《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》是上海星宇建設集團有限公司、杭州蕭宏建設集團有限公司完成的建築類施工工法,完成人是劉國良、徐翔、何強、章銘榮、李元水。適用於軟土地質條件下的基坑支護工程。
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》採用高頻振動錘及鋼套管成孔,現場無須設造漿池及排漿池,無泥漿污染;高頻振動錘不同於柴油錘,無噪聲污染。成樁速度快,每天約可成樁10根(樁長大約20米左右)。
2011年9月,《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名:基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法
- 主要完成人:劉國良、徐翔、何強、章銘榮、李元水
- 工法編號:GJYJGF002-2010
- 完成單位:上海星宇建設集團有限公司、杭州蕭宏建設集團有限公司
- 主要榮譽:國家一級工法(2009-2010年度)
- 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的形成原因是:
大直徑現澆混凝土薄壁筒樁由於直徑大(小1500及以上),剛度好,廣泛套用于海洋工程、碼頭工程、圍海造地工程、海港防波工程、直立護岸工程、水利工程、道路橋樑工程、軟基礎處理等,但用於基坑支護工程的並不多見。在市區進行基坑圍護設計時,施工用地緊張是面臨的普遍性問題,由於無場地條件,市區基坑設計基本上採用排樁加內支撐的圍護設計方案,深基坑用的較普遍的是鑽孔灌注樁加鋼筋混凝土內支撐。杭州蕭宏建設集團有限公司和上海星宇建築工程有限公司近年在幾個基坑工程中與相關科研機構合作,採用大直徑現澆混凝土薄壁筒樁取代鑽孔灌注樁,並在筒樁內部支撐圍檁高度部位採用與筒樁同強度等級素混凝土進行灌芯,進行基坑圍護施工,研發出基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁創新施工技術。
通過綜合經濟分析,採用基坑圍護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁作為圍護結構的排樁與鑽孔灌注樁作為排樁相比,具有施工方法簡單、沉管時間快、鋼壁護壁完整、現澆質量可靠以及沒有泥漿污染、保護環境等優越性,且成本低,進度快,具有非常明顯的經濟效益和社會效益。
該技術已進行中國國內科技查新,查新結果為“委託單位提出的基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工技術,在所檢文獻中未見述及”;同時,已將該技術向國家知識產權局進行專利申報,已獲國家知識產權局頒發的專利證書,專利號為ZL200920114598.1。
工法特點
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的工法特點是:
1.採用高頻振動錘及鋼套管成孔,現場無須設造漿池及排漿池,無泥漿污染;高頻振動錘不同於柴油錘,無噪聲污染。
2.拔管採用高頻振動錘輔助拔管,雖然筒壁較薄,但混凝土更密實,質量更可靠。
3.成樁速度快,每天約可成樁10根(樁長大約20米左右)
4.在筒樁內支撐高度部位採用與筒樁同強度等級素混凝土灌芯,有效增大筒樁的抗剪承載力,防止筒樁局部應力過大而破壞。
5.雙層鋼護筒中心設出泥口,在沉雙層鋼護筒過程中,土體從出泥口自動溢出,擠土效應較少,減少了對周邊環境的影響。
成孔器構造圖如下圖所示。
操作原理
適用範圍
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》適用於軟土地質條件下的基坑支護工程。
工藝原理
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的工藝原理敘述如下:
在基坑支護工程中,充分利用大直徑薄壁筒樁的慣性矩,降低支護工程造價;同時在筒樁內支撐高度部位採用與筒樁同強度等級素混凝土灌芯,有效增大筒樁的抗剪承載力。利用高頻液壓振動錘將內外鋼護壁套管連同環形樁尖一起沉至設計深度;放入鋼筋籠,灌入混凝土至設計高程,啟動振動錘,邊振動邊拔出鋼套管,通過振動錘上拔時的高頻振動,形成薄壁筒樁。
施工工藝
- 工藝流程
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的工藝流程是:
