多层现浇钢筋混凝土结构的基础主要有:桩(预制桩、灌注桩)基础、独立基础、筏板基础等。这里只介绍桩基础、独立基础的施工。
3.3.1桩基础施工
桩基础由桩和承台组成,如图3—18所示。承台一般为钢筋混凝土构件,有低承台和高承台之分。桩一般为钢筋混凝土桩或钢管桩。钢筋混凝土桩按照施工方法的不同可以有预制桩、灌注桩。预制桩是指在地面上(工厂或现场)按设计图纸要求直接制作好桩身;灌注桩是指先用一定的成孔方法形成桩孔,然后放入钢筋笼,最后浇筑混凝土成桩。在四川地区钢管桩的使用不多见,这里不作介绍。
桩基础的施工应按照设计图纸和施工规范以及施工技术方案的要求进行。
3.3.1.1预制桩基础施工
预制桩主要有预制普通钢筋混凝土方桩、预制预应力混凝土管桩等。预制桩进入到土层中可以有打入法(锤击沉桩)、静力压桩法、振动沉桩法、水冲法等多种施工方法。
1.打入法
(1)桩的制作、吊运和堆放
1)普通钢筋混凝土方桩制作
①制作钢筋骨架。按照施工图纸以及施工规范的要求制作好钢筋骨架。
②桩身制作。制作场地应平整、坚实、排水通畅,现场制作桩身时,应考虑打桩机械的行驶路线,减少场内搬运;桩身可以重叠生产制作,桩的重叠层数一般不超过4层,每层桩的混凝土浇筑可以用并列法(即依次逐根浇筑)或间隔法(即中间一根桩利用两侧的桩身作模板进行浇筑),浇筑前,桩的接触面应涂刷好隔离剂,应注意上层桩或邻桩的浇筑应在下层桩或邻桩混凝土强度达到设计强度的30%以上后才进行;模板装配前,先放好桩身中心线及四周边线,再安装好模板,要复核长度及截面等尺寸,并涂刷好隔离剂;制作好的钢筋骨架放入模板后,要安好垫块并进行钢筋检查;混凝土的浇筑应由桩顶向桩尖连续进行,浇筑中应保证钢筋位置正确、模板及支撑牢固、混凝土振捣密实,要制作好混凝土试块;应在桩身上标明编号、制作日期和吊点位置并填写制桩记录。
2)预应力管桩制作
预应力管桩是一种空心截面的预制混凝土构件,是在工厂经先张预应力、离心成型、高压蒸养等工艺生产而成的。预应力管桩按桩身强度等级的不同分为PC桩(C60、C70)和PHC桩(C80);按桩身抗裂弯矩的大小分为A型、AB型和B型(A型最大,B型最小)。外径有300、400、500、550和600mm,壁厚为65~125mm,常用节长为7~12m。
(2)桩的起吊、运输和堆放
1)起吊。混凝土预制桩其强度达到设计规定的强度后方可起吊。重叠生产的桩在起吊前应用撬棍或其他工具将桩拨动使其脱开,严禁使用千斤顶顶升桩尖。
吊点的设置应符合设计要求。
起吊应平稳,并采取适当的保护措施。
2)运输。运输时桩身的混凝土强度应达到设计强度的100%。可以用平板车进行运输,运输中应保持平稳。
3)堆放。桩的堆放场地应平整坚实,不得产生不均匀沉陷。垫木位置应与吊点位置相同,并保持在同一平面上。各层垫木应上下对齐。桩的对方应按打桩的要求分规格依次进行,堆放层数不宜超过4层。
(3)打入法施工
1)打桩前的准备工作
①清理 打桩施工前应认真清除施工现场内所有妨碍打桩施工的障碍物。
②场地平整 应进行整个施工场地的平整工作,并保证场地排水良好。
③进行打桩试验 施工前应作数量不少于2根桩的打桩工艺试验,通过试桩可以了解桩的沉入时间、最后贯入度、持力层的强度、桩的承载力等以及发现施工过程中可能发生的问题和意外,并检验所选施工工艺、打桩设备能否完成打桩任务,
④抄平放线 打桩现场应设置数量不少于2个的控制桩,要测设出基础轴线和每个桩位。
2)打桩设备
打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置。桩锤对桩施加冲击力,将桩打入土中。桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤和液压锤等;桩架将桩吊到打桩位置,支持桩身和桩锤,并在打桩过程中引导桩的方向,保证桩锤沿着所要求的方向冲击。桩架有滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架三种。
3)确定打桩顺序
大量的桩打入土中,自然对土体有挤密作用。可能会造成先打入的桩偏移变位或因垂直挤拔而形成浮桩,而后打入的桩也可能因土的挤密而难以达到设计标高或造成土的隆起。
因此,在打桩前,根据桩的密集程度、桩的规格以及桩架的移动方便等确定正确的打桩顺序是必要的。
一般地,当桩的中心距小于或等于四倍桩径或边长时(即桩比较密集),可采用由中间向两侧对称施打或自中央向四周施打的顺序,如图3—21所示。当桩的数量多时,也可以分区段施打,如图3—22所示;还可以有逐排打设、由两侧向中央打设等顺序,如图3—23所示
另外,先深后浅、先长后短、先大后小也是在确定打桩顺序时应考虑的。
4)试桩
试桩的目的是为了确定停打原则或取得相应的技术参数(如贯入度)。试桩的根数不应少于2根。
6)停打原则
在打桩过程中,应密切注视桩的入土状态,当发现贯入度剧变、桩身突然倾斜、移位或有严重反弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎时,应暂停打桩,并会同有关单位处理。在正常打桩情况下,如发生桩顶破碎或桩身开裂时,应停止打桩查明原因并及时处理。当需要接桩时应停止打桩。
停止锤击可以按以下原则:桩端位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主,贯入度为参考;桩端达到坚硬、硬塑的粘土、中密以上的粉土、碎石类土、砂土、风化岩时,以贯入度控制为主,桩端标高可作参考;贯入度已达到而桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。必要时,施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。
