變扭距長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁施工工法

1、 變扭距長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁施工工法陜西建工第八建設(shè)集團有限公司1.前言目前在我國建筑樁基領(lǐng)域，長螺旋鉆孔壓灌混凝土樁是比較常見普遍的一種施工工藝，由于長螺旋鉆孔在地下存在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的地方施工難大、建筑施工技術(shù)人員在施工中通常采用沖擊錐、烏卡斯來進行這類地質(zhì)條件的成孔作業(yè)，除此之外在施工過程泵壓混凝土經(jīng)常由于混凝土塌落度太小，經(jīng)常在施工現(xiàn)場發(fā)生堵管現(xiàn)象，大大的增加了施工成本和施工時間。目前這些問題一直困擾著施工技術(shù)人員，很難采用行之有效的方法來解決這些問題。變扭矩長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁改變了原長螺旋動力頭額定功率電機為直流可變動力電機，并使用特

2、制的錳鋼高強度鉆桿與鎢鋼合金鉆頭配合施工，采用鉆機鉆頭變速增大扭矩的途徑來解決鉆頭穿透少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集地方的問題，泵壓超流態(tài)混凝土在施工中可可大大減少堵管現(xiàn)象，并且適應(yīng)性強、應(yīng)用廣泛。不受地下水位的限制，在樁間距較小的情況下，施工可連續(xù)進行，無需間隔跳打，施工工效高。單樁承載力高?？椎撞涣魵堅⑻撏?，可充分提高樁端的承載能力，不易產(chǎn)生斷樁、縮徑、塌孔等質(zhì)量缺陷。因該樁在施工工藝方面具有較大針對性，故前景廣闊。2.工法特點2.1 本工法采用改進后的錳鋼高強度鉆桿和鎢鋼合金鉆頭在變扭距鉆機動力頭帶動下鉆孔，使用電器控制設(shè)備控制電流，降低鉆桿轉(zhuǎn)速，增大鉆桿扭矩，使鉆頭低速穿透含有少

3、量巖石的地質(zhì)和卵石密集區(qū)。2.2本工法采用超流態(tài)混凝土流動性好，石子能在混凝土中懸浮而不下沉，不會產(chǎn)生離析，泵壓的混凝土由于壓力會滲入樁壁土層及石層，增大樁身摩阻力。2.3本工法采用超流態(tài)混凝土樁尖無虛土，防止了斷樁、縮徑、塌孔等施工通病，施工質(zhì)量容易控制的。2.4 本工法施工低噪音、不擾民、不需要泥漿護壁、不排污、不擠土、施工現(xiàn)場文明。3.適用范圍本工法適用于建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)樁和基坑、深井支護的支護樁，適用于填土層、淤泥層、沙土層及卵石層等，亦適用于后插筋地基加固有地下水的各類土層情況，本工法特別適用在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的地方等不良地質(zhì)條件下成樁。樁徑一般采用 400mm-8

4、00mm，長度在 35米以下。4.工藝原理該樁型的原理是在常規(guī)長螺旋成孔后插筋壓灌混凝土樁的基礎(chǔ)上，改變了原長螺旋動力頭額定功率電機，并使用特制的錳鋼高強度鉆桿與鎢鋼合金鉆頭配合施工，采用自適配的直流可變扭距率電機及交流變直流電氣設(shè)備，通過電器控制設(shè)備使鉆機能在碰到地下堅硬地質(zhì)情況增加電流降低轉(zhuǎn)速增大扭矩來穿透地下少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的區(qū)域。樁身混凝土是直接從鉆桿中心壓入孔中,采用超流態(tài)泵送混凝土技術(shù),通過泵壓超流態(tài)混凝土使混凝土管道得以流暢輸送，使超流態(tài)混凝土滲入樁逼增加樁身摩阻力，進而增加成樁質(zhì)量。邊提鉆邊壓灌混凝土,提鉆與成樁同步進行，從而在流沙、淤泥、砂卵石易塌孔和地下水

5、的地質(zhì)條件下，不用泥漿護壁而順利成樁。采用振動錘下沉的原理將鋼筋籠送入樁體的設(shè)計深度，利用振動錘插入桿的長度控制鋼筋籠插入樁體的標高。施工時需三人進行配合，一人用繩索牽引送樁器，防止震動下沉?xí)r搖擺幅度較大，另兩人控制鋼筋籠的垂直度，保證鋼筋籠準確定位?，F(xiàn)場檢測鉆機鉆桿與鉆頭無變形，磨損小，能很好的滿足在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集地方施工。5.工藝流程及施工技術(shù)要點5.1 工藝流程：施工準備樁位測量放線鋼筋籠制作直流動力鉆入泵壓混凝土與提升鉆桿鋼筋籠安裝就位鋼筋籠沉入及震動密實補充震后混凝土破樁頭5.2施工工藝及操作要點5.2.1施工準備現(xiàn)場施工設(shè)備就位，施工場地平坦，檢查電路確保滿足施

