西安高科大厦柱基工程锅锥成孔灌注桩的施工工艺特点

【doc】西安高科大厦柱基工程锅锥成孔灌注桩的施工工艺特点西安高科大厦柱基工程锅锥成孔灌注桩的施工工艺特点铷1瓣.十,.一z—z西安高科大厦柱基工程锅锥成孔灌注桩的施工工艺特点堡黎明.(陕亩否科学菟)\提要本文结合西安高科大厦桩基工程,较为详细地介绍了锅锥成孔灌注桩的施工工艺特点,施工中所采取的工艺措施,为在类似的复杂地质条件下高层建筑的桩基施工创造了成功的经验.一,前言西安高科大厦是一座综合性的高级写字楼.位于西安市高新技术产业开发区,高新路西侧,西斜七路北侧,拟建大厦22层,总建筑面积36500m.其中高层建筑面积25000m,桩基施工面积1580m.桩承台基础设计采用钻孔灌注桩.钻孔灌注桩设计桩径~800mm,桩身砼强度C25,工程桩总计为192根,有效桩长22米,单桩承载力设计值R.一3200kN.该工程的整体设计由机械部第十一设计院承担.桩基施工由陕西省建筑科学研究设计院地基基础工程处承担.二,场地的工程地质概貌(一)建筑场地位于渭河?级阶地上后期发育的皂河古河道区,地面标高介于409.42m~410.89m.地表平坦.该场地的地下水位标高为396.49,397.64m(二)地层结构场地地层自上而下为:素填土Q??:黄褐色,稍湿.硬塑,中密,稍密.以粉质粘土为主,含少量砖屑,瓦片,厚度1.9O,3.60m,6号孔处较厚10.40m.7s3,,黄土状土(粉质粘土)Q:j?:黄褐包.硬塑,可塑,稍湿,湿,稍密,中密.针状孔隙及大孔隙发育,具轻微湿陷性,中压缩性.层底埋深4.3O,l1.70m.一般厚度7,9m,10,12,13孔处较薄1.0,,4.1m.中砂层Qf?:黄褐,褐黄色.稍湿,饱和,中密.颗粒纯净,物质成份主要为石英,长石等.该层顶部有厚薄不一的褐黄包砂层,颗粒不纯净.呈稍密状,层底埋深10.50,15.50m,层厚0.80,6.Om,3号孔处较薄(O.8m).粉质粘土Q?:黄褐,灰色.饱和.可塑,密实,有针状孔隙,含有铁锰质斑点,局部见有钙质结核.具中压缩性.局部有红褐色粉质粘土薄层.层厚埋深15.5,19.im.层厚1.7,7.3m,l1,12孔缺失此层.中砂,粗砂Qf?:黄褐,浅灰色,t包和,密实,颗粒纯净,成份以石英,长石为主.有圆砾颗粒.l1孔底部有圆砾层.该层主要分布在18,13孔处.层底埋深19.O,22.70m,层厚0.77,7.20m.粉质粘土Q?:黄褐,兰灰色.饱和.可塑.有针状孔隙和蜗牛壳碎片.具中压缩性.层底埋深21.6,23.5m,层厚0.8O,4.90m.1,4孔底部有砾砂透镜体.粉质粘土Q?:黄褐色.局部为灰褐色.饱和,硬塑,密实,少见针状孔隙,含:仃钙质结核.具低压缩性.层底埋深27.4,31.5m.层厚5.10,8.20m.该层底部蜀部有薄砂层.18《陕西建筑》1995.4,,一7/1一,/.v/(]D粉质粘土Q?;黄褐色,饱和,硬塑,密实,含有铁锰质斑点,有钙质结核,局部呈褐灰色,具低压缩性.最大钻探深度40.5m,最大揭露厚度l1.9m,未钻穿此层.,施工机械和设备三(一)本工程采用锅锥回转钻机.锅锥钻的工作原理是:锅锥顺钻杆滑落孔底后,钻杆回转带动锅锥回转,锅底的锅齿将土刮入锅中.锅装满土后卷扬机将锅顺杆提升到孔口,卸掉泥土,反复进行直达设计孔深.对于~800mm的孔每小时可钻进l米此钻机有如下特点:l,重量轻,约1吨:2,工作面小,只需lOm.;3,所需动力小,单机总动力7千瓦;4,移动方便,人力移动5,安拆方便,可吊放钢筋笼及灌注砼:6,钻机成本低,成孔费用低.(--)其它的主要设备有;l,砼搅拌机2台2,电焊机4台3,装载机l台4,汽车4辆5,机动翻斗车4台6,各类清水泵,泥浆泵若干台7,灌注砼导管,料斗3套8,砼料车若干辆9,经纬仪,水准仪各l台l0,砼试模,砼坍落度仪ll,泥浆比重计,粘度计四,施工技术措施:场地的标高已接近地下水位.