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文档简介
大型箱型基础混凝土施工工法
随着科技水平的不断提高,目前在冶金工业建设中,设备基
础一是采用了大体积钢筋混凝土结构,二是设备基础地下室的使
用功能越来越广。在设计大型箱型(以下简称BoX设备基础)设
备基础时,一般采用设置伸缩缝或后浇带的技术措施。这些虽说
可以解决混凝土结构的沉降和伸缩的需要,但它们都有一个明显
的不足,就是伸缩缝的处理难度和施工难度加大,同时对大型设
备基础结构的整体性、抗震性、抗渗性都存在着不利因素。在上
海宝钢集团一钢公司1780nlm热轧不锈钢BOX设备基础施工中,
我公司采用了“分块跳仓法浇筑综合技术措施”的施工新工艺,
混凝土浇灌从2002年1月2日开始,到2002年8月27日主
轧线工程混凝土全部完成,共浇灌混凝土132000扩。经近半年
的跟踪检测,无有害裂缝。2003年1月21日,上海市科委组织
了“超长大型地下混凝土结构裂缝控制”科技成果鉴定会,鉴定
结论为“达到国际先进水平”。
一、特点
1.大型BOX设备基础是一个“箱式”整体基础;底板、侧
墙和顶板不设伸缩缝、沉降缝和后浇带。
2.BOx设备基础属于地下混凝土结构,在设备基础的地下
室内,混凝土柱及通廊纵横交错,构造较为复杂。
3.BOx设备基础的结构体积较大,需要一次浇筑的混凝土
量大,由于BOX设备基础面积大,混凝土浇灌时输送路线长,必
须采用泵车配合水平输送管浇筑。
4.BOx设备基础始终处于地下水位以下的环境条件。因此,
除了要求满足其强度外,还必须具有良好的耐久性和抗渗性。同
时还要具有抗震动和耐侵蚀等性能。
5.大型BOx设备基础混凝土的强度较高,混凝土单位水泥
用量多,容易造成混凝土内水泥水化热高和收缩变形,造成混凝
土结构开裂。
6.大型BOx设备基础的混凝土体积大,虽然按分块、分仓
的方法施工,但由于水泥水化的热量不容易散失,热量蓄于混凝
土内部,容易产生由温度引起混凝土裂缝。对大型BOX设备基础
施工关键要解决的问题是最大限度地减少BOX基础底板、墙板和
顶板混凝土的裂缝。
二、适用范围
本工法适用于工业与民用建筑工程中超长(无伸缩缝、无沉
降缝和后浇带)现浇钢筋混凝土结构。如:箱型基础、大型设备
基础、地下车站等裂缝控制要求比较严格的钢筋混凝土工程。
三、施工工艺
施工工艺流程如图1所示。
图1施工工艺流程图
四、施工要点
(-)混凝土原材料选择
1.胶结料一水泥。应尽可能采用泌水量较低的低热水泥,
如32.5级、42.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。若采
用普通硅酸盐水泥,可在混凝土中掺人适量的粉煤灰或磨细矿粉,
降低混凝土的水化热或利用60d后期强度。
2.细骨料一黄砂。尽量选择细度模数在2.4—2.8的
中粗砂,砂含泥量W2.0%,泥块含量W0.5%。
3.粗骨料一碎石。选用5—*25mm或5—31.5mm的石
子,在施工条件允许的情况下,尽量选用粒径较大的石子,减少
粗骨料的比表面积,降低包裹粗骨料水泥浆体的用量,减少混凝
土的体积收缩。要求石子的含泥量W1.0%;针片状含量W15%、
泥块含量WO.5%(按重量计),级配符合要求。
4.掺和料。采用符合混凝土用的粉煤灰或磨细矿粉,以减
少混凝土单位水泥用量,降低水泥的水化热量。
5.外加剂。冬期选用有缓凝早强作用的泵送剂、夏季选用
有缓凝作用的减水剂,以减少用水量和水泥用量,改善混凝土的
和易性和可泵性,延长水泥的凝结时间。
(二)混凝土配合比选择
采用泵送混凝土时的砂率,一般选择为38%—45%,在满足施
工要求的条件下,尽量降低砂率。同时严格控制混凝土的坍落度,
在满足泵送要求的前提下,应尽量选择坍落度的下限值,以减小
混凝土的收缩变形。
(三)分仓、分块原则和跳仓施工的间隔时间
在大面积(体积)的地下基础混凝土的施工中,根据结构情
况,合理地把结构分成若干块,以减少因面积(体积)大而增大
混凝土的收缩应力而产生的应力裂缝。分仓、分块应根据工程情
况进行实施,分块面积一般为1600—2000m2,长度一般不大于
50mo在跳仓、分块施工浇灌混凝土时,要严格控制相邻两块混
凝土浇灌时间,相邻的混凝土浇灌时间一般应控制在7d以上,以
放松混凝土块的约束程度,减少混凝土收缩应力产生的裂缝。
(四)混凝土的出机温度、入模温度和坍落度控制
混凝土使用的各种原材料,尤其在夏季施工时的碎石和搅拌
用水,对混凝土的出机温度影响较大,这时可在砂、石堆上搭设
简单遮阳棚,必要时可以往碎石上喷水降温等措施,确保混凝土
的出机温度。
夏季浇灌混凝土时,白天温度较高,在混凝土运输过程中可在搅
拌罐上覆盖遮阳布,并经常浇水湿润,以降低搅拌罐和罐内混凝
土的温度。在施工工期允许的情况下,尽量安排在晚上进行混凝
土浇灌。
施工时,要严格控制混凝土人模坍落度,因为坍落度与用水量有
密切关系,坍落度越大,混凝土用水就越多,影响混凝土的耐久
性就越大。所以在混凝土拌和物运到现场后的前几车要逐车进行
测试,使浇灌时的坍落度控制在120土20mm以内。若有超差,
立即采取以下措施:
1.将不符合坍落度要求的混凝土退回;
2.将坍落度不符合要求的混凝土用于不重要的工程部位,
如基础垫层、填充混凝土或抗渗无要求非钢筋混凝土等工程中;
3.增加混凝土坍落度检测密度,连续测试相邻搅拌的五罐
运输车的混凝土坍落度;
4.不定时到混凝土供货单位对混凝土坍落度进行随机抽查
测试,将坍落度不符合要求的混凝土控制在浇灌之前、搅拌之中。
(五)混凝土的浇灌和振捣
1.混凝土浇灌的要求:
(1)混凝土浇灌时的顺序安排,采取分层连续浇灌,以利
于混凝土的散热均匀,确保混凝土无冷缝现象出现。
(2)分层浇灌时,宜采用二次振捣的工艺,排除混凝土内
部多余的水分和气泡,以提高混凝土的密实度。在混凝土浇灌完
毕后,对混凝土表面进行拍打振实,除去表面浮浆,实行二次抹
面,减少混凝土表面骨料沉降收缩裂缝。
(3)混凝土在振捣过程中出现的泌水,应给予排除,不得
在有泌水的混凝土表面再浇灌混凝土。
2.混凝土振捣要求:
(1)混凝土的振捣采用插人式振动棒,混凝土的浇灌厚度
每层应不大于振动棒长度的1.25倍,插捣的间距不大于振动棒
长度的1.5倍。
(2)振捣混凝土拌和物要做到快插慢拔,防止快拔振动棒
时在混凝土内部留有孔洞。加强振动排除混凝土内部的空气,确
