混凝土灌注樁在濟(jì)南車輛段修車庫改造中的應(yīng)用
2012-12-31 00:00:00趙德太
【摘 要】本文介紹了濟(jì)南車輛段修車庫樁基礎(chǔ)施工過程中，使用了回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁施工方法，該工藝具有機(jī)具設(shè)備簡單，操作方便，護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠，施工無噪音、無振動、無擠壓，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定，塌孔少，受施工場地限制小，工程樁質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】生產(chǎn)車間；灌注樁；施工技術(shù)
1.工程概況
濟(jì)南車輛段濟(jì)南檢修車間修車庫改造工程位于濟(jì)南車輛段院內(nèi)，由修車庫和邊跨組城，建筑面積6941㎡。修車庫一層，總高度13.75米，門式剛架結(jié)構(gòu)。邊跨兩層，建筑高度為7.6米，鋼框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)條件該工程基礎(chǔ)采用混凝土灌注樁，樁徑500㎜，單樁承載力特征值不小于650KN，樁長8米～9米，持力層置于第6～1層全風(fēng)化輝長巖層，樁長可根據(jù)巖層埋深調(diào)整，樁采用C25砼，鋼筋保護(hù)層厚度50㎜。該工程共計(jì)鋼筋混凝土灌注樁261根，采用回旋轉(zhuǎn)成孔灌注樁施工工藝。
2.施工工藝流程
場地平整→樁位放線→護(hù)筒埋設(shè)、泥漿制備→鉆機(jī)就位、孔位校正→沖擊造孔→清孔換漿、終孔驗(yàn)收→下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→灌注混凝土→成樁保護(hù)。
3.施工工藝要點(diǎn)
3.1樁位放線
樁基施工前，根據(jù)基礎(chǔ)平面圖，由測量人員利用經(jīng)緯儀、尺子等測量工具將柱基縱橫軸線投測到地面上，根據(jù)基礎(chǔ)圖放出柱基位置，確定開挖邊線。在距離開挖邊線1.0米處方向線上打入樁基的定位木樁，用于控制樁基施工時(shí)的平面尺寸。技術(shù)人員認(rèn)真核實(shí)樁的各項(xiàng)測量數(shù)據(jù)，填寫《工程定位測量記錄》，數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確、清晰，相關(guān)人員簽字齊全。
3.2護(hù)筒埋設(shè)與泥漿制備
護(hù)筒埋設(shè)：采用6mm的厚鋼板制作護(hù)筒，護(hù)筒高度2.0m， 直徑80cm，底部設(shè)刃腳。在護(hù)筒的上、中、下部各焊一道直徑為18mm的加強(qiáng)箍，增加護(hù)筒的剛度，防止變形。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，在樁位處挖取土方，直徑為160cm，坑深為1.7米。放置護(hù)筒使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合時(shí)，用垂球檢查護(hù)筒的垂直度，偏差控制在2cm之內(nèi)。在護(hù)筒周圍對稱地、均勻地回填素土分層夯實(shí)，防止護(hù)筒偏斜。護(hù)筒頂面高于作業(yè)面30cm以防止雜物進(jìn)入護(hù)筒內(nèi)。
泥漿制備：在施工場地的適當(dāng)位置挖深1.5米直徑為2米的泥漿池，泥漿池上支設(shè)三角架，上面吊泥漿泵，泥漿泵的排水管直接與鉆錐頭相連，以達(dá)到泥漿循環(huán)護(hù)壁和帶出鉆渣的目的。在護(hù)筒與泥漿池之間挖一條深20cm寬30cm的排水溝。在護(hù)筒內(nèi)加入粘土和清水制漿通過鉆頭的旋轉(zhuǎn)攪拌均勻使溢出的泥漿通過溝槽流入循環(huán)池，最后通過泥漿泵壓入井內(nèi)。
3.3鉆機(jī)就位，孔位校正
3.3.1場地平整
平整夯實(shí)樁基周圍場地，保證鉆機(jī)移動平穩(wěn)。
3.3.2鉆機(jī)調(diào)整
按放線預(yù)先確定的位置后進(jìn)行鉆機(jī)就位調(diào)整，保證鋼絲繩、鉆頭、護(hù)筒中心三點(diǎn)一線，確保鉆桿垂直度。
3.3.3設(shè)備檢查
鉆孔之前，鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部件等關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，保持設(shè)備的良好性能，防止施工過程中發(fā)生故障。
3.3.4開鉆前檢查
鉆機(jī)鉆孔前，施工單位技術(shù)人員第二次對樁位、護(hù)樁及護(hù)筒逐個(gè)進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行開鉆施工。
3.4鉆孔、成孔和終孔
