一、工程概况
南京工大丁家桥小区人才公寓为地下一层、地上22层的框剪结构,基础形式为筏板;总建筑面积为121157m2,其中地上建筑面积为113875m2,地下建筑面积7282m2。围护桩采用钻孔灌注桩,桩径:φ900,强度等级:C30,主筋保护层厚度50mm;工程桩采用钻孔灌注桩,桩径:φ600、φ1000,强度等级:C30,在浇注水下混凝土时采用C35混凝土,主筋保护层厚度50mm。本工程地质条件对基坑围护体系功能和后期开挖影响大,开挖时易产生坑底隆起和过大变形,因此在施工时应注意严格控制孔位偏差、孔径、孔深、垂直度及沉渣厚度。
二、钻孔灌注桩施工技术
(一)施工准备
1、人员的控制
检查灌注桩施工人员的技术资质与条件是否符合要求,当合同允许选择分包商承担灌注桩施工时,分包商施工人员要进场,其技术能力和管理水平必须能保证按要求完成工程施工。
2、施工机具的选择
施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用,故选择合适的施工机具是实现质量控制的首要条件。根据工程地质和施工条件,参照设计要求和桩孔深度,该工程选用如下设备:9台GPS210型钻机,10台3PNI型泥浆泵,12台6BS砂石泵,1台QY225型25t汽车吊,2台HP2750WCU型空压机,12台BX230021型电焊机,2台J2经纬仪,1台DS23型水准仪,1台PC2200型挖土机。
3、场地布置
在该工程现场四周挖好截面为1m×1m的排水沟,大门出口处修建洗车台和沉淀池,整个场地一周修建宽为4m、混凝土厚度为0.3m的施工道路。为了便于车辆进出,场地纵横修建若干条主干道与场地一周施工道路相通,整个场地进行混凝土硬化,厚度为0.1m。根据现场桩化布置情况,设置9套泥浆循环系统,每套系统含容积为2m×4m×2m的泥浆池一个、容积为3.5m×6m×2m的沉淀池一个,另现场再设蓄浆池3个,容积为300m3,用于存积废浆以利外运。
(二)泥浆制备
(1)根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系统。泥浆池的容积为钻孔容积的1.2~1.5倍,一般不宜小于4m3。
(2)在粘性土层中成孔的泥浆,可在原土注入清水造浆。在砂土中成孔的泥浆,应先在泥浆池中投入高塑性粘土或膨润土造浆。
(3)以原土造浆的循环泥浆比重应控制在1.1~1.3;以高塑性粘土或膨润土造浆的循环泥浆比重在砂土层中控制在1.2~1.3,在砂卵石层或容易塌孔的土层应加大至1.3~1.5,泥浆的控制指标:粘度18~22S;含砂率不大于8%;胶体率不小于90%。本工程由于是基础桩,钻进时防止塌孔的危险泥浆比重采用1.25~1.45.清孔后泥浆比重1.15~1.25之间。
(三)成孔工艺
1、桩(孔)位偏差控制
本工程采用全站仪进行桩位的测放。由于工作场地狭小,场内桩机数量多,为防止施工过程中破坏其他桩位样,采取每根桩钻孔施工前进行放样,护筒就位后再复样的办法进行桩位控制。
2、桩孔垂直度控制
由于本工程地质复杂,土质不均匀,岩层面起伏大,钻孔过程中易出现斜孔现象。在钻孔施工时,在桩位周边两个垂直方向各设置观测标志,监理人员旁站时以此对照检查钢丝绳的偏移幅度。如发现偏移较大时,及时予以制止,并对桩孔垂直度实际测量,及时纠偏。
3、成孔直径的控制
钻孔灌注桩靠机械造孔,每台桩机均需要在一定面积的范围内施工相应数量的桩,桩锤直径决定了造孔孔径,若桩径种类过多,且在平面上随机分布,会因为变换锤径而经常性改焊桩锤,造成施工不确定因素增多,影响成孔孔径控制效果。本工程钻孔灌注桩设计了五种桩径,不利于施工作业安排和成孔孔径控制,为此,建议建设单位请设计单位重新进行了计算调整,将桩径减少到三种。