保混凝土的密实性。振捣混凝土时,要使振动棒上下抽动,以便
混凝土上下振捣均匀。
(3)混凝土振捣时间不宜过长,掌握好振捣时间,时间过
短,混凝土振不密实;振动时间过长,混凝土的粗骨料下沉,砂
浆中的轻物质上浮到混凝土表面,会发生离析现象。一般每点的
振动时间在20—30s,以混凝土表面无明显气泡和浮浆不再下
沉为宜。混凝土振捣完成一段,用铁锹摊平拍实一段,便于混凝
土表面的抹面和收光。同时,采取二次收光,有效地保证混凝土
表面不会出现凝结收缩裂缝。
(六)混凝土的养护和测温
1.大体积混凝土养护要求:
(1)保证混凝土在水化过程中,其表面的水分不易蒸发,
使混凝土表面始终保持潮湿状态,为混凝土的强度增长提供充分
的水分,避免混凝土在强度增长过程中出现早期失水而影响混凝
土质量。
(2)保证混凝土在养护过程中其表面的温度不散失或少散
失,以便控制混凝土的内表温差,促进混凝土强度的正常发展及
防止混凝土裂缝的发生。对大型Box设备基础底板的上表面,一
般可采用一层塑料布和加盖1―2层麻袋(草袋)作保温保湿的
养护覆盖层,麻袋(草袋)应相互迭缝,养护应根据混凝土的内
部与表面的温度差,随时调整覆盖麻袋或草袋的层数,养护时间
一般在两周以上。
(3)根据工程的具体情况,重要混凝土结构养护时间一般
要延长一段时间,混凝土拆模后应及时回填土或覆盖保护,同时
遇到天气骤冷的气候要及时采取保温措施,防止混凝土早期和中
期的裂缝。
2.测温要求:
(1)根据工程项目的实际平面形状尺寸和混凝土厚度,应
经济、合理地布置测温点,并在施工方案中予以明确测温点布置
图。
(2)选择由20—30mm、3=0.5—2.0mm的薄壁钢管作
为测温孔,并按不同的部位、深度进行设置。混凝土浇灌前,对
每个测温孔进行测口密封,防止混凝土的砂浆进入测温管内发生
堵塞。同时对测温管进行严加保护,防止碰坏,以确保测温工作
的顺利进行。
(3)为了全面了解混凝土温度场的变化情况,应根据混凝
土结构物的具体情况设置测温孔或埋置热电偶温度计。测温的位
置必须具有代表性,按浇筑的厚度断面的底、中和表面多个不同
的高度设置。
(4)测温时要定人员、定时间、定仪器,以减少人为误差。
(5)每次测温后,测温人员应及时把汇总的混凝土温差数
值,提供给施工技术部门,以指导现场混凝土的养护。
(6)在测温过程中,当发现温度差超过规定25°C(或设
计值)时,应及时采取保温措施,防止产生混凝土温差应力裂缝
的发生。
(7)利用信息化施工;用测温技术数据,并根据混凝土内
部的温度变化情况,控制降温速率和混凝土温度应力裂缝的出现。
(七)墙板钢筋的设里
在施工大体积Box设备基础的墙板时,建议设计部门将墙板
的水平构造筋从竖筋内改到竖筋外,增加混凝土表面的抗拉应力,
可提高混凝土的抗裂缝能力。见图2o
(八)施工缝的留置
分仓施工留置施工缝时,应采用钢止水板和快易收口钢板网共同
使用,侧墙水平施工缝可采用钢止水板和企口相结合的办法;底
板施工缝采用快易接口钢板网。底板与侧墙接茬部位采用钢止水
板,侧墙接茬混凝土应凿毛。
图3BOX基础底板施工缝
图4BOX基础恻墙水平施工缝示意图
(九)及时覆土
混凝土底板和侧墙拆模后,在混凝土达到设计要求强度时,
应及时回填,减少混凝土内{部的水分大量蒸发和混凝土结构在
空气中的暴露时间。
五、质量标准及要求
质量标准按现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》及((混
凝土质量控制标准》中的有关规定,同时做到:
1.混凝土配合比应该合理,搅拌计量准确,混凝土抗压强度
应不低于设计强度等级。2.运至
现场的混凝土坍落度应严格控制,波动范围应保持在120士
20mm,坍落度超过设计要求的混凝土,应退回。
3.混凝土接茬处要严格凿毛,把混凝土表面的浮浆凿除并清
理干净,清除表面积水,方可再浇灌混凝土,同时施工缝处混
凝土应加强振捣。
4.混凝土表面应平整,振捣密实。不得有蜂窝麻面、露筋、
裂缝(包含混凝土拌和物沉降裂缝、应力裂缝)等缺陷。
六、安全措施
1.现场使用的振动器具的电源胶皮线要经常检查,防止破
损,操作振动器的人员操作时要戴绝缘手套,穿绝缘胶鞋,防止
触电。
2.夜晚施工的电器照明线路要架空拉设,不得在钢筋网上
拉扯,要有专人负责值班。3.浇灌混凝土现场的道路要平整,
路基要坚实,防止大型混凝土搅拌车陷车和发生翻车事故,车辆
进出现场要设专人指挥。
4.当采用混凝土水平输送管时,在混凝土输送管上覆盖麻
袋或草袋,防止混凝土输送管因压力过大爆管后喷出混凝土骨料
伤人。
5.在浇灌高墙或平台混凝土时,所搭设的脚手架要牢固可
靠,要有防坠落措施。
七、机具设备
1.满足施工用的钢筋制作设备,钢筋垂直运输、焊接、绑
扎所需的机具设备和支模板所需要的机具。
2.根据施工时混凝土浇灌量的大小,配备足够的混凝土浇
灌设备(混凝土输送泵,必要时要留有1一2台备用)和混凝
土运输车辆,同时满足混凝土浇灌时的振动器具。
3.测温设备可采用测温记录仪,型号为XQC-300大型长图
自动平衡记录仪和WZG-010铜热电阻温度传感器配套所有的定
时自动记录装置,也可采用设置薄壁钢管的办法配合用温度计测
试混凝土的内部温度。
八、劳动组织
1.混凝土浇灌前,应根据混凝土的浇灌量、施工时的浇灌面积
来组织不同的工种人员数量(如木工、混凝土振捣、卸混凝土、
操作泵车等)。
2.抹灰工:包括混凝土浇灌后混凝土表面刮平、混凝土初凝前
的抹平收光的人员数量。3.钢筋工:在混凝土浇灌振捣过程中,
检查钢筋、预埋铁件位置是否正确,墙、柱的钢筋是否位移等。
4.养护阶段,按二班昼夜值班安排。人员为:技术人员1人、
测温度人员2人、混凝土养护人员可根据工作量的大小确定。
九、效益对比
1.采用分仓、分块的施工方法,可以随时调整人力资源,机动
灵活,突出重点。
2.采用分仓、分块的施工方法,可缩小施工面积,减少混凝土
内部温度影响引起的温度应力裂缝,提高混凝土防渗抗裂的性能。
3.由于BOX设备基础混凝土设计为抗渗混凝土,要求用采取抗
渗措施,由于采取技术措施得当,施工严格把关,虽然采用普通
混凝土,没有采取掺其他掺和物,保证了混凝土的防渗抗裂的要
求,故与其他种类防渗抗裂混凝土配合比相比,其经济效益对比
见下表。
不同类别混凝土原材料单价对比表
采用普通
混凝土每立方米每立方米混凝土数量增加混凝土
混凝土降低
类别混凝土单价(元)混凝土增加(元)(m5)费用(元)
