變扭距長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁施工工法

1、 變扭距長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁施工工法陜西建工第八建設(shè)集團(tuán)有限公司1.前言目前在我國建筑樁基領(lǐng)域，長螺旋鉆孔壓灌混凝土樁是比較常見普遍的一種施工工藝，由于長螺旋鉆孔在地下存在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的地方施工難大、建筑施工技術(shù)人員在施工中通常采用沖擊錐、烏卡斯來進(jìn)行這類地質(zhì)條件的成孔作業(yè)，除此之外在施工過程泵壓混凝土經(jīng)常由于混凝土塌落度太小，施工現(xiàn)場發(fā)生堵管現(xiàn)象，大大的增加了施工成本和施工時(shí)間。目前這些問題一直困擾著施工技術(shù)人員， 很難采用行之有效的方法來解決這些問題。經(jīng)常在變扭矩長螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁改變了原長螺旋動力頭額定功率電機(jī)為直流可變動力電機(jī)， 并使

2、用特制的錳鋼高強(qiáng)度鉆桿與鎢鋼合金鉆頭配合施工， 采用鉆機(jī)鉆頭變速增大扭矩的途徑來解決鉆頭穿透少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集地方的問題，泵壓超流態(tài)混凝土在施工中可可大大減少堵管現(xiàn)象，并且適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛。不受地下水位的限制，在樁間距較小的情況下，施工可連續(xù)進(jìn)行，無需間隔跳打，施工工效高。單樁承載力高?？椎撞涣魵?jiān)⑻撏?，可充分提高樁端的承載能力，不易產(chǎn)生斷樁、 縮徑、塌孔等質(zhì)量缺陷。因該樁在施工工藝方面具有較大針對性，故前景廣闊。2.工法特點(diǎn)2.1本工法采用改進(jìn)后的錳鋼高強(qiáng)度鉆桿和鎢鋼合金鉆頭在變扭距鉆機(jī)動力頭帶動下鉆孔，使用電器控制設(shè)備控制電流，降低鉆桿轉(zhuǎn)速，增大鉆桿扭矩，使鉆頭低速穿透

3、含有少量巖石的地質(zhì)和卵石密集區(qū)。2.2本工法采用超流態(tài)混凝土流動性好，石子能在混凝土中懸浮而不下沉，不會產(chǎn)生離析，泵壓的混凝土由于壓力會滲入樁壁土層及石層，增大樁身摩阻力。2.3本工法采用超流態(tài)混凝土樁尖無虛土，防止了斷樁、縮徑、塌孔等施工通病，施工質(zhì)量容易控制的。2.4本工法施工低噪音、不擾民、不需要泥漿護(hù)壁、不排污、不擠土、施工現(xiàn)場文明。3.適用范圍本工法適用于建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)樁和基坑、深井支護(hù)的支護(hù)樁，適用于填土層、淤泥層、沙土層及卵石層等，亦適用于后插筋地基加固有地下水的各類土層情況，本工法特別適用在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的地方等不良地質(zhì)條件下成樁。樁徑一般采用 400mm

4、-800mm，長度在 35米以下。 4.工藝原理該樁型的原理是在常規(guī)長螺旋成孔后插筋壓灌混凝土樁的基礎(chǔ)上，改變了原長螺旋動力頭額定功率電機(jī)，并使用特制的錳鋼高強(qiáng)度鉆桿與鎢鋼合金鉆頭配合施工， 采用自適配的直流可變扭距率電機(jī)及交流變直流電氣設(shè)備，通過電器控制設(shè)備使鉆機(jī)能在碰到地下堅(jiān)硬地質(zhì)情況增加電流降低轉(zhuǎn)速增大扭矩來穿透地下少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集的區(qū)域。樁身混凝土是直接從鉆桿中心壓入孔中 ,采用超流態(tài)泵送混凝土技術(shù) ,通過泵壓超流態(tài)混凝土使混凝土管道得以流暢輸送，使超流態(tài)混凝土滲入樁逼增加樁身摩阻力，進(jìn)而增加成樁質(zhì)量。邊提鉆邊壓灌混凝土 ,提鉆與成樁同步進(jìn)行，從而在流沙、淤泥、砂卵石

