超流態(tài)混凝土灌注樁施工工法

1、前言
超流態(tài)混凝土灌注樁由日本的CIP工法演變而來與普通鉆孔樁不同，它采用專用長螺旋鉆孔機(jī)鉆至預(yù)定深度，通過鉆頭活門向孔內(nèi)連續(xù)泵注超流態(tài)混凝土，至樁頂為止，然后插入鋼筋籠而形成的樁體，是一種新型的樁基礎(chǔ)施工手段。超流態(tài)混凝土灌注樁應(yīng)用廣泛，不受地下水位限制，所用混凝土摩擦系數(shù)低，流動(dòng)性強(qiáng)，骨料分散性好，所用螺旋鉆機(jī)即可鉆孔又可壓灌混凝土，操作簡便，混凝土灌注速度快，成樁質(zhì)量好，降低造價(jià)，在我公司施工的吉林省軍區(qū)“709“國防工程中首次采用效果顯著經(jīng)總結(jié)整理形成本工法。

2、工法特點(diǎn)
2.1超流態(tài)混凝土流動(dòng)性好，石子能在混凝土中懸浮而不下沉，不會(huì)產(chǎn)生離析，放入鋼筋籠容易；
2.2樁尖無虛土，防止了斷樁、縮徑、塌孔等施工通病，施工質(zhì)量容易得到保證；
2.3穿硬土層能力強(qiáng)，單樁承載力高、施工效率高，操作簡便；
2.4低噪音、不擾民、不需要泥漿護(hù)壁不排污、不降水、施工現(xiàn)場文明；
2.5綜合效益高，工程成本與其他樁型相比比較低廉。

3、適用范圍
本工法適用于建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)樁和基坑、深井支護(hù)的支護(hù)樁，適用于填土層、淤泥土層、沙土層及卵石層，亦適用于有地下水的各類土層情況，可在軟土層、流沙層等不良地質(zhì)條件下成樁。樁徑一般采用400mm～1200mm。

4、工藝原理
超流態(tài)混凝土灌注樁是利用長螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停鉆后在提鉆的同時(shí)通過設(shè)在內(nèi)管鉆頭上的混凝土孔，壓灌超流態(tài)混凝土，壓灌至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，移開鉆桿將鋼筋籠壓入樁體。
在壓灌混凝土到樁頂時(shí)，灌入的混凝土要超出樁頂50cm，以保證樁頂混凝土強(qiáng)度。

5、施工工藝
5.1工藝流程
平整場地→樁位放樣→組裝設(shè)備→安放鋼護(hù)筒→鉆孔機(jī)就位→鉆至設(shè)計(jì)深度停止鉆進(jìn)→邊提升鉆桿邊用混凝土泵經(jīng)由內(nèi)腔向孔內(nèi)泵注超流態(tài)混凝土→提出鉆桿放入鋼筋籠→成樁→樁頭處理→樁頂保護(hù)措施
5.2施工方法
5.2.1準(zhǔn)備工作
5.2.1.1巖土工程勘察報(bào)告；
5.2.1.2樁基工程施工圖紙及圖紙會(huì)審記錄；
5.2.1.3建筑場地和鄰近區(qū)域內(nèi)地下管線、地下構(gòu)筑物、相鄰危房等必須調(diào)查清楚，以便采取相應(yīng)的加固和保護(hù)措施，進(jìn)而保證樁基順利施工；
5.2.1.4超流態(tài)混凝土灌注樁施工采用螺旋鉆孔機(jī)，其性能資料可參考說明書；
5.2.1.5樁基工程中所用的原材料必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，只有經(jīng)過復(fù)驗(yàn)且復(fù)驗(yàn)合格的原材料才允許使用。

5.2.2場地抄平、放線，組裝設(shè)備
5.2.3安放鋼護(hù)筒，鉆機(jī)就位
鉆機(jī)就位對準(zhǔn)樁位點(diǎn)后必須調(diào)平，確保成孔的垂直度，結(jié)合場地實(shí)際情況鋪設(shè)枕木或鋼板，使鉆機(jī)支撐穩(wěn)定。
5.2.4檢測樁口標(biāo)高、確定鉆孔深度
5.2.5制作鋼筋籠，攪拌混凝土

鋼筋籠主筋與加勁箍筋必須焊接，用Ⅱ級(jí)鋼做主筋時(shí)可不設(shè)彎鉤，用Ⅰ級(jí)鋼筋做主筋時(shí)樁頂應(yīng)設(shè)彎鉤，彎鉤長度不小于鋼筋直徑的6.25倍，鋼筋籠下端500mm處主筋宜向內(nèi)側(cè)彎曲15～30º；樁身混凝土必須留有試塊每個(gè)澆注臺(tái)班不得小于1組，每組3件。
5.2.6成孔灌注
5.2.6.1開鉆時(shí)，鉆頭對準(zhǔn)樁位點(diǎn)后，啟動(dòng)鉆機(jī)下鉆，下鉆速度要平穩(wěn)，嚴(yán)防鉆進(jìn)中鉆機(jī)傾斜錯(cuò)位；
5.2.6.2鉆進(jìn)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)情況或地下障礙物，應(yīng)立即停鉆，并通知建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位確定處理方法、修改工藝參數(shù)或重改樁位、樁長等；
5.2.6.3鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高后混凝土泵開始?jí)鹤⒒炷�土，然后邊壓注邊提鉆，始終保持泵入孔中混凝土量大于鉆桿上提體積量。

