超大噸位抗壓及抗拔試樁施工工藝

張 艷 文

(中鐵三局西南工程有限公司，四川 成都 610000)

超大噸位抗壓及抗拔試樁施工工藝

張 艷 文

(中鐵三局西南工程有限公司，四川 成都 610000)

介紹了目前國(guó)內(nèi)抗壓、抗拔力最大的試樁施工工藝流程及操作控制要點(diǎn)，總結(jié)出了大噸位樁基抗壓力，抗拔力設(shè)計(jì)和施工中遇到的難點(diǎn)，為今后同條件樁基施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

超大噸位，抗壓，抗拔，試樁

1 概述

武林廣場(chǎng)站5號(hào)出入口標(biāo)段位于杭州市主城區(qū)核心地段，是杭州市武林廣場(chǎng)04號(hào)地塊的地下室的一部分，因考慮到隨后工程開(kāi)發(fā)時(shí)對(duì)運(yùn)營(yíng)地鐵車站、盾構(gòu)隧道的影響先行開(kāi)發(fā)施工，本工程分人防段與地下5層段兩部分。

2 工藝特點(diǎn)

1)在AM樁中下部再增加一個(gè)擴(kuò)大頭以增加樁基的抗拔、抗壓力。2)選用新型嵌壓式注漿管兼作聲測(cè)管，新型鋼管具有輕便、價(jià)廉、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，既縮短了鋼管安裝的時(shí)間又取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。3)在原地面開(kāi)挖后再施作樁頭，并制作4根直徑1.2 m，高1.5 m短柱在試樁試驗(yàn)中循環(huán)使用，在不影響試樁質(zhì)量的情況下減少了樁頭鋼筋混凝土使用量，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。4)試樁檢測(cè)施工完成后，未破壞的樁基可以用作后期工程樁使用，提高管樁利用率。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程為:按類別對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行硬化→使用旋挖鉆機(jī)、全液壓可視可控旋挖擴(kuò)底鉆機(jī)進(jìn)行樁基成孔→鋼筋籠綁扎及相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的安裝→鋼筋籠整籠吊裝→樁基混凝土灌注→樁基后注漿→破除地面、試樁場(chǎng)地開(kāi)挖→按使用類別地面硬化、制作樁頭→試樁試驗(yàn)。

3.2 操作要點(diǎn)

1)按類別對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行硬化。為了履帶吊安全行走需要、旋挖鉆機(jī)、全液壓可視可控旋挖擴(kuò)底鉆機(jī)垂直度控制需要以及文明施工等需要場(chǎng)地進(jìn)行混凝土路面硬化，根據(jù)承載力以及荷載計(jì)算得出地面硬化厚度以及鋼筋配筋量，按照計(jì)算以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，吊車行走路線按照布設(shè)φ14@200雙層鋼筋網(wǎng)片，30 cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化；旋挖鉆機(jī)、全液壓可視可控旋挖擴(kuò)底鉆機(jī)按照φ16@200單層鋼筋網(wǎng)片，20 cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化，同時(shí)留出樁基樁位；鋼筋籠場(chǎng)地硬化按照φ14@200單層鋼筋網(wǎng)片，20 cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化。

a.應(yīng)變計(jì)采用振弦式鋼筋應(yīng)變計(jì)；應(yīng)變計(jì)及電纜應(yīng)保證在2 MPa環(huán)境壓力下正常工作。

b.抗壓和抗拔試驗(yàn)擬設(shè)10個(gè)測(cè)量截面，每一個(gè)截面擬設(shè)3只鋼筋應(yīng)變計(jì)(對(duì)稱布置)。

c.將鋼筋應(yīng)變計(jì)采用焊接法固定在鋼筋籠主筋上。經(jīng)防水絕緣處理后，到材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)的最大拉力宜控制在鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的60%以內(nèi)，經(jīng)三次重復(fù)標(biāo)定，應(yīng)力—應(yīng)變曲線的線性、滯后和重復(fù)性滿足要求后，方可采用。

d.傳感器應(yīng)在澆筑混凝土前按指定位置焊接在主筋上，并滿足規(guī)范對(duì)鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求。焊接時(shí)應(yīng)有降溫措施防止將應(yīng)變計(jì)損壞。固定后帶應(yīng)變計(jì)的鋼筋不得彎曲變形或有附加應(yīng)力產(chǎn)生。