5、易塌孔和地下水的地質(zhì)條件下，不用泥漿護(hù)壁而順利成樁。采用振動錘下沉的原理將鋼筋籠送入樁體的設(shè)計(jì)深度，利用振動錘插入桿的長度控制鋼筋籠插入樁體的標(biāo)高。施工時(shí)需三人進(jìn)行配合，一人用繩索牽引送樁器，防止震動下沉?xí)r搖擺幅度較大，另兩人控制鋼筋籠的垂直度，保證鋼筋籠準(zhǔn)確定位?，F(xiàn)場檢測鉆機(jī)鉆桿與鉆頭無變形，磨損小，能很好的滿足在少量鈣化層、砂石、風(fēng)化石、卵石密集地方施工。5.工藝流程及施工技術(shù)要點(diǎn)5.1工藝流程： 施工準(zhǔn)備樁位測量放線鋼筋籠制作直流動力鉆入泵壓混凝土與提升鉆桿鋼筋籠安裝就位鋼筋籠沉入及震動密實(shí)補(bǔ)充震后混凝土破樁頭5.2施工工藝及操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備現(xiàn)場施工設(shè)備就位，施工場地平坦，檢查

6、電路確保滿足施工要求，無安全隱患。現(xiàn)場材料運(yùn)輸?shù)缆窌惩??；炷帘盟凸苈吠〞?，做好現(xiàn)場防水排水工作。5.2.2、樁位測量放樣使用全站儀對場地內(nèi)控制樁位進(jìn)行放測， 然后利用鋼尺逐一將每個(gè)樁測量，并與施工圖紙一一核對尺寸，如無問題，采用竹簽和白灰做出標(biāo)記。5.2.3、鋼筋籠制作以萬景美奐荔枝灣安居工程 3#樓樁基為例，其工程樁樁身鋼筋籠主筋為 12根 HRB33514鋼筋，上部加密區(qū)鋼筋籠主筋長度 13.5m，下部非加密區(qū)鋼筋籠長度為 8m，每 2m在主筋內(nèi)側(cè)設(shè)置一道加強(qiáng)筋，箍筋采用 HPB5鋼筋，籠保護(hù)層為 7cm。采用在主筋外側(cè)焊接耳筋的方式來保證鋼筋籠的保護(hù)層厚度，鋼筋加工圖示： 5.2.4直

7、流動力鉆入將鉆機(jī)移至將要施工的樁位，利用四腳升降支腿將鉆機(jī)調(diào)平，保持鉆桿垂直度。將螺旋鉆桿樁尖對準(zhǔn)樁位后開始鉆進(jìn)。普通長螺旋鉆機(jī)使用 380V交流電通過現(xiàn)場電柜直接接入施工鉆機(jī)，鉆機(jī)動力頭電機(jī)接入額定電壓，產(chǎn)生固定轉(zhuǎn)速，鉆機(jī)依靠鉆桿及鉆頭自重產(chǎn)生下壓力。接入現(xiàn)場改良后的直流動力電機(jī)及交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備，根據(jù)長螺旋交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備來給予鉆機(jī)合適的電流、在軟弱土層使用高電壓增大動力頭電機(jī)轉(zhuǎn)速，使施工速度增加。在電壓。 地下堅(jiān)硬巖層及卵石密集區(qū)域，增加動力頭電機(jī)電流，進(jìn)而使鉆機(jī)動力頭降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩使鉆頭部位產(chǎn)生更大的摩擦力。使原有地質(zhì)條件（如巖石層）無法穿透的樁孔得以穿透。施工順序及注意事項(xiàng)：

