西安高科大廈柱基工程鍋錐成孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn)

【doc】西安高科大廈柱基工程鍋錐成孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn)西安高科大廈柱基工程鍋錐成孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn)銣1瓣.十,.一z—z西安高科大廈柱基工程鍋錐成孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn)堡黎明.(陜畝否科學(xué)菟)\提要本文結(jié)合西安高科大廈樁基工程,較為詳細(xì)地介紹了鍋錐成孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn),施工中所采取的工藝措施,為在類似的復(fù)雜地質(zhì)條件下高層建筑的樁基施工創(chuàng)造了成功的經(jīng)驗(yàn).一,前言西安高科大廈是一座綜合性的高級寫字樓.位于西安市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),高新路西側(cè),西斜七路北側(cè),擬建大廈22層,總建筑面積36500m.其中高層建筑面積25000m,樁基施工面積1580m.樁承臺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁.鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)樁徑~800mm,樁身砼強(qiáng)度C25,工程樁總計(jì)為192根,有效樁長22米,單樁承載力設(shè)計(jì)值R.一3200kN.該工程的整體設(shè)計(jì)由機(jī)械部第十一設(shè)計(jì)院承擔(dān).樁基施工由陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院地基基礎(chǔ)工程處承擔(dān).二,場地的工程地質(zhì)概貌(一)建筑場地位于渭河?級階地上后期發(fā)育的皂河古河道區(qū),地面標(biāo)高介于409.42m~410.89m.地表平坦.該場地的地下水位標(biāo)高為396.49,397.64m(二)地層結(jié)構(gòu)場地地層自上而下為:素填土Q??:黃褐色,稍濕.硬塑,中密,稍密.以粉質(zhì)粘土為主,含少量磚屑,瓦片,厚度1.9O,3.60m,6號孔處較厚10.40m.7s3,,黃土狀土(粉質(zhì)粘土)Q:j?:黃褐包.硬塑,可塑,稍濕,濕,稍密,中密.針狀孔隙及大孔隙發(fā)育,具輕微濕陷性,中壓縮性.層底埋深4.3O,l1.70m.一般厚度7,9m,10,12,13孔處較薄1.0,,4.1m.中砂層Qf?:黃褐,褐黃色.稍濕,飽和,中密.顆粒純凈,物質(zhì)成份主要為石英,長石等.該層頂部有厚薄不一的褐黃包砂層,顆粒不純凈.呈稍密狀,層底埋深10.50,15.50m,層厚0.80,6.Om,3號孔處較薄(O.8m).粉質(zhì)粘土Q?:黃褐,灰色.飽和.可塑,密實(shí),有針狀孔隙,含有鐵錳質(zhì)斑點(diǎn),局部見有鈣質(zhì)結(jié)核.具中壓縮性.局部有紅褐色粉質(zhì)粘土薄層.層厚埋深15.5,19.im.層厚1.7,7.3m,l1,12孔缺失此層.中砂,粗砂Qf?:黃褐,淺灰色,t包和,密實(shí),顆粒純凈,成份以石英,長石為主.有圓礫顆粒.l1孔底部有圓礫層.該層主要分布在18,13孔處.層底埋深19.O,22.70m,層厚0.77,7.20m.粉質(zhì)粘土Q?:黃褐,蘭灰色.飽和.可塑.有針狀孔隙和蝸牛殼碎片.具中壓縮性.層底埋深21.6,23.5m,層厚0.8O,4.90m.1,4孔底部有礫砂透鏡體.