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【摘要】随着城市地下综合管廊兴起,钢筋混凝土灌注支护桩技术在管廊基坑垂直支护领域广泛应用,钢筋混凝土灌注支护桩是管廊施工的重要分项工程,桩身垂直度、桩位控制、成桩质量、支护桩冠梁是支护桩质量控制的关键环节,为了保证管廊整体施工质量,满足管廊耐久性要求,确保管廊基坑安全。必须对钢筋混凝土灌注支护桩施工过程中的关键环节进行严控,这样才能保证管廊主体结构安全;防止廊体渗漏;桩体不侵限;杜绝基坑事故。通过探讨影响钢筋混凝土灌注支护桩施工的关键环节和施工现场技术控制要点,更好的对钢筋混凝土灌注支护桩进行有效的质量控制,从而满足基坑安全要求,达到管廊主体施工质量要求。
【关键词】支护桩;关键环节;控制要点;
一、引言
混凝土灌注支护桩技术能在管廊建设中广泛应用,多数是因为基坑深度较大,周边施工场地条件有限,相邻建(构)筑物的影响,地下管线保护,地处繁华地段,无法实施围挡封堵作业等原因。介于以上原因,管廊与支护桩之间的间隙一般设计在10-15cm,管廊主体在靠近支护桩一侧的结构通常采用单侧支模。支护桩桩位、桩身垂直度控制不到位,容易出现桩体倾斜、桩体侵限、桩体超限等质量缺陷。成桩质量控制不到位,容易出现断桩、桩孔塌陷、桩孔缩颈、钻孔漏浆、孔深不足等问题。
所以支护桩的施工质量直接关系管廊建设的基坑安全,关系到管廊建设的成本控制,关系到管廊的使用寿命,必须严格控制。
二、要点控制
1、桩位控制
1)测量必须选择测量资历较深,工作经验丰富,且工作责任心强,爱岗敬业的人员。
2)基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。
3)由于机械及施工环境的局限性,施工现场一般无法进行整体放线,只能采用多次施放桩位的方法进行,根据定位轴线的坐标计算出每一根桩的坐标,待桩位工作面出现,即采用全站仪施放桩位点,再根据该桩位点埋设护筒或采用15-20cm长的钢筋废料埋设点位。
4)由于支护桩施工区域标高不统一,空桩较深,钢筋笼就位时必须按实际孔深、桩顶标高或护筒标高准确计算吊筋长度,以保证钢筋笼布置标高符合设计要求。
5)钢筋笼入孔后,根据吊筋与护筒之间的距离及开孔时护筒上的十字定位线,检查其是否处在桩孔中心;钢筋笼入孔就位后,检查吊筋吊环位置是否与护筒顶标高一致。
2、桩身垂直度控制
1)钻机就位时,应使转盘、底盘水平、使天轮的轮缘、钻杆底卡盘和支护桩的中心在同一直线上,并在钻进过程中防止位移。
2)场地平整坚实,承载力应满足要求,在发生不均匀沉降时,必须随时调整,保证钻杆垂直。
3)机械使用前需对各部位进行认真检查,不满足要求或磨损严重的零部件应及时更换。
4)钻头插销应保证接触紧密,防止钻头晃动偏离轴线。
5)遇障碍物时,应及时采取措施清除,然后再进行钻进。
6)钻机每次出渣后入孔时应保证位于孔位中心,防止偏离轴线。
7)钻机钻孔过程中,应不定时检查钻杆的垂直度。
3、成桩质量控制
3.1 、钢筋笼制作、安装的质量应符合下列要求:
1)钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求,主筋间距,允许偏差±10mm;箍筋间距,允许偏差±20mm;钢筋笼直径,允许偏差±10mm;钢筋笼长度,允许偏差±100mm;
2)分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接或机械式接头(钢筋直径大于20mm),并应遵守国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18和《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定;
3)加劲箍宜设在主筋外侧,当因施工工艺有特殊要求时也可置于内侧;
4) 导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上;
5) 搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放应对准孔位,避免碰撞孔壁和自由落下,就位后应立即固定。
3.2、泥浆的制备
1)除能自行造浆的黏性土层外,均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计。
2)泥浆护壁应符合下列规定:① 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上;② 在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至灌注水下混凝土;③ 灌注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s;④在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
3.3正、反循环钻孔灌注桩的施工
1)对孔深较大的支护桩和粗粒土层中的支护桩,宜采用反循环工艺成孔或清孔,也可根据土层情况采用正循环钻进,反循环清孔。
2)泥浆护壁成孔时,宜采用孔口护筒,护筒设置应符合下列规定:①护筒埋设应准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm;② 护筒可用4~8mm厚钢板制作,其内径应大于钻头直径100mm,上部宜开设1~2个溢浆孔;③ 护筒的埋设深度:在黏性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m。护筒下端外侧应采用黏土填实;其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求;④ 受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩,护筒应加高加深,必要时应打入不透水层。
3)当在软土层中钻进时,应根据泥浆补给情况控制钻进速度;在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。
4)钻机设置的导向装置应符合下列规定:① 潜水钻的钻头上应有不小于3d长度的导向装置;②利用钻杆加压的正循环回转钻机,在钻具中应加设扶正器。
5)如在钻进过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时,应停钻,待采取相应措施后再进行钻进。
6)钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度不应大于200mm。
3.4、桩身完整性检测
支护桩应按100%采用低应变动测法进行桩身完整性检测,合格后方可进行下道工序的施工。检测发现Ⅲ、Ⅳ类桩时,应采用钻芯法补充检测,检测数量不宜下雨总桩数的1%,且不得少于3根。具体检测方式及判定方法可参照《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014的相关规定。
4、支护桩冠梁质量控制
1)支护桩冠梁施工前,应将支护桩顶浮浆凿除干净,桩顶出露钢筋长度应达到设计要求,对不能满足设计要求的应进行搭接焊进行修补。
2)设计支护桩及冠梁若是临时性支护结构,桩顶部钢筋进入冠梁长度不小于500mm;若是作为永久性结构,桩顶部钢筋进入冠梁长度必须满足钢筋锚固要求,有抗震要求的还必须满足抗震设计要求。桩顶钢筋不得漏出冠梁钢筋外侧。
3)冠梁钢筋及模板必须严格依照设计要求进行施工,冠梁必须顺直
4)冠梁就是将单桩支护变成排桩支护的首选构件,冠梁未施工完成或强度为达到设计强度80%以上,不得进行下道工序施工。
三、总结
严格控制管廊钢筋混凝土灌注支护桩关键环节的施工质量,是管廊建设中基坑支护分项工程的一项最经济、有效的措施,如果在钢筋混凝土支护桩施工过程中能够按照以上要求严格管控,加强支护桩桩位、桩身垂直度、成桩质量、支护桩冠梁的重点补防管控,制定科学的应对措施、工序合理、责任到人,那么钢筋混凝土灌注支护桩将为管廊建设在安全、质量、进度、投资方面起到重大作用,管廊耐久性也可得保证。
参考文献:
(1)《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
(2)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50204-2002
(3)《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ 107
(4)《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18
(5)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015
(6)《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014