現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工工藝介紹

1、現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁施工工藝介紹趙漢金 黃定西(浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)工程公司 杭州 )摘要：現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁是謝慶道教授發(fā)明的一種加固軟土地基的新樁型。其采用振動沉模、現(xiàn)場澆筑混凝土一次性成樁，加固軟土地基施工速度快、工程造價低。文章介紹了現(xiàn)澆混凝土薄壁筒樁的技術(shù)原理、加固機理、施工設(shè)備、施工工藝、質(zhì)量檢測及工程應(yīng)用。關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土 薄壁筒樁 加固 軟土地基 工藝 質(zhì)量檢測0 引言浙江省地處東南沿海,杭嘉湖、寧紹及甬臺溫地區(qū)不但軟土層深厚，而且軟土力學(xué)指標(biāo)極差。因此，高等級公路、高速鐵路等大面積軟土地基的處理方案顯得尤其重要。目前，公路軟基處理中主要的施工方法有水泥土攪拌樁、塑料排水板、強夯法和

2、真空預(yù)壓、超載預(yù)壓、樁基等加固方法。每種加固技術(shù)都有它的適用性和局限性。采用樁基加固軟土地基，由于施工速度快，可縮短工期，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?，F(xiàn)場澆筑混凝土薄壁筒樁(以下簡稱“筒樁”)以其獨特的構(gòu)想具有設(shè)計樁徑大、混凝土用量少、擠土少、施工速度快等技術(shù)優(yōu)勢。筒樁加固軟土地基實現(xiàn)了造價低、承載力高、地基穩(wěn)定性增加和地基沉降減少等目標(biāo)。目前筒樁已在高速公路等領(lǐng)域地基處理中有了一定的應(yīng)用：主要已應(yīng)用于杭州繞城南線高速公路、上海東南片出海堤、杭千高速公路、杭寧高速公路、杭浦高速公路、07省道等工程中得到了應(yīng)用，獲得了較好的社會和經(jīng)濟效益。1 筒樁地基加固原理筒樁是采取振

3、動沉模、內(nèi)管排土、現(xiàn)場灌注混凝土、振動拔管工藝成樁。具體步驟是依靠振動錘的振動力將內(nèi)外雙層成孔器打入設(shè)計深度，在成孔器環(huán)型腔體內(nèi)澆筑混凝土，灌滿混凝土后振動拔管，形成薄壁混凝土筒樁。筒樁作為復(fù)合地基時，為了保證樁與土共同承擔(dān)荷載，并調(diào)整樁與土之間豎向荷載及水平荷載的分擔(dān)比例以及減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中問題，在樁頂設(shè)置褥墊層。成樁機理為：1)模板作用。在振動力的作用下環(huán)形腔體成孔器沉入土中后澆筑混凝土，當(dāng)振動模板提拔時，混凝土從成孔器下端進入環(huán)形槽孔內(nèi)，空腹模板起到了護壁作用，因此不會出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)象。從而成為成孔、護壁、澆筑一次性直接形成筒樁的工藝。2)振搗作用：成孔器振動提拔時，對混凝土有連

4、續(xù)振搗作用，使樁體充分振動密實，由于混凝土向兩側(cè)擠壓，而使筒樁壁厚度保證，混凝土密實。3)擠密作用。振動沉模大直徑現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁在施工過程中由于振動、擠壓和排土等原因，可對樁間土起到少量的密實作用。2施工工藝介紹2.1施工準(zhǔn)備2.1.1筒樁施工前應(yīng)具備以下資料：工程地質(zhì)勘察報告，施工設(shè)計圖紙，建筑場2.1.2施工前應(yīng)進行施工圖會審、設(shè)計技術(shù)交底；編制施工組織設(shè)計及審核確認(rèn)；組織施工人員進行技術(shù)交底。2.1.3打樁前應(yīng)處理高空和地下障礙物。施工場地應(yīng)平整處理，樁機移動的范圍內(nèi)除應(yīng)保證樁機垂直度的要求外，并應(yīng)考慮地面的承載力，施工場地及周圍應(yīng)保持排水暢通，以保證施工機械正常作業(yè)。2.1.4樁基