这就给施工.特别给钻孔带来很多困难.为了保证施工的正常进行.且保质保量地完成施工任务,施工前针对该场地的地质情况采取了相应的技术措施.(一)预先施工砼垫层因本桩基工程在设计上就有1OOmm厚的素砼垫层,为了保证上层土的稳定.保证钻机的安放安全及桩位的准确定位.并改善现场的工作环境,预先将设计的lOOmm厚的素砼垫层先行施工.(二)增加孔口护筒由于开挖基坑时,砂层已经暴露出来了,为了保证钻孔对孔口的稳定,在桩位处预先埋设护筒.在砂层上埋设护筒不能简单地采用在粘土内埋设护筒的方法.否则因孔口水的晃动,护筒外的砂土被掏空.护筒会下沉,孔口将失去稳定.应采用如图1的方法埋设,确保了孔口的稳定.,\\\\\\\\\\I?一\\\\\\\//////,图1砂土中护筒的埋设1.开挖粘土夯底2.钢护筒3.护筒外粘士夯实(三)增加泥浆的稠度和比重粘土地基的锅锥成孔.通常向孔口注入清水,原土造浆就可以满足护壁的要求.为了确保砂层中钻孔,必须备制泥浆.配制泥浆所用的材料为;水,红粘土,膨润土,纤维素等.泥浆的配制应控制两个主要指标:从地层结构可以看出,该场地的砂层l,泥浆的比重1.05,L15较厚,且属于中粗砂.尤其是该场地已开挖2,漏斗粘度10',25至一9m,第三层的中砂层已经暴露出来,可按要求配制,表1为比重等于1.15《陕西建筑》l995.419时的泥浆配比表l水红粘土膨润土纤维素10002OO80<1-五,施工工艺流程本工程在钻孔施工前先施工素砼垫层.在垫层上放好全部桩位线,用电钻打眼埋设钢筋桩位点.一次定好全部桩位,确保了桩位的准确.钻机进场按已确定好的桩位找准就位,并在垫层上开凿~850mm的孔口.视垫层下面的土层情况.如为砂土时就安放已备好的钢护筒;如为粘土鞔犍下护简.本场地的砂层较厚.厚度变化也较大,0.8m,12m.所以要专门备制泥浆.以提高泥浆的护壁性能.确保钻孔的顺利进行.钻孔时,在水位以上无砂的情况1:先于钻取土.到达一定深度,注入泥浆护壁,每钻取一次土约0.2m7.往筻进行.直达设计深度.钻机在砂层中沽进}f.『每次投入一定数量的粘土.口的为使土,砂混台.便于锅钴取土.始终保持水位接近孔口.钻取的泥土及时倒运出场.成孑L后,测量孔深达到设计要求,放入钢筋笼.并固定.再将导管放入孔中.最后灌注砼.直到砼面达到没计标高.六,施工过程中的质量控制(_.)钻孔自j质量控制钻孔按【=三制定好的工序进行.1,2,钻孔过程中详填写《钻孔施工记采丧,扎-t位.孔深,土,,;f时问,终孑L时j,沉渣譬::等.3,臧.雎度滞施.钻孔迂列深度仃止3O,6()分钟,使粗颗粒全那下沉后.下钻取出沉渣.204,钻孔验收1)钻头直径.开钻前检测一次.钻孔过程中应再检测一次.如发现刮刀磨损及时纠正.2)钻孔完成后,测量孑L径,合格后才能2硇渣设备不恿1.抽水泵.射水管3.射水泵(TL)姓身砼的配制与水下浇柱i,砼的配合比用现场材*'tile.制的.'j落度为l81)水泥,秦岭425水泥:2)砂.沣河中粗砂;3)石子,泾;可l,3ram百子;配合j=c:为重量比见表2.畏一一,一…——一…——.,—'…—'——…—…,一一{砼轲号!对(泥!石fj砂手r7{——一—————————…,————,—————一——…一:C25435lj476is:0——…——.--.-——---———...-.......一一…——...————.一..一.试验配比Il2.64i..t2.,-.iL,一…,一一…i……一一一2,砼的搅拌不少于20转.搅拌顷蹙j』习3,砼的质量有专人监蕾.按时灏坍:度试验.4,每桩制备一组试块.5,砼的灌注工艺及成f『,的顷量控削初灌砼前.料斗H的落:口故入婀1(一0铅丝吊挂的砂球(隔:搴).砂球隔水零制作和安放知}3所永.