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1 總 則 1.0.1 鉆孔壓灌超流態混凝土樁是一種技術先進、質量可靠、施工速度快、成本低的水下灌注樁工藝。 該工藝的流程是:鉆孔→壓灌超流態混凝土→安放鋼筋籠成樁。其特點如下: 1)應用廣泛適用性強,不受地下水位的限制,施工速度快,單樁承載力高,尤其是在砂土中效果明顯; 2)樁身混凝土強度可控性強,混凝土強度等級可根據設計承載力需要達到C20~C50,滿足國家新標準中耐久性的要求; 3)混凝土隨鉆機提升立即填充樁孔不會產生斷樁、縮徑、塌孔等現象,避免了泥漿護壁產生的泥皮和沉渣影響樁的側摩阻力和端阻力等問題,樁身混凝土灌注均勻外觀質量好; 4)在施工過程中樁端、樁周土經混凝土壓密或經孔底壓入或噴射的水泥漿填充、滲透,及超流態混凝土的側向擠壓,增強了樁端阻力和側阻力,從而大大提高單樁承載力; 5)超流態混凝土具有較好的和易性和流動性、骨料可以在混凝土中懸浮而不下沉,鋼筋籠插入容易、施工方便; 6)施工過程無公害,無噪音、無振動、無排污、不擾民,符合環保要求,是新一代環保型樁基; 7)工程造價與其他樁型相比價格便宜。 1.0.2 本規程引用了下列國家標準: 《巖土工程勘察規范》GB50021 《建筑地基基礎設計規范》GB50007 《混凝土結構設計規范》GB50010 《建筑樁基技術規范》JGJ94 《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106 《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202 《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300 《建筑基坑支護技術規程》JGJ120 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204 《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GBJ175 《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》JGJ52 《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》JGJ53 《混凝土拌合用水標準》JGJ63 《混凝土外加劑》GB8076 《混凝土外加劑應用技術規范》GB50119 《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596 《鋼筋焊接及驗收規程》JGJ18 《建筑工程冬期施工規程》JGJ104 《黑龍江省地基基礎設計規范》 《混凝土泵送施工技術規程》JGJ/T10 《建筑抗震設計規范》GB50011 《預拌混凝土》GB14902 2 術語和符號 2.1 術 語 2.1.1 鉆孔壓灌超流態混凝土樁的定名,是根據超流態混凝土樁系列專利技術性能、特點綜合確定的統一名稱。本規程使用的鉆孔壓灌超流態混凝土樁含蓋了正文2.1所述的超流態系列的專利技術,為了便于不同工藝的區別在使用設計中應標明工藝名稱和專利號。 在鉆孔壓灌超流態混凝土樁(專利號:93120168.3)技術基礎上通過工程實踐使其得到充分發展和延伸,列舉如下: 1 鉆孔壓灌超流態混凝土樁系列專利技術: 第一代——鉆孔壓灌超流態混凝土(注漿)樁(根據單樁承載力需要,可以在壓灌超流態混凝土之前泵入水泥漿到樁端,然后再連續壓灌超流態混凝土成樁體后插入鋼筋籠成樁)。 第二代——鉆孔壓灌超流態混凝土后插管注漿樁。