5)打入施工工艺
打入施工工艺是:桩机就位——插桩及校正——打桩(送桩)——记录贯入度
①桩机就位 桩机就位后,桩锤应对准桩位,将桩锤和桩帽吊至足够高度。
②插桩及校正 桩尖对准桩位,扶正桩身,安好衬垫,套上桩帽,放下桩锤,桩锤、桩帽和桩身应在同一垂线上。用经纬仪校正桩身垂直度,将其控制在0.5%
以内。打桩开始后,当桩入土一定深度时应复核桩身的垂直度。
③打桩(送桩) 刚开始打桩时,应低锤轻打,随着沉桩加深,可适当增加桩锤落距。但用落锤或汽锤打桩时,最大落距不宜大于1m。打桩过程中应观察桩锤回弹情况。如遇孤石或穿过砂卵石层等硬夹层时,桩锤落距应适当放低。用送桩器送桩时,送桩器应与桩身位于同一垂线上。
④记录贯入度 打桩过程应做好测量和记录。用落锤、单动汽锤或柴油锤打桩时,从开始即需统计桩身每沉落1m所需的锤击数。当桩下沉到接近设计标高时,则应以一定落距测量其每个阵击(10击)的沉落值(即贯入度),并判断是否符合设计要求的最小贯入度。如用双动汽锤,从开始应记录桩身每下沉1m所需要的工作时间,以观察其沉入速度。当接近设计标高时,应测量每分钟的下沉值,以保证桩的设计承载力。贯入度记录表参见表3—-21。
7)接桩
预制桩施工当桩长很长时,往往将桩分节制作,因此需要接桩。打桩施工接桩一般在下节桩距地面一定高度处(预制桩一般0.5~0.8m,预应力管桩一般1~1.2m)进行。预制混凝土方桩接长的方法有焊接法和浆锚法,浆锚法仅适用于软弱土层。预应力管桩接长采用焊接法。
8)桩头处理
①预制桩头 按照设计标高进行测量,画出截桩红线,凿去多余的混凝土,桩头应凿平、清理干净,桩身主筋伸入承台的长度应符合设计要求;如桩的长度不够,接桩应按照设计要求。
②预应力管桩头 土方开挖至设计标高露出管桩后,如需截桩应先截桩,再清理干净管桩内的所有杂物,将钢板悬吊于孔内作底模,深度不少于600mm,按要求绑扎好钢筋后,用不低于C40的混凝土浇筑。混凝土内应掺入膨胀剂。预应力管桩锚筋应与基础底板钢筋焊牢。/DIV>
2.静力压桩法
静力压桩法是利用静力压桩机直接将桩压入土中的一种沉桩工艺。由于静力压桩法是以静力(由自重和配重产生)作用于桩顶,因此在压桩过程中没有噪音和振动。静力压桩法适用于软土地基。
静力压桩机有顶压式、箍压式和前压式三种。
顶压式压桩机由桩架、压梁、桩帽、卷扬机、滑轮组等组成。按行走机构不同,又可分为托板圆轮式、走管式和步履式三种。压桩时卷扬机开动,收紧钢丝绳,活动压梁对桩顶加压,将桩逐步压入土中。此种压桩桩长不超过15m。顶压式压桩机如图3—26所示。
箍压式压桩机是较新的机型。图3—27所示的WJY—400型液压压桩机,全液压操纵,配有起重装置,行走机构为新型的液压步履机,可作360°回转,可自行完成桩的起吊、就位、接桩和配重装卸。压桩中利用液压夹持装置抱夹桩身,再垂直压入土中。此种压桩每节桩长可达20m。
前压式压桩机是最新的机型,每节桩长可达20m。这种机型可靠近建筑物压桩。
静力压桩施工中桩一般是分节压入切应连续进行,在距地1m左右进行接桩。
终止压桩的条件可以按以下要求:对摩擦桩,终压时以设计桩长为控制条件;对于长度大于21m的端承摩擦型静压桩,应以设计桩长控制为主,终压力值为参考;对于设计承载力要求较高的桩,终压力值应尽量接近压桩机满载值;对长14~21m的静压桩,应以终压力值达到满载值为终压控制条件;对桩周土质较差且设计承载力要求较高的桩,宜复压1~2次为佳;对长度小于14m的桩,宜连续多次复压。
3.振动沉桩法
振动沉桩法是将振动桩机刚性固定在桩头上,振动沉桩机产生垂直方向的振动力,桩也沿着竖直方向上下振动,桩身与土层之间的摩擦力减少,在自重和机械力的作用下沉入土中。
振动沉桩施工主要适用于砂石土、黄土、软土和亚粘土,在含水砂层中效果更佳。
振动沉桩施工应连续进行。
4.水冲沉桩法
水冲沉桩法是利用高压水冲刷桩尖下的土层,以减少桩身与土层之间的摩擦力和下沉时的阻力,使桩在自重作用或锤击下沉入土中。
水冲沉桩法施工适用于砂土、砾石或其他较坚硬土层,对施工重型桩很有效。但必须考虑大量的水进入土中是否会对原有基础产生影响。
3.3.1.2灌注桩基础施工
灌注桩基础由灌注桩和承台组成。灌注桩是先以一定的手段(人工或机械)在桩位上形成桩孔,然后放入钢筋笼,最后浇筑混凝土所成的桩。灌注桩按成孔方式的不同可分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩等。由于一个基础下可能有多根桩,以及在成孔时因振动等原因可能造成塌孔或造成成桩质量问题,因此必须采取一定的成孔顺序。施工中对土有挤密作用和振动影响时,可以结合现场情况,采取间隔一或二个桩位成孔、先成中间孔再成周围孔、在临桩混凝土初凝前或终凝后成孔等方式。
1.泥浆护壁钻孔灌注桩及钻扩桩施工
泥浆护壁钻孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆进行护壁,通过循环泥浆将被钻头切下的土排出孔外成孔,放入钢筋笼后,再浇筑混凝土所成的桩。这种方法适用于地下水位下的粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石土及风化岩层,也适用于地质条件复杂、夹层较多、风化不均、软硬变化较大的岩层。
