祝國梁 陳景鎮(zhèn) 堯華峰 中建四局第四建筑工程有限公司,廈門 361000
長螺旋鉆孔灌注樁是采用專業(yè)長螺旋鉆機鉆孔至設(shè)計標高,利用混凝土泵把混凝土從鉆頭底壓出,邊壓灌混凝土邊提鉆至樁頂,然后移開鉆機,插入預制好的鋼筋籠,形成樁體,這是一種新型的成樁施工技術(shù),成樁速度快,不受地下水位限制,單樁承載力高,造價低,越來越多地應用于各種房屋建筑工程、道路基礎(chǔ)工程,本文主要探討某商業(yè)住宅裙樓樁基施工案例。
某商業(yè)住宅裙樓位于廈門市集美區(qū)灌口鎮(zhèn),總建筑面積161804.6m2,地下一層,地上19層至23層,其中1#~18#樓高層為剪力墻結(jié)構(gòu),19#~20#樓配電房為框架結(jié)構(gòu),6#~13#樓及部分純地下室基礎(chǔ)采用長螺旋鉆孔灌注樁。
根據(jù)勘察報告顯示,場地地層層序及野外特征描述如下:
1)雜填土(Qml):褐灰、褐黃、深灰等雜色,稍密,稍濕,揭示厚度0.50~5.70米;2)砂質(zhì)黏土坡積:褐紅、褐黃等色,濕~飽和,可塑,揭示厚度0.80~1.90米;3)粉質(zhì)黏土:淺灰色,濕~飽和,揭示厚度1.10~1.40米;4)中粗砂:淺灰色,飽和,松散~稍密,局部中密,厚度0.60~2.80米;5)殘積砂質(zhì)黏性土:褐黃、褐灰、灰黃等色,濕~飽和,厚度4.20~20.20米;6)全風化花崗巖:褐黃、褐灰、灰黃等色,飽和,厚度2.20~13.10米;7)砂土狀強風化巖:為褐黃、褐灰、灰黃等色,飽和,揭示厚度1.40~15.30米;8)中等風化花崗巖:淺灰、灰黃等色,致密,中粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),揭示厚度0.07~13.70米。
本工程基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級,樁基采用長螺旋鉆孔灌注樁,樁徑600mm,樁身混凝土等級C35,設(shè)計樁長16m~28m,樁尖持力層為砂土狀強風化巖,樁端全斷面應進入持力層大約等于3m,單樁豎向承載力特征值為2000kN,單樁抗拔承載力特征值為550kN。
結(jié)合地勘報告,已知持力層的深度及現(xiàn)場場地標高、作業(yè)特點,本工程選擇恒天九五JZL90長螺旋鉆機,其能夠一次成孔,就地灌注成樁,并能完成放置鋼筋籠的操作,具有成樁效率高、質(zhì)量好、成本低的特點。
圖1 樁身入土示意圖
長螺旋鉆孔灌注樁施工流程如下圖:
圖2 施工流程示意圖
鋼筋材料進場后,有專人及時填寫委托單送檢,送檢合格后方可在本工程使用,嚴禁不合格材料用于本樁基工程。
以業(yè)主提交的測量控制基準點為控制點,建立閉合導線控制網(wǎng),閉合導線控制網(wǎng)建立在場地四周,報監(jiān)理單位簽字確認,方可定位測量工作,按施工圖使用全站儀或經(jīng)緯儀、鋼尺放樁位,放好樁位,做好標記,以便施工樁位定位,施工過程中做好記錄工作,以便監(jiān)理單位驗收,
