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'建筑地基基础工程施工技术标准TechnicalstandardforconstructionofbuildingfoundationEngineeringZJQ08—SGJB202—20051-1-293
1-1-293目录建筑地基基础工程施工技术标准1-1-11总则1-1-32术语1-1-43基本规定1-1-74地基1-1-104.1一般规定1-1-104.2灰土地基1-1-104.3砂和砂石地基1-1-154.4土工合成材料地基1-1-194.5粉煤灰地基1-1-254.6强夯地基1-1-284.7注浆地基1-1-344.8预压地基1-1-414.9振冲地基1-1-544.10高压喷射注浆地基1-1-594.11水泥土搅拌桩地基1-1-644.12土和灰土挤密桩复合地基1-1-704.13水泥粉煤灰碎石桩复合地基1-1-734.14夯实水泥土桩复合地基1-1-794.15砂桩地基1-1-835桩基础1-1-875.1一般规定1-1-105.2静力压桩1-1-885.3先张法预应力管桩1-1-985.4混凝土预制桩1-1-1045.5钢桩1-1-1195.6混凝土灌注桩1-1-1286土方工程1-1-1656.1一般规定1-1-1656.2土方开挖1-1-1666.3土方回填1-1-1807基坑工程1-1-1867.1一般规定1-1-1867.2排桩墙支护工程1-1-1877.3水泥土桩墙支护工程1-1-1987.4锚杆及土钉墙支护1-1-2037.5钢支撑及混凝土支撑系统1-1-2167.6地下连续墙1-1-2207.7沉井与沉箱1-1-2337.8降水与排水1-1-2498分部(子分部)工程质量验收1-1-259附录A地基与基础施工勘察要点1-1-262A.1一般规定1-1-262A.2天然地基基础基槽检验要点1-1-262A.3深基础施工勘察要点1-1-263A.4地基处理工程施工勘察要点1-1-263A.5施工勘察报告1-1-263附录B建筑物沉降观测1-1-264附录C建筑生石灰及生石灰粉1-1-270C.1建筑生石灰1-1-270C.2建筑生石灰粉1-1-271附录D密度试验1-1-273D.1环刀法1-1-273D.2蜡封法1-1-274D.3灌水法1-1-275D.4灌砂法1-1-276附录E击实试验1-1-279附录F锚杆试验1-1-283F.1一般规定1-1-283F.2基本试验1-1-283F.3验收试验1-1-284F.4蠕变试验1-1-284附录G基坑涌水量计算1-1-286本标准用词说明1-1-2901-1-2931-1-293
1总则1.0.1为了加强施工技术管理,规范建筑地基基础工程的施工工艺,在符合设计要求、满足使用功能和国家相关标准(规范、规程等)的条件下,达到技术先进、经济合理,保证工程质量、环境保护和安全施工,制定本标准。1.0.2本标准适用于工业与民用建筑的地基基础工程的施工及质量验收。1.0.3本标准依据现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001等的要求进行编制,并与其配套使用。1.0.4建筑地基基础工程施工中采用的工程技术文件、承包合同文件对施工质量的要求不得低于现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002和本标准的规定。1.0.5建筑地基基础工程的施工应根据设计图纸的要求进行,所用的材料应按照设计要求选用,并应符合现行材料标准的规定。施工工艺应按本标准执行。凡本标准无规定的新材料、新工艺应根据产品说明书或工艺说明书的有关技术要求(必要时通过试验),制定操作工艺标准,并经法人层次总工程师审批后方可使用。1.0.6建筑地基基础工程的施工除应执行本标准的规定外,尚应执行国家、行业、地方现行有关标准、规范的规定,当有关标准规范换版时应按新版标准、规范执行。1-1-293
2术语2.0.1地基subgrade,foundationsoils为支承基础的土体或岩体。2.0.2基础foundation将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。2.0.3地基处理groundtreatment为提高地基承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。2.0.4复合地基compositesubgrade,compositefoundation部分土体被增强或被置换形成增强体,由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基。2.0.5土工合成材料地基geosyntheticsfoundation在土工合成材料上填以土(砂石料)构成建筑物的地基,土工合成材料可以是单层,也可以是多层。一般为钱层地基。2.0.6重锤夯实地基heavytampingfoundation利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层填土地基,使表面形成一层较为均匀的硬层来承受上部荷载。2.0.7强夯地基dynamicconsolidationfoundation工艺与重锤夯实地基类同,但锤重与落距要远大于重锤夯实地基。2.0.8注浆地基groutingfoundation将配置好的化学浆液或水泥浆液,通过导管注人土体孔隙中,与土体结合,发生化学反应,从而提高土体强度,减小其压缩性和渗透性。2.0.9预压地基preloadingfoundation在原状土上加载,使土中水排出,以实现土的预先固结,减少建筑物地基后期沉降和提高地基承载力。按加载方法不同,分为堆载预压、真空预压、降水预压三种不同方法的预压地基。2.0.10高压喷射注浆地基jetgroutingfoundation利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置或先钻孔后将注浆管放至预定位置,以高压使浆液或水从喷嘴中射出,边旋转边喷射浆液,使土体与浆液搅拌混合形成固结体。施工采用单独喷出水泥浆的工艺,称为单管法;施工采用同时喷出高压空气与水泥浆的工艺,称为二管法;施工采用同时喷出高压水、高压空气及水泥浆的工艺,称为三管法。2.0.11水泥土搅拌桩地基soil-cementmixedpilefoundation利用水泥作为固化剂,通过搅拌机械将其与地基土强制搅拌,硬化后构成的地基。2.0.12土与灰土挤密桩地基soil-limecompactedcolumn在原土中成孔后分层填以素土或灰土,并夯实,使填土压密,同时挤密周围土体,构1-1-293
成坚实的地基。2.0.13水泥粉煤灰、碎石桩cementflyashgravelpile用长螺旋钻机钻孔或沉管桩机成孔后,将水泥、粉煤灰及碎石混合搅拌后,泵压或经下料斗投人孔内,构成密实的桩体。2.0.14锚杆静压桩pressedpilebyanchorrod利用锚杆将桩分节压人土中的沉桩工艺。锚杆可用垂直土锚或临时在混凝土底板、承台中的地锚。2.0.15桩基础pilefoundation由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。2.0.16单桩基础sigle-pilefoundation采用一根桩(通常为大直径桩)以承受和传递上部结构(通常为柱)荷载的独立基础。2.0.17群桩基础grouppilefoundation由2根以上基桩组成的桩基础。2.0.18基桩foundationpile群桩基础中的单桩。2.0.19复合桩基compositepilefoundation由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。2.0.20复合基桩compositefoundationpile包含承台底土阻力的基桩。2.0.21单桩竖向极限承载力verticalultimatebearingcapacityofsinglepile单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度,一般由土对桩的支承阻力控制,对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩,可能由桩身材料强度控制。2.0.22群桩效应affectionofpilegroup(grouppilereductionfactor)群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素影响而变化。2.0.23负摩阻力negativefrictionalresistance(negativefrictionalforce)桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等,该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。2.0.24建筑边坡buildingslope在建(构)筑物场地或其周边,由于建(构)筑物和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有影响的自然边坡。1-1-293
2.0.25建筑基坑boilingfoundationpit为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。2.0.26基坑侧壁sideoffoundationpit构成建筑基坑围体的某一侧面。2.0.27基坑周边环境surroundingsaroundfoundationpit基坑开挖影响范围内包括既有建(构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。2.0.28基坑支护retainingandprotectingforfoundationexcavation为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。2.0.29排桩pilesinrow以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。2.0.30地下连续墙diaphragm用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。2.0.31水泥土墙cement-soilwall由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构。2.0.32土钉墙soilnailing采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。2.0.33土层锚杆soilanchor由设置于钻孔内、端部伸人稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。2.0.34支撑体系bracingsystem由钢或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。2.0.35冠梁topbeam设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。2.0.36腰梁middlebeam设置在支护结构顶部以下传递支护结构与锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝土梁或钢梁。2.0.37嵌固深度embeddeddepth桩墙支护结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。2.0.38地下水控制groundwatercontrolling为保证支护结构施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。2.0.39截水帷幕curtainforcuttingoffwater用于阻截或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。1-1-293
3基本规定3.0.1承担地基基础工程施工的单位(含专业分包单位)必须具备相应的专业资质,并应建立完善的质量管理体系和质量检验制度。3.0.2从事地基基础工程检测及见证试验的单位,必须具备省级以上(含省、自治区、直辖市)建设行政主管部门颁发的资质证书和计量行政主管部门颁发的计量认证合格证书。3.0.3地基基础工程施工前,必须具备完备的地质勘察资料及工程附近管线、建筑物、构筑物和其他公共设施的构造情况。必要时,应作施工勘察和调查,以确保工程质量及邻近建筑的安全。施工勘察要点详见附录A。3.0.4在邻近原有建筑物或构筑物进行地基基础工程施工时,应符合下列规定;1施工前,必须了解邻近原有建筑物或构筑物的原有结构及基础等详细情况;2地基与基础工程施工,如影响邻近建筑物或构筑物的使用安全时,应会同有关单位采取有效措施处理。3.0.5地基基础工程,必须在完成各项准备工作及所需施工机械设备和管线安装妥善,并经试运转正常后,方可施工。3.0.6地基基础施工前,必须做好下列技术准备工作:1图纸会审;2编制施工组织设计(或施工方案)和技术交底;3定位轴线、标高控制点的复测;4必要的试验工作等。3.0.7地基基础工程施工中,对轴线定位点及水准基点应妥善保护,并应经常复测。3.0.8地基基础分部工程可根据工程具体情况按表3.0.8划分为若干个子分部工程,并按子分部工程划分各自的分项工程。表3.0.8地基基础工程子分部、分项工程划分分部工程子分部工程分项工程地基与基础无支护土方土方开挖、土方回填有支护土方排桩,降水,排水,地下连续墙,锚杆,土钉墙,水泥土桩,沉井与沉箱,钢及混凝土支撑地基及基础处理灰土地基,砂和砂石地基,碎砖三合土地基,土工合成材料地基,粉煤灰地基,重锤夯实地基,强夯地基,振冲地基,砂桩地基,预压地基,高压喷射注浆地基,土和灰土挤密桩地基,注浆地基,水泥粉煤灰碎石桩地基,夯实水泥土桩地基桩基锚杆静压桩及静力压桩,预应力离心管桩,钢筋混凝土预制桩,钢桩,混凝土灌注桩(成孔、钢筋笼、清孔、水下混凝土灌注)1-1-293
续表3.0.8分部工程子分部工程分项工程地基与基础地下防水防水混凝土,水泥砂浆防水层,卷材防水层,涂料防水层,金属板防水层,细部构造,喷锚支护,复合式衬砌,地下连续墙,盾构法隧道;渗排水、盲沟排水,隧道、坑道排水;预注浆、后注浆,衬砌裂缝注浆混凝土基础模板、钢筋、混凝土,后浇带混凝土,混凝土结构缝处理砌体基础砖砌体,混凝土砌块砌体,配筋砌体,石砌体劲钢(管)混凝土劲钢(管)焊接、劲钢(管)与钢筋的连接,混凝土钢结构焊接钢结构、栓接钢结构,钢结构制作,钢结构安装,钢结构涂装3.0.9地基基础工程的分项工程可根据施工质量及控制和专业验收需要按(地下室)楼层、施工段、变形缝、后浇带等划分成若干个检验批进行验收。3.0.10地基基础工程的子分部工程、分项工程、检验批划分应在施工组织设计或施工方案中予以明确,经监理(或建设单位项目负责人)批准后执行。3.0.11地基基础工程施工,应按照检验批、分项工程、(分部)子分部工程进行验收,上道工序验收合格后,方可进行下道工序的施工。3.0.12检验批合格质量应符合下列规定:1主控项目和一般项目的质量经抽样检验合格。2具有完整的施工依据、质量检查记录。3.0.13分项工程的质量验收合格应符合下列规定:1分项工程所含的检验批均应符合合格质量的规定。2分项工程所含的检验批的质量验收记录应完整。3.0.14分部(子分部)工程质量验收合格应符合下列规定:1分部(子分部)工程所含的分项工程的质量均应验收合格。2质量控制资料应完整。3分部工程有关安全及功能的检验和抽样检测应符合有关规定。4观感质量验收应符合要求。3.0.15地基基础工程的质量验收应按下列程序进行组织:1检验批及分项工程应由监理工程师(建设单位项目技术负责人)组织施工单位项目专业质量(技术)负责人等进行验收。2分部工程应由总监理工程师(建设单位项目负责人)组织施工单位项目负责人和技术、质量负责人等进行验收;勘察、设计单位工程项目负责人和施工单位技术、质量部门负责人也应参加验收。3.0.16地基基础工程施工过程中出现异常情况时,应停止施工,由监理或建设单位组织勘察、设计、施工等有关单位共同分析情况,解决问题,消除质量隐患,并应形成文件资料后,方可继续进行。3.0.17地基基础工程施工中,如发现有文物、古迹遗址或化石等,应立即报请有关部门处理后,方可继续施工。3.0.18地基基础工程在冬期施工时应符合下列规定:1-1-293
1现场道路和施工地点的冰雪必须清除;2影响施工的冻土应挖除并采取防冻措施;3冻结的材料不得使用;4混凝土、砌体、钢结构、防水等子分部、分项工程的冬期施工必须符合相关标准的规定。3.0.19需要进行沉降观测的建筑物或构筑物,其沉降观测点布置和要点应按设计要求执行,当设计无要求时宜按附录B执行。3.0.20地基基础工程施工时,对安全、劳动保护、防水、防火、爆破作业和环境保护等方面,应按有关规定执行。1-1-293
4地基4.1一般规定4.1.1建筑物地基的施工应具备下述资料:1岩土工程勘察资料。2临近建筑物和地下设施类型、分布及结构质量情况。3工程设计图纸、设计要求及需达到的标准,检验手段。4.1.2施工技术人员应掌握所承担工程的地基处理目的、加固原理、技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责质量控制和监测,并做好施工记录。当出现异常情况时,必须及时会同有关部门妥善解决。施工过程中应进行质量监理。施工结束后必须按国家有关规定进行工程质量检验和验收。4.1.3砂、石子、水泥、钢材、石灰、粉煤灰等原材料的质量、检验项目、批量和检验方法,应符合国家现行有关标准的规定。4.1.4地基施工结束,宜在一个间歇期后,进行质量验收,间歇期由设计确定。4.1.5地基加固工程,应在正式施工前进行试验段施工,验证设定的施工参数及加固效果。为验证加固效果所进行的载荷试验,其施加载荷应不低于设计载荷的2倍。4.1.6对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基,其竣工后的结果(地基强度或承载力)必须达到设计要求的标准。检验数量,每单位工程不应少于3点,1000m2以上工程,每100m2至少应有1点,3000m2以上工程,每300m2至少应有1点。每一独立基础下至少应有1点,基槽每20延米应有1点。4.1.7对水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地墓、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基.其承载力检验,of为总数的0.5%~1%,但不应少于3处。有单桩强度检验要求时,数量为总数的0.5%~1%,但不应少于3根。4.1.8除本标准第4.1.6条、第4.1.7条指定的主控项目外,其他主控项目及一般项目可随意抽查,但复合地基中的水泥土搅拌桩、高压喷射注浆桩、土和灰土挤密桩、水泥粉煤灰碎石桩及夯实水泥土桩至少应抽查20%。4.2灰土地基4.2.1特点和适用范围土地基是用一定比例的石灰与土,充分拌合,在最优含水量情况下,分层回填夯实或压实的一种软弱土层换填处理方法。灰土地基具有一定的强度、水稳定性和抗渗性,施1-1-293
工工艺简单,费用较低,是一种应用广泛、经济、实用的地基加固和处理方法。适用于加固深度1~4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等,还可用作结构的辅助防渗层。4.2.2施工准备4.2.2.1技术准备1施工前,应根据工程特点、填料种类、设计要求的压实系数、施工条件,进行必要的压实试验,确定填料含水量控制范围、铺土厚度、夯实或碾压遍数等参数。根据现场条件确定施工方法。2编制施工方案和技术交底,并向施工人员进行技术、质量、安全、环保、文明施工交底。4.2.2.2主要材料土料;熟化石灰或生石灰粉。4.2.2.3主要机具蛙式打夯机、机动翻斗车、筛子(孔径6~l0mm和16~20mm两种)、标准斗、靠尺、铁耙、铁锹、水桶、喷壶、手推胶轮车、、推土机、压路机等。4.2.2.4作业条件1基槽(坑)铺灰前应先进行钎探,局部有软弱土层或古墓(井)、洞穴等,已按设计要求进行处理,并办理完隐蔽验收手续和地基验槽记录。2基础外侧回填灰土前,已对基础或地下室防水层、保护层进行检查并办理了隐蔽验收手续。3基础砌筑砂浆或现浇混凝土已达到规定的强度。4当有地下水时,已采取排水或降低地下水位的措施,使水位低于灰土底面500mm以下。5房心和管沟铺夯灰土前,已先完成上下水管道的安装,并办理完隐蔽验收手续;相邻房间不能同时回填时,墙间已采取加固措施。6已在基坑(槽)、管沟的边坡上钉好水平木桩;在室内或散水的边墙上弹上水平线,或在地坪上钉好标准水平木桩。4.2.3材料质量控制1土料:宜采用就地挖出的豁性土料或塑性指数大于4的粉土,土内不得含有有机杂物,地表耕植土不宜采用。土料使用前应过筛,其粒径不得大于15mm。土施工时的含水量应控制在最优含水量的士2%范围内。冬期施工不得采用冻土或夹有冻土块的土料。2熟化石灰:熟化石灰应采用生石灰块(块灰的含量不少于70%),在使用前3-4d用清水予以熟化,充分消解后成粉末状,并加以过筛。其最大粒径不得大于5mm,并不得夹有未熟化的生石灰块及其他杂质。生石灰质量应符合国家现行行业标准《建筑生石灰》JC/T479-92的规定(附录C)。3采用生石灰粉代替熟化石灰时,在使用前按体积比预先与勃土拌合洒水堆放8h后方可铺设。生石灰粉质量应符合国家现行行业标准《建筑生石灰粉》JC/T480-92的规定(附录C)。生石灰粉进场时应有生产厂家的产品质量证明书。4.2.4施工工艺4.2.4.1工艺流程1-1-293
基土清理→弹线、设标志→灰土拌合→分层摊铺→夯压密实→找平验收4.2.4.2施工要点1基土清理铺设灰土前先检验基土土质,清除松散土并打两遍底夯,要求平整干净。如有积水、淤泥,应清除或晾干;如局部有软弱土层或古墓(井)、洞穴等,应按设计要求进行处理。并办理隐蔽验收手续和地基验槽记录。2弹线、设标志做好测量放线,在基坑(槽)、管沟的边坡上钉好水平木桩;在室内或散水的边墙上弹上水平线;或在地坪上钉好标准水平木桩。作为控制摊铺灰土厚度的标准。3灰土拌合(1)灰土的配合比应符合设计要求,一般为2:8或3:7(石灰:土,体积比)(2)灰土拌合,多采用人工翻拌,通过标准斗计量,控制配合比。拌和时采取土料、石来边掺合边用铁锹翻拌,一般翻拌不少于三遍。灰土拌合料应拌合均匀,颜色一致,并保持一定的湿度,最优含水量为14%~18~。现场以手握成团,两指轻捏即碎为宜。如土料水分过大或不足时,应晾干或洒水湿润。4分层摊铺与夯实(1)灰土每层(一步)摊铺厚度可按照不同的施工方法按表4.2.4选用。每层灰土的夯打遍数,应根据设计要求的干密度由现场夯(压)试验确定。表4.2.4灰土最大虚铺厚度序号夯实机具种类重量(t)虚铺厚度(mm)备注1石夯、木夯0.04~0.08200~250人力送夯,落距400~500mm,一夯压半夯2轻型夯实机械0.12~0.4200~250蛙式打夯机、柴油打夯机等3压路机6~10200~300双轮静作用或振动压路机(2)灰土分段施工时,不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝。上下两层灰土的接缝距离不得小于500mm。接缝处应切成直槎,并夯压密实。当灰土地基标高不同时,应做成阶梯形,每阶宽不小于500mm。对基础和地下室外围作辅助防渗层的灰土,应将水位以下结构全部包围,并处理好接缝。(3)灰土应随铺填随夯压密实,铺填完的灰土不得隔日夯压;夯实后的灰土,3d内不得受水浸泡,在地下水位以下的基坑(槽)内施工时,应采取降、排水措施。5雨期施工雨期施工灰土应连续进行,尽快完成,施工中应有防雨和排水措施。刚夯打完毕或尚未夯实的灰土,如遭受雨淋浸泡,应将积水及松软灰土除去并补填夯实;受浸湿的灰土,应晾干后再夯打密实。6冬期施工冬期施工灰土必须在基层不冻的状态下进行,土料不得含有冻块,并应覆盖保温;已熟化的石灰应在次日用完,以充分利用石灰熟化时的热量。当日拌合的灰土,应当日铺完夯实,夯完的灰土表面应用塑料薄膜和草袋覆盖保温。7质量控制要点1-1-293
(1)施工前应检查灰土的土料、石灰或水泥(当水泥替代灰土中的石灰时)等材料及配合比是否符合设计要求,灰土搅拌是否均匀。(2)施工过程中应检查分层铺设的厚度、分段施工时上下两层的搭接长度、夯实时的加水量、夯压遍数。(3)灰土地基每层夯(压)密实后,应检查压实系数。压实系数又。为土在施工时实际达到的干密度(现场干密度试验方法见附录D)与室内采用击实试验(击实试验方法见附录E)得到的最大干密度之比,即:(4.2.4)灰土应逐层用环刀取样测出其干密度,按式(4.2.4)计算压实系数应符合设计要求。取样检验灰土干密度的检验数量见本标准第4.1.6条,并要绘制每层的取样点位置图。施工结束后,应按设计要求和规定的方法检验灰土地基的承载力。8找平验收灰土最上一层完成后,应拉线或用靠尺检查标高和平整度,超高处用铁锹铲平,低洼处应及时补打灰土。4.2.5成品保护措施1灰土地基打完后,应及时进行基础施工与基坑(槽)回填,或作临时覆盖,防止日晒雨淋。2基坑(槽)四周作好挡、排水设施,防止受雨水浸泡。3冬期应采取保温措施,防止受冻。4.2.6安全、环保措施1灰土铺设、熟化石灰和石灰过筛,操作人员应戴口罩、风镜、手套、套袖等劳动保护用品。2施工机械用电必须采用一机一闸一保护。3夯填灰土前,应先检查打夯机电线绝缘是否完好,接地线、开关是否符合要求;使用打夯机应由两人操作,其中一人负责移动打夯机胶皮电线。4打夯机操作人员,必须戴绝缘手套和穿绝缘鞋,防止漏电伤人。两台打夯机在同一作业面夯实时,前后距离不得小于5m,夯打时严禁夯打电线,以防触电。5土料运输应加以覆盖,防止遗洒;场内存放的土料应采取洒水、覆盖等措施,防止扬尘。6注意对机械的噪声控制:白天不应超过85dB;夜间不应超过55dB。4.2.7质量标准灰土地基的质量验收标准应符合表4.2.7的规定。表4.2.7灰土地墓质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基承载力设计要求按规定的方法2配合比设计要求按拌合时的体积比3压实系数设计要求现场实例1-1-293
续表4.2.7项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值一般项目1石灰粒径mm≤5筛分法2土料有机质含量%≤5试验室焙烧法3土颗粒粒径mm≤15筛分法4含水量(与要求的最优含水量比较)%±2烘干法5分层厚度偏差(与设计要求比较)mm±50水准仪4.2.8质量验收4.2.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.1.10条规定。4.2.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.2.8.3质量验收记录1上道工序的隐蔽验收记录(含地基验槽记录);2土料、石灰的试验报告或产品质量证明书;3每层灰土的干密度试验报告和取样点位图;4检验批的验收记录按表4.2.8.3“灰土地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.2.8.3灰土地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1地基承载力设计要求2配合比设计要求3压实系数设计要求一般项目1石灰粒径(mm)≤52土料有机质含量(%)≤53土颗粒粒径(mm)≤154含水量(与要求的最优含水量)(%)±25分层厚度偏差(与设计要求比)(mm)±50施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.3砂和砂石地基4.3.1特点和适用范围砂和砂石地基采用砂或砂砾石(碎石)混合物,经分层夯(压)实,作为地基的持力层,提高基础下部地基强度,并通过垫层的压力扩散作用,降低地基的压力,减少变形量。同时,垫层可起排水作用,地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出,能加速下部土层的沉降和固结。砂和砂石地基应用范围广泛,具有不用水泥、石材,可防止地下水因毛细作用上升而使地基不受冻结的影响,能在施工期间完成沉陷,用机械或人工都可使地基密实,施工工艺简单、可缩短工期、降低造价等特点。适用于处理3.0m以内的软弱土层和透水性强的勃性土地基,包括淤泥、淤泥质土,不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的戮性土地基。4.3.2施工准备4.3.2.1技术准备1根据设计要求选用砂或砂石材料,经试验检验材料的颗粒级配、有机质含量、含泥量等,确定混合材料的配合比。2根据施工条件和现场条件选用适合的施工方法。3其他技术准备工作按本标准第3.0.6条规定执行。4.3.2.2主要材料按计划用量准备砂或砂石料。4.3.2.3主要机具压路机、推土机、蛙式打夯机、平板式振捣器、插人式振捣器、钢叉、机动翻斗车、铁锹、铁耙、量斗、水桶、喷壶、手推胶轮车、2m靠尺等。4.3.2.4作业条件1砂或砂石材料已按设计要求的种类和需用量进场并经验收符合要求;2主要夯(压)实机械已进场并试运转,能够满足施工需要;3混合材料的配合比已经试验确定;4基槽(坑)已经建设、监理、设计、勘察、施工等单位共同检查,并形成了验槽记录;5已按施工方案向施工班组进行了交底。4.3.3材料质量控制要点1砂:宜采用中砂或粗砂,要求颗粒级配良好、质地坚硬;当采用粉细砂或石粉(粒径小于0.075mm的部分不超过总重的9%)时,应掺人不少于总重30%、粒径20-50mm的碎石或卵石,但要分布均匀;砂中有机质含量不超过5%,含泥量应小于5%,兼作排水垫层时,含泥量不得超过3%。2砂石:宜采用天然级配的砂砾石(或卵石、碎石)混合物,最大粒径不宜大于50mm,不得含有植物残体、垃圾等杂物,含泥量不大于5%。4.3.4施工工艺4.3.4.1工艺流程1-1-293