钻扩桩是在直状孔桩的基础上发展起来的。当钻孔达到设计持力层后,?????I舀???换上特殊的扩底钻头,将桩的底部扩大。
(1)施工设备
成孔机械主要有回钻钻机、潜水钻机、冲击钻等,以回钻钻机应用最为广泛。回钻钻机配有笼式柱状钻头和扩底钻头。常用的3种扩底钻头是:MRS系列扩底钻头、YKD系列油压扩底钻头和MRR系列基岩扩底钻头。
(2)施工工艺流程
定位放线 —— 埋设护筒 —— 泥浆制备 —— 钻机就位 —— 钻进成孔(泥浆循环排渣)—— 成孔检测 —— 清孔
—— 安放钢筋笼 —— 下导管 —— 再次清孔 —— 浇筑混凝土成孔。
对扩底桩,还应包括换扩底钻头、扩底成孔等工序。
(3)施工要点
1)埋设护筒
护筒的作用是固定桩孔位置、保护孔口、维持孔内水头、防止塌孔和为钻头导向。护筒用钢板制成,高出地面04~06m,内径应比钻头直径大100~200
mm,上部开12个溢浆孔。护筒埋置深度在粘土中不小于1.0m,在砂土中不小于1.5m,其高度应满足孔内泥浆液面高度要求。护筒内泥浆面应保持高出地下位1m以上。护筒应埋设准确,允许偏差不大于50
mm。
2)泥浆制备
泥浆的作用是护壁和携带土渣。泥浆可以利用孔内原土造浆(在粘土和粉质粘土中)和选用高塑性的粘土或膨润土制备。泥浆的技术指标主要是泥浆密度、粘度、含砂率和胶体率等。在砂土和较厚夹砂层中成孔时,泥浆密度应控制在1.1~1.3g/cm吃谌菀姿椎耐敛阒谐煽资保嘟芏扔刂圃?.3~1.5g/cm常荒嘟扯任?8~22s;含砂率为4~8%;胶体率为不小于90%。
施工中应经常测定并保持泥浆指标。为保证泥浆质量可以掺入增重剂、增粘剂、分散剂等材料。
对废弃泥浆的处理必须符合环保要求。
3)钻进成孔
回转钻成孔在国内应用最多,有正循环和反循环两种成孔工艺。正循环成孔是泥浆由钻杆输进,泥浆沿孔壁上升进入泥浆池,经处理后进行循环。反循环成孔是从钻杆内腔抽吸泥浆和钻渣,泥浆经处理后进行循环。根据抽吸原理不同又可分为泵吸反循环、气举反循环和射流反循环3种。泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用进行反循环;射流反循环是利用射流泵射出的高压水流产生的负压进行反循环;气举反循环是利用送入压缩空气产生反循环。
初期钻进速度不宜太快,在孔深4.0m以内,不超过2m/h,以后不要超过3m/h。
4)成孔检测
应检测成孔孔径、扩底直径、孔深、、孔斜、沉渣厚度等指标。
5)清孔
以原土造浆的钻孔,清孔时注入清水,同时钻具只钻不进,待泥浆的相对密度降1.1左右即可认为清孔合格;对于制备泥浆的钻孔,采用换浆法清孔,至换出泥浆的相对密度1.15~1.25时认为合格。对于扩底桩,宜采用泵吸反循环清孔。应根据不同地质条件选用不同泵量和方法,以利于清孔。
清孔符合要求后应再次验收孔深、沉渣厚度等。
6)水下混凝土浇筑
因孔内充满了水,混凝土浇筑采取水下导管法。
导管采用直径200mm的钢管,每节长3~4m,使用前做封闭水试验,以15min不漏水为宜。
导管安装时其底部高出孔底300~400mm。开始浇筑时管内混凝土应足够,要?????I舀???保证导管一次埋入混凝土中0.8m以上。
混凝土浇筑应保持连续。边浇筑边拔管,拔管速度应慢,拔管过程中应保持导管埋在混凝土中2~3m。
2.沉管灌注桩施工
沉管灌注桩是以锤击或振动方式将一定直径的钢管沉入土中形成桩孔,然后放入钢筋笼,最后浇筑混凝土并拔出钢管所成的桩。由于有锤击和振动两种沉管方式,因此,又可分为锤击沉管灌注桩和振动沉管灌注桩。
(1)施工设备
沉管灌注桩的施工设备与预制桩打入法和振动沉桩法所用的设备相同。
(2)施工工艺流程
1)锤击沉管
定位放线→安放桩尖→桩机就位→桩管安装并套在桩尖上→校正钢管垂直度→锤击沉管至设计要求的贯入度或设计标高→安放钢筋笼→浇筑混凝土→拔管、敲击钢管振实混凝土。
2)振动沉管
定位放线 —— 桩机就位 —— 桩管安装并校正垂直度 —— 振动沉管至设计要求深度 —— 安放钢筋笼 —— 混凝土浇筑
—— 拔管
(3)施工要点
1)安放桩尖
锤击沉管施工中采用预制混凝土桩尖,应先根据桩位位置埋设好。桩管应垂直套在桩尖上,为防止水以及泥土的进入,应将交接处处理好。
振动沉管施工中采用活瓣桩尖,由桩管自带。施工中先将活瓣合拢,开始浇筑混凝土时再打开。
2)桩管安装和校正
应使桩管、桩锤、桩架等在同一垂直线上,允许偏差应控制在0.5%以内。
3)沉管
锤击沉管同预制桩打入施工,应测定好贯入度和标高。要使其满足设计要求。
振动沉管应控制好沉管深度使符合设计要求。
4)拔管
沉管符合设计要求后,安放好钢筋笼,在管内充满混凝土,进行混凝土浇筑并开始拔管。拔管过程中应保持管内混凝土高度不少于2m。
拔管要均匀,拔管速度不宜过快。一般土层中以不大于1m/min为宜,在软弱土层中应控制在0.8m/min以内。
锤击沉管拔管时应锤击钢管使产生振动而使混凝土密实。锤击次数视桩锤的类型而定。锤击沉管灌注桩施工可以采用单打法、复打法。单打法是指一次完成桩的施工。为提高桩的质量和承载能力,还可采用复打法,其施工顺序是:在第一次混凝土浇筑施工完毕(未放钢筋笼)及拔出钢管后,清除管壁上及桩孔周边地面的污泥,立即在原桩位上再安放桩尖,第二次复打沉管,使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径,然后再放入钢筋笼和进行第二次混凝土浇筑。复打施工应注意使两次沉管的轴线重合,且必须在第一次浇筑的混凝土初凝前进行。