施工準備→樁尖製作→筒樁施工→養護→樁頂處理→灌芯→施工壓頂梁→挖土至支撐梁底→施工支撐梁及圍檁→養護→開挖至基底標高。
其中筒樁施工工藝流程如下圖所示。
- 操作要點
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.筒樁施工前應具備以下資料:場地岩土工程勘察報告,施工設計圖紙,建築場地及鄰近建築物結構與地基基礎、地下管線、道路等相關資料。
2.施工前應進行施工圖會審、設計交底,編制施工組織設計及審核確認,組織施工人員進行技術和施工安全交底。
3.打樁前應處理高空和地下障礙物。施工場地應平整處理,樁機移動的範圍內除應保證樁機垂直度的要求外,還應考慮地面的承載力,施工場地及周圍應保持排水暢通,以保證施工機械正常作業。
4.樁基軸線的控制點和水準點應設在不受打樁影響的地方,開工前經覆核後應妥善保護,施工中應經常複測。樁基軸線位置的允許偏差不得超過20毫米。
5.打樁錘應根據工程地質條件、樁徑及施工條件等選擇合適的中高頻激振錘。
6.筒樁施工前應進行試打樁,以檢查設備、施工工藝、設計參數是否符合要求。
7.打樁時如發現地質條件與勘察報告不符,應與有關單位研究處理。
8.筒樁施工場地相鄰既有建(構)築物時,應重視打樁對環境的影響。視具體情況採取適當的隔振措施。
二、環形樁尖製作
1.環形樁尖製作質量應符合下列規定:
1)樁尖表面應平整、密實,掉角深度不應超過20毫米,且局部蜂窩和掉角的缺損總面積不得超過該樁尖表面全部面積的1%。
2)樁尖內外面圓度偏差不得大於樁尖直徑的1%,樁尖上端內外支承面高差不得超過5米。
3)樁尖混凝土強度不宜小於C30,且須高於筒樁混凝土一個強度等級。
2.預製樁尖上應標明編號、製作日期,樁尖養護時間應達到28天,使用前混凝土強度應達到設計要求。
下圖為環形樁尖做法簡圖。
三、樁基就位調平
施工前,樁機按有關規程組裝並調試合格。應保證導管,樁管和樁中心在同一豎直線上,垂直度允許偏差控制在1%以內。在雙層鋼護筒(成孔器正下方已定位置上放置預製樁尖,落下振動錘,使樁尖正好嵌於內外護筒之間,一方面用於固定雙層鋼護筒,另一方面防止土壤進入夾層。其樁尖與護筒交接處採用定製的橡膠密封圈(起止水止土作用)。而雙層鋼護筒的頂部利用夾持器與振動錘進行固定。
四、成孔(圖1)
1.決定打樁順序時應儘量減少擠土效應及其對周圍環境的影響,儘量採用跳打方法。
2.樁機就位對中,然後樁尖就位對中,再用成孔器壓緊樁尖,樁尖中心應與成孔器中心線重合,圖2為樁尖就點陣圖。
3.開始激振時應使機架和成孔器均保持垂直,垂直度偏差不大於1%。
4.在打樁過程中如發現有地下障礙物應及時拔出成孔器,清除後繼續施工。
5.樁架或成孔器上應設定控制深度的標尺,以便準確控制成孔深度。
6.沉管對中後,啟動高頻液壓振動錘緩緩將帶有樁尖的雙層鋼護筒沉入土中,當樁尖壓入土中12米時,觀察有無偏差並用靠尺測量垂直度後才能繼續壓管。操作時,應控制振動錘頻率在20赫茲左右,由於高頻液壓振動錘產生的頻率與地基之間產生劇烈的共振反應,使地基土的顆粒獲得振動後趨於密實。如遇樁尖損壞或地下障礙物時,應及時將樁管拔出,待處理後方可繼續施工。
7.成孔終止應符合下列要求:
1)樁端標高按設計標高控制。
2)打樁時如出現異常應會同有關單位研究處理。
3)成孔器在振動作用下逐漸下沉到預定的標高,內管中的土芯逐漸上升到原地面高程以上,護筒中心充滿原狀土質,無多餘的泥漿溢出。
4)成孔達到設計要求後,應驗收深度並做好記錄。
五、安放鋼筋籠
1.鋼筋籠製作應符合下列規定:
1)鋼筋籠製作允許偏差見表1。
項次 | 項目 | 允許偏差(毫米) |
1 | 主筋間距 | ±10 |
2 | 箍筋間距或螺旋筋間距 | ±20 |
3 | 鋼筋籠直徑 | ±10 |
4 | 鋼筋籠長度 | ±50 |
2)分段製作的鋼筋籠,其接頭應採用焊接並符合《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB50204。
3)主筋淨間距必須大於混凝土粗骨料粒徑3倍以上。
4)搬運、吊裝時應防止鋼筋籠變形,安裝後應固定鋼筋籠位置。
2.鋼筋保護層的允許偏差:±10毫米。
3.成管到達預定標高后卸去振動錘及夾持器,並放置已製作好的鋼筋籠,然後振動錘落下重新夾緊雙層鋼護筒,加以固定。
4.鋼筋籠可以按圍護樁的設計彎矩圖,採用不對稱式配筋,節約鋼筋。下圖為某基坑圍護工程筒樁配筋。