基层处理→抄平放线、设标桩→(采用人工级配的砂砾石时)混合料拌合均匀→分层铺设→分层夯(压、振)实→检查验收。4.3.4.2施工要点1基层处理:砂或砂石地基铺设前,应将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净,槽侧壁按设计要求留出坡度。铺设前应经验槽,并做好验槽记录。2当基底表面标高不同时,不同标高的交接处应挖成阶梯形,阶梯的宽高比宜为2:1,每阶的高度不宜大于500mm,并应按先深后浅的顺序施工。3抄平放线、设标桩:在基槽(坑)内按5mX5m网格设置标桩(钢筋或木桩),控制每层砂或砂石的铺设厚度。砂和砂石地基每层铺设厚度、砂石最优含水量控制及施工机具、方法的选用参见表4.3.4。振(夯、压)要做到交叉重叠1/3,防止漏振、漏压。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确定。用细砂作垫层材料时,不宜用振捣法或水撼法,以免产生液化现象。表4.3.4砂和砂石地基每层铺设厚度及施工最优含水量捣实方法每层铺设厚度(mm)施工时最优含水量(%)施工要点备注平振法200~25015~201.用平板式振捣器往复振捣,往复次数以简易测定密实度合格为准2.振捣器移动时,每行应搭接1/3不宜用于细砂或含泥量较大的砂所铺筑的地基插振法振捣器插入深度饱和1.用插入式振捣器插振2.插入间距可根据机械振幅大小决定3.不得插至下卧黏性土层中4.插入振捣完毕,所留孔洞应用砂填实不宜用于细砂或含泥量较大的砂所铺筑的地基;湿陷性黄土、膨胀土基层不得使用此法水撼法250饱和1.注水高度略超过铺设高度2.用钢叉摇撼捣实,插入点间距100mm左右3.有控制地注水和排水4.钢叉分四齿,齿的间距80mm,长300mm,木柄长90mm湿陷性黄土、膨胀土和细砂基层不得使用此法夯实法150~2008~121.用木夯式机械夯2.木夯重40kg,落距400~500mm3.一夯压半夯,全面夯实适用于砂石地基碾压法150~3008~126~10t压路机往复碾压,碾压遍数以达到设计要求的密实度为准,一般不少于4遍适用于大面积砂石地基,不宜用于地下水位以下的砂地基4采用人工级配砂砾石,应先将砂和砾石按配合比过斗计量,拌合均匀,再分层铺设。1-1-293
5砂或砂石地基铺设时,严禁扰动下卧层及侧壁的软弱土层,防止被践踏、受冻或受浸泡,降低其强度。如下卧层表面有厚度较小的淤泥或淤泥质土层,当挖除困难时,经设计同意可采取挤淤处理方法:即先在软弱土面上堆填块石、片石等,然后将其压人以置换和挤出软弱土,最后再铺筑砂或砂石地基。6砂或砂石地基应分层铺设,分层夯(压)实,分层做密实度试验。每层密实度试验合格(符合设计要求)后再铺筑下一层砂或砂石。7当地下水位较高或在饱和的软弱基层上铺设砂或砂石地基时,应加强基层内及外侧四周的排水工作,防止引起砂或砂石地基中砂的流失和基坑边坡的破坏;宜采取人工降低地下水位措施,使地下水位降低至基坑底500mm以下。8当采用插振法施工时,以振捣棒作用部分的1.25倍为间距(一般为400~500mm)插人振捣,依次振实,以不再冒气泡为准。应采取措施控制注水和排水。每层接头处应重复振捣,插人式振捣棒振完后所留孔洞应用砂填实;在振捣第一层时,不得将振捣棒插人下卧土层或基槽(坑)边坡内,以避免使软土混人砂或砂石地基而降低地基强度。9质量控制要点:(1)砂、石等原材料质量、配合比应符合设计要求,砂、石应搅拌均匀。(2)施工过程中必须检查分层厚度、分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。(3)施工结束后,应检验砂石地基的承载力。4.3.5成品保护措施1施工过程中应采取措施保护基槽(坑)边坡土体的稳定,防止坍塌而使泥土混人砂或砂石地基中,影响换填地基的强度;2砂或砂石地基铺设或捣实过程中应保护测量放线基准点和标桩;3铺筑完成的砂或砂石地基在进行下道工序施工前应防止人踩车压,并做好挡水和排水措施,防止雨水浸泡;应在验收合格后及时进行下道工序的施工。4.3.6安全、环保措施1施工机械用电必须采用一机一闸一保护。2采用机械夯实法施工时,应先检查打夯机电线绝缘是否完好,接地线、开关是否符合要求;使用打夯机应由两人操作,其中一人负责移动打夯机胶皮电线。打夯机操作人员,必须戴绝缘手套和穿绝缘鞋,防止漏电伤人。两台打夯机在同一作业面夯实时,前后距离不得小于5m。夯打时,严禁夯打电线,以防触电。3采用振捣法施工时,应先检查振捣器接线绝缘是否良好,平板振捣器应采用绝缘拉绳;振捣器操作人员,应戴绝缘手套、穿绝缘鞋。4场内存放的砂石料应采取洒水、覆盖等措施,防止扬尘。5注意对机械的噪声控制:白天不应超过85dB;夜间不应超过55dB。6砂石料运输应加以覆盖,防止遗洒。7防止机械漏油污染土地。4.3.7质量标准砂及砂石地基的质量验收标准应符合表4.3.7的规定。1-1-293
表4.3.7砂及砂石地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基承载力设计要求按规定的方法2配合比设计要求检查拌和时的体积比或重量比3压实系数设计要求现场实例一般项目1砂石料有机质含量%≤5焙烧法2砂石料含泥量%≤5水洗法3石料粒径mm≤100筛分法4含水量(与最优含水量比较)%±2烘干法5分层厚度偏差(与设计要求比较)mm±50水准仪4.3.8质量验收4.3.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.3.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.3.8.3质量验收记录:1基槽(坑)的隐蔽验收记录(含地基验槽记录);2砂、石料的试验报告(颗粒级配和含泥量);3每层夯(压)密实后的干密度试验报告和取样点位图;4检验批的验收记录按表4.3.8.3“砂和砂石地基检验批质量验收记录表”填写。表4.3.8.3砂和砂石地基检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1地基承载力设计要求2配合比设计要求3压实系数设计要求一般项目1砂石料有机质含量(%)≤52砂石料含泥量(%)≤53石料粒径(mm)≤1004含水量(与最优含水量比较)(%)±25分层厚度(与设计要求比较)(mm)±50施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.4土工合成材料地基4.4.1特点和适用范围土工合成材料地基又称土工织物地基或土工聚合物地基,是在软弱土体中或边坡上埋设土工织物作为加筋材料,使软弱土体形成弹性复合土体,起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用。土工合成材料适用于加固软弱地基,以加速土体固结,使之形成复合地基,可提高土体强度,显著地减少沉降,提高地基的稳定性;用于公路、铁路路基作加强层,防止路基翻浆、下沉;用于堤岸边坡,可使结构坡角加大,又能充分压实;作挡土墙后的加固,可代替砂井。此外,还可用于河道和海港岸坡的防冲;水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闸基的反滤层和排水层,可取代级配良好的砂石反滤层,达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的。4.4.2施工准备4.4.2.1技术准备1认真阅读设计文件,准确理解设计意图和采用土工合成材料在地基加固中的作用。2详细查阅地质勘察报告,掌握原基土层的工程特性、土质及地下水情况。3对拟使用的回填土、石做检验,确保符合设计要求。4根据设计要求和土工合成材料特性及现场施工条件,编制施工方案和技术交底。5对操作班组进行施工技术交底。4.4.2.2主要材料1根据设计要求及施工现场情况,制定土工合成材料的采购计划,并按计划组织材料进场;2选择回填土、砂石的来源地,并按计划组织进场;3根据施工方案将土工合成材料提前裁剪,拼接成适合的幅片;4准备好土工合成材料的存放地点,避免土工合成材料进场后受阳光直接照晒。4.4.2.3主要机具1土工合成材料拼接机具;2回填土、石料运输机具;3回填层夯实、碾压机具;4水准仪、钢尺等。4.4.2.4作业条件1土工合成材料验收合格;2回填土、石料试验合格;3向工人的技术交底已经完成;4土工合成材料铺设前的基层处理符合设计要求,并通过验收。4.4.3材料质量控制要点4.4.3.1土工合成材料1土工合成材料的分类和特点1-1-293
土工合成材料系采用聚醋纤维(涤纶)、聚丙纤维(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶)等高分子化合物(聚合物)经加工后合成。分为织造型和非织造型两种类型:织造型又分为机织(含编织)和针织两种;目前常用非织造型即无纺织成的,系将聚合物原料投人经过熔融挤压喷出纺丝,直接平铺成网,然后用粘合剂粘合(胶粘型)、热压粘合(热粘型)、针刺结合(针刺型)等方法将网连接成布。土工织物产品因制造方法和用途不同,宽度和重量的规格变化较大,用于岩土工程的宽度由2~18m;重量大于或等于0.1kg/m2;开孔尺寸(等效孔径)为0.05~0.5mm,导水性不论垂直向或水平向,其渗透系数k≥10-2cm/s(相当于中、细砂的渗透系数);抗拉强度为10~30kN/m(高强度的达30~100Kn/m)。土工合成材料的特点是:质地柔软,重量轻,整体连续性好;抗拉强度高,没有显著的方向性,各向强度基本一致;弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好,不易霉烂和虫蛀;具有毛细作用,内部具有大小不等的网眼,有较好的渗透性和良好的疏导作用,水可竖向、横向排出;材料为工厂制品,质量容易保证;施工方便,造价较低等。2土工合成材料的性能(1)土工合成材料的性能指标包括其本身特性指标及其与土相互作用指标。后者需模拟实际工作条件由试验确定(该指标主要用于设计时参考)。(2)土工合成材料自身特性指标包括下列内容:1)产品形态指标:材质、幅度、每卷长度、包装等;2)物理性能指标:单位面积(长度)、质量、厚度、有效孔径(或开孔尺寸)等;3)力学性能指标:拉伸强度、撕裂强度、握持强度、顶破强度、胀破强度、材料与土相互作用的摩擦强度等;4)水力学:透水率、导水率、梯度比等;5)耐久性能:抗老化、化学稳定性、生物稳定性等。3土工合成材料进场检验土工合成材料进场时,应检查产品标签、生产厂家、产品批号、生产日期、有效期限等,并取样送检,其性能指标应满足设计要求。土工合成材料的抽样检验可根据设计要求和使用功能,按表4.4.3进行试验项目选择。表4.4.3土工合成材料试验项目选择表试验项目使用目的试验项目使用目的加筋排水加筋排水单位面积质量√√顶破√√厚度○√刺破√○孔径√○淤堵○√渗透系数○√直接剪切摩擦√○拉伸√√1-1-293
注:1√为必做项,○为选做或不做项;2土工合成材料主要性能的试验方法标准可参照《土工合成材料试验规程》SL/T235-1999执行。4.4.3.2土及砂石料1黏性土:有机质含量不大于5%,含水量控制在最优含水量的士2%为宜。2砂石料:有机质含量不大于5%。4.4.4施工工艺4.4.4.1工艺流程基层处理~土工合成材料铺放→检查→回填料铺设夯(压)实→检查验收4.4.4.2施工要点1基层处理(1)铺放土工合成材料的基层应平整,局部高差不大于50mm。铺设土工合成材料前应清除树根、草根及硬物,避免损伤破坏土工合成材料;表面凹凸不平的可铺一层砂找平层。找平层应当作路基铺设,表面应有4%^-5%的坡度,以利排水。(2)对于不宜直接铺放土工合成材料的基层应先设置砂垫层,砂垫层厚度不宜小于300mm,宜用中粗砂,含泥量不大于5%。2土工合成材料铺放(1)首先应检查材料有无损伤破坏;(2)土工合成材料须按其主要受力方向从一端向另一端铺放;(3)铺放时松紧度应适度,防止绷拉过紧或有皱折,且紧贴下基层。要及时加以压固,以免被风吹起;(4)土工合成材料铺放时,两端须有富余量。富余量每端不少于l000mm,且应按设计要求加以固定;(5)相邻土工合成材料的连接,对土工格栅可采用密贴排放或重叠搭接,用聚合材料绳或棒或特种连接件连接。对土工织物及土工膜可采用搭接或缝接;(6)当加筋垫层采用多层土工材料时,上下层土工材料的接缝应交替错开,错开距离不小于500mm;(7)土工织物、土工膜的连接可采用搭接法、缝合法、胶结法。连接处强度不得低于设计要求的强度。1)搭接法:搭接长度300-1000mm,视建筑荷载、铺设地形、基层特性、铺放条件而定。一般情况下采用300-500mm,荷载大、地形倾斜、基层极软,不小于500mm;水下铺放不小于1000mm。当土工织物、土工膜上铺有砂垫层时不宜采用搭接法。2)缝合法:采用尼龙或涤纶线将土工织物或土工膜双道缝合,两道缝线间距1.0^-2.5mm,缝合形式如图4.4.4.2所示。3)胶结法:采用热粘结或胶粘结。粘结时搭接宽度不宜小于100mm。(8)在土工合成材料铺放时,不得有大面积的损伤破坏。对小的裂缝或孔洞,应在其上缝补新材。新材面积不小于破坏面积的4倍,边长不小于1000mm。1-1-293
3回填(1)土工合成材料垫层地基,无论是使用单层还是多层土工合成加筋材料,作为加筋1-1-293
图4.4.4.2缝合接缝形式(a)平接;(b)对接;(c)J字接;(d)蝶形接垫层结构的回填料,材料种类、层间高度、碾压密实度等都应由设计确定。(2)回填料为中、粗、砾砂或细粒碎石类时,在距土工合成材料(主要指土工织物或土工膜)80mm范围内,最大粒径应小于60mm。当采用私性土时,填料应能满足设计要求的压实度并不含有对土工合成材料有腐蚀作用的成分。(3)当使用块石做土工合成材料保护层时,块石抛放高度应小于300mm,且土工合成材料上应铺放厚度不小于50mm的砂层。(4)对于黏性土,含水量应控制在最佳含水量的士2%之内,密实度不少于最大密实度的95%。(5)回填土应分层进行,每层填土的厚度应随填土的深度及所选压实机械轻重确定。一般为100~300mm,但布上第一层填土厚度不少于150mm。(6)填土顺序对不同的地基可按不同的顺序进行:1)极软地基采用后卸式运土车,先从土工合成材料两端侧卸土,形成俄台,然后对称往两俄台间填土。施工平面应始终呈“凹”形(凹口朝前进方向);2)一般地基采用从中心向外侧对称进行,平面上呈“凸”形(突口朝前进方向)。(7)回填时应根据设计要求及地基沉降情况,控制回填速度。(8)土工合成材料上第一层填土,填土机械设备只能沿垂直于土工合成材料的铺放方向运行。应用轻型机械(压力小于55kPa)摊料或碾压。填土高度大于600mm后方可使用重型机械。(9)为防止土工织物在施工中产生顶破、穿刺、擦伤和撕破等,一般宜在土工织物下面设置砾石或碎石垫层,在其上面设置砂卵石保护层,其中碎石能承受压应力,土工织物承受拉应力,充分发挥织物的约束作用和抗拉效应,铺设方法同砂、石垫层。(10)土工合成材料铺设时,一次铺设不宜过长,以免下雨渗水难以处理。土工合成材料铺好后应随即铺设上面的砂石材料或土料,避免长时间曝晒和暴露,使材料老化。4质量控制要点(1)施工前应对土工合成材料的物理性能(单位面积的质量、厚度、密度)、强度、延伸率以及土、砂石料等做试验。土工合成材料以100m2为一批,每批应抽查5%。1-1-293
(2)施工过程中应检查清基、回填料铺设厚度及平整度、土工合成材料的铺设方向、接缝搭接长度或缝接状况、土工合成材料与结构的连接状况等。(3)施工结束后,应按设计要求进行承载力检验。4.4.5成品保护措施1铺放土工合成材料,现场施工人员禁止穿硬底或带钉的鞋;2土工合成材料铺放后,宜在48h内覆盖,避免阳光曝晒;3严禁机械直接在土工合成材料表面行走;4用黏土做回填时,应采取排水措施。雨雪天要加以遮盖。4.4.6安全、环保措施1土工合成材料存放点和施工现场禁止烟火;2土工格栅冬季易变硬,施工人员应防止割、碰损伤;3土工合成废料要及时回收集中处理,以免影响环境。4.4.7质量标准土工合成材料地基质量检验标准应符合表4.4.7的规定。表4.4.7土工合成材料地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1土工合成材料强度%≤5置于夹具上做拉伸试验(结果与设计标准相比)2土工合成材料延伸率%≤3置于夹具上做拉伸试验(结果与设计标准相比)3地基承载力设计要求按规定方法一般项目1土工合成材料搭接长度mm≥300用钢尺量2土石料有机质含量%≤5焙烧法3层面平整度mm≤20用2m靠尺4每层铺设厚度mm±25水准仪4.4.8质量验收4.4.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.4.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.4.8.3质量验收记录:1土工合成材料产品出厂合格证;2土工合成材料性能(按设计要求项目)实验报告;3土工合成材料接头抽样试验报告;4土工合成材料地基工程隐蔽检查资料;5土工合成材料地基承载力检验报告;6检验批验收记录按表4.4.8.3“土工合成材料地基工程检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表4.4.8.3土工合成材料地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1土工合成材料强度(%)≤52土工合成材料延伸率(%)≤33地基承载力设计要求一般项目1土工合成材料搭接长度(%)≥3002土石料有机质含量(%)≤53层面平整度(mm)≤204每层铺设厚度(mm)±25施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.5粉煤灰地基4.5.1特点和适用范围粉煤灰地基是利用火力发电厂的工业废料——粉煤灰,作为处理软弱土层的换填材料,经夯(压)实后形成的地基。它具有承载力和变形模量较大,可利用工业废料,施工方便、快速,质量易于控制,经济效果显著等优点。可用于作各种软弱土层换填地基的处理,以及大面积地坪的垫层等。4.5.2施工准备4.5.2.1技术准备1对粉煤灰粒径、氧化铝及二氧化硅含量、烧失量、最优含水量进行取样试验。2根据工程具体情况确定夯压实所采用的施工方法,编制施工方案。3编制技术交底。4.5.2.2主要材料按试验结果选用合格的粉煤灰,并按计划组织进场。4.5.2.3主要机具打夯机、推土机、压路机、平板振动器等。4.5.2.4作业条件4.5.3材料质量控制要点粉煤灰宜选用一般电厂Ⅲ级以上原状灰,含SiO2、Al2O3、Fe2O3总量较高,颗粒粒径宜为0.001~2.0mm,烧失量宜低于12%,含SO3宜小于0.4%,以免对地下金属管道产生腐蚀作用。粉煤灰中严禁混入植物、生活垃圾及其他有机杂质。其含水量应控制在最优含水量的±2%范围内。一般粉煤灰的化学成分见表4.5.3。表4.5.3粉煤灰的化学成分(%)项目编号SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2OSO3Na2O烧失量151.127.67.92.91.01.20.40.47.1251.430.97.42.80.70.70.40.34.9352.330.98.02.71.10.70.20.33.5注:1编号3为国内百多个电厂粉煤灰化学成分的平均值;2编号2为上海地区粉煤灰化学成分平均值;3编号3为宝钢电厂粉煤灰化学成分。4.5.4施工工艺4.5.4.1工艺流程基层处理→粉煤灰分层铺设、分层夯(压)密实→分层进行密实度检验→检查验收4.5.4.2施工要点1基层处理:粉煤灰地基铺设前,应清除地基土上垃圾,排除表面积水,平整后用8t压路机预压两遍,或用打夯机夯击2~3遍,使基土密实。2分层铺设、分层夯(压)密实:分层铺设厚度用机械夯实时为200~300mm,夯1-1-293
完后厚度为150~200mm;用压路机压实时,每层铺设厚度为300~400mm,压实后为250mm左右;对小面积基坑(槽),可用人工摊铺,用平板振动器或蛙式打夯机进行振(夯)实,每次振(夯)板应重叠1/2~1/3,往复振(夯),由两侧或四周向中间进行,振(夯)遍数由现场试验达到设计要求的压实系数为准。大面积换填地基,应采用推土机摊铺,选用推土机预压两遍,然后用压路机(8t)碾压,压轮重叠1/2~1/3,往复碾压,一般碾压4~6遍。3粉煤灰铺设含水量应控制在最优含水量范围内,如含水量过大时,需摊铺晾干后再碾压。粉煤灰铺设后,应于当天压完;如压实时含水量过小,呈现松散状态,则应洒水湿润再压实。4在夯(压)实时,如出现“橡皮土”现象,应暂停压实,可采取将地基开槽、翻松、晾晒或换灰等办法处理。5每层铺完夯(压)后,取样检测密实度合格后,应及时铺筑上一层或及时浇筑其上混凝土垫层。6冬期施工,最低气温不得低于0℃,以免粉煤灰含水冻胀。7质量控制要点:(1)施工前应检查粉煤灰材料,并对基槽清底状况、地质条件予以检验。(2)施工过程中应检查铺筑厚度、碾压遍数、施工含水量控制、搭接区碾压程度、压实系数等。(3)施工结束后,应按设计要求的方法检验地基的承载力。一般可采用平板载荷试验或十字板剪切试验,检验数量,每单位工程不少于3点,1000m2以上的工程,每100m2至少应有1点;3000m2以上的工程,每300m2至少应有1点。4.5.5成品保护措施1铺筑完的粉煤灰地基,严禁车辆在其上行驶;2全部粉煤灰地基铺筑完成并经验收合格后,应及时浇筑其上混凝土垫层,防止日晒雨淋而破坏。4.5.6安全、环保措施1使用打夯机或振动器夯(振)实时的安全措施见本标准第4.3.6条第1~3款。2粉煤灰运输应覆盖,装卸或在场内存放时应洒水湿润或覆盖,以防遗洒或起尘污染环境。3铺筑完的粉煤灰地基应禁止车辆碾压或长时间曝晒,以防干燥、松散、起尘,污染环境。4.5.7质量标准粉煤灰地基质量检验标准应符合表4.5.7的规定。表4.5.7粉煤灰地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1压实系数设计要求现场实测2地基承载力设计要求按规定方法1-1-293
续表4.5.7项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值一般项目1粉煤灰粒径mm0.001~2.000过筛2氧化铝及二氧硅含量%≥70试验室化学分析3烧失量%≤12试验室烧结法4每层铺筑厚度mm±50水准仪50含水量(与最优含水量比较)%±2取样后试验室确定4.5.8质量验收4.5.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.5.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.5.8.3质量验收记录;1粉煤灰试验报告;2分层夯(压)密实度检验报告和检测取样点位图;3粉煤灰地基承载力检验报告;4检验批验收记录,按表4.5.8.3“粉煤灰地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.5.8.3粉煤灰地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1压实系数设计要求2地基承载力设计要求一般项目1粉煤灰粒径(mm)0.001~2.0002氧化铝及二氧化硅含量(%)≥703烧失量(%)≤124每层铺筑厚度(mm)±505含水量(与最优含水量比较)(%)±2施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.6强夯地基4.6.1特点和适用范围强夯地基是采用起重机械(起重机或起重机配三角架、龙门架)将大吨位(一般8~300t)夯锤起吊到6~30m高度后,自由落下,给地基土以强大的冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和很大的冲击应力,迫使土层孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和气体逸出,使土体重新排列,经时效压密达到固结,从而提高地基承载力,降低其压缩性的一种有效的地基加固方法处理的地基。强夯法加固地基的特点是:使用工地常用简单设备;施工工艺简单;适用土质范围广;加固效果显著,可取得较高的承载力,一般地基强度可提高2~5倍;变形沉降量小,压缩性可降低2~10倍,加固影响深度可达6~10m;土粒结合紧密,有较高的的结构强度;工效高,施工速度快(一套设备每月可加固5000~10000m2地基);节省加固材料;施工费用低,节省投资;耗用劳动力少和现场施工文明等。适用于加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、勃性土、湿陷性黄土、高填土、杂填土以及“围海造地”地基、工业废渣、垃圾地基等的处理;也可用于防止粉土及粉砂的液化,消除或降低大孔土的湿陷性等级;对于高饱和度淤泥、软戮土、泥炭、沼泽土,如采取一定的技术措施也可采用。4.6.2施工准备4.6.2.1技术准备1熟悉施工图纸,理解设计意图,掌握各项参数,现场实地考察,定位放线。2选择试验区作强夯试验,确定或验证设计强夯参数:(1)锤重与落距:锤重M(t)与落距h(m)是影响夯击能和加固深度的重要因素,它直接决定每一击的夯击能量。锤重一般不宜小于8t,常用的有10、12、17、18、25t;落距一般不小于6m,多采用8、10、12、13、15、17、18、20、25m几种。锤重与落距的选用应根据设计要求的夯击能量和机械设备性能确定,并应经设计、建设单位或监理认可。(2)单位夯击能:锤重M与落距h的乘积称为夯击能(E=M·h)。强夯的单位夯击能(指单位面积上所施加的总夯击能),应根据地基土类别、结构类型、载荷大小和要求处理的深度等综合考虑,并通过现场试夯确定。在一般情况下,对粗颗粒土可取1000~3000kN·m/m2;细颗粒土可取1500~4000kNm/m2。夯击能过小,加固效果差;夯击能过大,不仅浪费能源,相应也增加费用。而且,对饱和勃性土还会破坏土体,形成橡皮土,降低强度。一般单击夯击能以不超过3000kN·m较为经济。(3)夯击点布置及间距:夯击点布置应根据基础的形式和加固要求由设计确定。对大面积地基,一般采用等边三角形、等腰三角形或正方形(图4.6.2.1);对条形基础,夯点可成行布置;对独立基础,可按柱网设置采取单点或成组布置,在基础下面必须布置夯点。夯击点间距取决于基础布置、加固土层厚度和土质条件。通常夯击点间距取夯锤直径的3倍,一般第一遍夯击点间距为5~9m,以便夯击能向深部传递,以后各遍夯击点间距1-1-293