5.2.7安放鋼筋籠
利用鉆機(jī)自備吊鉤、塔吊或吊車將鋼筋籠豎直吊起，垂直于孔口上方，然后扶穩(wěn)旋轉(zhuǎn)依靠自重和人工下入孔中，如下沉阻力大則用代自重的振動(dòng)器壓入，固定在設(shè)計(jì)標(biāo)高。
5.2.8成樁后對混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行檢驗(yàn)

5.3操作要點(diǎn)
5.3.1引點(diǎn)就位

鉆機(jī)就位前對樁位進(jìn)行復(fù)測，施工時(shí)鉆頭對準(zhǔn)樁位點(diǎn)，穩(wěn)固鉆機(jī)，通過水平尺及垂球雙向控
制螺旋鉆頭中心與鉆桿垂直度，確保鉆機(jī)在施工中平正，鉆桿下端距地面10～20cm，對準(zhǔn)樁位，壓入土中，使樁中心偏差不大于規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的10mm;
  

5.3.2鉆機(jī)成孔
施工過程中要求邊旋轉(zhuǎn)鉆桿邊清除孔邊渣土，以防止提升鉆桿時(shí)土塊掉入，鉆孔過程要用經(jīng)緯儀校正垂直度（≤1%）；

5.3.3超流態(tài)混凝土拌制
超流態(tài)混凝土的原材料必須經(jīng)過2次復(fù)驗(yàn)合格后方可投入使用，水泥宜選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不得低于32.5Mpa、最小水泥用量350Kg/立方米、水灰比宜為0.5～0.6、外加劑的選用應(yīng)保證塌落度達(dá)到22cm～25cm，拌制投料時(shí)其填加順序宜滯后于水和水泥、石子粒徑宜采用5～20cm，施工要加大水泥用量，提高水泥和易性，使石子在混凝土中懸浮，以避免混凝土離析，減少鋼筋籠下沉?xí)r的粘阻力；

5.3.4提鉆壓混凝土
泵送施工時(shí)，要嚴(yán)格控制鉆桿提升速度，確保提鉆速度與混凝土澆注速度相協(xié)調(diào)。提鉆桿前，要求鉆桿內(nèi)的混凝土高度高出地面。同時(shí)，要計(jì)算每盤泵入混凝土方量（每盤0.44立方米），施工時(shí)，通過混凝土泵送對鉆桿產(chǎn)生的上頂力，調(diào)整提鉆速度，保證鉆桿及葉片對混凝土有一定的擠壓作用。

5.3.5吊放鋼筋籠
鋼筋籠一般較長，為防止起吊時(shí)籠體變形，籠體下部應(yīng)綁附鋼管（沿主筋通長布置，間距為1.5米）。下放鋼筋籠之前，要做到調(diào)直、對中；起吊時(shí)，要合理布置吊點(diǎn)，吊起鋼筋籠頭部的同時(shí)人工抬起鋼筋籠底部，吊直扶穩(wěn)過程中，至少由2名技術(shù)人員遠(yuǎn)距離垂直雙方向控制指揮，嚴(yán)禁撞孔壁，確保鋼筋籠保護(hù)層為70mm；鋼筋籠依靠自重沉入混凝土中應(yīng)連續(xù)，如遇下沉阻力過大，要及時(shí)拔出鋼筋籠，重新成孔插入，鋼筋下沉直至露出地面小于1m時(shí)，方可在端頭以帶配重的振動(dòng)器振動(dòng)壓入，并用水平儀監(jiān)控樁頂標(biāo)高；

5.3.6樁頂保護(hù)措施
冬季施工時(shí)，樁完成后，應(yīng)立即覆蓋保溫，防止混凝土裸露在負(fù)溫中散失熱量，并在7d后，方可開槽，并剔除樁頭超灌混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
6、主要材料
水泥 石子 砂子 鋼筋 粉煤灰 水
普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)32.5Mpa 5-20cm含泥量≤3% 中砂含泥量≤3% φ12￠12、￠6 Ι級(jí)工業(yè)磨細(xì)粉煤灰 自來水

7、機(jī)具設(shè)備
7.1長螺旋鉆機(jī)
目前，國產(chǎn)機(jī)型號(hào)為IZD800，鉆機(jī)功率為90KW，鉆桿直徑有400mm、600mm、800mm等規(guī)格，此種鉆機(jī)需要1臺(tái)30t以上履帶吊配套使用。
7.2混凝土攪拌設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備
根據(jù)單樁混凝土灌注量和單樁連續(xù)灌注的時(shí)間，確定混凝土攪拌設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量。
7.3混凝土輸送泵
混凝土輸送泵規(guī)格由泵送混凝土高度和泵送距離來確定，要注意保證泵送混凝土?xí)r有足夠的壓力。