六、灌注混凝土
1.檢查成孔質量合格後應儘快灌注混凝土,灌注混凝土前,必須檢查成孔器內有無吞樁尖或進泥、進水現象。
2.混凝土粗骨料可選用卵石或碎石,其最大粒徑不宜大於50毫米,且不得大於鋼筋間最小淨距的。
3.管內混凝土灌滿後,先振動5-10s,再邊振動邊提升,提升7-8米後將連續振動改為間歇振動採取加一次料提升一次,保持管內混凝土面不高於地面25~3米,同時也不小於2米。提升速度宜控制在1.2-1.5米/分鐘,不應大於20米/分鐘,灌注時必須保持成孔器的鋼管埋入混凝土內不小於1米,保證樁身的連續性。每次向樁管內灌注混凝土時應儘量多灌。第一次拔管高度應控制在能容納第二次所需要灌入的混凝土量為限,不宜拔得過高。在拔管過程中應設專人用測錘或浮標檢查管內混凝土面的下降情況,灌注充盈係數筒樁宜控制在1-1.40範圍內。
4.灌注的樁頂標高應預加一定的高度,一般應比設計高出不小於0.5米,並予以保護,使樁頂混凝土強度在鑿除樁頂浮漿後滿足設計要求。
5.市區施工時應採用商品混凝土,其坍落度控制在7-12厘米,混凝土由外管上的受料槽內送入環形空腔中(雙層鋼護筒夾層之間),達到設計位置後啟動振動錘加以密實,下圖為混凝土澆灌搗工況。
6.在施工過程中應及時作好施工記錄。
七、振動拔管
混凝土灌注完畢應加振5-10秒,邊振邊拔,樁管內的混凝土應不少於設計位置,拔管的速度控制在0.8-1.2米/分鐘,在較弱土層交界處應控制在0.6-0.8米/分鐘,保證樁身混凝土的密實度,直到將管拔出地面,形成薄壁筒樁。
八、樁頂處理
澆築後的樁尖應高出設計標高至少50厘米,並加以保護,浮漿層應鑿除。若至樁頂標高,樁身混凝質量達不到要求,則繼續鑿至混凝土質量好的部位為止,然後採用接樁法接樁。
九、筒樁內挖土及灌芯
先將筒樁中的土芯挖至支撐底標高,挖土方法為人工挖土,採用在樁孔上口架設垂直運輸支架,如鋼管吊架、木吊架等,再在垂直運輸架上安裝滑輪組和電動葫蘆或穿卷揚機的鋼絲繩,選擇適當位置安裝卷揚機,地面運土採用人力翻斗車。挖至支撐底標高時,再灌入與筒樁同強度等級的素混凝土,澆灌時須採用溜槽加串桶方式,控制高度為支撐梁的梁面標高,混凝土需用振動棒振搗密實。
十、壓頂梁施工
在壓頂梁綁紮鋼筋前,應先在筒樁頂壓頂梁底標高部位支好底模,底模採用50×80方木及18毫米厚膠合板,方木在筒樁壁上的支點位置設預留孔,預留孔在筒樁鋼筋綁紮時就須設定,方木間距根據壓頂梁截面高度通過計算確定。筒樁主筋須伸入壓頂梁不小於錨固長度。壓頂梁鋼筋綁紮及混凝土澆搗方法同常規。
十一、圍檁及支撐梁施工
壓頂梁混凝土達到設計強度後,即可進行基坑開挖,先挖至圍檁及支撐底標高,施工圍檁及支撐梁,圍檁須用斜連線鋼筋與筒樁主筋焊接,在需要焊接的部位鑿出筒樁主筋,單面焊接,焊接長度不小於10 天,斜連線鋼筋伸入圍檁不小於錨固長度。如下圖所示。
- 勞動力組織
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》施工時的主要勞動力組織如表2。
序號 | 單項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 管理人員 | 6 | |
2 | 測量工 | 2 | 測量定位 |
3 | 機長 | 3 | 各主機操作 |
4 | 操作工 | 8 | 筒樁施工 |
5 | 電工 | 1 | 施工用電 |
6 | 焊工 | 3 | 焊接鋼筋籠等 |
7 | 鋼筋工 | 6 | 鋼筋綁紮 |
8 | 雜工 | 2 | |
合計 | 31人 |
材料設備
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》採用的機具設備主要為筒樁施工設備,具體如下:
1.筒樁施工設備主要包括樁架和成孔器,成孔器的關鍵設備是中高頻振動錘。
2.不論採用何種形式的樁架,必須滿足樁長、樁徑、振動錘的形態和裝載重量及其穩定性的需要,接地壓力應滿足地基承載力的要求,並且要求移位機動性強,調整位置和角度方便,此外選擇樁架時還要考慮地面坡度等因素。
3.成孔器包括:中高頻振動錘、夾持器、出泥孔、環形樁尖、內管、外管、混凝土受料槽、環形空隙等部件。
4.振動錘型號的選擇應滿足下列要求:
1)選擇合適的振動錘往往是工程順利進行的關鍵,考慮的因素是多方面的,包括發動機的功率偏心力矩、振幅、振頻、吊重、拔樁力、振動力、土壤性質和埋深等。其中振動力和最低可接受振幅是兩個最關鍵的因素。