(a)(b)图4.6.2.1夯点布置(a)梅花形布置;(b)方形布置可与第一遍相同,也可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程,第一遍夯击点间距宜适当加大。加固土层厚、土质差、透水性弱、含水量高一的猫性土,夯点间距宜大;加固土层薄、透水性强、含水量低的砂质土,间距宜减小。(4)单点的夯击数与夯击遍数:单点的夯击数是指单个夯点一次连续夯击次数。夯击遍数指以一定的连续击数,对整个场地的一批点,完成一个夯击过程叫一遍,单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数即整个场地的夯击遍数。单点夯击数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,且应同时满足以下条件:1)最后两击的平均夯沉量不大于50mm。当单击夯击能量较大时,不大于100mm;2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起;3)不因夯坑过深而发生起锤困难。每夯击点之夯击数一般为3~10击。夯击遍数应根据地基土的性质确定,一般情况下,可采用2~3遍,最后再以低能量(为前几遍能量的1/4~l/5,锤击数为2~4击)满夯一遍,以加固前几遍之间的松土和被振松的表土层。为达到减少夯击遍数的目的,应根据地基土的性质适当加大每遍的夯击能,亦即增加每夯点的夯击次数或适当缩小夯点间距,以便在减少夯击遍数的情况下以获得相同的夯击效果。(5)两遍间隔时间:两遍夯击之间应有一定的时间间隔,以利于土中超静孔隙水压力单消散,待地基土稳定后再夯下一遍,一般两遍之间间隔1-4周。对渗透性较差的赫性土不少于3-4周;若无地下水或地下水在一5m以下,或为含水量较低的碎石类土,或透一参性强的砂性土,可采取只隔1-2d,或在前一遍夯完后,将土推平,随即进行连续夯声,而不需要间歇。3编制施工方案和技术交底。4.6.2.2材料准备根据现场情况准备一定量的中(粗)砂或砂砾石、碎石和土料。4.6.2.3主要机具1夯锤:用钢板作外壳,内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土(图4.6.2.3-1),或用钢板做成装配式夯锤(图4.6.2.3-2)。夯锤底面有圆形和方形两种,圆形不易旋转,定位方便,稳定性好,采用较多;锤底面积宜按土的性质和锤重确定,锤底静压力值可取25~40kPa;对于粗颗粒土(砂质土和碎石类土)选用较大值,一般锤底面积为3~4m2;对于细颗粒土(戮性土或淤泥质土)宜取较小值,锤底面积不宜小于6m2。一般10t夯锤1-1-293
图4.6.2.3-2装配式钢夯锤(可组合成6、8、10、12t)1—50mm厚钢板底板;2—15mm厚钢板外壳;3—30mm厚钢板顶板;4—中间块(50mm厚钢板);5—∮50mm吊环;6—∮200mm排气孔;7—M48mm螺栓图4.6.2.3-1混凝土夯锤(圆柱形重12t;方形重8t)1-30mm厚钢板底板;2-18mm厚钢板外壳;3-6×∮159mm钢管;4—水平钢筋网片,∮16@200mm;5—钢筋骨架,∮14@400mm6—∮50mm吊环;7—C30混凝土底面积用4.5m2,15t夯锤用6m2较适宜。锤重一般有8、10、12、16、25t。夯锤中宜设1~个直径250~300mm上下贯通的排气孔,以利空气迅速排出,减小起锤时锤底与土面间形成真空产生的强吸附力和夯锤下落时的空气阻力,以保证夯击能的有效作用。2起重设备:由于履带式起重机重心低,稳定性好,移动方便,大多采用履带式起重机(带摩擦离合器),常用起重能力为15、20、25、30、50t,应满足起重量和提升高度的要求。3脱钩装置:采用履带式起重机作强夯起重设备,常用的脱钩装置一般是自制的自动脱钩器。脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成(图4.6.2.3-3),由钢板焊接制成。要求有足够的强度、使用灵活、脱钩快速、安全可靠。图4.6.2.3-3强夯自动脱钩器1—吊环;2—耳板;3—销环轴辊;4—销柄;5—拉绳4锚系设备:当用起重机起吊夯锤时,为防止在夯锤突然脱钩时发生起重臂后倾和减小臂杆振动,一般应用一台T1-100型推土设在起重机的前方作地锚,在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳锚系,钢丝绳与地面的夹角不大于30°。推土机还可用于夯完后的表土推平、压实等辅助工作。5经纬仪、水准仪等。4.6.2.4作业条件1-1-293
1施工技术参数已确定,已对操作人员进行了技术交底;2现场道路已修筑完毕,机械设备已进场并经试夯后满足施工要求;3施工场地已平整,并作好排水沟;4距建(构)筑物、地下管线较近时,做好隔振或其他措施;5夯击点位已标出。4.6.3施工工艺4.6.3.1工艺流程清理、平整场地→标出第一遍夯点位置、测量场地高程→起重机就位、夯锤对准夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤吊到预定高度脱钩自由下落进行夯击,测量锤顶高程→往复赶鸭子上架击,按规定的夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击→重复以上工序,完成第一遍全部夯点的夯击→用推土机将夯坑填平,测量场地高程→在规定的间隔时间后,按上述程序逐次完成全部夯击遍数→用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后的场地高程4.6.3.2施工要点1做好强夯地基的地质勘察,对不均匀土层适当增多钻孔和原位测试工作,掌握土质情况,作为制定强夯方案和对比夯前、夯后加固效果之用。必要时进行现场试验性强夯,确定强夯施工的各项参数。2强夯前应平整场地,周围作好排水沟,按夯点布置测量放线确定夯位。地下水位较高时,应在表面铺0.5~2.0m厚中(粗)砂或砂砾石、碎石垫层,以防设备下陷和便于消散强夯产生的孔隙水压力,或采取降低地下水位后再强夯。3强夯应分段进行,顺序从边缘夯向中央;对厂房柱基亦可一排一排地夯,起重机直线行驶,从一边向另一边进行。每夯完一遍,用推土机整平场地,放线定位即可进行下一遍夯击。强夯法的顺序是:先深后浅,即先加固深层土,再加固中层土,最后加固表层土。最后一遍夯完后,再以低能量满夯一遍,如有条件以采用小夯锤夯击为佳。4回填土应控制含水量在最优含水量范围内,如低于最优含水量,可钻孔灌水或洒水浸渗。5夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行,落锤应保持保稳,夯位应准确,夯击坑内积水应及时排除。坑底上含水量过大时,可铺砂石后再进行夯击。在每遍夯击之后,要用新土或周围的土将夯坑填平,再进行下一遍夯击。6对于高饱和度的粉土、黏性土和新饱和填土,进行强夯时,很难控制最后两击的平均夯沉量在规定的范围内,可采取:(1)适当将夯击能量降低;(2)将夯沉量差适当加大;(3)填土采取将原土上的淤泥清除,挖纵横盲沟,以排除土内的水分,同时在原土上铺500mm的砂石混合料,以保证强夯时土内的水分排除,在夯坑内回填块石、碎石或矿渣等粗颗粒材料,进行强夯置换等措施。通过强夯将坑底软土向四周挤出,使在夯点下形成块(碎)石墩,并与四周软土构成复合地基,一般可取得明显的加固效果。7雨期填土区强夯,应在场地四周设排水沟、截洪沟,防止雨水流入场内;填土应使中间稍高;土料含水率应符合要求;认真分层回填,分层推平、碾压,并使表面1-1-293
保持1%~2%的排水坡度;当班填土当班推平压实;雨后抓紧排除积水,推掉表面稀泥和软土,再碾压;夯后夯坑立即推平、压实,使高于四周。8冬期施工应清除地表的冻土层再强夯,夯击次数要适当增加,如有硬壳层,要适当增加夯次或提高夯击动能。9做好施工过程中的监测和记录工作,包括检查夯锤重和落距,对夯点放线进行复核,检查夯坑位置,按要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等,并对各项差数参数及施工情况进行详细记录,作为质量控制的根据。10质量控制要点(1)施工前应检查夯锤重量、尺寸,落距控制手段,排水设施及被夯地基的土质;(2)施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围;(3)施工结束后,检查被夯地基的强度并进行承载力检验。4.6.4成品保护措施1强夯前查明强夯范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高,并采取必要的防护措施,以免因强夯施工而造成损坏。2做好现场测量控制桩、控制网以及现场夯击位置布点的保护工作。3做好现场排水设施的保护工作。4强夯后,基坑应及时修整,浇筑混凝土垫层封闭,防止雨水浸泡强夯后的地基。4.6.5安全、环保措施1机械设备操作人员要有操作证,严禁无证上岗。2吊机起重臂活动范围内严禁站人,非工作人员严禁进入强夯区域。3夯机驾驶室前应安装安全防护网,测量仪器应架设在距夯机30m外地方,夯锤下落位置与施工人员的距离在20m外为安全距离。4汽车吊行走时,应铺放4m×2m×0.02m钢板。5施工时,应随时观察机械的工作状态,发现问题及时预以解决。6施工应按顺序有系统的进行,保持现场文明施工、安全施工。7施工垃圾、生活垃圾应定期清理,以免污染环境。4.6.6质量标准强夯地基质量检验标准应符合表4.6.6的规定。表4.6.6强夯地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基强度设计要求按规定方法2地基承载力设计要求按规定方法一般项目1夯锤落距mm±300钢索设标志2锤重kg±100称重3夯击遍数及顺序设计要求计数法4夯点间距mm±500用钢尺量5夯击范围(超出基础范围距离)设计要求用钢尺量6前后两遍间歇时间设计要求4.6.7质量验收1-1-293
4.6.7.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、条3.0.10条的规定。4.6.7.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.6.7.3质量验收记录;1地质勘察报告或原位测试报告;2强夯施工记录(包括落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围等);3强夯地基承载力检验报告;4检验批验收记录按表4.6.7.3“强夯地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.6.7.3强夯地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1地基强度设计要求2地基承载力设计要求一般项目1夯锤落距(mm)±3002锤重(kg)±1003夯击遍数及顺序设计要求4夯点间距(mm)±5005夯击范围(超出基础范围距离)设计要求6前后两遍间歇时间设计要求施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.7注浆地基4.7.1特点和适用范围注浆地基是将水泥浆、黏土浆或化学浆液,通过压浆泵、注浆管均匀地注入土体中,以填充、渗透和挤密等方式,驱走岩石裂隙中或土颗粒间的水分和气体,并填充其位置,硬化后将岩土胶结成整体,形成强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体,从而使地基得到加固,可防止或减少渗透和不均匀沉降。常用的有水泥注浆地基和硅化注浆地基。水泥注浆地基的特点是:参与岩土体结合形成强度高、渗透性小的结石体;取材容易,配方简单,易于操作;环境污染小,价格便宜等。适用于软黏土、粉土、新近沉积黏性土、砂土等提高地基强度的加固和渗透系数在于10-2cm/s的土层的止水加固以及已建工程的局部松软地基的加固。硅化注浆根据浆液注入的方式分为压力硅化、电动硅化和加气硅化三类。压力硅化根据溶液的不同,又可分为压力双液硅化、压力单液硅化和压力混合液硅化三种。其特点是:设备工艺简单,使用机动灵活,技术易于掌握,加固效果好,可提高地基强度,消除土的湿陷性,降低压缩性。各种硅化加固方法的适用范围,可根据加固土的种类、渗透系数参见表4.7.1确定。硅化加固法多用于局部加固新建或已建的建(构)筑物基础、稳定边坡以及作防水帷幕等。但硅化加固不宜用于经沥青、油脂和石油化合物所浸透和地下水pH值大于9.0的土。表4.7.1各种硅化加固法的适用范围及化学溶液的浓度硅化加固方法土的种类溶液的密度(t=18℃)水玻璃(模数2.5~3.3)氯化钙压力双液硅化砂类土和黏性土0.1~1010~2020~801.35~1.381.38~1.411.41~1.441.26~1.28压力单液硅化湿陷性黄土0.1~21.13~1.25—压力混合液硅化粗砂、细砂—水玻璃与铝酸钠按体积比1:1混合—电动双液硅化各类土≤0.11.13~1.211.07~1.11加气硅化砂土、湿陷性黄土、一般黏性土0.1~21.09~1.21—注:压力混合液硅化所用水玻璃模数为2.4~2.8,波美度40°;水玻璃铝酸钠浆液温度为13~15℃,凝结时间为13~15s,浆液初期黏度为4×10-3Pa·s。4.7.2施工准备4.7.2.1技术准备1施工前应掌握有关技术文件,并应通过现场注浆试验,以确定注浆施工技术参数、检测要求等。1-1-293
2浆液组成材料的性能应符合设计要求,为确保注浆加固地基的效果,施工前应进行室内浆液配比试验,以确定浆液配方。3编制施工方案(包括检测方案)和技术交底。4.7.2.2主要材料1水泥注浆地基材料:水泥、水、氯化钙、细砂、粉煤灰、黏土浆等。2硅化注浆地基材料:水玻璃、氯化钙溶液、铝酸钠溶液、二氧化碳、水泥、水、细砂等。4.7.2.3主要机具1水泥注浆机具(1)钻孔机。(2)压浆泵:泥浆泵或砂浆泵。常用的有BW-250/50型、TBW-200/40型、TBW-250/40型、NSB-100/30型泥浆泵或100/15(C-232)型砂浆泵等。(3)配套机具有搅拌机、灌浆管、阀门、压力表等。2硅化注浆机具振动打拔管机(振动钻或三角架穿心锤)、注浆花管、压力胶管、φ42mm连接钢管、齿轮泵或手摇泵、压力表、磅秤、浆液搅拌机、贮液罐、三角架、倒链等。4.7.2.4作业条件1根据现场情况及施工方案放出钻孔孔位。2施工所用材料机具已进场,满足施工需要。3对操作人员进行了技术、安全和文明施工的交底。4.7.3材料质量控制1水泥:用强度等级32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥;在特殊条件下亦可使用矿渣水泥、火山灰质水泥或抗硫酸盐水泥,要求新鲜无结块。2水:用一般饮用水,但不应采用含硫酸盐大于0.1%或氯化钠大于0.5%以及含过量糖、悬浮物质、碱类的水。3水玻璃:模数宜为2.5~3.3,不溶于水的杂质含量不得超过2%,颜色为透明或稍带混浊。4氯化钙溶液:pH值不得小于5.5~6.0,每1L溶液中杂质不得超过60g,悬浮颗粒不得超过1%。5铝酸钠:含铝量为150g/L,苛化系数2.4~2.5。6二氧化碳:采用工业用二氧化碳(压缩瓶装)4.7.4施工工艺4.7.4.1工艺流程1水泥注浆地基工艺流程:钻孔→下注浆管、套管→填砂→拔套管→封口→边注浆边拔注浆管→封孔2硅化注浆地基工艺流程:打入(或钻孔沉入)注浆管→(钻孔沉管时,管子四周孔隙用土填塞夯实)→打入(或先钻孔2~3m再打入)电极→分层灌注浆液(采用电动硅化时,在灌注溶液的同时通入直流电;采用加气硅化时,在灌浆前加气)→(加气硅化时,灌浆后再加一次气)→拔出1-1-293
灌浆管和电极→孔洞填实4.7.4.2施工要点1水泥注浆地基施工要点(1)地基注浆加固前,应通过试验确定灌浆段长度、灌浆孔距、灌浆压力等有关技术参数;灌浆段长度根据土的裂隙、松散情况、渗透性以及灌浆设备能力等条件选定。在一般地质条件下,段长多控制在5~6m;在土质严重松散、裂隙发育、渗透性强的情况下,宜为2~4m;灌浆孔距一般不宜大于2.0m,单孔加固的直径范围可按1-2m考虑;孔深视土层加固深度而定;灌浆压力是指灌浆段所受的全压力,即孔口处压力表上指示的压力,所用压力大小视钻孔深度、土的渗透性以及水泥浆的稠度等而定,一般为0.3~0.6MPa。(2)灌浆一般用净水泥浆,水灰比变化范围为0.6~2.0,常用水灰比从8:1~1:1;要求快凝时,可采用快硬水泥或在水中掺入水泥用量1%~2%的氯化钙;如要求缓凝时,可掺加水泥用量0.1%~0.5%的木质素磺酸钙;亦可掺加其他外加剂以调节水泥浆性能。在裂隙或孔隙较大、可灌性好的地层,可在浆液中掺人适量细砂或粉煤灰,比例为1:0.5~1:3,以节约水泥,更好地充填空隙,并可减少收缩。对不以提高固结强度为主的松散土层,亦可在水泥浆中掺加细粉质戮土配成水泥薪土浆,灰泥比为1:3~8(水泥:土,体积比),可以提高浆液的稳定性,防止沉淀和析水,使填充更加密实。(3)灌浆施工方法是先在加固地基中按规定位置用钻机或手钻钻孔到要求的深度,孔径一般为55~100mm,并探测地质情况,然后在孔内插入直径38~50mm的注浆射管。管底部1.0~1.5m管壁上钻有注浆孔,在射管之外设有套管,在射管与套管之间用砂填塞。地基表面空隙用1:3水泥砂浆或薪土、麻丝填塞,而后拔出套管,用压浆泵将水泥浆压入射管而透人土层孔隙中,水泥浆应连续一次压人,不得中断。灌浆先从稀浆开始,逐渐加浓。灌浆次序一般把射管一次沉人整个深度后,自下而上分段连续进行,分段拔管直至孔口为止。灌浆孔宜分组间隔灌浆,第1组孔灌浆结束后,再灌第2组、第3组。(4)灌浆完成后,拔出灌浆管,留下的孔用1:2水泥砂浆或细砂砾石填塞密实;亦可用原浆压浆堵孔。(5)注浆充填率应根据加固土要求达到的强度指标、加固深度、注浆流量、土体的孔隙率和渗透系数等因素确定。饱和软赫土的一次注浆充填率不宜大于0.15~0.17。(6)注浆加固土的强度具有较大的离散性,加固土的质量检验宜采用静力触探法,检测点数应满足有关规范要求。检测结果的分析方法可采用面积积分平均法。2硅化注浆地基施工要点(1)施工前,应先在现场进行灌浆试验,确定各项技术参数。(2)灌注溶液的钢管可采用内径为20~50mm、壁厚大于5mm的无缝钢管。它由管尖、有孔管、无孔接长管及管头等组成。管尖作成250~300圆锥体,尾部带有丝扣与有孔管连接;有孔管长一般为0.4~1.0m,每米长度内有60~80个直径为1~3mm向外扩大成喇叭形的孔眼,分4排交错排列;无孔接长管一般长1.5~2.0m,两端有丝扣。电极采用直径不小于笋22mm的钢筋或笋33mm钢管,通过不加固土层的注浆管和电极表面,须涂沥青绝缘,以防电流的损耗和作防腐。灌浆管网系统包括输送溶液和输送压缩空气的软管、泵、软管与注浆管的连接部分、阀等。其规格应能适应灌注溶液所采用的压力。泵或空气压缩设备应能以0.2~0.6MPa的压力,向每个灌浆管供应1~5L/min的溶液压人土1-1-293
中,灌浆管的平面布置和土的每层加固厚度如图4.7.4.2。灌浆管间距1.73R,各行间距为1.5R(R为一根灌浆管的加固半径,其数值见表4.7.4.2-1);电极沿每行注浆管设置,间距与灌浆管相同。土的加固可分层进行,砂类土每一加固层的厚度为灌浆管有孔部分的长度加0.5R,湿陷性黄土及黏土类土按试验确定。(3)灌浆管的设置,借打入法或钻孔法(振动打拔管机、振动钻或三角架穿心锤)沉入土中,保持垂直和距离正确,管子四周孔隙用土填塞夯实。电极可用打入法或先钻孔2~3m深再打入。1—1(b)图4.7.4.2压力硅化注浆管排列及构造(a)灌浆管构造;(b)灌浆的排列与分层加固1—单液灌浆管;2—双液灌浆管;3—第一种溶液;4—第二种溶液;5—硅化加固区(4)硅化加固的土层以上应保留1m厚的不加固土层,以防溶液上冒,必要时须夯填素土或打灰土层。(5)灌注溶液的压力一般在0.2~0.1MPa(始)和0.8~1.0MPa(终)范围内,采用电动硅化法时,不超过0.3MPa(表压)。(6)土的加固程序,一般自上而下进行,如土的渗透系数随深度而增大时,则应自下而上进行。如相邻土层的土质不同时,渗透系数较大的土层应先进行加固。灌注溶液次序,根据地下水的流速而定,当地下水流速在1m/d时,向每个加固层自上而下的灌注水玻璃,然后再自下而上的灌注氯化钙溶液,每层厚0.6~1.0m;当地下水流速为1~3m/d时,轮流将水玻璃和氯化钙溶液均匀地注入每个加固层中;当地下水流速大于3m/d时,应同时将水玻璃和氯化钙溶液注入,以减低地下水流速,然后再轮流将两种溶液注入每个加固层。采用双液硅化法灌注,先由单数排的灌浆管压入,然后从双数排的灌浆管压入;采用单液硅化法时,溶液应逐排灌注。灌注水玻璃与氯化钙溶液的间隔时间不得超过表4.7.4.2-2规定。溶液灌注速度宜按表4.7.4.2-3的范围进行。表4.7.4.2-1土的压力硅化加固半径班次土的类别加固方法土的渗透系数(m/d)土的加固半径(m)1砂土压力双液硅化法2~1010~2020~5050~800.3~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.02粉砂压力单液硅化法0.3~0.50.5~1.01.0~2.02.0~5.00.3~0.40.4~0.60.6~0.80.8~1.03湿陷性黄土压力单液硅化法0.1~0.30.3~0.50.5~1.01.0~2.00.3~0.40.4~0.60.6~0.90.9~1.01-1-293
表4.7.4.2-2向注液管中灌注水玻璃和氯化钙溶液的间隔时间地下水流速(m/d)0.00.51.01.53.0最大间隔时间(h)246421注:当加固土的厚度大于5m,且地下水流速小于1m/d,为避免超过上述间隔时间,可将加固的整体沿竖向分成几段进行。表4.7.4.2-3土的渗透系数和灌注速度土的名称土的渗透系数(m/d)溶液灌注速度(L/min)土的名称土的渗透系数(m/d)溶液灌注速度(L/min)砂类土<11~510~2020~801~22~52~33~5湿陷性黄土0.1~0.50.5~2.02~33~5(7)灌浆溶液的总用量Q(L)可按下式确定:(4.7.4.2)式中V——硅化土的体积(m2);n——土的孔隙率;K——经验系数:对淤泥、黏性土、细砂,K=0.3~0.5;中砂、粗砂,K=0.5~0.7;砾砂,K=0.7~1.0;湿陷性黄土,K=0.5~0.8。采用双液硅化时,两种溶液用量应相等。(8)电动硅化系在灌注溶液的时候,同时通入直流电,电压梯度采用0.50~0.75V/cm。电源泉可由直流发电机或直流电焊机供给。灌注溶液与通电工作要连续进行,通电时间最长不超过36h。为了提高加固的均匀性,可采取每隔一定时间后,变换电极改变电流方向的办法。加固地区的地表水,应注意疏干。(9)加气硅化工艺与压力单液硅化法基本相同,只在灌浆前先通过灌浆管加气,然后灌浆,再加一次气,即告完成。(10)土的硅化完毕,用桩架或三角架借倒链或绞磨将管子和电极拔出,遗留孔洞用1:5水泥砂浆或黏土填实。3质量控制要点(1)施工前应掌握有关技术文件(注浆点位置、浆液配比、注浆施工技术参数、检测要求等)。浆液组成材料的性能应符合设计要求,注浆设备应确保正常运转。(2)施工中应经常抽查浆液的配比及主要性能指标,注浆的顺序、注浆过程中的压力控制等。(3)施工结束后,应检查注浆体强度、承载力等。检查孔数为总量的2%~5%,不合格率大于或等于20%时应进行二次注浆。检验应在注浆后15d(砂土、黄土)或60d(黏性土)进行。4.7.5成品保护措施1水泥注册码浆在注浆后15d(砂土、黄土)或60d(黏性土)、硅化注浆7d内不得在已注浆的地基上行车或施工,防止扰动已加固的地基。1-1-293
2对已有建(构)筑物基础或设备基础进行加固后,应进行沉降观测,直到沉降稳定,观测时间不应少于半年。4.7.6安全、环保措施1配制化学溶液应按规定配带防护手套和眼镜,防止腐蚀伤害。2施工中应采取防止污染水源的措施。4.7.7质量标准注浆地基的质量检验标准应符合表4.7.7的规定。表4.7.7注浆地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1原材料检验水泥设计要求查产品合格证书或抽样送检注浆用砂:粒径细度模数含泥量及有机物含量mm%<2.5<2,0<3试验室试验注浆用黏土:塑性指数黏粒含量含砂量有机物含量%%%>14>25<5<3试验室试验粉煤灰:细度烧失量不粗于同时使用的水泥试验室试验%<3水玻璃:模数2.5~3.3抽样送检其他化学浆液设计要求查产品合格证书或抽样送检2注浆体强度设计要求取样检验3地基承载力设计要求按规定方法一般项目1各种注浆材料称量误差%<3抽查2注浆孔位mm士20用钢尺量3注浆孔深mm士100量测注浆管长度4注浆压力(与设计参数比)%士10检查压力表读数4.7.8质量验收4.7.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.7.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.7.8.3质量验收记录:1地质勘察报告或原位测试报告;2注浆施工记录;3注浆地基浆体强度、地基承载力检验报告;4检验批验收记录按表4.7.8.3“注浆地基检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表4.7.8.3注浆地基检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1原材料检验水泥设计要求注浆用砂:粒径(mm)细度模数含泥量及有机物含量(肠)<2.5<2.0<3注浆用黏土:塑性指数黏粒含量(%)含砂量(%)有机物含量(%)>14>25<5<3粉煤灰:细度烧失量(%)不粗于同时使用的水泥;<3水玻璃:模数2.5~3.3其他化学浆液设计要求2注浆体强度设计要求3地基承载力设计要求一般项目1各种注浆材料称量误差(%)<32注浆孔位(mm)士203注浆孔深(mm)士1004注浆压力(与设计参数比)(%)士10施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.8预压地基4.8.1特点及适用范围预压地基包括砂井堆载预压地基、袋装砂井堆载预压地基、塑料排水带堆载预压地基和真空预压地基。1砂井堆载预压地基砂井堆载预压地基系在软弱地基中用钢管打孔,灌砂设置砂井作为竖向排水通道,并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道,在砂垫层上部压载以增加土中附加应力,使土体中孔隙水较快地通过砂井和砂垫层排出,从而加速土体固结,使地基得到加固。(1)加固机理一般软猫土的结构呈蜂窝状或絮状,在固体颗粒周围充满水,当受到应力作用时,土体中孔隙水慢慢排出,.孔隙体积变小而发生体积压缩,常称之为固结。由于勃土的孔隙率很细小,这一过程是非常缓慢的。一般黏土的渗透系数很小,为10-7~10-9cm/s,而砂的渗透系数介于10-2~10-3cm/s,两者相差很大。故此,当地基黏土层厚度很大时,仅采用堆载预压而不改变赫土层的排水边界条件,黏土层固结将十分缓慢,地基土的强度增长过慢而不能快速堆载,使预压时间很长。当在地基内设置砂井等竖向排水体系,则可缩短排水距离,有效地加速土的固结。图4.8.1-1为典型的砂井地基剖面。(2)特点及适用范围图4.8.1-1典型砂井地基剖面1—砂井;2—砂垫层;3—永久性填土;4—临时超载填土砂井堆载预压的特点是:可加速饱和软勃土的排水固结,使沉降尽快完成和稳定(下沉速度可加快2.0~2.5倍),同时可大大提高地基的抗剪强度和承载力,防止基土滑动破坏;施工机具和方法简单,就地取材,不用三材,可缩短施工期限,降低造价。适用于透水性低的饱和软弱豁性土的地基加固;用于机场跑道、油罐、冷藏库、水池、水工结构、道路、路堤、堤坝、码头、岸坡等工程地基处理。对于泥炭等有机沉积地基则不适用。2袋装砂井堆载预压地基袋装砂井堆载预压地基,是在普通砂井堆载预压基础上改良和发展的一种新方法。普通砂井的施工,存在着以下普遍性问题:(1)砂井成孔方法易使井周围土扰动,使透水性减弱(即涂抹作用),或使砂井中混人较多泥砂,或难使孔壁直立;(2)砂井不连续或缩颈、断井、错位现象很难完全避免;(3)所用成井设备相对笨重,不便于在很软弱地基上进行大面积施工;(4)砂井采用大截面完全为施工的需要,而从排水要求出发并不需要,造成材料大量浪费;(5)造价相对比较高。而采用袋装砂井则基本解决了大直径砂井堆载预压存在的问题,使砂井的设计和施工更趋合理和科学化,是一种比较理想的竖向排水体系。1-1-293
袋装砂井堆截预压地基的特点是:能保证砂井的连续性,不易混入泥砂,或使透水性减弱;打设砂井设备实现了轻型化,比较适应于在软弱的地基土上施工;采用小截面砂井,用砂量大为减少;施工速度快,每班能完成70根以上;工程造价降低,每1m2地基的袋装砂井费用仅为普通砂井的50%左右。适用范围同砂井堆载预压地基。3塑料排水带堆载预压地基塑料排水带堆载预压地基,是将带状塑料排水带用插板机将其插入软弱土层中,组成垂直和水平排水体系,然后在地基表面堆载预压(或真空预压),土中孔隙水沿塑料带的沟槽上升溢出地面,从而加速了软弱地基的沉降过程,使地基得到压密加固(图4.8.1-2)。图4.8.1-2塑料排水带堆载预压法1—塑料排水带;2—土工织物;3—堆载塑料排水带堆载预压地基的特点是:(1)板单孔过水面积大,排水畅通;(2)质量轻,强度高,耐久性好,其排水沟槽截面不易因受土压力作用而压缩变形;(3)用机械埋设,效率高、运输省、管理简单,特别用于大面积超软弱地基土上进行机械化施工,可缩短地基加固周期;(4)加固效果与袋装砂井相同,承载力可提高70%~100%,经100d,固结度可达到80%;加固费用比袋装砂井节省10%左右。适用范围与砂井堆载预压、袋装砂井堆载预压相同。4真空预压地基图4.8.1-3真空预压地基1—砂井;2—砂垫层;3—薄膜;4—抽水、气;5—黏土真空预压法是以大气压力作为预压载荷,它是先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层,再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布,四周密封好与大气隔绝,在砂垫层内埋设渗水管道,然后与真空泵连通进行抽气,使透水材料保持较高的真空度,在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力,将土中孔隙水和空气逐渐吸出,从而使土体固结(图4.8.1-3)。对于渗透系数小的软黏土,为加速孔隙水的排出,也可在加固部位设置砂井、袋装砂井或塑料板等竖向排水系统。(1)加固机理真空预压在抽气前,薄膜内外均承受一个大气压(Pa)的作用,抽气后薄膜内气压逐渐下降,薄膜内外形成一个压力差(称为真空度),首先使砂垫层,其次是砂井中的气压降至Pv,使薄膜紧贴砂垫层,由于土体与砂垫层和砂井间的压差,从而发生渗流,使孔隙水沿着砂井或塑料排水带上升而流入砂垫层内,被排出塑料薄膜外;地下水在上升的同时,形成塑料带附近的真空负压,使土内的孔隙水压形成压差,促使土中的孔隙水压力不断下降,有效应力不断增加,从而使土体固结,土体和砂井间的压差,开始时为Pa—Pave,随着抽气时间的增长,压差逐渐变小,最终趋向于零,此时渗流停止,土体固结完成。故真空预压过程,实质为利用大气压差作预压荷载(当膜内外真空度达到600mmHg,相当于堆载5m高的砂卵石),使土体逐渐排水固结的过程。1-1-293