试桩结果证明,桩锤在冲击岩层过程中磨损较严重,约为2~5cm。为此,在每根桩桩机就位后钻孔前,严格检查桩锤直径,不允许有负偏差;在入岩前,再次检查桩锤直径,不足的要求施工单位加焊补足,确保桩底持力层面积达到设计要求。
4、检孔
桩孔钻至设计深度后,孔深、孔径、孔垂直度用系有测绳的长度为6m的检孔器检测。检测钻孔时,用细钢丝绳吊住检孔器,在重力作用下让其自由下落至孔底。
5、清孔施工
第一次清孔:钻孔达到设计孔深后,停止进尺,采用3PN泥浆泵,全泵量往孔内注入优质正循环泥浆悬浮排渣清孔。清孔要求及标准:(1)能准确测量出孔深,孔内泥浆中无泥块悬浮。(2)清孔时间≥30分钟。
二次清孔:为保证在混凝土灌注前孔底沉渣厚度控制在设计规范规定允许范围之内,钢筋笼吊装完毕,下完灌浆管后,砼灌注前进行二次清孔。本工程全部选择气举排渣法。
(四)下钢筋笼
拔钻后,把周围虚土拍实,以防止其落入孔内,然后下钢筋笼,钢筋笼就位对中后,应使钢筋笼垂直地面,以便顺利下到预定标高处,钢筋笼吊放时应防止产生变形,放入桩孔至其标高后,用外加筋固定在方钢上并使其在孔内居中,以保证最外层钢筋有足够的保护层厚度,如钢筋笼下不去,不应压笼、墩笼,提笼后重新复孔再下钢筋笼。施工中要注意:
主筋焊接要保证焊接长度、焊接质量,接头错开布置,每断面不超50%。主筋间距允许偏差±10㎜。箍筋采用点焊,保证间距。按图纸要求安放好声测管,保证无缝隙。
主筋保护层用定位钢筋控制,要确保钢筋笼居于钻孔中间;沿钢筋笼每隔2m放置一组,每组设置4个,按90°均匀安放,既可避免笼体碰撞孔壁,又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。钢筋笼存放、运输、吊装时,要谨防变形。
超声波检测管的制作与安装:按照设计要求,每个钢筋笼内安装3根声测管,声测管每个接头处安装一个套管采用焊接方法连接。声测管接长到设计长度后,与钢筋笼加强箍筋绑扎固定,声测管底部密封好后,顶部用木塞封闭,防止砂浆及杂物堵塞管道。
(五)水下砼灌注
1、浇注前准备工作
(1)对商品砼坍落度进行随时验收,并制作试块进行28天后测试。
(2)清孔开始之前准备好浇注前的各项准备工作,如砼运输车是否运转正常,供水、供电是否正常,人员有无到位,砼运输道路有无铺好、是否可行;储料斗有无破损、是否满足初灌要求等。
(3)清孔结束后,立即卸去清孔器具、装好储料斗,商品砼进料。
2、导管
导管采用φ250㎜×3.5㎜×2.5m油轮式导管。该导管密封性好、刚性强,不易变形。使用前必须检查管内是否有残留物;导管是否变形,渗漏。使用后将导管清洗干净,在指定位置排放整齐。
3、水下砼灌注
根据孔深的不同配置导管长度,导管下口距孔底0.4-0.6米。当二次清孔结束后,立即灌入足够的初灌量,满足导管埋入深度超过1000㎜的要求。灌注时应做到连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间进行控制。
4、桩顶
因该工程空打部分稍长(约3米),为确保钻孔桩桩顶部分质量,一方面清孔时尽量降低泥浆比重及含砂率,另一方面经常检测混凝土灌注的上升速度,准确地掌握上升数据并及时拔管,同时须保证导管有2米以上的埋深之外,应合理地控制混凝土最后一次的灌入量。桩顶预留长度工程桩不少于1.5米,浇注结束后,每桩应由现场施工员、监理确认后方可拆除导管。桩顶空孔部分采用道渣回填,以确保场地平整,同时也可防止安全事故的发生。
参考文献:
[1]郑然.如何控制建筑工程中钻孔灌注桩质量和技术[J].城市建设理论研究,2014年13期.
[2]黄建生,赖都成,王忠平.上海地区饱550 mm 以下小直径钻孔灌注桩施工探索[J].探矿工程-岩土钻掘工程,2013年12期.