蓋挖逆作法立柱結構施工技術研究

  近年來,地下工程對環境保護要求越來越嚴格,對於繁忙路段施工、交通封鎖有嚴格限制的工程,通常採用蓋挖逆作法進行施工;本文針對立柱結構在蓋挖逆作法中的重要性,介紹了蓋挖逆作法立柱結構的關鍵施工技術。

  一、立柱結構施工技術

1.施工要求蓋挖逆作法施工的立柱在安裝時,要求具有十分的精度。

  一般立柱入土越深,樁徑越小,柱腳與鋼筋籠之間的間隙越小,安裝精度越低;乾作業安裝法精度高,打入法精度低,濕作業安裝法精度居中;鋼管樁打入精度比h鋼打入精度高;柱腳與鋼筋籠之間的間隙越小,安裝就越困難,精度也越低;施工技術水平越低,精度越低。

  2.施工方法立柱結構的施工方法主要有以下三種:打入法、濕作業鑽孔安裝法、乾作業鑽孔安裝法。

  選擇立柱的安裝方法,主要取決於地下水的情況。若有地下水,樁的製作和立柱的安裝作業都必須通過地面上的遠距離操作,並且必須在開挖穩定劑(泥水或清水)中進行。若無地下水,則可在樁徑內直接進行人工操作。

  當採用濕作業和乾作業安裝法施工立柱結構時,必須按要求施作柱外回填土。柱外回填土的作用是,保證立柱結構在主體結構逆作過程中的橫向穩定。

  二、鋼管樁(柱)關鍵施工技術1.垂直度控制施工時,允許傾斜度是按樁長的1/100來控制的。對一些重要工程,常要求提高傾斜度的控制要求,確保樁能垂直地沉入土中。

  要做到高垂直度,首先要確保場地密實、平整,打樁架也應有精確、靈便的垂直度控制系統。施工中,則應使第一節樁保持高度的垂直。插樁前,樁架的導桿調至垂直,樁進檔後,要徐徐放下。在接樁過程中,儘量做到對稱焊接,減少因不均勻收縮造成的上節樁傾斜。錘擊過程中,要確保樁錘儘量準確地擊在樁的中心部位。

  2.焊接質量控制焊接質量是評定鋼樁施工總體質量的重要組成部分。施工時,應選擇素質良好、技術熟練、經驗豐富的焊工,嚴格按焊接規範進行施工。焊接設備必須性能良好。焊接施工時,要加強質量監理。

  3.標高控制設計人員根據試樁結果,確定了樁的終沉標高。施工開始時,只要地質情況無異常變化,一般均能滿足設計要求。但是隨著一根根樁的沉入,土層被擠密,常有不能沉到設計標高的情況發生。此時就應暫停施工,會同設計人員共同商榷。

  (1)根據《地基和基礎工程施工和驗收規範》規定的控制原則。

  (2)對於以承載力為主的樁,可以按最終貫入度對照動力公式,計算出承載力是否滿足要求。

  (3)對於以沉降控制為目標的樁基工程,在適當的錘重和落距的條件下,可參考下述標準停止錘擊:①最後貫入度在3~4毫米以內;②最後1米的錘擊數大於250擊;③總錘擊數(對鋼樁)要大於3000擊。

  三、h鋼樁(柱)關鍵施工技術1.樁體失穩控制h型鋼樁施工過程中出現貫入度突然增大,沉樁過程中回彈量過大,以及錘擊聲音不是很清脆等現象。這基本說明h型鋼樁在土中已經失穩,而造成失穩主要有以下幾個原因:(1)樁沒有垂直地插入土中,錘擊過程中發生傾斜而且越打越斜;(2)樁架無抱箍,錘擊時自由長度較大;(3)施工場地用塊石或混凝土塊體填成,樁位不徹底清理。針對以上現象,可採取如下措施是:徹底清理樁位下的障礙物;垂直地插入h型鋼樁;樁架設定抱箍以橫向約束樁的變形。

  2.樁體扭轉控制在沉樁過程中,樁周土體發生變化,聚集在h型鋼樁兩翼緣間的土存在差異,且隨著打樁入土深度的增加而加劇,致使樁朝土體弱的方向轉動。具體的解決辦法可以利用抱箍,若樁體扭轉過大,且入土深度不大,則可拔出再次錘擊入土。

  3.其它關鍵技術(1)由於h型樁的自身剛度不及鋼管樁,其堆放及從堆場運至打樁現場的要求就需嚴格管理,不能產生過大的變形。

  (2)h型樁不像鋼管樁無方向性要求,其x與y向的抗彎性能不一樣,應根據設計院的圖紙要求插入鋼樁。

  (3)如土質過硬,h型鋼樁不易入土時,可在樁尖兩側焊以鋼板,其長度為1~3米,以此來減少一部分摩阻,增加其貫入性。

  四、濕作業鑽孔安裝法在有地下水的情況,立柱的施工一般採用濕作業鑽孔安裝法。

  根據鋼柱安裝及樁混凝土澆注的施工順序,將立柱的安裝方法分為後插法、先插法和二次澆注抽水安裝法三種。後插安裝法是在樁的混凝土澆注完畢後,將鋼立柱柱腳根部插入樁的混凝土中,然後固定。立柱的平面位置在地面上定好,然後將立柱垂直吊入這個位置,並嚴格把握所定的插入精度。先插安裝法是在立柱樁鑽孔完畢,插入鋼筋籠後,首先將鋼立柱插入,在確準鋼立柱的位置後,先作臨時固定,然後再注入混凝土將立柱固定。二次澆注抽水安裝法是在樁基混凝土澆注到柱底以上一定高度後,暫停混凝土澆注,將吊入鋼立柱(必要時,應吊入鋼護筒),然後抽水並由人工固定立柱下端,最後澆注混凝土至設計樁基頂面標高並適量超灌。

  五、乾作業鑽孔安裝法在沒有地下水時,立柱的施工,可以採用乾作業施工方法。乾作業施工方法又分為機械鑽孔和人工挖孔兩種工法。這些工法都是在柱下基礎施工完成後,直接進行立柱的插入和固定。

  根據柱腳固定方法的不同,有柱腳錨釘方式、柱腳外包混凝土方式以及它們的組合方式。