現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工技術[權威資料]

現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工技術 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要 我國江浙地區(qū)地質條件極為復雜，存在著許多復雜的軟土地基，在這些地質條件下修建高質量的公路及建筑物都要進行軟基處理，以增加地基的穩(wěn)定性及減少沉降。軟基處理方法的選擇使用對工程質量、工期和經濟效益均有重要的影響?，F(xiàn)在軟基處理中使用的方法主要有樁基、強夯法和真空預壓、超載預壓等加固方法。每種加固技術都有它的適用性和局限性。 關鍵詞現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁 施工技術 TU37 A 前言 水泥攪拌樁施工質量難以控制，加固深度也有限，且檢測量大且費用高；超載預壓方法由于軟弱地基土的強度很低，存在路堤的穩(wěn)定性問題，不能快速加載，制約工程的進度，因此施工工期很長，影響了工程投資的經濟性。強夯法主要是針對透水性較強軟土的加固效果明顯，對軟粘土不適宜，對沿海地區(qū)的粘土及淤泥質土的加固處理受到了限制。 樁基在加固軟土地基中使用由于施工速度快，可大大縮短工期，加固處理深度不受限制，適宜各種地質條件，可明顯增加路基的穩(wěn)定性，提高地基的承載力和減小變形，長期以來，無論 在建筑工程，還是在道路工程中，都得到普遍采用。這其中主要包括實心預制樁和現(xiàn)場灌注混凝土樁，以及預制混凝土筒樁等。預制實心樁較現(xiàn)場灌注樁造價要高；現(xiàn)場澆筑混凝土樁單方造價較低，但也不能節(jié)省混凝土材料，從根本上看，現(xiàn)場澆筑混凝土實心樁的造價并未得到根本的降低。為此，又發(fā)展了預制混凝土筒樁，該樁型的單方混凝土提高承載力較實心混凝土樁有了較大的提高。但預制混凝土筒樁的使用需要在工廠預制，預制混凝土筒樁從形式上是節(jié)省了材料，但考慮到運輸和施工等因素，又必須加入了大量的鋼筋以增加強度抵抗施工可能帶來的破壞性，從而增加了 造價，故地基加固成本較高。因此，尋求使用較少的混凝土方量，以實現(xiàn)造價低、承載力高，并且地基的穩(wěn)定性增加明顯的新樁型成為軟基處理的迫切需求。正是考慮到實心樁及預制筒樁的不足，開發(fā)了高效經濟的現(xiàn)場澆筑混凝土薄壁筒樁軟土地基加固技術和施工工藝，達到了造價低、承載力高、地基的穩(wěn)定性增加和地基沉降降低等明顯目的。杭千高速公路在處理橋頭路基軟基處理方案采用了薄壁筒樁，杭千一標工程共有筒樁 2028 根， 43820 延米，樁長為 20 米和22 米，樁徑 1 米，壁厚 12，樁距 3.54.0 米，呈正三角形布置，樁身砼采用 C20。 1、成樁原理 振動沉?，F(xiàn)澆混凝土筒樁技術采取振動沉模自動排土現(xiàn)注混凝土而成筒樁，具體步驟為：依靠沉腔上部錘頭的振動力將內外雙層套管所形成的環(huán)形腔體在活瓣樁靴的保護下打入預定的設計深度，在腔體內現(xiàn)澆混凝土，之后振動拔管，在環(huán)形域中土體與外部的土體之間便形成密實的混凝土筒樁。活瓣樁靴在打入時閉合不漏水，澆灌砼時，由于砼的重力作用使活瓣樁靴自動張開。在形成復合地基時，為了保證樁與土共同承擔荷載，并調整樁與樁間土之間豎向荷載及水平荷載的分擔比例以及減少基礎底面的應力集中問題，在樁頂設置鋼筋砼蓋板，從而 形成現(xiàn)澆薄壁筒樁復合地基。振動沉模大直徑現(xiàn)澆筒樁動力設備是振動錘，振動錘具有很高的質量和速度，產生強大的沖擊能量，將環(huán)形空腔模板迅速沉入地層（從杭千一標工程實踐情況來看，振動下沉 20-22米需 30-40 分鐘）。腔體模板的沉入速度與振錘的功率大小、振動體系的質量和土層的密度、粘性、粒徑有關。振動體系的豎向往復振動，將腔體模板沉入地層。當激振力 R 大于以下三種阻力之和：刃面的法向力 N 的豎向分力、刃面的摩擦力 F 的豎向分力，腔體模板周邊的摩阻力 P（包括內外管）的合力時 (見圖 1)，模板即能沉入地層；當 R 與 N、 F、 P豎向 分力平衡時或達到預定深度時，則模板停止下沉。