高承臺灌注樁的施工特點(diǎn)論文

1、大型高承臺灌注樁施工特點(diǎn)解析北京華夏石化工程監(jiān)理有限公司總工程師 張之平普通灌注樁的施工技術(shù)是十分成熟的，也是在工程建設(shè)領(lǐng)域比較普及的。本文所介紹的是一種特殊的灌注樁的施工技術(shù)，它是在液化天然氣（下面簡稱LNG）儲罐基礎(chǔ)所用的高承臺灌注樁，該樁型有多處與普通的灌注樁施工不同之處。下面結(jié)合廣西LNG接收站項目中LNG罐樁基的施工特點(diǎn)加以介紹，希望能給樁基工程的參建單位起一定的參考作用。1、大型高承臺灌注樁的簡介廣西LNG接收站項目中LNG罐灌注樁為大直徑高承臺鋼筋混凝土灌注樁，直徑1.2米，地下部分有兩種樁型長度分別為ZH-1型45米和ZH-2型40米，地上部分高出設(shè)計地坪1.6米，并留有插筋。

2、所用混凝土為C40,抗?jié)B等級P8,通長樁體不留施工縫。成孔方法泥漿護(hù)壁灌注樁，鉆孔機(jī)具為旋挖鉆機(jī)。（見圖1）圖1：大型高承臺灌注樁上部結(jié)構(gòu)圖2、大型高承臺灌注樁的特點(diǎn)及施工措施大型高承臺混凝土灌注樁的施工中有與普通泥漿護(hù)壁灌注樁施工相同的地方：泥漿的配置和使用、鋼筋籠的制作、樁位測量定位、下護(hù)筒、護(hù)筒再定位、旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔、測量孔深、孔底清渣、下鋼筋籠、澆筑地下混凝土等施工方法是基本一樣的。這些施工過程比較成熟，不再介紹。這里重點(diǎn)介紹大型高承臺灌注樁與普通灌注樁的不同之處。2.1鋼筋籠的孔口機(jī)械連接由于鋼筋籠長度較長，兩種樁型鋼筋籠是設(shè)計長度分別是ZH-2型42.9米和ZH-1型47.9米（

3、包括了地上1.5米和插筋1.4米），單個鋼筋籠重量均在6噸以上，所以鋼筋籠要分段制造和吊裝。分段的位置分別是：ZH-2型上段19.9米下段23米，ZH-1型上段23.9米下段24米。分段位置處主筋是14根25的HRB400E鋼筋，設(shè)計鋼筋的連接方式為機(jī)械連接。現(xiàn)在遇到的施工難點(diǎn)是：機(jī)械連接直螺紋結(jié)構(gòu)均是正反絲形式，用吊車吊著上段鋼筋籠在樁孔口要同時進(jìn)行14根鋼筋的連接，因鋼筋籠加工誤差及吊裝變形等影響，做到同步完成很難實(shí)現(xiàn)，并且耗時較長。為克服此施工難點(diǎn)采取了兩項措施：1）改變了直螺紋連接的結(jié)構(gòu)，采用單向絲扣連接器，即被連接的兩根鋼筋一端為長絲一端為短絲，套筒先擰在長絲的鋼筋上，兩根鋼筋對緊后

4、，再把套筒擰緊。這種連接方式操作性強(qiáng)，設(shè)計人員同意了這種連接方式。（見圖2） 圖2：單向絲扣連接器 圖3：鋼筋籠上下段預(yù)組裝2）在吊裝過程中鋼筋籠不可避免的要產(chǎn)生變形，即使改變了連接方式，在實(shí)際操作時，也很難把14根直徑25mm的鋼筋順利的連接上，為此采取了預(yù)組裝的方式，就是把上下兩段在水平放置時先進(jìn)行預(yù)組裝，組裝后把每根的鋼筋進(jìn)行標(biāo)識，這樣在孔口對接時一一對應(yīng)，連接起來就方便多了。（見圖3）通過采取這兩種措施，在實(shí)際操作時大大提高工作效率，孔口連接的時間一般在20分鐘內(nèi)能夠完成。（見圖4、5） 圖4：孔口鋼筋機(jī)械連接的操作 圖5: 吊車在吊裝上段鋼筋籠2.2 高承臺樁不留施工縫的施工方法高承

5、臺樁的結(jié)構(gòu)在LNG儲罐樁基工程上是常用的，但大部分的施工都分兩步完成，地下部分按普通的灌注樁進(jìn)行施工，完成樁身質(zhì)量檢測后，進(jìn)行破樁頭操作，再接鋼筋籠，支設(shè)模板完成地上部分的施工。這樣施工就留有施工縫，不利于樁身結(jié)構(gòu)功能。在廣西LNG儲罐的樁基施工時設(shè)計要求不留施工縫。為此采取的措施是：鋼筋籠是通長的，不進(jìn)行二次接筋，下完鋼筋籠后先澆筑地下混凝土，考慮到樁頂部與泥漿接觸部分混凝土中含有砼浮漿和泥漿等雜質(zhì)，因此，混凝土灌注到地面后，要繼續(xù)灌注將含雜質(zhì)的混凝土直接頂出孔口，（見圖6）配合人工清理，直到樁頂混凝土全部為新鮮混凝土為止。新鮮混凝土的判定各方質(zhì)檢人員要進(jìn)行見證，如果混凝土浮漿清理不凈也容易