灌注的全部i皆准备好后.搅拌机野始搅拌砼,用下料管落,灰斗车.人再倒八《陕西筑l995.4孔口料斗,随着不断上料徐徐松下铅丝,下放砂球,待料管中的料足够下落孔底.将料管堙入1.2m以上时,剪断铅丝.料落入孔底.观察返水情况,确认料管理入砼料面以下1.2m以上.连续灌料.料管中的料存放一定高度.提起料管,管内料下落,并反插料管.孔内料面上升一定高度,测量砼料面深度及埋入导料管的长度.决定本次拆卸导料管的长度,并做好记录.按以上的方法,直到料面到达孔口.图3砂球隔水塞的制作与安放1.铅丝吊挂2.漏斗3.导管4.砂球七,桩头的预处理由于素砼垫层已做好.故桩头上部的浮浆应采用预先处理的方法.灌料到达孔口时.超灌一定数量的砼.并将料面上部的浮浆部份铲掉.铲除的数量.保证料面上的砼达到正常为止.用这种方法处理后.为F一工序施工打下了良好的基础.桩基工程完工.就可验收,放线,施工承台.节省丁时间和费用.八,施工质量的检验结果(一)桩身质量的充盈系数.在1.04,1.27之间.(二)桩身砼强度均达到设计要求的C25标准.(三)工程桩的桩位偏差.赃顶标高偏差均达到规范要求.(四)桩身质量的低应变动测检验30根.结果如表3所列;均达较好以上要求桩身质量检验结果汇总表.表3序桩号桩径桩长波速波形砼质量眭身完整性号(mm)(m)(m/s)l180022.O8规律39oo较好完整(在15.70m处轻微离析)2580022.16规律3871较好完整32080022.14规律3900较好完整42280022.1l规律4o08好完整(在2.78m处扩颈>2480022.Ol蜕建3973较好完整6338O022.19规律3938较好完整(在15.70m处轻微离惭)74380022.02蚬笮418好完整'在2.5Om扩颈)85380o22.12规律3977较好完整0588o022.10规律3978较好完整l06380022.2O规律3957较好完整】l7480022.13规德4079好完整129080022.06规律3988较好完整陕西建筑l995.J续表3序桩径桩长波速号桩号波形砼质量桩身完整性I(mm)(m)(m/s)139280022.13规律3843较好完整(在10.78m处扩颈)149980022.O2规律3968较好完整(在11.24m处扩颈)151O280022.11规律3900较好完整161O980022.19规律4037好完整(在3.56m处扩颈)l712480022.O8规律3998较好完整1812880022.23规律3701一般完整1913380022.O3规律3978较好完整(在10.12m)处扩颈)2O14180022.19规律3900较好完整2115380022.19规律3900较好完整(在10.73m处扩颈)2215680022.23规律3997较好完整(在3.82m处扩颈)2315880022.12规律4038好完整2416980022.O8规律3958较好完整2517280022.11规律3900较好完整2617480022.13规律3862较好完整2718780022.16规律3919较好完整2818880022.21规律3977较好完整(在10.76m处扩颈)2918980022.OO规律3943较好完整(在3.79m处扩颈)3019280022.O2规律3843较好完整(上接第10页)端或两端)均视为连梁.连梁一般均具有跨度小,截面高,刚度大的特点.连梁内力往往是剪力大,剪压比大.常常有超筋现象.在框架剪力墙结构中也有类似情况.为了解决上述问题,在结构计算中常引进一连梁刚度折减系数,其值一般取为0.55,1.0.对于异型柱结构,梁的两端普遍与肢相连而形成类似连梁的构件,问题虽不似剪力墙结构那么严重,但也存在有超筋现象,为此梁的刚度也应适当减小.一般取值可在0