7.4鋼筋籠吊放機(jī)械
利用15t履帶吊吊放和壓入鋼筋籠，也可利用長螺旋鉆機(jī)配套履帶吊或搭式鉆機(jī)上的副鉤吊放和壓入鋼筋籠。
7.5其他機(jī)具
主要有鋼筋制作機(jī)具、鋼護(hù)筒、余土外運(yùn)機(jī)具等。
8、勞力組織
序號(hào) 工種 人數(shù) 工作內(nèi)容
1 指揮 1 指揮協(xié)調(diào)各工序操作，控制質(zhì)量
2 操作員 2~3 按設(shè)計(jì)要求操作樁機(jī)，維修機(jī)械
3 上料工 6 按配比上料、灌注，保證施工連續(xù)性
4 發(fā)電工 1 負(fù)責(zé)電器設(shè)備的安裝使用和維修
5 記錄員 2 兼質(zhì)量檢查員，負(fù)責(zé)施工記錄，操縱儀表
6 安全員 1 安全檢查
9、安全措施
9.1建立健全安全管理機(jī)構(gòu)，設(shè)專職安全員。上崗人員堅(jiān)守崗位，各司其職。夜間作業(yè)有充分的照明，高空作業(yè)要系安全帶；
9.2清除防礙施工的高空和地下障礙物，平整打樁范圍內(nèi)的場地，樁機(jī)行走的道路要壓實(shí)；
9.3對施工場地附近的建筑和地下管線要認(rèn)真查清，采取有效措施，以避免震壞原有建筑而發(fā)生傷亡事故；
9.4專人操作和保養(yǎng)施工機(jī)具，并定期檢查。

10、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
10.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
10.1.1鋼筋籠允許偏差
直徑  ±10mm
長度  ±100mm
主筋間距  ±10mm
箍筋間距  ±20mm
10.1.2樁距允許偏差≤5cm
10.1.3有效樁長允許偏差≤10cm
10.1.4樁頂標(biāo)高允許偏差≤±5cm
10.1.5樁垂直度允許偏差≤樁長的1/100
10.1.6樁位偏移允許偏差≤樁徑的1/2

10.2檢測
10.2.1成樁質(zhì)量檢查
10.2.1.1超流態(tài)混凝土攪拌應(yīng)對原材料質(zhì)量、計(jì)量、混凝土配合比、外加劑、塌落度、混凝土強(qiáng)度等進(jìn)行檢查；
10.2.1.2鋼筋籠制作應(yīng)對鋼筋規(guī)格，焊條規(guī)格、品種，焊縫長度，焊縫外觀質(zhì)量、主筋與箍筋制作偏差等進(jìn)行檢查；
10.2.1.3施工過程中要求對成孔中心位置、孔深、孔徑、垂直度、鋼筋籠安放實(shí)際位置進(jìn)行檢查，并填寫相應(yīng)質(zhì)量檢查記錄；
10.2.1.4成樁后對混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行檢驗(yàn)；
10.2.1.5樁頭開挖時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查樁數(shù)、樁位及樁頭外觀質(zhì)量。

10.2.2單樁承載力檢測
10.2.2.1單樁靜載荷實(shí)驗(yàn)應(yīng)在工程樁施工前進(jìn)行，在同一施工條件下的試樁數(shù)量不小于總樁數(shù)的1%，且不小于3根；
10.2.2.2工程樁總數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根；
10.2.2.3為確保樁身質(zhì)量，宜選用低應(yīng)變檢測樁完整性，抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%，且不少于5根；
10.2.2.4試樁樁頭應(yīng)在樁頂部分配制加密鋼筋網(wǎng)2～3層；
10.2.2.5試樁前應(yīng)進(jìn)行同條件強(qiáng)度等級(jí)試驗(yàn)，在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)準(zhǔn)許試樁。從成樁到開始試驗(yàn)的時(shí)間間隔為：砂類土≥10天，粉土和粘性土≥15天，淤泥質(zhì)土≥25天。

10.3質(zhì)量控制措施
10.3.1工前進(jìn)行技術(shù)交底，明確質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；
10.3.2隨時(shí)檢查施工記錄，對每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，如發(fā)現(xiàn)不合格的樁根據(jù)實(shí)際情況采取補(bǔ)救措施；
10.3.3抽樣開挖樁體周圍土層，檢查樁的外觀質(zhì)量和整體性；
10.3.4所用的原材料和混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。

11、效益分析
11.1超流態(tài)混凝土樁施工工藝，機(jī)械化程度高，施工進(jìn)度快，綜合經(jīng)濟(jì)效益好；
11.2與沖孔灌注樁相比，雖然混凝土費(fèi)用略高，但在同一地質(zhì)條件下，每立方米混凝土承載力可提高0.55倍，施工工期可縮短50%以上；
11.3在地下水位以下施工時(shí)，可省去泥漿護(hù)壁，綜合費(fèi)用可節(jié)省15%~20%。

12、工程實(shí)例
我公司施工的吉林省軍區(qū)“709“國防工程樁基礎(chǔ)均為超流態(tài)混凝土樁，工程樁234根，試驗(yàn)樁3根，樁長為13M～15M,現(xiàn)正在施工。