伴随着我国经济的持续发展,人们对于建筑施工提出了更高的要求,相比于传统的灌注桩施工技术,长螺旋钻孔泵送混凝土后置钢筋笼灌注桩施工技术不仅有效地提高了施工的效率,而且高效地降低了工程施工对于环境造成的污染,助力我国节约型社会的构建。在城市高层建筑中,钻孔灌注桩作为围护结构或抗拔桩、承重桩等,传统上使用回旋钻、旋挖钻施工中不可避免产生坍孔、缩径、沉渣过厚等质量问题,且过程中需要大量泥浆护壁,需要泥浆制作、循环、弃置场地,给城市环保带来很大的挑战。若施工过程中采用长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术,除能缩短施工工期、提高工效、保证钻孔灌注桩成桩质量外,能避免因钻孔桩施工对周边环境产生污染、沉降等不良影响。长螺旋钻孔灌注桩在一些地层复杂的地质中,还存在某些技术难点。根据长螺旋钻孔桩机的特点,针对各种不同的复杂地层的特征,结合经验,研究长螺旋钻孔灌注桩在复杂地层中的应用,解决各种技术难点,使经济、社会及环境等综合效益高的长蝶旋钻孔灌注桩技术得到更广泛的推广及应用,更适应市场的需要。
本研究是针对总体厚度较大的填土、淤泥、淤泥质砂土和坚硬的铁质胶结物的复杂地质,在长螺旋钻进成孔机械选择、混凝土浇灌、钢筋笼的制作和安放的工序上进行改进,克服了在复杂地质中易塌孔、难钻进,钢筋笼下沉难的问题,保证沉桩质量。
金沙湾力华花园项目位于湛江市赤坎区海滨大道北沙湾街道,金沙湾力华花园项目位于广州湾大道16号,总占地面积62127.14m2,该项目总建筑面积约344587.36m2,包括8栋主塔楼住宅、1栋酒店、1栋3层幼儿园和1层商业裙楼(局部4层)组成的超高层建筑群。存在厚层填土(夹块石、碎砼等不利埋藏物)、饱和液化砂土、软土、铁质胶结物等特殊性岩土。本工程塔楼基地下室基础采用螺纹灌注桩,桩径为600,桩身强度等级C35,ZH2为抗压桩兼抗拔桩,设计单桩竖向抗压承载力特征值为1400kN;单桩竖向抗拔承载力特征值700kN;端持力层为⑧层(中砂层;本工程地质情况复杂,施工时应结合地质情况估算,各桩实际桩长通过施工勘察(超前钻),钻至设计桩底持力层,且不小于1m深度;ZH1桩估计有效桩长约18~23m。
在上述的背景下,我司将金沙湾力华花园项目作为复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术的试点项目,一方面在传统的缓粘结预应力施工技术作进一步深化改进,另一方面对于紧跟国家政策导向,推进绿色环保工艺的应用具有重要意义。
本科技成果详细探讨和总结了“ 复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术”研究成果,属自选研究项目,主要研制人员及分工见表1。
表1 主要研制人员及工作分工表
序号 | 姓名 | 性别 | 技术职称 | 工作分工 |
1 | 袁世南 | 男 | 助理工程师 | 项目总体策划 |
2 | 吴贺勋 | 男 | 高级工程师 | 方案制定及实施 |
3 | 邓明 | 男 | 工程师 | 试验、检测、资料汇总 |
4 | 陈帅 | 男 | 工程师 | 项目研究 |
5 | 陈源 | 男 | 工程师 | 项目研究 |
6 | 庞土荣 | 男 | 技术员 | 项目实施 |
7 | 黄伟强 | 男 | 工程师 | 项目实施 |
8 | 全建华 | 男 | 助理工程师 | 试验、检测 |
9 | 段国彪 | 男 | 工程师 | 成本核算 |
