變扭距長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)建筑樁基領(lǐng)域，長(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)進(jìn)行這類地質(zhì)條件的成孔作業(yè)，除此之外在施工過(guò)程泵壓混凝土經(jīng)常由于混凝土塌落度太小，經(jīng)常在施工現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)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(lái)解決這些問(wèn)題。變扭矩長(zhǎng)螺旋成孔后插筋泵壓超流態(tài)混凝土樁改變了原長(zhǎng)螺旋動(dòng)力頭額定功率電機(jī)為直流可變動(dòng)力電機(jī)，并使用特

2、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(lái)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(wèn)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(wú)需間隔跳打，施工工效高。單樁承載力高。孔底不留殘?jiān)?、虛土，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(duì)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(dòng)力頭帶動(dòng)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，使鉆頭低速穿透含有少

3、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(dòng)性好，石子能在混凝土中懸浮而不下沉，不會(huì)產(chǎn)生離析，泵壓的混凝土由于壓力會(huì)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(wú)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(chǎng)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-8

4、00mm，長(zhǎng)度在 35米以下。4.工藝原理該樁型的原理是在常規(guī)長(zhǎng)螺旋成孔后插筋壓灌混凝土樁的基礎(chǔ)上，改變了原長(zhǎng)螺旋動(dòng)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(guò)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(lái)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(guò)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、砂卵石易塌孔和地下水

5、的地質(zhì)條件下，不用泥漿護(hù)壁而順利成樁。采用振動(dòng)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(dòng)錘插入桿的長(zhǎng)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(dòng)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(chǎng)檢測(cè)鉆機(jī)鉆桿與鉆頭無(wú)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(cè)量放線鋼筋籠制作直流動(dòng)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(dòng)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(chǎng)施工設(shè)備就位，施工場(chǎng)地平坦，檢查電路確保滿足施

6、工要求，無(wú)安全隱患?，F(xiàn)場(chǎng)材料運(yùn)輸?shù)缆窌惩?。混凝土泵送管路通暢，做好現(xiàn)場(chǎng)防水排水工作。5.2.2、樁位測(cè)量放樣使用全站儀對(duì)場(chǎng)地內(nèi)控制樁位進(jìn)行放測(cè)，然后利用鋼尺逐一將每個(gè)樁測(cè)量，并與施工圖紙一一核對(duì)尺寸，如無(wú)問(wèn)題，采用竹簽和白灰做出標(biāo)記。5.2.3、鋼筋籠制作以萬(wàn)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(zhǎng)度 13.5m，下部非加密區(qū)鋼筋籠長(zhǎng)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(lái)保證鋼筋籠的保護(hù)層厚度，鋼筋加工圖示：5.2.4 直流動(dòng)力

7、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(duì)準(zhǔn)樁位后開始鉆進(jìn)。普通長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)使用380V交流電通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)電柜直接接入施工鉆機(jī)，鉆機(jī)動(dòng)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(chǎng)改良后的直流動(dòng)力電機(jī)及交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備，根據(jù)長(zhǎng)螺旋交流轉(zhuǎn)直流電氣設(shè)備來(lái)給予鉆機(jī)合適的電流、電壓。在軟弱土層使用高電壓增大動(dòng)力頭電機(jī)轉(zhuǎn)速，使施工速度增加。在地下堅(jiān)硬巖層及卵石密集區(qū)域，增加動(dòng)力頭電機(jī)電流，進(jìn)而使鉆機(jī)動(dòng)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(wú)法穿透的樁孔得以穿透。施工順序及注意事項(xiàng)：當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)

8、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(duì)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(duì)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(guò)鋼筋籠自重使其下沉,下沉停止時(shí),開動(dòng)震動(dòng)器，通過(guò)與震動(dòng)器連接的中158無(wú)縫鋼管將鋼筋籠繼續(xù)下沉

