大直径素混凝土筒桩在地基加固处理中的应用

大直径素混凝土筒桩在地基加固处理中的应用

李乐军

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摘要：本工程辅建区内拟建房屋共9项，总建筑面积25157.18m2 其中综合库、供水调节站、煤污水处理间、生活污水处理间采用A1000*120 筒桩地基加固处理。

关键词：大直径；素混凝土筒桩；地基加固处理

前言

随着城市建设的不断进行,超高层建筑大量涌现,对地基的承载能力提出了更高 的要求,当天然地基承载力远不能满足设计要求时,常规的地基处理方式一般不能达到 处理目的,本文结合工程实例,介绍一种利用大直径人工挖孔素混凝土桩作为置换体对 软弱地基进行处理的方式。

一、概述

本工程为珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程辅建区的房建、道路铺面结构工程及配套设施、管网、绿化景观的总承包项目，位于高栏港区南水作业区二港池的南侧岸线。本工程辅建区内拟建房屋共9项，总建筑面积25157.18m2 其中综合库、供水调节站、煤污水处理间、生活污水处理间采用A1000*120 筒桩地基加固处理。

本工程辅建区内综合库、供水调节站、煤污水处理间、生活污水处理间采用A1000*120 筒桩地基加固处理，桩位布置采用2.5m间距矩形布置如下图：

二、施工准备

1.正式进场前应对整套施工设备进行检查，保证设备状态良好，禁止带故障设备进场，进场前作好与桩施工相关的水、电管线布置工作,保证进场后可立即投入施工。施工现场内道路应符合设备运输车辆和汽车吊的行驶要求，保证运输安全。

2.设备组装时应设立隔离区，专人指挥，严格按程序组装，非安装人员不得在组装区域内，以杜绝安全事故。

3.安排材料进场，按要求进行材料复检。

4.根据业主单位提供的建筑物定位轴线，由专职测量人员按桩平面图准确无误地将桩位放样到现场。现场桩位放样采用插木制短棍加白灰灌注地下30cm作为桩位标识。桩位放样允许误差：20mm。

5.桩位放样后经自检无误，填写《楼层平面放线记录》和《施工测量放线报验表》 经总包单位、监理单位及设计人员共同检验桩位合格并签字后，可进行下道工序。桩位验收后,钻机就位并调整机身，应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心, 以保证桩身垂直度偏差不得大于允许偏差。

6.开钻前，先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润（润滑管线，防止堵管），然后先泵送商品水泥砂浆2m3，而后正常泵送混凝土。封住钻头阀门，使钻杆向下移动至钻头触及地面时，开动钻机旋动钻头。一般应先慢后快，在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时，应停机或放慢进尺，遇到障碍物应停止钻进，分析原因，禁止强行钻进。

7.根据设计桩长，确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置作醒目标注，作为施工时控制桩长的依据，当动力头底面到达标志时，桩长即满足设计要求。

8.钻杆下钻到预定深度,现场施工技术人员根据地质勘察报告以及实际钻孔出土观察分析,是否达到设计要求的土层。在施工过程中，应及时、准确地填写《混凝土桩施工记录》。

三、施工方法

1.施工内容

（地基处理筒桩）包含两个工作内容，即成桩和浇注桩顶盖板，先成桩，后浇盖板（开挖、筑垫层、布钢筋、浇盖板砼），盖板浇筑必须跟上成桩速度，成桩后，立即开挖并浇筑垫层，垫层砼达到强度后再支定型模板、放置钢筋网和浇注砼。

2.施工流程

筒桩施工总流程：施工准备（设备准备、临设搭建、三通一平等）   测量定位、放样    筒桩施工    桩顶处理及垫层浇筑盖板（支模、扎筋、砼浇注）。

3.施工工艺

3.1、沉桩顺序：

应尽量减少挤土效应及其对周围环境的影响，宜符合以下规定：

⑴如桩布置较密集且离建筑物较远，施工场地开阔，打桩顺序宜从场地中间开始向外进行；

⑵如桩布置较密集且场地较长，打桩顺序宜从施工场地中间开始向两端进行；

⑶如桩较密集且一侧靠近建筑物，打桩顺序宜从靠建筑物一侧开始向另一侧进行；

⑷宜先施工长桩，后施工短柱；先施工大直径桩，后施工小直径桩；

⑸靠近边坡的地段，应从靠边坡向远离边坡方向进行；

⑹在进行较密集的群桩施工时，可采用跳打，控制打桩速率、优选打桩顺序等措施。

3.2 单体筒桩的施工方法

单体筒桩施工工序流程：桩位放样----机就位----振动沉管----浇注拔管----桩机移位。

同一工点筒桩施工顺序：由一侧向另一侧推移，先长桩后短桩，减少挤土效应。

（1）桩位放样

采用全站仪测量建立起每个工点的桩位放样控制点，打入钢筋或木桩，并用素砼封固，插上保护标识。

（2）桩机就位

桩机底座架坐在钢管上，钢管下垫机台枕木，依靠桩机配备的卷扬机拉动钢绳实现向前在枕木上滚动钢管而前移，横向底座在钢管上滑移而横向移动。位置初步对中后放下成孔器，使成孔器的内外钢管底端接近桩尖地面，再调整纵横相对位置，使桩尖顶面凸凹嵌入成孔器内外钢管间的腔内，实现完全对中（保证不会扰动桩尖位置，且对中后校正桩机底座水平和桅杆垂直度、垫实底座）。

为了不使地下水和淤泥从桩尖与内外管下端接角面挤入内外之间的空腔内，对中后在桩尖的内外台阶上铺密封材料。

（3）振动沉管

将下端形成切削刃的筒形筒靴套入设在竖立的筒孔中，并使外护壁套管和内护壁套管的下端面分别同桩靴上端的外支承面和内支承面接触。且筒靴的内支承面的内径略小于内护壁套管的内径，外护壁套管和内护壁套管的上端同管锤连接器相接。且内护壁套管的上端形成穿出振动器的同径出土孔。

在振动锤的激振力作用下，作用力经内外钢管传至筒靴、筒靴即随外护壁套管和内护壁套管进入土层，被筒靴排挤的泥土则进入内护壁套管，并排挤先进入的原始土层，随桩尖不断进入土层内护壁管内的土逐渐向上顶移而从管内顶端排除。

根据不同的地质条件沉管,在下沉中采用先沉压到一定的深度后，再开启振动锤，直至到达设计桩的深度。

沉管速度均匀，避免突然加力与加速情况，沉管速度小于2m/min，严格控制最后30秒的电流、电压值，其值根据试桩参数决定。

沉管一次到达设计要求的深度，严禁上拔再下沉。

若地下水丰富，水量较大，沉管到一定深度，在桩长的2/3或1/2处加入适量的与桩体混凝土强度相同的混凝土，再继续下沉到设计深度。

结论

大直径素混凝土筒桩具有施工方便,可操作性强,便于质量控制、监督,造价较低等特点,其应用取得了显著的经济效益与社会效益。但是与很多新开发的工程技术一样,理论研究落后于工程实践,进一步研究筒桩方面的工作性能与设计理论、积累工程经验显的尤为重要。

参考文献

［1］《大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术规程》DB33/1044-2007 

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