形成原因
隨著城市建設空間的越來越窄以及建築物向“高、大、難”方向發展,城市中可供建築物施工的場地也越來越少,大多數建築物均有地下室,以前那種土方開挖時直白宙熱拘接放坡的現象已經不復存在,這就意味著必須採用新的基坑支護方法才能滿足甩記婆施工現場場地狹小和深基坑開挖的需要,在這種情況下逐步產生了新的基坑支護方法。而對於排樁或地下連續牆基坑深度不宜大於5米;對於水泥土牆基坑深度不宜大於6米;對於土釘牆、逆作拱牆基坑深度不宜大於12米;但是採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》基坑深度能達到30米,況且水泥土牆、鑽孔灌注樁、人工挖孔樁等均對施工現場環境影響較大、有泥漿污染,採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》對於有卵礫石、流砂、地下水的複雜地層能達到正反循環、衝擊鑽、旋挖及人工挖孔等無法比擬的程度。
工法特點
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的工法特點是:
常規的基坑支護方法採用自然放坡、排樁或地下連續牆、水泥土牆、土釘牆、逆作拱牆。正常情況下樁支護的施工方法為人工挖孔樁、鑽孔灌注樁,這兩種施工方法均是先下鋼筋籠後澆築混凝土,這不僅容易造成樁縮頸,而且鑽孔灌注樁浪費水資源、污染環境。
一、在使用功能上的特點
樁支護既能滿足深基坑的支護需要,又不影響基坑土方的開挖施工,同時通過施加預應力完全能夠達到變形小的技術要求。
二、在施工方法上的特點
1、杜絕混凝土灌注樁需要大量水資源的缺陷,且對施工現場環境無泥漿污染,有利於現場文明施工。
2、先澆築混凝土後插鋼筋籠能確保成樁的質量,避免樁產生縮頸、夾渣等質量通病。
3、這種方法相對於內支撐方法,不影響結構施工,且施工簡單、成本降低。
4、這種方法相對於人工挖孔樁而言,比較安全,且人工費用少,成本低,降低了造價。
5、採用專門的吊車起吊下籠裝置,節省了成孔成樁時間,成樁效率比(2005年前的)技術可提高1倍,同時機械化作業程度高,施工速度快,縮短了工期。
操作原理
適用範圍
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的適用範圍如下:
1、適用於任何情況下的地質條件,尤其在含有地下水、流砂、卵礫石甚至漂石的複雜地層,顯示出了比旋挖、衝擊鑽、正反循環鑽或人工挖孔均為優越的性能,拓寬了長螺旋鑽機成孔壓灌混凝土後插鋼筋籠工藝的套用領域。
2、適用於對環境條件要求高如施工過程環境污染小和噪聲低的項目。
3、除用於有局部配筋的基礎樁施工外,還可廣泛用於通長配筋的基礎樁、基坑護坡樁、抗拔樁等的施工,特別適用於場地狹小、超深基坑護壁和水資源缺乏的項目。
4、不適用於永久性支護工程。
工藝原理
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的工藝原理敘述如下:
採用長螺旋鑽機成孔,鑽至預定深度後在提鑽過程中通過鑽機螺旋鑽桿中心孔泵送混凝土進行樁的澆築,最後採用振動送入的方法把鋼筋籠送入混凝土並達到預定位置的施工工藝。該施工工藝的關鍵在於採用先壓灌混凝土後插鋼筋籠,使得樁的質量得以保證,成樁後的樁表面潔淨、整體性好、避免了樁產生夾層、縮頸等質量缺陷。
施工工藝
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的工藝流程:
樁剃甩謎孔定位→樁身成孔(同時製做鋼筋籠)→壓灌混凝土→清土→吊放鋼筋籠→樁頂連梁施工→樁間土噴錨→預應力錨桿施工→樁頂位移觀測。
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的操作要點如下:
一、樁孔定位
根據測繪部門提供的建築物定位點和已審批的習付嫌樁位平面圖,進行樁孔定位,現場每個定位點用Φ20鋼筋頭砸入土中500毫米深,拔出鋼筋頭在孔內樂拒灌入白灰,要求放樣正確。鑽進時孔位採用“十字拴樁法”做好標記。
二、樁身成孔
為保證施工中不出現兩樁串聯,施工護坡樁時採用間隔施工。採用