同时,真空预压使地下水位降低,相当于增加一个附加应力,抽气前地下水离地面高h1,抽气后地下水位降至h2,在此高差范围内的土体从浮重度变为湿重度,使土骨架相应增加了水高h1—h2:的固结压力作用,使土体产生固结。此外,在饱和土体孔隙中含有少量的封闭气泡,在真空压力下封闭气泡被排出,因而使土的渗透性加大,固结过程加速。(2)特点及适用范围1)不需要大量堆载,可省去加载和卸载工序,节省大量原材料、能源和运输能力,缩短预压时间;2)真空法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出,可缩短固结时间;同时由于孔隙水排出,渗流速度的增大,地下水位降低,由渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大,提高了加固效果;且负压可通过管路送到任何场地,适应性强;3)孔隙渗流水的流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体,土体在加固过程中的侧向变形很小,真空预压可一次加足,地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳,可有效缩短总的排水固结时间;4)适用于超软私性土以及边坡、码头、岸边等地基稳定性要求较高的工程地基加固,土愈软,加固效果愈明显;5)所用设备和施工工艺比较简单,无需大量的大型设备,便于大面积使用;6)无噪声、无振动、无污染,可作到文明施工;7)技术经济效果显著。根据国内在天津新港区的大面积实践,当真空度达到600mmHg,经60d抽气,不少井区土的固结度都达到80%以上,地面沉降达570mm,同时能耗降低1/3,工期缩短2/3,比一般堆载预压降低造价1/3;8)真空预压法适用于饱和均质私性土及含薄层砂夹层的戮性土,特别适于新淤填土、超软土地基的加固。但不适用于在加固范围内有足够的水源补给的透水土层,以及无法堆载的倾斜地面和施工场地狭窄的工程进行地基处理。4.8.2施工准备4.8.2.1技术准备1熟悉施工图纸,理解设计意图,掌握土层各项参数。2根据施工图要求和现场实际情况,编制施工组织设计或施工方案及技术交底。3现场测量放线,确定砂井位置。4.8.2.2主要材料中粗砂、装砂袋、塑料排水带、聚氯乙烯塑料薄膜、滤水管等。4.8.2.3主要机具1砂井施工主要机具有:振动沉管桩机、锤击沉管桩机或静压沉桩机等,另配外径为井直径、下端装有自由脱落的混凝土桩靴或带活瓣式桩靴的桩管。配套机具有吊斗、机动翻斗车或手推车等。2袋装砂井施工主要机具有:EHZ-8型袋装砂井打设机,一次能打设两根砂井,其技术性能见表4.8.2.3-1;亦可采用各种导管式的振动打设机械,有履带臂架式、步履臂架式、轨道门架式、吊机导架式等打设机械,其技术性能如表4.8.2.3-2;所配钢管的内径宜略大于砂井直径,以减小施工过程对地基的扰动。1-1-293
表4.8.2.3-1EHZ-8型袋装砂井打设机主要技术性能项次项目性能123起重机型号直接接地压力(kPa)间接接地压力(kPa)W501943045振动锤激振力(kN)激振频率(r/min)869606外形尺寸(cm)长640×宽285×高18507每次打设根数(根)2891011最大打设深度(m)打设砂井间距(cm)成孔直径(cm)置人砂袋直径(cm)12.0120,140,160,180,20012.57.012施工效率(根/台班)66~8013适用土质淤泥、粉质私土、私土、砂土、回填土注:需铺设500mm厚砂垫层。表4.8.2.3-2各种常用打设机械性能表打设机械型号行进方式打设动力整机重(t)接地面积(m2)接地压力(kN/m2)打设深度(m)打设效率(m/台班)SSD20型宽履带振动锤34.535.010201500IJB-16步履门架轨道履带吊机振动锤振动锤振动锤15.018.0—3.08.0—5023>10010~1510~15121000100010003塑料排水带施工主要设备为插带机,基本上可与袋装砂井打设机械共用,只需将圆形导管改为矩形导管。插带机构造如图4.8.2.3所示,每次可同时插设塑料排水带两根,其技术性能见表4.8.2.3-3所示。图4.8.2.3UB-16型步履式插带机1—塑料带及其卷盘;2—振动锤;3—卡盘;4—导架;5—套杆;6—履靴;7—液压支腿;8—动力设备;9—转盘;10—回转轮4真空预压主要设备为真空泵,一般宜用射流真空泵,它由射流箱及离心泵所组成。射流箱规格为φ48mm,效率应大于96kPa,离心泵型号为3BA-9、价50mm,每个加固区宜设两台泵为宜(每台射流真空泵的控制面积为1000m2)。配套设备有集水罐、真空滤水管、真空管、止回阀、阀门、真空表、聚氯乙烯塑料薄膜等。滤水管采用钢管或塑料管材,滤水孔一般采用邦~势10,间距5cm,梅花形布置,管上缠绕3mm钢丝,间距5cm,外包尼龙窗纱布一层,最外面再包一层渗透性好的编织布或土工纤维或棕皮即成。1-1-293
表4.8.2.3-3插带机性能类型IJB-16M类型IJB-16型工作方式液压步履式行走,电力液压驱动振动下沉液压卡夹紧力(Kn)160外形尺寸(mm)7600×5300×15000插板深度(m)10总重量(t)15插设间距(m)1.3、1.6接地压力(kPa)50插入速度(m/min)11振动锤功率(kW)30拔出速度(m/min)8激振力(kN)80、160效率(根/h)18左右频率(次/min)6704.8.2.4作业条件1场地已平整,对设备运行的松软场地进行了预压处理。周围已挖好排水沟。2现场供水、供电线路已铺设,道路已修筑,小型临时设施已设置。材料已运进场,质量符合要求,并按平面布置图堆放。3砂井轴线控制桩及水准基点已经测设,井孔位置已经放线并定好桩位。4机具设备已运到现场,并经维修、保养、就位、试运转正常。5已进行成孔和灌砂试验,确定有关施工工艺参数(分层填料厚度、夯击次数、夯实后的干密度、成井次序),并对砂井排水进行了测试,其加载次数、固结速度、时间、承载力等符合设计要求。4.8.3材料质量控制1砂:采用中砂或粗砂,垫层可用中细砂或砾砂,含泥量不大于3%,一般不宜使用细砂。2堆载材料:一般以散料为主,如采用施工场地附近的土、砂、石子、砖、石块等。3装砂袋:应具有良好的透水、透气性,一定的耐腐蚀、抗老化性能,装砂不易漏失,并有足够的抗拉强度,能承受袅内装砂自重和弯曲所产生的拉力。一般多采用聚丙烯编织布或玻璃丝纤维布、黄麻片、再生布等,其技术性能见表4.8.3-1。表4.8.3-1砂袋材料技术性能砂袋材料渗透性(cm/s)抗拉试验弯曲18扩试验标距(cm)伸长率(%)抗拉蝇度(kPa)弯心直径(cm)伸长率(%)破坏情况聚丙烯编织袋玻璃丝纤维布黄麻片再生白布>1×10-2—>1×10-2—2020202025.03.15.515.5170094019204507.57.57.57.523—410完整未到180°折断完整完整4塑料排水带:塑料排水带由芯带和滤膜组成。芯带是由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成两面有间隔沟槽的带体,土层中的固结渗流水通过滤膜渗入到沟槽内,并通过沟槽从排水垫层中排出。根据塑料排水带的结构,要求滤网膜渗透性好,与猫土接触后,其渗透系数不低于中粗砂,排水沟槽输水畅通,不因受土压力作用而减小。1-1-293
图4.8.3塑料排水带结构形式、构造(a)Ⅱ型塑料带,(b)梯形槽塑料带;(c)△形槽塑料带;td)硬透水膜塑料带;(e)无纺布螺栓孔排水带;(f)无纺布柔性排水带,(g)结构构造1—滤膜;2—无纺布;3—螺栓排水孔;4—芯板塑料排水带的结构由所用材料不同,结构形式也各异,主要有如图4.8.3所示几种。带芯材料:沟槽型排水带,如图4.8.3(a)、(b)、(c)。多采用聚丙烯或聚乙烯塑料带芯,聚氯乙烯制作的质较软,延伸率大,在土压作用下易变形,使过水截面减小。多孔型带芯如图4.8.3(d)、(e)、(f),一般用耐腐蚀的涤纶丝无纺布。滤膜材料:一般用耐腐蚀的涤纶衬布,涤纶布不低于60号,含胶量不小于35%,既保证涤纶布泡水后的强度满足要求,又有较好的透水性。排水带的厚度应符合表4.8.3-2要求,排水带的性能应符合表4.8.3-3要求,国内常用塑料排水带的类型及性能见表4.8.3-4。表4.8.3-2不同型号塑料排水带的厚度型号ABCD厚度(mm)>3.5>4.0>4.5>6表4.8.3-3塑料排水带性能项目单位A型B型C型条件纵向通水量cm3/s15≥25≥40侧压力滤膜渗透系数cm/s≥5×10-4≥5×10-4≥5×10-4试件在水中浸泡24h滤膜等效孔径μm<75<75<75以D98计,D为孔径复合体抗拉强度(干态)kN/10cm≥1.0≥1.3≥1.5延伸率10%时滤膜抗拉强度干态N/cm≥15≥25≥30延伸率15%时试件在水中浸泡24h很态N/cm≥10≥20≥25滤膜重度N/m20.8注,A型排水带适用于擂人深度小下15m.B型排水带适用于插入深度小于25m,C迎排水带适用于插入深度小于35m。1-1-293
表4.8.3-4国内常用塑料排水带性能类型项目TJ-1SPB-1Mebra日本大林式Alidrain截面尺寸(mm)100×4100×410O×3.5100×1.6100×7材料带芯聚乙烯、聚丙烯聚抓乙烯聚乙烯聚乙烯聚乙烯或聚丙烯滤膜纯涤纶混合涤纶合成纤维质——纵向沟槽数38383810无固定通道沟槽面积(mm2)152152207112180带芯抗拉强度(N/cm)210170—270—180°弯曲不脆不断不脆不断———滤膜抗拉强度(N/cm)干>30经42,纬27.2107——饱和25~30经22.7,纬14.5——57耐破度(N/cm)饱和87.752.5——54.9干71751.0———渗透系数(cm/s)1×10-24.2×10-4—1.2×10-23×10-4塑料排水带的排水性能主要取决于截面周长,而很少受其截面积的影响。塑料排水带设计时,把塑料排水带换算成相当直径的砂井。根据两种排水体与周围土接触面积相等的原理,换算直径Dp,可接下式计算:(4.8.3)式中Dp——塑料排水宽度(mm)δ——塑料排水带厚度(mm)α——换算系数,考虑到塑料排水带截面并非圆形,其渗透系数和砂井也有所不同而采取的换算系数,取α=0.75~1.0。5聚氯乙烯塑料薄膜,厚度0.08~1.0mm。6滤水管采用钢管或UPVC塑料管材,应能承受足够的压力而不变形。4.8.4施工工艺4.8.4.1工艺流程1砂井堆载预压工艺流程;确定施工顺序→放线定出井位→桩机就位→打入(或振动沉入)桩管→灌砂→边拔管边振动或低锤击管直到桩顶→铺设砂垫层→堆截预压2袋装砂井预压工艺流程:确定施工顺序→放线定出井位→桩机就位→整理桩尖(活瓣桩尖或预制混凝土桩尖)→沉入导管→将砂袋放入导管→往管内灌水(减少砂袋与管壁的摩擦力)→拔管→铺设砂垫层→堆载预压3塑料排水带堆载预压工艺流程:放线定位→将塑料排水带通过导管从管下端穿出→将塑料排水带与桩尖连接、贴紧管1-1-293
下端并对准桩位→打设桩管插入塑料排水带→拔管→剪断塑料排水带→铺设砂垫层→堆载预压4真空预压工艺流程:地质勘察→排水体设计→排水砂垫层施工→打设竖向排水体→埋设观测设备→埋设真空分布管→铺设密封膜→真空泵安装、管路连接→抽真空、观测→效果检验4.8.4.2砂井堆载预压地基施工要点1砂井的施工顺序,应从外围或两侧向中间进行,如砂井的间距较大,亦可逐排进行。打砂井后地基表层会产生松动隆起,应进行压实。2砂井成孔是先用打桩机将井管沉入地基中预定的深度后,即吊起桩锤,在井管内灌入砂料,然后再利用桩架上的卷扬机吊振动锤,边振边将桩管徐徐拔出;或用桩锤,边锤击边拔管,每拔升300~500mm,再复打拔管,以捣实挤密形成砂柱,如此往复,使拔管与冲击交替重复进行,直到砂充填井孔内,井管拔出。拔管速度控制在1~1.5m/min,使砂子借助重力留在井孔中形成密实的砂井,亦可二次打入井管灌砂,形成扩大砂井。3当桩管内进水时,可先在井管内装入2~3斗砂将活瓣压住,堵塞缝隙。4当采用锤击沉桩管时,管内砂子亦可用吊锤击实,或用空气压缩机向管内通气(气压为0.4~0.5MPa)压实。5灌砂时,砂中的含水量应加以控制,对饱和水的土层,砂可采用饱和状态;对非饱和土层和杂填土,或能形成直立孔的土层,含水量可采用7%~9%。6砂井灌砂应自上而下保持连续,要求不出现缩颈,且不扰动砂井周围土的结构。对灌砂量未达到设计要求的砂井,应在原位将桩管打入,灌砂复打一次。7预压法处理地基必须在地基表面铺设与排水竖井相连通的砂垫层,砂垫层的厚度应按设计要求,一笛膜不小于500mm。砂垫层宜用中粗砂,含泥量不宜大于3%,砂料中可混有少量粒径小于50mm的砾石。砂垫层的干密度大于1.5g/cm3,其渗透系数宜大于1×10-2cm/s。8在预压区边缘应设置排水沟,在预压区内宜设置与砂垫层相连的排水盲沟。9地基预压前应设置垂直沉降观测点、水平位移观测桩、测斜仪以及孔隙水压力计,其设置数量、位置及测试方法,应符合设计要求。10堆载方法,大面积可采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软土地基的堆载预压,第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。预压荷载一般取等于或大于设计荷载。为加速压缩过程和减少上部建(构)筑物的沉降,可采用比建(构)筑物重量大10%~20%的超载进行预压。11堆载预压过程中,作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载,以免地基失稳破坏。应根据土质情况采取加荷方式,如需施加大荷载时,加载应分期分级进行,加强观测。对地基垂直沉降、水平位移和孔隙水压力等,应逐日观测并做好记录。注意控制每级加载重量的大小和加载速率,使之与地基的强度增长相适应,待地基在前一级荷载作用下达到一定固结度后,再施加下一级荷载。特别是在加载后期,更须严格控制加载速率,防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏。一般堆载控制指标是:地基最大下沉量不宜超过10mm/c;水平位移不宜大于4mm/d;孔隙1-1-293
水压力不超过预压荷载所产生应力的50%~60%。通常情况下,加载在60kPa以前,加荷速度可不限制。12预压时间应根据建筑物的要求以及固结情况确定,一般达到如下条件即可卸荷:(1)地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80%以上;(2)理论计算的地基总固结度达到80%以上;(3)地基沉降速度已降到0.5~1.0mm/d。13质量控制要点:(1)施工前应检查施工监测措施及沉降、孔隙水压力等原始数据。(2)砂井数量、排列尺寸、形式、孔径、深度,应符合设计要求或施工规范的规定。(3)砂井的灌砂密实度应符合设计要求,灌砂量不得少于计算量的95%。(4)施工期间应进行现场测试,包括:1)边桩水平位移观测:主要用于判断地基的稳定性,决定安全的加荷速率,要求边桩位移速率应控制在3~5mm/d。2)地面沉降观测:主要控制地面沉降速度,要求最大沉降速率不宜超过10mm/d;3)孔隙水压力观测:用计算土体固结度、强度及强度增长分析地基的稳定,从而控制堆载速率,防止堆载过多、过快而导致地基破坏;4)采用标准贯入检验砂井井体的强度;采用轻便触探检验井间土层的固结效果。(5)施工结束后,应检查地基土的十字板剪切强度、标贯或静压力触探值及要求达到的其他物理力学性能,重要建筑物地基应作承载力检验。(6)砂井堆载预压地基的质量验收标准应符合表4.8.7的规定。4.8.4.3袋装砂井预太地基施工要点1袋装砂井的打设顺序同砂井。2用袋装砂井打设机或各种导管式打设机将管沉入地下预定位置,然后向井管内放入预先装好砂料的圆柱形砂袋,往管内灌水(减少砂袋与管壁的摩擦力),最后拔起井管,将砂袋充填在孔中形成砂井;亦可先将井管沉入土中放入袋子(下部装少量砂或吊重),然后依靠振动锤的振动灌满砂,最后拔出套管,在地下形成砂井。专用EHZ-8型袋装砂井打设机一次能打设两根砂井。所用钢管内径宜略大于砂井直径,以减少施工过程中对地基的扰动。3砂垫层及堆载的施工同砂井堆载预压地基(见本标准第4.8.4.2条)。4袋装砂井定位要准确,砂井要有较好的垂直度,以确保排水距离与理论计算一致。5袋中装砂宜用风干砂,不宜采用湿砂,以免干燥后体积减小,造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接等质量事故;灌入砂袋的砂,应捣固密实,袋口应扎紧,砂袋放入导管口应装设滚轮,下放砂袋要仔细,防止砂袋破损漏砂。6施工中应经常检查桩尖与导管口的密封情况,避免管内进泥过多,造成井阻,影响加固深度。7确定袋装砂井施工长度时,应考虑袋内砂体积减小,袋装砂井在井内的弯曲、超深及伸入水平排水垫层内的长度等因素,防止砂井全部沉入孔内,造成顶部与排水垫层不连接,影响排水效果。8质量控制要点同砂井堆载预压地基。1-1-293
4.8.4.4塑料排水带堆载预压地基施工要点1打设塑料排水带的导管有圆形和矩形两种,其管靴也各异,一般采用桩尖与导管分离设置。桩尖主要作用是防止打设塑料带时淤泥进入管内,并对塑料带起锚固作用。避免拔出。桩尖常用形式有圆形、倒梯形和倒梯楔形三种,如图4.8.4.4所示。图4.8.4.4塑料排水带用桩尖形式(a)混凝土圆形桩尖;(b)倒梯形桩尖;(c)楔形固定桩尖1—混凝土桩尖;2—塑料带固定架;3—塑料带;4—塑料楔2塑料排水带打设时,插带机就位后,通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉,排水带从套管内穿过与端头的锚靴相连,套管顶住锚靴将排水带插到设计的入土深度,拔起套管后,锚靴连同排水带一起留在土中,然后剪断连续的排水带,即完成一个排水孔插带操作,插带机即可移位至下一个排水孔继续施打。3塑料带滤水膜在转盘和打设过程中应避免损坏,防止淤泥进入带芯堵塞输水孔,影响塑料带的排水效果。4塑料带与桩尖锚碇要牢固,防止拔管时脱离,将塑料带带出,带出长度不应大于500mm。打设时严格控制间距和深度,如塑料带拔起超过2m以上,应进行补打。5桩尖平端与导管下端要连接紧密,防止错缝,以免在打设过程中淤泥进入导管,增加对塑料带的阻力,或将塑料带拔出。6塑料带需接长时,为减小带与导管的阻力,应采用在滤水膜内平搭接的连接方法。搭接长度应在20mm以上,以保证输水畅通和有足够的搭接强度。7砂垫层及堆载的施工同砂井推载预压地基(见本标准第4.8.4.2条)。8质量控制要点:(1)施工前应检查施工监测措施、沉降、孔隙水压力等原始数据、排水措施、塑料排水带等位置。塑料排水带必须符合表4.8.2-3的质量要求。(2)堆载施工应检查堆载高度、沉降速度。(3)施工结束后,应检查地基土的十字板剪切强度、标贯或静力触探值及要求达到的其他物理力学性能,重要建筑物应作承载力检验。1-1-293
(4)塑料排水带堆载预压地基和排水带质量检验标准应符合表4.8.7的规定。4.8.4.5真空预压地基施要点1真空预压法竖向排水系统设置同砂井(或袋装砂井、塑料排水带)堆载预压法。应先整平场地,设置排水通道,在软基表面铺设砂垫层或在土层中再加设砂井(或埋设袋装砂井、塑料排水带),再设置抽真空装置及膜内外管道(图4.8.4.5-1)2砂垫层中水平分布滤管的埋设,一般宜采用条形或鱼刺形(图4.8.4.5-2),铺设距离要适当,使真空度分布均匀,管上部应覆盖100~200mm厚的砂层。3砂垫层上密封薄膜,一般采用2~3层聚氯乙烯薄膜,应按先后顺序同时铺设,并在加固区四周,在离基坑线外缘2m开挖深0.8~0.9m的沟槽,将薄膜的周边放入沟槽内,用黏土或粉质黏土回填压实,要求气密性好,密封不漏气,或采用板桩覆水封闭(图4.8.4.5-3),而以膜上全面覆水较好,既密封好又减缓薄膜的老化。图4.8.4.5-2真空分面管排列示意图(a)条形排列;(b)鱼刺形排列1—真空压力分布管;2—集水管;3—出膜口图4.8.4.5-1真空预压工艺与设备1—袋装砂井;2—膜下管道;3—封闭膜4—砂垫层;5—真空装置;6—回填沟槽图4.8.4.5-3薄膜周边密封方法(a)挖沟折铺;(b)板桩密封;(c)围埝内面覆水密封;(d)板桩墙加沟内覆水1—密封膜;2—填土压实;3—覆水4当面积较大,宜分区预压,区与区间间隔距离以2~6m为佳。5做好真空度、地面沉降量、深层沉降、水平位移、孔隙水压力和地下水位的现场测试工作,掌握变化情况,作为检验和评价预压效果的依据。并随时分析,如发现异常,应及时采取措施,以免影响最终加固效果。6真空预压结束后,应清除砂槽和腐殖土层,避免在地基内形成水平渗水暗道。1-1-293
7质量控制要点:(1)施工前应检查施工监测措施、沉降、孔隙水压力等原始数据,检查排水设施、砂井(包括袋装砂井)或塑料排水带等位置及真空分布管的距离等。(2)施工中,应检查密封膜的密封性能、真空表读数等。泵及膜内真空度应达到96kPa和73kPa以上的技术要求。(3)施工结束后,应检查地基土的十字板剪切强度、标贯或静力触探值及要求达到的其他物理力学性能,重要建筑物地基应进行承载力检验。(4)真空预压地基的质量标准应符合表4.8.7的规定。4.8.5成品保护措施1竖向排水系统(包括砂井、袋装砂井、塑料排水带)施工完成后,在施工砂垫层和堆载施工时,应注意保护竖向排水体不受破坏,以免影响排水效果。2密封膜是真空预压成败的关键,在抽真空过程中,应随时注意保护和观察膜的密封性能,如发现有漏气,应及时修补完好。4.8.6安全、环保措施1地基加固采用堆载预压时,分级堆载期间,应严格按设计要求堆载,每级堆载高度不得大于设计规定的高芳;堆载预压期间如发现沉降和侧移速率过大,应立即通知人员和设备撤离危险区域。2施工期间应设专人负责监测预压地基和坡体面表层的裂缝出现情况和变化,建立完善的信息联络。3使用真空泵等设备应经严格检查,合格后方准使用,并设专人看管和操作。4电气必须严格接地、接零和装设漏电保护装置,防止触电事故。4.8.7质量标准预压地基和塑料排水质量检验标准应符合表4.8.7的规定。表4.8.7预压地基和塑料排水带质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1预压荷载%≤2水准仪2固结度(与设计要求比)%≤2根据设计要求采用不同的方法3承载力或其他性能指标设计要求按规定方法一般项目1沉降速率(与控制值比)%±10水准仪2砂井或塑料排水带位置mm±100用钢尺量3砂井或塑料排水带插入深度mm±200插入时用经纬仪检查4插入塑料排水带时回带长度mm≤500用钢尺量5塑料排水带或砂井高出砂垫层距离mm≥200用钢尺量6插入塑料排水带的回带根数%<5目测注:如真空预压,主控项目中预压载荷的检查为真空度降低值<2%.4.8.8质量验收4.8.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。1-1-293
4.8.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.8.8.3质量验收记录:1地质勘察报告或原位测试报告;2原材料出厂合格证或检测报告;3排水系统的施工记录(包括:砂井、袋装砂井、塑料排水带等施工记录);4施工监测记录(包括:沉降、孔隙水压力、真空预压的真空度、堆载高度、沉降速率等记录);5地基土的十字板剪切强度;标贯或静力触探值及设计要求达到的其他物理力学性能检验报告;或地基承载力检验报告;6检验批验收记录按表4.8.8.3“预压地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.8.8.3预压地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1预压载荷(%)≤22固结度(与设计要求比)(%)≤23承载力或其他性能指标设计要求一般项目1沉降速率(与控制值比)(%)±102砂井或塑料排水带位置(mm)±1003砂井或塑料排水带插入深度(mm)±2004插入塑料排水带时的回带长度(mm)≤5005塑料排水带或砂井高出砂垫层距离(mm)≥2006插入塑料排水带的回带根数(%)<5施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.9振冲地基4.9.1特点及适用范围4.9.1.1特点振冲地基,是以重重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,同时启动水泵,通过喷嘴喷射高压水流,在边振边冲的共同作用下,将振动器沉到土中的预定深度,经清孔后,从地面向孔内逐段填入碎石,或不加填料,使土体在振动作用下被挤密实,达到要求的密实度后即可提升振动器,如此重复填料和振密,直至地面,在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成的复合地基。用振冲法加固地基,又分为振冲置换法和振冲密实法两种:振冲置换法是在地基土中借振冲器成孔,振密填料置换,制造一群以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体,与原地基一起构成复合地基;振冲密实法是利用振动和压力水使砂层液化,砂颗粒相互挤密,重新排列,孔隙减少,从而提高砂层的承载力和抗液化能力。振冲法加固地基的特点是:技术可靠,机具设备简单,操作技术易于掌握,施工简便,可节约三材,因地制宜,就地取材,采用碎石、卵石、砂或矿渣等作填料;加固速度快,节约投资;碎石桩具有良好的透水性,可加速地基固结,使地基承载力提高;振冲过程中的预振效应,可使砂土地基增加抗液化能力。4.9.1.2技术准备1振冲置换法适于处理不排水、抗剪强度小于20kPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。2振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基,不加填实的振冲密实法仅适用于处理黏土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。振冲法不适于地下水位较高、土质松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。应用振冲法加固地基的深度一般为14m,最大可达18m,置换率一般在10%~30%,每米桩的填料量为0.3~0.7m3,直径为0.7~1.2m。4.9.2施工准备4.9.2.1技术准备1学习设计文件和地质资料,理解设计意图和土层变化情况。2测量放线,确定桩位。图4.9.2.3振冲器构造1—吊具;2—水管;3—电缆;4—电机;5—联轴器;6—轴;7—轴承;8—偏心块;9—壳体;10—翅片;11—头部;12—水管3施工前先进行振冲试验,以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度及填料方法,达到土体密实时的密实电流、填料量和留振时间(称为施工工艺的三要素)。4根据设计要求和土层情况以及振冲试验结果编制施工方案和施工技术交底。4.9.2.2材料准备1按设计要求及材料供应情况选用填料:碎石、卵石、1-1-293