5、的軸線的控制點和水準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)在不受打樁影響的地點，開工前經(jīng)復(fù)合后應(yīng)妥善保護，施工中應(yīng)經(jīng)常復(fù)測。樁基軸線位置的允許偏差得超過20mm。2.1.5筒樁工程施工前應(yīng)進行試打樁，以檢查設(shè)備、施工工藝、設(shè)計參數(shù)是否符合要求，數(shù)量不得少于2根。2.1.6鄰近原有建（構(gòu)）筑物打樁時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母粽翊胧?.1.7供電：根據(jù)已選取的設(shè)備，單機電機功率180KW。2.1.8供水：主:用于成樁的砼攪拌，采用飲用水。2.1.9施工機械配備:主要施工設(shè)備為：起重力80-100T特大型沉管樁架、DZ120振動錘、外徑1000內(nèi)徑760成孔器及其他輔助設(shè)備。2.2筒樁的施工工藝筒樁施工工藝流程：樁位放樣-樁尖埋設(shè)-樁機就

6、位-振動沉管-澆注拔管-樁機移位。同一工點筒樁施工順序：原則上先施工長樁后短樁，減少擠土效應(yīng)。在施工過程中具體樁機施工走向則根據(jù)實際而定。筒樁施工工藝流程附圖2.2.1樁位放樣：根據(jù)設(shè)計圖紙、業(yè)主提供的座標(biāo)、尺寸、基準(zhǔn)點，經(jīng)計算、用全站儀或經(jīng)緯儀測量建立起每個工點的樁位放樣控制點，打入鋼筋或木樁，插上保護標(biāo)識。根據(jù)施工區(qū)內(nèi)的控制點再測放每個樁位中心，插上竹筷或用石灰粉撒上“十字形”標(biāo)志以示樁心位置。2.2.2 樁尖預(yù)制及埋設(shè)：3.2.2.1樁尖的制作質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：樁尖的表面應(yīng)平整、密實，掉角的深度不應(yīng)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%。樁尖內(nèi)外面圓

7、度偏差不得大于樁尖直徑的1%，樁尖上端內(nèi)外支承面平整度不超過5mm。預(yù)制樁尖上應(yīng)標(biāo)明編號、制作日期，樁尖養(yǎng)護時間一般應(yīng)達到28天，使用前混凝土強度應(yīng)達到設(shè)計要求。2.2.2.2樁位放樣后，先清除樁位上的1.0m范圍內(nèi)的填碴，再埋設(shè)樁尖，樁尖定位采用拉十字線法檢驗、檢查，樁尖中心和樁位中心偏差要小于20mm，埋好樁尖后的現(xiàn)場如下圖所示。2.2. 3 樁機就位：樁機底座架坐在鋼管上，鋼管下墊機臺枕木，依靠樁機配備的卷揚拉動鋼繩實現(xiàn)向前在枕木上滾動鋼管而前移，橫向底座在鋼管上滑移而橫向移動。位置初步對中后，下放成孔器，使成孔器的內(nèi)外鋼管底端接近樁尖頂面，再調(diào)整縱橫相對位置，使樁尖頂面凸臺嵌入成孔器內(nèi)

8、外管間的腔內(nèi)，樁尖中心應(yīng)與成孔器中心線重合。為了不使地下水和淤泥從樁尖與內(nèi)外管下端接角面擠入內(nèi)外之間的空腔中，對中后在樁尖的內(nèi)外臺階上鋪紙袋或纖維性布料，作為密封材料。2.2. 4 振動沉管：在振動錘的激振力作用下，作用力經(jīng)成孔器傳至樁尖，樁尖即隨外成孔器進入土層，被成孔器排擠的泥土則進入內(nèi)護壁套管，隨樁尖不斷進入土層，內(nèi)護壁管內(nèi)的土逐漸向上頂移而從內(nèi)管頂端排出。2.2.4.1開始激振時應(yīng)使機架和成孔器均垂直，垂直度偏差不大于1。2.2.4.2在打樁過程中如發(fā)現(xiàn)有地下障礙應(yīng)及時拔出成孔器，清除后繼續(xù)施工。2.2.4.3成孔終止應(yīng)符合下列要求：2.2.4.4樁端位于堅硬、硬塑的粘性土、卵礫石、中