6、工要求，無安全隱患。現(xiàn)場材料運輸?shù)缆窌惩??；炷帘盟凸苈吠〞?，做好現(xiàn)場防水排水工作。5.2.2、樁位測量放樣使用全站儀對場地內(nèi)控制樁位進行放測，然后利用鋼尺逐一將每個樁測量，并與施工圖紙一一核對尺寸，如無問題，采用竹簽和白灰做出標記。5.2.3、鋼筋籠制作以萬景美奐荔枝灣安居工程 3#樓樁基為例，其工程樁樁身鋼筋籠 主筋為 12 根 HRB33514 鋼筋，上部加密區(qū)鋼筋籠主筋長度 13.5m，下部非加密區(qū)鋼筋籠長度為 8m，每 2m 在主筋內(nèi)側(cè)設(shè)置一道加強筋，箍筋采用 HPB5 鋼筋，籠保護層為 7cm。采用在主筋外側(cè)焊接耳筋的方式來保證鋼筋籠的保護層厚度，鋼筋加工圖示：5.2.4 直流動力

7、鉆入將鉆機移至將要施工的樁位，利用四腳升降支腿將鉆機調(diào)平，保持鉆桿垂直度。將螺旋鉆桿樁尖對準樁位后開始鉆進。普通長螺旋鉆機使用380V交流電通過現(xiàn)場電柜直接接入施工鉆機，鉆機動力頭電機接入額定電壓，產(chǎn)生固定轉(zhuǎn)速，鉆機依靠鉆桿及鉆頭自重產(chǎn)生下壓力。接入現(xiàn)場改良后的直流動力電機及交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備，根據(jù)長螺旋交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備來給予鉆機合適的電流、電壓。在軟弱土層使用高電壓增大動力頭電機轉(zhuǎn)速，使施工速度增加。在地下堅硬巖層及卵石密集區(qū)域，增加動力頭電機電流，進而使鉆機動力頭降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩使鉆頭部位產(chǎn)生更大的摩擦力。使原有地質(zhì)條件（如巖石層）無法穿透的樁孔得以穿透。施工順序及注意事項：當鉆至設(shè)計

8、標高后，停止下鉆，保持當前轉(zhuǎn)速兩分鐘，然后先將鉆桿提升 0.5m 左右，開始連續(xù)灌注樁身混凝土,將鉆桿按照試樁得出的提升速度緩緩提升,混凝土灌至較設(shè)計樁頂標高出50cm時,停止灌注。鉆頭拔出后,立即吊入鋼筋籠。鋼筋籠采用兩點起吊法,一次起吊,起吊點在鋼筋籠箍筋與主筋連接處，且吊點對稱。鋼筋籠吊裝采用15t 汽車吊,鋼筋籠下放前,應(yīng)先焊上鋼筋保護層定位筋,以確保砼保護層厚度。吊點加強焊接,確保吊裝穩(wěn)固。吊放時，吊直、扶穩(wěn),保證不彎曲、扭轉(zhuǎn)。對準孔位后,緩慢下沉，避免碰撞孔壁。吊起時防止鋼筋籠彎曲,先通過鋼筋籠自重使其下沉,下沉停止時,開動震動器，通過與震動器連接的中158無縫鋼管將鋼筋籠繼續(xù)下沉

9、,用水準儀控制鋼筋籠放置的高度，達到設(shè)計標高時，邊震動邊提起震動器及無縫鋼管。由于混凝土坍落度比較大,因此混凝土灌注高度應(yīng)超過設(shè)計樁頂0.5m,震動器及無縫鋼管提起時不得停止震動,以保證混凝土的密實度,必要時可將無縫鋼管反插1.0m。剛灌注后的樁頂,防止雨水沖刷、日曬干裂,因此,采用鉆孔的渣土覆蓋,其厚度不宜小于0.5m 。5.2.5 泵壓超流態(tài)混凝土與提升鉆桿混凝土坍落度一般為150180mm，石子粒徑通常為520mm，摻高效減水劑或泵送劑，泵送混凝土?xí)r，司泵工與司鉆工要隨時聯(lián)系，保證輸送、停止輸送混凝土與提升、停止提升鉆桿的工作密切配合。我們?yōu)榱吮苊獬Ｒ?guī)混凝土在泵壓的過程中產(chǎn)生堵管情況，采