角砾、圆砾、矿渣或砾砂、粗砂、中砂等。2按材料需用计划组织材料进场。4.9.2.3主要机具1振冲器起吊设备:可采用履带式起重机(8~10t)、轮胎式起重机、汽车吊或轨道式自行塔架等。2振冲器:振冲器构造如图4.9.2.3。常用振冲器型号及技术性能见表4.9.2.3。表4.9.2.3常用振冲器型号及技术性能表型号ZCQ-13ZCQ-30ZCQ-55BL-75电动机功率(kW)13305575转速(r/min)1450145014501450额定电流(A)25.560100150不平衡重量(kg)29.066.0104.0振动力(kN)3590200160振幅(mm)4.24.25.07.0振冲器外径(mm)274351450426长度(mm)2000215025003000总重量(t)0.780.941.62.053控制设备:控制电流操作台、150A电流表、500V电压表等。4其他:包括供水管、加料用吊斗或翻斗车、手推车等。4.9.2.4作业条件1施工技术参数已确定,已对操作人员进行了技术交底;2现场道路已修筑完毕,机械设备已进场并经试用后满足施工要求;3施工场地已平整,桩位已确定。4.9.3材料质量控制卵、碎石等粗骨料粒径以20~50mm较适宜,最大粒径不宜大于80mm,含泥量不宜大于5%,不得含有杂质、土块和已风化的石子。4.9.4施工工艺4.9.4.1工艺流程1振冲置换法:定桩位→成孔→清孔→填料→振实→(重复填料、振实,直至桩顶)2振冲挤密法:定桩位→成孔→边振边上提→振密(直至桩顶)7.9.4.2施工要点1构造要求(1)振冲置换法1)处理范围:应大于基底面积,对于一般地基,在基础外缘宜扩大1~2排桩;对可液化地基,在基础外缘应扩大2~4排桩。2)1-1-293
桩位布置:对大面积满堂处理,宜用等边三角形布置;对独立或条形基础,宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3)桩的间距:应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定,一般取1.5~2.5m,对荷载大或原土强度低、或桩末端达到相对硬层的短桩宜取小值,反之宜取大的间距。4)桩长的确定:当相对硬层的埋藏深度不大时,应按相对硬层埋藏深度确定;当相对硬层的埋藏深度较大时,应按建筑地基变形允许值确定。桩长不宜短于4m,在可液化的地基中,桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩顶应铺设一层200~500mm厚的碎石垫层。5)桩的直径:可按每根桩所用的填料计算,一般为0.8~1.2m。(2)振冲密实法:1)处理范围:应大于建筑物基础范围,在建筑物基础外缘每边放宽不得小于5m;2)振冲深度:当可液化土层不厚时,应穿透整个可液化土层;当可液化土层较厚时,应按要求的抗震处理深度确定;3)每一振点所需的填料量:随地基土要求达到的密实程度和振点间距而定,应通过现场试验确定。2振冲成孔方法可根据桩的布置间距和土层情况按表4.9.4.2选择。表4.9.4.2振冲成孔方法选择表成孔方法步骤优缺点排孔法由一端开始,依次逐步造孔到另一端结束易于施工,且不易漏掉孔位。但当孔位较密时,后打的桩易发生倾斜和位移。跳打法同一排孔采取隔一孔跳打先后成孔影响小,易保证桩的垂直度。但要防止漏掉孔位,并应注意桩位准确。围幕法先成外围2~3排孔,然后成内排孔,采用隔一圈或依次向中心成孔能减少振冲能量的扩散,振密效果好,可节约桩数10%~15%,大面积施工常采用此法。但施工时应注意防止漏掉孔位和保证其位置准确。3振冲置换法成孔水泵水压可用400~600kPa(对于较硬土层应取上限,对于软土取下限),水量可用200~400L/min,使振冲器徐徐沉入土中,直至达到设计处理深度以上0.3~0.5m。如土层中夹有硬层时,应适当进行扩孔,即在硬层中将振冲器往复上下多次,使孔径扩大,以便于填料。在黏性土层中成孔,泥浆水太稠,使填料下降速度减慢,因此在成孔后,应停留1~2min清孔,以便回水将稠泥浆带出地面,以降低孔内泥浆密度。填料每次不宜过多,每次填入数量,约为能在孔内堆积0.8m高为宜,然后用振冲器振密后再继续加料。在强度很低的软弱土层中,应采用“先造壁,后制桩”的施工方法。即在振冲开孔到达第一层软弱土层时,加些填料进行初步挤振,将填料挤到孔周围软弱土层中以加固孔壁,接着再以同样的方法处理以下第二、第三层软弱层,直至加固深度,然后再自下而上填料制桩。4振冲挤密法水压、水量控制同振冲置换法,下沉速率控制在1~2m/min,待达到设计要求的处理深度后,将水压和水量降至孔口有一定量回水,但无大量细颗粒带出的程度,将填料堆于孔口护筒周围,采取自下而上地分段振动加密,每段长0.5~1.0m,填料在振冲器振动下依靠自重沿护筒周壁下沉至孔底,在电流升高到规定控制值后,将振冲器上提0.3~0.5m;重复上一步骤直至完成全孔处理。1-1-293
5填料和振动方法,一般采取成孔后,将振冲器上提少许,从孔口下填料,填料顺孔壁下落。边填边振,直至该段振实,然后将振冲器提升0.5m,再从孔口往下填料,逐段施工。6振冲挤密法施工操作,关键是控制水量大小和留振时间。水量的大小是保证地基中砂土充分饱和,受到振动能够产生液化。足够的留振时间(30~50s)是使地基中的砂土完全液化,在停振后土颗粒便重新排列,使孔隙比减小,密实度提高。振密程度一般以电流以超过原空振时电流25~30A时,表示该深度处的桩体已挤密。对粉细砂应加填料,其功能是填充在振冲器上提后留下的孔洞。此外,填料作为传力介质,在振冲器的水平振动下,通过连续加填料将砂层进一步挤压加密。对中、粗砂,当振冲器上提后孔壁极易坍落能自行填满下面的孔洞,因而可以不加填料就地振密。如干砂厚度大,地下水位低,则应采取措施大量补水,以使砂处于或接近饱和状态时,方可施工。7加固区的振冲桩施工完毕,在振冲最上1m左右时,由于覆土压力小,桩的密实度难以保证,应予以挖除,另作垫层,或另用振动碾压机进行碾压密实。8质量控制要点:(1)施工前,应检查振冲器的性能及电流表、电压表的准确度及填料的性能。(2)施工中,应检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置、振冲器施工参数等(施工参数由振冲试验或设计确定)。(3)施工结束后,应在有代表性的地段做地基强度(标准贯人、静力触探)或地基承载力(单桩静载荷或复合地基静载)检验。检验的时间除砂土地基外,应间隔一定时间方可进行,对黏性土地基,间隔时间,为3~4周;对粉土地基,为2~3周。4.9.5成品保护措施1施工中应保护测量标志桩和桩位标志不被扰动。2振冲施工结束后,应做好的地基表面排水,防止雨水浸泡加固后的地基。地基检验合格后,应尽快进行下道工序的施工。4.9.6安全、环保措施1起重机操作和指挥人员必须经培训后持证上岗。2应经常检查振冲器电缆的完好和绝缘情况,防止漏电。3施工现场应做好排水沟,将孔口回水有组织的排入指定地点,防止泥水漫流污染环境。4.9.7质量标准振冲地基质量检验标准应符合表4.9.7的规定。表4.9.7振冲地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1填料粒径%≤2抽样检查2密实电流(黏性土)密实电流(砂性土或粉土)(以上为功率30kW振冲器)密实电流(其他类型振冲器)AAAo50~5540~551.5~2.0电流表读数电流表读数,Ao为空振电流3地基承载力设计要求按规定方法1-1-293
续表4.9.7项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值一般项目1填料含泥量%<5抽样检查2振冲器喷水中心与孔径中心偏差mm≤50用钢尺量3成孔中心与设计孔位中心偏差mm≤100用钢尺量4桩体直径mm<50用钢尺量5孔深mm±200量钻杆或重锤测4.9.8质量验收4.9.8.1检验批的划分应符合本标准3.0.9、3.0.10条的规定。4.9.8.2检验批的验收组织应符合本标准3.0.15条的规定。4.9.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2振冲施工记录(包括密实电流、填料量和留振时间等);3振冲地基承载力检验报告;4检验批验收记录按表4.9.8.3“振冲地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.9.8.3振冲地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1填料粒径≤22密实电流(黏性土)(A)密实电流(砂性土或粉土)(A)(以上为功率30kW振冲器)密实电流(其他类型振冲器)(Ao)50~5540~501.5~2.03地基承载力设计要求一般项目1填料含泥量(%)<52振冲器喷水中心与孔径中心偏差(mm)≤503成孔中心与设计孔位中心偏差(mm)≤1004桩体直径(mm)<505孔深(mm)±200施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.10高喷射注浆地基4.10.1特点及适用范围高压喷射注浆地基,是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆钻进至土层中预定位置后,用高压脉冲泵,将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,向四周以高速、水平喷人土体,借助流体的冲击力切削土层,使喷流射程内土体遭受破坏,与此同时钻杆一面以一定的速度(20r/min)旋转,一面低速(15~30cm/min)徐徐提升,使土体与水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀,具有一定强度(0.5~8.0MPa)的圆柱体(称为旋喷桩),从而使地基得到加固。高压喷射旋喷法根据使用机具的不同可分为:单管法、二重管法和三重管法三种。成桩形式又可分为旋喷注浆、定喷注浆和摆喷注浆三种类别,其加固形状分别为柱状、壁状和块状等。高压喷射注浆具有以下特点:提高地基的抗剪强度,改善土体的变形性质,使在上部结构荷载作用下,不产生破坏和较大的沉降;能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8~10倍的大直径固结体;可通过调节喷嘴的旋喷速度、提升速度、喷射压力和喷浆量,喷成各种形状的桩体;可制成垂直桩、斜桩或连续墙,并获得需要的强度;可用于已有建(构)筑物地基加固而不扰动附近土体,施工噪声低、振动小;可用于任何软弱土层,可控制加固范围;设备较简单、轻便,机械化程度高,材料来源广;施工简便,操作容易,速度快,效率高,用途广泛,成本低。适用于淤泥、淤泥质土、戮性土、粉土、砂土、湿陷性黄土、人工填土及碎石类土等的地基加固,可用于既有建筑和新建筑的地基处理、深基坑侧壁挡土或挡水,基坑底部加固防止管涌与隆起,坝的加固与防水帷幕等工程。但对含有较多大粒块石、坚硬戮性土、大量植物根基或含过多有机质的土以及地下水流过大、喷射浆液无法在注浆管周围凝聚的情况下,不宜采用。4.10.2施工准备4.10.2.1技术准备1学习工程设计图纸和岩土工程勘察资料,了解设计加固要求和须达到的标准及检测手段。2掌握临近建筑物和地下设施类型、分布及结构质量情况。3根据设计文件及相关规范编制施工组织设计。.4.10.2.2主要材料1高压喷射施工所用材料包括水泥、外加剂和水。2外加剂包括速凝料、’早强剂(如抓化钙、水玻璃、三乙醇胺等)、扩散剂(NNO,三乙醇胺、亚硝酸钠、硅酸钠等)、填充剂(粉煤灰、矿渣等)、抗冻剂(如沸石粉、NNO、三乙醇胺和亚硝酸钠)、抗渗剂(水玻璃)。4.10.2.3主要机具高压喷射注浆主要机具包括:钻机,高压泥浆泵,高压清水泵,空压机,浆液搅拌机,真空泵与超声波传感器。机具设备的主要型号及性能见表4.10.2.3。1-1-293
表4.10.2.3高压喷射注浆需用的设备设备名称型号举例主要性能所用注浆管单管二重管三重管多重管钻机XJ-100,SH30慢速提升、旋转,可调节提升、旋转速度,可预先成孔√√√√高压泥浆泵SNC-H300,Y-2液压泵泵量80~230L/min泵压20~30MPa√√高压清水泵3XB,3W-6B3W-7B泵量80~250L/min泵压20~40MPa√√泥浆泵BW-150,BW-200,BW-250泵量90~150L/min泵压2~7MPa√√空压机TV-3/8LGY20-10/7风量3~10m3/min风压0.7~0.8MPa√√浆液搅拌机容量0.8~2m3√√√√真空与超声波传感器√4.10.2.4作业条件1场地应具备“三通一平”条件,旋喷钻机行走范围内场地必须平整,无地表障碍物。2按有关要求铺设各种管线(施工电线,输浆、输水、输气管),开挖储浆池及排浆沟(槽)。3测量放线,并设置桩位标志。4机具设备已配齐、进场,并进行维修、安装就位,进行试运转。5进行现场试桩,已确定成桩施工的各项施工参数和工艺。4.10.3材料质量控制要点1无特殊要求时宜采用普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不得低于32.5级,必须为合格产品,具有出厂合格证明,并应按要求抽样送检,合格后方可使用。2搅拌水泥浆所用的水须符合《混凝土搅拌用水标准》JGJ63-89的规定。3外加剂的使用必须按照设计要求,使用量必须按试验资料或已有工程经验确定。外加剂必须为合格产品,并应按要求送试验室检验,合格后方可使用。4.10.4施工工艺4.10.4.1工艺流程场地平整一机具就位~贯人注浆管、试喷射~喷射注浆~拔管及冲洗等4.10.4.2施工要点1施工前;先进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。要求钻机安放保持水平,钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1.5%。2成孔:成孔宜根据地质条件及钻机功能确定成孔工艺。在标准贯人N值小于40的土层中进行单管和二重管喷射作业时,可采用振动钻机直接将注浆管插人射水成孔;三重管法可采用地质钻机或振动打桩机预先成孔,成孔直径一般为150-200mm;孔壁易坍塌时,应下套管。3插管:将注浆管(单管法)、同轴双通道二重注浆管(二重管法)、同轴三重注浆管(三重管法)插人钻孔预定深度。在插人注浆管前,先检查高压水与空气喷射情况,各部位密封圈是否封闭,连接接头是否密封良好。1-1-293
4喷射作业:喷射作业前应检查喷嘴是否堵塞,输浆(水)、输气管是否存在泄漏等现象,无异常情况后,开始按设计要求进行喷射作业。(1)喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等参数应根据现场试验确定,亦可参考表4.10.4.2选用后再根据现场试验进行调整。表4.10.4.2高压喷射施工主要参数项目单管法二重管法三重管法参数喷嘴孔径(mm)喷嘴个数(个)旋转速度(r/min)提升速度(mm/min)φ2~3220200~250φ2~31~210100φ2~325~1550~150机具性能高压泵压力(MPa)流量(L/min)20~4060~12020~4060~12020~4060~120空压机压力(MPa)流量(L/min)——0.71~30.71~3泥浆泵压力(MPa)流量(L/min)————3~5100~150浆液配比水,水泥,陶土,碱=(1~1.5):1:0.03:0.0009(2)单管法和二重管法是在注浆管插人设计深度后边提升边进行喷射注浆,依靠高压水泥浆液(二重管法是压缩空气和浆液复合射流)作为喷射流,切割土体成桩。(3)三重管法是喷射高压水流、压缩空气和高压水泥浆三种介质。开始时,先送高压水,再送水泥浆和压缩空气,在一般情况下,压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后再进行边旋转、边提升、边喷射。(4)喷射时,用仪表控制压力、流量和风量。当分别达到预定的数值时,再逐渐提升注浆管。(5)施工过程中应随时检查各压力表所示压力是否正常,出现异常情况或发生故障时,应停止提升和旋喷,以防止桩体中断,同时立即进行检查,排除故障;如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,应查明原因,采取措施,对直径不足部分进行复喷处理后再继续施工。(6)桩的喷浆量Q(L/根)可按下式进行计算Q=H/υ·q(1+β)(4.10.4.2)式中H——旋喷长度(m);υ——旋喷管提升速度(m/min);q——泵的排量(L/min);β——浆液损失系数,一般取0.1~0.2。旋喷过程中,冒浆量应控制在10%~25%之间。对需要扩大加固范围或提高强度的工程,可采取复喷措施,即先喷一遍清水,再喷一遍或两遍水泥浆。5完成喷射作业后,拔出注浆管。立即使用清水清洗注浆泵及注浆管道,防止凝固堵塞。连续注浆时,可在最后一次进行清洗。6注浆体初凝下沉后,应立即采用水泥浆液进行回灌,回灌高度应高出设计标高。7质量控制要点:1-1-293
(1)钻机就位后,应进行水平和垂直度校正,钻杆与桩位一致,偏差应在l0mm以内,以保证桩的垂直度和桩位正确。(2)在旋喷过程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面,如冒浆量小于注浆量的20%,可视为正常现象,超过者或出现不冒浆,应查明原因,采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致,可采取提高喷射压力,适当缩小喷嘴孔径,加快提升速度等措施,以减小冒浆量;不冒浆大多是地层中有较大孔隙所致,可采取在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短固结时间或增大注浆量,填满孔隙,再继续正常施工。(3)在插管旋喷过程中,要防止喷嘴被泥砂堵塞,水、气、浆压力和流量必须符合设计值,一旦堵塞,要拔管清洗干净,再重新插管和旋喷。插管时,应采取边射水边插,水压力控制在1MPa,高压水嘴要用塑料布包裹,以防泥土进人管内。(4)钻杆的旋转和提升应连续进行,不得中断;拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节l00mm以上的搭接长度,以免桩体脱节。为提高桩的承载力,在桩底部lm范围内应适当增加旋喷时间。如为端承桩应深入持力层2m为宜。(5)高压喷射注浆可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯(常规取芯或软取芯)、标准贯人试验、载荷试验或围井注水试验等方法进行检验,并结合工程测试、观测资料及实际效果综合评价加固效果。(6)检验点应布置在下列部位:1)有代表性的桩位;2)施工中出现异常情况的部位;3)地基情况复杂,可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。(7)检验点的数量为施工孔数的1%,并不应少于3点。(8)质量检验宜在高压喷射注浆结束28d后进行。(9)竖向承载旋喷桩地基竣工验收时.承载力检验应采用复合地墓载荷试验和单桩载荷试验。(10)载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时,并宜在成桩28d后进行,检验数量为桩总数的0.5%~1%,且每项单体工程不应少于3点。4.10.5成品保护措施1相邻桩施工间距宜大于4m,相邻两桩间距小于桩直径时,施工间隔时间应不小于48h。以防破坏已施工的相邻桩。2高压喷射注浆体施工完成后,未达到养护龄期28d时不得投人使用。4.10.6安全、环保措施1当采用高压喷射注浆加固既有建筑地基时,应采取速凝浆液或大间距隔孔旋喷和冒浆回灌等措施,以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础之间脱空现象,影响被加固建筑及邻近建筑的安全。同时,应对被加固建筑和周围邻近建筑物进行沉降观测。2施工过程中应对冒浆进行妥善处理,不得在场地内随意排放。可采用泥浆泵将浆液抽至沉淀池中,对浆液中的水与固体颗粒进行沉淀分离,将沉淀的固体运至指定排放地点。4.10.7质量标准高压喷射注浆地基质量检验标准应符合表4.10.7的规定。1-1-293
表4.10.7高压喷射注浆地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量符合出厂要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量设计要求查看流量表及水泥浆水灰比3桩体强度或完整性检验设计要求按规定方法4地基承载力设计要求按规定方法一般项目1钻孔位置mm≤50用钢尺量2钻孔垂直度%≤1.5经纬仪侧钻杆或实测3孔深mm士200用钢尺量4注浆压力按设定参数指标查看压力表5桩体搭接mm>200用钢尺量6桩体直径mm≤50开挖后用钢尺量7桩身中心允许偏差≤0.2d开挖后桩顶下500mm处用钢尺量,D为桩径4.10.8质量验收4.10.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.10.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.10.8.3质量验收记录:1地质勘察报告或原位测试报告;2高压喷射注浆施工记录;3高压喷射注浆地基桩体强度、地基承载力检验报告;4检验批验收记录按表4.10.8.3“高压喷射注浆地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.10.8.3高压喷射注浆地基工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1水泥及外掺剂质量符告出厂要求2水泥用量设计要求3桩体强度或完整性检验设计要求4地基承载力设计要求一般项目1钻孔位置(mm)≤502钻孔垂直度(%)≤1.53孔深(mm)土2004注浆压力按设定参数指标5桩体搭接(mm)>2006桩体直径(mm)≤507桩身中心允许偏差(mm)≤0.2D施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监砚一参数(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:D为桩径。1-1-293
4.11水泥土搅拌桩地基4.11.1特点及适用范围水泥土搅拌桩(又称深层搅拌桩)地基是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机在地基深部,就地将软土和固化剂(浆体或粉体)强制拌合,利用固化剂和软土发生物理、化学反应,使其凝结成具有整体性、水稳性好和较高强度的水泥加固体,与天然地基一起形成复合地基。1水泥土搅拌桩的特点是:在地基加固过程中无扰动、无噪声,对环境无污染;对土无侧向挤压,对邻近建筑物影响很小;可按建筑物要求作成柱状、壁状、格栅状和块状等加固形状;可有效地提高地基强度(当水泥掺量为8%和10%时,加固体强度分别为0.24MPa和0.65MPa,而天然软土地基强度仅0.006MPa);同时施工期短,造价低,效益显著。2适用范围:水泥土搅拌桩适用于加固较深较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力不大于120kPa的勃性土地基,对超软土效果更为显著。多用于墙下条形基础、大面积堆料厂房或地块的地基;在深基坑开挖时用于坑壁及边坡支护、坑底抗隆起加固或作止水帷幕墙等。4.11.2施工准备4.11.2.1技术准备1设计:(1)固化剂宜选用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%~12%,其余宜为12%~20%。湿法的水泥浆水灰比可选用。0.45~0.55。外加剂可根据工程需要和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料,但应避免污染环境。(2)水泥土搅拌桩的设计,主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层;为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩,其桩长应超过危险滑弧以下2m。湿法的加固深度不宜大于20m,干法不宜大于15m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。(3)竖向承载水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。(4)单桩竖向承载力特征值应通过现场荷载试验确定。初步设地时可按式(4.11.2.1-1)估算。并应同时满足式(4.11.2.1-2)的要求,应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力:(4.11.2.1-1)Ra=ηfcuAp(4.11.2.1-2)式中fcu——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固块(边长为70.7mm的立方体,也可采用边长为50mm的立方体)在标注养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值(kPa);1-1-293
η——桩身强度折减系数,干法可取0.20~0.30;湿可可取0.25~0.33;μp——桩的周长(mm);lsi——桩周第1层土的侧阻力特征值。对淤泥可取4~7kPa;对淤泥质土可取6~12kPa;对软塑状态的黏性土可取10~15kPa;对可塑状态的黏性土可以取12~18kPa;li——桩长范围内第1层土的厚度(m);qp——桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa),可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定确定;α——桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4~0.6,承载力高时取低值。(5)竖向承载搅拌桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度可取200~300mm。其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒经不宜大于20mm。(6)竖向承载搅拌复合地基中的桩长超过10m时,可采用变掺量设计。在全桩水泥掺量不变的前提下,桩身上部1/3桩长范围内可适当增加水泥掺量及搅拌次数;桩身下部1/3桩长范围内可适当减少水泥掺量。(7)竖向承载搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求,采用柱状、壁状、格栅状或块状等加固形式。桩可只在基础平面范围内布置,独立基础下的桩数不宜少于3根。柱状加固可采用正方形、等边三角形等布桩形式。(8)当搅拌桩处理范围以下存在软弱下卧层时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定进行下卧层承载力验算。(9)竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层的平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2:搅拌桩复合土层的压缩变形s1可按式(4.11.2.1-3)、式(4.11.2.1-4)计算:(4.11.2.1-3)Esp=mEp+(1-m)Es(4.11.2.1-4)式中——搅拌桩复合土层顶面的附加压力值(kPa);——搅拌桩复合土层底面的附加压力值(kPa);——搅拌桩复合土层的压缩模量(kPa);Ep——搅拌桩的压缩模量,可取(100~120)fcu(kPa)。对桩较短或桩身强度较低者可取低值,反之可取高值;Es——桩间土的压缩模量(kPa)。桩端以下未加固土层的压缩变形S2可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定进行计算。2沉层搅拌机定位时,必须经过技术复核确保定位准确,必要时请监理人员进行轴线定位验收。3施工前应标定搅拌机械的灰浆输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数,并根据设计通过试验确定搅拌桩材料的配合比。4编制施工方案和技术交底。1-1-293
