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【摘 要】复合载体夯扩桩技术是一种全新的地基基础施工技术,主要通过在深层土体形成从内到外的由干硬性混凝土、夯实填充料、挤密土体和影响土体共同构成的复合载体,而后在此复合载体上浇筑钢筋混凝土桩。本文主要介绍了该施工技术的特点、原理、工艺流程、操作要点和质量控制要点等内容。
【关键词】复合载体夯扩桩;施工技术;探讨
Construction technology explore of composite ram-compaction consolidate piles
Kong Peng
(Shangdong construction group joint-stock company Weifang Shangdong 261041)
【Abstract】Composite ram-compaction consolidate piles is one bran-new construction technology of foundation,the composite ram-compaction is formed by hard concrete、 compacted stuffing、compacted soil mass and influencing soil mass,after the composite ram-compaction forming, then pouring concrete on that basis.This thesis introduces features、principle、process flows、key operation and quality control points etc of this technology.
【Key words】Composite ram-compaction consolidate piles;Construction technology;Explore
1. 前言
复合载体夯扩桩技术是一种全新的地基基础施工技术,它在拟建场地属软弱地基的情况下,采用孔内深层强夯的方法,利用重锤对桩端下土体连续填料夯击,并通过三击贯入度作为收锤标准,在被加固土层中形成从内到外的由干硬性混凝土、夯实填充料,挤密土体和影响土体共同构成的复合载体,而后在此复合载体上浇筑钢筋混凝土桩。
2. 复合载体夯扩桩技术特点
2.1 突出的承载能力;复合载体夯扩桩通过对桩端下一定范围的土体进行最优的加固挤密,不断对原有土体进行填料夯击,随着能量不断的累积,从而使土体承载能力得到大幅提高,极大地改善了桩的承载性状。
2.2 显著的经济效益:该项技术将地基处理与基础施工合二为一,即降低地基处理费用,又节约基础投资,在提供相同承载力的情况下,采用该技术可节约10~20%的基础投资。
2.3 环保、节能:复合载体夯扩桩恰当地利用了土的可压缩性和约束机理,在施工中能就地取材,充分地利用固体废弃物或廉价的建筑材料作为填充料,做到了环保节能。
3. 工艺原理
复合载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体、影响土体组成,由于在被加固土层内填料并施以强力冲击,使土体被挤密,桩端下4m范围土的压缩模量可提高1.35倍,承载力提高1.5~1.58倍,使被加固土层成为一个硬层,并与其下的持力层形成了双层地基,从而使单桩承受的荷载被加固土层向下扩散,所以沉降小、承载力大幅度提高。桩身承受的集中荷载通过复合载体的分层扩散作用,消除桩端的应力集中,并逐层降低至天然土体能够承受的程度,改善了土体的受力状态,从而有效的缩短桩长,并大幅度的提高承载能力,减小桩基沉降。
4. 施工工艺及操作要点
4.1 施工准备。
(1)技术人员认真学习设计图纸、施工技术规范,向现场施工人员进行技术交底。施工人员检查现场高程是否与设计吻合。
(2)施工设备。
ZHY3500-22KW桩机。护筒采用无缝钢管,直径、长度根据设计而定;重锤质量在3.5t,长度应大于沉桩管1~1.5m,并配有自动脱钩装置。
4.2 复测桩位线。
(1)测量人员按建设单位所提供的现场坐标,按桩基平面布置图测放各控制点及桩位,桩位偏差小于20mm。
(2)技术人员对测放的桩位进行验收,核实无误后,将测量成果报现场监理工程师验线。
4.3 桩机对位。
检查载体桩机设备工作是否正常,移动载体桩机精确对准钻机所引的桩位。
4.4 沉护筒至设计标高。
桩机就位后,机长负责进行桩机调试,用水平尺进行桩机水平方向的调整,用经纬仪或吊锤进行垂直方向的调整,以确保桩机护筒处于垂直状态。护筒入土过程中,必须控制好护筒下沉速度。
4.5 填料夯击。
护筒沉至设计标高后,提升重锤高出填料口,进行填料,锤做自由落体夯击填充料。