10、用在符合設(shè)計要求的混凝土料里面摻入適量的流化劑，經(jīng)過1-5min的攪拌，使混凝土的坍落度頓時增大至20-22cm，能象水一樣地流動，泵壓灌注的混凝土入樁體使樁身密實，混凝土漿深入樁壁，達到更好的混凝土灌注效果。鉆桿提升要求為提升速度1.53.5mmin，鉆頭始終埋在混凝土下面1.0m深處；泵送混凝土要求為：泵工作壓力值一般控制在3.0-4.0MPa，并保證提升鉆頭時要帶壓，達到樁頂標高后超灌500mm。由于在施工中易發(fā)生的問題是輸送軟管彎頭、鉆桿及鉆頭處混凝土堵塞，還有設(shè)備故障等。堵塞通常由于設(shè)備故障或停滯時間過長或混凝土粘聚性不好易離析等原因造成。處理堵塞的方法是及時反泵、停泵，拔出鉆桿，待

11、清通后再施工。為防止因長時間停滯而堵塞，應(yīng)每隔1015min按"泵送+反泵+泵送一反泵"程序操作一次。5.2.5鋼筋籠安裝就位5.2.7鋼筋籠沉入及震動密實振動下沉?xí)r，采用繩索牽引和人工扶持的方式控制鋼筋搖擺，保證下沉垂直度。5.2.8補充震后混凝土經(jīng)振動錘震動我們使用的超流態(tài)混凝土已經(jīng)完全與鋼筋籠及樁孔密實。原樁頂混凝土下沉，移動鉆桿下口至樁孔泵壓混凝土至樁頂標高以上50cm。5.2.9 破樁頭在樁身施工 7 天后，從橫向方向使用小型挖掘機清理樁間土，靠近 樁身 25cm 范圍內(nèi)采用人工清除樁間土。測出樁頭標高位置，在樁頭位置用紅色油漆做出標記。破樁頭采用切割機環(huán)向切割一

12、圈，深度小于鋼筋保護層厚度為適宜，最后用鏨子將樁頭楔斷。鑿出樁頭時不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和 擾動樁間土。6、人工機械及材料6.1勞動力組織 每臺鉆機由8-10人組成 1、班長1名負責施工指揮、質(zhì)量進度協(xié)調(diào)各工序之間的工序銜接。 2、司機工1名正確操縱鉆機的定位、下鉆、提升等工序，觀察檢查機械運轉(zhuǎn)情況和維修保養(yǎng)。 3、司泵工1名混凝土泵、電子秤以及泵送管道的正常運轉(zhuǎn)和設(shè)備的保養(yǎng)。 4、普通工3名負責出鉆土體的整理。5、記錄員1名記錄施工中的各類數(shù)據(jù)。 6、電工1名維護全部電器設(shè)備的運轉(zhuǎn)、保證正常照明。 7、機械工1名整套機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)和維修。 6.2機械設(shè)備混凝土輸送泵HBT40一臺，高壓

13、膠管、鋼輸送管，長螺旋鉆機D-40H 1臺，砼攪拌機 JS500，電焊機 BX330 1臺 21kVA ，汽車吊Q-16 1臺 現(xiàn)場配合，經(jīng)緯儀一臺。水準儀一臺6.3材料采用普通C35超流態(tài)混凝土摻入適量流化劑的辦法，增加混凝土的流動性，使之塌落度增加至20-22cm。7質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量驗收標準執(zhí)行設(shè)計要求和國家標準：GB50300-2013建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ105建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范

14、表7.1 鋼筋籠質(zhì)量檢驗標準項次項 目允許偏差（mm）檢驗方法1主控項目主筋間距±10用鋼尺量2鋼筋骨架長度±100用鋼尺量3一般項目鋼筋材質(zhì)檢驗設(shè)計要求抽樣送檢4箍筋間距±20用鋼尺量5直徑±10用鋼尺量表7.2 混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗標準項目序號檢 查 項 目允許偏差或允許值檢 查 方 法單位數(shù)值主控項目1樁位見下表7.3基坑開挖前量護筒，開挖后量樁中心2孔深mm+300只深不淺，用重錘測，或測鉆桿，套管長度，嵌巖樁應(yīng)確保進入設(shè)計要求的嵌巖深度3樁體質(zhì)量檢查按基樁檢測技術(shù)規(guī)范按基樁檢測技術(shù)規(guī)范4混凝土強度設(shè)計要求試件報告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測