9、,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(dòng)邊提起震動(dòng)器及無(wú)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(guò)設(shè)計(jì)樁頂0.5m,震動(dòng)器及無(wú)縫鋼管提起時(shí)不得停止震動(dòng),以保證混凝土的密實(shí)度,必要時(shí)可將無(wú)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切配合。我們?yōu)榱吮苊獬Ｒ?guī)混凝土在泵壓的過(guò)程中產(chǎn)生堵管情況，采

10、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(guò)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(dòng)，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(wèn)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(guò)長(zhǎng)或混凝土粘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

11、清通后再施工。為防止因長(zhǎng)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(dòng)密實(shí)振動(dòng)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(dòng)錘震動(dòng)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(dòng)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(cè)出樁頭標(biāo)高位置，在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

12、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(dòng)樁間土。6、人工機(jī)械及材料6.1勞動(dòng)力組織 每臺(tái)鉆機(jī)由8-10人組成 1、班長(zhǎng)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)和維修。 6.2機(jī)械設(shè)備混凝土輸送泵HBT40一臺(tái)，高壓

13、膠管、鋼輸送管，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)D-40H 1臺(tái)，砼攪拌機(jī) JS500，電焊機(jī) BX330 1臺(tái) 21kVA ，汽車吊Q-16 1臺(tái) 現(xiàn)場(chǎng)配合，經(jīng)緯儀一臺(tái)。水準(zhǔn)儀一臺(tái)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(dòng)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(guó)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JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ105建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范

14、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）檢驗(yàn)方法1主控項(xiàng)目主筋間距±10用鋼尺量2鋼筋骨架長(zhǎng)度±100用鋼尺量3一般項(xiàng)目鋼筋材質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)要求抽樣送檢4箍筋間距±20用鋼尺量5直徑±10用鋼尺量表7.2 混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)檢 查 項(xiàng) 目允許偏差或允許值檢 查 方 法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁位見下表7.3基坑開挖前量護(hù)筒，開挖后量樁中心2孔深mm+300只深不淺，用重錘測(cè)，或測(cè)鉆桿，套管長(zhǎng)度，嵌巖樁應(yīng)確保進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的嵌巖深度3樁體質(zhì)量檢查按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范4混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求試件報(bào)告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測(cè)

15、技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范一般項(xiàng)目1垂直度見下表7.3測(cè)套管或鉆桿，或用超聲波探測(cè)，干施工時(shí)吊錘球2樁徑見下表7.3井徑儀或超聲波檢測(cè)，干施工時(shí)用鋼尺量，人工挖孔樁不包括內(nèi)襯厚度3泥漿比重（粘土砂性土中）1.15 1.20用比重計(jì)測(cè)，清孔后在距孔底50cm處取樣4泥漿面標(biāo)高（高于地下水位）m0.51.0目測(cè)5沉渣厚度：端承樁 摩擦柱mmmm50150用沉渣儀或重錘測(cè)量6混凝土坍落度：水下灌注 干施工mmmm16022070100坍落度儀7鋼筋籠安裝深度mm±100鋼尺量8混凝土充盈系數(shù)>1檢查每根樁的實(shí)際灌注量9樁頂標(biāo)高mm+30，-50水準(zhǔn)儀，應(yīng)扣除樁頂浮漿層及質(zhì)樁體7.2

16、質(zhì)量記錄：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(huì)審記錄04-B1019 施工技術(shù)交底記錄C1117 樁位放線測(cè)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(chǎng)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

17、意圖。注：以上表式采用陜西省建筑工程施工質(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(guò)程中，應(yīng)采取措施防止變形。7.3.2 移動(dòng)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(cè)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(guò)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(guò)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

18、落傷人。8.4 基坑內(nèi)作業(yè)人員必需戴安全帽，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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)車輛要清理干凈，避免帶泥、帶土出場(chǎng)。9.3 鉆出的土要及時(shí)運(yùn)出或堆放在指定現(xiàn)場(chǎng)。9.4 施工嚴(yán)格按照使用情況購(gòu)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(duì)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藝，對(duì)此