现浇混凝土薄壁筒桩施工技术[权威资料]

现浇混凝土薄壁筒桩施工技术 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要 我国江浙地区地质条件极为复杂，存在着许多复杂的软土地基，在这些地质条件下修建高质量的公路及建筑物都要进行软基处理，以增加地基的稳定性及减少沉降。软基处理方法的选择使用对工程质量、工期和经济效益均有重要的影响。现在软基处理中使用的方法主要有桩基、强夯法和真空预压、超载预压等加固方法。每种加固技术都有它的适用性和局限性。 关键词现浇混凝土薄壁筒桩 施工技术 TU37 A 前言 水泥搅拌桩施工质量难以控制，加固深度也有限，且检测量大且费用高；超载预压方法由于软弱地基土的强度很低，存在路堤的稳定性问题，不能快速加载，制约工程的进度，因此施工工期很长，影响了工程投资的经济性。强夯法主要是针对透水性较强软土的加固效果明显，对软粘土不适宜，对沿海地区的粘土及淤泥质土的加固处理受到了限制。 桩基在加固软土地基中使用由于施工速度快，可大大缩短工期，加固处理深度不受限制，适宜各种地质条件，可明显增加路基的稳定性，提高地基的承载力和减小变形，长期以来，无论 在建筑工程，还是在道路工程中，都得到普遍采用。这其中主要包括实心预制桩和现场灌注混凝土桩，以及预制混凝土筒桩等。预制实心桩较现场灌注桩造价要高；现场浇筑混凝土桩单方造价较低，但也不能节省混凝土材料，从根本上看，现场浇筑混凝土实心桩的造价并未得到根本的降低。为此，又发展了预制混凝土筒桩，该桩型的单方混凝土提高承载力较实心混凝土桩有了较大的提高。但预制混凝土筒桩的使用需要在工厂预制，预制混凝土筒桩从形式上是节省了材料，但考虑到运输和施工等因素，又必须加入了大量的钢筋以增加强度抵抗施工可能带来的破坏性，从而增加了 造价，故地基加固成本较高。因此，寻求使用较少的混凝土方量，以实现造价低、承载力高，并且地基的稳定性增加明显的新桩型成为软基处理的迫切需求。正是考虑到实心桩及预制筒桩的不足，开发了高效经济的现场浇筑混凝土薄壁筒桩软土地基加固技术和施工工艺，达到了造价低、承载力高、地基的稳定性增加和地基沉降降低等明显目的。杭千高速公路在处理桥头路基软基处理方案采用了薄壁筒桩，杭千一标工程共有筒桩 2028 根， 43820 延米，桩长为 20 米和22 米，桩径 1 米，壁厚 12，桩距 3.54.0 米，呈正三角形布置，桩身砼采用 C20。 1、成桩原理 振动沉模现浇混凝土筒桩技术采取振动沉模自动排土现注混凝土而成筒桩，具体步骤为：依靠沉腔上部锤头的振动力将内外双层套管所形成的环形腔体在活瓣桩靴的保护下打入预定的设计深度，在腔体内现浇混凝土，之后振动拔管，在环形域中土体与外部的土体之间便形成密实的混凝土筒桩。活瓣桩靴在打入时闭合不漏水，浇灌砼时，由于砼的重力作用使活瓣桩靴自动张开。在形成复合地基时，为了保证桩与土共同承担荷载，并调整桩与桩间土之间竖向荷载及水平荷载的分担比例以及减少基础底面的应力集中问题，在桩顶设置钢筋砼盖板，从而 形成现浇薄壁筒桩复合地基。振动沉模大直径现浇筒桩动力设备是振动锤，振动锤具有很高的质量和速度，产生强大的冲击能量，将环形空腔模板迅速沉入地层（从杭千一标工程实践情况来看，振动下沉 20-22米需 30-40 分钟）。腔体模板的沉入速度与振锤的功率大小、振动体系的质量和土层的密度、粘性、粒径有关。振动体系的竖向往复振动，将腔体模板沉入地层。当激振力 R 大于以下三种阻力之和：刃面的法向力 N 的竖向分力、刃面的摩擦力 F 的竖向分力，腔体模板周边的摩阻力 P（包括内外管）的合力时 (见图 1)，模板即能沉入地层；当 R 与 N、 F、 P竖向 分力平衡时或达到预定深度时，则模板停止下沉。由于腔体模板在振动力作用下使土体受到强迫振动产生局部剪切破坏或液化破坏，土体内摩擦力急剧降低，阻力减小，提高了腔体模板的沉入速度。