6、形成施工縫。然后抓緊支設(shè)模板，在地下部分混凝土未初凝前完成地上部分的澆筑。這種施工方法是一種施工工藝的創(chuàng)新。圖6：混凝土超灌頂浮漿等雜質(zhì)2.3 地下5米鋼筋籠加密區(qū)的振搗本次大型高承臺灌注樁鋼筋籠的設(shè)計地下5米范圍內(nèi)鋼筋分布密集，主筋分別由28根直徑為25和32的HRB400E鋼筋組成，箍筋為18間距100的螺旋箍筋。（見圖7）這樣理論計算主筋間距不足50mm，在實(shí)際操作中有可能部分主筋間距還要小，這樣在澆注地下5米混凝土?xí)r，混凝土不易流到鋼筋籠外，造成樁體縮頸，對樁體質(zhì)量產(chǎn)生很大的隱患。為此，采取了兩種措施：1）對混凝土質(zhì)量做了要求：骨料最大粒徑25mm，混凝土的坍落度為20020，在澆筑過

7、程中要滿足混凝土的和易性要求。2）對地下5米范圍內(nèi)增加混凝土振搗這一操作，保證混凝土均勻充滿樁孔內(nèi)。(見圖8) 圖7：鋼筋籠主筋布置圖 圖8：施工人員進(jìn)行地下5米的振搗2.4 四次校準(zhǔn)樁位中心普通的泥漿護(hù)壁灌注樁施工，對樁的中心位置要進(jìn)行兩次定位測量，第一次是樁的測量放線定位，第二次是埋下護(hù)筒后，再次校核護(hù)筒的中心位置，如有偏差重新調(diào)整護(hù)筒，護(hù)筒的位置對樁孔的位置的準(zhǔn)確性起到了關(guān)鍵作用。而本次施工的大型高承臺灌注樁由于高出地面，對樁位偏差的控制要以混凝土結(jié)構(gòu)柱的位置偏差來控制，即坐標(biāo)位置要控制在50mm以內(nèi)。而普通的泥漿護(hù)壁灌注樁（D1000mm）的樁位偏差為150+0.01H。為此，本次施工

8、對樁位的校準(zhǔn)又多出了兩次。1）第三次校準(zhǔn)樁位是在下完鋼筋籠后，對高出地面的部分鋼筋籠校核位置，使用全站儀結(jié)合鋼尺測量； 圖9：校核鋼筋籠的位置 圖10：利用護(hù)筒支撐固定鋼筋籠2）第四次校準(zhǔn)樁位是對地上模板中心位置的再次核準(zhǔn)，也是用全站儀結(jié)合鋼尺測量； 圖11：用全站儀校核鋼筋籠的中心位置 圖12：用鋼尺測量鋼筋籠的位置通過了四次校準(zhǔn)樁位中心才保證了高出地面部分的樁位偏差控制在50mm以內(nèi)。2.5 地上部分模板支設(shè)、混凝土的澆筑大型高承臺灌注樁的最大特點(diǎn)就是高于地面，同時還不留施工縫，這就要求要快速支設(shè)模板、模板與地面接觸面不能漏漿、模板要穩(wěn)固，不能在振搗時有位移。為了達(dá)到上述三個要求，施工單位

9、多次進(jìn)行試驗(yàn)，多次改進(jìn)模板結(jié)構(gòu)，最終模板的結(jié)構(gòu)形式見圖13、14。即定型的半圓形異型鋼模板，模板底部有擴(kuò)大底圈板，與地面接觸的地方增加了裙邊，這樣模板安裝速度快、同時還穩(wěn)固，還保證了混凝土不能從地面處返漿。這種模板結(jié)構(gòu)是一種創(chuàng)新。這樣在實(shí)際操作過程中，地上模板的支設(shè)、加固時間僅用50分鐘左右，完全達(dá)到了“在地下混凝土未初凝前澆筑地上混凝土、不留施工縫”的要求（混凝土的初凝時間設(shè)計為8小時）。 圖13：異型模板整體圖 圖14：異型模板底部結(jié)構(gòu)同時模板在支設(shè)時還要進(jìn)行加固，確保模板穩(wěn)固，在振搗混凝土?xí)r模板不能位移。加固模板采取的方法是模板上面增加卡扣結(jié)構(gòu)與鋼筋籠形成一體，來防止模板上浮，同時模板四

10、周還有4根地錨來調(diào)整模板垂直度。（見圖15）地面以上樁澆筑量一般2立方左右，使用大料斗澆筑（見圖16），為了確保地面以上混凝土結(jié)構(gòu)的觀感質(zhì)量，防止蜂窩、麻面、氣孔等缺陷，在施工過程強(qiáng)化了模板內(nèi)表面的清潔、混凝土的振搗以及同時降低了地上部分混凝土的坍落度，由200mm調(diào)整到165mm左右，確保了混凝土表面的觀感質(zhì)量。(見圖17) 圖15：模板加固的結(jié)構(gòu)形式 圖16：地上混凝土的澆筑現(xiàn)場圖17：地上部分砼表面觀感質(zhì)量良好2.6 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)方法的不同之處對大型高承臺樁基的檢測，設(shè)計要求進(jìn)行低應(yīng)變檢測、超聲波檢測、豎向靜載和水平靜載4種試驗(yàn)。其中低應(yīng)變檢測、超聲波檢測和水平靜載的檢測方法與普通樁基本一樣。但是高承臺樁由于高出地面檢測方式有其特殊之處,一般灌注樁的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)采用壓重平臺反力裝置，而高承臺樁由于高出地面，而采用錨樁橫梁反力裝置和錨樁壓重聯(lián)合反力裝置。見圖18、圖19。 圖18：錨樁橫梁反力裝置 圖19：錨樁壓重聯(lián)合反力裝置3、結(jié)論：對于大型高承臺樁一次成型的施工方法在國內(nèi)屬于首創(chuàng)，在施工過程中許多地方與普通的灌注樁有不同之處，包括鋼筋籠的孔口機(jī)械連接、高承臺樁不