鉆頭剛接觸地面時,先關(guān)閉鉆頭封口,下鉆速度要慢。正常鉆進速度可控制在1~1.50m/min,鉆進過程中,如遇到卡鉆、鉆機搖晃、偏移,應停鉆查明原因,采取糾正措施后方可繼續(xù)鉆進。鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行,認真填寫鉆孔施工記錄,交接班時應交待鉆進情況及下一班注意事項。應經(jīng)常注意土層變化,在土層變化處均應撈取土樣,判明后記入記錄表中并與地質(zhì)剖面圖核對。
混凝土必需符合設(shè)計及規(guī)范要求,混凝土粗骨料碎石最大粒徑<40mm,坍落度控制在180~220m,并具有較好的和易性、流動性,現(xiàn)場檢驗混凝土坍落度,不符合要求的砼不得用于本工程。提升鉆桿接近地面時,放慢提管速度并及時清理孔口渣土,以保證樁頭混凝土質(zhì)量。每臺樁機每臺班制作試塊一組,并由專人負責,按規(guī)范要求制作、養(yǎng)護和送檢,齡期28天,砼規(guī)格150×150×150mm。
有專人負責觀察泵壓與鉆機提升情況,鉆桿提升速度應與泵送速度相匹配,灌注提升速度控制在2.5m/min,嚴禁先提鉆后灌料,確保成樁質(zhì)量,混凝土灌注必須灌注至地表?;炷翝仓叨缺仨毟哂跇额^設(shè)計標高1米以上。
鋼筋籠制作:必須符合設(shè)計要求和鋼筋砼施工規(guī)范要求。鋼筋籠上必須設(shè)保護層墊塊(保護層厚度為50mm);應在鋼筋骨架外側(cè)設(shè)置控制保護層厚度的墊塊,可采用與樁身混凝土等強度的混凝土墊塊或用鋼筋焊在豎向主筋上,其間距豎向為2m,橫向圓周不得少于4處,并均勻布置,骨架頂端應設(shè)置吊環(huán)??v向鋼筋的連接采用雙面搭接焊,焊縫長度不小于5d,縱橫鋼筋交接處均應焊牢。鋼筋骨架制作完畢后,應按樁分節(jié)編號存放;存放時,小直徑樁堆放層數(shù)不能超過兩層,大直徑樁不允許堆放,防止變形;存放時,骨架下部用方木或其他物品鋪墊,上部覆蓋。
下放鋼筋籠:砼漿經(jīng)加壓泵隨著螺旋鉆上升將樁孔灌滿后,隨即吊裝鋼筋籠。安裝鋼筋籠時要求操作平穩(wěn),防止鋼筋籠發(fā)生變形;下放鋼筋籠時對準孔位中心輕放、慢放,嚴禁高起猛落、強行下放,防止傾斜、彎折或碰撞孔壁。經(jīng)過點焊成型的鋼筋籠吊起居中后靠自重即可插入砼一定深度,籠較長靠自重或無法壓入時,可加震動器震入。
本工程灌注混凝土樁施工完畢28天后進行檢測,由專業(yè)檢測單位進行檢測試驗,檢測樁位由各參建單位會審后確定。本樁基工程采用靜載荷試驗:不少于總樁數(shù)的1%,且不少于3根;樁基礎(chǔ)樁身完整性檢測的抽檢數(shù)量應符合下列規(guī)定:動測數(shù)量為總樁數(shù)的30%且每個承臺下至少一根。
本工程長螺旋鉆孔灌注樁開始施工時,共有1根樁下放鋼筋籠困難、不到位;1根樁縮徑、1根斷樁;2根樁頭不完整,具體分析及相應對策如下:
(1)鉆孔深度不夠,根據(jù)規(guī)范要求,鉆孔深度應比設(shè)計深度低30cm以下;鉆孔深度滿足要求后,應立即停孔并澆灌混凝土,根據(jù)本工程經(jīng)驗,成孔深度滿足要求后,應該繼續(xù)旋轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)1min,以攜帶出孔內(nèi)土量,保證樁孔成型質(zhì)量,方便鋼筋籠順利沉放。