成本(万元)
普通混凝土193.660.001350000.000.00
UEA混凝土237.5743.911350005927850.00
529~3405
钢纤维混凝土446.65252.9913500034053650.00
4.该技术在上钢一厂1780mm大型BOX设备基础混凝土工程的
成功应用,经过半年多的检验,实体工程无害裂缝控制在17条以
内。与其他同类工程相比,仅堵漏一项,就降低费用150余万元,
经济效益十分明显。
十、工程实例
上海宝钢集团一钢公司1780mm热轧不锈钢3.1标轧机BOX设
备基础大体积、大面积混凝土工程,底板面积为428.4mx104m,
深度为一9.5m,最深的为一14.2m,混凝土底板厚度为1.2—
1.5m,混凝土量为132000m3。
混凝土浇灌采取分仓、分块浇灌,整个BOX设备基础混凝土共分
68次完成(其中:底板分21次浇灌、墙板分27次浇灌、顶板
分20次浇灌)。底板混凝土最小量为1500m3/次,最大浇灌量
为5200m3/次。
该BOX设备基础混凝土设计等级为C30、抗渗等级为S8,自2002
年1月2日开始浇灌到2002年8月下旬整个BOX设备基础混凝
土浇灌完成。
静态泥浆护壁、旋挖式钻孔灌注桩施工工法
(YJGF02—2002)
山西省机械施工公司
钢筋混凝土灌注桩是常用的一种深基础形式。当天然
地基上浅基础沉降量过大或基础稳定性不能满足建筑物
的要求时,常采用桩基础。随着我国现代化建设事业的迅
猛发展,大型基础设施和高层建筑越来越多,荷载越来越
大,钢筋混凝土灌注桩就成为最广泛的基础形式。
钢筋混凝土灌注桩种类较多,从成孔形式上,有人工
成孔和机械成孔之分。在机械成孔中,有长螺旋钻孔、短
螺旋钻孔、正反循环回转钻成孔、回转斗钻孔、大锅锥钻
孔、冲击式成孔等等工艺。人工成孔、长螺旋钻孔工艺只
局限于地下水位以上,且孔深不宜太深的灌注桩中使用。
正、反循环成孔,是采用水介质取土成孔的一种工艺,该
工艺需要大量的泥浆和水,且必须有足够的泥浆排放场
地,很不适合场地狭窄的环境施工,同时大量的泥浆排放
容易对周围造成严重的污染;在成孔过程中,泥皮的沉淀
厚度不易控制,可造成桩侧摩阻力的降低,有可能极大地
影响单桩承载力。大锅锥等成孔工艺,虽然减少了大量泥
浆的使用和排放,但施工方法原始,机械化程度低,需要
花费大量的人力和时间。
静态泥浆护壁、旋挖式钻孔工艺是在吸收各种成孔工
艺优势的基础上发展起来的一种新型的灌注桩成孔工艺。
该工艺由于采用非水介质取土成孔,钻孔出土由钻具直接
带出,不依靠泥浆输送,大大减少了泥浆的使用,因而成
孔泥皮薄、孔径规矩、桩承载力稳定。同时,钻机的安装
比较简单,钻头拆卸方便,机械化程度高,成孔速度快。
该工艺污染小、噪音低、振动小,非常适于在市区施工,
是灌注桩成孔工艺的发展方向。
该工艺经过太原、北京、西安、忻州等地的工程实践,
已日趋完善和规范,综合效益良好。该工法关键技术在山
西省建设厅组织的2002年科技成果鉴定会上顺利通过,
达到国内领先水平。
一、工艺原理
静态泥浆护壁、旋挖式钻孔工艺是在螺旋钻孔、回转
斗钻孔、大锅锥钻孔工艺的基础上,综合吸收各种成孔工
艺优势发展起来的一种新型成孔工艺。由于采用静态泥浆
护壁,它使旋挖式钻孔工艺从单纯在地下水位以上土层中
使用,发展到地下水位以下土层中使用。
旋挖式成孔工艺是非水介质取土成孔,钻孔出土由钻
头直接带出,不依靠泥浆输送。
旋挖式钻孔机械的动力头由于机型的不同分别采用
内燃机、电动机或液压马达,当动力头为液压马达时,其
动力来自悬挂主机发动机。
旋挖式钻机的钻杆,既有多节连接式钻杆,也有伸缩
式钻杆。当采用多节连接式钻杆时,钻具和钻杆的连接为
穿入式,钻具可沿着钻杆滚动和爬行,提高了机械化程度。
这种连接方式,钻具的拆卸和更换都非常方便。故钻具的
形式可根据土层和钻进的需要随时更换。静态泥浆护壁、
旋挖式成孔钻机是水介质取土钻机的换代产品。
二、工艺特点
1.由于采取了非水介质取土,只需要少量泥浆护壁和清
孔,大大减少了泥浆的需求和排放,减少了环境污染,降
低了施工成本。
2.伸缩式钻杆的使用,避免了钻杆的频繁装配,减轻了
劳动强度,加快了工程进度。
3.钻孔出土的随出随运,给场地运输带来很大方便,可
节省运输费50%,同时节省了工程用水及用电。
4.钻机的安装比较简单,在施工场地移动比较快捷方便。
5.由于钻头的拆卸方便,可以根据土层的变化和钻进的
需要随时更换钻头,加快了钻进速度,扩大了工艺的适用
范围。
6.噪音低、振动小、污染小,非常适于在繁华市区施工。
三、适用范围
静态泥浆护壁、旋挖式成孔工艺适用于淤泥、地下水
位高的粘性土、粉土、砂土、人工填土及含有卵石、碎石
的地层,不适用的地层为含有强承压水的土层。
四、施工机具设备
(一)适用的机械设备
1.钻机构造:主机有履带式、步履式和车装底盘式。
2.动力头:
(1)结构形式:
①和主机动力分离式;
②和主机动力合一式。
(2)动力形式:
①柴油发动机;
②电动机;
③液压马达。
3.主要机型:
(1)短螺旋钻机:代表机型ZKL1500型,北京城建
工程机械厂制造,主机为履带式起重机,起重量30t以上,
动力头和主机分离,动力头功率83kw,最大钻孔直径
1.5m,最大钻深70m,标准钻深40m,钻杆为4节伸
缩式,最大扭矩105kN,m,钻速0—195rpm,可用
回转斗钻具。
(2)短螺旋钻机:代表机型RT3/S型,意大利土
力公司制造,主机为履带式起重机,起重量40t,动力头
和主机分离,动力头为柴油机,最大功率118kw,最大
钻孔直径2.5m,最大钻深78m,标准型设备最大钻深
42mo最大扩孔器直径4.85m,最大扭矩210kN・m,转
速0—160rPm,钻杆为4节伸缩式,可用回转斗钻具。
瞥
(3)回转斗钻机:代表机型①HR160,意大利迈
特公司制造,主机为履带式起重机,锹力头为液压马达,
主机发动机为柴油发动机,功率280Hp(IHP=
0.735kw),钻杆为神缩式。代表机型②Gxw-1000型
锅锥钻机,张家口探矿机械厂制造,主机为步履式,动力
头为电动机,动力头功率22kw,最大钻孔直径1.5m,
最大钻深44m,钻杆为多节钻杆。
(4)大口径桩机:代表机型DGJI1.5型,山东黄泰实
业集团公司、山东电力设备检修安装总公司制造,主机为
步履式,动力头为电动机,动力头功率55.75-90kw,
最大钻径1.5m,最大钻深50m,扩底直径2.2—
