7-套管扩底灌注桩施工工法.doc
套管扩底灌注桩施工工法 YJGF05-92 山东省机械施工公司 套管扩底灌注桩是在普通沉管灌注桩的基础上发展起来的一种新桩型。具有单桩承载力高、成桩质量可靠、工程造价低、适用范围广等优点，各项经济技术指标均优于当今采用的钢筋混凝土预制桩、泥浆护壁钻孔灌注桩及普通沉管灌主桩。目前已在全省的上百项工程中推广应用，混凝土灌注量达十多万立方米，取得了显著的经济效益。该项施工技术的研究课题由山东省建筑工程管理局下达，山东省机械施工公司自1987年4月至19992年5月完成，在此基础上完成本工法的编制。 一、工艺流程扩底原理 套管扩底灌注桩施工时采用两根长度相等且内外套装的桩管。外桩管为通心无缝钢管，上端设置两块对称的拔管翼板，管口外缘焊有加强钢环，内桩管下端用钢板封口焊制成桩尖，上端焊接竖板与桩帽通过轴销连接，桩帽可沿桩架导轨上下滑动。 施工工艺流程见图1，图中 1.内外桩管套好对准桩位并调整垂直度； 2.锤击桩帽将两管一同沉入设计深度； 3.拔出内桩管，按设计参数灌入扩底混凝土，高度为H； 4.内桩管重新插入外桩管内并压在所灌注的扩底混凝土，然后将外桩管上拔至h高度； 5.锤击内桩管，先将管内混凝土挤出外桩管底口，待两桩管上口平齐后继续锤击，同步沉至C高度； 6.内桩管拔至外桩管上方，灌注桩身混凝土，将内桩管和桩锤一同压在混凝土面上，起拔外桩管，边压边拔； 7.外桩管全部拔出，振捣桩顶混凝土，插入钢筋成桩完毕。 如果是两次扩底施工，只需重复35工序即可。当设计采用钢筋笼时，应在灌注桩身混凝土前将钢筋笼放置到外桩管内，并保持预定的标高，然后灌注桩身混凝土，再行加压拔管工序。 扩底的原理是锤击力经内外桩管直接传给现浇长圆柱形混凝土，通过桩管的挤撑作用迫使扩底混凝土向四周和下部基土扩张，形成近似椭球状扩大头，以增加桩端支承面积，提高单桩承载力。 扩大头所能达到的直径与扩底参数和桩端持力层性质有关。扩底参数主要包括外桩管内径d、扩底混凝土灌注量H、拔管高度h、扩底沉管深度留量C、扩大头直径D。 图1 施工工艺示意图 桩端扩大头直径的计算采用下式 （缺） 式中下角标1和2分别表示一次和两次扩底，当采用公式2时，应取h2h1-C1。 一般工程上可取C0.2m，h1/2H，H36d，能获得较合理的扩底直径和形状。 二、特点 1通过扩底工序，在达到增大桩端支承面积的同时，桩端持力层得到进一步挤密，与桩端接触良好，能充分发挥持力层的承载潜力。单方混凝土承载力高。 2利用桩管和桩锤的自重产生灌注压力，可避免普通沉管灌注桩易发生的缩颈、断桩等通病，成桩质量可靠。 3施工工艺简单，易于操作，对地基土的适应性强。 4工程造价低，综合施工周期短，施工现场文明。 三、适用范围 套管扩底灌注桩可适用于各种饱和软弱土、可液化土、填土、湿陷性土等地基，桩端扩大头必须置于强度较高的持力层中。如可硬塑的粘性土、粉土、中密的砂性土及碎石土等。当采用无桩靴沉管时可穿透厚度不大的硬夹层。 根据目前设备的施工能力，桩长可达18.0m左右，桩径0.3250.5m，可满足中小型工民建及构筑物对基础的承载力要求。当配置全长钢筋笼时，可作为有抗浮要求的工程基础。 四、机具设备 1打桩机一般采用起重能力150500kN的履带式起重机改装成专用桩机，桩架应具有足够的抗压弯强度，设有拔管轮系，可提供一定的拔管力。根据工程所需锤击能量，可配备相应的落锤或内燃桩锤。当桩锤重心处在桩架顶部，行走时桩机应具备可靠的稳定性。 2桩管由无缝钢管制成，常用的直径规格为325、377、425、500mm。一般壁厚为1012mm，其长度根据工程设计桩长确定。 辅助设备包括混凝土计量、搅拌、运输、灌注、振捣等机具，放线测量仪器以及平整场地用的推土机。 套管扩底灌注桩施工设备机具的规格和数量，应根据工程的设计施工参数和工程量的大小以及工期来配备。单台机作业一般可参照表1配备。 表1 五、质量标准及要求 1桩位及垂直度允许偏差应符合地基与基础施工及验收规范GBJ202-83第4.7.3条的规定。 2混凝土施工的质量标准应遵照GBJ202-83规范4.5.2至4.5.11条的规定执行。 3施工操作应执行企业标准“套管扩底灌注桩施工操作规程”。 4沉管、拔出内桩管后，应先检测管底是否冒水，当发生冒水且不大于20cm时，可通过调整扩底混凝土的坍落度来处理。如遇冒水较多，应按企业操作规程进行排水处理，未经处理不准强行灌注混凝土。如果工程中管底冒水、涌泥现象比较普遍，外桩管下口应采取封底工艺措施或采用有桩靴工艺施工。 5扩底混凝土灌注量的误差应为（缺公式） ，灌注时用测绳测量或用容器计量。 6成桩时必须保证桩身混凝土的充盈灌注量，应利用桩管和桩锤的自重，对所灌注桩身混凝土提供足够的灌注压力。对具有软弱夹层的地基，应采取适当减压措施，以防混凝土被压入软土层中，使桩顶低于设计标高。 7在饱和粘性土地基中成桩时，应注意打桩顺序及合理掌握施工速度，防止基土孔压累积发生桩顶冒浆或地面隆起对桩身产生负摩阻力造成断桩事故。当局部桩位持力层的力学性质较差时，应适当增加扩底混凝土的灌注量。 六、劳动组织及安全 每个施工机组配备的施工人员见表2。 表2 劳 动 组 织 安全措施 1操作人员必须戴安全帽，沉拔管工况时应与桩机保持一定距离。 2桩机司机应严格按指挥信号操作，桩机带管转移桩位运行时，因重心高应严密监视地面沉陷情况，场地表面软弱时应铺设垫层或使用路基箱。 3应经常检查桩机的联接、焊接部件及钢索情况，发现隐患应及时排除。 4桩工在桩架上登高作业时，要系好安全带，未返回地面以前严禁操作桩机。 5冬雨季施工，应执行企业标准“冬雨季施工技术操作规程”。 七、效益分析 套管扩底灌注桩的混凝土强度，比钢筋混凝土预制桩要求低，钢筋含量小。同泥浆护壁钻孔灌注桩相比，其单方混凝土承载力高，且不存在排污等问题。综合测算套管扩底桩比上述两种桩型的造价低30以上，工效可提高一倍左右。 八、工程实例 本工法典型工程实例列于表3。 表3 典 型 工 程 实 例 一 览 表 执笔 周广泉
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