8、當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止下鉆，保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速兩分鐘，然后先將鉆桿提升 0.5m左右，開始連續(xù)灌注樁身混凝土 ,將鉆桿按照試樁得出的提升速度緩緩提升,混凝土灌至較設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高出 50cm時(shí),停止灌注。鉆頭拔出后 ,立即吊入鋼筋籠。鋼筋籠采用兩點(diǎn)起吊法 ,一次起吊 ,起吊點(diǎn)在鋼筋籠箍筋與主筋連接處，且吊點(diǎn)對稱。鋼筋籠吊裝采用15t汽車吊 ,鋼筋籠下放前 ,應(yīng)先焊上鋼筋保護(hù)層定位筋 ,以確保砼保護(hù)層厚度。吊點(diǎn)加強(qiáng)焊接 ,確保吊裝穩(wěn)固。吊放時(shí)，吊直、扶穩(wěn) ,保證不彎曲、扭轉(zhuǎn)。對準(zhǔn)孔位后 ,緩慢下沉，避免碰撞孔壁。吊起時(shí)防止鋼筋籠彎曲 ,先通過鋼筋籠自重使其下沉 ,下沉停止時(shí) ,開動震動器，通過與震動器連接

9、的中 158無縫鋼管將鋼筋籠繼續(xù)下沉 ,用水準(zhǔn)儀控制鋼筋籠放置的高度，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，邊震動邊提起震動器及無縫鋼管。由于混凝土坍落度比較大 ,因此混凝土灌注高度應(yīng)超過設(shè)計(jì)樁頂 0.5m,震動器及無縫鋼管提起時(shí)不得停止震動 ,以保證混凝土的密實(shí)度 ,必要時(shí)可將無縫鋼管反插 1.0m。剛灌注后的樁頂 ,防止雨水沖刷、日曬干裂 ,因此 ,采用鉆孔的渣土覆蓋 ,其厚度不宜小于 0.5m。5.2.5泵壓超流態(tài)混凝土與提升鉆桿混凝土坍落度一般為 150180mm，石子粒徑通常為 520mm，摻高效減水劑或泵送劑，泵送混凝土?xí)r，司泵工與司鉆工要隨時(shí)聯(lián) 系，保證輸送、停止輸送混凝土與提升、停止提升鉆桿的工作密

10、切配合。我們?yōu)榱吮苊獬Ｒ?guī)混凝土在泵壓的過程中產(chǎn)生堵管情況，采用在符合設(shè)計(jì)要求的混凝土料里面摻入適量的流化劑，經(jīng)過1-5min的攪拌，使混凝土的坍落度頓時(shí)增大至 20-22cm，能象水一樣地流動，泵壓灌注的混凝土入樁體使樁身密實(shí)，混凝土漿深入樁壁，達(dá)到更好的混凝土灌注效果。鉆桿提升要求為提升速度1.53.5mmin，鉆頭始終埋在混凝土下面 1.0m深處；泵送混凝土要求為：泵工作壓力值一般控制在 3.0-4.0MPa，并保證提升鉆頭時(shí)要帶壓，達(dá)到樁頂標(biāo)高后超灌 500mm。由于在施工中易發(fā)生的問題是輸送軟管彎頭、 鉆桿及鉆頭處混凝土堵塞，還有設(shè)備故障等。堵塞通常由于設(shè)備故障或停滯時(shí)間過長或混凝土粘