4.11.2.2材料准备1水泥:强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥,要求无结块。2砂子:用中砂或粗砂,含泥量小于5%。3外加剂:塑化剂采用木质素磺酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏、氯化钙、三乙醇胺等,应有产品出厂合格证,掺量通过试验确定。4.11.2.3主要机具深层搅拌机,起重机,灰浆搅拌机,灰浆泵,冷却泵,机动翻斗车,导向架,集料斗,磅秤,提速测定仪,电气控制柜,铁锹,手推车等。常用深层搅拌机主要性能见表4.11.2.3。表4.11.2.3常用深层搅拌机技术性能型号性能SJB-1SJB30SJB40GPP-5电机功率(kW)2×302×302×40额定电流(A)2×602×75搅拌轴转数(r/min)46434328、50、92额定扭矩(N·m)2×64002×8500搅拌轴数量(根)222搅拌头距离(mm)515515搅拌头直径(mm)700~800700700500一次处理面积(m2)0.71-0.880.710.71加固深度(m)1210~1215~1812.5外形尺寸(主机)(mm)950×482×1617950×482×17374140×2230×15490总重量(主机)(t)4.52.252.45最大送粉量(kg/min)100储料量(kg)200给料方式(叶轮压送式)送料管直径(mm)50最大送粉压力(MPa)0.511.2.4作业条件1施工场地应先整平,清除桩位处地上、地下一切障碍物,场地低洼处用勃性土料回填夯实,不得用杂填土回填。2设备开机前应经检修、调试,检查桩机运行和输料管畅通情况。3开工前应检查水泥及外加剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度(主要是水泥浆流量计和其他计量装置)。4.11.3材料质量控制1施工所用水泥,必须经强度试验和安定性试验合格后才能使用。2所用砂子必须严格控制含泥量。3外加剂:塑化剂采用木质素磺酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏、氯化钙、三乙醇胺等,应有产品出厂合格证,掺量通过试验确定。4.11.4施工工艺1-1-293
4.11.4.1工艺流程1-1-293
地上(下)障碍物清除→深层搅拌机定位、调平→预搅下沉至设计加固深度→配制水泥浆(粉)→边喷浆(粉)边搅拌提升至预定的停浆(灰)面→重复搅拌下沉至设计加固深度→根据设计要求,喷浆(粉)或仅搅拌提升至预定的停浆(灰)面→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩4.11.4.2施工要点1施工时,先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上,用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通,开通电动机,搅拌机叶片相向而转,借设备自重,以0.38~0.75m/min的速度沉至要求的加固深度;再以0.3~0.5m/min的均匀速度提起搅拌机,与此同时开动砂浆泵,将砂浆从深层搅拌机中心管不断压人土中,由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌,边搅拌边喷浆直到提至地面,即完成一次搅拌过程。用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆上升,即完成一根柱状加固体,外形呈8字形(轮廓尺寸:纵向最大为1.3m,横向最大为0.8m),一根接一根搭接,相搭接宽度宜大于l00mm,以增强其整体性,即成壁状加固,几个壁状加固体连成一片,即成块状。2搅拌桩的桩身垂直偏差不得超过1.5%,桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值。当桩身强度及尺寸达不到设计要求时,可采用复喷的方法。搅拌次数以一次喷浆、一次搅拌或二次喷浆、三次搅拌为宜,且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。3水泥土搅拌桩施工工艺由于湿法(喷浆)和干法(喷粉,又称粉喷桩)的施工设备不同而略有差异。(1)湿法作业:1)所使用的水泥都应过筛,制备好的浆液不得离析,泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外加剂用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录;喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。2)施工时,设计停浆面一般应高出基础底面标高0.5m,在基坑开挖时,应将高出的部分挖去。3)施工时,因故停喷浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时,再喷浆提升。若停机时间超过3h,应清洗管路。4)壁状加固时,桩与桩的搭接时间不应大于24h,如间歇时间过长,应采取钻孔留出桦头或局部补桩、加桩等措施。5)搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求,并应有专人记录。6)当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s,在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再开始提升搅拌头。7)搅拌机预搅下沉时不宜冲水,当遇到硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水对桩身强度的影响。8)每天加固完毕,应用水清洗贮料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道,以备再用。(2)干法作业:1)喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气(粉)管路的长度不宜大于60m.2)水泥土搅拌法(干法)喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。1-1-293
3)搅拌头每旋转一周,其提升高度不得超过16mm。4)搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于l0mm。5)当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时,应即开启喷粉机提前进行喷粉作业。当搅拌头提升至地面下500mm时,喷粉机应停止喷粉。6)成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下lm处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。7)在地基土天然含水量小于30%土层中喷粉成桩时,应采用地面注水搅拌工艺。4质量控制要点:(1)施工前应检查水泥及外加剂的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备(主要是水泥浆流量计及其他计量装置)完好程度。(2)施工中,应检查机头提升速度、水泥浆或水泥注人量、搅拌桩的长度及标高。(3)施工结束后,应检查桩体强度、桩体直径及地基承载力。(4)进行强度检验时,对承重水泥土搅拌桩应取god后的试件;对支护水泥土搅拌桩应取28d后的试件。4.11.5成品保护措施1搅拌桩施工完毕,应养护14d以上才可开挖。基坑基底标高以上300mm,应采用人工开挖。2桩头挖出后,应禁止机械在其上行走,防止桩头被破坏,并应尽快进行下道工序的施工。4.11.6安全、环保措施1施工机械、电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用,并由专人负责使用。2深层搅拌机的人土切削和提升搅拌,当负荷太大及电机工作电流超过预定值时,应减慢升降速度或补给清水,一旦发生卡钻或停钻现象,应切断电源,将搅拌机强制提起之后,才能启动电机。3施工场地内一切电源、电路的安装和拆除,应由持证电工专管,电器必须严格接地接零和设置漏电保护器,现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。4所有机器操作人员必须持证上岗。‘5施工场地必须做到无积水,深层搅拌机行进时必须顺畅。6水泥堆放必须有防雨、防潮措施,砂子要有专用堆场,防止污染。4.11.7质量标准水泥土搅拌桩地基质量检验标准应符合表4.11.7的规定。表4.11.7水泥土搅拌桩地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量设计要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量参数指标查看流量计3桩体强度设计要求按规定方法4地基承载力设计要求按规定方法1-1-293
续表4.11.7项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值一般项目1机头提升速度m/min≤0.5量机头上升距离及时间2桩底标高mm±200测机头深度3桩顶标高mm+100 —50水准仪(最上部500mm不计人)4桩位偏差mm<50用钢尺量5桩径≤0.04D用钢尺量,D为桩径6垂直度%≤1.5经纬仪7搭接mm>200用钢尺量4.11.8质量验收4.11.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.11.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.11.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2水泥、外加剂出厂合格证和复试报告;3施工记录(包括提升速度、复搅次数、喷浆、粉量等);4桩体强度检验报告;5地基承载力检验报告;6检验批验收记录,按表4.11.8.3“水泥土搅拌桩地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.11.8.3水泥土搅拌桩地基工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1水泥及外掺剂质量设计要求2水泥用量参数指标3桩体强度设计要求4地基承载力设计要求一般项目1机头提升速度(m/min)≤0.52桩底标高(mm)±2003桩顶标高(mm)一100,一504桩位偏差(mm)<505桩径≤0.04D6垂直度(%)≤1.57搭接(mm)>200施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.12土和灰土挤密桩复合地基4.12.1特点和适用范围土和灰土挤密桩是利用锤击将钢管打人土中侧向挤密成孔,然后将钢管拔出,在桩孔中分层回填素土或2,8或3,7灰土夯实而成,与桩间土共同工作,组成复合地基。1土和灰土挤密桩地基与其他地基处理方法比较,具有以下特点:土和灰土挤密桩成桩时为横向挤密,可同样达到所要求加密处理后的最大干密度指标,可消除地基土的湿陷性,提高承载力,降低压缩性;与换土垫层相比,不需大量开挖回填,可节省土方开挖和回填土方工程量,工期可缩短50%以上;处理深度大,可达12~15m;可就地取材,应用廉价材料,降低工程造价2/3;机具简单,施工方便,工效高。2适用于加固地下水位以上、天然含泥量12%~25%、厚度5~15m的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基。3灰土强度高,桩身强度大于周围地基土,可以分担较大部分荷载,使桩间土承受的应力减小,而在深度2~4m以下时则与土桩地基相似。因此,在干燥地区地下水位较低、土的天然含泥量较小的情况下可采用土桩地基;一般情况下,为了消除地基湿陷性或提高地基的水稳性、降低压缩性,宜优先选用灰土桩。4.12.2施工准备4.12.2.1技术准备1学习施工图纸和地质勘察报告,理解设计意图和土层的特性。2施工前在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验,以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度。3按设计和现场试验情况制定施工方案,编写施工技术交底。4.12.2.2材料准备按设计要求准备土料和石灰。4.12.2.3主要机具1成孔设备:一般采用柴油打桩机(0.6t或1.2t)或自制锤击式打桩机,亦可采用冲击钻机或洛阳铲成孔。2夯实机具:常用夯实机具有偏心轮夹杆式夯实机或卷扬机提升式夯实机。夯锤用铸钢制成,重量一般选用100~300kg,其竖向投影面积的静压力不小于20kPa。夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小50~100mm,以便土料顺利通过夯锤四周。夯锤形状下端应为抛物线形锥体或尖锥形锥体,上段成弧形。4.12.2.4作业条件1挤密桩施工一般先将基坑挖至基底设计标高以上,预留200~300mm土层,然后在坑内施工。2土及石灰的质量经检验符合设计要求。3桩孔位置已放线确定,并经检查验收。4.12.3材料质量控制见本标准第4.2.3条的规定。1-1-293
4.12.4施工工艺4.12.4.1工艺流程挖基(槽)坑→桩位放线→检查验收→成孔设备就位→成孔→成孔设备移至下一桩位→夯实机就位→填料拌和→分层下填料→分层夯实4.12.4.2施工要点1桩的成孔方法可根据现场和机具条件选用沉管(振动、锤击)法、爆扩法、冲击法或洛阳铲成孔法等。沉管法是用打桩机将与桩孔同直径的钢管打人土中,使土向孔周围挤密,然后缓缓拔管成孔。桩管顶设桩帽,下端做成约为600锥形,桩尖可以上下活动,以利空气排出,可减少拔管时的阻力,避免坍孔。成孔后应及时拔出桩管,以免拔管困难。成孔施工时,地基土宜接近最优含水量,当含水量较低(低于12%)时,宜加水增湿至最优含水量。本法简单易行,孔壁光滑平整,挤密效果好,应用最广。但处理的深度受到限制,一般不超过8m。爆扩法是用钢钎打人土中形成直径20~40mm孔或用洛阳铲挖成60~80mm的孔,然后在孔中装人条形炸药卷和2~3个雷管,爆、扩成直径200~450mm的孔。本法工艺简单,但孔径不易控制。冲击法是使用冲击钻机钻孔,将0.6~3.2t重锥形锤提升0.5~2m高后落下,反复冲击成孔,用泥浆护壁,直径可达500~600mm,深度可达15m以上,适于处理湿陷性较大的土层。2桩的施工顺序是先外排后里排,同排内应间隔1~2孔跳打;对大型工程可采取分段施工,以免因振动挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。成孔后应清底夯实、夯平,夯实次数不少于8击,并立即分层下填料分层夯实。3每层填料厚度为250~400mm,以量斗计量下料,用夯实机夯实时一般落锤高度不小于2m,每层夯实不少于10锤。当工程量不大时,亦可采用人工夯实。人工夯实采用重25kg带长柄的混凝土锤,填料厚度适当减小。桩顶应高出设计标高150mm,挖土时将高出部分铲除。4质量控制要点:(1)施工前,应对土及灰土的质量、桩孔放线位置等做检查。(2)施工中,应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等做检查。(3)施工结束后,应检验成桩的质量及地基承载力。4.12.5成品保护措施1施工中,应保护测量标志桩和桩位标志不被扰动。2桩成孔后,应立即进行填料夯实施工,防止坍孔。3施工完的桩顶禁止机械在其上行走,防止破坏桩顶。4挖除预留土层时,应用人工从一端向另一端退挖,用手推车运土,以保护桩头不被碾压破坏。4.12.6安全、环保措施1熟化石灰和石灰过筛、灰土拌合,操作人员应戴口罩、风镜、手套、套袖等劳动保护用品。2土料运输应加以覆盖,防止遗洒;场内存放的土料应采取洒水、搜盖等措施,防止扬尘。4.12.7质量标准土和灰土挤密桩地基质量检验标准应符合表4.12.7的规定。1-1-293
表4.12.7土和灰土挤密桩桩地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩体及桩间土干密度设计要求现场取样检查2桩长mm+500测桩管长度或垂球测孔深3地基承载力设计要求按规定方法4桩径mm—20用钢尺量一般项目It土料有机质含量%≤5试验室焙烧法2石灰粒径mm≤5筛分法3桩位偏差满堂布桩≤0.40D条基布桩0.25D用钢尺量,D为桩径4垂直度%≤1.5用经纬仪测桩管5桩径mm一20用钢尺量往:桩径允许偏差负值是指个别断面。4.12.8质量验收4.12.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.12.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.12.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2土及生石灰试验报告;3施工记录(包括桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等);4桩体和桩间土的干密度试验报告;5地基承载力检验报告;6检验批验收记录按表4.12.8.3“土和灰土挤密桩复合地基检验批质量验收记录表”填写。表4.12.8.3土和灰土挤密桩复合地基检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部〔子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩体及桩间土干密度设计要求2桩长(mm)+5003地基承载力设计要求4桩径(mm)—20一般项目1土料有机质含量(%)≤52石灰粒径(mm)≤53桩位偏差满堂布桩≤0.40D条基布桩≤0.25D4垂直度(%)≤1.55桩径(mm)一20施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.13水泥粉煤灰碎石桩复合地基4.13.1特点和适用范围1水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺人适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和后制成具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石,用掺人石屑来改善颗粒级配;掺入粉煤灰来改善混合料的和易性,并利用其活性减少水泥用量;掺人少量水泥使其具有一定的粘结强度。CFG桩实际上是一种低强度的混凝土桩,可充分利用桩间土的承载力,共同作用,并可传递荷载到深层地基中去,具有较好的技术和经济性能。其特点是:可使承载力在较大范围内调整;有较高的承载力,承载力提高的幅度在250%~300%,对软土地基承载力提高更大;沉降量小,变形稳定快,如将桩落在较硬的土层上,可较严格地控制地基沉降量(在10mm以内);工艺性好,由于大量使用粉煤灰,桩体材料具有良好的流动性与和易性,灌筑方便,易于控制施工质量;可节约大量水泥、钢材,利用工业废料,消耗大量粉煤灰,降低工程费用,可节省投资。2CFG桩适用于多层和高层建筑地基,如砂土、粉土、松散填土、粉质豁土、私土、淤泥质戮土等的处理。4.13.2施工准备4.13.2.1技术准备1根据设计要求,经试验确定混合料配合比。一般可参考以下数据进行试配:水泥、粉煤灰、碎石混合料的配合比相当于抗压强度为C1.2~C7的低强度等级的混凝土,密度大于2000kg/m3。最佳石屑掺量(石屑量与碎石和石屑总重之比)约为25%左右;水灰比(水与水泥用量之比)为1.01~1.47;粉煤灰与水泥重量之比为1.02~1.65。2试成孔应不小于2个,以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜,核定选用的技术参数。3编制施工方案和技术交底。4.13.2.2材料准备1碎石:粒径20~50mm,松散密度1390kg/m3,杂质含量小于5%。2石屑:粒径2.5~l0mm,松散密度1470kg/m3,杂质含量小于5%。3粉煤灰:用符合111级及以上标准的粉煤灰。4水泥:用强度等级32.5级的普通硅酸盐水泥,新鲜无结块。5褥垫层材料宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等,最大粒径不宜大于30mma不宜选用卵石,卵石咬合力差,施工扰动容易使褥垫层厚度不均匀;亦可采用灰土垫层作褥垫层。4.13.2.3主要机具1CFG桩成孔、灌筑可采用振动沉管打桩机架,配振动沉拔桩锤,长螺旋钻机或泥1-1-293
浆护壁钻机。(1)振动沉拔桩锤规格与技术性能见表4.13.2.3-1。表4.13.2.3-1振动沉拔桩锤规格与技术性能型号电机功率kW偏心力矩(N·m)偏心轴速(r/min)激振力(kN)空载振幅(mm)>谷什议忧刀(kN)<锤全高(mm)≤林恤振动后(kN}≤导向中心距(nm)DZ-111136~122600~150049~9230.60140018.00330DZ-151550~166600~150067~12530.60160022.00330DZ-222273~275500~150076~18430.80180026.00330DZ-3030100~375500~1500104~25130.80200030.00330DZ-3737123~462500~1500129~31041.00220034.00330DZ-4040133~500500~1500139~33541.00230036.00330DZ-4545150~562500~1500157一37841.20240030.00330DZ-5656183~687500~1500192一46141.60260044.00330DZ-6060200~750500~1500209~50341.60270050.00330DZ-7575250--937500~1500262一55352.40300060.00330DZ-9090500~2400400~1100429~74752.40340070.00330DZ-120120700~2800400~1100501~82883.00380090.00600DZ-1501501000~3600400~1100644~94783.004200110.00600DZF40Y400~318014.5/25.613.51.00310034.0DZF30Y300~239812.9/2311.3/8.51.20181234.0DZC2626频率11.77冲击力5329.4DZC6060频率11.77冲击力11943.8DZC7474频率11.77冲击力11946.8(2)长螺旋钻机性能见表4.13.2.3-2。表4.13.2.3-2常用长螺旋钻孔机的主要技术参数型号电机功率(kW)钻孔直径(mm)钻杆扭距(kN·m)钻孔深度(m)钻进速度(m/min)钻杆转速(r/min)桩架形式BQZ40022300^-4001.478~10.51.5~2140步履式KLB60040300~6003.3012.01.0~1.588步履式ZKL400B30300~4002.6712.098步履式LZ60030300^-6003.6013.01.070~110履带吊W1001ZKL650Q40350~6006.7110.039、64、99汽车式ZKL400304003.7,4.8512~181.063、81、116履带吊W1001ZKL6005560012.0712^181.039、54、71履带吊W1001ZKL8005580014.5512~181.021、27、39履带吊W1001KW-4040350~4501.537-18I、0~1.281LKZ400224001.478~10.51.0140轨道式GZL400154001.4712.01.0881-1-293
(3)泥浆护壁所采用的钻机见本标准5.6.6条。2配备混凝土搅拌机、上料及计量设施。如采用泥浆护壁成孔还应配备水泵、泥浆泵等配套设备。4.13.2.4作业条件1施工前应具备下列资料和条件:(1)建筑物场地工程地质报告和必要的水文资料;(2)CFG桩布桩图,并应注明桩位编号,以及设计说明和施工说明;(3)建筑场地邻近的高压电缆、电线、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料;(4)建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。2具备“三通一平”条件。3已确定施工机具和配套设施,并已按计划进场。4已按施工平面图放好桩位,并经监理、业主复核。5施打顺序及桩机行走路线已确定。4.13.3材料质量控制;1水泥进场应有出厂合格证和复试报告。2其他材料应经试验,符合设计要求。3如用灰土作褥垫层时,其土料和石灰的质量应符合本标准第4.2.3条的规定。4.13.4施工工艺4.13.4.1工艺流程1振动沉管灌注成桩,适用于粉土、薪性土及素填土地基。其工艺流程如下:桩机就位~沉管至设计标高~停振下料~振动捣实后拔管~留振l0s-振动拔管、复打2长螺旋钻孔压灌成桩适用于地下水位以上的薪性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。长螺旋钻孔、管内泵压灌注成桩工艺流程如下:桩机就位~钻孔至设计标高~将混凝土泵管接至钻杆中心管~边提钻边压送混合料3泥浆护壁成孔、水下灌注成桩工艺同泥浆护壁钻孔灌注桩,见本标准第5.6.6条。4.13.4.2施工要点1振动沉管灌注成桩(1)桩机就位须平整、稳固,沉管与地面保持垂直,如采用混凝土桩尖,需埋人地面以下300mm。(2)混合料配制:按经试配符合设计要求的配合比进行配料,用混凝土搅拌机加水搅拌,搅拌时间不少于2min,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度为30~50mm。(3)在沉管过程中用料斗在管顶投料口向桩管内投料,待沉管至设计标高后须尽快投料,以保证成桩标高、密实度要求。(4)当混合料加至与钢管投料口齐平后,沉管在原地留振l0s左右,即可边振边拔管,每提升1.5~2.0m,留振20s。桩管拔出地面确认成桩质量符合设计要求后,用粒状材料或黏土封顶。1-1-293
(5)沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥土或淤泥质土,拔管速度可适当放慢。2长螺旋钻孔压灌成桩(1)桩机就位,调整沉管与地面垂直,垂直度偏差不大于1.5%。(2)控制钻孔或沉管入土深度,确保桩长偏差在+l00mm范围内。(3)钻至设计标高后,停钻开始泵送混合料,当钻杆芯管内充满混合料后,边送料边开始提钻,提钻速率宜掌握在2~3m/min,应保持孔内混合料高出钻头0.5m,(4)管内泵压混合料成桩施工,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料,严禁先提钻后泵料。(5)成桩过程应连续进行,尽量避免因待料而中断成桩,因特殊原因中断成桩,应避开饱和砂土、粉土层。(6)搅拌好的混合料通过溜槽注人到泵车储料斗时,需经一定尺寸的过滤栅,避免大粒径或片状石料进人储料斗,造成堵管现象。(7)为防止堵管,应及时清理混合料输送管。应及时检查输送管的接头是否牢靠,密封圈是否破坏,钻头阀门及排气阀门是否堵塞。(8)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160~200mm。3施工时,桩顶标高应高出设计标高,高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和施打顺序等综合确定,一般不应小于0.5m,4成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械每台班应做二组(3块)试块(边长150mm立方体),标准养护,测定其立方体28d抗压强度。5冬期施工时混合料人孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。6褥垫层厚度宜为150~304mm,由设计确定。施工时虚铺厚度(h):h=△H/λ(其中λ为夯填度),一般取0.87~0.90。虚铺完成后宜采用静力压实法至设计厚度;当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法。对较干的砂石材料,虚铺后可适当洒水再进行碾压或夯实。7质量控制要点:(劝水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料应符合设计要求。(2)施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度和提拔钻杆速度(或提拔套管速度)、成孔深度、混合料灌人量等。(3)施工结束后,应对桩顶标高、桩位、桩体质量、地基承载力以及褥垫层的质量做检查。4.13.5成品保护措施1施工中应保护测量标志桩和桩位标志不被扰动。2桩体应经成桩7d达到一定强度后,方可进行基槽开挖。如桩顶距离地面在1.5m以内,宜用人工开挖;如大于1.5m,下部700mm亦宜用人工开挖,以避免损坏桩头;清土和截桩时,不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。3挖至设计标高后,应剔除多余的桩头,剔除桩头时应采取如下措施:找出桩顶标高,在其上50~l00mm处同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时击打,将桩头截断。桩头截断后,再用钢钎、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩1-1-293
