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蓋挖逆作法立柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究
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近年來,地下工程對(duì)環(huán)境保護(hù)要求越來越嚴(yán)格,對(duì)于繁忙路段施工、交通封鎖有嚴(yán)格限制的工程,通常采用蓋挖逆作法進(jìn)行施工;本文針對(duì)立柱結(jié)構(gòu)在蓋挖逆作法中的重要性,介紹了蓋挖逆作法立柱結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)。
一、立柱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
1、施工要求
蓋挖逆作法施工的立柱在安裝時(shí),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;干作業(yè)安裝法精度高,打入法精度低,濕作業(yè)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(shù)水平越低,精度越低。
2、施工方法
立柱結(jié)構(gòu)的施工方法主要有以下三種:打入法、濕作業(yè)鉆孔安裝法、干作業(yè)鉆孔安裝法。
選擇立柱的安裝方法,主要取決于地下水的情況。若有地下水,樁的制作和立柱的安裝作業(yè)都必須通過地面上的遠(yuǎn)距離操作,并且必須在開挖穩(wěn)定劑(泥水或清水)中進(jìn)行。若無地下水,則可在樁徑內(nèi)直接進(jìn)行人工操作。
當(dāng)采用濕作業(yè)和干作業(yè)安裝法施工立柱結(jié)構(gòu)時(shí),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(jié)構(gòu)在主體結(jié)構(gòu)逆作過程中的橫向穩(wěn)定。
二、鋼管樁(柱)關(guān)鍵施工技術(shù)
1、垂直度控制
施工時(shí),允許傾斜度是按樁長(zhǎng)的1/100來控制的。對(duì)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(chǎng)地密實(shí)、平整,打樁架也應(yīng)有精確、靈便的垂直度控制系統(tǒng)。施工中,則應(yīng)使第一節(jié)樁保持高度的垂直。插樁前,樁架的導(dǎo)桿調(diào)至垂直,樁進(jìn)檔后,要徐徐放下。在接樁過程中,盡量做到對(duì)稱焊接,減少因不均勻收縮造成的上節(jié)樁傾斜。錘擊過程中,要確保樁錘盡量準(zhǔn)確地?fù)粼跇兜闹行牟课弧?
2、焊接質(zhì)量控制
焊接質(zhì)量是評(píng)定鋼樁施工總體質(zhì)量的重要組成部分。施工時(shí),應(yīng)選擇素質(zhì)良好、技術(shù)熟練、經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工,嚴(yán)格按焊接規(guī)范進(jìn)行施工。焊接設(shè)備必須性能良好。焊接施工時(shí),要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)理。
3、標(biāo)高控制
設(shè)計(jì)人員根據(jù)試樁結(jié)果,確定了樁的終沉標(biāo)高。施工開始時(shí),只要地質(zhì)情況無異常變化,一般均能滿足設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)標(biāo)高的情況發(fā)生。此時(shí)就應(yīng)暫停施工,會(huì)同設(shè)計(jì)人員共同商榷。
(1)根據(jù)《地基和基礎(chǔ)工程施工和驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定的控制原則。
(2)對(duì)于以承載力為主的樁,可以按最終貫入度對(duì)照動(dòng)力公式,計(jì)算出承載力是否滿足要求。
(3)對(duì)于以沉降控制為目標(biāo)的樁基工程,在適當(dāng)?shù)腻N重和落距的條件下,可參考下述標(biāo)準(zhǔn)停止錘擊:
①最后貫入度在3~4毫米以內(nèi);②最后1米的錘擊數(shù)大于250擊;③總錘擊數(shù)(對(duì)鋼樁)要大于3000擊。
三、H鋼樁(柱)關(guān)鍵施工技術(shù)
1、樁體失穩(wěn)控制
H型鋼樁施工過程中出現(xiàn)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(xiàn)象。這基本說明H型鋼樁在土中已經(jīng)失穩(wěn),而造成失穩(wěn)主要有以下幾個(gè)原因:(1)樁沒有垂直地插入土中,錘擊過程中發(fā)生傾斜而且越打越斜;(2)樁架無抱箍,錘擊時(shí)自由長(zhǎng)度較大;(3)施工場(chǎng)地用塊石或混凝土塊體填成,樁位不徹底清理。針對(duì)以上現(xiàn)象,可采取如下措施是:徹底清理樁位下的障礙物;垂直地插入H型鋼樁;樁架設(shè)置抱箍以橫向約束樁的變形。
2、樁體扭轉(zhuǎn)控制
在沉樁過程中,樁周土體發(fā)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(zhuǎn)動(dòng)。具體的解決辦法可以利用抱箍,若樁體扭轉(zhuǎn)過大,且入土深度不大,則可拔出再次錘擊入土。
3、其它關(guān)鍵技術(shù)
(1)由于H型樁的自身剛度不及鋼管樁,其堆放及從堆場(chǎng)運(yùn)至打樁現(xiàn)場(chǎng)的要求就需嚴(yán)格管理,不能產(chǎn)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(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)院的圖紙要求插入鋼樁。
(3)如土質(zhì)過硬,H型鋼樁不易入土?xí)r,可在樁尖兩側(cè)焊以鋼板,其長(zhǎng)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(yè)鉆孔安裝法
在有地下水的情況,立柱的施工一般采用濕作業(yè)鉆孔安裝法。
根據(jù)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后插法、先插法和二次澆注抽水安裝法三種。后插安裝法是在樁的混凝土澆注完畢后,將鋼立柱柱腳根部插入樁的混凝土中,然后固定。立柱的平面位置在地面上定好,然后將立柱垂直吊入這個(gè)位置,并嚴(yán)格把握所定的插入精度。先插安裝法是在立柱樁鉆孔完畢,插入鋼筋籠后,首先將鋼立柱插入,在確準(zhǔn)鋼立柱的位置后,先作臨時(shí)固定,然后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后,暫?;炷翝沧?,將吊入鋼立柱(必要時(shí),應(yīng)吊入鋼護(hù)筒),然后抽水并由人工固定立柱下端,最后澆注混凝土至設(shè)計(jì)樁基頂面標(biāo)高并適量超灌。
五、干作業(yè)鉆孔安裝法
在沒有地下水時(shí),立柱的施工,可以采用干作業(yè)施工方法。干作業(yè)施工方法又分為機(jī)械鉆孔和人工挖孔兩種工法。這些工法都是在柱下基礎(chǔ)施工完成后,直接進(jìn)行立柱的插入和固定。
根據(jù)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。
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