2.5m,扭矩87.60kN,m,转速10rpm。
(5)大锅锥工程钻机:属比较原始的机动推锥,但由
于结构简单、轻便,适合于大机群施工。节能省电,仍不
失一种补充机型,动力头为电动机,功率3.5kw,最大
钻孔直径0.8m,最大钻深38m。
4.钻具的类型:
(1)短螺旋钻:为变导程钻头,钻进速度快,正钻钻
进,反钻甩土。根据不同土层选用不同形式钻头。
尖底钻头:适用于粘性土层,刃器上焊硬质合金刀头后,
可钻硬土。
平底钻头:适合于松散土层。
耙式钻头:适用于含有砖头瓦块的杂填土。
(2)回转斗钻:适用于淤泥、地下水位高的粘性土、
粉土、砂土、人工填土以及含有部分卵石、碎石的地层,
主要靠钻杆和钻斗的旋转及重力钻进,其斗牙可采用不同
的切削角度。
(3)筒形钻:筒底带活门的锅锥钻斗,适用于流塑
状土层的钻进及孔底沉渣的捞取。
(4)大卵石锥:适用于卵石层,为提升式钻锥,锥
身为铁链网,用于拦储卵石。
(5)风化岩锥:用于风化岩层的钻削。
(6)辅助锥:
①螺旋锥:它的功能是将较系密的卵石层搅松,或
将卵石挤进孔壁,便于卵石锥钻进。
②扩孔锥:利用伞形的开合原理,沿传力杆对称地
布置4组开合器,每组开合器分上下两段活节,对于不适
于钻深孔的地方,为了提高桩的承载力,可用这种锥头扩
孔,获得扩大的底面积。
(7)扫孔钻:用于沉淀泥皮过厚时,孔壁的扫刷。
(二)测t仪器的配备
1.测量仪器:
(1)JZ经纬仪;
(2)sD3水准仪;
(3)50m钢卷尺。
2.泥浆测试仪器:
(1)波美仪;
(2)粘度仪;
(3)浮筒切力仪;
(4)pH试纸;
(5)含砂率仪;
(6)100mL量筒;
(7)滤纸。
(三)施工所摇机械
1.钻孔机械:根据桩基设计规格、土层条件、周围施工
环境、工期要求选择适合的机型,并配备好相应的钻头;
2.混凝土搅拌和灌注设备;
3.钢筋骨架加工机械;
4.造浆和清孔排水设备;
5.钢筋笼吊放机;
6.土方清理机械。
五、材料
1.砂宜选用含泥量不大于3%—5%的中粗砂。
2.粗骨料可选用卵石或碎石,最大粒径应不大于30mm,
并不大于钢筋间最小间距的1/3.
3.泥浆(稳定液)制作材料:
(1)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。
(2)CMc:梭甲基纤维素钠盐,增加粘度,防止脱落。
(3)碱类:Na2C03及NaHC03,控制和改善泥浆性质。
(4)渗水防止剂:废纸浆、锯末等,防止渗水。
(5)重晶石:主要成分为硫酸领,增加泥浆相对密度。
4.泥浆的性能指标
(1)相对密度:1.1—1.15o
(2)粘度:10—25s。
(3)静切力:lmin20-30mg/cm2
10min50-100cm/cm2
(4)含砂率:6%。
(5)酸碱度:pH值为7—9。
(6)胶体率>95%。
(7)失水量<30ml/30min。
5.粘土的用量
计算公式:
q=%=o
一A
式中q——每立方米泥浆所需的粘土重量(t);
V一每立方米泥浆应需的粘土体积(m3);
八——粘土的容重(t/m?);
r2——要求的泥浆容重(t/m,);
r2=Krj+(1-V)r3
r3----水的容重,彳=lt/m3;
r2=Vr1+1-V(r,-1)+1
6.测量项目及要求
(1)全班工作日开始时,测定一次闸门口泥浆下面0.5m
处的全套指标,以后钻进过程中,每隔2h测定一次进浆
口和出浆口的比重、含砂量、pH值等指标。
(2)在停钻过程中,每天测一次各闸门出口处0.5m处
的全套指标。
7.泥浆的拌制
为了有利于膨润土和竣甲基纤维素完全溶解,应根据泥浆
需用量选择澎润土搅拌机,其转速宜大于200r/min。
材料的投放顺序,应先注人规定数量的清水,边搅拌,边
投放膨润土,膨润土大致溶解后,均匀地投入竣甲基纤维
素,然后投人分散剂,最后投入增大比重剂及渗水防止剂。
六、工艺流程及施工要点
(一)工艺流程
液工程序见图lo
施工准备
桩位放样
护筒埋设
泥浆的制作]钻到瞅位
泥浆的控制及使用]-----------d钻工成孔
图1灌注桩施工程序框图
(二)施工准备
1.技术准备:
(1)桩基工程施工图及图纸绘审纪要。
(2)建筑场地和邻近区域内的地下管道、地下构筑物、
危房、精密仪器车间等的调查资料。
(3)水泥、砂石、钢筋等材料及其制品的质检报告。
(4)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料。
(5)桩基施工组织设计或施工方案。
2.施工场地准备:
(1)打桩施工面的设置:打桩施工面应根据现场实际情
况确定,应注意以下几点:①施工面距地下水位应大于
1.5m以上。
②地下水位以上的松散杂填土层,因易跑浆、漏浆造成
塌孔,最好予以清除。当清除后的场地标高距地下水位高
度太小时,可辅填一定厚度的垫层作打桩施工面,或先行
降低水位后再进行打桩施工。
(2)施工前应做好场地平整工作,对于不利于施工机械
运行的松软场地应进行坚实处理,施工面最好硬化,雨季
施工应做好排水措施。
(3)在建筑物旧址或杂填土地区施工时,应预先进行钻
探并将探明在桩位处的旧基础、石块、废弃障碍物挖掉或
采取其他处理措施。
(4)对于和施工场地相邻的施工管线、危房等采取相应
的隔离和保护措施。
3.施工测量网的设置。在施工场地设置井字形测量控制
桩及水准点,控制点应设在不受桩基施工影响处,设明显
标志及保护架,测量控制点应定期复核。
4.泥浆制备及循环系统的设置。由于钻孔护壁和清孔的
需要,需制作一定数量的泥浆,同时为了施工场地的干燥,
需进行泥浆制备及循环系统的合理规划。
施工场地设置储浆池一个,容积不小于6吼沉淀池两个,
容积不小于10小,两个轮换使用,一个进浆沉淀,一个
关闸清理,沉淀池进出口设闸门,沉淀池上口应高出造浆
池0.5mo
施工场地设置环形泥浆槽,场地中间再设置若干支槽,形
成泥浆循环网络和排水网络,浆池和泥浆槽均应用砖砌
筑,池壁和池底用水泥砂浆抹面。
5.混凝土的搅拌及配比:
(1)混凝土采用集中搅拌,电子自动计量,小型搅拌站
系统,同时配备两台300L搅拌机,以备搅拌站产生故障
时用。
(2)每立方米砂、石、水泥外加剂等用量现场标牌公布。
(3)按每根桩需要的灌注时间确定的混凝土的初凝时间,
并按初凝时间的控制标准确定缓凝剂的填加量。
6.电源准备:
(1)总用电量按下列公式计算:
……■紫+6吁
式中1.1(前)——系数;