由于腔體模板在振動力作用下使土體受到強迫振動產生局部剪切破壞或液化破壞，土體內摩擦力急劇降低，阻力減小，提高了腔體模板的沉入速度。同時擠壓、振密作用使得環(huán)形腔體模板中土芯和周邊一定范圍內的土體得到密實。成樁機理為： （ 1）模板作用。在振動力的作用下環(huán)形腔體模板沉入土中后澆注混凝土；當振動模板提拔時，同時混凝土從環(huán)形腔體模板下端注入環(huán)形槽內，由于空腹模板的護壁作用，不會出現(xiàn)縮孔和塌孔現(xiàn)象。（ 2）振搗作用。環(huán)形腔體模板在振動提拔時，對模板內及注入槽孔內的混凝 土有連續(xù)振搗作用，使樁身砼充分振動密實。 （ 3）擠密作用。振動沉模大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁在施工過程中由于振動、擠壓和排土等原因，可對樁間土起到一定的密實作用。擠壓、振密范圍與環(huán)形腔體模板的厚度及原位土體的性質有關。 圖 1 振動沉模時受力示意圖 3、 振動沉?，F(xiàn)澆薄壁筒樁施工機具設備 施工機具的主要技術性能要求：沉樁深度達到 22m 以上；樁徑為 10001500mm；筒樁壁厚 100150mm；混凝土可多次加料，充分密實。下圖為振動沉?，F(xiàn)澆薄壁筒樁設備圖。設備基本組成包括：底盤（含卷 揚機等）；龍門支架；振動頭；鋼質內外套管空腔結構；活瓣樁靴結構；成模造漿器等；混凝土分流器。 圖 2 振動沉?，F(xiàn)澆薄壁筒樁設備圖 4 振動沉?，F(xiàn)澆薄壁筒樁施工工藝及要點 （ 1）施工流程 施工進場 現(xiàn)場裝配 樁位放樣 樁機就位 振動沉管 現(xiàn)場澆注混凝土 振動拔管 移機至下一樁位。施工流程示意圖見圖 3。 圖 3 單體筒樁施工流程 （ 2）、施工要點 1）、準備工作 打樁前應清表，整平地面，此地面標高為薄壁筒樁樁頂標高。 清除樁位處地上地下一切障礙物。場地清理后，用細宕渣填筑，厚度采用 50（為保證樁頭質量，設計文件要求超灌 50，蓋板澆注前鑿除至設計標高）。填筑時注意控制宕渣粒徑且相對均勻。 因為樁機本身自重大，且樁架高，所以要求樁機移動范圍內場地清理時除應保證樁機垂直度的要求外，并應充分考慮地面的承載力，施工場地及周圍應保證排水溝暢通。 樁基軸線控制樁應從基準線引出，施工過程中妥善保護，每根樁打入前，應仔細檢查樁位是否符合設計要求。在打筒樁附近設置臨時水準點，其位置不受打樁影響，數(shù)量不得少于兩個。 2）、 樁機就位 樁機到達指定樁位，對中，起吊設備應保持水平。 應保證樁機的平整度和導向架的垂直度，使樁管在自由狀態(tài)下對準樁位。 樁機成孔器安裝精度要求：成孔器直徑及長度應符合設計要求。成孔器安裝是筒樁機在沉樁施工前的最后一道關鍵性技術工作，安裝上端法蘭時需控制底部套筒的環(huán)形空隙壁厚的均勻性，精確測試內、外套管間的環(huán)隙達到精確要求（偏差小于 5mm）后才能固定上端法蘭。 3）、沉管至樁底 利用沉管自重或鋼絲繩加壓壓入土中一定深度，然后開動振動錘（宜采用 中高頻率的激振錘）起振沉管至設計樁深。沉管下沉時，應根據(jù)地層阻力變化及時調整加壓力和下沉速度。在振動錘的激振力作用下，作用力經內外鋼管傳至活瓣筒靴，樁靴即隨外護壁套管和內護壁套管進入土層，被樁靴排擠的泥土則進入內護壁套管，并排擠先進入的原始土層，隨樁靴不斷進入土層，內護壁管內的土逐漸向上頂移。 沉管的控制原則：活瓣樁靴位于堅硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或風化巖等土層時，以貫入度控制為主，活瓣樁靴進入持力層深度或活瓣樁靴標高可作參考，貫入度達到而標高未達到時，應連續(xù)激振 3 陣，其每陣持續(xù) 1分 鐘的平均貫入度不大于規(guī)定數(shù)值；活瓣樁靴位于其他軟土層時，以活瓣樁靴設計標高控制為主，貫入度可作參考。貫入度通過試樁確定為 2/min。 成孔時，如遇到活瓣樁靴損壞或地下障礙物時，及時將樁管拔出，待處理后，繼續(xù)施工。鄰近有建筑物（構筑物）打筒樁時，應采取適當?shù)母粽翊胧?，如開挖防振溝、打隔離板及砂井排水等。 4）、成孔檢測 成孔達到設計深度后，應驗收孔深、孔徑（不小于設計值），并作好記錄。