11、聚性不好易離析等原因造成。 處理堵塞的方法是及時(shí)反泵、停泵，拔出鉆桿，待清通后再施工。為防止因長時(shí)間停滯而堵塞，應(yīng)每隔 1015min按泵送 +反泵 +泵送一反泵 程序操作一次。5.2.5鋼筋籠安裝就位5.2.7鋼筋籠沉入及震動密實(shí)振動下沉?xí)r，采用繩索牽引和人工扶持的方式控制鋼筋搖擺，保證下沉垂直度。5.2.8補(bǔ)充震后混凝土經(jīng)振動錘震動我們使用的超流態(tài)混凝土已經(jīng)完全與鋼筋籠及樁孔密實(shí)。原樁頂混凝土下沉，移動鉆桿下口至樁孔泵壓混凝土至樁頂標(biāo)高以上 50cm。 5.2.9破樁頭在樁身施工 7 天后，從橫向方向使用小型挖掘機(jī)清理樁間土，靠近樁身 25cm范圍內(nèi)采用人工清除樁間土。測出樁頭標(biāo)高位置，在

12、樁頭位置用紅色油漆做出標(biāo)記。破樁頭采用切割機(jī)環(huán)向切割一圈，深度小于鋼筋保護(hù)層厚度為適宜，最后用鏨子將樁頭楔斷。鑿出樁頭時(shí)不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動樁間土。6、人工機(jī)械及材料6.1勞動力組織每臺鉆機(jī)由 8-10人組成1、班長 1名負(fù)責(zé)施工指揮、質(zhì)量進(jìn)度協(xié)調(diào)各工序之間的工序銜接。2、司機(jī)工 1名正確操縱鉆機(jī)的定位、下鉆、提升等工序，觀察檢查機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況和維修保養(yǎng)。3、司泵工 1名混凝土泵、電子秤以及泵送管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)備的保養(yǎng)。4、普通工 3名負(fù)責(zé)出鉆土體的整理。5、記錄員 1名記錄施工中的各類數(shù)據(jù)。6、電工 1名維護(hù)全部電器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、保證正常照明。7、機(jī)械工 1名整套機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和

13、維修。6.2機(jī)械設(shè)備混凝土輸送泵 HBT40一臺，高壓膠管、鋼輸送管，長螺旋鉆 機(jī) D-40H 1臺，砼攪拌機(jī) JS500，電焊機(jī) BX330 1臺 21kVA，汽車吊 Q-16 1 臺現(xiàn)場配合，經(jīng)緯儀一臺。水準(zhǔn)儀一臺6.3材料采用普通 C35超流態(tài)混凝土摻入適量流化劑的辦法，增加混凝土的流動性，使之塌落度增加至 20-22cm。7質(zhì)量控制7.1質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行設(shè)計(jì)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)：GB50300-2013建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ9

14、4-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ105建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范表 7.1鋼筋籠質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差（ mm）10檢驗(yàn)方法用鋼尺量123主筋間距主控項(xiàng)目用鋼尺量抽樣送檢用鋼尺量用鋼尺量鋼筋骨架長度鋼筋材質(zhì)檢驗(yàn)箍筋間距100設(shè)計(jì)要求204 一般項(xiàng)目5直徑10 表 7.2混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)允許偏差或允許項(xiàng)序目號檢查項(xiàng)目值檢查方法單位數(shù)值1樁位見下表 7.3基坑開挖前量護(hù)筒，開挖后量樁中心只深不淺，用重錘測，或測鉆桿，套管長度，嵌巖樁應(yīng)確保進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的嵌巖深度2孔深mm+300主控項(xiàng)目按基樁檢測技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)要求按基樁檢測技術(shù)規(guī)范3樁體質(zhì)量檢查4混凝土強(qiáng)度5承載力按基樁檢測技術(shù)規(guī)范試件報(bào)告

15、或鉆芯取樣送檢按基樁檢測技術(shù)規(guī)范測套管或鉆桿，或用超聲波探測，干施工時(shí)吊錘球1垂直度2樁徑見下表 7.3見下表 7.31.15 1.20井徑儀或超聲波檢測，干施工時(shí)用鋼尺量，人工挖孔樁不包括內(nèi)襯厚度50cm處一般項(xiàng)目泥漿比重（粘土砂性土用比重計(jì)測，清孔后在距孔底取樣3中）泥漿面標(biāo)高（高于地下4m0.5 1.0 目測水位）沉渣厚度：端承樁mmmm 505用沉渣儀或重錘測量坍落度儀 150摩擦柱混凝土坍落度：水下灌注6mm 160220mm70100干施工7鋼筋籠安裝深度mm100鋼尺量8混凝土充盈系數(shù)9樁頂標(biāo)高1檢查每根樁的實(shí)際灌注量mm +30，-50水準(zhǔn)儀，應(yīng)扣除樁頂浮漿層及質(zhì)樁體7.2質(zhì)量