长螺旋钻孔灌注桩施工技术主要是从日本的CIP 技术引来的,主要是将这种类似长螺旋的钻孔传送到一定的深度,接着使钻头装入流态混凝土,到桩顶之后,钢筋的插入使之形成一个桩体。长螺旋钻孔灌注桩是一种较为成熟的地基和基础施工处理工艺,已在全国十几个省市尤其是北京、河北地区广泛应用,但在一些地层复杂的区域中,还存在某些技术难点。2017年北京北京建工集团总承包公司对长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工法在液化地层及厚砂层组合条件进行研讨,通过哈尔滨市松花江边一个项目和北京市城市副中心一个项目的工程实例对比,对液化地层及厚砂层组合条件下长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩工法施工进行探索,总结出该工法在类似地质条件下的使用范围为桩长 20 m 以内。2018年山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队对长螺旋钻机成孔后插钢筋笼灌注桩在工民建基础工程上的应用进行细致的研究。从工艺与设备研制、样机试验、成桩质量及荷载试验等方面对长螺旋钻孔后插钢筋笼灌注桩。2013年江苏省送变电公司对长 螺 旋 钻 孔 后 插 钢 筋 笼 灌 注 桩 施 工 工 艺 与 设 备进行研究,施工工艺进行了阐述,并就其中关键部件与环节,如振动锤、钢筋笼导入管、导入管与钢筋笼的连接等作了较详细的介绍.
同时,我司委托了广东省科学技术情报研究所对本项目研究课题进行了国内查新。通过查新检索对比发现,本项目的研究成果具有新颖性。
综上所述,在上述文献及数据库的检索范围内,采用本项目上述技术的“复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术”,国内未见相同的研究文献及成果的报道。
1.3.1项目研究的目的
经济的迅猛发展给建筑工程技术带来一定的压力,尤其是对于高层建筑,更需要建筑人员提高相关的技术与水平.钻孔灌注桩施工工艺的引入得到了建筑师越来越多的关注和认可.根据成孔方法,可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。目前高层建筑已成为建筑的主流,而它对地基基础的要求更高。随着人们对建筑施工技术的不断探索,传统的灌注桩施工技术已经逐步被长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术的取代。但是在长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工中仍存在许多问题需要解决。一方面长螺旋在复杂地质中易塌孔、难钻进,钢筋笼下沉难的问题,另一方面在施工过程中也存在淤泥类土质易窜孔、卡钻、桩头质量差、桩身夹泥的问题。因此,如何解决上述两个问题,成为了大家共同关注的焦点。
1.3.2 项目研究的意义
随着科技的发展,机械的进步更新,钻孔灌注桩技术从100多年前被发明以来,取得了巨大的进步,特别是在高层、超高层建筑物和重型构筑物中被世界各国广泛的应用。近年来,随着我国经济和科技的发展,各种高层、超高层建筑以及跨江、跨海特大桥不断修建,钻孔灌注桩技术在我国得到广泛的应用,我国的钻孔灌注桩技术也取得了长足的进步。所以,研究复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术具有重大意义。和传统的灌注桩施工技术不同,在存在厚层填土(夹块石、碎砼等不利埋藏物)、饱和液化砂土、软土、铁质胶结物等复杂地质中,长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术的特点在于先进行混凝土的压灌,再进行钢筋笼的插入,其中差别非常显著。利用这种技术进行施工,可以减少护壁等环节,降低施工污染和噪音,提高施工效率,对提升建设工程整体效益和质量具有积极作用。