長螺旋鑽機成樁(下圖1),開鑽時要輕壓慢進,防止開孔時鑽具跑偏,同時通過鑽機上的指示針來控制樁的垂直度(下圖2)。為了控制樁的深度,施工中採用在鑽機調整就位後將水平標高控制線標註在鑽機平台上,利用鑽桿的長度來控制樁的深度,成孔深度應大於設計深度40~60厘米,孔深允許偏差±50毫雅背漿米。
三、製做鋼筋籠
鋼筋紋旋戀試籠的規格應符合設計要求,主筋間距允許偏差±10毫米,主筋長度允許偏差±100毫米,螺旋箍筋間距允許偏差±20毫米,鋼筋籠直徑允許偏差±10毫米,鋼筋保護層厚度不宜小於35毫米,為了確保鋼筋籠順利壓入,鋼筋籠底部要求縮頸,使底部形成圓錐形(如下圖),錐形底部直徑小于振動導管,保證底部鋼筋籠的振動力,底部收口焊接要牢固,防止下籠過程中被打穿。
![長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法 長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法](/img/8/292/UmMmVDNmJ2N4AjMwI2NkFDNjRGNzMTYkhDMjRTMwkTY5kDOiRjM5UGMzUWMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
鋼筋籠製做
四、壓灌混凝土
鑽至設計孔深後,採用混凝土輸送泵通過導管以及鑽機螺旋鑽桿中心孔壓灌混凝土,邊壓邊提鑽至樁頂連梁底部。採用壓灌混凝土,第一保證護坡樁成孔不造成塌孔,第二保證護坡樁成樁的樁身強度連續均勻可靠。為保證鋼筋籠的振入質量,混凝土灌注高度大於樁設計標高30~50厘米。該工藝宜採用豆石混凝土,混凝土強度等級不小於C25,粗骨料粒徑在5~20毫米為宜,和易性好,坍落度在180~220毫米,以利於
鋼筋籠的送入。
五、清土
在形成
素混凝土樁後,先將長螺旋鑽機迅速移離孔口,然後快速將孔口工作面清理乾淨。
六、吊放鋼筋籠
鋼筋籠在振動裝置的連線組裝要在混凝土泵送前完成,既縮短施工過程又防止混凝土失水過多;在鋼筋籠的送入過程中,要求保持起吊適當,鋼絲繩以能使裝置保持正直而不緊繃為宜,為使鋼筋籠保持豎直,籠頂外加繩索進行人工調整。
利用輪胎式汽車吊起吊偏心振動錘,連同大剛度芯管,連同鋼筋籠一起置於初成的素混凝土樁孔內,利用自重下去後,開偏心振動錘,利用大剛度芯管的下端管口對鋼筋籠下部鋼筋鉤的振動下拉力,將鋼筋籠下入素混凝土樁內設計的任何深度,摘掉鋼筋籠的鋼絲繩,起吊提升振動錘和大剛度芯管,在起吊超過樁深度約1/3後,關閉振動錘,緩慢起吊,直到裝置與鋼筋籠脫離並完全從素混凝土樁中抽出。這樣,在大剛度芯管的提升過程中也振動密實了所壓灌的素混凝土,從而形成質量可靠的鋼筋混凝土樁。鋼筋籠吊放入孔時必須驗證縱筋內外側方向,並調正籠位(下圖)。
![長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法 長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法](/img/1/4ee/EjMxQWNykTOlZGMlVjZhNDO3EmN4ITYkVWZ0kDN1MGOmhDNiVGZzYWM1UWYvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
吊樁下插鋼筋籠
七、樁頂連梁施工
在吊放鋼筋籠24小時後,按照標高對樁頭混凝土進行剔鑿,進行樁頂連梁施工,混凝土強度等級同樁(下圖)。
![長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法 長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法](/img/5/7eb/AjMmVDNmJ2N4AjMwI2NkFDNjRGNxMTYkhDMjRTMwkTY5kDOiRjM5UGMzUWMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
樁頂部連梁鋼筋綁紮
八、樁間土噴錨