(2)出現(xiàn)縮徑、斷樁問題的主要原因是由于鉆桿提升速度太快,而泵砼量與之不匹配,在鉆桿提升過程中鉆孔內(nèi)產(chǎn)生負壓,使孔壁塌陷造成斷樁,而且有時還會影響鄰樁。解決此類問題的方法:一是合理選擇鉆桿提升速度,通常為1.8~2.4m/min,保證鉆頭在砼里埋深始終控制在1m以上,保證帶壓提鉆;二是隔樁跳打,如果鄰樁間距小于5d時,則必須隔樁跳打。
(3)造成這一問題的主要原因是停砼面過低,沒預留充足的有效樁頭,或提鉆速度過快也會導致樁頭偏低,解決之道在于平整工場地時保證地面與有效樁頂標高距離不小于1m,停砼面不小于有效樁頂以上1m。
(1)在長螺旋樁基施工前,必須進行試樁,根據(jù)土質(zhì)情況確定鉆機鉆速,結(jié)合地勘報告確定持力層土樣及入土深度,當鉆機到達設(shè)計入巖深度時,觀察樁機瞬時電流值,應當不小于250A,若達到設(shè)計樁長時,電流值出現(xiàn)減小的趨勢,則土層的承載力σ值變小,此時必須聯(lián)系設(shè)計等相關(guān)人員到現(xiàn)場解決以便作為參考;
(2)因長螺旋樁基自重較重,在施工前,場地必須平整到位,合理安排樁基行走路線;同時確保樁基行走路線承載力,以免樁沉陷和傾斜;
(3)長螺旋樁機鉆孔要保證鉆桿垂直度,安裝長螺旋鉆機時要使轉(zhuǎn)盤、底座水平、起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上,并常常檢查校正。由于主動鉆桿較長,轉(zhuǎn)動時上部擺動過大,必須在鉆架上增設(shè)導向架,控制鉆桿上的提引水籠頭,使其沿導向架鉆進。鉆桿、接頭逐個檢查,及時調(diào)正。主動鉆桿彎曲,要用千斤頂及時調(diào)直。在有傾斜的軟、硬地層鉆進時,應吊著鉆桿控制進尺,低速鉆進。用測孔器查明鉆孔偏斜的位置和偏斜情況后,一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔,使鉆孔正直,偏斜嚴重時應回填砂黏土到偏斜處,待沉積密實后再繼承鉆進;
(4)在樁身混凝土澆筑過程中,必須保證混凝土供應及時,避免因混凝土等待時間較長導管堵塞;
(5)鋼筋籠下放時一定要控制跟蹤鋼筋籠垂直度,避免因鋼筋籠垂直度偏差較大導致鋼筋籠無法下插到底;施工中我們采用加大振動錘振動力量來保證將鋼筋籠下插到位,在開始下插過程中,測量鋼筋籠下放垂直度,等到振動錘帶動芯管下振鋼筋籠,鋼筋籠只有小幅度的左右擺動,下插鋼筋籠有時可能偏斜,就暫停調(diào)整吊車大臂或轉(zhuǎn)動吊臂方向,待扶正鋼筋籠后再下插;
(6)在樁基施工前,必須根據(jù)長身長度選擇長螺旋樁機型號,避免長螺旋樁機鉆桿長度不足而導致樁身長度不滿足設(shè)計要求。
長螺旋鉆孔灌注樁作為十大新技術(shù)必須提倡使用,本工程長螺旋灌注樁共1195根,從2016年6月17日開始施工,2017年1月17日完工,樁身完整性檢測數(shù)量共547根,Ⅰ類樁530根,占檢測樁數(shù)的96.89%,Ⅱ類樁17根,占檢測樁數(shù)的3.11%,無Ⅲ類樁。單樁豎向靜載力檢測共22根,全數(shù)滿足設(shè)計要求。說明該樁型具有良好的推廣效應,有施工速度快、成本低、成型質(zhì)量高等優(yōu)點。