壓注成樁技術(shù)的應(yīng)用

壓注成樁技術(shù)的應(yīng)用摘要:結(jié)合北京地鐵十號(hào)線第08標(biāo)段區(qū)間圍護(hù)樁工程實(shí)例,探討長(zhǎng)螺旋成孔泵送混凝土后插鋼筋籠成樁施工工藝原理、施工方法及其特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;后插鋼筋籠;施工工藝0

引言

鉆孔灌注樁具有單樁承載力大、省鋼筋、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),在工程中得到廣泛應(yīng)用,但由于其成樁工藝復(fù)雜,主要工序作業(yè)隱蔽,對(duì)其質(zhì)量控制有一定難度。國(guó)內(nèi)鉆孔灌注樁大都采用成孔、泥漿護(hù)壁、灌注混凝土、下放鋼筋籠的常規(guī)程序,此類方法成本較高、施工速度慢、大量泥漿污染環(huán)境等,后插鋼筋籠施工工藝解決了以上問(wèn)題。下面就其原理、施工方法、施工工藝、工藝特點(diǎn)進(jìn)行闡述:1

工程概況

北京地鐵十號(hào)線安定路站—北土城東路區(qū)間內(nèi)的明挖區(qū)間隧道,大致呈東西走向,地面標(biāo)高為42.70—43.80ｍ。

地層自上而下巖性及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下:(1)人工堆積層

粉質(zhì)粘土填土①層:雜填土①層,該層層底標(biāo)高為37.52—43.23ｍ(2)一般第四紀(jì)沉積層

粉質(zhì)粘土③層:粉土③1層,粉土③2層,粉細(xì)砂③3層,該層層底標(biāo)高為32.79—36.22ｍ

粉質(zhì)粘土④層:粉土④2層,該層層底標(biāo)高為28.93—31.80ｍ

粉質(zhì)粘土⑥層:粘土⑥1層,粉土⑥2層,粉細(xì)砂⑥3層,該層層底標(biāo)高為19.19—24.38ｍ細(xì)中砂⑦層:該層層底標(biāo)高為17.39—23.52ｍ粉質(zhì)粘土⑧層:粘土⑧1層,粉土⑧2層,細(xì)中砂⑧3層,該層層底標(biāo)高為14.79—21.79ｍ圓礫⑨層:粉細(xì)砂⑨1層,該層層底標(biāo)高為8.00—14.82ｍ粉質(zhì)粘土⑩層:粘土⑩1層,粉土⑩2層,該層層底標(biāo)高為6.74—11.67ｍ2后插鋼筋籠法工藝原理

利用長(zhǎng)螺旋鉆孔,到設(shè)計(jì)深度時(shí),借助螺旋葉片間擠滿土的密封性將砂漿或細(xì)砂混凝土由鉆頭底部泵出,并擠壓孔壁,邊灌注邊提鉆桿到地面,從而形成樁體。所成樁體,為砼壓灌素砼樁,樁體砼均勻,對(duì)樁周土有一定的擠壓密實(shí)作用,且樁體的充盈系數(shù)大,使樁體與土體之間的關(guān)系得到了改善,進(jìn)而提高了樁周土摩阻力值,增大了樁體的承載能力,是近幾年來(lái)興起的一種無(wú)噪聲、無(wú)泥漿污染、無(wú)震動(dòng)、科技含量高的環(huán)保型施工裝備。隨后將鋼筋籠由置于頂部的振動(dòng)錘振動(dòng)沉入到混凝土樁體中,摘掉鋼筋籠的鋼絲繩,起吊提升振動(dòng)錘和大剛度芯管,在起吊超過(guò)樁深度約1/3后,關(guān)閉振動(dòng)錘,緩慢起吊,直到裝置與鋼筋籠脫離并完全從素砼樁中抽出,通過(guò)水準(zhǔn)儀來(lái)控制鋼筋籠標(biāo)高。使形成鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,所成樁是屬于干作業(yè)擠土樁。其結(jié)構(gòu)原理圖1如下:

施工裝置是一臺(tái)大功率振動(dòng)錘和一個(gè)大剛度芯管,安裝了ＬＣ消音裝置,其功率可選用10—60ｋＷ;電動(dòng)機(jī)上有一根電纜線,用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī);錘頂部有一個(gè)吊環(huán),用于起吊振放裝置和大剛度振動(dòng)芯管;鋼筋籠對(duì)正圈是用來(lái)固定和對(duì)正鋼筋籠的;吊繩系于振動(dòng)錘上,用于吊車起吊同時(shí)用人來(lái)操縱確保鋼筋籠安放的垂直度;振動(dòng)芯管用法蘭盤連接或焊接在振動(dòng)裝置上;振動(dòng)錘下部及鋼筋籠上焊有鋼環(huán)(至少2—4個(gè)),穿上鋼絲繩,卡緊,起吊鋼筋籠并定位,鋼筋籠振放起到擠壓作用,芯管起到振搗擠密的作用,防止離析、斷樁事故等發(fā)生。3鋼筋籠制作和混凝土澆筑3.1

鋼筋籠制作

①

鋼筋籠由主筋和橫向箍筋組成。每隔2ｍ左右設(shè)一道Φ12—Φ18的加筋,每隔200ｍｍ左右加繞筋,主筋間距允許偏差±10ｍｍ,箍筋間距允許偏差為±20ｍｍ。