1.1(后)——照明用电系数;
P,——电动机额定功率(kw);
P2——电焊机额定用量(kV•A);
&——电动机要求系数,取0・6;
K2——电焊机要求系数,取0.6;
cos(b----功率因素,取0.75。
(2)需配备临时发电设备,以备突然停电时使用,避免
钻孔和灌注时事故的发生。
(3)根据施工总平面的布置,合理设置配电箱。
7.钢筋笼的制作:
(1)钢筋笼的制作场地应选择在运输和就位都比较方便
的场所,最好设置在现场内。
(2)钢筋进场后应按钢筋的不同型号、不同直径、不同
长度分别进行堆放。
(3)钢筋骨架绑扎顺序是:
①主筋调直,在调直平台上进行;
②骨架成形,在骨架成形架上安放架立筋,按等间距将
主筋布置好,用电弧焊将主筋与架立筋固定;
③将骨架抬至外箍筋滚动焊接器上,按规定的间距缠绕
箍筋,并用电弧焊将箍筋与主筋固定。
(4)钢筋笼分段制作,分段长度在8nl左右,对于长桩
采取一些辅助措施后,也可定为12mo
(5)主筋对接可采用对焊、搭接焊、绑条焊,主筋对接
在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50%,
相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的35倍,且不小
于500mm,主筋焊接长度为主筋直径的10—15倍,箍
筋的焊接长度为箍筋长度的8-10倍。
(6)钢筋笼保护层:为确保桩混凝土保护层厚度,应在
主筋外侧设钢筋定位器,对于旋挖式钻孔,为避免桩孔侧
面受到损坏,定位器应使用宽度为50mm左右的钢板,长
度400—500mm,同一断面上定位器4一6处,沿桩长
的间距为2—10mo
(7)钢筋笼的堆放。钢筋笼堆放应考虑安装顺序、钢筋
笼变形和防止事故等因素,以堆放二层为好,如能合理使
用,补强钢筋牢固绑扎,可以堆放三层。
8.护筒的制作。护筒的规格:短螺钻机因钻头进出孔口
的冲击力较大,护筒内径宜比孔径大200mm,当地下水位
较深时,护筒长度1.5m为宜,步履式锥锅钻机、大锅
锥钻机护筒内径比孔径大100mm,护筒长度1.0m。
护筒用5mm的钢板制作,在护筒的上、中、下各加一道加
劲筋,顶端焊两个吊环,一为起吊用,二为绑扎钢筋笼吊
杆,压制钢筋笼的上浮,护筒顶端同时正交刻四道槽,以
便挂十字线,以备验护筒、验孔之用。
(三)施工要点
1.护筒的埋设。护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地
面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋
笼等作用,应认真埋设。埋设时,先放出桩位中心点,在
护筒外80-100cm的过中心点的正交十字线上埋设控制
桩,然后在桩位外挖出比护筒大60cm的圆坑,深度2.
0m,在坑底填筑20cm厚的粘土,夯实,然后将护筒用钢
丝绳对称吊放进孔内,在护筒上找出护筒的圆心(可拉正
交十字线),然后通过控制桩放样,找出桩位中心,移动
护筒,使护筒的中心与桩位中心重合,同时用水平尺(或
吊线坠)校验护筒竖直后,在护筒周围回填含水量适合的
粘土,分层夯实,夯填时要防止护筒的偏斜,护筒埋设后,
质量员和监理工程师验收护筒中心偏差和孔口标高。
当中心偏差符合要求后,可钻机就位开钻。
2.钻机就位:
(1)履带式钻机就位。首先做好场地的平整及压实,使
主机左右履带板处于同一水平面上,动力头施工方向应和
履带板方向平行,切不可垂直,开钻前调整好机身前后左
右的水平。
(2)步履式锅锥钻机。首先做好场地平整,机架就位后
进行调平,第一次调平后挂钻杆,并将钻尖对准钻孔中心
位置,旋人坑后,再次调整机架水平,两次调平后才能保
证成孔垂直度,以后在每次接杆时,还应再按上述步骤进
行。
(3)大锅锥钻机。首先做好三角架支腿的支撑,支腿支
点要放好垫木;以防滑动。三条支腿腰身用型钢进行连接,
以增强三角架整体刚度。
3.钻进成孔。在护筒内注满泥浆后,开始钻进,钻进过
程中要随时不断补充泥浆,使孔内始终保持高于地下水位
1-1.5m的水头高度,同时应根据土质情况调整泥浆配
方和比重。在钻进过程中,要根据地层的变化,及时更换
不同形式的钻头,钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清
理沉渣,即一次清孔。
当孔壁泥浆皮沉淀较厚时,可用扫孔钻头上下往复,扫刷
孔壁。
清孔后提出钻头,由质量员和工程监理进行孔径、孔深、
垂直度检测,验收合格后,移走钻机,盖好盖板,进行下
道工序施工。
4.钻孔出土的清理。国产短螺旋钻机动力头可左右摆动,
钻头提出孔口后,钻头摆向一侧,反转甩土。在地下水位
下施工时,由于钻头反复摆动和重新对孔位,极易损伤孔
壁,造成塌孔。意大利钻机具有自动限位装置,不存在此
类问题。国产旋挖式钻机,应限制机头的摆动,在孔口设
立专门的出土装置,钻头只进行垂直上下往复运动,不作
水平向摆动。出土装置是在井口安装轨道,行走平板车,
当钻头提出孔口后,将平板车推人钻头下,钻头卸土后,
再将平车推离孔口。
5.钢筋笼的吊放:
(1)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。
(2)多节钢筋笼吊放时,应将钢筋笼逐步接长后再放人
孔内,利用先插人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,冷却后再沉人孔内。
(3)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科的钢管,在钢管下端焊若干定
位环,间距scm,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,
再从内侧向环内插人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一起,将
钢筋笼固定,同时可防止灌注混凝土时钢筋笼的上浮。
6.导管的安放。钢筋笼吊人固定后,应逐步按下导管,
导管的壁厚不宜小于3mm,直径200—250mm,钻孔深
度大时,宜选用大直径导管,以确保导管良好的通导性。
导管直径的制作偏差不应超过Zmm,底管长度不宜小于
4mo导管使用前进行拼装打压,以检查导管是否有砂眼,
法兰盘是否有变形、密封不严,试水压力为0.6—1.