隨著土方開挖,自上而下清理樁間土,清理樁間土時,要清至樁間土在兩護坡樁中間平面呈弧形,並且不允許出現過大凹凸;清土完畢後,立即掛2毫米規格的鋼板網,外面用Φ16鋼筋在樁與樁之間對角線固定,並在垂直方向每隔1.0米砸入長度不小於1.0米的Φ22T形筋(下圖1);然後噴射3~5厘米厚C20的混凝土面層(粗骨料粒徑在5~10毫米為宜)。局部滯水豐富處,可採用插入導管引流後再進行面層錨噴。如果在冬期施工階段,樁間土面層必須採取保溫措施(下圖2)。
九、預應力錨桿施工
當土方開挖至預應力錨桿施工位置時,必須施工完該標高位置的預應力錨桿才能進行下部土方的開挖。預應力錨桿採用長螺旋乾鑽方法成孔(下圖1)。注漿管與錨桿桿體綁紮在一起,製做在現場進行,為了便於錨桿桿體的置入在錨桿桿體長度上每間隔2米綁一個塑膠支架,鋼絞線自由段塗黃油,並用塑膠管包紮,拉桿採用人工置入(下圖2)。如當鋼絞線與樁頂連梁相交時,必須將鋼絞線穿過樁頂連梁,鋼絞線穿過時必須外加套筒(下圖3)。採用BW200泥漿泵攪拌水泥漿,從孔底開始壓力注漿,注漿量應大於理論值,一次注漿管距孔底為100~200毫米,二次注漿管的出漿孔應進行可灌密封處理。一次注漿宜選用水灰比為0.45~0.5的水泥漿,二次高壓注漿宜選用水灰比為0.45~0.55的水泥漿,二次高壓注漿壓力宜控制在2.5~5.0兆帕之間。
注漿時現場做同條件試塊兩組,張拉前做強度試驗,當錨固段強度大於15兆帕並達到設計強度等級的75%後方可進行張拉;張拉順序應考慮對鄰近錨桿的影響;錨桿宜張拉至設計荷載的0.9~1.0倍後再按設計要求鎖定,鎖定在工字鋼腰樑上,端部應設定厚度不小於10毫米的鋼板作封頭端板;錨桿張拉控制應力不應超過錨桿桿體強度標準值的0.75倍。張拉機選定為ZB4-500型(下圖4、下圖5)。
十、樁頂位移觀測
深基坑支護的安全與穩定直接關係到基坑本身及鄰近建築物、基坑周邊道路和鄰近地下管線的安全。根據深基坑支護有關規範要求,結構施工階段必須對基坑支護系統和周邊環境進行監測。由於岩土工程的複雜性,深基坑支護系統受到許多難以確定因素的影響,因此,在施工過程中加強監測,及時掌握支護系統及周圍環境動態變化,套用檢測所得的信息指導施工,是施工過程科學化、信息化,確保支護系統和周圍環境安全的重要措施。施工現場必須實施以下兩項監測:
(1)基坑支護體系的水平位移(在連梁頂設定標識,下圖1;用經緯儀進行測量,下圖2)。
(2)基坑周圍鄰近建築物的沉降觀測。
材料設備
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》所用的材料及設備明細如下:
一、水泥:採用強度等級不小於42.5的普通矽酸鹽水泥或矽酸鹽水泥,質量應符合《矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥》GB 175—1999的規定要求,進場複試合格。
二、鋼筋:宜採用Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋,使用前應進行物理力學性能試驗,進場複試合格,焊接試件應做焊接質量檢測。
三、細骨料:細骨料採用中砂,砂的含泥量按重量計不大於3%,質量應符合《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》JGJ 52—2006標準。
四、粗骨料:粒徑小於20毫米的碎石或瓜子片,含泥量按重量計不大於3%,質量符合《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》JGJ 53—2006標準。
五、外加劑:可根據工程施工時的氣候和環境條件選用適合的外加劑。
六、鋼筋籠製做:切割機、電焊機、調直機等。
七、鑽孔機具:長螺旋鑽機、電動振動樁錘器等。要求成孔機具的選擇和工藝要適用現場土質特點的環境條件。
八、混凝土攪拌系統
1、攪拌機、磅秤、小推車、鐵鍬、泥漿泵等。
2、要求攪拌均勻、計量準確。
3、如採用商品混凝土,應與商品混凝土單位簽訂供貨技術協定,協定中明確必須符合《預防混凝土結構工程鹼集料反應規程》。
九、混凝土澆築系統混凝土輸送泵、振動導管等。
十、下鋼筋籠系統偏心振動錘、吊車等。
十一、測量儀器:水準儀、經緯儀、鋼捲尺、塔尺、坍落度筒等。
十二、注意事項
1、所進材料必須保證質量符合要求。
2、所進設備要運轉正常、機械性能良好,必須遵守機械操作規程。主要機具設備如下表。