e.傳感器的測(cè)量片和補(bǔ)償片應(yīng)選用同一規(guī)格同一批號(hào)的產(chǎn)品，按軸向、橫向準(zhǔn)確地粘貼在鋼筋同一斷面上。測(cè)點(diǎn)的連接應(yīng)采用屏蔽電纜，導(dǎo)線的對(duì)地絕緣電阻值應(yīng)在500 MΩ以上；使用前應(yīng)將整卷電纜除兩端外全部浸入水中1 h，測(cè)量芯線與水的絕緣；電纜屏蔽線應(yīng)與鋼筋絕緣；測(cè)量和補(bǔ)償所用連接電纜的長(zhǎng)度和線徑應(yīng)相同。

f.鋼筋計(jì)應(yīng)按主筋直徑大小選擇。儀器的可測(cè)頻率范圍應(yīng)大于樁在最大加載時(shí)的頻率的1.2倍。使用前應(yīng)對(duì)鋼筋計(jì)逐個(gè)標(biāo)定，得出壓力(拉力)與頻率之間的關(guān)系。標(biāo)定系數(shù)以及出廠合格證明應(yīng)在埋設(shè)前提交現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位。

g.鋼筋計(jì)通過(guò)與之匹配的頻率儀進(jìn)行測(cè)量，頻率儀的分辨力應(yīng)不小于1 Hz。

h.當(dāng)同時(shí)進(jìn)行樁身位移測(cè)量時(shí)，樁身內(nèi)力和位移測(cè)試應(yīng)同步。

i.連接應(yīng)變計(jì)的電纜線，綁扎在鋼筋籠上引至地面。試樁在下鋼筋籠，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)操作謹(jǐn)慎，確保應(yīng)力計(jì)的成活率不小于80%，且同一標(biāo)高應(yīng)變計(jì)成活率不低于50%。

j.所有應(yīng)變計(jì)均用明顯標(biāo)記編號(hào)。

k.埋設(shè)兩根滑動(dòng)測(cè)微計(jì)測(cè)管，一備一用，固定測(cè)管的兩根鋼筋籠主筋之間的連接要求必須采用對(duì)焊，防止因主筋綁扎搭接造成滑動(dòng)測(cè)微管變形。

2)鋼筋籠整籠吊裝。樁基成孔完成后，鋼筋籠采用整體吊裝，吊裝時(shí)要嚴(yán)防碰撞，不得變形。考慮鋼筋籠自重最重約15 t，起重高度在55 m，吊車選擇主吊為150 t，副吊為50 t進(jìn)行鋼筋籠的吊裝，在吊放鋼筋籠時(shí),以150 t履帶吊主鉤為主吊，主吊點(diǎn)位置距上端1.2 m處,50 t副吊3個(gè)點(diǎn),該3點(diǎn)采用滑輪組。

每一節(jié)鋼筋籠下孔過(guò)程中，要及時(shí)向測(cè)管中灌滿清水，現(xiàn)場(chǎng)必須備有足量清水。

測(cè)微管綁扎在鋼筋籠上與鋼筋籠一起放入孔內(nèi)，為防止樁頭部分的測(cè)微管損壞，在二次澆灌面以上須使用編織袋包扎測(cè)微管。

3)樁基混凝土灌注。

a.護(hù)壁泥漿，采用人工造漿。

b.在成孔過(guò)程中，對(duì)于每根樁，每天須至少測(cè)量泥漿指標(biāo)2次(包括注入孔口泥漿和排出孔口泥漿)。

c.清孔應(yīng)分兩次進(jìn)行。第一次清孔應(yīng)在完成孔之后并在吊裝鋼筋籠之前立即進(jìn)行；第二次在鋼筋籠和混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。在第二次清洗時(shí)，采用反循環(huán)清孔。

d.清孔過(guò)程中應(yīng)保證補(bǔ)漿充裕和保持孔壁內(nèi)外水壓力的穩(wěn)定。

e.清孔結(jié)束時(shí)測(cè)定孔底沉渣。孔底沉渣厚度不得大于100 mm。

f.商品混凝土應(yīng)在攪拌后到灌注的時(shí)間間隔不得大于混凝土的初凝時(shí)間。不同品種、不同標(biāo)號(hào)和不同生產(chǎn)商的商品混凝土不得用于同一根樁內(nèi)。