(見2.1.11條) 第三代——鉆孔壓灌超流態螺紋樁(見2.1.12條) 第四代——鉆孔壓灌超流態混凝土噴射注漿擴底樁(見2.1.10條) 第五代——鉆孔壓灌超流態混凝土注漿機械攪拌擴底樁(見2.1.9條) 2 鉆孔壓灌超流態混凝土樁的配套系列專利技術: 1)專利名稱:翻轉式泵注砼灌注樁活門鉆頭(專利號:ZL 02 2 80786.1)該裝置應用在超流態混凝土樁中,避免混凝土 堵管事故,達到順利成樁的目的; 2)專利名稱:手動夾緊式鋼筋籠插筋器,(專利號:ZL 02 280785.3)該裝置解決了向混凝土樁中插入鋼筋籠困難的問題,保證了設計要求; 2.1.2超流態混凝土:是根據混凝土的流動狀態確定的,是鉆孔壓灌混凝土樁的專用混凝土,其坍落度一般在200mm-250mm之間,必須滿足鉆桿中心泵注混凝土成樁后安裝鋼筋籠的要求。稱此種混凝土為超流態混凝土?;炷疗贩N是根據中華人民共和國國家《預拌混凝土》GB14902標準4.1.1.1和4.1.2.1中規定,按混凝土的流動狀態及粗骨料粒徑劃分的混凝土種類。 超流態混凝土是在封閉的環境下通過鉆桿中心管向孔內壓灌超流態混凝土的,所以要求對混凝土有較高的流動狀態和和易性,而且在壓灌超流態混凝土成樁體后安放鋼筋籠,所以對混凝土的粗骨料粒徑和塌落度限制比較嚴格?,F行使用的超流態混凝土的流動狀態和粗骨料粒徑的要求都已超出了《預拌混凝土》GB14902標準的通用品和特制品的范圍,為滿足工藝要求,按照國家標準對混凝土品種的劃分原則定名為超流態混凝土。 2.1.3 鉆孔壓灌超流態混凝土注漿機械攪拌擴底樁(既:鉆孔壓灌混凝土注漿攪拌擴底方法及裝置,專利申請號:2005100103564)是鉆孔壓灌超流態混凝土樁的第五代技術,克服了第四代噴射注漿擴底樁的擴底尺寸不能定量和噴射效果不能準確控制的不足,注漿機械攪拌擴底樁可以在施工前做試成孔檢查擴頭尺寸,擴孔過程采用自動提升控制系統。具有結構簡單、便于操作,機械臂靠液壓控制,可以保證擴底尺寸穩定,有效提高承載力等特點。 鉆孔壓灌超流態注漿機械攪拌擴底樁,當擴底完成后,擴底鉆頭仍處于伸張狀態,旋轉提鉆時(控制提鉆速度)可以在樁身形成混凝土螺紋。 對無地下水,樁端持力砂層超過0.5m時,采用此工藝注漿擴底加固樁端砂層防止塌孔,可以大幅度提高樁端阻力。 2.1.4 鉆孔壓灌超流態混凝土噴射注漿擴底樁(即:螺旋鉆桿中心泵注砼成樁、噴射注漿擴底方法,專利號:ZL 01 106104.9)是鉆孔壓灌超流態混凝土樁的第四代技術,由于該工藝只能定性不能準確定量,施工前無法檢驗試成孔的幾何尺寸,施工過程中不易控制,擴底質量受注漿壓力、土層強度、提鉆速度、旋噴轉速、隊伍經驗素質等相關因素的影響。 當注漿壓力達不到20Mpa時,很難形成射流切削樁周土體置換,影響擴大效果,不應按樁端擴大面積計算,所以將其側摩阻力、端阻力增強系數并入孔底注漿系列計算較安全合理。 2.1.5 鉆孔壓灌超流態混凝土后插管注漿樁(即:螺旋鉆桿中心泵注混凝土樁后插管注漿裝置,專利號:ZL 01 241171.x)是鉆孔壓灌超流態砼成樁的第二代技術,該工藝具有操作簡單易行,效果好,承載力提高明顯等特點。經若干個工程實踐總結當樁長超過12m時,插入樁端比較困難,有個別樁插不到樁端影響注漿效果,所以建議樁長控制在12m以內。 2.1.6 鉆孔壓灌超流態混凝土螺紋樁(即:螺旋鉆桿中心泵注砼螺紋樁施工方法,專利申請號:200510010093.7)是鉆孔壓灌超流態混凝土樁第三代技術,該工藝在砂層中使用對提高單樁承載力有明顯的效果,不應在含泥量較大的砂層、交互層及粘土中使用,以免影響樁身混凝土質量和完整性。 因該工藝在使用初期是積累經驗階段,所以在正文沒有列出具體計算方法。當使用該工藝時,可參照《螺紋樁技術規定》LH8002-2005(黑龍江龍華巖土工程有限公司企業標準)并結合《鉆孔壓灌超流態混凝土樁基礎技術規程》計算。 3 設 計 3.1 一 般 規 定 3.1.2本規程選用地基基礎設計等級是按《建筑地基基礎設計規范》GB50007中規定選用,分為甲級、乙級、丙級。 3.2 基 本 資 料 3.2.1 提供的巖土工程勘察資料中,應有以下內容:勘探深度剖面圖、數量、間距;樁的極限側阻力標準值qsik與極限端阻力標準值qpk或樁的側阻力特征值qsa與端阻力特征值qpa,及有關參數與結論等,用做支護工程時應提供各種土層的粘聚力c值與內摩擦角φ值及土的重度γ值;地下水的分布及水質情況。 