鉆孔開始時(shí)，輕壓力、慢轉(zhuǎn)速，逐步步入正常。開鉆及整個(gè)鉆進(jìn)過程中，始終保持孔內(nèi)水位高過護(hù)筒底口0.5m以上，以免水位升降波動造成對護(hù)筒底口處的沖刷。鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，操作人員定期檢查樁位情況，出現(xiàn)偏差時(shí)，及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)。
鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，施工單位技術(shù)人員進(jìn)行對鉆孔樁樁長、樁徑及傾斜度進(jìn)行檢驗(yàn)，如不合格根據(jù)情況由現(xiàn)場技術(shù)人員提出處理方案處理后再次進(jìn)行檢驗(yàn)，樁孔質(zhì)量符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入下一道工序。
成孔檢查后用換漿法進(jìn)行清孔，采用新制備的泥漿將孔內(nèi)鉆渣和密度較大的泥漿換出。清孔后沉淀層厚度不大于50mm。終孔后由土建主管工程師組織，監(jiān)理人員參加，共同對孔徑、孔深進(jìn)行檢查驗(yàn)證。檢查合格后進(jìn)入到下放鋼筋籠的工序。
3.5鋼筋籠制作與安裝
3.5.1鋼筋選用及進(jìn)場驗(yàn)收
為保證施工質(zhì)量，本工程從材料源頭進(jìn)行了控制，選用了濟(jì)南鋼鐵公司生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)鋼材。每批鋼筋進(jìn)場前，對品種、規(guī)格、外觀、尺寸等進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后由監(jiān)理工程師進(jìn)行見證取樣試驗(yàn)，取得合格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后方可使用。
3.5.2鋼筋籠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
在車輛段檢修車間鋼筋加工棚內(nèi)加工鋼筋籠。鋼筋籠的加工與制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)阡摻罴庸龅剡M(jìn)行，縱筋接頭全部采用焊接并保證在同一斷面內(nèi)接頭不超過鋼筋總量的百分之五十，鋼筋接頭錯(cuò)開距離不小于35d即560mm（鋼筋直徑為16mm），加勁箍、螺旋箍與主筋采用點(diǎn)焊連接。鋼筋骨架的制作的允許偏差為：主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm，骨架外徑±10mm，長度為±100mm。鋼筋籠加工完成后，施工單位自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收。
3.5.3保護(hù)層控制塊的安裝
從樁頭向下20cm位置沿鋼筋籠長度間距3.5米在相鄰主筋之間安裝控制保護(hù)層的導(dǎo)向砼預(yù)制件，距離下端部不得大于2m。每斷面設(shè)置3個(gè)圓環(huán)形預(yù)制件，直徑為100mm。以切實(shí)保證灌注樁鋼筋籠保護(hù)層厚度。
3.5.4鋼筋籠運(yùn)輸
鋼筋籠在從加工廠運(yùn)送至樁基現(xiàn)場時(shí)，嚴(yán)禁高起高落，不得在地上拖拽鋼筋籠，防止鋼筋污染、鋼筋籠變形、焊點(diǎn)開焊、損害控制保護(hù)層厚度的預(yù)制塊等。
3.6鋼筋籠吊放、下導(dǎo)管
3.6.1鋼筋籠吊放
用吊車將鋼筋籠吊至樁位上方，對準(zhǔn)樁孔后緩緩放入。下放時(shí)應(yīng)輕提輕放，遇有放不下去的部位應(yīng)立即將鋼筋籠提出，及時(shí)分析問題發(fā)生的原因，制定有效措施，及時(shí)進(jìn)行整治。鋼筋籠入孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采取調(diào)整、校核等手段使鋼筋籠中心與樁基中心重合，利用護(hù)筒、定位圈等固定。
3.6.2下導(dǎo)管
選用壁厚為3mm，直徑為25cm，每節(jié)長度為2.5米長的導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前進(jìn)行試拼裝，以水壓力1.0MPa進(jìn)行試驗(yàn)。導(dǎo)管距離鋼筋保持100mm的距離。
3.7混凝土灌注
3.7.1二次清孔
為及時(shí)清除鋼筋籠及導(dǎo)管過程中產(chǎn)生的的少量鉆渣沉淀，在灌注混凝土之前須進(jìn)行第二次清孔，利用導(dǎo)管采用正循環(huán)法進(jìn)行清孔，清孔后泥漿密度不大于1.2T/m3，沉渣層厚度不大于50mm。
3.7.2混凝土選用及進(jìn)場檢驗(yàn)
本工程樁基選用濟(jì)南市金鑾牌成品混凝土，采用中粗砂，粗骨料最大粒徑不大于40mm，水泥用量為378kg/m3，塌落度為180-220mm。用汽車泵灌注混凝土。混凝土進(jìn)場后，由試驗(yàn)人員檢查混凝土的和易性、均勻性和坍落度，做好試驗(yàn)記錄是否符合要求，不符合要求的不得用于工程中。
3.7.3混凝土灌注