头,剔凿平整直至设计桩顶标高。4保护土层和桩头清除至设计标高后,应尽快进行褥垫层的施工,以防桩间土被扰动。5冬期施工时,保护土层和桩头清除至设计标高后,立即对桩间土和CFG桩采用草帘、草袋等保温材料进行覆盖,防止桩间土冻涨而造成桩体拉断,同时防止桩间土受冻后复合地基承载力降低。4.13.6安全、环保措施1机械设备操作人员(或驾驶员)必须经过专业培训,熟悉机械操作性能,经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机(车)操作。2机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程,工作时集中精力,谨慎工作,不擅离职守,严禁酒后驾驶。3机械设备发生故障后及时检修,决不带故障运行,不违规操作,杜绝机械和车辆事故。4施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.m以上,严禁拖地和埋压土中,电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。5易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、盖套等遮盖物覆盖。6施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库,不准排入饮用水源。7驶出施工现场的车辆应进行清理,避免携带泥土。4.13.7质量标准水泥粉煤灰碎石桩复合地基的质量检验标准应符合表4.13.7的规定。表4.13.7水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1原材料设计要求查产品合格证书或抽样送检2桩径mm—20用钢尺量或计算填料量3桩身强度设计要求查28d试块强度4地基承载力设计要求按规定方法一般项目1桩身完整性按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范2桩位偏差满堂布桩≤.0.40D条基布桩≤0.25D用钢尺量,D为桩径3桩垂直度%≤1.5用经纬仪测桩管4桩长mm十100测桩管长度或垂球测孔深5褥垫层夯填度≤0.9用钢尺量注:1夯填度指夯实后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值;2桩径允许偏差负值是指个别断面。4.13.8质量验收4.13.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.13.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。1-1-293
4.13.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2原材料合格证和试验报告;3混合料配合比通知单;4施工记录(包括混合料的配合比、坍落度和提拔钻杆速度(或提拔套管速度)、成孔深度、混合料灌人量等);5混合料试块强度试验报告;6地基承载力检验报告;7检验批验收记录按表4.13.8.3“水泥粉煤灰碎石桩复合地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.13.8.3水泥粉煤灰碎石桩复合地基工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定、施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1原材料设计要求2桩径(mm)—203桩身强度设计要求4地基承载力设计要求一般项目1桩身完整性按桩基检测技术规范2桩位偏差满堂布桩≤0.40D条基布桩≤0.25D3桩垂直度(%)≤1.54桩长(mm)+1005褥垫层夯填度≤0.9施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.14夯实水泥土桩复合地基4.14.1特点和适用范围夯实水泥土复合地基是用洛阳铲或螺旋钻机成孔,在孔中分层填人水泥和土混合料,经夯实成桩,与桩间土共同组成复合地基。夯实水泥土复合地基,具有提高地基承载力(50%~100%),降低压缩性;材料易于解决;施工机具设备、工艺简单,施工方便,工效高,地基处理费用低等优点。适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、黏性土等地基。处理深度不宜超过l0m。4.14.2施工准备4.14.2.1技术准备1学习设计文件和地质勘察报告,掌握土层的厚度和组成、土的含水量、有机质含量和地下水的腐蚀性等。2根据设计要求,针对现场地基土的性质,选择合适的水泥品种,进行配合比试验。3编制施工组织设计(或施工方案),对施工人员进行技术交底。4施工前,应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验,以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后桩体干密度要求。4.14.2.2材料准备1根据设计要求和试验选择水泥。2土料。3褥垫层材料。4.14.2.3主要机具1成孔机具:应按设计要求选用成孔机具,挤土成孔可选用沉管、冲击方法;非挤土成孔可选用洛阳铲或螺旋钻机;2夯实机具:偏心轮夹杆式夯实机,夯锤重量不小于6okg,锤径(当采用桩径330mm时)不大于270mm,落距不小于700mm。4.14.2.4作业条件1建筑场地地面上所有障碍物和地下管线、电缆、旧基础等均已全部拆除或搬迁。2施工场地已进行平整,对影响机械运行的软弱场地已进行处理,周围已做好有效的排水措施。3材料已按计划进场,并经验收符合要求。4所用机械设备和工具已进场,并经调试运转正常。5已按施工组织设计要求,对现场施工人员进行了技术、安全和文明施工的交底。4.14.3材料质量控制要点1水泥宜选用强度等级32.5级以上的普通硅酸盐水泥,要求新鲜无结块。2土料应用不含垃圾杂物。有机质含量不大于5%的基坑中挖出的猫性土,不得含有冻土或膨胀土,使用时应过10-20mm筛。3褥垫层材料应级配良好,不含植物残体、垃圾等杂物。4.14.4施工工艺1-1-293
4.14.4.1工艺流程场地平整→测量放线→基坑开挖→布置桩位→第一批桩梅花形成孔→水泥、土料拌和→填料并夯实→剩余桩成孔→水泥、土料拌合→填料并夯实→养护→检测→铺设褥垫层4.14.4.2施工要点1按设计要求和施工顺序定位放线,严格布置桩孔,并记录布桩的根数,以防止遗漏。2采用人工洛阳铲成孔,成孔深度不宜大于6m。用洛阳铲和螺旋钻机成孔时,按梅花形布置进行并及时成桩,以避免大面积成孔后再成桩,造成由于夯机自重和夯锤的冲击,或地表水灌人孔内而形成塌孔。3回填拌合料配合比应用量斗计量准确,比例一般为1:7(水泥:土,体积比)。混合料含水量应满足土料的最优含水量(ωop),其允许偏差值不得大于士2%。水泥与土料应拌合均匀,含水量现场控制以手握成团,落地开花为宜。4向孔内回填拌合料前,先夯实孔底,采用二夯一填的连续成桩工艺。每根桩要求一气呵成,不得中断,防止出现松填或漏填现象。填料的压实系数λc不应小于0.93,每层填料厚度不大于试验确定的厚度,夯击次数不少于经试验确定的数值。5施工过程中,应有专人监测成孔及回填夯实的质量,并作好记录。如发现地基土质与勘察资料不符时,应查明情况,采取有效处理措施。6褥垫层材料可采用中砂、粗砂或碎石,采用碎石时粒径不宜大于20mm。垫层厚度一般为100~300mm。褥垫层施工应在水泥土桩经检测合格后进行,铺设时应压(夯)密实,夯填度不得大于0.9。采用的施工方法应严禁使基底土层扰动。7质量控制要点:(1)水泥及夯实用土料的质量应符合设计要求。(2)施工中应检查孔位、孔深、孔径、水泥和土的配比、混合料含水量等。对成桩质量,在施工过程中应及时抽样检验,抽样数量不应少于总桩数的2%。对一般工程,可检查桩的干密度和施工记录。干密度的检验方法可在24h内采用取土样测定或采用轻型动力触探击数Nio与现场试验确定的干密度进行对比,以判断桩身质量。(3)施工结束后,应对桩体质量及复合地基承载力做检验,褥垫层应检查其夯填度。(4)夯实水泥土桩地基竣工验收时,承载力检验应采用单桩复合地基载荷试验。对重要或大型工程,尚应进行多桩复合地基载荷试验。(5)夯实水泥土桩地基检验数量应为总桩数的0.5%~1%,且每个单体工程不应少于3点。4.14.5成品保护措施1成孔过程中应合理安排施工顺序,保证成孔后能够尽快地夯填成桩,防止桩孔暴露时间过长而造成塌孔破坏。2夯填成桩的高度应大于桩顶标高200-300mm,以保护桩顶质量。垫层施工时再将多余的桩体用人工凿除,桩顶面应水平。3雨期或冬期施工时,应采取防雨、防冻措施,防止土料和水泥受雨水淋湿或冻结。1-1-293
4.14.6安全、环保措施1施工机械用电必须采用一机一闸一保护。2土料运输应加以覆盖,防止遗洒;场内存放的土料应采取洒水、覆盖等措施,防止扬尘。3水泥土搅和时,应采取遮挡措施,防止扬尘。4.14.7质量标准夯实水泥土桩的质量检验标准应符合表4.14.7的规定。表4.14.7夯实水泥土桩复合地基质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩径mm—20用钢尺量2桩长mm+500测桩孔深度3桩体干密度设计要求现场取样检查4地基承载力设计要求按规定的方法一般项目1土料有机质含量%≤5焙烧法2含水量(与最优含水量比)%士2烘干法3土料粒径mm≤20筛分法4水泥质量设计要求查产品质量合格证书或抽样送检5桩位偏差满堂布桩≤0.4D条基布桩≤0.25D用钢尺量,D为桩径6桩孔垂直度%≤1.5用经纬仪测桩管7褥垫层夯填度≤0.9用钢尺量注:1夯填度指夯实后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值;2桩径允许偏差负值是指个别断面。4.14.8质量验收4.14.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.14.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.14.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2原材料合格证和试验报告;3混合料配合比通知单;4施工记录(包括孔位、孔深、孔径、水泥和土的配比、混合料含水量等);5地基承载力检验报告;6检验批验收记录按表4.14.8.3“夯实水泥土桩复合地基工程检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表4.14.8.3夯实水泥土桩复合地基工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号.施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩径(mm)一202桩长(mm)十5003桩体干密度设计要求4地基承载力设计要求一般项目1土料有机质含量(%)≤52含水量(与最优含水量比)(%)士23土料粒径(mm)≤204水泥质量设计要求5桩位偏差满堂布桩≤0.40D条基布桩≤0.25D6桩孔垂直度(%)≤1.57褥垫层夯填度≤0.9施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
4.15砂桩地基4.15.1特点及适用范围砂桩系在地基土中打人桩管,然后边拔管边灌人砂子,在地基中形成密实砂柱体。用以挤密周围的软弱或松散土层,并与其共同组成复合地基,以提高地基强度和减少地基变形。特点是:使用常规机械,操作工艺简单,场地干净,可节省水泥、钢材,可就地取材,加速进度,降低工程费用。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基。对建在饱和黏性土地基上主要不以变形控制的工程,也可采用砂桩作置换处理。4.15.2施工准备4.15.2.1技术准备1学习设计文件和地质勘察报告,掌握土层的厚度和组成、土的含水量等。2施工前应在现场进行成桩工艺和成桩挤密效果试验,当成桩质量不能满足设计要求时,应在调整设计与施工有关的参数后,重新进行试验或改变设计。3编制施工组织设计(或施工方案),对施工人员进行技术交底。4.15.2.2材料准备1成桩材料:天然级配中砂或粗砂、2垫层材料:砂或砂砾石(碎石)。4.15.2.3主要机具1机械设备:振动(或锤击)沉管打桩机(或汽锤、落锤、柴油打桩机)、履带(或轮胎)式起重机、机动翻斗车等。2主要工具:桩管(带活瓣桩尖)、装砂的料斗、铁锹、手推车等。4.15.2.4作业条件1建筑场地地面上所有障碍物和地下管线、电缆、旧基础等均已全部拆除或搬迁。2施工场地已进行平整,对影响机械运行的软弱场地已进行处理,周围已做好有效的排水措施。3材料已按计划进场,并经验收符合要求。4所用机械设备和工具已进场,并经调试运转正常。5已进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验,确定有关施工工艺参数(填砂量、提升速度、挤密次数和时间、电机工作电流等),并对试桩进行了测试,承载力和挤密效果符合设计要求。6已按施工组织设计要求,对现场施工人员进行了技术、安全和文明施工的交底。4.15.3材料质量控制要点’1砂:用中砂或粗砂,含泥量不大于3%,有机质含量不大于5%。2垫层材料:砂或砂砾石(碎石);要求级配良好,不含植物残体、垃圾等杂物。4.15.4施工工艺4.15.4.1工艺流程1振动成桩法:放线定桩位→桩机就位→振动沉管至设计深度→灌砂→边振动边拔管→成桩1-1-293
2锤击成桩法:放线定桩位→桩机就位→锤击沉管至设计深度→灌砂→缓慢拔管→低锤击管或将桩管压下再拔→成桩4.15.4.2施工要点1打砂桩地基表面会产生松动或隆起,砂桩施工标高应比基础底面高1~2m,以便在开挖基坑时消除表层松土。如基坑底仍不够密实,可再辅以人工夯实或机械碾压。2砂桩的施工顺序,对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行;对戮性土地基宜从中间向外围或隔排施工;以挤密为主的砂桩同一排应间隔进行;在既有建(构)筑物邻近施工时,应背离建(构)筑物方向进行。3砂桩成桩工艺有振动成桩法(简称振动法)和锤击成桩法(简称锤击法)两种。振动法系用振动沉桩机在桩位处将带活瓣桩尖的与砂桩同直径的钢管沉到设计深度,从进料口往桩管内灌砂后,边振动边缓慢拔出桩管,或在振动拔管的过程中,每拔0.5m高停拔,振动20~30s;或将桩管压下然后再拔,以便将落人桩孔内的砂压实成桩,并可使桩径扩大。振动力以30~70kN为宜,不应太大,」以防过分扰动土体。拔管速度控制在1~1.5m/min范围内。打直径500~700mm砂桩通常采用大吨位KM2-1200A型振动桩机施工。本法适用于松散土和软薪土。锤击法是将带有活瓣桩靴或混凝土桩尖的桩管,在桩位处用锤击沉桩机打人土中,往桩管内灌砂后缓慢拔出,或在拔出过程中低锤击管,或将桩管压下然后再拔,砂从桩管内挤人桩孔内成桩并使其密实,由于桩管对土的冲击作用,使桩周围土得到挤密,并使桩径向外扩展。本法适用于软弱勃性土。4施工前应进行成桩挤密试验,桩数宜为7-9根,振动法应根据沉管和挤密情况,确定填砂量、提升速度、每次提升高度、挤压次数和时间、电机工作电流等,作为控制质量标准,以保证挤密均匀和桩身的连续性。5灌砂时,含水量应加以控制,对饱和土层,砂可采用饱和状态;对非饱和土或杂填土,或能形成直立的桩孔壁的土层,含水量可采用7%~9%。6砂桩应控制填砂量,砂桩孔内的填砂量可按公式(4.15.4.1)计算:(4.15.4.1)式中S——填砂量(以重量计);Ap——砂桩的截面积;l——桩长;ds——砂料的相对密度;e——地基挤密后要求达到的孔隙比;w——砂料的含水量(%)砂桩的灌砂量通常按桩孔失本积和砂在中密状态时的干密度计算(一般取2倍桩管入土体积)。砂桩实际灌砂量(不包括水重)不得少于设计值的95%。如发现砂量不够或砂桩中断等情况,可在原位复打灌砂。7对灌砂量不足的砂桩可采用全复打灌砂;对有缩颈的桩,可采用局部复打灌砂,其复打深度必须过缩颈处1m以上。复打时,管壁上的泥土应清除干净,前后两次沉管的轴线应一致。1-1-293
8质量控制要点:(1)施工前应检查砂料的含泥量及有机质含量、样桩的位置等。(2)施工中应检查每根砂桩的桩位、灌砂量、标高、垂直度等;对沉管法,尚应检查套管往复挤压振动次数与时间、套管升降幅度和速度、每次填砂量等。(3)施工结束后,应检查被加固地基的强度或承载力。施工结束后的质量检验应间隔一定时伺方可进行:对饱和薪性土地基应待孔隙水压力消散后进行,间隔时间不宜少于Z8d;对粉土、砂土和杂填土地基,不宜少于7d.(4)砂桩的施工质量检验可采用单桩载荷试验,对桩体可采用动力触探试验检测,对桩间土可采用标准贯人、静力触探、动力触探或其他原位测试等方法进行检测。桩间土质量的检测位置应在等边三角形或正方形的中心。检测数量不应少于桩孔总数的2%。(5)砂桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验。复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的。.5%,且每个单体工程不应少于3点。4.15.5成品保护措施1基础工程的施工宜在砂桩施工完成一个月以后进行。2深基础周围的砂桩,宜在深基础施工完成后进行施工。如砂桩施工在前,开挖深基坑时,应对周围地基采取可靠的保护措施。4.15.6安全、环保措施1在施工全过程中,严格执行打桩机械的安全操作规程,防止机械及人身安全事故的发生。2施工时,机械作业要控制噪声对周围居民的影响。4.15.7质量标准砂桩地基的质量检验标准应符合表4.15.7的规定。表.15.7砂桩地基的质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1灌砂量%≥95实际用砂量与计算体积比2地基强度设计要求按规定方法3地基承载力设计要求按规定方法一般项目1砂料的含泥量%≤3试验室测定2砂料的有机质含量%≤5焙烧法3桩位mm≤50用钢尺量4砂桩标高mm士150水准仪5垂直度%≤1.5经纬仪检查桩管垂直度4.15.8质量验收4.15.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。4.15.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。4.15.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;1-1-293
2原材料合格证和试验报告;3施工记录(包括孔位、标高、孔径、灌砂量等);4地基承载力检验报告;5检验批验收记录按表4.15.8.3“砂桩地基工程检验批质量验收记录表”填写。表4.15.8.3砂桩地基工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1灌砂量(%)≥952地基强度设计要求3地基承载力设计要求一般项目1砂料的含泥量(%)≤32砂料的有机质含量(%)≤53桩位(mm)≤504砂桩标高(mm)±1505垂直度(%)≤1.5施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质t检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
5桩基础5.1一般规定5.1.1桩位的放样允许偏差如下:1群桩:20mm;2单排桩:l0mm。5.1.2桩基工程的桩位验收,除设计规定外,应按下述要求进行:1当桩顶设计标高与施工场地标高相同时,或桩基施工结束后,有可能对桩位进行检查时,桩基工程的验收应在施工结束后进行。2当桩顶设计标高低于施工场地标高,送桩后无法对桩位进行检查时,对打入桩可在每根桩桩顶沉至场地标高时,进行中间验收;待全部桩施工结束,承台或底板开挖至设计标高后,再做最终验收;对灌注桩可对护筒做中间验收。5.1.3打《压)入桩《预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差,必须符合表5.1.3的规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%【倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。表5.1.3预制桩(钢桩)的桩位允许偏差(mm)项项目允许偏差1盖有基础梁的桩(1)垂直基础梁的中性线(2)沿基础梁的中心线100+0.01H150+0.01H2桩数为1~3根桩基中的桩1003桩数为4~16根桩基中的桩1/2桩径或边长4桩数大于16根桩基中的桩:(1)外边的桩(2)中间桩1/3桩径或边长1/2桩径或边长注:H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。5.1.4灌注桩的桩位偏差必须符合表5.1.4的规定,桩顶标高至少比设计标高高出0.5m,桩底清孔质量按不同的成桩工艺有不同的要求,应按本章的各节要求执行。每浇注50m3必须有1组试件,小于50m3的桩,每桩必须有1组试件。表5.1.4灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差序号成孔方法桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%)桩位允许偏差1-3根桩、单排桩落垂直于中心线方向和群桩墓础的边桩条形桩签沿中心线方向和群桩基础的中间桩1泥浆护壁钻孔法D≤1000mm±50<1D/6,且不大于100D/4,且不大于150D>1000mm±50100+0.01H150+0.01H1-1-293
续表5.1.4序号成孔方法桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%)桩位允许偏差1-3根桩、单排桩落垂直于中心线方向和群桩墓础的边桩条形桩签沿中心线方向和群桩基础的中间桩2套管成孔灌注桩D≤500mm—20<170150D>500mm1001503干成孔灌注桩—20<1701504人工挖孔桩混凝土护壁+50<0.550150钢套管护壁+50<1100200注:1桩径允许偏差的负值是指个别断面;2采用复打、反插法施工的桩.其桩径允许偏差不受上表限制;3H为施工现场地面标高与桩顶设计标商的距离,D为设计桩径。5.1.5工程桩应进行承载力检验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩,应采用静载荷试验的方法进行检验,检验桩数不应少于总数的1%,且不应少于3根,当桩总数少于50根时,不应少于2根。5.1.6桩身质量应进行检验。对设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩,抽检数量不应少于总数的30%,且不应少于20根;其他桩基工程的抽检数量不应少于总数的20%,且不应少于10根;对混凝土预制桩及地下水位以上且终孔后经过核验的灌注桩,检验数量不应少于总桩数的10%,且不得少于10根。每个柱子承台下不得少于1根。5.1.7对砂、石子、钢材、水泥等原材料的质量、检验项目、批量和检验方法,应符合国家现行标准和《混凝土结构工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB204-2005的规定。5.1.8除本标准第5.1.5条、第5.1.6条规定的主控项目外,其他可按20%抽查,但混凝土灌注桩应全部检查。5.2静力压桩(静力压桩包括机械静力压桩、锚杆静压桩及其他各种非冲击力沉桩。)5.2.1机械静力压桩5.2.1.1特点和适用范围机械静力压桩是采用静力压桩机将预制钢筋混凝土桩分节压人地基土层中成桩。本法采用液压操作,自动化程度高,行走方便,运转灵活,桩位定点精确,可提高桩基工程质量;施工无噪声、无振动、无污染;沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力,可避免打碎桩头,混凝土强度等级可降低1-2级,配筋比锤击法省钢筋40%a左右;施工速度快,压桩速度每分钟可达2m,比锤击法可缩短工期1/3。本工艺适用于软土、填土、一般黏性土层中,以及居民稠密和危房附近环境保护要求严格的地区进行施工。5.2.1.2施工准备1技术准备(1)熟悉施工图纸和地质勘察报告,掌握土层变化情况。1-1-293
(2)根据桩的断面大小和土层变化情况以及现场周围环境,确定使用的压桩机械和沉桩需采取的特殊措施。(3)编制施工组织设计(或施工方案)和技术交底。2材料准备(1)钢筋混凝土预制桩,常用断面规格为300mm×300mm、350mm×350mm、400mm×400mm,常用节长为7m、9m、12m。可根据设计要求桩长按不同的节长进行搭配。(2)硫磺胶泥。3主要机具(1)压桩机械1)机械式静力压桩机:这种压桩机系用桩架、卷扬机、加压钢丝绳、滑轮组和活动压梁等部件组成,施压部分在桩顶端面,施加静压力约为600-2000kN,设备高大笨重,行走不便,压桩速度较慢,但装配费用较低,现已很少使用。2)液压式静力压桩机:这种压桩机由压拔机构、行走机构及起吊装置等组成,采用液压操作,自动化程度高,结构紧凑,行走方便快速,施压部分不在桩顶面,而在桩身侧面。它是当前国内较广泛使用的一种新型压桩机械。国内常用的有YZY系列和ZYJ系列,其型号和主要技术参数见表5.2.1.2-1~表5.2.1.2-3。表5.2.1.2-1YZY系列液压静力压桩机主要技术参数型号参数200280400500600650最大压入力边桩距离接地压强(长船/短船)kNmMPa20003.90.08/0.0928003.50.094/0.12040003.50.097/0.12550004.50.090/0.13760004.20.100/0.13665004.20.108/0.147适用桩截面方桩最小cm35×3535×3535×3540×4035×353.5×35最大cm50×5050×5050×5060×6050×5050×50圆桩最大直径cm505060606050配电功率kW96112112132132132工作吊机起重力矩用桩长度kN·mm460134601348013720137201372013整机重量自重配重tt8013090210130290150350158462165505拖运尺寸(宽×高)M×m3.38×4.23.38×4.303.39×4.403.38×4.403.38×4.403.38×4.40注:YZY系列液压静力压桩机由武汉市建筑工程机械厂生产。表5.2.1.2-2ZYJ系列(一)液压静力压桩机主要技术参数名称单位ZYJ180-IIZY112oZYJ150ZYJ200压桩力kN800120015002000压方桩规格mm300×300350×350400×400450×450压圆桩规格mmφ250,φ300φ250,φ300,φ350φ300,φ350,φ400φ450压桩最大行程mm8001200120012001-1-293