长螺旋钻孔灌注桩的成孔和钢筋笼制作安装直接影响预应力施工的质量和施工进度。为此在钻孔成孔施工中,改进钻头结构,缩短钻进时间,保证能顺利穿越场地内各类土层。通过长螺旋钻孔灌注桩钢筋笼的加工方法,钢筋笼骨架的制作将钢筋笼前端尖锥成型用紧固钢圈固定;使用专用绕箍机对加强钢筋和螺旋筋的环绕以及钢筋笼的焊接,高效快捷的制作得到底部为尖锥型、规格误差较小、整体规范的长螺旋钻孔灌注桩钢筋笼,成型后的长螺旋钻孔灌注桩钢筋笼稳定、牢靠,放置时能保证振动力有效传导至钢筋笼底部,从而保证钢筋笼安装质量。
1、本技术总结的成孔技术,优先选用性能良好的长螺旋多功能钻机,采用合金截齿钻头钻进。钻进前进行精准测量放线定位,钻进过程采用垂球双向控制好钻杆垂直度,钻孔过程中严格按照1~1.50m/min钻进速度控制。成孔深度满足后,继续空转1min,以携带出孔内土量,保证桩孔成型质量和方便钢筋笼顺利沉放。
2、本技术总结的长螺旋灌注桩混凝土浇筑,混凝土塌落度应控制在180~220mm,混凝土浇灌前先将钻杆提升20-30cm,然后持续向孔内浇灌混凝土,钻杆提升速度与泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在1.5m/min,料斗内混凝土量高出出料口40cm。混凝土浇筑面必须高于桩顶设计标高50cm以上,并确定混凝土面标高不在下沉为止,方可停止混凝土浇灌。
3、本技术总结的钢筋笼钢筋笼制作技术采用专用的钢筋笼绕箍机进行箍筋制作,侧面采用成品的预制圆形水泥块做为保护层,在钢筋笼端部主筋内侧焊接一根用12毫米钢筋制作的直径约100毫米的收口环,成型钢筋笼的端部锥度约60度,以保证钢筋笼安装质量。
金沙湾力华花园项目位于湛江市赤坎区海滨大道北沙湾街道,金沙湾力华花园项目位于广州湾大道16号,总占地面积62127.14m2,该项目总建筑面积约344587.36m2,包括8栋主塔楼住宅、1栋酒店、1栋3层幼儿园和1层商业裙楼(局部4层)组成的超高层建筑群。存在厚层填土(夹块石、碎砼等不利埋藏物)、饱和液化砂土、软土、铁质胶结物等特殊性岩土。本工程塔楼基地下室基础、基坑支护采用螺纹灌注桩,桩径为600,桩身强度等级C35,ZH2为抗压桩兼抗拔桩,设计单桩竖向抗压承载力特征值为1400kN;单桩竖向抗拔承载力特征值700kN;端持力层为⑧层(中砂层;本工程地质情况复杂,施工时应结合地质情况估算,各桩实际桩长须通过施工勘察(超前钻),并结合现场施工实际情况而确定,要求一桩一钻,应钻至设计桩底持力层,且不小于1m深度;ZH1桩估计有效桩长约18~23m。
本项目研究进度计划如下:
(1)、2021.6~2021.8 项目调研阶段
成立专题研究小组,对国内其他地区应用情况进行调研,确定项目研究路线与方法。
(2)、2021.9~2022.3 项目实施阶段
应用在施工项目,收集数据,为复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术编写做准备。
(3)、2022.4~2022.5 资料整理及成果总结阶段
项目从前期的调研、设计,到中间阶段的技术实施应用,都按计划顺利进行,目前正在进行技术总结,以及为后期的技术推广应用做准备。
本施工技术与常规钻孔灌注桩的工法相比,在面对复杂地质时,能确保桩身质量同时因其施工连续性好,成桩速度快,节约了大量工期,形成了较好的经济效益。
复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术应用在金沙湾力华花园项目的地下室基础工程和基坑支护工程,桩经600mm,总桩数约1405根,总桩长约42150m。
若采用传统旋挖灌注桩施工,计划工期为190天,现应用“复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术”,实际施工工期为155天,共缩短了工期45天。