同时挤压、振密作用使得环形腔体模板中土芯和周边一定范围内的土体得到密实。成桩机理为： （ 1）模板作用。在振动力的作用下环形腔体模板沉入土中后浇注混凝土；当振动模板提拔时，同时混凝土从环形腔体模板下端注入环形槽内，由于空腹模板的护壁作用，不会出现缩孔和塌孔现象。（ 2）振捣作用。环形腔体模板在振动提拔时，对模板内及注入槽孔内的混凝 土有连续振捣作用，使桩身砼充分振动密实。 （ 3）挤密作用。振动沉模大直径现浇混凝土薄壁筒桩在施工过程中由于振动、挤压和排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。挤压、振密范围与环形腔体模板的厚度及原位土体的性质有关。 图 1 振动沉模时受力示意图 3、 振动沉模现浇薄壁筒桩施工机具设备 施工机具的主要技术性能要求：沉桩深度达到 22m 以上；桩径为 10001500mm；筒桩壁厚 100150mm；混凝土可多次加料，充分密实。下图为振动沉模现浇薄壁筒桩设备图。设备基本组成包括：底盘（含卷 扬机等）；龙门支架；振动头；钢质内外套管空腔结构；活瓣桩靴结构；成模造浆器等；混凝土分流器。 图 2 振动沉模现浇薄壁筒桩设备图 4 振动沉模现浇薄壁筒桩施工工艺及要点 （ 1）施工流程 施工进场 现场装配 桩位放样 桩机就位 振动沉管 现场浇注混凝土 振动拔管 移机至下一桩位。施工流程示意图见图 3。 图 3 单体筒桩施工流程 （ 2）、施工要点 1）、准备工作 打桩前应清表，整平地面，此地面标高为薄壁筒桩桩顶标高。 清除桩位处地上地下一切障碍物。场地清理后，用细宕渣填筑，厚度采用 50（为保证桩头质量，设计文件要求超灌 50，盖板浇注前凿除至设计标高）。填筑时注意控制宕渣粒径且相对均匀。 因为桩机本身自重大，且桩架高，所以要求桩机移动范围内场地清理时除应保证桩机垂直度的要求外，并应充分考虑地面的承载力，施工场地及周围应保证排水沟畅通。 桩基轴线控制桩应从基准线引出，施工过程中妥善保护，每根桩打入前，应仔细检查桩位是否符合设计要求。在打筒桩附近设置临时水准点，其位置不受打桩影响，数量不得少于两个。 2）、 桩机就位 桩机到达指定桩位，对中，起吊设备应保持水平。 应保证桩机的平整度和导向架的垂直度，使桩管在自由状态下对准桩位。 桩机成孔器安装精度要求：成孔器直径及长度应符合设计要求。成孔器安装是筒桩机在沉桩施工前的最后一道关键性技术工作，安装上端法兰时需控制底部套筒的环形空隙壁厚的均匀性，精确测试内、外套管间的环隙达到精确要求（偏差小于 5mm）后才能固定上端法兰。 3）、沉管至桩底 利用沉管自重或钢丝绳加压压入土中一定深度，然后开动振动锤（宜采用 中高频率的激振锤）起振沉管至设计桩深。沉管下沉时，应根据地层阻力变化及时调整加压力和下沉速度。在振动锤的激振力作用下，作用力经内外钢管传至活瓣筒靴，桩靴即随外护壁套管和内护壁套管进入土层，被桩靴排挤的泥土则进入内护壁套管，并排挤先进入的原始土层，随桩靴不断进入土层，内护壁管内的土逐渐向上顶移。 沉管的控制原则：活瓣桩靴位于坚硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，活瓣桩靴进入持力层深度或活瓣桩靴标高可作参考，贯入度达到而标高未达到时，应连续激振 3 阵，其每阵持续 1分 钟的平均贯入度不大于规定数值；活瓣桩靴位于其他软土层时，以活瓣桩靴设计标高控制为主，贯入度可作参考。贯入度通过试桩确定为 2/min。 成孔时，如遇到活瓣桩靴损坏或地下障碍物时，及时将桩管拔出，待处理后，继续施工。邻近有建筑物（构筑物）打筒桩时，应采取适当的隔振措施，如开挖防振沟、打隔离板及砂井排水等。 4）、成孔检测 成孔达到设计深度后，应验收孔深、孔径（不小于设计值），并作好记录。