振动沉管拔管时应开启激振器,边振动边拔管使混凝土密实。振动沉管灌注桩施工可采用单振法、反插法或复振法。①单振法。同锤击沉管的单打法。②反插法。是指开始拔管后,每次拔管高度0.5~1.0m,向下反插0.3~0.5m,反复进行直至拔出地面。拔管过程中应始终保持振动。反插法也能增加桩的截面和提高桩的承载能力。③复插法。同锤击沉管的复打法。
3.人工挖孔桩施工
人工挖孔桩是指由人力挖掘成孔,放入钢筋笼,最后浇筑混凝土而成的桩。人工挖孔桩具有施工设备简单、无噪声、无振动、无环境污染、对周边影响小、施工速度快等特点。同时,开挖后能直接观察到地质情况,还能清除干净孔底沉渣,因而施工质量可靠。但由于是人工成孔,当挖孔深度大时,成孔人员的安全无疑是重大问题。
(1)施工机具
人工挖孔施工的施工机具较为简单。常用的有:电动或手动葫芦、提土桶、潜水泵、鼓风机和输风管、镐、锹、土筐、照明灯、对讲机、电铃等。
(2)施工工艺流程
定位放线→挖第一节桩土方、清理、核对中心线→绑第一节护壁钢筋→
支第一节护壁模板→浇第一节混凝土、做护圈、拆模→第二次投测标高及核对中心线→安装提升设备→挖第二节桩土方、清理、核对中心线和垂直度→绑第二节护壁钢筋→支第二节护壁模板→浇第二节护壁混凝土、拆模→重复以上施工至设计要求深度,检查持力层情况→扩孔→验收桩孔和持力层→清孔→安放钢筋笼→浇筑混凝土。
(3)施工注意点
1)成孔质量控制
成孔质量包括垂直度和中心线偏差、孔径、孔形等。成孔中应随时检查桩孔的垂直度和中心线偏差并控制在允许偏差范围内。
2)防止塌孔
护壁是人工挖孔桩施工中防止塌孔的构造措施。施工中应按照设计要求做好护壁。护壁混凝土强度在达到1Mpa后方能拆除模板。
地面水往孔边渗流会造成土的抗剪强度降低,可能造成塌孔,要解决好地面水的排水问题。
地下水对挖孔有着重要影响,尤其是地下水丰富以及地下水位高时。如遇地下水位高或地下水量大时,应先采取降水措施,再进行挖孔施工。如遇局部小的渗流,可以边排水边挖,但应有治理流砂现象发生的预案或直接采取措施防止流砂现象发生。在松软土层或流砂层中挖孔时,可以将施工段高度减小(如300~500mm)或采用钢护筒护壁。
3)混凝土浇筑
清孔必须干净,混凝土浇筑前应排除孔内大量的积水。如地下水较多不能及时抽干时,可以采取导管法水下浇筑混凝土。混凝土浇筑应连续进行,一个桩孔一次浇筑完毕。孔深较大时,应采取措施防止混凝土因倾落高度过大而产生离析等质量问题。
4)施工安全问题
必须特别注意操作人员井下作业的安全问题。要制定和采取可靠的安全措施,要严格遵守安全操作规程,要有发生安全事故的处理预案。主要有:井下人员的安全设施设备;孔口的安全防护;安全教育;井下有害气体(主要为甲烷、二氧化碳、硫化氢等)的测定和防护措施;新鲜空气的输送等。
3.3.1.3常见质量问题与事故的分析与处理
1.预制桩
(1)露桩和短桩
露桩是指桩进入到持力层一定深度后就无法再打入,桩身露出过多。短桩是指沉桩已经达到设计标高而贯入度还很大或还未进入持力层。
1)原因分析
①地质勘察不准确或精度不够,对持力层的变化未查清楚。
②持力层变硬或变软,使桩难以打入或贯入度太大。
③打桩机械与设计桩长以及持力层性质不匹配。
2)预防措施与处理方法
①查清原因。从分析地质勘察资料着手,持力层起伏变化较大处应补充勘察。对于重要的建筑物,勘察单位应提交“持力层等高线图”或“持力层等深线图”。
②在现场进行试桩后应确定停锤标准。应根据试桩资料及时调整桩长。
③如打桩机与桩长和地质条件不匹配,应更换打桩机。
④对露出地面的桩应用专用截桩机进行截桩。
⑤短桩在2m以内采用送桩器送桩,超过2m应接桩。
(2)斜桩
斜桩是指桩沉入过程中垂直度偏差过大。规范规定,斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。
1)原因分析
①打桩机基础在打桩中产生不均匀沉降,造成打桩倾斜。
②桩就位时不垂直,桩帽、桩锤、桩身不共线。
③沉桩时遇孤石或其他坚硬物,使桩发生倾斜。
④由于桩过多过密,土层挤压造成桩倾斜。
⑤接桩时,两节桩不在同一轴线上。
2)预防措施与处理方法
①场地应平整坚硬,不使打桩机打桩中产生不均匀沉降。
②如有坚硬障碍物应先将障碍物钻穿,再打桩。
③控制垂直度时,应重点注意第一节桩。
④垂直度有偏差时应立即纠正。必要时,可以将桩拔出重打。桩进入土层一定深度后桩发生较大倾斜时,垂直度纠正不宜用桩架进行,以免将桩折断。无法纠正时,应以废桩处理。
⑤应使桩中心距大于4d(d为桩径或边长)。
⑥尽量减少接桩。接桩时应使上下两节桩在同一轴线上。
(3)沉桩遇到“硬层”桩无法沉入
硬层是指浅层的老基础、孤石和深处的硬塑老粘土、密实砂卵石层等。桩遇这些硬层时无法继续沉桩。
1)原因分析
地质勘察时未查清这些“硬层”的分布深度和性质,或者在地质勘察报告中未特别强调,没能引起设计和施工人员的重视。
2)预防措施与处理方法
①打桩前应仔细阅读地质勘察报告,认真分析地质情况,采取有效的预防措施。
②先进行探桩。如浅层遇“硬层”,应预先挖除。
③深层遇“硬层”时,可以用钻机将“硬层”钻穿,再继续沉桩。
④施工桩机能量应与桩的设计要求、桩径、桩长以及地质条件相匹配。
2.泥浆护壁钻孔桩及扩孔桩
(1)断桩
1)原因分析
①导管距孔底过?????I舀???远,混凝土被泥水稀释,水灰比大大增加,造成混凝土不凝固。
②桩身中段因地下水影响或导管密封不好而出现混凝土不凝体。
③桩身中因导管提升过快、停电、待料等原因形成夹渣。
④桩身局部因浇筑方法不当出现空洞体。
2)预防措施
①清孔必须认真进行,必须达到设计或规范规定的要求.