粉質(zhì)粘土Q?:黃褐色.局部為灰褐色.飽和,硬塑,密實(shí),少見針狀孔隙,含:仃鈣質(zhì)結(jié)核.具低壓縮性.層底埋深27.4,31.5m.層厚5.10,8.20m.該層底部蜀部有薄砂層.18《陜西建筑》1995.4,,一7/1一,/.v/(]D粉質(zhì)粘土Q?;黃褐色,飽和,硬塑,密實(shí),含有鐵錳質(zhì)斑點(diǎn),有鈣質(zhì)結(jié)核,局部呈褐灰色,具低壓縮性.最大鉆探深度40.5m,最大揭露厚度l1.9m,未鉆穿此層.,施工機(jī)械和設(shè)備三(一)本工程采用鍋錐回轉(zhuǎn)鉆機(jī).鍋錐鉆的工作原理是:鍋錐順鉆桿滑落孔底后,鉆桿回轉(zhuǎn)帶動鍋錐回轉(zhuǎn),鍋底的鍋齒將土刮入鍋中.鍋裝滿土后卷揚(yáng)機(jī)將鍋順桿提升到孔口,卸掉泥土,反復(fù)進(jìn)行直達(dá)設(shè)計(jì)孔深.對于~800mm的孔每小時(shí)可鉆進(jìn)l米此鉆機(jī)有如下特點(diǎn):l,重量輕,約1噸:2,工作面小,只需lOm.;3,所需動力小,單機(jī)總動力7千瓦;4,移動方便,人力移動5,安拆方便,可吊放鋼筋籠及灌注砼:6,鉆機(jī)成本低,成孔費(fèi)用低.(--)其它的主要設(shè)備有;l,砼攪拌機(jī)2臺2,電焊機(jī)4臺3,裝載機(jī)l臺4,汽車4輛5,機(jī)動翻斗車4臺6,各類清水泵,泥漿泵若干臺7,灌注砼導(dǎo)管,料斗3套8,砼料車若干輛9,經(jīng)緯儀,水準(zhǔn)儀各l臺l0,砼試模,砼坍落度儀ll,泥漿比重計(jì),粘度計(jì)四,施工技術(shù)措施:場地的標(biāo)高已接近地下水位.這就給施工.特別給鉆孔帶來很多困難.為了保證施工的正常進(jìn)行.且保質(zhì)保量地完成施工任務(wù),施工前針對該場地的地質(zhì)情況采取了相應(yīng)的技術(shù)措施.(一)預(yù)先施工砼墊層因本樁基工程在設(shè)計(jì)上就有1OOmm厚的素砼墊層,為了保證上層土的穩(wěn)定.保證鉆機(jī)的安放安全及樁位的準(zhǔn)確定位.并改善現(xiàn)場的工作環(huán)境,預(yù)先將設(shè)計(jì)的lOOmm厚的素砼墊層先行施工.(二)增加孔口護(hù)筒由于開挖基坑時(shí),砂層已經(jīng)暴露出來了,為了保證鉆孔對孔口的穩(wěn)定,在樁位處預(yù)先埋設(shè)護(hù)筒.在砂層上埋設(shè)護(hù)筒不能簡單地采用在粘土內(nèi)埋設(shè)護(hù)筒的方法.否則因孔口水的晃動,護(hù)筒外的砂土被掏空.護(hù)筒會下沉,孔口將失去穩(wěn)定.應(yīng)采用如圖1的方法埋設(shè),確保了孔口的穩(wěn)定.,\\\\\\\\\\I?一\\\\\\\//////,圖1砂土中護(hù)筒的埋設(shè)1.開挖粘土夯底2.鋼護(hù)筒3.護(hù)筒外粘士夯實(shí)(三)增加泥漿的稠度和比重粘土地基的鍋錐成孔.通常向孔口注入清水,原土造漿就可以滿足護(hù)壁的要求.為了確保砂層中鉆孔,必須備制泥漿.配制泥漿所用的材料為;水,紅粘土,膨潤土,纖維素等.泥漿的配制應(yīng)控制兩個(gè)主要指標(biāo):從地層結(jié)構(gòu)可以看出,該場地的砂層l,泥漿的比重1.05,L15較厚,且屬于中粗砂.尤其是該場地已開挖2,漏斗粘度10',25至一9m,第三層的中砂層已經(jīng)暴露出來,可按要求配制,表1為比重等于1.15《陜西建筑》l995.419時(shí)的泥漿配比表l水紅粘土膨潤土纖維素10002OO80<1-五,施工工藝流程本工程在鉆孔施工前先施工素砼墊層.在墊層上放好全部樁位線,用電鉆打眼埋設(shè)鋼筋樁位點(diǎn).一次定好全部樁位,確保了樁位的準(zhǔn)確.