在浇注砼前，每根桩都应用测绳量测挤入淤泥或渗水的厚度，当其小于 30时不予处理；当挤入淤泥 厚度大于 30时，应拔出成孔器采取措施重新成孔；当渗水厚度超过 30时，宜用气举或微型深井泵抽吸；少量渗水可投入适量水泥粉，再用压缩空气吹混水泥成浆；若遇桩端为渗透性较大的非粘性土层，沉入到该层前预灌 1 米高度砼，以阻止渗水。 5）、砼的搅拌和运输 水泥、砂、卵石等原材料必须试验合格并取得监理工程师批准后，才能进场使用，不合格材料不得进入施工现场。石子粒径在筒桩的施工中影响较大，主要应从沉腔的厚度考虑，石子粒径 d R/ （ 3.0-3.5） (式中 R 为腔体的厚度 )，在杭千高速中采用石子最 大粒径为 31.5mm，砂采用中粗砂，水泥采用 32.5 普通硅酸盐水泥。砼设计标号为 C20，用强制式搅拌机现场拌和（配料称量务必准确），小翻斗车运输。混凝土严格按监理工程师批准的配合比施工，坍落度的要求较高，对不同的地层有不同的要求，一般控制在 50-100mm 之间，对土层较为松软的，坍落度应适当小，反之可大一点。 6）、灌注砼 成孔达到设计深度后，孔深、孔径验收合格并经监理工程师认可后方可灌注桩身砼。灌注桩时各工序应连续施工。在灌注桩身砼之前，应根据施工经验，结合地质报告预估充盈系数，计算投 料体积，制定分批投料计划。 桩管灌满砼后，先振动 5-10s，再边振边拔管，桩管内应保持不少于 2 米高度的砼，拔管速度一般控制在 0.8-1.2m/min，且不宜大于 2.5m/min；软土层范围内应降低振动拔管的速度，一般应控制在 0.6-0.8m/min 以下。筒桩机操作手必须熟悉地质资料，牢记地层变化深度并自觉执行，从而更好的控制拔管速度，保证桩身砼质量。浇注完的桩顶应高出设计标高至少 50，并予以保护。在浇注过程中，应详细记录灌注砼数量，并计算充盈系数，充盈系数严禁小于 1.1，一般为 1.2 1.4。 7）、移机：重复上述步骤，进行下一桩的施工。 8）、施工注意事项：打桩时如发现地质条件与提供的地质资料不符，及时与有关单位研究处理。打桩时，如控制指标已符合要求，而其他指标与要求相差甚大时，应会同有关单位研究处理。 （ a）、为保证在含地下水地层中应用现浇薄壁筒桩的质量，保证在成桩过程中地下水、流砂、淤泥不自桩靴进入管腔，浇筑采用二步法工艺，即在成桩管下到地下水位以上即进行第一次浇筑，将桩靴完全封闭，然后继续下到设计深度后进行第二次浇筑成桩。为保证每根筒桩的质量，在打至设计深度时 ，必须用测绳量测挤入淤泥或渗水的厚度，根据挤入淤泥或渗水厚度确定处理方案。 我部在初期试桩施工中，由于活瓣桩靴靴块间缝隙较大和靴块与内管结合不严密，导致成孔器内挤入淤泥或渗水厚度超标，不能满足设计要求。经过项目领导和主要技术人员仔细分析研究，采取在活瓣桩靴靴块间缝隙处加盖小活瓣和靴块与内管结合部粘贴橡胶皮阻水 ,上部采用自身反压的止水技术等改进措施，使成孔时淤泥或渗水的挤入厚度得到了有效控制，从现在已施工的 17000 米筒桩的情况来看，成孔时淤泥或渗水的挤入厚度都能满足规范要求，无须处理；从部分成桩小 应变检测报告来看，筒桩桩身完整，承载力能满足设计要求。 7 结束语 振动沉模现浇混凝土筒桩桩身强度高，直径大，有效加固深度大，可达 25-30m，施工工艺简单，可操作性强，便于质量控制、监督，单桩承载力高而造价又相对较低；经振动沉模现浇筒桩处理的复合地基承载力高，沉降小。所以振动沉模现浇大直径现浇筒桩是软土路基尤其是桥头路段的优质高效桩，是一种新型的软基处理方法，具有很大的应用推广价值。 文档资料：现浇混凝土薄壁筒桩施工技术 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅 读及下载 阅读相关文档 :探析建筑钢结构施工技术与质量控制的措施 探讨新时期地质灾害的防治和地质环境的保护 探究公路工程施工管理中的问题与改善 探究单层索网玻璃幕墙的设计与施工 谈通讯工程的施工质量控制 试析信息化条件下如何改进档案管理工作 谈市政排水管道施工技术 谈岩土工程中地基与桩基础处理技术 谈异形幕墙的设计要点