②浇筑混凝土前应认真测量孔径,计算出全孔以及首次浇筑孔段的混凝土需要量.应特别注意扩孔后的孔径情况,避免首次混凝土量不足.
③首次混凝土量应满足将导管埋入0.8m以上的要求.
④首次浇筑混凝土时,应先装入足够的水泥砂浆,并尽量一次性灌入孔内。
⑤导管直径不应小于200mm。导管连接处要加放密封圈,防止泥水进入。导管使用前应清理干净,水泥隔水塞应加放橡皮板,以增强隔水效果,应防止绑扎水泥隔水塞的铁丝折断。导管底部距孔底宜为0.5m。
⑥混凝土配合比应严格控制,应选择合适的坍落度。
⑦在地下水丰富的地段,应先用套管和水泥进行止水处理,在止水成功后方可浇筑混凝土。
⑧事先安排好水电的供应工作。
⑨应根据导管内外混凝土的上升高度,合理掌握导管的拆卸长度,正常情况下应保持导管埋入混凝土内2~3m。
⑩浇筑混凝土过程中,要定时测量导管内外混凝土的深度,并绘制混凝土浇筑曲线,以监视断桩是否出现。正常情况下,导管内外混凝土界面的距离是开始大,然后逐渐缩小,最后重合。若发现导管内外混凝土浇筑曲线距离拉大,并且导管外混凝土曲线变平,而导管内混凝土曲线变陡,则是断桩预兆,应查明原因,并尽快处理。
(2)桩孔偏斜
1)原因分析
钻孔时遇到有倾斜度的软硬土的交界处或岩石有倾斜,钻头阻力不匀造成偏位。
钻孔时遇到孤石等障碍物使钻杆偏位。
钻杆安装不当或钻杆弯曲,使钻头、钻杆不同轴。
地面不平整或产生不均匀沉降使钻机倾斜。
2)预防措施与处理方法
①在有倾斜度的软硬土交界处钻进时,应吊住钻杆,控制钻进速度并以低速钻进。或在斜面处填入片石或卵石,以冲击锥将斜面冲平后再钻进。
②探明地下障碍物情况并预先处理。
③认真检查及时调整钻杆接头,弯曲的钻杆要更换。
④场地要平整,并经常检查钻机情况。
⑤如已经发生偏斜,在偏斜处吊住钻杆,上下反复扫孔,将孔校直。或在偏斜处回填砂粘混合土,待沉实后再钻进。
(3)孔壁坍落
1)原因分析
①护壁泥浆密度和浓度不够,不能起到护壁作用。
②护筒埋设位置不正确。
③成孔速度过快,泥皮来不及形成。
④孔内水头不够或出现了承压水,降低了压力。
⑤安放钢筋笼时碰撞了孔壁。
⑥排除大的障碍物时形成的空洞造成孔壁坍塌。
2)预防措施与处理方法
①泥浆的技术指标应保证,应根据不同土质情况选择泥浆指标。
②护筒的埋设应满足要求。
③成孔速度要根据土质情况选取。
④如地下水位变化大,可采取升高护筒,增加水头或用虹吸管连接等措施。
⑤钢筋笼安装应仔细。
⑥如发生坍塌现象,应先探明坍塌位置,再用砂、粘土混合物填至坍塌处以上1020,再钻进。如坍塌严重,则应全部回填待沉积密实后重新钻进。
(4)护筒冒水
1)原因分析
埋设护筒时,周围填土不密实;起落钻头时碰动了护筒。
2)预防措施与处理方法
护筒埋设时周边土应采用含水率适度的粘性土分层夯实;起落钻头时不得碰撞护筒;出现护筒冒水时,可用粘土夯填加固;如护筒下沉或位移严重,则应重新埋设。
3.沉管灌注桩
(1)断桩
断桩表现为水平或略有倾斜的裂纹或裂缝,一般贯穿整个截面,常常出现在地面以下1~3m的软硬土层交接处。
1)原因分析
①相临桩施工时或其他机械运动产生的挤压和振动,对桩产生水平剪应力,而桩身混凝土强度低。
②混凝土的配合比、和易性不当,拔管速度太快。
③在含水量很高的淤泥中沉管,因振动使淤泥蠕动而成为泥糊状,混凝土进入泥糊并四下扩散,形成互相脱节的间断。
2)预防措施和处理方法
①桩的中心距应以大于3.5d(d为桩径)为宜,混凝土终凝后不久,应避免受到挤压和振动。
②采用合理的成孔顺序。
③如遇含水量很高的淤泥层,应改换施工方法。
④发现断桩后应会同有关人员协商处理。一般是将断桩处以上清除,清理干净后,适当加大面积或加钢箍连接,然后重新浇筑混凝土。
(2)缩颈桩
缩颈桩又称瓶颈桩,是指部分桩径缩小,桩截面积不符合要求。
1)原因分析
①拔管速度过快
②混凝土中粗骨料粒径太大,甚至有大块石头。
③管内混凝土存量过少,混凝土出管扩散差。
④在含水量大的粘性土中沉管时,土体受到强烈扰动和挤压,产生很高的孔隙水压力,桩管拔出后,这种水压力作用到混凝土上会产生不同程度的缩颈现象。
2)预防措施与处理方法
①拔管时应慢拔密击。
②管内混凝土必须保持略高于地面,保证混凝土出管正常扩散。?????I舀???