質量控制
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的質量控制要求如下:
一、該工法必須遵照執行下表中的標準、規範。
二、樁支護施工結束後,應能滿足設計的要求。
三、樁支護質量控制方法如下:
1、預應力錨桿的鎖定值應滿足設計的要求。
2、樁間土噴射混凝土厚度應採用鑽孔檢測,鑽孔數宜每100平方米樁間土面積一組,每組不少於3點。
3、注漿、噴射混凝土過程中隨機抽取砂漿、混凝土按相應規定及有關規範要求製做試塊,進行強度試驗。根據以上資料,進行綜合分析,評價支護質量效果。
安全措施
採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、從事施工的人員,都必須認真學習建築施工安全檢查標準,都必須遵守安全生產的規定,新工人必須接受三級安全教育和必要的考核,方能進入施工現場施工。
2、特殊工種人員,堅持持證上崗,嚴禁無證人員操作。
3、基坑應設安全防護欄桿,基坑上下設可靠的通道。
4、嚴禁酒後上班作業,進入施工現場必須穿戴合體的工作服和安全帽不得赤腳和穿拖鞋上崗,在崗位上工作時,必須思想集中,認真操作,注意觀察設備機具的運行情況,防止發生工傷和損壞機具的事故。
5、必須在施工前根據工作情況制定切實可行的安全措施,要保持場內清潔衛生,確保全全生產、文明施工。
6、非電工不得進行電氣設備的檢修和接線安裝工作。
7、配電櫃必須安裝觸電保全器,夜間施工必須有足夠的照明設施,電纜、電線鋪設必須有條理,不得亂拉亂設。
8、施工中必須設有專職安全員,各班組要設兼職安全員,成立項目安全領導小組。
9、四級以上大風長螺旋鑽機嚴禁施工。
10、沿基坑開挖邊緣設定防護欄桿,並掛防護網和安全警示燈。
11、基坑施工完成後進行場地地面硬化,清除地面雜物,並搭設上下基坑的人行步梯,供施工人員進出基坑專門使用。
環保措施
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的環保措施如下:
1、認真貫徹執行國家、地方(行業)有關環境保護法規中的環保指標。
2、現場加大管理力度,杜絕施工車輛遺撒及施工現場的揚塵,減少環境污染,施工車輛進出大門時必須將車輛上泥土等清理乾淨。
3、按國家、地方(行業)對機動車尾氣排放的要求,對施工用車進行檢修,並通過檢測合格。
4、認真執行國家、地方(行業)對減少施工噪聲的要求,將施工噪聲控制在允許範圍之內,並在施工現場採取有效措施防止施工噪聲擾民事件發生,如對攪拌機周圍搭設隔音棚、儘量將有噪聲的放在白天施工。
5、杜絕一切野外用火,控制煙氣對環境的污染。
6、施工中的污水經過沉澱池沉澱後排入城市管網,嚴禁未採取任何處理措施直接排入城市管網的做法。
7、施工中做到日日場清,每日產生的垃圾及時送入垃圾站。
效益分析
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的效益分析如下:
一、質量好:按該工法施工,和以前的灌注樁相比基本上可以保證樁不出現夾層、縮頸等質量缺陷,確保樁的質量。同時由於技術含量高,有利於創“江蘇省建築業新技術套用示範工程”。
二、工期短:角灣小區D區公建工程如果採用灌注樁支護土方開挖需要75天,由於採用該工法不影響土方開挖的進度,縮短了土方開挖工期,施工工期比計畫提前15天。
三、成本低:採用該工法能增大施工現場的使用面積,避免由於場地小而進行的不必要場外加工;同時節約水資源降低施工成本。角灣小區D區公建工程地基與基礎分部總計鋼筋1500噸,由於沒有採用場外加工,節約加工費約50萬元;同時節約水資源300立方米,節約費用2400元;地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約10噸。
四、文明施工:鑽孔灌注樁需要大量的水資源、且有泥漿污染;人工挖孔樁有大量的土堆放,採用該工法,無環境污染,有利於文明施工。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的套用實例如下:
一、2005年11月施工的角灣小區D區公建工程,位於北京市崇文區白橋大街。該工程為地下3層(局部四層)、地上10層的框架剪力牆結構,總建築面積38414平方米。基坑支護採用樁錨,樁錨面積6500平方米,樁長25米、樁徑600毫米、樁根數280根,由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約10噸。
二、2004年3月~2004年4月套用於北京市崇文區富貴園二期6號樓基坑支護工程。該工程位於北京市崇文區北花市大街與西花市大街交匯處,工程建築面積32000平方米,地下2層、地上16層。基坑支護採用樁錨,樁錨面積5000平方米,樁長16米、樁徑600毫米、樁根數304根,由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管15噸。
三、2003年4月~2004年5月套用於北京市通正大廈基坑支護工程。該工程位於北京市崇文區廣渠門內大街28號,工程建築面積2200平方米,地下2層、地上12層。基坑支護採用樁錨,樁錨面積4500平方米,樁長15米、樁徑500毫米、樁根數168根。由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約9噸。
榮譽表彰
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。
2、適用於對環境條件要求高如施工過程環境污染小和噪聲低的項目。
3、除用於有局部配筋的基礎樁施工外,還可廣泛用於通長配筋的基礎樁、基坑護坡樁、抗拔樁等的施工,特別適用於場地狹小、超深基坑護壁和水資源缺乏的項目。
4、不適用於永久性支護工程。
工藝原理
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的工藝原理敘述如下:
採用長螺旋鑽機成孔,鑽至預定深度後在提鑽過程中通過鑽機螺旋鑽桿中心孔泵送混凝土進行樁的澆築,最後採用振動送入的方法把鋼筋籠送入混凝土並達到預定位置的施工工藝。該施工工藝的關鍵在於採用先壓灌混凝土後插鋼筋籠,使得樁的質量得以保證,成樁後的樁表面潔淨、整體性好、避免了樁產生夾層、縮頸等質量缺陷。
施工工藝
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的工藝流程:
樁孔定位→樁身成孔(同時製做鋼筋籠)→壓灌混凝土→清土→吊放鋼筋籠→樁頂連梁施工→樁間土噴錨→預應力錨桿施工→樁頂位移觀測。
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的操作要點如下:
一、樁孔定位
根據測繪部門提供的建築物定位點和已審批的樁位平面圖,進行樁孔定位,現場每個定位點用Φ20鋼筋頭砸入土中500毫米深,拔出鋼筋頭在孔內灌入白灰,要求放樣正確。鑽進時孔位採用“十字拴樁法”做好標記。
二、樁身成孔
為保證施工中不出現兩樁串聯,施工護坡樁時採用間隔施工。採用
長螺旋鑽機成樁(下圖1),開鑽時要輕壓慢進,防止開孔時鑽具跑偏,同時通過鑽機上的指示針來控制樁的垂直度(下圖2)。為了控制樁的深度,施工中採用在鑽機調整就位後將水平標高控制線標註在鑽機平台上,利用鑽桿的長度來控制樁的深度,成孔深度應大於設計深度40~60厘米,孔深允許偏差±50毫米。
三、製做鋼筋籠
鋼筋籠的規格應符合設計要求,主筋間距允許偏差±10毫米,主筋長度允許偏差±100毫米,螺旋箍筋間距允許偏差±20毫米,鋼筋籠直徑允許偏差±10毫米,鋼筋保護層厚度不宜小於35毫米,為了確保鋼筋籠順利壓入,鋼筋籠底部要求縮頸,使底部形成圓錐形(如下圖),錐形底部直徑小于振動導管,保證底部鋼筋籠的振動力,底部收口焊接要牢固,防止下籠過程中被打穿。
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鋼筋籠製做
四、壓灌混凝土
鑽至設計孔深後,採用混凝土輸送泵通過導管以及鑽機螺旋鑽桿中心孔壓灌混凝土,邊壓邊提鑽至樁頂連梁底部。採用壓灌混凝土,第一保證護坡樁成孔不造成塌孔,第二保證護坡樁成樁的樁身強度連續均勻可靠。為保證鋼筋籠的振入質量,混凝土灌注高度大於樁設計標高30~50厘米。該工藝宜採用豆石混凝土,混凝土強度等級不小於C25,粗骨料粒徑在5~20毫米為宜,和易性好,坍落度在180~220毫米,以利於