通过长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术与传统的旋挖灌注桩进行经济效益比较,具体如下。
1、材料费
由于采用专业的绕箍机进行钢筋笼制作,减少钢筋的浪费,相比传统的制作方式,可节约钢筋5%,桩基础工程钢筋总用量949t。可节约的钢筋=949*5%=47.45t,每吨钢筋按4450元/t,可节约的材料为:4450*47.45=211152.5元。长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术的混凝土用量与旋挖桩一致,故无需比较。
2、机械、人工费。
若采用传统的旋挖灌注桩施工,机械配合、钢筋笼制安、浇筑混凝土、泥浆转运等工序的综合费用合计为245元/m。采用长螺旋后插钢筋笼施工技术,机械配合、浇筑混凝土、钢筋笼制安等工序的综合费用为233元/m。所以人工、机械费用可以节约的费用为(245-233)元/m*42150m=505800元
3、其他费用
采用传统的旋挖灌注桩施工,泥浆池砌筑及泥浆外运的费用约35万元。而长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术无需泥浆池及泥浆外运,故可以节省该项费用。
综上所述,可节约的费用合计:21.15万元+50.58万元+35万元=106.73元。取得显著的经济效益。
复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术是基于常规长螺旋钻孔灌注桩工艺进行改进的。随着施工技术的不断发展,人们对城市环境质量日益重视,沉管桩、夯扩桩、静压桩及部分深层搅拌桩因其噪声、振动、粉尘、泥浆排污及高成本等原因正逐步被长螺旋钻孔桩所代替。长螺旋钻孔灌注桩是2005年建设部推广的十项新技术之一,因其应用广泛,不受地下水位限制,所用混凝土流动性强,骨料分散性好,所用螺旋钻机既可钻孔又可压灌混凝土,操作简便,混凝土灌注速度快,成桩质量好,降低造价。但在复杂土质中,长螺旋钻孔灌注桩却难以保证成桩质量,而复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术,在原有常规长螺旋钻孔灌注桩基础上进行优化,解决了复杂土质的施工问题。在复杂地质中保证了施工质量、提高了施工速度等突出特点,在工程建设领域中将得到了广泛应用。
本研究以湛江金沙湾力华花园项目为依托,开展了“复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术”的研究工作。通过项目实践,打造出一套复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术,不仅可以提高工程质量,确保安全生产,改善文明施工,而且缩短了工程建设工期,节省施工成本,经济效益和社会效益均取得较好的效果。
随着社会经济的高速发展,人们对建筑结构设计的功能要求愈来愈高,地基基础类型发生了翻天覆地的变化,施工的要求不断更新,由此产生了许多新型的桩基础结构体系。在高层建筑中,不可避免地要施工钻孔灌注桩作为围护结构或抗拔桩、承重桩等。长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术的应用越来越广泛,和传统的灌注桩施工技术不同,长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工技术的特点在于先进行混凝土的压灌,再进行钢筋笼的插入,其中差别非常显著。利用这种技术进行施工,可以减少泥浆护壁等环节,降低施工污染和噪音,提高施工效率,对提升建设工程整体效益和质量具有积极作用。