③采用复打法、反插法等方法。
(3)吊脚桩
桩身底部的混凝土有隔空或混进了泥砂形成软弱的混凝土层称为吊脚桩。
1)原因分析
①拔管时活瓣桩尖没有完全打开,混凝土不能充分流出。
②预制桩尖被击碎,混入了泥砂。或桩尖拔到一定高度才落下。
2)预防措施与处理方法
①沉管前认真检查活瓣桩尖是否活动自如。
②预制桩尖的强度应足够,套管时应处理好接头。
③发现吊脚桩后,应重新施工。
(4)桩身夹泥
1)原因分析
①采用反插法时,反插深度过大,活瓣向外扩张,将孔壁泥砂挤入桩身。
②采用复打法时,桩管上的泥未清理干净而带入桩身。
③在饱和的淤泥质土层施工时,拔管速度过快,混凝土扩散慢,土进入桩身。
2)预防措施
①反插时,反插深度不宜超过活瓣长度的2/3。
②复打施工时,应清除桩管上的泥。
③在饱和的淤泥质土中施工时,应控制好拔管速度,混凝土的和易性应好,坍落度应符合规范要求。
4.人工挖孔灌注桩
(1)桩身混凝土质量问题
1)原因分析
①混凝土原材料和配合比有问题,混凝土搅拌时间不足。
②浇筑混凝土时,直接从孔口倾倒,造成混凝土离析。
③孔底积水未抽尽,不采用水下浇筑法或水下浇筑不当。
2)预防措施
①严格控制原材料质量,混凝土配合比必须正确和严格执行,要保证混凝土搅拌均匀。
②浇筑混凝土时应使用串筒或采用其他措施。
③应将孔底积水抽吸干净,水量很大时可以采用水下浇筑法施工。
(2)地质条件不良时的施工处理
不良地质条件下进行挖孔施工必须编制好出现紧急情况时的处理预案。
挖孔中如遇软弱土层或流砂层,可根据具体情况采取减小护壁高度或使用钢护筒等手段,并放慢挖掘速度。
如有少量地下水,可将地下水舀出排除;如地下水较多,可以用抽水设备抽水;当地下水量大时,则应采取降水措施。
3.3.2独立基础施工
3.3.2.1独立基础构造
柱下钢筋混凝土独立基础可以做成阶梯形和锥形,如图3—28所示。独立基础下一般设有素混凝土垫层,其厚度一般为100mm,强度等级一般用C10、C15;阶梯形基础的每阶高度宜为300~?????I舀???500mm;锥形基础边缘高度不宜小于200mm。底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm,间距不宜大于200mm,无垫层时钢筋保护层不宜小于70mm,有垫层时钢筋保护层不宜小于35mm;柱子插筋必须与柱子纵向受力钢筋相吻合,其锚固、搭接等必须符合设计要求和规范要求。
3.3.2.2独立基础施工
1.施工工艺流程
独立基础施工工艺流程如下:
土方开挖、验槽→混凝土垫层施工→恢复基础轴线、边线、校正标高→
基础钢筋、柱、墙钢筋安装→基础模板及支撑安装→钢筋、模板验收→混凝土浇筑、试块制作→养护、 模板拆除。
2.施工要点
1)基础钢筋、柱、墙钢筋安装
根据设计要求的规格、品种和间距安装基础钢筋。应使HPB235级钢筋的弯钩朝上。设有避雷带时,应与基础钢筋焊接完好。
柱、墙钢筋插入基础时其位置应正确,并保证在混凝土浇筑时不偏斜。一般底部应与基础钢筋点焊固定(防雷接地处应增强焊接),上部则应绑扎一定的箍筋以增加骨架刚度并间隔一定距离用钢管支撑牢牢夹住。
雨后施工应保证钢筋表面不粘泥。涂刷模板隔离剂时不得污染钢筋。
2)基础模板及支撑安装
独立基础的模板主要是侧模板。由于独立基础一般都有两阶或两阶以上的台阶,因此,模板安装中必须解决每一阶的模板组成以及各阶模板之间的连接,以保证尺寸形状以及相互位置的正确。
独立基础的侧模板可以用木模或钢模进行拼装。上阶模板可以支撑在下阶模板上,相互之间位置关系可以统一用钢管支撑解决或各自设置支撑。当土质较好时,也可以利用土壁作最下阶模板,即所谓原槽浇筑。图3—29是独立基础模板安装的一种形式。
模板安装完毕后,必须复核轴线、标高以及尺寸等,各项偏差应在允许偏差范围内。自检合格后,再报专业监理工程师进行验收。
3)混凝土浇筑
当基础台阶有多阶时,应将下阶混凝土浇筑满后才浇筑上阶混凝土,避免混凝土出现脱节现象。每阶台阶较高时混凝土浇筑应分层进行。
3.3.3主体结构施工
多层现浇钢筋混凝土结构的主要构件是柱、梁、墙、板、楼梯等。一般上下楼层的结构形式没有大的变化,因此其施工是按楼层重复操作,只是?????I舀???因施工的高度发生了变化,在组织施工中必须考虑好运输、安全、材料周转等问题。
3.3.3.1施工工艺流程
多层现浇钢筋混凝土结构主体施工的一般施工工艺流程是:
抄平、放出轴线、边线并复核—— 底层柱、墙等钢筋安装、验收 —— 底层柱、墙等模板安装、验收 —— 底层柱、墙等混凝土浇筑、试块制作
—— 模板拆除、混凝土养护 ——轴线引侧、弹线、复核轴线、垂直度控制 —— 二层楼盖支架搭设 —— 二层楼盖钢筋、模板安装
—— 二层楼盖钢筋、模板验收 —— 二层楼盖混凝土浇筑、试块制作 —— 混凝土养护、模板拆除 —— 重复操作直至主体施工完毕。
3.3.3.2施工注意点
1.钢筋安装
钢筋接长的方式应符合设计要求。采用新的连接方式(指以前尚未采用)时应做好技术培训工作。
钢筋的焊接和机械连接应严格遵守相应的施工工艺,并按规定进行质量检验。钢筋焊接操作人员应持证上岗。
