摘 要:建筑工程施工穩(wěn)定安全直接受到基礎施工效果的影響。我國很多地區(qū)存在淤泥質(zhì)、黃土等軟弱基礎,如果不經(jīng)處理很容易出現(xiàn)基礎穩(wěn)定性不足、建筑物質(zhì)量不達標的情況。針對此類基礎,施工人員可以采用螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)進行處理,該技術(shù)可以顯著提高基礎的承載力和穩(wěn)定性,是備受關(guān)注的一種施工方法。為了進一步探索螺旋鉆孔灌注樁支護技術(shù)的應用方法,本文首先簡單闡述螺旋鉆孔灌注樁支護技術(shù)特點,然后以工程案例為對象,對該技術(shù)施工工藝流程和技術(shù)要點進行細致地探討。
關(guān)鍵詞:螺旋鉆孔灌注樁;支護措施;施工要點文章編號:2095-4085(2024)06-0007-03
0 引言
螺旋鉆孔灌注樁是一項較新的施工工藝,其施工簡單、經(jīng)濟、高效,已被廣泛應用于建筑業(yè),并逐漸成為建筑業(yè)的主流。螺旋鉆機是一種比較先進的機械設備,它能把鋼筋和其他材料打入一定深度。與傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁相比,螺旋鉆孔灌注樁具有更好的成樁質(zhì)量,其主要特點是采用螺旋鉆進鉆孔,然后泵壓混凝土,形成整體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)應用中采用大口徑鉆頭進行鉆孔,可以使樁的受力更為均勻,從而提高樁的承載能力,降低工程成本。螺旋鉆孔樁施工技術(shù)施工時不會產(chǎn)生過多的噪聲,對周圍環(huán)境的污染也比較小,是一種環(huán)境友好的施工方法。目前,我國大部分城市已開始采用螺旋鉆進法施工地基。國內(nèi)螺旋鉆孔樁施工技術(shù)的應用起步較晚,在實際工程應用中施工工藝還有很多有待改進和優(yōu)化的空間。
1 長螺旋鉆孔灌注樁的特點
長螺旋鉆孔灌注樁有著諸多特點,第一,該技術(shù)施工中所用混凝土有著十分良好的流動性,施工中坍落度在160~220mm范圍內(nèi)?;炷林械乃槭軌虮3謶腋〔幌鲁粒@有效降低了混凝土離析問題,有助于鋼筋籠的高效放置。第二,長螺旋鉆孔灌注樁的樁頂不會存在虛土,這有效規(guī)避了傳統(tǒng)灌注樁施工中產(chǎn)生的斷樁、塌孔、縮頸等問題。第三,該技術(shù)有著較強的穿硬土層能力,施工簡單且效率高。第四,該技術(shù)施工中不會產(chǎn)生過多噪音,施工中無需泥漿護壁,可以達到節(jié)能減排的效果。第五,該技術(shù)是常規(guī)正循環(huán)鉆孔成樁施工速度的3~5倍,有著較快的施工速度[1]。
2 螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點分析
以某工程為例,毗鄰河道,基坑范圍內(nèi)有大量淤泥質(zhì)地層。通過對復雜土質(zhì)條件下基礎處理現(xiàn)場試驗,確定了采用螺旋鉆孔灌注樁的施工方案。該項目占地265 200m2,屬于一類高層建筑,地上建筑面積達145 500m2。本項目以樁筏為基礎,樁頂為筏板基礎,厚800mm,長20m,直徑800mm,共計1 391根。
2.1 施工流程
在淤泥質(zhì)地層區(qū)域基礎承載力不足,想要螺絲長螺旋鉆孔樁施工技術(shù),就要提前做好場地處理,然后牢固地安裝鉆機設備,按照設計標準進行鉆孔,之后灌注混凝土 ,最后按照設計標準插入鋼筋籠,最終形成完整的、具有較強承載力的樁基。具體來講,螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)流程和要點如下所示:
第一,定位放樣。施工人員根據(jù)設計圖紙確定灌注樁的具體位置,選用全站儀進行定位放樣。施工前,先整平場地,設好控制網(wǎng),再檢查樁柱幾何位置,確認無誤后,方可進行下一道工序。
第二,埋設鋼護筒。根據(jù)樁的位置對護筒進行定位,保證樁位和護筒的位置一致,然后用全站儀對護筒進行復核,用垂直線確定具體的護筒埋設位置。