采用传统长螺旋钻孔灌注桩在遇到复杂土质时,施工中难免会产生缩径、塌孔、难钻进,钢筋笼下沉难等质量问题。若在复杂地质施工过程中采用长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术,除能缩短施工工期、提高功效、保证钻孔灌注桩成桩质量外,且能避免因钻孔桩施工对周边环境产生污染、沉降等不良影响。
金沙湾力华花园项目位于湛江市赤坎区海滨大道北沙湾街道,金沙湾力华花园项目位于广州湾大道16号,总占地面积62127.14m2,该项目总建筑面积约344587.36m2,包括8栋主塔楼住宅、1栋酒店、1栋3层幼儿园和1层商业裙楼(局部4层)组成的超高层建筑群。本工程塔楼基地下室基础、基坑支护采用螺纹灌注桩,桩径为600mm,桩身强度等级C35,ZH2为抗压桩兼抗拔桩,设计单桩竖向抗压承载力特征值为1400kN;单桩竖向抗拔承载力特征值700kN;桩长约18-23m。
针对该项目场地内存在厚层填土(夹块石、碎砼等不利埋藏物)、饱和液化砂土、软土、铁质胶结物等特殊性岩土形成的复杂地质。根据工程特点采用长螺旋钻孔灌注桩,在长螺旋钻进成孔机械选择、混凝土浇灌、钢筋笼的制作和安放的工序上进行改进,克服了在复杂地质中易塌孔、难钻进,钢筋笼下沉难的问题,保证沉桩质量。本关键技术以金沙湾力华花园项目为主要研究对象。
在复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术中,是针对项目存在深层淤泥、淤泥质砂土和坚硬的铁质胶结物的复杂地质,通过改变钻机设备,采用合金截齿钻头成孔,控制钻进速度,提高成孔质量。混凝土浇筑过程,钻杆提升速度与泵送速度相匹配。通过改进长螺旋钻孔灌注桩钢筋笼的加工方法,钢筋笼骨架的制作将钢筋笼前端尖锥成型用紧固钢圈固定;使用专用绕箍机对加强钢筋和螺旋筋的环绕以及钢筋笼的焊接提高钢筋笼刚度,解决了钢筋笼难插进的问题,保证钢筋笼安装的质量。
2.2.1 长螺旋钻机和钻头成孔技术
1、长螺旋钻机和钻头的选择
1)优先选用性能良好的长螺旋多功能钻机,采用合金截齿钻头钻进,将活动阀门与钻头满焊,在钻尖增加截齿,采用双螺旋加厚叶片,以保证成孔质量。
图1、采用合金截齿钻头及加厚叶片
2、钻进的速度控制
1)钻进前进行精准测量放线定位,钻进过程采用垂球双向控制好钻杆垂直度,钻孔过程中严格按照1~1.50m/min钻进速度控制。
2)成孔深度满足后,继续空转1min,以携带出孔内土量,保证桩孔成型质量和方便钢筋笼顺利沉放。
2.2 混凝土浇筑
1、复杂地层的长螺旋灌注桩混凝土浇筑,混凝土塌落度应控制在180~220mm,水泥用量不得小于360kg/m;桩身混凝土强度等级为C35,水灰比不宜大于0.45,水泥标号为42.5R。
2、当成孔至设计标高后,停止钻进。混凝土浇灌前先将钻杆提升20-30cm,然后持续向孔内浇灌混凝土,钻杆提升速度与泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在1.5m/min,料斗内混凝土量高出出料口40cm。混凝土浇筑面必须高于桩顶设计标高50cm以上,并确定混凝土面标高不在下沉为止,方可停止混凝土浇灌。
2.3 钢筋笼改进
1、本次研究针对钢筋笼的制造进行了优化,通过采用专用的钢筋笼绕箍机进行箍筋制作,侧面采用成品的预制圆形水泥块做为保护层,保证厚度。
图2、钢筋笼箍筋制作采用专用钢筋笼绕箍机进行制作
图3、钢筋笼保护层成品的预制圆形水泥块
3、在钢筋笼端部主筋焊接一根用12毫米钢筋制作的直径约100mm的收口环,成型钢筋笼的端部锥度约60度,以保证钢筋笼安装质量,经过优化后的钢筋笼在与孔壁碰撞的时候能有效降低孔壁破坏,顺利完成钢筋笼下沉。