16、記錄：應(yīng)形成以下質(zhì)量記錄：A1031混凝土灌注樁（鋼筋籠）工程檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄表A1032混凝土灌注樁工程檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄表04-B1008施工組織設(shè)計(jì)（施工方案）報(bào)批表 04-B1009巖土工程勘察報(bào)告結(jié)論及建議、樁基工程試樁結(jié)論04-B1015開工前施工圖紙會審記錄04-B1019施工技術(shù)交底記錄C1117樁位放線測量記錄C1402鋼材物理性能試驗(yàn)報(bào)告C1403鋼筋焊接性能試驗(yàn)報(bào)告C1405水泥復(fù)檢報(bào)告C1407水泥安定性試驗(yàn)報(bào)告C1414預(yù)拌混凝土、現(xiàn)場拌制混凝土配合比報(bào)告C1415混凝土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告 商品混凝土的出廠合格證，試樁的試壓記錄，樁的平面示意圖。注：以上表式采用陜西省

17、建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收配套表格規(guī)定的表式。7.3產(chǎn)品防護(hù)：7.3.1鋼筋籠制作、運(yùn)輸和安裝過程中，應(yīng)采取措施防止變形。7.3.2移動鉆機(jī)、運(yùn)輸鋼筋籠以及泵送混凝土?xí)r，均應(yīng)注意保護(hù)好測量成果。7.3.3樁頭外留的主筋要妥善保護(hù)，不得任意彎折或壓斷。7.3.4樁頭混凝土強(qiáng)度，在沒有達(dá)到 15MPa時(shí)，不得碾壓，以防樁頭破壞。8安全措施 8.1施工人員需經(jīng)過安全培訓(xùn)，合格后上崗，嚴(yán)格執(zhí)行工地安全規(guī)定。8.2機(jī)械就位時(shí)，必須保持平穩(wěn)，固定牢靠，防止機(jī)械發(fā)生傾斜、倒塌。8.3鉆機(jī)鉆進(jìn)及提鉆的過程，鉆桿周圍五米范圍內(nèi)禁止站人，房子鉆桿葉片帶出的泥塊及鉆桿溢出的混凝土墜落傷人。8.4基坑內(nèi)作業(yè)人員必需戴安全帽

18、，高空作業(yè)的機(jī)組人員必須佩戴安全帶，已施工完畢的樁空安排專人管理，防止人員誤踩墜入混凝土樁內(nèi)。8.5鉆機(jī)定期進(jìn)行鋼絲繩及電機(jī)的包養(yǎng)，吊車起吊鋼筋籠及振動錘前檢查鋼絲繩的使用情況，如有起毛等安全隱患，必須進(jìn)行更換。8.5施工場地有組織進(jìn)行排水，需要部位及時(shí)抽水。9環(huán)保措施9.1施工現(xiàn)場主要道路應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行硬化，并有撒水等降塵措施。9.2進(jìn)出場車輛要清理干凈，避免帶泥、帶土出場。9.3鉆出的土要及時(shí)運(yùn)出或堆放在指定現(xiàn)場。9.4施工嚴(yán)格按照使用情況購買混凝土，不得隨地亂倒混凝土。9.5施工機(jī)械應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，對易發(fā)生滴、漏油部位應(yīng)采取措施防止油污浸入地面污染環(huán)境。 10效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益：10.1.1采用本工法的施工工