2)各種類型的土質對最小振幅要求有所不同,在砂質的土體中,振動造成的液化程度較高,要求振幅比較小,只需要3毫米。在黏土中,由於土體會跟隨樁壁運動,振幅要求達到6毫米才能擺脫土體。在理想的情況下,如在水下的砂質土體中振幅只需要2毫米。
3)樁阻力在振動時因為土體液化的作用比靜止時大幅度減弱,減弱程度根據振頻大小和土質決定。
4)工程上套用的振動錘可參見表3。
錘型 | 中國國內 | 中國國外 | |||||
電動錘 | 液壓振動錘 | 液壓振動錘 | |||||
錘 的 動 力 性 能 | 偏心力矩 (千克 ·米) | 35 | 57 | 40 | 83 | 50 | 230 |
工作頻率 (轉/分鐘) | 1470 | 1470 | 2100 | 1800 | 1650 | 1400 | |
最大激振力 (千牛) | 1800 | 2900 | 2400 | 3000 | 1800 | 4800 | |
最大空錘振幅(毫米) | 20 | 22 | 24 | 36 | — | — | |
最大拔樁力 (千牛) | 700 | 1150 | 1200 | 1200 | 1300 | 2200 | |
適用的簡樁外徑(毫米) | 1500及以下 | 800~2000 | 800-6000 |
質量控制
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的質量控制要求如下:
一、工程質量標準
1.工程施工須符合《建築樁基技術規範》JGJ94-2008、《混凝土結構工程施工質量驗收規範B50204-2002、《建築基坑支護技術規程》JGJ120-99等有關規定。
2.施工允許偏差項見表4。
項目 | 檢查項目 | 允許偏差或允許值 | 檢查方法 | |
單位 | 數值 | |||
主控項目 | 樁長 | 不小於設計樁長 | 測樁管長度 | |
混凝土充盈係數 | >1.1 | 每根樁的實際灌注量 | ||
樁身質量檢驗 | 設計要求 | 低應變試驗 | ||
混凝土強度 | 設計要求 | 試塊報告 | ||
一般項目 | 樁位 | 毫米 | 150 | 開挖後量樁中心 |
垂直度 | <1% | 測樁管垂直度 | ||
樁徑 | 毫米 | ±20 | 開挖後實測樁頭直徑 | |
壁厚 | 毫米 | ±10 | 開挖後用尺量簡壁厚度,每個樁頭取三點計算平均值 | |
樁頂標高 | 毫米 | +30~50 | 需扣除樁頂浮漿層 |
二、質量保證措施
1.樁身質量檢測:
1)筒樁施工後,應現場開挖檢查樁頂質量,可在成樁14天后開挖暴露樁頂,觀察筒樁的壁厚和成型情況。
2)樁身完整性檢測:採用低應變檢測,不得少於總數的30%。
3)筒樁承載力檢測:採用單樁靜載荷試驗檢測筒樁承載力,檢測數量由設計結合具體工程確定。
2.質量控制措施:
1)注意打樁順序,儘量採用跳打方式;根據樁的設計標高,宜先深後淺;根據樁的規格,宜先大後小,先長後短。
2)為確保灌注後樁身混凝土的質量,在成孔前,應在沉管與樁尖之間墊設編織袋、膠布、棉布、麻繩等止水物,做好防漏措施。
3)注意預防因樁架未水平及成孔器垂直度未控制好或初始激振力過大而引起的樁身嚴重偏斜。若出現嚴重偏斜,應重新調整樁架使其水平,已成孔的應將成孔器提起,待重新調整成孔器至要求垂直度後,再次以緩慢速度沉管,激振力應均勻加大。
4)對於沉管過程中,由於地質條件的變化或樁尖遇到漂石、木頭等障礙物,而造成的沉管困難,可採用平移避開或衝擊衝掉的方法處理,不應採用強行激振方式處理。
5)對於孔腔內有水而造成的冒漿,一方面應注意事先預防和測試孔腔內是否有水,另一方面要對已有水設法進行抽乾,再進行灌注。
6)在混凝土灌注過程中,為避免混凝土長時間受到振動而導致離析,一般應將振動時間控制在10分鐘以內,嚴禁長時間振動。
安全措施
採用《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》施工時,需採取的安全措施是:
1.認真貫徹“安全第一,預防為主”的方針,根據國家有關規定、條例,結合施工單位實際情況和工程的具體特點,組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路,執行安全生產責任制,明確各級人員的職責,抓好工程的安全生產。
2.施工現場按符合防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置,並完善布置各種安全標識。