OMPa,导管安放触孔底后,上提300—soomm。
7.二次清孔。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soomm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soomm时,采用空吸泵反循环方式、
导管空气升液排渣法清孔。8.水下混凝土的灌注。清孔
完毕后,由导管上部塞人隔水塞,塞人深度以临近水为准,
当储料斗内的混凝土储量满足剪栓后首次灌注时,即保证
导管底端能埋人混凝土中0.8-1.Zm时,即可剪栓
和开启料仓门。随着不断地灌注,孔内混凝土面的上升,
随时提升和拆卸导管,导管底端必须保证埋入管外的混凝
土面以下2—3m。
为了保证混凝土连续灌注,导管不脱离混凝土面,且有一
定的埋置深度,要求详细计算混凝土灌注料斗、储料斗及
导管的体积,并根据不同的成桩孔径,以此推算每次上拔
的高度,避免和禁止导管脱离混凝土面和混凝土灌注的中
断。
第一次混凝土的灌注量必须满足底端能埋人混凝土中0.
8—1.2m(按上限考虑)的要求。
第二次混凝土的灌注量(即以后各次)必须满足导管底端
能埋入2-3m的要求,任何情况下不得少于1m的要求。
第一次(以后各次)的提管高度不大于3nl,保证导管底
端至少埋人混凝土面以下1m以上,不得产生断桩。在任
何情况下,导管的埋深不得大于6nlo
为消除沉渣影响,保证桩顶灌注质量,混凝土的灌注应比
桩顶控制标高高出50cmo灌注过程中,应有专人测量导
管埋深及管内外混凝土面的高差,填写混凝土灌注记录。
水下混凝土必须连续灌注施工,每根桩的浇筑时间按初盘
混凝土的初凝时间控制,对浇筑过程中的一切故障均应记
录备案。
七、施工质量控制要点
1.加强原材料试验工作,严格执行各种材料的检验制度,
不合格材料严禁进场和使用,水泥、钢材均应有出厂证明
和试验资料,混凝土要做配比试验,严禁套用配合比。
2.钢筋笼成形绑扎点焊引弧不得在主筋上进行。
3.护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责,
严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。
4.为防止钻斗内的土砂掉落到孔内,使泥浆性质变坏或
沉淀到孔底,斗底活门在钻进过程中始终应保持关闭状
O
5,为防止快速地上下移动钻斗,水流以较快的速度在钻
斗外侧和孔壁之间的空隙中流动导致冲刷孔壁,和上下提
钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌,应按孔径的大
小及土质的情况来调整钻斗的升降速度。
6.钻机因故停止钻孔时,应设专人值班补浆,防止塌孔
事故。
7.钻孔成孔后要及时灌注,不得过夜,以免造成缩径和
塌孔。
8.测绳要定期用钢尺校验,当更换测绳、搭接测绳或其
他不明情况发生时,要随时用钢尺检验。
9.混凝土灌注时,要防止钢筋笼上浮,必须对钢筋笼采
取足够的压制力,同时在混凝土灌注到钢筋笼位置时,要
勤拔导管,使导管埋深保持在1.5m。减少因混凝土上升
时的磨擦力。
10.混凝土灌注完毕,开始初凝,即割断钢筋笼挂环,
使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,及钢筋与混凝土的粘结
力。
11.灌注导管使用后要及时用水清洗,管壁、法兰盘要
经常检查,随时清除砂眼、接口变形等隐患,破损的胶垫
和连接螺栓要及时更换。
12.离析和停滞时间较长的混凝土应进行二次搅拌。
13.每个台班做两次塌落度试验,并检测砂石含水量、
调整水灰比和塌落度。
14.每浇注50m3混凝土必须有一组试件,小于50m3的
桩,每根桩必须有一组试件。
15.做好测量控制,保护好测量控制点,经常进行复测。
16.认真做好施工记录和各项原始记录管理,做到完工
资料齐全,并及时整理归档,成孔记录和灌注记录应做到
一桩一表。
八、施工劳动力组织
(一)护筒埋设
工人2—3人。
(二)短螺旋钻机
司机1人,指挥兼记录1人,清渣工2人。
(三)步履式锅锥钻机
司机1人,记录1人,钻杆安装2人,清渣工2人。
(四)大锅锥钻机
司机1人,记录1人,清渣、钻杆安装2人。
(五)混凝土灌注
司机1人,孔口导管安装3人,手推车工6人,测量记
录1人。
(六)混凝土搅拌
司机1人,上料4人,计量1人。
(七)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。
以上劳动组织为一班施工人员,如两班制则乘以2。
九、应注意的安全事项及具体措施
1.贯彻“安全第一、预防为主”的安全工作方针,加强
安全教育,严格执行安全生产制度和操作规程,做好安全
交底。
2.健全安全管理组织,各级管理组织设立专职质量安全
员和兼职安全员,对安全关键部位进行经常性检查。
3.大直径灌注桩井口设安全盖,防止掉物和塌孔。
4.加强机械维护、检修、保养,机电设备由专人操作。
5.严格用电管理,施工现场的一切电源电路的安装和拆
除,必须由持证电工操作,电器必须严格接地、接零和漏
电保护器,场地电缆应架空,严禁拖地和埋压土中。6.做
好防雨、防雷和防洪措施工作,现场工人作业需戴安全帽。
7.严禁酒后操作机械和上岗工作。
8.混凝土灌注完后的空桩孔位,要及时回填压实。
十、质级要求
(一)本工法所采用的施工技术规范
1.中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》
(JGJ94—94)0
2.中国有色金属总公司、中华人民共和国冶金工业部标
准《灌注桩基础技术规程YSJ212—92、YBJ42—92。
3.《地基与基础工程施工质量验收规范》(GB50202—
2002)o
(二)质量标准要求
1.钢筋笼制作允许偏差:
(1)主筋间距土10mm;
(2)箍筋间距土20mm;
(3)直径士10mm;
(4)长度±100mm;
(5)主筋保护层允许偏差土20mm。
2.灌注桩施工的有关允许偏差:
(1)桩位放样允许偏差为:群桩20mm,单排桩10mm;
(2)孔深允许偏差+300mm;
(3)桩径允许偏差士50mm(桩径允许偏差的负值指个
别断面);
(4)垂直度允许偏差VI%;
(5)孔底沉渣厚度(包括泥浆沉淀及虚土),摩擦桩W
150mm,端承桩感50mm;
(6)钢筋笼安装深度允许偏差士100mm;
(7)桩顶桩高允许偏差一50nrnT+301nm;
(8)平面位移:1一3根、单排桩基垂直于中心线方向
和群桩基础的边桩允许偏差为(d1000mm)1/6且不
大于100mm,(d>1000mm)100+0.01H;条形桩
基沿中心线方向和群桩基础的中间桩允许偏差为:(dW
1000mm)d/4且不大于150mm(d>1000mm)150+0.