鋼筋籠的送入。
五、清土
在形成
素混凝土樁後,先將長螺旋鑽機迅速移離孔口,然後快速將孔口工作面清理乾淨。
六、吊放鋼筋籠
鋼筋籠在振動裝置的連線組裝要在混凝土泵送前完成,既縮短施工過程又防止混凝土失水過多;在鋼筋籠的送入過程中,要求保持起吊適當,鋼絲繩以能使裝置保持正直而不緊繃為宜,為使鋼筋籠保持豎直,籠頂外加繩索進行人工調整。
利用輪胎式汽車吊起吊偏心振動錘,連同大剛度芯管,連同鋼筋籠一起置於初成的素混凝土樁孔內,利用自重下去後,開偏心振動錘,利用大剛度芯管的下端管口對鋼筋籠下部鋼筋鉤的振動下拉力,將鋼筋籠下入素混凝土樁內設計的任何深度,摘掉鋼筋籠的鋼絲繩,起吊提升振動錘和大剛度芯管,在起吊超過樁深度約1/3後,關閉振動錘,緩慢起吊,直到裝置與鋼筋籠脫離並完全從素混凝土樁中抽出。這樣,在大剛度芯管的提升過程中也振動密實了所壓灌的素混凝土,從而形成質量可靠的鋼筋混凝土樁。鋼筋籠吊放入孔時必須驗證縱筋內外側方向,並調正籠位(下圖)。
![長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法 長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法](/img/1/4ee/EjMxQWNykTOlZGMlVjZhNDO3EmN4ITYkVWZ0kDN1MGOmhDNiVGZzYWM1UWYvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
吊樁下插鋼筋籠
七、樁頂連梁施工
在吊放鋼筋籠24小時後,按照標高對樁頭混凝土進行剔鑿,進行樁頂連梁施工,混凝土強度等級同樁(下圖)。
![長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法 長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法](/img/5/7eb/AjMmVDNmJ2N4AjMwI2NkFDNjRGNxMTYkhDMjRTMwkTY5kDOiRjM5UGMzUWMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
樁頂部連梁鋼筋綁紮
八、樁間土噴錨
隨著土方開挖,自上而下清理樁間土,清理樁間土時,要清至樁間土在兩護坡樁中間平面呈弧形,並且不允許出現過大凹凸;清土完畢後,立即掛2毫米規格的鋼板網,外面用Φ16鋼筋在樁與樁之間對角線固定,並在垂直方向每隔1.0米砸入長度不小於1.0米的Φ22T形筋(下圖1);然後噴射3~5厘米厚C20的混凝土面層(粗骨料粒徑在5~10毫米為宜)。局部滯水豐富處,可採用插入導管引流後再進行面層錨噴。如果在冬期施工階段,樁間土面層必須採取保溫措施(下圖2)。
九、預應力錨桿施工
當土方開挖至預應力錨桿施工位置時,必須施工完該標高位置的預應力錨桿才能進行下部土方的開挖。預應力錨桿採用長螺旋乾鑽方法成孔(下圖1)。注漿管與錨桿桿體綁紮在一起,製做在現場進行,為了便於錨桿桿體的置入在錨桿桿體長度上每間隔2米綁一個塑膠支架,鋼絞線自由段塗黃油,並用塑膠管包紮,拉桿採用人工置入(下圖2)。如當鋼絞線與樁頂連梁相交時,必須將鋼絞線穿過樁頂連梁,鋼絞線穿過時必須外加套筒(下圖3)。採用BW200泥漿泵攪拌水泥漿,從孔底開始壓力注漿,注漿量應大於理論值,一次注漿管距孔底為100~200毫米,二次注漿管的出漿孔應進行可灌密封處理。一次注漿宜選用水灰比為0.45~0.5的水泥漿,二次高壓注漿宜選用水灰比為0.45~0.55的水泥漿,二次高壓注漿壓力宜控制在2.5~5.0兆帕之間。
注漿時現場做同條件試塊兩組,張拉前做強度試驗,當錨固段強度大於15兆帕並達到設計強度等級的75%後方可進行張拉;張拉順序應考慮對鄰近錨桿的影響;錨桿宜張拉至設計荷載的0.9~1.0倍後再按設計要求鎖定,鎖定在工字鋼腰樑上,端部應設定厚度不小於10毫米的鋼板作封頭端板;錨桿張拉控制應力不應超過錨桿桿體強度標準值的0.75倍。張拉機選定為ZB4-500型(下圖4、下圖5)。
十、樁頂位移觀測