绑扎接头的质量应符合设计和规范要求。
各种钢筋安装的位置偏差必须保证在允许范围内。钢筋保护层应符合设计要求。柱子钢筋安装应防止出现扭转、偏移、碰模板等现象。墙钢筋应防止偏向一侧或碰模板。为保证钢筋安装的位置正确,可以采用一些附加钢筋加以固定、支撑和拉结。
钢筋安装完毕,应先进行自检,再报请监理工程师验收,并完成隐蔽验收资料。
1. 模板安装
(1)柱子模板
采用组合钢模板时,柱子模板如图3—30所示。柱子模板由侧模板和支撑组成。安装中应注意以下几点:
①垂直度:垂直度是柱模板安装中的重要指标。一般通过支撑来解决,可以用吊线锤来检查。
②侧压力:由于柱子高度相对大些,新浇混凝土对模板有较大的侧压力。柱箍可以抵抗这种侧压力。安装中柱箍应卡紧以防爆模,柱箍的间距与柱子的截面大小及高度有关。经验地柱箍间距为600~1000mm,柱箍越往下应越密,当柱截面较大时,也可以加设对拉螺栓或对拉片。
③浇筑孔:一般应在柱子高度的中部设浇筑孔,一方面,混凝土的倾倒高度在允许范围内,另一方面,又能保证振捣器足以达到柱子底部使混凝土振捣密实。
④清理孔:在柱模底部应设清理孔,以清除可能存在的杂物等。
⑤支撑:要保证柱子模板的垂直度和不发生扭动。柱、梁模板支撑应统筹考虑,还应使整个支撑体系布置合理、整齐美观。
⑥成排柱子模板要跟线:要先在楼(地)面上弹通线,柱子模板安装完并校验后,再在顶部拉通线检查。
⑦标高:安装柱子模板前,应测定好标高,可以将其标在钢筋上。
(2)梁模板
梁模板由侧模板、底模板和支撑组成。梁模板安装中应注意以下几点:
①轴线与标高:首先要控制好梁的轴线位置和标高。
②底模板起拱:当梁或板的跨度大于或等于4m时,底模板应按设计要求起拱?????I舀???,以减少在施工荷载下模板的变形。如设计无具体要求时,则起拱高度宜为全跨长度的1/1000~3/1000(木模板为1.5/1000~3/1000;钢模板为1/1000~2/1000)。
③侧压力:可以设斜撑、拉条等来解决。当梁截面很大时,应加设对拉螺栓或对拉片。
④梁柱接头:最好采用定型接点模板并有可靠的固定措施。梁柱接头处模板是施工中应十分注意的地方。
⑤梁上口尺寸:模板安装中应防止梁上口内缩,应适当加些撑条。
⑥支撑:一般情况下,与柱子支撑一同考虑,当梁截面很大时应专门设计。
(3)墙模板
墙模板由侧模板和支撑组成。如图3—32所示。墙模板安装中主要应注意以下几点:
①垂直度:墙模板安装应保证其垂直度。主要由支撑解决,其支撑应与柱子支撑成为整体,支撑体系连接应可靠。
②侧压力:可以按一定间距(水平与垂直方向)设对拉片或对拉螺栓。
③防模板内倾:可在模板内加一些撑条,并要检查模板上口尺寸。但要考虑在新浇混凝土侧压力的作用下,墙模板有可能产生向外的变形。这一点可结合实际经验适当地调整模板尺寸。
(4)楼板模板
楼板模板由底模和支撑组成。安装中主要是要保证模板的接缝严密、平整和支撑牢固、不变形。跨度较大时要起拱(按设计要求或施工规范要求)。
楼板模板应采用大块模板拼装以提高混凝土观感质量和提高工作效率。如采用木胶合板模板、竹胶合板模板、钢框胶合板模板等。
(5)楼梯模板
楼梯模板由梯段侧模、底模和踏步侧模以及支撑组成。安装时应注意以下几点:
①标高:控制好第一步与最后一步标高。
②支撑:底模板支撑要解决模板不下沉变形或歪斜,且长细比不应过大(常设水平撑或剪刀撑)。应注意使踏步侧模板及梯段侧模板支撑牢固。
③异形楼梯模板:应按设计图纸的要求进行放样、定位和解决支撑,必要时要进行模板设计。
3.混凝土浇筑
混凝土浇筑的施工层一般是按结构层划分的。浇筑前还应根据结构特征、混凝土的供应能力、混凝土浇筑的技术要求、工序数量等划分好施工段。
每一施工段内每排柱子的混凝土浇筑应从两端同时向中间推进,以防止柱子模板因湿涨而受推斜产生累积误差难以纠正。截面在400×400mm以上、无交叉箍筋的柱子,如柱高不超过4m,可以从柱顶浇筑;如用轻骨料混凝土从柱顶浇筑,则柱高不得超过3.5m。柱子浇筑后应留有一定的混凝土沉实时间(一般1~1.5h),然后再浇筑梁板结构。
梁板一般应同时浇筑,从一端开始向前推进。当梁高大于1m时可以先将梁混凝土浇筑至楼板板面下20~30mm处。楼板混凝土浇筑应检查其厚度。在施工技术方案中应选择好或按照设计要求留设好施工缝。如有后浇带,则应按设计要求进行处理。
4.混凝土养护
必须在规范要求的时间内根据施工现场的情况进行混凝土的养护。养护的方法和采取的措施必须按照施工技术方案的要求。
应做到由专?????I舀???人进行养护。
3.3.4施工安全技术
3.3.4.1模板施工安全技术
⑴进入施工现场的所有人员必须戴好安全帽,高空操作时必须按要求拴好安全带。
⑵经医生检查认为不适宜高空作业的人员,不得进行高空作业。
⑶工作中应防止工具落下伤人。
⑷安装与拆除5m以上的模板,应搭设脚手架,并设防护栏,上下操作不得在同一垂直面进行。
⑸高空、复杂结构的模板安装与拆除,应有切实可行的安全措施。
⑹六级以上大风时,应停止高空作业;雨雪霜后应先清扫施工现场,略干后不滑时再进行工作.