3.各類房屋、庫房、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規定,室內不堆放易燃品;嚴格做到不在木工加工場、料庫等處吸菸;隨時清除現場的易燃雜物;不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。
4.筒樁的機械設備定期按設備維修保養制度進行維修保養。
5.筒樁沉樁時,非操作人員應離機20米以外。
6.壓樁時,應按樁機技術性能表作業,不得超載運行。操作時動作不應過猛,避免衝擊。
7.氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放,嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂,乙炔發生器有防止回火的安全裝置。
8.施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ46的有關規範規定執行。
9.電纜線路應採用“三相五線”接線方式,電氣設備和電氣線路必須絕緣良好,場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規定要求進行外,還要將其布置在專用電桿上。
10.施工現場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。
11.室內配電櫃、配電箱前要有絕緣墊,並安裝漏電保護裝置。
12.對灌芯施工結束的筒樁,在施工壓頂梁前,要做好安全防護工作。
13.建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,確保作業標準化、規範化。
環保措施
採用《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》施工時,需採取的安全措施是:
1.成立對應的施工環境衛生管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章,加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理,遵守有防火及廢棄物處理的規章制度,做好交通環境疏導,充分滿足便民要求,認真接受城市交通管理,隨時接受相關單位的監督檢查。
2.將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內,合理布置、規範圍擋,做到標牌清楚、齊全,各種標識醒目,施工場地整潔文明。在施工現場四周設定一封閉的圍牆及大門,將現場與外界隔離。
3.對施工中可能影響到的各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施,加強實施中的監測、應對和驗證。同時,將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。
4.在現場出入口處設定汽車沖洗台及污水沉澱池,對開出車輛進行沖洗,做到車輛不帶泥砂出場。安排工人每天進行現場衛生清理,做到整潔有序,無污水、污物出口暢通、不積水、不發臭、不污染周圍環境,從根本上防止施工廢漿亂流。
5.定期清運沉澱泥砂,做好泥砂、棄渣及其他工程材料運輸過程中的防撒落與沿途污染措施,廢水除按環境衛生指標進行處理達標外,並按當地環保要求的指定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。
6.採用高頻振動錘沉樁,便於控制標高,又符合環保要求,無泥漿與噪聲污染。
7.成孔器在振動作用下逐漸下沉到預定的標高,內管中的土芯逐漸上升到原地面高程以上,部分從筒頂的出土口溢出,一部分充滿在護筒中心,可有效消除擠土影響。見下圖。
8.優先選用先進的環保機械。採取設立隔聲牆、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下,同時儘可能避免夜間施工。
9.對施工場地道路進行硬化,並在晴天經常對施工通行道路進行灑水,防止塵土飛揚,污染周圍環境。
效益分析
《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》的效益分析如下:
1.鑽孔灌注樁從抗彎矩角度考慮,斷面中心部位混凝土起作用可忽略不計。筒樁以最少的材料獲得最有效的結構效應。在相同混凝土用量的情況下,圓筒形結構比圓柱形結構具有大得多的外表面積,具有大得多的慣性矩,作支護樁使用時,抗彎強度會高出很多。