3.3 樁 的 布 置 3.2.3 根據工程實踐鉆孔壓灌超流態混凝土樁目前一般可以采用樁徑有300 mm、400 mm、500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm,其中400mm、600mm常用。 3.4 樁 的 構 造 3.4.4 鉆孔壓灌超流態混凝土樁錨樁鋼筋籠在安放時為減少其側阻力,錨樁鋼筋籠外箍筋(即螺旋箍筋)配置長度同工程樁外箍筋配置長度相同,其余部分可每隔1.5~2.0m設一道加勁箍筋,形成鋼筋骨架。 3.4.5 鉆孔壓灌超流態混凝土樁樁身混凝土為泵送混凝土,施工配比準確容易控制,故強度等級可采用C25~C50,對樁身混凝土強度要求較高的高層建筑及荷載較大的建筑亦可選用本樁型。 4 樁基計算 4.3 單樁豎向極限承載力計算 4.3.1 本條取消了超流態混凝土作用后的提高系數,是因為在過去幾年的實踐中靜載試驗結果有達不到設計圖紙的要求,而且靠超流態混凝土中的水泥漿固化土體提高承載力不符合機理,所以在編制過程中廣泛征求有關專家的意見取消了原規程的提高系數T值。 本條引入樁的側阻力增強系數βsi和樁端端阻力增強系數βp值,當鉆孔壓灌超流態混凝土之前注入水泥漿,固化了樁端、樁側的懸浮土顆粒,所以對提高單樁承載能力比較明顯,在本規程修編中明確了βsi、βp是注水泥漿后的增加系數,并在表4.3.2-3中給出了βsi、βp值的取值范圍。該值是經上百根試樁結果統計及多年工程實踐總結出來的,取值時應該考慮土質條件,在土質條件差的情況下取低值,好的情況下取高值。 鉆孔壓灌超流態混凝土注漿機械攪拌擴底樁經現場挖出觀測樁端擴底部分較完整,保證了設計尺寸,所以在計算βp值時可以按擴底面積和高度乘以βp增加系數。當擴底持力層砂層較好取高值,反之取低值。參見表機械攪拌擴底(注漿后攪拌)樁身受壓承載力計算與試驗結果。 關于鉆孔壓灌混凝土注漿攪拌擴底樁的使用說明 目前黑龍江樁基礎市場擴底新方法較多,在擴底質量方面存在較大的差別,只能定性不能定量的方法不能滿足設計要求。完整的方法應具備在定性的基礎上又能準確的定量,給設計提供一個準確的擴底尺寸。所以為確保擴底樁質量和區別本規程以外的擴底樁方法,在使用時的設計圖中應標有具體說明:方法全稱和該方法配套的專用裝置(專利技術應標明專利號)、施工階段操作要點等。下面以本規程為例: 鉆孔壓灌混凝土注漿機械攪拌擴底樁(專利號:2005100103564 名稱:鉆孔壓灌混凝土注漿攪拌擴底樁方法及裝置)按規程方法和專用裝置施工。施工前按規程(條文解釋2.1.9條)做擴底試成孔經業主、監理、設計、人員驗收合格后方可施工。(詳見擴底樁試成孔檢測表) 1.技術要點: 1.1水泥漿用量:參照5.3.3—2條乘以擴底高度計算。 1.2水泥漿比重:1.6—1.7 1.3注漿壓力:0.5—3Mpa 1.4機械攪拌擴底直徑和擴底高度相對應關系,a在100—200mm時相對應的hc為500—1000mm 2 操作控制: 2.1機械攪拌擴底試成孔:開工前在現場距地表3m以內處鉆進、擴底,提鉆后檢查擴底尺寸應符合設計要求。 2.2機械攪拌擴底裝置:采用規程中的擴底裝置,液壓千斤連接機械回轉盤帶動鋼絲繩來控制擴底鉆頭裝置(目前其他裝置與本規程工藝不配套,所以勻質性較差不能保證擴底質量)。 2.3液壓壓力:應大于擴底試成孔壓力1.1—1.2倍。 2.4目測控制:按試成孔液壓千斤行程距離標定。 2.5操作記錄: 使用與工藝相符合的表格記錄。 注:1、鉆孔壓灌超流態砼樁孔底注漿后樁端阻力增強(?p)同時樁側阻力(?si)也按土層相應增強。2、由于注漿壓力,土層強度,轉數,提升速度等相關因素,擴底的勻質性較差。特別是當注漿泵壓力不能滿足20Mpa時不能完全有效的切割土體保證擴底尺寸,不能準確定量。所以本規程將噴射注漿擴底樁列入直樁注漿樁不計算擴底面積。
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