第三,成孔。在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全的前提下,施工人員采用機械鉆機開挖成孔方法。本項目以淤泥質(zhì)地層為主要地質(zhì),屬于軟土地基,承載力較差。如果處理不當,直接施工將導致地基產(chǎn)生不均勻沉降。在鉆進時,施工人員要嚴格按規(guī)范操作,確認鉆具有一定強度、韌性,投入使用前要做好維護保養(yǎng)工作。為保證樁基礎穩(wěn)固、穩(wěn)定,防止樁基礎發(fā)生位移、傾斜等現(xiàn)象,樁基礎30m范圍內(nèi)需鋪設2cm厚的鋼板。在鉆孔時,施工人員應嚴格遵循施工規(guī)程。在鉆孔作業(yè)前,一定要認真檢查鉆頭的垂直度及水平度,垂直度偏差不大于0.5%。鉆進時要注意鉆桿與孔壁的間隙,仔細檢查鉆頭底部的閥門,確保閥門能夠自如地開啟和關(guān)閉,并且具有良好的密封性。鉆具安裝完畢后,應立即投入施工,確保鉆桿和套管間無間隙。鉆進作業(yè)中,應首先充分固定鉆機,啟動鉆機以低速的方式進行鉆進,當鉆機較為順利時可以適當將鉆進速度增加,通常按照每分鐘鉆進2.3m的速度進行鉆進。在鉆進過程中操作人員需要對鉆機的電流變化情況提高重視,如果發(fā)現(xiàn)存在異常情況應立刻停止操作,分析原因,排除問題后再繼續(xù)按照設計要求進行鉆進,確保鉆進深度符合規(guī)范要求[2]。
第四,制作鋼筋籠。施工人員在現(xiàn)場采用分段的方式進行鋼筋籠制作,按照設計要求做好鋼筋籠尺寸、焊接方式、主筋間距等參數(shù)的控制,該工程中按照不超過10mm的標準控制主筋偏差,按照不超過20mm的標準控制箍筋間距偏差,按照不超過10mm的標準控制鋼筋籠直徑偏差。綁扎鋼筋籠時,應按規(guī)范要求,在插入混凝土前,按規(guī)定的方向交叉搭接綁扎鋼筋。對鋼筋進行焊接時,同一截面內(nèi)鋼筋數(shù)量不得超過全部鋼筋總數(shù)的50%。
第五,混凝土灌注。施工人員在完成鉆孔后及時檢查成孔的質(zhì)量,確認垂直度、深度等各項參數(shù)符合要求后及時將提前配置好混凝土灌注其中。施工人員將混凝土管下放帶成孔中開始泵送,隨著混凝土液面的升高逐漸將管道提升,同時對混凝土泵送壓力變化情況進行觀察,從而明確是否確實打開了鉆閥。當混凝土順利輸送后,即可進行灌注,而且不能在提升后進行抽水。當提泵轉(zhuǎn)速無法保證時,需增設設備或人工操作。特別要注意,提升速度不能超過2.0m/min,而且要跟上泵的轉(zhuǎn)速。在施工過程中要注意防止漏漿或沉渣進入井眼內(nèi)造成堵塞,從而減少后續(xù)清孔的難度。灌注樁后,提升鉆與輸送混凝土緊密結(jié)合,保證鉆具底部卸料孔在混凝土表面以下1m處,避免出現(xiàn)斷樁、縮徑等現(xiàn)象[3]。
第六,鋼筋籠安裝。在完成混凝土灌注后,施工人員應立刻開始進行鋼筋籠插入施工,通常間隔時間不超過3min,以免時間過長混凝土凝固,影響插籠作業(yè)。長螺旋鉆機成孔、灌注混凝土后,施工人員及時將地表渣土清理干凈,然后立刻插入鋼筋籠。在完成混凝土澆筑且移開樁機后,施工人員用起重機吊起提前預制好并且檢驗合格的鋼筋籠,用鋼絲和法蘭將鋼筋籠吊起,用RTK測量設備對樁中心位置進行復測,確認無誤后由人工扶正鋼筋籠下放到成孔中。長螺旋鉆孔灌注樁所用鋼筋籠較長,在下放過程中可能發(fā)生撓曲的現(xiàn)象,此時施工技術(shù)人員要對其雙向垂直度進行密切觀測,避免出現(xiàn)過大的垂直度偏差。下鋼筋籠過程中,施工人員可以先依靠鋼筋籠和振搗吹自重下放。在依靠其自重無法下沉后將振動錘啟動后,施工人員要按照1.2~1.5m/min的速度繼續(xù)沉放鋼筋籠。當下插到設計位置后,施工人員可以將振動錘電源關(guān)閉,將鋼絲繩摘下,借助長螺旋鉆機將鋼筋籠導入管下放,然后提出振動錘。在這個過程中施工人員注意按照每提2~3m要開啟振動錘一次的頻率進行導入管插入和振動錘提升,從而保證混凝土足夠密實,內(nèi)部不會存在過多空氣而出現(xiàn)空洞[4]。
第七,樁頭保護。灌注結(jié)束后,應立即覆蓋樁頂,主要采用渣土,以達到防日曬、雨淋的作用。鉆孔機生產(chǎn)出來的廢土,經(jīng)技術(shù)處理后運至指定地點晾曬,以加快養(yǎng)護進程,干燥結(jié)束后再送至廢渣處置場地。
第八,接樁施工。如果工程施工中發(fā)生中斷等情況,施工人員需要采取合理的措施進行接樁施工。接樁時,施工人員先將上不含有懸浮漿的混凝土鑿除,做好鋼筋整理,然后做好長鋼筋的焊接,之后澆筑混凝土墊圈?;炷翂|圈比樁徑大20cm,在完成墊圈澆筑后進行定型鋼模板的支設,最后用同強度等級的混凝土繼續(xù)進行澆筑。
2.2 螺旋鉆孔灌注樁支護施工注意事項