用罐車運(yùn)輸首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度≥1.0m的要求?；炷凉嘧⒁B續(xù)進(jìn)行，速度不能太快以防止鋼筋骨架上浮或偏移。同時(shí)隨時(shí)測算算灌注方量與灌注高度判斷灌注是否正常。砼灌注過程中要不斷提升和拆除導(dǎo)管利用測繩測量混凝土面距導(dǎo)管頂距離。導(dǎo)管埋入砼深度不小于2米，在灌注過程中對混凝土按照規(guī)范要求進(jìn)行取樣。澆筑過程中當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿含有空氣時(shí)，后續(xù)混凝土要徐徐灌入以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊擠出管節(jié)間的橡皮墊致使導(dǎo)管漏水。灌注中上下抖動導(dǎo)管加快混凝土下落速度時(shí)，提升導(dǎo)管不宜過猛以免拉斷導(dǎo)管，提升的距離也不宜過大，防止將導(dǎo)管下口提出混凝土面而進(jìn)入泥漿形成斷樁。澆注混凝土?xí)r溢出的泥漿應(yīng)流至泥漿池內(nèi)以防污染周圍環(huán)境。在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上加灌60cm高度的混凝土，以便鑿除樁頭后保證設(shè)計(jì)樁頂混凝土面的質(zhì)量。
在灌注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土的落差減小，壓力降低而導(dǎo)致混凝土頂升困難，在孔內(nèi)加水稀釋泥漿并掏出部分沉渣土或提高漏斗使灌注工作順利進(jìn)行。
灌注樁施工過程中，監(jiān)理人員實(shí)行旁站，施工單位指定專人填寫好施工記錄，詳實(shí)記錄灌注時(shí)間、混凝土面的深度、導(dǎo)管埋設(shè)、導(dǎo)管拆除過程以及發(fā)生的異?，F(xiàn)象等。當(dāng)砼澆筑完成24小時(shí)后，及時(shí)拆卸護(hù)筒。為方便拆卸，預(yù)先在鋼護(hù)筒內(nèi)側(cè)涂刷脫模劑。
3.8成樁保護(hù)措施
已完成的樁，不允許車輛或鉆機(jī)從鄰近經(jīng)過，以免造成斷樁或樁位偏移現(xiàn)象；嚴(yán)禁機(jī)械碰撞樁頭。
4.驗(yàn)收檢測
4.1樁位偏差情況
逐樁進(jìn)行量測，樁基垂直于中心線方向的最大偏差為79mm，沿中心線方向的樁位偏差為106mm，符合《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）要求。
4.2單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)
項(xiàng)目管理單位委托了具有相應(yīng)資質(zhì)的山東省魯建基礎(chǔ)工程監(jiān)測中心進(jìn)行單軸豎向抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行驗(yàn)收性檢測。高應(yīng)變法測試了3根樁，試驗(yàn)最大加載值為1323KN，累計(jì)沉降分別為13.86mm、12.82mm、15.81mm。按照《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003的規(guī)定，對樁數(shù)為3根或3根以下的柱下承臺，單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值應(yīng)取低值。本次試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)滿足以上規(guī)定，確定該工程同一條件下的單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值不小于1323KN，單樁豎向抗壓承載力特征值不小于662KN，滿足設(shè)計(jì)要求。
4.3樁身質(zhì)量檢驗(yàn)
本工程共完成低應(yīng)變檢測79根，抽樣數(shù)量滿足規(guī)范要求，所測的79根樁，Ⅰ類樁54根，Ⅱ類樁25根。檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
5.結(jié)語
回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁施工方法，具有機(jī)具設(shè)備簡單，操作方便，護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠，施工無噪音、無振動、無擠壓，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定，塌孔少，受施工場地限制小，廣泛的應(yīng)用于工程施工過程中。車輛段車間采用該工藝進(jìn)行了樁基施工，經(jīng)過3年的沉降觀測，沉降區(qū)域穩(wěn)定，累計(jì)沉降量為5.0mm，取得了良好的施工效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]建筑施工手冊（第四版）.
[2]建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003）.
[3]建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）.