2.筒樁利用高頻液壓振動錘施工,只要不入岩,筒樁可在任何惡劣地質條件下成樁。又由於成樁時樁身混凝土處於高頻振動狀態,使混凝土分布更均勻密實,確保了樁身質量。
3.如果利用配有降噪動力箱的高頻液壓振動錘施工筒樁,可完全滿足城區施工對振動及噪聲的限制,可較好的滿足施工時的環保要求。
4.與鑽孔灌注樁相比:節省混凝土用量約25%、節約鋼筋用量約35%,無泥漿污染、樁身混凝土質量可靠、施工速度快,工程造價低。而且鑽孔樁施工給環境帶來嚴重污染,泥漿處置又是城市樁基施工的一個難題,每方土的泥漿處置費高達60-70元。從上述方面可見,鑽孔樁存在嚴重的材料浪費問題,而現澆混凝土薄壁筒樁正能克服上述缺點,無泥漿處置又節省材料;施工速度提高几倍,且更有效保證樁身混凝土質量,真正使樁基設計、套用達到最佳化的目標。豐元大廈工程基坑平面尺寸130x60米,基坑深約12米,基坑圍護分別採用鑽孔灌樁加二道鋼筋混凝土內支撐與大直徑薄壁筒樁加一道鋼筋混凝土內支撐進行基坑圍護設計進行對比,採用北京理正深基坑計算軟體進行計算,鑽孔灌注樁為Φ800@1050,筒樁為Φ1500@2400(壁厚200毫米),下面是採用兩種基坑支護形式條件下圍護樁的混凝土及鋼筋的用量表的對比:
剖面類型 | 混凝土用量C25(立方米) | 鋼筋用量(立方米) | ||
鑽孔灌注樁 | 大直徑簡樁 | 鑽孔灌注樁 | 大直徑筒樁 | |
1~1 | 285.322466 | 198.97248 | 3.0195256 | 2.406768 |
2~2 | 1498.4112 | 1188.68904 | 20.71608 | 12.719322 |
3~3 | 814.374 | 480.93184 | 9.8496 | 5.369856 |
4~4 | 285.1368 | 245.8568 | 2.32674 | 1.6856 |
5~5 | 132.64284 | 115.41384 | 1.177692 | 0.719217 |
6~6 | 57.3881 | 57.3881 | 0.63742 | 0.63742 |
7~7 | 143.95084 | 143.95084 | 1.278092 | 1.278092 |
合計 | 3217.226246 | 2431.20294 | 39.0051496 | 24.816275 |
註:施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
- 溫州巴黎錦苑工程
溫州巴黎錦苑工程位於溫州市江東路與湯家橋路西南角,地下二層,地上22層,建築面積約4200平方米,基坑占地面積約4300平方米,基坑深約10米,該地區基坑範圍內土質為淤泥質粉質黏土,且軟土層較厚,基坑圍護採用大直徑現澆混凝土薄壁筒樁Φ500@200(壁厚200加一道鋼筋混凝土內支撐支護,工程於2004年5月開始施工圍護樁,至2004年11月份完成地下部分施工,與鑽孔灌注樁加二道鋼筋混凝土內支撐相比,無泥漿及噪聲污染,工期效益及經濟效益顯著。
- 杭州豐銀大廈工程
杭州豐銀大廈位於拱墅區祥符鎮,豐潭路和萍水東路交叉口的東北角,建築面積約59887平方米,地下3層,地上20層,基坑面積約7800平方米,基坑深約12米,該地區基坑範圍內土質為淤泥質粉質黏土,基坑圍護採用大直徑現澆混凝土薄壁筒樁Φ500@2400(壁厚200加一道鋼筋混凝土內支撐支護,如圖11.3所示,工程於2007年5月開始施工圍護樁,至2007年12月份完成地下部分施工,與鑽孔灌注樁加二道鋼筋混凝土內支撐相比,無泥漿及噪聲污染,工期效益及經濟效益顯著(圖3、圖4)。
- 上海新時代商業廣場工程
上海新時代商業廣場工程位於上海閔行區龍茗路平吉路口,為地下一層(人防),地上4-7層大賣場商業建築,建築面積64500平方米,基坑占地面積17000平方米,基坑深度9米(人防頂板上有覆土層)。該地區基坑範圍內土質為淤泥質粉質黏土,且軟土層較厚,基坑圍護採用大直徑現澆混凝土薄壁筒樁Φ1500@2200(壁厚200),加一道Φ609鋼管支撐支護。工程2006年11月開始圍護樁施工,於2007年3月18日至7月2日地下結構部分施工完畢,與鑽孔灌注樁加二道內支撐相比,無泥漿及噪聲污染,工期效益及經濟效益顯著。
榮譽表彰
2011年9月,《基坑支護型灌芯式大直徑現澆混凝土薄壁筒樁施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家一級工法。