第一,試樁。在正式鉆孔施工前,施工人員需要通過試樁確定施工中各項參數(shù)。技術(shù)人員應明確施工現(xiàn)場土質(zhì)情況,通過試驗確定最佳鉆進速度、深度參數(shù)。在施工中,鉆進深度可以結(jié)合地質(zhì)勘查報告確定,通常施工中鉆機的瞬時電流在250A以上。
第二,設備穩(wěn)定性。長螺旋鉆機設備較大,重量大,為保證鉆機設備穩(wěn)定可靠,在施工前施工人員需要做好場地平整和加固處理,避免施工階段發(fā)生設備傾斜等問題。在鉆孔過程中,技術(shù)人員要對鉆桿垂直度進行嚴格控制。長螺旋鉆孔灌注技術(shù)所用鉆桿長度長,在轉(zhuǎn)動過程中會發(fā)生擺動情況,為保證鉆桿垂直度合格,施工人員可以用導向架進行鉆架上方位置的加固處理。此外,施工人員還要對鉆桿和接頭情況進行細致地監(jiān)測,如果發(fā)現(xiàn)主動鉆桿存在彎曲的現(xiàn)象,施工人員可以及時用千斤頂進行調(diào)整,避免影響鉆進精度。
第三,預防偏孔。施工人員一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔發(fā)生偏斜情況,要及時做好調(diào)整措施。施工人員先將偏斜位置的鉆頭吊住,然后上下反復掃孔,最終確保其沿著規(guī)定的方向繼續(xù)鉆進。
第四,鋼筋混凝土施工。鋼筋籠下放施工中應重點做好其垂直度的控制,如果下放過程中偏差過大那么很難將其下放到底部。一旦發(fā)生難以下放的情況,施工人員可以嘗試通過加大振動錘振動力的方式促進其下放。在混凝土灌注時應當堅持連續(xù)施工的原則,灌注中注意避免堵塞導管[5]。
2.3 施工效果驗證
(1)偏差測量
通過對鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的全面檢測來驗證本項目所提施工技術(shù)方案的實際效果。首先,檢測人員要對灌注樁的樁位偏差情況進行準確地測量,明確其偏差是否在合理范圍內(nèi)。相關(guān)規(guī)范標準要求長螺旋鉆孔灌注樁的樁頂高程偏差應當在-55.45mm到+30mm之間,深度偏差應當控制在3 200mm以內(nèi),樁位偏差不得超過250mm,其垂直度最大偏差不得超過其長度的1%。本次工程螺旋鉆孔灌注樁長度為15m,允許豎直偏差為150mm。施工技術(shù)人員根據(jù)設計圖紙和現(xiàn)場實際情況,確定混凝土強度等級、水泥摻量,并按相關(guān)施工技術(shù)進行灌注。鋼筋籠內(nèi)鋼筋的間距不得大于±15mm,箍筋間距的誤差不得大于±25.55mm。此外,為確保樁基質(zhì)量,施工人員采用超聲波測距法、靜力觸探法等方法對樁基工程進行檢測。本項目隨機選取7根鉆孔灌注樁,采用IHFA-A4F5型鉆孔灌注樁及其它專用測試設備,對鉆孔灌注樁的各項性能指標進行了全面的測試。偏差測量得到如表1所示測量結(jié)果。
通過表1可以看出,該工程中長螺旋鉆孔灌注樁質(zhì)量好,無離析、漏漿、開裂等缺陷。最大樁位偏差為25.47mm,最小偏差為14.26mm;樁頂最大偏差為2.23mm,最小偏差為1.26mm。從以上分析結(jié)果可以看出,該工程采用了合理的施工工藝,長螺旋鉆鉆孔的孔位精度及垂直度均符合規(guī)范要求,說明鉆孔灌注樁施工工藝精度符合規(guī)范要求[6]。
(2)力學性能檢測
通過單樁靜載試驗對螺旋鉆孔灌注樁的力學特性進行分析。檢測人員按照規(guī)范要求進行試驗樁制備。在該工程中,檢測人員選擇其中7根樁進行承載力測試,通過靜載試驗可知,所選的灌注樁的極限承載力均能夠滿足設計標準要求,這表示樁基施工符合要求,能夠投入使用,施工團隊可以進入下一步施工作業(yè)。
3 結(jié)語
總的來說,我國地域遼闊,很多地區(qū)地質(zhì)情況比較復雜,建設難度比較大。在淤泥質(zhì)類軟土地區(qū),由于土質(zhì)差、地下水水位高,極易發(fā)生樁基病害。施工人員借助長螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)對軟土基礎進行處理可以實現(xiàn)基礎穩(wěn)定性、承載力的提升,有助于保證建筑物上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。
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