为隔水层，主要接受大气降水的垂直补给和地表 水体侧渗补给，以自然蒸发为主要排泄途径，水位随季节性变化明显。 浅部微承压水主要赋存于层（６）～层（９）砂（粉）性土层中，主要接受径流 及越流补给。 昆山市位于江苏省东南部，地江三角洲南缘的冲、湖积平原 上，根据区域地质资料，本区第四纪以来地壳运动以沉降为主，接受堆 积形成广阔的堆积平原地貌，第四纪沉积物总厚度达１５０ｍ以上，场地 位于苏州角直凹陷内，场区及其周围地区无全新活动性断裂分布。拟建 场地总体地形平坦，场地地面标高最大值２．２３ｍ，最小值１．２４ｍ，地表相 对高差１．０９ｍ。根据钻探揭露，将场地勘察深度范围内揭露的地基土层 地基土层剪切波波速测试 对所测６个钻孑Ｌ的信号分别进行分析和计算，各孔２０ｍ以上各土 自上而下分为ｌ１个工程地质层（如表１所示）。 层的实测剪切波速进行统计计算，场地内２０ｍ以上各土层剪切波速的 根据勘察揭露，场区内对本工程有影响的地下水主要有２层：上层 统计结果见表２。 表１岩土层类型 层号 ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ 土层名称 素填土 粘土 粘土 粘土 粘土 粉砂 粉砂 粉质粘土与粉砂互层 粉土夹粉砂 粉质粘土 粉质粘土夹粉土 表２ ２０ｍ以上各土层实测剪切波速统计 层号 —、ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ：ｆＬ－￣＼ ＼土层名称 、＼素填土 １４７．６６ ｌ４５．５４ １１７．６３ 粘土 １２５．ＯＯ １２５．Ｏ６ ｌ１２．１７ １２２３３ １０５．９７ １３２．６４ 粘土 ９０３５ ９Ｏ．１１ １２２．８８ ８８．Ｏ６ ９９．６２ １０１．４６ 粘土 １８１－３７ ｌ８０．５５ １９２．２７ １８３．Ｏ８ １７５．４７ １６８．５２ 粘土 １８３－３７ １８Ｏ．１８ １６４．６９ １６９．１４ １７５－２５ １６９．１４ 粉砂 ２４１．２３ ２ｌ９．０４ ２４２．９４ ２３６．８９ ２９４．７５ ２４４．２７ 粉砂 ２７７．３ｌ ２３２．３１ ２５１３０ ２７９．８６ ２４４．４２ ２６１．７ｌ 粉质粘土与 等效剪切 粉砂互层 １８４．４２ ２２１．４９ １６９．２ｌ １８Ｏ－３０ １９５．７１ １８４．６０ 波速 １７６．１４ １７７－３８ １７６．５ｌ １７７－２５ １７８．１０ １７９．９５ ３ ‘ｌ０ ２６ 剪切波速 （ｍ／ｓ） ３０ ４４ ５２ １４１．１８ １１４．２３ １２６．９２ 平均值 １３２．１９ １２０．５３ ９８．７５ １８０．２１ １７３．６３ ２４６．５２ ２５７．８２ １８９－２９ １７７．５６ 根据勘探揭露，拟建建筑场地覆盖土层厚度大于５０ｍ。 根据实测场地内各土层的剪切波速，场地２０ ｍ以上土层的等效剪 切波速为１７６．１４～１７９．９５ｍ／ｓ，结合本次勘探所揭露的岩土名称和性状， 确定本场地２０ｍ以上土层的等效剪切波速为１７７．５６ｒｉｄｓ。依据《建筑抗 震设计规范》第４．１３条和第４．１．６条，划分场地土类型为中软土，本场 地覆盖层厚度大于５０ｍ，场地类别为Ⅲ类。根据实测的剪切波速和覆盖 层厚度，按照《建筑抗震设计规范》第４．１．６条按插值的方法确定地震作 用计算所用的设计特征周期为０．４７ｓ。 参考文献 （上接第３５６页） ２．３．９３沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时，应立刻停钻并 防止钻机倾倒，及时在护筒外围回填粘土（用稻草拌和）；并加以夯实， 必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。 ２．３．１Ｏ若遇卡钻、掉钻，应按下列方法处理。 ２．３．１０．１卡钻时应交替紧绳、松绳，将钻头缓缓吊起，不得硬提猛 拉，必要时可使用打捞钩、千斤顶等铺助工具助提。 ２．３．１０．２掉钻时应立即打捞，用打捞钩钩住钻头预设的打捞环，把 钻头提上来。 ２．３．１ １桩孔排碴可采用泥浆循环或抽碴筒排碴等方法。