⑺二人抬运模板时要互相配合、协同工作。传递模板、工具应用运输工具或绳子系牢后升降,不得乱扔。装拆时,上下应有人接应,钢模板及配件应随拆运送,严禁从高处掷下。高空拆模时,应有专人指挥,并在下面标出工作区,用绳子和红白旗加以围栏,暂停人员过往。
⑻不得在脚手架上堆放大批模板等材料。
⑼支撑、牵杠等不得搭在门框架和脚手架上。通路中间的斜撑、拉杠等应设在18m高以上。
⑽支撑、过程中,如需中途停歇,应将支撑、搭头、柱头板等钉牢。拆模间歇应将已活动的模板、牵杠等运走或妥善堆放,防止因扶空、踏空而坠落。
⑾模板上有预洞者,应在安装后将空洞口盖好。混凝土板上的预洞,应在模板拆除后随即将洞口盖好。
⑿拆除模板一般用长撬棍。人不许站在正在拆除的模板上。在拆除楼板模板时,要注意整块模板掉下,尤其是用定型模板做平台模板时,更要注意,拆模人员要站在门窗洞口外拉支撑,防止模板突然全部掉落伤人。
⒀在组合钢模板上架设的电线和使用电动工具,应用36V 低压电源或采取其他有效措施。
3.3.4.2钢筋施工安全技术
1.钢筋加工
⑴钢筋加工机械安装应稳固,外作业应设置机棚,机旁应有堆放原料、半成品的场地;
⑵加工较长的钢筋时,应有专人帮扶,要听从操作人员的指挥;
⑶钢筋加工完毕,应堆放好成品,清理好场地,并切断电源,锁好电闸;
2.钢筋焊接
⑴焊机必须接地,导线和焊钳接导处绝缘必须可靠;
⑵焊接变压器不得超负荷运行,变压器升温不得超过60℃;
⑶点焊、对焊时必须开放冷却水,焊机出水温度不得超过40℃,排水量应符合要求。天冷时应放尽焊机内存水,以免冻塞;
⑷对焊机闪光区域,须设铁皮隔挡.焊接时禁止其他人员停留在闪光区范围内,以防火花烫伤.焊机工作范围内严禁堆放易燃物品,以免引起火灾.
⑸室内电弧焊时,应有排气装置.焊工操作地点相互之间设挡板,以防弧光刺伤眼睛.
3.3.4.3混凝土施工安全技术
1.垂直运输设备的规定
⑴垂直运输设备,应有完善可靠的安全保护装置(如起重量及提升高度的限制、制动、防滑、信号等装置及紧急开关等),严禁使用安全保护装置不完善的垂直运输设备。
⑵垂直运输设备安装完毕后,应按出厂说明要求进行无负荷、静负荷、动负荷试验及安全保护装置的可靠性实验。
⑶对垂直运输设备应建立定期检修和保养责任制。
⑷操作垂直运输设备的司机,必须通过专业培训。考核合格后持证上岗,严谨无证人员操作垂直运输设备。
⑸操作垂直运输设备,在有下列情况之一时,不得操作设备。
①司机与起重机之间视线不清、夜间照明不足,而又无可靠的信号和自动停车、限位等安全装置。
②设备的传动机构、制动机构、安全保护装载有故障,问题不清,动作不灵。
③电气设备无接地或接地不良、电气线路有漏电。
④超负荷或超定员。
⑤无明确统一信号和操作规程。
2.混凝土机械
⑴混凝土搅拌机的安全规定
①进料时,严禁将头或手伸入料斗与机架之间察看或探摸进料情况,运转中不得用手或工具等物伸入搅拌筒内扒料出料。
②料斗升起时,严禁在其下方工作或穿行.料坑底部要设料斗枕垫,清理料坑时必须将料斗用链条扣牢.
③向搅拌筒内加料应在运转中进行;添加新料必须先将搅拌机内原有的混凝土全部卸出来才能进行.不得中途停机或在满载荷时启动搅拌机,反转出料者除外.
④作业中,如发生故障不能继续运转时,应立即切断电源、将筒内的混凝土清除干净,然后进行检修。
⑵混凝土泵送设备作业的安全事项
①支腿应全部伸出并支固,未支固前不得启动布料杆。布料杆升离支架后方可回转。布料杆伸出时应按顺序进行。严禁用布料杆起吊或拖拉物件。
②当布料杆处于全伸状态时,严禁移动车身。作业中需要移动时,应将上段布料杆折叠固定,移动速度不超过10km/h 。布料杆不得使用超过规定直径的配管,装接的软管应系防脱安全绳带。
③应随时监视各种仪表和指示灯,发现不正常应及时调整或处理。如出现输送管道堵塞时,应进行逆向运转使混凝土返回料斗,必要时应拆管排除堵塞。
④泵送工作应连续作业,必须暂停时应每隔5~10min(冬季3~5 min)泵送一次。若停止较长时间后泵送时,应逆向运转一至二个行程,然后顺向泵送。泵送时料斗内应保持一定量的混凝土,不得吸空。
⑤应保持储满清水,发现水质浑浊并有较多砂粒时应及时检查处理。
⑥泵送系统受压力时,不得开启任何输送管道和液压管道。液压系统的安全阀不得任意调整,蓄能器只能冲入氮气。
⑶混凝土振捣器的使用规定
① 使用前应检查各部件是否连接牢固,旋转方向是否正确。
②振捣器不得放在初凝的混凝土上、地板、脚手架、道路和干硬的地面上进行试振。维修或作业间断时,应切断电源。
③插入式振捣器软轴的弯曲半径不得小于500mm,并不多于两个弯,操作时振动棒应自然垂直地沉入混凝土,不得用力硬插、斜推或使钢筋夹住棒头,也不得全部插入混凝土中。?????I舀???
④振动棒应保持清洁,不得有混凝土粘接在电动机外壳上妨碍散热。
⑤作业转移时,电动机的导线应保持有足够的长度和松度。严禁用电源线拖拉振捣器。
⑥用绳拉平板振捣器时,绳应干燥绝缘,移动或转向时不得用脚踢电动机。
⑦振捣器与平板应保持紧固,电源线必须固定在平板上,电器开关应装在手把上。
⑧在一个构件上同时使用几台附着式振捣器工作时,所有振捣器的频率必须相同。
⑨操作人员必须穿戴绝缘手套。
⑩作业后,必须做好清洗、保养工作。振捣器要放在干燥处。 |