深基坑支護的安全與穩定直接關係到基坑本身及鄰近建築物、基坑周邊道路和鄰近地下管線的安全。根據深基坑支護有關規範要求,結構施工階段必須對基坑支護系統和周邊環境進行監測。由於岩土工程的複雜性,深基坑支護系統受到許多難以確定因素的影響,因此,在施工過程中加強監測,及時掌握支護系統及周圍環境動態變化,套用檢測所得的信息指導施工,是施工過程科學化、信息化,確保支護系統和周圍環境安全的重要措施。施工現場必須實施以下兩項監測:
(1)基坑支護體系的水平位移(在連梁頂設定標識,下圖1;用經緯儀進行測量,下圖2)。
(2)基坑周圍鄰近建築物的沉降觀測。
材料設備
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》所用的材料及設備明細如下:
一、水泥:採用強度等級不小於42.5的普通矽酸鹽水泥或矽酸鹽水泥,質量應符合《矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥》GB 175—1999的規定要求,進場複試合格。
二、鋼筋:宜採用Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋,使用前應進行物理力學性能試驗,進場複試合格,焊接試件應做焊接質量檢測。
三、細骨料:細骨料採用中砂,砂的含泥量按重量計不大於3%,質量應符合《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》JGJ 52—2006標準。
四、粗骨料:粒徑小於20毫米的碎石或瓜子片,含泥量按重量計不大於3%,質量符合《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》JGJ 53—2006標準。
五、外加劑:可根據工程施工時的氣候和環境條件選用適合的外加劑。
六、鋼筋籠製做:切割機、電焊機、調直機等。
七、鑽孔機具:長螺旋鑽機、電動振動樁錘器等。要求成孔機具的選擇和工藝要適用現場土質特點的環境條件。
八、混凝土攪拌系統
1、攪拌機、磅秤、小推車、鐵鍬、泥漿泵等。
2、要求攪拌均勻、計量準確。
3、如採用商品混凝土,應與商品混凝土單位簽訂供貨技術協定,協定中明確必須符合《預防混凝土結構工程鹼集料反應規程》。
九、混凝土澆築系統混凝土輸送泵、振動導管等。
十、下鋼筋籠系統偏心振動錘、吊車等。
十一、測量儀器:水準儀、經緯儀、鋼捲尺、塔尺、坍落度筒等。
十二、注意事項
1、所進材料必須保證質量符合要求。
2、所進設備要運轉正常、機械性能良好,必須遵守機械操作規程。主要機具設備如下表。
質量控制
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的質量控制要求如下:
一、該工法必須遵照執行下表中的標準、規範。
二、樁支護施工結束後,應能滿足設計的要求。
三、樁支護質量控制方法如下:
1、預應力錨桿的鎖定值應滿足設計的要求。
2、樁間土噴射混凝土厚度應採用鑽孔檢測,鑽孔數宜每100平方米樁間土面積一組,每組不少於3點。
3、注漿、噴射混凝土過程中隨機抽取砂漿、混凝土按相應規定及有關規範要求製做試塊,進行強度試驗。根據以上資料,進行綜合分析,評價支護質量效果。
安全措施
採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、從事施工的人員,都必須認真學習建築施工安全檢查標準,都必須遵守安全生產的規定,新工人必須接受三級安全教育和必要的考核,方能進入施工現場施工。
2、特殊工種人員,堅持持證上崗,嚴禁無證人員操作。
3、基坑應設安全防護欄桿,基坑上下設可靠的通道。
4、嚴禁酒後上班作業,進入施工現場必須穿戴合體的工作服和安全帽不得赤腳和穿拖鞋上崗,在崗位上工作時,必須思想集中,認真操作,注意觀察設備機具的運行情況,防止發生工傷和損壞機具的事故。
5、必須在施工前根據工作情況制定切實可行的安全措施,要保持場內清潔衛生,確保全全生產、文明施工。
6、非電工不得進行電氣設備的檢修和接線安裝工作。
7、配電櫃必須安裝觸電保全器,夜間施工必須有足夠的照明設施,電纜、電線鋪設必須有條理,不得亂拉亂設。
8、施工中必須設有專職安全員,各班組要設兼職安全員,成立項目安全領導小組。