在澆注砼前，每根樁都應用測繩量測擠入淤泥或滲水的厚度，當其小于 30時不予處理；當擠入淤泥 厚度大于 30時，應拔出成孔器采取措施重新成孔；當滲水厚度超過 30時，宜用氣舉或微型深井泵抽吸；少量滲水可投入適量水泥粉，再用壓縮空氣吹混水泥成漿；若遇樁端為滲透性較大的非粘性土層，沉入到該層前預灌 1 米高度砼，以阻止?jié)B水。 5）、砼的攪拌和運輸 水泥、砂、卵石等原材料必須試驗合格并取得監(jiān)理工程師批準后，才能進場使用，不合格材料不得進入施工現(xiàn)場。石子粒徑在筒樁的施工中影響較大，主要應從沉腔的厚度考慮，石子粒徑 d R/ （ 3.0-3.5） (式中 R 為腔體的厚度 )，在杭千高速中采用石子最 大粒徑為 31.5mm，砂采用中粗砂，水泥采用 32.5 普通硅酸鹽水泥。砼設計標號為 C20，用強制式攪拌機現(xiàn)場拌和（配料稱量務必準確），小翻斗車運輸?；炷羾栏癜幢O(jiān)理工程師批準的配合比施工，坍落度的要求較高，對不同的地層有不同的要求，一般控制在 50-100mm 之間，對土層較為松軟的，坍落度應適當小，反之可大一點。 6）、灌注砼 成孔達到設計深度后，孔深、孔徑驗收合格并經監(jiān)理工程師認可后方可灌注樁身砼。灌注樁時各工序應連續(xù)施工。在灌注樁身砼之前，應根據(jù)施工經驗，結合地質報告預估充盈系數(shù)，計算投 料體積，制定分批投料計劃。 樁管灌滿砼后，先振動 5-10s，再邊振邊拔管，樁管內應保持不少于 2 米高度的砼，拔管速度一般控制在 0.8-1.2m/min，且不宜大于 2.5m/min；軟土層范圍內應降低振動拔管的速度，一般應控制在 0.6-0.8m/min 以下。筒樁機操作手必須熟悉地質資料，牢記地層變化深度并自覺執(zhí)行，從而更好的控制拔管速度，保證樁身砼質量。澆注完的樁頂應高出設計標高至少 50，并予以保護。在澆注過程中，應詳細記錄灌注砼數(shù)量，并計算充盈系數(shù)，充盈系數(shù)嚴禁小于 1.1，一般為 1.2 1.4。 7）、移機：重復上述步驟，進行下一樁的施工。 8）、施工注意事項：打樁時如發(fā)現(xiàn)地質條件與提供的地質資料不符，及時與有關單位研究處理。打樁時，如控制指標已符合要求，而其他指標與要求相差甚大時，應會同有關單位研究處理。 （ a）、為保證在含地下水地層中應用現(xiàn)澆薄壁筒樁的質量，保證在成樁過程中地下水、流砂、淤泥不自樁靴進入管腔，澆筑采用二步法工藝，即在成樁管下到地下水位以上即進行第一次澆筑，將樁靴完全封閉，然后繼續(xù)下到設計深度后進行第二次澆筑成樁。為保證每根筒樁的質量，在打至設計深度時 ，必須用測繩量測擠入淤泥或滲水的厚度，根據(jù)擠入淤泥或滲水厚度確定處理方案。 我部在初期試樁施工中，由于活瓣樁靴靴塊間縫隙較大和靴塊與內管結合不嚴密，導致成孔器內擠入淤泥或滲水厚度超標，不能滿足設計要求。經過項目領導和主要技術人員仔細分析研究，采取在活瓣樁靴靴塊間縫隙處加蓋小活瓣和靴塊與內管結合部粘貼橡膠皮阻水 ,上部采用自身反壓的止水技術等改進措施，使成孔時淤泥或滲水的擠入厚度得到了有效控制，從現(xiàn)在已施工的 17000 米筒樁的情況來看，成孔時淤泥或滲水的擠入厚度都能滿足規(guī)范要求，無須處理；從部分成樁小 應變檢測報告來看，筒樁樁身完整，承載力能滿足設計要求。 7 結束語 振動沉?，F(xiàn)澆混凝土筒樁樁身強度高，直徑大，有效加固深度大，可達 25-30m，施工工藝簡單，可操作性強，便于質量控制、監(jiān)督，單樁承載力高而造價又相對較低；經振動沉模現(xiàn)澆筒樁處理的復合地基承載力高，沉降小。所以振動沉?，F(xiàn)澆大直徑現(xiàn)澆筒樁是軟土路基尤其是橋頭路段的優(yōu)質高效樁，是一種新型的軟基處理方法，具有很大的應用推廣價值。 文檔資料：現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工技術 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱 讀及下載 閱讀相關文檔 :探析建筑鋼結構施工技術與質量控制的措施 探討新時期地質災害的防治和地質環(huán)境的保護 探究公路工程施工管理中的問題與改善 探究單層索網(wǎng)玻璃幕墻的設計與施工 談通訊工程的施工質量控制 試析信息化條件下如何改進檔案管理工作 談市政排水管道施工技術 談巖土工程中地基與樁基礎處理技術 談異形幕墻的設計要點