01H(H为施工现场地面标高与设计标高的距离,d为设
计桩径)。
3.混凝土的要求:
(1)配合比符合设计,水泥用量不少于360kg/m3,;
(2)塌落度为16—22cm;
(3)混凝土具有良好的和宜性、保水性,初凝时间应控
制在4h以内;(4)严格控制水灰比;
(5)搅拌时间不少于3min;
(6)材料允许偏差:水泥2%,砂石3%,水2%;
(7)每浇注50耐混凝土必须有一组试块,小于50扩
的桩,每根桩应做一组试块。
4.钻斗升降速度。钻斗升降速度见表1。
表1钻斗升降速度
桩径(mm)升降速度(m/s)桩径(mm)升降速度(mA)
7000.97313000.628
12000.74815000.575
5.空钻斗升降速度。空钻斗升降速度见表2。
表2空钻斗升降速度
桩径(mm)升降速度(mA)桩径(nun)升降速度(m/s)
7001.21013000.830
12000.83015000.830
十一、社会经济效益
静态泥浆护壁旋挖式钻孔灌注桩施工工艺,是吸取了各种
成孔工艺优势发展起来的一种新型施工工艺。从钻机、钻
杆及钻头的安、拆卸及使用上,它节省了大量的人力,提
高了机械化程度,减轻了劳动强度,从而加快了工程进度;
从工艺上它代替了水介质成孔取土工艺,大大减少了泥浆
的需求和排放。取土随出随运,节省了场地,方便了其他
作业施工,同时节省了运输费、水费、电费,降低了施工
成本,减少了环境污染;该工艺施工时,还有一最大优势
就是噪音低、振动小,适用于各种土层,对周围居民影响
不大,适宜繁华闹市中施工。
另外该工艺由于其施工速度快,施工质量好,土层适应性
广,也常常作为公路、铁路桥梁受灾害抢险时的首选工艺。
+二、工程实例
(一)实例1:忻州电信生产楼桩基工程
忻州电信生产楼位于忻州市七一北路原电信院内。主体建
筑为生产主楼和营业厅,生产主楼地上15层,局部17层,
地下2层,营业厅为2层,主楼总高度86.7m。地基
处理采用泥浆护壁旋挖式钻孔灌注桩,施工机械为意大利
RH160工程钻机,工程桩总数398根,桩径700mm,桩
长29.0m,该工程于1999年3月1日开工,并于1999
年5月19日竣工。该工程经山西省建设监理总公司地基
检测中心进行的静载荷及低应变检测,均达到设计要求,
被忻州市质量安全监督站评为优良工程。
(二)实例2:太原邮电综合业务楼A段、B段桩基工
程
山西省邮电管理局邮电业务综合大楼位于太原市五一广
场东南角,占地面积约960.31n,,其中A段地上33层,
高度约135.9m,桩径800mm,桩长36.10m,总桩
数223根;B段地上为16层,高约68.0m,工程桩总
数119桩,桩径600mm,桩长分别为30.05m,31.55m
和33.05m三种,A、B两段桩基础均采用了静态泥浆
护壁、旋挖式钻孔灌注桩。该工程A段于1995年7月开
工,1996年3月完工;B段于1997年2月开工,并于
1997年5月竣工。
该工程经山西省建筑总公司建筑工程研究所动测检
验,达到设计要求,被山西省建筑两量监督站评为优良工
程。
(三)实例3:山西省国家安全厅办公楼桩基工程
山西省国家安全厅办公楼位于太原市迎泽桥西,太原
市石油公司北侧,建筑地面以井20层,高68m,地下室
一层。其结构为框架一剪力墙结构,基础采用箱+桩基础。
桩基础为钻孔灌注桩,桩径为soomm,桩长为31m和25m
两种。
该工程于1997年2月3日开工,至1997年5月6
日竣工,经太原工业大学检测中心对45根桩进行抽检,
其中做静载试验3根,低应变测试42根,均达到设计要
求,被评为优良工程。
柱锤冲孔夯扩挤密桩施工工法
(YJGF03—2002)
中铁三局集团有限公司
柱锤冲孔夯扩挤密桩是以吊起的柱锤,在重力作用下
自由落体,多次循环进行,直至形成达到预定深度的桩孔,
然后分层填料并夯实。挤密桩与原地基形成了复合地基,
提高了地基土的承载力,减少沉降和不均匀沉降,是一种
既简便、又快速、还经济的加固地基方法。
一、工法特点
1.机具设备简单,主要有履带或轮式吊车、装载机、推
土机等。
2.填充材料随处可取,可采用建筑、工业垃圾,也可采
用碎石、卵石或灰土。
3.大部分填料的透水性良好,可加速地基固结,冲孔产
生的振动效应,可增强地基抗液化能力。
4.加固速度快,节约投资。
二、适用范围
柱锤冲孔夯扩挤密桩适用于地下水位较低或土壤含水率
较小、影响深度不超过6m且对承载力要求较低的工程。
三、工艺原理
吊起的柱锤在重力作用下,自由落体冲击地基,多次循环
进行,直至形成达到预定深度的桩孔。分层填料并夯实,
达到土体挤密的效果,形成复合地基。提高地基承载力。
四、工艺流程及操作要点
(一)施工准备
1.根据土质软硬、桩径、桩长及复合地基的承载力选择
柱锤的质量、直径、长度。一般常用夯锤直径200—
600mm、长度100一soocm、质量1000一15000kg。锤
底形状分平底和稍带凹槽两种。用钢材制作或钢板为外壳
内部浇筑混凝土或浇铸铁制成。
2.选择起重机。选用自行机,吊锤自动拉脱钩,最大起
重通过计算或试验确定(按锤军及成孔时地基对柱锤的吸
附力),一般不应小于锤重2—4倍。
3.经过试桩,检验设计是否能满足承载力要求,主要通
过调整布桩形式、间距及提高高度来达到预期的效果。布
桩形式主要有三角形、正方形、梅花形三种。见图1。4.根
据调整后的设计图,首先测设建筑物轴线定位点和水准基
点并妥善加以保护。孰、5.清除地上及地下障碍物,抄