图5、锥形钢筋笼成品
2.3.1总体施工特点
在复杂土质中长螺旋钻孔灌注桩后插钢筋笼施工技术中,是针对项目存在深层淤泥、淤泥质砂土和坚硬的铁质胶结物的复杂地质,通过改变钻机设备,采用合金截齿钻头成孔,控制钻进速度,提高成孔质量。混凝土浇筑过程,钻杆提升速度与泵送速度相匹配。通过改进长螺旋钻孔灌注桩钢筋笼的加工方法,钢筋笼骨架的制作将钢筋笼前端尖锥成型用紧固钢圈固定;使用专用绕箍机对加强钢筋和螺旋筋的环绕以及钢筋笼的焊接提高钢筋笼刚度,解决了钢筋笼难插进的问题,保证钢筋笼安装的质量。
2.3.2 施工工艺和操作要点
一、工艺流程
施工机械选择→定位测量放线→钻机就位、成孔→ 钻进至设计深度→泵送压灌混凝土成桩→均匀提钻至桩顶→后插钢筋笼→钻机移位。
二、操作要点
(一)、施工机械选择
针对复杂土层地质条件,择优选择常用履带式长螺旋多功能打桩机,并配备振动锤、中型挖掘机及铲车。
图6、多功能长螺旋钻机
图7、钢筋笼振动锤设备
(二)、定位测量放线
1、以业主提交的测量控制基准点为控制点,建立闭合导线控制网,测定罐中心点,并报监理公司验收签字认可后开始放放桩位。
2、按施工图用全站仪或经纬仪、钢尺放桩位,并作好记录、校验、复检,由监理单位现场验收。
3、桩位用钢筋或竹片做好标记,并加以保护,以便施工桩位定位。施工桩位一般使用竹片或钢筋头进行施放,每个桩位应注明柱位编号。
4、因桩位较多,必须每隔十个桩位施放一个较为基准桩位,此基准桩位采用木桩及钢钉施放,并在基准桩上标明桩位编号,施工时可用此基准桩对相邻桩位进行复核。
图8、桩位测量放线
(三)、钻机就位、成孔
1,钻机就位后,进行预检,钻头中心与桩位偏差小于20mm,然后调整钻机,用双垂球双向控制好钻杆垂直度,合格后方可平稳钻进。钻头刚接触地面时,先先关闭钻头封口,下钻速度要慢。
2,正常钻进速度可控制在1~1.50m/min ,钻进过程中,如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移,应停钻查明原因,采取纠正措施后方可继续钻进。
3,钻出的土方及时清理,并统一转移到指定的地方堆放。
4,用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度,钻进至设计要求的深度及土层,经现场监理员验收方可进行灌注混凝土施工。
图9、桩机塔架上的垂直度标识
图10、长螺旋钻孔过程中严格按照1~1.50m/min钻进速度控制
图11、按设计要求终孔
图12、清理打桩弃土
(四)、砼泵送料成桩
1、地泵安放位置应合理,输送混凝土的管路尽量减少弯管,以利输送混凝土。
2,进场的混凝土必需符合设计及规范要求,混凝土塌落度应控制在180~220mm并具有较好的和易性、流动性,现场检验混凝土塌落度,不合格要求的砼不得用于本工程。
3,泵送混凝土应连续进行,料斗内混凝土量高出出料口40cm。混凝土浇筑面必须高于桩顶设计标高50cm以上,并确定混凝土面标高不在下沉为止,方可停止混凝土浇灌。
图13、桩身混凝土浇筑
4,提升钻杆接近地面时,放慢提管速度并及时清理孔口渣土,以保证桩头混凝土质量。
5,有专人负责观察泵压与钻机提升情况,钻杆提升速度应与泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在1.5m/min,严禁先提钻后灌料,确保成桩质量,混凝土灌注必须灌注至地表。
图14、混凝土浇筑过程钻杆提升速度应与泵送速度相匹配
6,每台桩机每台班制作试块一组,并由专人负责,按规范要求制作,养护和送检,龄期28天,砼试块规格为:150×150×150mm。
(六)、钢筋笼的制作