4.6 测三击贯入度。
承载体形成密实状态后,测量三击贯入度。测三击贯入度,每级贯入度应比前击小或相等,三击总贯入度应小于30cm;如不满足,则应继续填料夯击至满足三击贯入度要求。
4.7 夯填干硬性混凝土。
三击贯入度满足设计要求后,分次夯填干硬性混凝土,继续夯击至锤底出护筒2cm~5cm。
4.8 安放钢筋笼。
现场用钢筋头焊接成“十”字状止浮器,放置钢筋笼时,保证垂直,认真检查钢筋是否有卡护筒问题,重点检查钢筋笼外径、吊环及钢筋笼的顺直等情况,并使钢筋笼距孔壁四周相同且主筋混凝土保护层厚度不小于40cm,放入钢筋笼后测设钢筋笼顶端标高,施工时用细长锤压在钢筋笼顶端。
4.9 浇筑混凝土。
从护筒填料口灌入混凝土,连续灌至桩顶标高,由于浮浆上升,桩顶混凝土质量较差,故桩顶混凝土终浇高程应比设计标高高出不小于500mm,待混凝土凝固后凿去。
4.10 拔护筒。
从护筒壁预留口投放混凝土并下棒振捣交替进行,直至完成,护筒提拔速度控制在0.8m/min左右,匀速提升,同时观察钢筋笼是否移位。混凝土浇注完毕后,将护筒拔出,拔出筒时速度要慢。
4.11 振捣混凝土。
振捣时,一次插到底,要快插,并逐渐慢慢上拔至桩顶。
4.12 桩头剔凿。
桩头挖出后先将桩头附土人工清除,露出桩体混凝土,然后将桩顶标高用水准仪引测至桩头上,用墨斗将各标高点连成一圈弹线。利用手提石材切割机在桩顶标高墨线处沿桩体混凝土切入2~3cm,防止损伤桩内受力钢筋,然后人工剔除桩头混凝土。
5. 施工中常见问题的预防与处理
5.1 卡锤:由于落距过大,冲力过大,底部土层较软时,当主机卷扬机拔不出桩锤时,可用桩机副卷扬机系统拔出桩锤。
5.2 拔不出护筒:当成桩与拔筒时间间歇过长,拔筒困难时,可采用2台桩机合力拔出或吊车拔出,也可利用桩机上的主卷扬机,通过副卷扬机滑轮组拔出护筒。
5.3 提护筒钢筋笼跟着走:放置钢筋笼时,应认真检查钢筋是否有卡护筒问题。如发现钢筋笼跟着走时,应停拔护筒,并用桩锤下压钢筋笼使其复位,然后提护筒。
5.4 提护筒桩跟着走:如果发现桩跟着走的现象,应立即停拔护筒,用桩锤将桩体压回原位,然后再提护筒。如果不见效,可采取复打法处理。
5.5 断桩:应采取措施防止断桩的发生,如果发现断桩,应将断桩段拔去,并将表面清理干净后充分湿润,增大桩身混凝土截面面积或加钢筋联结后再重灌混凝土补做桩身。
5.6 桩位移:应避免人为的操作失误,对于桩位偏移超出允许值的一般采取加宽承台,增设钢筋的方法解决,具体由设计人员决定。
6. 结束语
复合载体夯扩桩环保节能,承载力大,并具有显著的经济效益,其推广应用空间非常广阔。
[文章编号]1006-7619(2010)08-04-703
【关键词】复合载体夯扩桩;施工技术;探讨
Construction technology explore of composite ram-compaction consolidate piles
Kong Peng
(Shangdong construction group joint-stock company Weifang Shangdong 261041)
【Abstract】Composite ram-compaction consolidate piles is one bran-new construction technology of foundation,the composite ram-compaction is formed by hard concrete、 compacted stuffing、compacted soil mass and influencing soil mass,after the composite ram-compaction forming, then pouring concrete on that basis.This thesis introduces features、principle、process flows、key operation and quality control points etc of this technology.
【Key words】Composite ram-compaction consolidate piles;Construction technology;Explore
1. 前言
复合载体夯扩桩技术是一种全新的地基基础施工技术,它在拟建场地属软弱地基的情况下,采用孔内深层强夯的方法,利用重锤对桩端下土体连续填料夯击,并通过三击贯入度作为收锤标准,在被加固土层中形成从内到外的由干硬性混凝土、夯实填充料,挤密土体和影响土体共同构成的复合载体,而后在此复合载体上浇筑钢筋混凝土桩。
2. 复合载体夯扩桩技术特点