平场地,开挖基槽,桩顶预留0.5-1.0m厚土层,
用装毅机或推土机平整并压实。
6.根据桩位布置图,在施工现场布置桩位,并经建设单
位或监理复验后,满足要求方可开工。
o.OOOO
O
OOOOOO
(a)正三角形(b)正方形(C)梅花形
图1布桩形式
(二)材料要求
1.建筑垃圾必须是具有一定强度的碎砖、混凝土碎块、
水泥砂浆块。不得含有如泡沫塑料、破油毡、木屑等杂物。
2.工业废渣必须是具有一定强度的炼钢炼铁的废料、选
煤剩余的煤研石等。3.建筑材料必须使用坚硬没有风化
的碎石、卵石及人工拌和的灰土。4.粒径以20-50mm
为宜,最大粒径不大于80mmo
5.其他:含泥量一般控制在5%以内,特殊情况可略高。
(三)施工顺序
主要是根据地质情况的变化,有利于保证施工质量,加快
施工进度,选择施工顺序。1.平面布置为一字形工程:
可从中间向两边,也可从两边或四周向中间,还可从中间
向四周扩展。
2.平面布置较复杂的工程:应区别不同情况排序。
(四)工艺流程
工艺流程见图2。
图2工艺流程
(五)操作要点
1.柱锤成孔。吊起柱锤,吊车缓移,使柱锤中心对准桩
位中心,然后提升一定高度,柱锤自动脱钩下落冲击土层。
反复进行,在接近设计成孔深度时填些块料。当夯送的瞬
间锤体沉入量很小(一般每击沉量不超过150mm),可认
为孔底已被挤密。为保证桩底密实度,一般送到桩底设计
标高后,再空夯两次。
要求成孔后孔壁直立不塌孔,孔深满足设计要求,并对成
孔情况进行检查记录。
2.桩体施工。用标准填料车将准备好的填料分层填人桩
孔、夯实。落距、分层填料量、分层夯实厚度、夯击次数
和总填料量等应符合要求。桩体分层夯实厚度可按每击或
5击控制,如不符合设计要求应送空夯实,充盈系数k>l.
5o夯填至桩顶设计标高以上0.smo3.桩封顶。桩
顶宜用原槽土夯实,直至场地地坪为至。此时,柱锤应换
为平底锤。
五、施工机具
施工机具见表1。
表1施工机具
序号123456
机械名称起重机装载机、柱锤自动脱钩器熄料小车推土机
数量212241
六、劳动力组织
劳动力组织见表2。
表2劳动力组织
序号1234567
工种吊车司机装载机司机普工推土机司机修理工电工测工
数量42101213
七、质量控制措施及评价条件
(一)质量控制措施
1.在施工过程中,由于机械或人、基土的隆起或振动使
桩位移动,应随时对桩位进行检查校验。
2.在施工过程中,由于基土逐渐挤密或出现振动沉陷,
地面标高升高或降低,应随时调整成桩深度,使桩保证在
设计土层上。
3.设专用料场进行集中拌料,桩身填料质量及配合比应
符合设计要求。拌和用灰、土中的块料不宜大于scm。
4.成孔时出现缩颈和坍孔,可填入部分料块,边冲击边
将料挤人孔壁及孔底,以改善'桩间土性质。此时锤的落
距应适当降低,夯入部分料块形成扩大端,或成桩0.sm
后再送空夯复打至桩底。
5,当坍孔严重难以成孔时,可提锤反复冲击至设计孔深。
分层填入块料和生石灰(一般配合比为1:1),与桩孔
内松软土强行拌和(用低落距夯锤反复夯击)。一般休止
7—10d,待孔内生石灰吸水膨胀,桩间土性质有所改善
后,再进行二次冲击复打成孔。复打成孔时,可在原桩位
或左右桩间土处进行。
(二)地基承载力的综合评价条件
1.加固效果检验在成桩3—7d后进行。
2.检验数量:每单位工程桩身及桩间土触探,可分别按
总桩数的2%进行;复合地基载荷不应少于3点。
3.充盈系数k>1.5o
4.桩间土采用重型动力触探进行检验并比较。
5.各检测点复合地基承载力基本值应满足下面公式要
求:
f«=-ff+[1-m)-f,>0.9/;p.k
式中L——复合地基承载力基本值(kPa);
m---面积置换率(一般取m=0.1~0.3);
人——桩体单位面积承载力基本值(kPa);
f.——加固后桩间土承载力基本值(kPa);
儿…——复合地基承载力标准值(kPa)。
八、安全控制措施
1.起重机进行夯扩作业前,应清除回转半径内的一切障
碍物q要有专人指挥。司机与指挥要经过培训并有上岗
证。
2.起重机的各种安全保护装置必须齐全完整,灵敏可靠,
不得随意调换和拆除。3.起重机严禁超载超加速作业。
4.起重机移位时,应先提起柱锤100—300mm,检查
整机稳定性,确认可靠后方可作业。
5.夯锤下落但吊钩未降至吊环附近,操作人员不得提前
靠近挂钩,以防碰伤。6.起重机夯扩作业时,锤下不得
有人停留或通行,作业后,应将夯锤放稳或平放在地面上,
严禁悬空或直立地面。
7.因吸附力较大,应采取措施排除,不得强提,防止起
重机超载而倾覆。8.若遇有六级以上大风或大雨、大雪
等恶劣气候时,应停止作业。
9.作业完毕,起重臂杆应转到顺风方向,并降至400—
600o吊钩提升接近顶端的位置,伸缩式臂杆应全部缩回
放妥挂好挂钩,全部制动都应加保险固定。
ro.现场人员应一律戴安全帽。
九、经济和社会效益分析
采用本工法经济效益十分明显。如在肃宁北站信号楼
工程中填料使用3:7灰土,每立方米较震动挤密灰土桩
节约2元:天津市区至滨海新区快速轨道交通工程车辆段
材料库及办公楼、列检及停车库、组合车库基础,由泥浆
护壁钻孔钢筋混凝土灌注桩变更为柱锤成孔挤密桩、填料
为碎砖和废弃混凝土块,满足了设计要求。费用比投标价
降低了24%,成本由亏损变为盈利7.9%。西南线商
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