如采用抽碴 筒排碴，在钻进４～５ｍ深后，每钻进０．５～ｌｍ应抽碴一次，并及时补给 泥浆。 ２．３．１２钻大孔时可分级成孔，第一级钻头直径宜为第二级钻头直径 的０．６～０．８ｍ倍。 ２．３．１３冲孔入岩后，每钻进２００ｒａｍ要取一次岩样，并妥善保存，以 便终孔验证。钻孔桩人岩后宜每钻进ｌＯＯｍｍ取一次岩样。 ２．３．１４钻孑Ｌ桩清孔应按下列规定进行。 ２＿３．１４．１对以原土造浆的钻孑Ｌ，钻到设计后，可使钻头空转不进尺， 循环换浆，泥浆比重应控制在１．１左右。 ２－３．１４．２对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层，清孑Ｌ后孔底泥浆比 重宜为１．１５～１．２５ｍ左右。 ［１］袁文福．波速测试在工程中的应用及研究［Ｉ］．内陆地震，１９９８，１２ （１）：５０～５６ ［２］郑柱坚．波速测试及其在抗震设计中的应用［１］ｌ工程抗震，１９９８， （２）：１８～１９ ［３］陈昌军．场地剪切波波速测试及其应用［Ｉ］．华南地震，２００３，２３ （４）：８２～８６ ［４］陈涛．波速测试及实践体会［Ｊ］．四川建筑，１９９６，１６（１）：４９￣５０ ［５］楼凯峰，吴信民．剪切波速测试技术及场地土液化势判别［１］＿东 华理工学院学报，２００５，２８（３）：２４９￣２５１ 面的稳定。 ２．３．１ ５．４清孔后孔底沉碴允许厚度应符合有关规定。 ２．３．１６钻（冲）孑Ｌ桩钢筋笼制作应符合下列规定： ２．３．１６．１钢筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径３倍以上。 ２．３．１６－２加筋箍应在主筋外面，主筋一般不设弯钩，钢筋头也不得 内园弯曲，以免阻碍导管工作。 ２．３．１６．３主筋的搭、焊接应互相错开，３５倍钢筋直径区段范围内的 接头数不得超过钢筋总数的一半。 ２．３．１６．４钢筋笼外径应比钻（冲）孔设计直径小１４０ｍｍ。 ２．３．１６．５钢筋笼内径应比导管接头处的外径大１００ｍｍ以上。 ２．３．１６．６钢筋笼的主筋净保护层不宜小于７０ｒａｍ，其允许偏差为± ２０ｍｍ。 ２．３．１４．３清孔后的孑Ｌ底沉碴厚度，端承桩不得大于５０ｍｍ，或不大于 设计规定值；摩擦桩不得大于２００ｒａｍ。在灌注水下混凝土前必须复测沉 碴厚度，沉碴超过规定者，必须重新清孑Ｌ，符合规定方可灌注水下混凝 土。 ２．３．１６．７钢筋笼制作还应执行有关规范要求。 ２．３．１７钻（冲）孔桩钢筋笼吊运时应采取适当措施防止扭转、弯曲。 安装钢筋笼时，应对准孑Ｌ位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋 笼下沉到设计位置后，应立即固定，防止移动。钢筋笼不到孔底者，为防 止灌注混凝土时上浮，通常可设３～４条伸到孑Ｌ底之主筋作为锚固，也 可将钢筋笼与孑Ｌ口护简临时焊接。 ２．３．１８钻（冲）孔桩分段制作的钢筋笼，其长度以５～８ｍ为宜，两段 钢筋笼连接时可采用单面搭接焊，也可采用绑扎和点焊，但其接头应按 本章第１７条的有关规定设置。 ２．３．１９钻（冲）孔桩钢筋笼安装完毕，应会同建设、设计单位和质监 部门对该桩进行隐蔽工程验收，合格后应及时灌注水下混凝土，其间歇 时间不宜超过４ｈ，灌注前应按规定复测沉渣厚度。 ３．结语 ２．３．１５冲孔桩清孔应按下列规定进行。 ２．３．１５．１孔壁土质较好，不易塌孑Ｌ者，可用空气吸泥机清孑Ｌ。 ２．３．１５．２孔壁土质较差者，可用泥浆循环或抽碴筒抽碴清孔。清孔 后泥浆比重应控制在１．１５～１．２５ｍ左右，粘度≤２８ｓ，含砂率≤１０％。 ２．３．１５．３清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持孔内浆液 ．．．——为了确保灌注桩的施工质量，必须认真做好灌注桩施工组织结合 工程的实际情况，编制有针对性、可行性和指导性专项施工方案，指导 施工。施工中，应严格执行有关规范规程和专项施工方案的要求，才能 提高灌注桩工程的施工质量，对确保泉州市应急备用水源扩蓄工程质 量具有重大意义。 ３５８．．．——