g.混凝土澆灌時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)全部安裝放孔，安裝位置應(yīng)居中，隔水塞采用鐵絲懸掛于內(nèi)。混凝土灌入前應(yīng)先在灌斗內(nèi)灌入0.1 m3～0.2 m3的1∶1.5水泥砂漿，然后再灌入混凝土，等初灌混凝土足量后，導(dǎo)管埋入混凝土深度為不少于0.8 m～1.3 m，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱和管外泥漿樁壓力平衡。

h.下導(dǎo)管及上提導(dǎo)管時(shí)應(yīng)盡量緩慢，且導(dǎo)管直徑要比鋼筋籠直徑小20 cm以上，以免碰撞測(cè)管。在混凝土灌注過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)始終埋在混凝土中，導(dǎo)管埋入混凝土深度不應(yīng)小于3 m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面。在混凝土灌注過(guò)程中，須測(cè)定和控制混凝土面上升。

i.灌注樁的灌注充盈系數(shù)不得小于1.0也不得大于1.3。

j.在灌注混凝土期間，鋼筋綁扎工人隨時(shí)修正鋼筋籠安放，保證其在準(zhǔn)確位置上。

k.保護(hù)層厚度為50 mm,水下混凝土的配合比和采用的骨料應(yīng)符合下列規(guī)定：水下灌注的混凝土必須有良好的和易性，配合比應(yīng)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，坍落度宜為18 cm～22 cm;含砂率宜為40%～45%;細(xì)骨料應(yīng)盡量采用中砂;粗骨料可采用碎石，其最大粒徑應(yīng)小于3 cm。混凝土摻加HE-0型摻加劑以改善和易性和緩凝。

l.所有混凝土外加劑摻量均由試驗(yàn)確定，摻量控制在6%～10%之間，所采用外加劑均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

m.混凝土試塊的制作、養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)應(yīng)按有關(guān)國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。每天所灌注的混凝土均應(yīng)至少每50 m3采一組試樣以進(jìn)行混凝土強(qiáng)度測(cè)試，對(duì)每一澆筑樁至少采一組試樣。每組試樣應(yīng)至少包含三個(gè)試體以進(jìn)行7 d，14 d，28 d的抗壓強(qiáng)度測(cè)試。

4)樁基后注漿。

4 主要研究成果

通過(guò)對(duì)超大噸位抗壓、抗拔試樁施工的研究，總結(jié)大噸位樁基抗壓力、抗拔力設(shè)計(jì)和施工中遇到的難點(diǎn)，通過(guò)增加AM樁基第二個(gè)擴(kuò)孔、增加有效的注漿施工，有效的增加了樁基的抗壓力、抗拔力，選擇、設(shè)計(jì)嵌壓式注漿管、環(huán)形注漿器保證了注漿管安裝整體施工工期不受影響、保證了注漿的有效性，進(jìn)而提高了樁基的承載力以及摩擦力，通過(guò)下挖原地面、制作可循環(huán)利用的短樁施工，既保證了試樁試驗(yàn)的進(jìn)度不受影響也節(jié)約了混凝土使用量。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)以及試驗(yàn)檢測(cè)，樁基的抗壓力、抗拔力、摩擦力、試樁試驗(yàn)的進(jìn)度以及樁基試驗(yàn)的環(huán)保性得到了驗(yàn)證，確保了安全、質(zhì)量、工期環(huán)保性。經(jīng)認(rèn)真總結(jié)將《超大噸位抗壓、抗拔試樁施工》形成文字存檔，以供大家參考。為今后同條件樁基施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

On construction craft super-tonnage compression resistance and up-lift resistance trial pile

Zhang Yanwen

(SouthwestEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwayThirdBureau,Chengdu610000,China)

The paper introduces the construction craft procedure and operation controlling points for the compression resistance trial pile with the largest pulling resistance in China, and sums up the difficulties in the super-tonnage pile foundation pulling resistance design and construction, so as to accumulate experience for the pile foundation construction with similar conditions.

super-tonnage, compression resistance, pulling resistance, trial pile

1009-6825(2015)16-0029-02

2015-03-28

張艷文(1975- )，男，高級(jí)工程師

TU473

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