2.1 突出的承载能力;复合载体夯扩桩通过对桩端下一定范围的土体进行最优的加固挤密,不断对原有土体进行填料夯击,随着能量不断的累积,从而使土体承载能力得到大幅提高,极大地改善了桩的承载性状。
2.2 显著的经济效益:该项技术将地基处理与基础施工合二为一,即降低地基处理费用,又节约基础投资,在提供相同承载力的情况下,采用该技术可节约10~20%的基础投资。
2.3 环保、节能:复合载体夯扩桩恰当地利用了土的可压缩性和约束机理,在施工中能就地取材,充分地利用固体废弃物或廉价的建筑材料作为填充料,做到了环保节能。
3. 工艺原理
复合载体由干硬性混凝土、填充料、挤密土体、影响土体组成,由于在被加固土层内填料并施以强力冲击,使土体被挤密,桩端下4m范围土的压缩模量可提高1.35倍,承载力提高1.5~1.58倍,使被加固土层成为一个硬层,并与其下的持力层形成了双层地基,从而使单桩承受的荷载被加固土层向下扩散,所以沉降小、承载力大幅度提高。桩身承受的集中荷载通过复合载体的分层扩散作用,消除桩端的应力集中,并逐层降低至天然土体能够承受的程度,改善了土体的受力状态,从而有效的缩短桩长,并大幅度的提高承载能力,减小桩基沉降。
4. 施工工艺及操作要点
4.1 施工准备。
(1)技术人员认真学习设计图纸、施工技术规范,向现场施工人员进行技术交底。施工人员检查现场高程是否与设计吻合。
(2)施工设备。
ZHY3500-22KW桩机。护筒采用无缝钢管,直径、长度根据设计而定;重锤质量在3.5t,长度应大于沉桩管1~1.5m,并配有自动脱钩装置。
4.2 复测桩位线。
(1)测量人员按建设单位所提供的现场坐标,按桩基平面布置图测放各控制点及桩位,桩位偏差小于20mm。
(2)技术人员对测放的桩位进行验收,核实无误后,将测量成果报现场监理工程师验线。
4.3 桩机对位。
检查载体桩机设备工作是否正常,移动载体桩机精确对准钻机所引的桩位。
4.4 沉护筒至设计标高。
桩机就位后,机长负责进行桩机调试,用水平尺进行桩机水平方向的调整,用经纬仪或吊锤进行垂直方向的调整,以确保桩机护筒处于垂直状态。护筒入土过程中,必须控制好护筒下沉速度。
4.5 填料夯击。
护筒沉至设计标高后,提升重锤高出填料口,进行填料,锤做自由落体夯击填充料。
4.6 测三击贯入度。
承载体形成密实状态后,测量三击贯入度。测三击贯入度,每级贯入度应比前击小或相等,三击总贯入度应小于30cm;如不满足,则应继续填料夯击至满足三击贯入度要求。
4.7 夯填干硬性混凝土。
三击贯入度满足设计要求后,分次夯填干硬性混凝土,继续夯击至锤底出护筒2cm~5cm。
4.8 安放钢筋笼。
现场用钢筋头焊接成“十”字状止浮器,放置钢筋笼时,保证垂直,认真检查钢筋是否有卡护筒问题,重点检查钢筋笼外径、吊环及钢筋笼的顺直等情况,并使钢筋笼距孔壁四周相同且主筋混凝土保护层厚度不小于40cm,放入钢筋笼后测设钢筋笼顶端标高,施工时用细长锤压在钢筋笼顶端。
4.9 浇筑混凝土。
从护筒填料口灌入混凝土,连续灌至桩顶标高,由于浮浆上升,桩顶混凝土质量较差,故桩顶混凝土终浇高程应比设计标高高出不小于500mm,待混凝土凝固后凿去。
4.10 拔护筒。
从护筒壁预留口投放混凝土并下棒振捣交替进行,直至完成,护筒提拔速度控制在0.8m/min左右,匀速提升,同时观察钢筋笼是否移位。混凝土浇注完毕后,将护筒拔出,拔出筒时速度要慢。
4.11 振捣混凝土。
振捣时,一次插到底,要快插,并逐渐慢慢上拔至桩顶。
4.12 桩头剔凿。
桩头挖出后先将桩头附土人工清除,露出桩体混凝土,然后将桩顶标高用水准仪引测至桩头上,用墨斗将各标高点连成一圈弹线。利用手提石材切割机在桩顶标高墨线处沿桩体混凝土切入2~3cm,防止损伤桩内受力钢筋,然后人工剔除桩头混凝土。
5. 施工中常见问题的预防与处理
5.1 卡锤:由于落距过大,冲力过大,底部土层较软时,当主机卷扬机拔不出桩锤时,可用桩机副卷扬机系统拔出桩锤。
5.2 拔不出护筒:当成桩与拔筒时间间歇过长,拔筒困难时,可采用2台桩机合力拔出或吊车拔出,也可利用桩机上的主卷扬机,通过副卷扬机滑轮组拔出护筒。
5.3 提护筒钢筋笼跟着走:放置钢筋笼时,应认真检查钢筋是否有卡护筒问题。如发现钢筋笼跟着走时,应停拔护筒,并用桩锤下压钢筋笼使其复位,然后提护筒。
5.4 提护筒桩跟着走:如果发现桩跟着走的现象,应立即停拔护筒,用桩锤将桩体压回原位,然后再提护筒。如果不见效,可采取复打法处理。
5.5 断桩:应采取措施防止断桩的发生,如果发现断桩,应将断桩段拔去,并将表面清理干净后充分湿润,增大桩身混凝土截面面积或加钢筋联结后再重灌混凝土补做桩身。
5.6 桩位移:应避免人为的操作失误,对于桩位偏移超出允许值的一般采取加宽承台,增设钢筋的方法解决,具体由设计人员决定。
6. 结束语
复合载体夯扩桩环保节能,承载力大,并具有显著的经济效益,其推广应用空间非常广阔。
[文章编号]1006-7619(2010)08-04-703