②鋼筋籠主筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35ｍｍ,主筋保護(hù)層允許偏差±10ｍｍ。

③

設(shè)置2—4個(gè)起吊點(diǎn),大直徑樁的鋼筋籠起吊應(yīng)予以加強(qiáng)。

④

鋼筋籠收口制作成Ｖ型。3.2

混凝土澆筑

①

Ｃ30硅酸鹽水泥,混凝土凝結(jié)良好,不得有蜂窩、空洞、離析、裂隙、夾層等不良現(xiàn)象,水泥與鋼筋籠粘結(jié)良好,不得有脫粘露鋼筋籠現(xiàn)象。

②

細(xì)骨料:細(xì)骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒純凈的天然中、粗砂;粗骨料:粗骨料可選用堅(jiān)硬的卵石或碎石,粒徑5—15ｍｍ為宜,和易性好。

③

塌落度滿足180—220ｍｍ,具有良好的和易性、粘結(jié)性和保水性,初凝時(shí)間滿足灌注時(shí)間為原則,一般控制在4ｈ內(nèi)。

④

必須認(rèn)真完整地填寫(xiě)混凝土灌注樁施工記錄,必要時(shí)繪制有關(guān)圖表曲線,作為檢查質(zhì)量的原始依據(jù)。4施工方法4.1工藝流程

三通一平→測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→鉆孔→邊壓灌混凝土邊提鉆→移鉆→迅速清理孔口虛土→吊放鋼筋籠,如下圖2所示。4.2施工工藝

(1)三通一平。

(2)測(cè)量放線:清理施工場(chǎng)地后,應(yīng)復(fù)測(cè)甲方提供的基線和基點(diǎn),確定無(wú)誤后,再根據(jù)基點(diǎn)和基線放出具體樁位,樁位測(cè)放順序按施工順序進(jìn)行,樁位應(yīng)用混凝土固定好,樁中心線偏差<10ｍｍ,并作好測(cè)量記錄。

(3)鉆機(jī)就位:鉆機(jī)保持平穩(wěn),不發(fā)生傾斜、位移,為準(zhǔn)確控制鉆孔深度,應(yīng)在機(jī)架上設(shè)置控制標(biāo)尺,以便觀測(cè)。

(4)鉆孔:平整場(chǎng)地后,枕木應(yīng)鋪設(shè)平穩(wěn)牢固后,鉆機(jī)就位時(shí),調(diào)好鉆機(jī)水平,并使鉆機(jī)的天車、鉆機(jī)中心對(duì)位、樁位三點(diǎn)一線,在鉆進(jìn)過(guò)程中,宜每鉆2—4ｍ用帶垂直度的測(cè)量?jī)x測(cè)1次鉆桿垂直度,也可用鉆機(jī)上的掉錘測(cè)試鉆桿垂直度,測(cè)量時(shí)應(yīng)注意在互相垂直的兩個(gè)方向各1次。鉆孔到設(shè)計(jì)深度。

(5)灌注混凝土:鉆到預(yù)定深度時(shí),必須在孔底處進(jìn)行空轉(zhuǎn)清土,然后停止轉(zhuǎn)動(dòng),邊灌混凝土邊提鉆至地面,提鉆時(shí)不得轉(zhuǎn)動(dòng)。

(6)移鉆、清理孔口虛土:迅速移位,快速清理孔口虛土。

(7)吊放鋼筋籠:鋼筋籠在吊放前應(yīng)按制作要求進(jìn)行質(zhì)量檢查,并作好記錄,吊放鋼筋籠時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位,輕放、慢慢入孔,若遇到阻礙時(shí)應(yīng)停止下放,查明原因并處理,避免左右旋轉(zhuǎn)、提高猛放、強(qiáng)行下落,啟動(dòng)振動(dòng)錘,下放鋼筋籠至設(shè)計(jì)標(biāo)高,通過(guò)水準(zhǔn)儀控制鋼筋籠標(biāo)高。5工藝特點(diǎn)

該類方法適用于粘性土、松散砂土等較為密實(shí)的地層,尤其對(duì)含有地下水、流砂等復(fù)雜地層,該方法比反循環(huán)、沖機(jī)鉆、旋挖等鉆機(jī)具有更大的優(yōu)越性,無(wú)需任何泥漿護(hù)壁或管點(diǎn)護(hù)壁、孔底沉渣少、工藝簡(jiǎn)單、成本低、施工速度快、成樁效率高,所成樁體混凝土均勻,充盈系數(shù)大,一般為1.1左右。由于鉆桿中泵入孔內(nèi)的混凝土或砂漿有一定的壓力,樁側(cè)土體受到一定的擠壓,使樁側(cè)摩阻力有所提高,且不易產(chǎn)生斷樁、縮徑等質(zhì)量缺陷,孔底無(wú)殘沉渣虛土影響。實(shí)踐證明:只要掌握后插鋼筋籠的運(yùn)行工況,確定合理的工況參數(shù),制定相應(yīng)的技術(shù)措施,是能夠保證鉆孔灌注樁的成樁效率和質(zhì)量。是一種噪音小、無(wú)污染、施工機(jī)械化程度高的新型工藝。6結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明