1, 钢筋笼制作顺序大致是先将主筋的间距布置好,待固定住加强箍筋,主筋与箍筋焊接固定后,再点焊螺旋箍筋。
2、主筋搭接采用双面搭接焊,接长度5d,并保证主筋同心度;
3,钢筋笼制作后,应如实填写质量检验表,必须经监理工程师检查和批准后才能使用。
(七)、下插钢筋笼施工
1,长螺旋钻机成孔、灌注混凝土至地面后及时清理地表土方,立即进行后插钢筋笼施工。把检验合格的钢筋笼套在钢管上面,上面用钢丝绳挂在设置于法兰的钩子上。
2,因钢筋笼较长,下插钢筋笼必须进行双向垂直度观察,使用双向线垂成垂直角布置,发现垂直度偏差过大及时通知操作手停机纠正,下笼作业人员应扶正钢筋笼对准已灌注完成的桩位。
图15、后插钢筋笼施工
3,下笼过程中必须先使用振动锤及钢筋笼自重压入,压至无法压入时再启动振动锤,防止由振动锤振动导致的钢筋笼偏移,插入速度宜控制在1.2~1.5m/min。
图16、采用振动锤辅助下压
4,钢筋笼下插到设计位置后关闭振动锤电源,最后摘下钢丝绳,用长螺旋钻机把钢管和振动锤提出孔外,提出过程中每提3米开启振动锤一次,以保证混凝土的密实性。
图17、钢筋笼下插过程中的调直
(八)、施工过程记录
在整个施工过程中,设专人监测并做好施工记录,记录要求准确、及时,每完成一条根桩需报现场监理工程师签字验收。
(九)、桩头清理
成桩后,在不影响后续成桩的前提下,及时组织设备和人员清运打桩弃土,清土时需注意保护完成的桩体及钢筋笼,弃土应堆放至指定地点,确保施工连续进行。
2.3.4 质量保证措施
(1)严把材料质量关:钢材、混凝土进场按规定进行专人验收,审查钢筋质保资料是否齐全有效,并见证取样复试,取得复试合格报告后方可使用该批材料。进场混凝土查配比单、做塌落度测试合格后、按要求留置试块。
(2)钻进成孔质量控制:保证钻机准确、水平、稳固。钻具中心与桩位的偏差不大于 20mm,检查钻具确保钻孔直径不小于设计的桩径。
(3)压灌混凝土质量控制措施:每根混凝土桩中投料量不得少于设计的灌注量,施工中每根桩的投料量不得少于设计的灌注量,桩顶标高宜高于设计标高 50cm 以上。压灌混凝土提钻杆时应慢速均匀,始终保持孔内混凝土具有一定压力,钻具的提升速度一般≤1.5m/min,以确保孔径及混凝土密实度。
(4)钢筋笼安装质量控制:在吊装前,还要对主筋、钢筋笼长度进行验收,重点检查钢筋笼锥尖是否绑扎牢固,锥尖是否在横截面的中心等等。安装钢筋笼时操作要求协调平稳,防止钢筋笼发生变形;下放钢筋笼时对准孔位中心缓慢放置,防止倾斜、弯折或碰撞孔壁。
2.4.1技术创新点:
1、本技术总结的成孔技术,优先选用性能良好的长螺旋多功能钻机,采用合金截齿钻头钻进。钻进前进行精准测量放线定位,钻进过程采用垂球双向控制好钻杆垂直度,钻孔过程中严格按照1~1.50m/min钻进速度控制。成孔深度满足后,继续空转1min,以携带出孔内土量,保证桩孔成型质量和方便钢筋笼顺利沉放。
2、本技术总结的长螺旋灌注桩混凝土浇筑,混凝土塌落度应控制在180~220mm,混凝土浇灌前先将钻杆提升20-30cm,然后持续向孔内浇灌混凝土,钻杆提升速度与泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在1.5m/min,料斗内混凝土量高出出料口40cm。混凝土浇筑面必须高于桩顶设计标高50cm以上,并确定混凝土面标高不在下沉为止,方可停止混凝土浇灌。
3、本技术总结的钢筋笼钢筋笼制作技术采用专用的钢筋笼绕箍机进行箍筋制作,侧面采用成品的预制圆形水泥块做为保护层,在钢筋笼端部主筋内侧焊接一根用12毫米钢筋制作的直径约100毫米的收口环,成型钢筋笼的端部锥度约60度,以保证钢筋笼安装质量。
2.4.2适用范围
适应于厚度较大的填土、淤泥、淤泥质砂土和坚硬的铁质胶结物的复杂地质,以及施工环境保护要求高的房屋市政工程施工。