15、技術(shù)規(guī)范按基樁檢測技術(shù)規(guī)范一般項目1垂直度見下表7.3測套管或鉆桿，或用超聲波探測，干施工時吊錘球2樁徑見下表7.3井徑儀或超聲波檢測，干施工時用鋼尺量，人工挖孔樁不包括內(nèi)襯厚度3泥漿比重（粘土砂性土中）1.15 1.20用比重計測，清孔后在距孔底50cm處取樣4泥漿面標高（高于地下水位）m0.51.0目測5沉渣厚度：端承樁 摩擦柱mmmm50150用沉渣儀或重錘測量6混凝土坍落度：水下灌注 干施工mmmm16022070100坍落度儀7鋼筋籠安裝深度mm±100鋼尺量8混凝土充盈系數(shù)>1檢查每根樁的實際灌注量9樁頂標高mm+30，-50水準儀，應(yīng)扣除樁頂浮漿層及質(zhì)樁體7.2

16、質(zhì)量記錄：應(yīng)形成以下質(zhì)量記錄：A1031 混凝土灌注樁（鋼筋籠）工程檢驗批質(zhì)量驗收記錄表A1032 混凝土灌注樁工程檢驗批質(zhì)量驗收記錄表04-B1008 施工組織設(shè)計（施工方案）報批表04-B1009 巖土工程勘察報告結(jié)論及建議、樁基工程試樁結(jié)論04-B1015 開工前施工圖紙會審記錄04-B1019 施工技術(shù)交底記錄C1117 樁位放線測量記錄C1402 鋼材物理性能試驗報告C1403 鋼筋焊接性能試驗報告C1405 水泥復(fù)檢報告C1407 水泥安定性試驗報告C1414 預(yù)拌混凝土、現(xiàn)場拌制混凝土配合比報告C1415 混凝土抗壓強度檢驗報告 商品混凝土的出廠合格證，試樁的試壓記錄，樁的平面示

17、意圖。注：以上表式采用陜西省建筑工程施工質(zhì)量驗收配套表格規(guī)定的表式。7.3 產(chǎn)品防護：7.3.1 鋼筋籠制作、運輸和安裝過程中，應(yīng)采取措施防止變形。7.3.2 移動鉆機、運輸鋼筋籠以及泵送混凝土?xí)r，均應(yīng)注意保護好測量成果。7.3.3 樁頭外留的主筋要妥善保護，不得任意彎折或壓斷。7.3.4 樁頭混凝土強度，在沒有達到15MPa時，不得碾壓，以防樁頭破壞。8安全措施8.1 施工人員需經(jīng)過安全培訓(xùn)，合格后上崗，嚴格執(zhí)行工地安全規(guī)定。8.2 機械就位時，必須保持平穩(wěn)，固定牢靠，防止機械發(fā)生傾斜、倒塌。8.3 鉆機鉆進及提鉆的過程，鉆桿周圍五米范圍內(nèi)禁止站人，房子鉆桿葉片帶出的泥塊及鉆桿溢出的混凝土墜

18、落傷人。8.4 基坑內(nèi)作業(yè)人員必需戴安全帽，高空作業(yè)的機組人員必須佩戴安全帶，已施工完畢的樁空安排專人管理，防止人員誤踩墜入混凝土樁內(nèi)。8.5 鉆機定期進行鋼絲繩及電機的包養(yǎng)，吊車起吊鋼筋籠及振動錘前檢查鋼絲繩的使用情況，如有起毛等安全隱患，必須進行更換。8.5 施工場地有組織進行排水，需要部位及時抽水。9環(huán)保措施9.1 施工現(xiàn)場主要道路應(yīng)適當進行硬化，并有撒水等降塵措施。9.2 進出場車輛要清理干凈，避免帶泥、帶土出場。9.3 鉆出的土要及時運出或堆放在指定現(xiàn)場。9.4 施工嚴格按照使用情況購買混凝土，不得隨地亂倒混凝土。9.5 施工機械應(yīng)加強維護，對易發(fā)生滴、漏油部位應(yīng)采取措施防止油污浸入地面污染環(huán)境。10效益分析10.1 經(jīng)濟效益：10.1.1采用本工法的施工工藝，對此