9、四級以上大風長螺旋鑽機嚴禁施工。
10、沿基坑開挖邊緣設定防護欄桿,並掛防護網和安全警示燈。
11、基坑施工完成後進行場地地面硬化,清除地面雜物,並搭設上下基坑的人行步梯,供施工人員進出基坑專門使用。
環保措施
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的環保措施如下:
1、認真貫徹執行國家、地方(行業)有關環境保護法規中的環保指標。
2、現場加大管理力度,杜絕施工車輛遺撒及施工現場的揚塵,減少環境污染,施工車輛進出大門時必須將車輛上泥土等清理乾淨。
3、按國家、地方(行業)對機動車尾氣排放的要求,對施工用車進行檢修,並通過檢測合格。
4、認真執行國家、地方(行業)對減少施工噪聲的要求,將施工噪聲控制在允許範圍之內,並在施工現場採取有效措施防止施工噪聲擾民事件發生,如對攪拌機周圍搭設隔音棚、儘量將有噪聲的放在白天施工。
5、杜絕一切野外用火,控制煙氣對環境的污染。
6、施工中的污水經過沉澱池沉澱後排入城市管網,嚴禁未採取任何處理措施直接排入城市管網的做法。
7、施工中做到日日場清,每日產生的垃圾及時送入垃圾站。
效益分析
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的效益分析如下:
一、質量好:按該工法施工,和以前的灌注樁相比基本上可以保證樁不出現夾層、縮頸等質量缺陷,確保樁的質量。同時由於技術含量高,有利於創“江蘇省建築業新技術套用示範工程”。
二、工期短:角灣小區D區公建工程如果採用灌注樁支護土方開挖需要75天,由於採用該工法不影響土方開挖的進度,縮短了土方開挖工期,施工工期比計畫提前15天。
三、成本低:採用該工法能增大施工現場的使用面積,避免由於場地小而進行的不必要場外加工;同時節約水資源降低施工成本。角灣小區D區公建工程地基與基礎分部總計鋼筋1500噸,由於沒有採用場外加工,節約加工費約50萬元;同時節約水資源300立方米,節約費用2400元;地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約10噸。
四、文明施工:鑽孔灌注樁需要大量的水資源、且有泥漿污染;人工挖孔樁有大量的土堆放,採用該工法,無環境污染,有利於文明施工。
註:施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》的套用實例如下:
一、2005年11月施工的角灣小區D區公建工程,位於北京市崇文區白橋大街。該工程為地下3層(局部四層)、地上10層的框架剪力牆結構,總建築面積38414平方米。基坑支護採用樁錨,樁錨面積6500平方米,樁長25米、樁徑600毫米、樁根數280根,由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約10噸。
二、2004年3月~2004年4月套用於北京市崇文區富貴園二期6號樓基坑支護工程。該工程位於北京市崇文區北花市大街與西花市大街交匯處,工程建築面積32000平方米,地下2層、地上16層。基坑支護採用樁錨,樁錨面積5000平方米,樁長16米、樁徑600毫米、樁根數304根,由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管15噸。
三、2003年4月~2004年5月套用於北京市通正大廈基坑支護工程。該工程位於北京市崇文區廣渠門內大街28號,工程建築面積2200平方米,地下2層、地上12層。基坑支護採用樁錨,樁錨面積4500平方米,樁長15米、樁徑500毫米、樁根數168根。由於採用《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》,解決了施工場地狹小的問題,提前完成目標,同時地下室外牆施工時減少模板支撐,節約鋼管約9噸。
榮譽表彰
2008年1月31日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》,《長螺旋鑽機成孔壓灌砼後插鋼筋籠施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。