鉆機(jī)進(jìn)場按已確定好的樁位找準(zhǔn)就位,并在墊層上開鑿~850mm的孔口.視墊層下面的土層情況.如為砂土?xí)r就安放已備好的鋼護(hù)筒;如為粘土鞔犍下護(hù)簡.本場地的砂層較厚.厚度變化也較大,0.8m,12m.所以要專門備制泥漿.以提高泥漿的護(hù)壁性能.確保鉆孔的順利進(jìn)行.鉆孔時(shí),在水位以上無砂的情況1:先于鉆取土.到達(dá)一定深度,注入泥漿護(hù)壁,每鉆取一次土約0.2m7.往筻進(jìn)行.直達(dá)設(shè)計(jì)深度.鉆機(jī)在砂層中沽進(jìn)}f.『每次投入一定數(shù)量的粘土.口的為使土,砂混臺.便于鍋鈷取土.始終保持水位接近孔口.鉆取的泥土及時(shí)倒運(yùn)出場.成孑L后,測量孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求,放入鋼筋籠.并固定.再將導(dǎo)管放入孔中.最后灌注砼.直到砼面達(dá)到?jīng)]計(jì)標(biāo)高.六,施工過程中的質(zhì)量控制(_.)鉆孔自j質(zhì)量控制鉆孔按【=三制定好的工序進(jìn)行.1,2,鉆孔過程中詳填寫《鉆孔施工記采喪,扎-t位.孔深,土,,;f時(shí)問,終孑L時(shí)j,沉渣譬::等.3,臧.雎度滯施.鉆孔迂列深度仃止3O,6()分鐘,使粗顆粒全那下沉后.下鉆取出沉渣.204,鉆孔驗(yàn)收1)鉆頭直徑.開鉆前檢測一次.鉆孔過程中應(yīng)再檢測一次.如發(fā)現(xiàn)刮刀磨損及時(shí)糾正.2)鉆孔完成后,測量孑L徑,合格后才能2硇渣設(shè)備不恿1.抽水泵.射水管3.射水泵(TL)姓身砼的配制與水下澆柱i,砼的配合比用現(xiàn)場材*'tile.制的.'j落度為l81)水泥,秦嶺425水泥:2)砂.灃河中粗砂;3)石子,涇;可l,3ram百子;配合j=c:為重量比見表2.畏一一,一…——一…——.,—'…—'——…—…,一一{砼軻號!對(泥!石fj砂手r7{——一—————————…,————,—————一——…一:C25435lj476is:0——…——.--.-——---———...-.......一一…——...————.一..一.試驗(yàn)配比Il2.64i..t2.,-.iL,一…,一一…i……一一一2,砼的攪拌不少于20轉(zhuǎn).攪拌頃蹙j』習(xí)3,砼的質(zhì)量有專人監(jiān)蕾.按時(shí)灝坍:度試驗(yàn).4,每樁制備一組試塊.5,砼的灌注工藝及成f『,的頃量控削初灌砼前.料斗H的落:口故入婀1(一0鉛絲吊掛的砂球(隔:搴).砂球隔水零制作和安放知}3所永.灌注的全部i皆準(zhǔn)備好后.攪拌機(jī)野始攪拌砼,用下料管落,灰斗車.人再倒八《陜西筑l995.4孔口料斗,隨著不斷上料徐徐松下鉛絲,下放砂球,待料管中的料足夠下落孔底.將料管堙入1.2m以上時(shí),剪斷鉛絲.料落入孔底.觀察返水情況,確認(rèn)料管理入砼料面以下1.2m以上.連續(xù)灌料.料管中的料存放一定高度.提起料管,管內(nèi)料下落,并反插料管.孔內(nèi)料面上升一定高度,測量砼料面深度及埋入導(dǎo)料管的長度.決定本次拆卸導(dǎo)料管的長度,并做好記錄.按以上的方法,直到料面到達(dá)孔口.圖3砂球隔水塞的制作與安放1.鉛絲吊掛2.漏斗3.導(dǎo)管4.砂球七,樁頭的預(yù)處理由于素砼墊層已做好.故樁頭上部的浮漿應(yīng)采用預(yù)先處理的方法.灌料到達(dá)孔口時(shí).超灌一定數(shù)量的砼.并將料面上部的浮漿部份鏟掉.鏟除的數(shù)量.保證料面上的砼達(dá)到正常為止.用這種方法處理后.為F一工序施工打下了良好的基礎(chǔ).樁基工程完工.就可驗(yàn)收,放線,施工承臺.節(jié)省丁時(shí)間和費(fèi)用.