9、密以上的砂土或風(fēng)化巖等土層時，以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高控制為輔。2.2.4.5樁端標(biāo)高未達到設(shè)計要求時，應(yīng)連續(xù)激振3陣，其每陣持續(xù)1分鐘的平均貫入度不應(yīng)大于規(guī)定的數(shù)值。2.2.4.6樁端位于軟土層時，以樁端設(shè)計標(biāo)高控制為主。2.2.4.7打樁時如出現(xiàn)異常應(yīng)會同有關(guān)單位研究處理。2.2.4.8樁架或成孔器上應(yīng)設(shè)置控制深度的標(biāo)尺，以便準(zhǔn)確控制成孔深度。2.2.4.9成孔達到設(shè)計要求后，應(yīng)驗收深度并做好記錄。2.2. 5灌注混凝土及振動拔管：成孔器下沉至標(biāo)定（設(shè)計）深度后，從設(shè)在外護壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土，并在振動的同時將外護壁套管和內(nèi)護壁管向上逐漸拔出，拔出成孔器時及時添加混凝土（俗稱

10、“補料”），最后樁尖與灌注形成的混凝土筒體連成一體形成筒樁。振動、拔管和澆注砼過程中控制設(shè)計樁頂標(biāo)高處砼的質(zhì)量，按沉管樁質(zhì)量控制要求，樁頂實際澆注面高出設(shè)計要求50cm。2.2.5.1檢查成孔質(zhì)量合格后應(yīng)盡快澆注混凝土，灌注混凝土前，先檢查成孔器內(nèi)有無吞樁尖或進泥、進水。2.2.5.2從設(shè)在外護壁套管的灌注口向筒孔中灌注混凝土，混凝土灌滿成孔器后開始振動拔管，提拔速度一般為0.6-1.5m/分鐘，同時進行添加混凝土。振拔澆注砼過程中控制混凝土用量使樁頂混凝土標(biāo)高滿足設(shè)計標(biāo)高要求。2.2.5.3混凝土坍落度： 80100mm。澆注混凝土?xí)r制作試件每臺班應(yīng)不少于1組試塊。3.2.5.4混凝土超灌應(yīng)

11、大于200mm，使樁頂混凝土強度在鑿除樁頂浮漿后滿足設(shè)計要求?；炷凉嘧?yīng)連續(xù)進行，樁混凝土的充盈系數(shù)不得小于1。2.2.5.5在施工過程中應(yīng)及時作好施工記錄。2.6樁頂處理成樁澆注完成后，移開樁機，立即開挖、清理樁頭至設(shè)計標(biāo)高，挖出內(nèi)孔中碴土。筒樁實際成型如圖：2.7澆筑蓋板準(zhǔn)備鋼模20付，鑿樁清土，經(jīng)檢測合格后，即可進行支模并扎筋，蓋板的鋼筋網(wǎng)預(yù)先制作好，安放后澆筑混凝土，設(shè)計砼標(biāo)號C30。 3、成樁質(zhì)量檢測方法筒樁作為新樁型、新工藝。因此質(zhì)量控制要求較嚴(yán)格。除嚴(yán)格執(zhí)行筒樁施工要求外，成樁以后檢測顯得非常重要。成樁質(zhì)量檢測主要手段有：3.1、低應(yīng)變反射波法要求按照一定比例進行抽檢，主要目的是檢測樁身完整性和成樁混凝土質(zhì)量。由于筒樁樁型不同于實心樁，要求樁頂至少均勻?qū)ΨQ測試四點，擊發(fā)方式采用尼龍棒、鐵錘兩種方式，選擇最佳擊發(fā)與接收距離，采集測試波曲線。3.2、高應(yīng)變檢測法主要用于工程樁承載力測試，由于筒樁承載力以摩擦力為主，錘擊時，易產(chǎn)生較大貫入度，因此，測試要求進行樁頂加固，挖除筒內(nèi)1.2m土層，灌以1.2m的實心混凝土，方可進行高應(yīng)變測試。3.3、靜載試驗檢查及要求試驗?zāi)康模和ǔＳ脕泶_定試樁單樁極限承載力，對于重要地段、地質(zhì)復(fù)雜地段，要求進行23根試樁靜載試驗，試驗方法采用慢速維