八,施工質(zhì)量的檢驗(yàn)結(jié)果(一)樁身質(zhì)量的充盈系數(shù).在1.04,1.27之間.(二)樁身砼強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的C25標(biāo)準(zhǔn).(三)工程樁的樁位偏差.贓頂標(biāo)高偏差均達(dá)到規(guī)范要求.(四)樁身質(zhì)量的低應(yīng)變動測檢驗(yàn)30根.結(jié)果如表3所列;均達(dá)較好以上要求樁身質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果匯總表.表3序樁號樁徑樁長波速波形砼質(zhì)量眭身完整性號(mm)(m)(m/s)l180022.O8規(guī)律39oo較好完整(在15.70m處輕微離析)2580022.16規(guī)律3871較好完整32080022.14規(guī)律3900較好完整42280022.1l規(guī)律4o08好完整(在2.78m處擴(kuò)頸>2480022.Ol蛻建3973較好完整6338O022.19規(guī)律3938較好完整(在15.70m處輕微離慚)74380022.02蜆笮418好完整'在2.5Om擴(kuò)頸)85380o22.12規(guī)律3977較好完整0588o022.10規(guī)律3978較好完整l06380022.2O規(guī)律3957較好完整】l7480022.13規(guī)德4079好完整129080022.06規(guī)律3988較好完整陜西建筑l995.J續(xù)表3序樁徑樁長波速號樁號波形砼質(zhì)量樁身完整性I(mm)(m)(m/s)139280022.13規(guī)律3843較好完整(在10.78m處擴(kuò)頸)149980022.O2規(guī)律3968較好完整(在11.24m處擴(kuò)頸)151O280022.11規(guī)律3900較好完整161O980022.19規(guī)律4037好完整(在3.56m處擴(kuò)頸)l712480022.O8規(guī)律3998較好完整1812880022.23規(guī)律3701一般完整1913380022.O3規(guī)律3978較好完整(在10.12m)處擴(kuò)頸)2O14180022.19規(guī)律3900較好完整2115380022.19規(guī)律3900較好完整(在10.73m處擴(kuò)頸)2215680022.23規(guī)律3997較好完整(在3.82m處擴(kuò)頸)2315880022.12規(guī)律4038好完整2416980022.O8規(guī)律3958較好完整2517280022.11規(guī)律3900較好完整2617480022.13規(guī)律3862較好完整2718780022.16規(guī)律3919較好完整2818880022.21規(guī)律3977較好完整(在10.76m處擴(kuò)頸)2918980022.OO規(guī)律3943較好完整(在3.79m處擴(kuò)頸)3019280022.O2規(guī)律3843較好完整(上接第10頁)端或兩端)均視為連梁.連梁一般均具有跨度小,截面高,剛度大的特點(diǎn).連梁內(nèi)力往往是剪力大,剪壓比大.常常有超筋現(xiàn)象.在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中也有類似情況.為了解決上述問題,在結(jié)構(gòu)計(jì)算中常引進(jìn)一連梁剛度折減系數(shù),其值一般取為0.55,1.0.對于異型柱結(jié)構(gòu),梁的兩端普遍與肢相連而形成類似連梁的構(gòu)件,問題雖不似剪力墻結(jié)構(gòu)那么嚴(yán)重,但也存在有超筋現(xiàn)象,為此梁的剛度也應(yīng)適當(dāng)減小.一般取值可在0