续表5.2.1.2-2名称单位ZYJ180-j[ZYJ120ZYJ150ZYJ200压桩速度mm/min0.9(满载)0.9(满载)1.5(满载)1.5(满载)边桩距m2.5333接地比(大船/小船)t/m27.2/6.89.2/8.810.3/10.510.5/11.2横向步履行程mm500600600600行程速度mm/min1.52.82.52.1纵向步履行程mm1500150020002000行程速度mm/min1.52.22.52.5工作吊机起重力矩kN·m限吊1.5t360460460电机总功率kW42569296外形尺寸(长×宽×高)m8×5.2×10.210.2×5.1×6.210.8×5.7×6.410.8×5.7×6.5整机自重十配重t25.5十5552+7058+9570+130压桩方式顶压式夹桩式夹桩式夹桩式注ZYJ系列(一)液压静力压桩机由江阴市基础工程设备厂生产。表5.2.1.2-3ZYJ系列(二)液压静力压桩机主要技术参数型号参数ZYJ240ZYJ320ZYJ380ZYJ420ZYJ500ZYJ600ZYJ680额定压力(kN)2400320038004200500060006800压桩速度(m/min)高速2.762.762.32.82.21.81.8低速0.91.00.90.950.750.650.6一次压桩行程2.02.02.02.02.01.81.8适用方桩(mm)最小□300□350□400□400最大□500□500□550□600最大圆桩(mm)φ500φ500φ550φ600边桩距离(mm)600600650680角桩距离(mm)92093510001100起吊重量(t)12121212变幅力矩(kN·m)600600600600功率(kW)压桩起重4430603774377437主要尺寸(mm)工作长11000120001300013800工作宽6630690069507100720076007700运摘高2920294029403020总重量(t)245325383425500602680注ZYJ系列(二)液压静力压桩机由长沙三和工程机械制造有限公司生产。静力压桩机的选择应综合考虑桩的截面、长度、穿越土层和桩端持力层的特性、单桩极限承载力及布桩密度等因素,表5.2.1.2-4可供选择时参考。1-1-293
表5.2.1.2-4静力压桩机选择参考表压桩机型号项目160~180240~280300~360400~460500~600最大压桩力(kN)1600~18002400~28003000~36004000~46005000~6000适用桩径(mm)最小300300350400400最大400450500550600单桩极限承载力(kN)1200~20001700~30002100~38002800~46003500~5500桩端持力层中密一密实砂层,硬塑一坚硬勤性土,残积土层密实砂层,坚硬毅性土层,全风化岩层密实砂层,坚硬猫性土层,全风化岩层密实砂层,坚硬私性土层,全风化岩层密实砂层,坚硬勃性土层,全风化岩层,强风化岩层桩端持力层标准值(N)20~2520~3530~4030~5030~55穿透中密或密实砂层厚度(m)约22~33~45~65~8(2)主要工具:钢丝绳吊索、卡环、撬杠、砂锅、铁盘、长柄勺、浇灌壶、扁铲、台称、温度计等。4作业条件(1)应具有工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计(或施工方案),对施工人员进行了技术、安全和文明施工的交底。(2)已排除桩基范围内的高空、地面和地下障碍物。;场地已平整压实,能保证压桩机械在场内正常运行。雨期施工,已做好排水措施。(3)桩基的轴线桩和水准基点桩已设置完毕,并经过复查办理了签证手续。每根桩的桩位已经测定,用小木桩或短钢筋打好定位桩,并用白灰做出标志。(4)已选择和确定桩机设备的进出路线和压桩顺序。(5)检查压桩机械设备及起重工具,铺设水、电管线,进行设备架立组装。在桩架上设置标尺或在桩侧面画上标尺,以便能观测桩身人土深度。(6)检查桩的质量,将需用的桩按平面布置图堆放在压桩机附近,不合格的桩另行堆放。(7)施工前先试压桩,试桩数量不少于2根,以确定压桩技术参数,校验压桩设备性能和施工工艺及技术措施是否符合要求。5.2.1.3材料质量控制要点.1钢筋混凝土预制桩(1)桩的规格、型号、质量必须符合设计要求和规范及标准图的规定,并有出厂合格证明;强度达到100%,并有混凝土强度试验报告;无断裂等情况。(2)桩的表面应平整、一密实,制作允许偏差应符合表5.2.1.3-1的规定。2硫磺胶泥硫磺胶泥配合比应通过试验确定,其物理力学性能应符合表5:2.1.3-2的规定。其参考配合比见表5.2.1.3-3。1-1-293
表5.2.1.3-1预制桩制作允许偏差(mm)桩型项目允许偏差(mm)钢筋混凝土实心桩1.横截面边长2.桩顶对角线之差3.保护层厚度4.桩身弯曲矢高5.桩尖中心线6.桩顶平面对桩中心线的倾斜7.锚筋预留孔深8.浆锚预留孔位置9.浆锚预留孔径10.锚筋孔的垂直度±510±5不大于1‰桩长且不大于2010≤30~+205±5≤l%钢筋混凝土管桩1.直径2.管壁厚度3:抽心圆孔中心线对桩中心线4.桩尖中心线5.下节或上节桩的法兰对中心线的倾斜6.中节桩两个法兰对桩中心线倾斜之和±5—551023表5.2.1.3-2硫磺胶泥的主要物理力学性能指标项次项目物理力学性能指标1物理性能1.热变性:60℃以内强度无明显变化;120℃变液态;140-145℃密度最大且和易性最好;170℃开始沸腾;超过180℃开始焦化2.重度:2.28~2.32g/cm33.吸水率:0.12~0.24%4.弹性模量:5×105kPa5.耐酸性:常温下能耐盐酸、硫酸、磷酸,40以下的硝酸.25%以下铬酸、中等浓度乳酸和醋酸2力学性能1.抗拉强度:4×103kPa2.抚压强度:4×104kPa3.握裹强度:与螺纹钢筋为1.1×104kPa;与螺纹孔混凝土为4×103kPa4.疲劳强度:对照混凝土的试验方法,当疲劳应力比值尸为0.38时,疲劳修正系数r>0.8表5.2.1.3-3硫磺胶泥的参考配合比(重量比)材料名称硫磺水泥石墨粉粉砂石英砂聚硫胶聚硫甲胶配合比14411—40—1—配合比260—5—34.3—0.75.2.1.4基尼施工工艺。1工艺流程测量放线定桩位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静力压桩→终止压桩→切割桩头2施工要点(1)压桩机安装必须按有关程序和说明书进行。压桩机的配重应平稳配置于平台上。压桩机就位时应对准桩位,启动平台支腿油缸,校正平台处于水平状态。(2)启动门架支腿油缸,使门架作微倾150,以便吊插预制桩。起吊预制桩时,先拴好吊装用的钢丝绳及索具,然后应用索具捆绑桩上部约500mm处,起吊预制桩,使桩尖垂直对准桩位中心,缓缓插人土中,回复门架,在桩顶扣好桩帽,卸去索具,桩帽与桩顶之间应有相适应的衬垫,一般采用硬木板,其厚度为100mm左右。(3)当桩尖插人桩位后,微微启动压桩油缸,待桩人土至50ctn时少再次校正桩的垂直度和平台的水平度,使桩的纵横双向垂直偏差不超过0.5%。然后再启动压桩油缸,把1-1-293
桩徐徐压下,控制施压速度不超过2m/min,(4)压桩的顺序:当建筑物面积较大,桩数较多时,可将基桩分为数段,压桩在各段范围内分别进行。对多桩台,应由中央向两边或从中心向外施压。在粉质黏土及黏土地基施工,应避免沿单一方向进行,以免向一边挤压,地基挤密程度不匀。(5)一桩长度不够时,可采用浆锚法接桩。方法是:起吊上节桩,矫直外露锚固钢筋,对准下节桩放下,使上节桩的外露锚筋全部插人下节桩的预留孔中,目测上下两节桩确保其垂直和接触面吻合,然后稍微提升上节桩,使上下节桩保持200~250mm的间隙,在下节桩四侧箍上特制的夹箍,及时将熔融的硫磺胶泥注人预留孔内,直到溢出孔外至桩顶整个平面,送下上节桩使两端面贴合,等硫磺胶泥自然冷却5~l0min后,拆除夹箍继续压桩。接桩一般在距离地面高lm左右进行。(6)压桩应连续进行,帮硫磺胶泥接桩间歇不宜过长(正常气温下为10~18min);接桩面应保持干净,浇筑时间不应超过2min;上下桩中心线应对齐,偏差不大于l0mm;节点矢高不得大于0.1%桩长。(7)当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已到达持力层时,应随即进行稳压。当桩长小于15m或勃性土为持力层时,宜取略大于2倍设计荷载作为最后稳压力,并稳压不少于5次,每次lmin;当桩长大于15m或密实砂土为持力层时,宜取2倍设计荷载作为最后稳压力,并稳压不小少3次,每次lmin测定其最后各次稳压时的贯入度。(8)压桩施工时,应由专人或开启自动记录设备做好施工记录,开始压桩时应记录桩每沉下lm时的油压表压力值,当下沉至设计标高或两倍于设计荷载时,应记录最后三次稳压时的贯入度。(9)质量控制要点:1)施工前,应对成品桩做外观及强度检验,接桩用成品硫磺胶泥应有产品合格证书,或送有关部门进行检验,硫磺胶泥半成品应每100kg做一组试件(3件),压桩用压力表规格及质量也应进行检查。2)压桩过程中,应检查压力、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压人深度。对承受反力的结构应加强观测。3)接桩施工时,应对连接部位上的杂质、油污、水分等清理干净,上下节桩应在同一轴线上,使用硫磺胶泥严格按操作规程进行,保证配合比、熬制时间、施工温度符合要求,以防接桩处出现松脱开裂。4)施工结束后,应做桩的承载力及桩体质量检验。5.2.1.5成品保护措施1混凝土预制桩达到设计强度的70%方可起吊,达到100%才能运输;桩起吊时应采取相应的措施,保持平稳,保护桩身质量。2水平运输时,应做到桩身平稳放置,无大的振动,严禁在场地上以直接拖拉桩体方式代替装车运输。3桩的堆存场地应平整、坚实,垫木与吊点应保持在同一横断面平面上,且各层垫木应上下对齐,叠放层数不宜超过四层。4妥善保护桩基的轴线桩和水平基点桩,不得受到碰撞和扰动而造成位移。5在软土地基中沉桩完毕,基坑开挖应制定合理的开挖顺序和采取一定的技术措施,1-1-293
防止桩倾斜或位移。6在剔除高出设计标高的桩顶混凝土时,应自上而下进行,不横向剔凿,以免桩受水平力冲击而受到破坏或松动。5.2.1.6安全、环保措施1机械司机在施工操作时,听从指挥信号,不得随意离开岗位,应经常注意机械的运转情况,发现异常,应立即检查处理。2桩在起吊和搬运时,吊点应符合设计要求,如设计无规定时,当桩长在16m以内时,可用一个吊点起吊,吊点位置应设在距桩端0.29桩长处。3硫磺胶泥的原料及制品在运输、贮存和使用时应注意防火。熬制胶泥时,操作人员应穿戴防护用品,熬制场地应通风良好,人应在上风位置操作,严禁水溅入锅内。胶泥浇注后,上节桩应缓慢放下,防止胶泥飞溅伤人。4其他措施见本标准第5.3.6条。5.2.2锚杆静力压桩5.2.2.1特点和适用范围锚杆静力压桩是利用建(构)筑物的自重,先在老基础上开凿(或新基础上预留)出压桩孔和锚杆孔,然后埋设锚杆,借锚杆反力,通过反力架,用液压压桩机将钢筋混凝土预制短桩逐段压人基础中开凿或预留的桩孔内,当压桩力Pp达到1.5倍设计承载力和满足设计桩长时,便可认为满足设计要求,再将桩与基础连接在一起,卸去液压压桩机后,该桩便能立即承受上部荷载,从而达到地基加固的目的。锚杆静力压桩的特点是:对予加固已沉裂、倾斜的建(构)筑物,可以迅速得到稳定;可在不停产、不搬迁的情况下进行基础托换加固;对于新建工程可与上部建筑同步施工,不占绝对工期;加固过程无噪声、无振动、无环境污染,侧身挤压力小;在压桩的过程中可直接测得压桩力和桩的人土深度,可保证桩基质量;施工机具设备结构简单、轻便、移动灵活,操作技术易于掌握,可自行制造,可在狭小空间场地应用;锚杆静力压桩受力明确、简便,单桩承载力高,加固效果显著;不用大型机具,施工快速(新建工程每台班可压桩60~80m,已建工程每台班可压桩30~40m),节省加固费用,做到现场文明施工。适用于工业与民用建筑中黏性土、淤泥质土、人工填土、黄土等地基的加固,建筑物加层,已沉裂、倾斜建(构)筑物的纠偏以及老厂技术改造柱基、设备基础的托换等工程。5.2.2.2施工准备1技术准备(1)熟悉施工图纸和地质勘察报告,掌握土层变化情况。如用于既有建筑地基的一加固时,应掌握既有建筑的结构和基础情况及现场施工条件。(2)编制施工组织设计(或施工方案)和技术交底,并向参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。2材料准备(1)钢筋混凝土预制桩截面为方形,桩的截面尺寸通常为180~300mm,桩每段长一般为1.1~3.0m;(2)硫磺胶泥。3主要机具1-1-293
(1)YJ-150型液压压桩机由反力架、活动横梁、油压千斤顶、高压油泵、电动葫芦等部件组成,压桩力为500kN,亦可自行制造(见图5.2.2.2)。图5.2.2.2锚杆静压法沉桩装置(a)静压桩装置;(b)压桩孔与锚杆孔位置1—桩;2—压桩孔;3—锚杆,4—钢结构及反力架;5—活动横梁;6—千斤顶;7—电动葫芦,8—基础;9—柱基;10—砖墙(2)配套机具有:电焊机、切割机、空气压缩机、风钻、风镐、配制环氧树脂胶泥(砂浆)及熬制硫磺胶泥(砂浆)用的器具等。4作业条件同本标准第5.2.1.2条第4款。5.2.2.3材料质量控制要点同本标准第5.5.1.3条。5.2.2.4施工工艺1工艺流程清理基础顶面→凿压桩孔和锚杆孔→埋设锚杆螺栓→安装反力架→吊桩段就位、进行压桩施工→接桩→压到设计深度和要求的压桩力→封桩、将桩与基础连接~拆除压桩机械。2施工要点(1)开凿压桩孔可采用风镐或钻机成孔,压桩孔凿成上小下大截头锥形体,以利于基础承受冲剪;凿锚杆孔可采用风钻或钻机成孔,孔径为φ42mm,深度为10~12倍锚杆直径,并清理干净,使其千燥。(2)埋设锚杆应与基础配筋扎在一起,可采用环氧树脂胶泥(砂浆)粘结,环氧树脂胶泥(砂浆)可加热(40℃左右)或冷作业,硫磺砂浆要求热作业,填灌密实,使混凝土与混凝土粘结在一起,采取自然养护16h以上。(3)反力架安装应牢固,不能松动,并保持垂直;桩吊人压桩机孔后,亦要保持垂直。压桩时,要使千斤顶与桩段轴线保持垂直,并在一条直线上,不得偏压。(4)每沉完一节桩,吊装上一段桩,桩间用硫磺胶泥连接。接桩前应检查插筋长度和1-1-293
插筋孔深度,接桩时应围好套箍,填塞缝隙,倒入硫磺胶泥,再将上节桩慢慢放下,接缝处要求浆液饱满,待硫磺胶泥冷却结硬后,才可开始压桩。(5)封桩必须认真进行,应砍去外露桩头,清除桩孔内的泥水杂物,清洗孔壁,焊好交叉钢筋,湿润混凝土连接面,浇筑C30微膨胀早强混凝土,并加以捣实,使桩与桩基承台结合成整体,湿养护7d以上。(6)质量控制要点:1)预制桩段制作,要保证端面平整,几何尺寸正确。2)保证上、下桩段接头的连接质量,中心线要一致。3)加压桩施工时,应对称进行,防止基础受力不平衡而导致倾斜;几台压桩机同时作业时,总压桩力不得大于该节点基础上建筑物自重,以防基础被抬起。4)压桩应连续进行,不得中途停顿,以防因间歇时间过长使压桩力骤增,造成桩压一不下去或把桩头压碎等质量事故。5)桩与基础连接前,应对压桩桩孔进行认真检查,验收合格后,方可浇筑混凝土。5.2.2.5成品保护措施见本标准第5.2.1.5条。5.2.2.6安全、环保措施同本标准第5.2.1.6条。5.2.3质量标准机械静力压桩、锚杆静压桩质量检验标准应符合表5.2.3的规定。表5.2.3静力压桩质.检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩体质量检验按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范2桩位偏差见本标准表5.1.3用钢尺量3承载力按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范一般项目1成品桩质量:外观外形尺寸强度表面平整,颜色均匀,掉角深度<l0mm,蜂窝面积小于总面积的0.5%见本标准表5.4.7满足设计要求直观见本标准表5.4.7查产品合格证书或钻芯试压2硫磺胶泥质量(半成品)设计要求查产品合格证书或抽样送检3接桩电焊接桩:焊缝质量电焊结束后的停歇时间见本标准表5.5.7见本标准表5.5.7min>1.0秒表测定硫磺胶泥接桩:胶泥浇注时间浇注后停歇时间min<2秒表侧定min>7秒表测定4电焊条质量设计要求查产品合格证书5压桩压力(设计有要求时)%±5查压力表读数6接桩时上下节平面偏差接桩时节点弯曲矢高mm<10<1/1000ι用钢尺量用钢尺量,l为两节桩长7桩顶标高mm±50水准仪1-1-293
5.2.4质量验收5.2.4.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。5.2.4.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。5.2.4.3质量验收记录:1预制桩出厂合格证和进场检查记录;2硫磺胶泥、电焊条等原材料合格证和试验报告;3静力压桩施工记录(包括压桩速度、每下沉lm油压表压力值、接桩记录、最后三次稳压时的贯人度等);4检验批验收记录按表5.2.4.3“静力压桩工程检验批质量验收记录表”填写。表5.2.4.3静力压桩工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩体质量检验按基桩检测技术规范2桩位偏差见本标准表5.1.33承载力按基桩检测技术规范一般项目1成品桩质量:外观外形尺寸强度表面平整,颜色均匀,掉角深度<10mm,蜂窝面积小于总面积0.5%见本标准表5.4.7满足设计要求2硫磺胶泥质量(半成品)设计要求3接桩电焊接桩:焊缝质量电焊结束后停歇时间见本标准表5.5.7min>1.0硫磺胶泥接桩:胶泥浇注时间浇注后停歇时间minmin<2>74电焊条质量设计要求5压桩压力(设计有要求时)%士56接桩时上下节平面偏差接桩时节点弯曲矢高mm<10<1/1000ι7桩顶标高mm±50施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:ι为桩长。1-1-293
5.3先张法预应力管桩5.3.1特点和适用范围先张法预应力管桩,简称管桩,系采用先张法预应力工艺和离心成型法,制成的一种空心圆柱体细长混凝土预制构件。主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。管桩按桩身混凝土强度等级分为预应力管桩(代号PC)和预应力高强混凝土管桩(代号PHC),前者强度等级不低于C60,后者不低于C80。PC桩一般采用常压蒸汽养护,脱模后移人水池再泡水养护,一般28d才能使用。PHC桩,一般在成型脱模后,送人高压釜经10个大气压、180℃左右高温高压蒸汽养护,从成型到使用的最短时间为3—4d。管桩规格按外径分为300,400、500、550,600、800、l000mm等,壁厚为60—130mm。每节长一般不超过15m,常用节长为8~12m,有时也生产长达25~30m的管桩。预应力管桩具有单桩承载力高,桩端承载力可比原状土提高8000~100%;设计选用范围广,单桩承载力可从600kN到4500kN,既适用于多层建筑,也可用于50层以下的高层建筑;桩运输吊装方便,接桩快速;桩长度不受施工机械的限制,可任意接长;桩身耐打,穿透力强,抗裂性好,可穿透5~6m厚的密实砂夹层;造价低廉,其单位承载力价格仅为钢桩的1/3~2/3,并节省钢材。但也存在施工机械设备投资大,打桩时振动、噪声和挤土量大等问题。适用于黏性土、粉土、砂土、碎石类土层以及持力层为强风化岩层、密实的砂层(或卵石层)等土层应用。5.3.2施工准备5.3.2.1技术准备同本标准第5.2.2.2条第1款。5.3.2.2材料准备1预应力管桩,按设计的规格选用。2采用电焊接桩时按计划准备电焊条;法兰盘接桩时准备螺栓(螺母)。5.3.2.3主要机具1采用机械静力压桩时,压桩机见“5.2.1机械静力压桩”。2锤击打桩机。目前国内主要采用锤击法,多采用爆发力强、锤击能量大、工效高的筒式柴油锤沉桩,其型号选用可参考表5.3.2.3。表5.3.2.3选择筒式柴油打桩锤参考表柴油锤型号25型32型~36型40型~50型60型~62型70型~72型80型适用管桩规格φ300~φ400φ300~0400φ400~φ500φ500一φ600φ550~φ600φ600~φ8005.3.2.4作业条件1-1-293
1应具有工程地质资料、桩基施工平面图、桩基施工组织设计(或施工方案),对施工人员进行了技术、安全和文明施工的交底。2已排除桩基范围内的高空、地面和地下障碍物。场地已平整压实,能保证压桩机械在场内正常运行。雨期施工,已做好排水措施。3打桩场地附近建(构)筑物有防振要求时,已采取防振措施。4桩基的轴线桩和水准基点桩已设置完毕,并经过复查办理了签证手续。每根桩的桩位已经测定,用小木桩或短钢筋打好定位桩,并用白灰做出标志。5已选择和确定桩机设备的进出路线和压桩顺序。6检查打桩机械设备及起重工具,铺设水、电管线,进行设备架立组装。在桩架上设置标尺或在桩侧面画上标尺,以便能观测桩身人土深度。7检查桩的质量,将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近,不合格的桩另行堆放。8已准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格,并安排好记录和质量控制监督人员等。5.3.3材料质量控制要点桩的材料质量控制要点见本标准表5.2.1.3-1。5.3.4施工工艺5.3.4.1工艺流程测量放线定桩位→桩机就位→底桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→再接桩→打至持力层→收锤5.3.4.2施工要点1管桩施工顺序,应根据桩的密集程度与周围建(构)筑物的关系合理确定。一般当桩较密集且距周围建(构)筑物较远,施工场地较开阔时,宜从中间向四周对称施打;若桩较密集、场地狭长、两端距建(构)筑物较远时,宜从中间向两端对称施打犷若桩较密集且一侧靠近建(构)筑物时,宜从毗邻建筑物一侧开始向另一方向施打;若建(构)筑物外围设有支护桩,宜先打设土程桩,再打设外围支护桩。另外,根据人土深度,宜先打设深桩,后打设浅桩;根据管桩规格,宜先大后小,先长后短;根据高层建筑塔楼(高层)与裙房(低层)的关系,宜先高后低。2桩锤选择。‘管桩施打应合理选择桩锤,、桩锤选用一般应满足以下要求:(1)能保证桩的承载力满足设计要求;(2)能顺利或基本顺利地将桩下沉到设计深度;(3)打桩的破碎率能控制在1%左右,最多不超过3%;(4)满足设计要求的最后贯入度,最好为20~40mm/10击,每根桩的总锤击数宜在1500击以内,最多不超过2000~2500击。桩锤可参考表5.3.2.3选用。3打桩前应通过轴线控制点,逐个定出桩位,打设钢筋标桩,并用白灰在标桩附近地面上画上一个圆心与标桩重合、直径与管桩相等的圆圈,以方便插桩对中,保持桩位正确。1-1-293
4底桩就位前,应在桩身上划出单位长度标记,以便观察桩的人土深度及记录每米沉桩击数。吊桩就位一般用单点吊将管桩吊直,使桩尖插在白灰圈内,桩头部插人锤下面的桩帽套内就位,并对中和调直,使桩身、桩帽和桩锤三者的中心线重合,保持桩身垂直,其垂直度偏差不大于0.5%。桩垂直度观测包括打桩架导杆的垂直度,可用两台经纬仪在离打桩架15m以外成正交方向进行观测,也可在正交方向上设置两根吊花垂线进行观测校正。5锤击沉桩宜采取低锤轻击或重锤低打,以有效降低锤击应力,同时特别注意保持底桩垂直,在锤击沉桩的全过程中都应使桩锤、桩帽和桩身的中心线重合,防止桩受到偏心锤打,以免桩受弯受扭。6桩的接头过去多采用法兰盘螺栓连接,刚度较差。现今都在桩端头埋设端头板,四周用一圈坡口进行电焊连接。当底桩桩头(顶)露出地面0.5~1.0m时,即应暂停锤击,进行管桩接长。方法是先将接头上的泥土、铁锈用钢丝刷刷净,再在底桩桩头上扣上一个特制的接桩夹具(导向箍),将待接的上节桩吊人夹具内就位,调直后,先用电焊在剖口圆周上均匀对称点焊4~6点,待上、下节桩固定后卸去夹具,再正式由两名焊工对称、分层、连续的施焊,一般焊接层数不小于2层,焊缝应饱满连续,待焊缝自然冷却8~l0min,始可继续锤击沉桩。7在较厚的钻土、粉质黏土层中施打多节管桩,每根桩宜连续施打,一次完成,以避免间歇时间过长,造成再次打人困难,而需增加许多锤击数,甚至打不下去而将桩头打坏。8当桩尖(靴)被打人设计持力层一定深度,符合设计确定的停锤条件时,即可收锤停打,终止锤击的控制条件,称为收锤标准。收锤标准通常以达到的桩端持力层、最后贯人度或最后lm沉桩桩锤击数为主要控制指标。桩端持力层作为定性控制;最后贯人度或最后lm沉桩锤击作为定量控制,均通过试桩或设计确定。一般停止锤击的控制原则是:桩端(指桩的全截面)位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主贯人度可作参考;桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时,以贯人度控制为主,桩端标高可作参考。当贯人度已达到,桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯人度不大于设计规定的数值加以确认,必要时施工控制贯人度应通过试验与有关单位会商确定。9为将管桩打到设计标高,需要采用送桩器,送桩器用钢板制作,长4~6m。设计送桩器的原则是:打入阻力不能太大,容易拔出,能将冲击力有效地传到桩上,并能重复使用。10质量控制要点(1)施工前,应检查进人现场的成品桩及接桩用电焊条等产品质量。(2)防止桩顶打碎的控制要点:加强桩制作质量控制,保证桩头混凝牛密实性和强度达到设计要求;桩运输、堆放、吊装中防止碰撞损坏桩头,合理选用桩锤,不使过重或过轻;桩帽宜做成圆筒形,套桩头用的筒体深度宜为350~450mm,内径应比桩径大4~6mm,不使空隙过大;遇孤石可采用小直径钻孔‘再插管桩的方法施打;合理确定贯人度或总锤击数,不使过小或过多;在厚翁土层中停歇时间不应超过24h。(3)1-1-293
防止桩顶偏位的控制要点:测量放线应经复测后使用,插桩应认真对中;打桩应按规定的顺序进行;避免打桩期间同时开挖基坑;施工前用洛阳铲(如地质复杂、孤石较多时可采用超前钻探)探明地下孤石、障碍物,较浅的挖除,深的用钻机钻透或爆碎;接桩应吊线找直,垂直偏差应控制在0.5%以内;偏位过大,应拔出,移位再打;偏位不大,可用木架顶正,再慢锤打人;障碍物不深,可挖去回填后再打。(4)防止桩身倾斜超过规范规定的控制要点:打桩机导杆弯曲应纠正;打桩场地应整平夯压密实;插桩应吊线锤检查,桩帽、桩身和桩尖必须在一条垂线上方可施打;桩身弯曲度应不大于1%,过大的不宜使用;开始沉桩,应临时固定牢固,并轻锤慢击;施打时,应使桩锤、桩帽、桩身在同一直线上,防止受力偏心;桩垫、锤垫应找平,桩帽与桩周围的间隙应为2~3mm;其他控制同桩顶偏位的控制。(5)桩身断裂的控制要点:在砂土层中沉桩,桩端应设桩靴,避免采用开口管桩;遇孤石和岩石避免硬打;接桩要保持上、下节桩在同一直线上,焊接焊缝应饱满,填塞钢板应紧密;焊后自然冷却8~10min,始可施打;管桩制作严格控制漏浆、管壁厚度和桩身强度;打桩时要设合适的桩垫,厚度不宜小于120mm;桩身制作预应力值必须符合设计要求;沉桩桩身自由段长细比不宜超过40;桩在堆放、吊装和搬运过程中避免碰撞产生裂缝或断裂,沉桩前要认真检查,已严重裂缝或断裂的桩避免使用。(6)沉桩达不到设计的控制要求(未达到设计标高或最后贯人度及锤击数控制要求)的控制要点:详细核对地质勘探资料,必要时应作补充勘探;合理选择持力层或标高,使符合地质实际情况;探明地下障碍物和硬夹层,并清除或钻透或爆碎;选用桩锤不能太小,旧桩锤性能不稳定,应检修合格方可使用;桩头被打碎,桩身被打断应停止施打,处理后再打;打桩应注意顺序,减少向一侧挤密;打桩应连续进行,必须间歇时,间歇时间不宜超过24h.(7)施工过程中,应检查桩的贯人度情况、桩顶完整状况、电焊接桩质量、桩体垂直度、电焊后的停歇时间。重要工程应对电焊接头做10%的焊缝探伤检查。(8)施工结束后,应做承载力检验及桩体质量检验。5.3.5成品保护措施同本标准第5.2.1.5条。5.3.6安全、环保措施1打桩前,应对邻近施工范围内的原有建筑物、地下管线等进行检查,对有影响的工程,应采取有效地加固防护措施或隔振措施,施工时加强观测,以确保施工安全。2打桩机行走道路必须平整、坚实,必要时宜铺设道渣,经压路机碾压密实。场地四周应挖排水沟以利排水,保证移动桩机时的安全。3打桩前应全面检查机械各个部件及润滑情况,钢丝绳是否完好,发现问题应及时解决;检查后,要进行试运转,严禁带病作业。打桩机械设备应由专人操作,并经常检查机架部分有无脱焊和螺栓松动,注意机械的运转情况,加强机械的维护保养,以保证机械正常使用。4打桩机架安设应铺垫平稳、牢固。吊桩就位时,起吊要慢,并拉住溜绳,防止桩头冲击桩架,撞坏桩身。吊立后要加强检查,发现不安全情况,及时处理。1-1-293
5在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时,应随时对机架及路轨调平或垫平。6现场操作人员要戴安全帽,高空作业佩带安全带,高空检修桩机,不得向下乱丢物件。7机械司机在打桩操作时,要精力集中,服从指挥信号,并应经常注意机械运转情况,发现异常情况,立即检查处理,以防止机械倾斜、倾倒,或桩锤不工作,突然下落事故发生。8打桩时,桩头垫料严禁用手拨正,不得在桩锤未打到桩顶就起锤或过早刹车,以免损坏桩机设备。9夜间施工,必须有足够的照明设施;雷雨天、大风、大雾天,应停止打桩作业。10合理安排打桩作业时间,以免影响周围邻近居民的休息。5.3.7质量标准先张法预应力管桩的质量检验应符合表5.3.7的规定。表5.3.7先张法预应力管桩质f检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩体质量检验按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范2桩位偏差见本标准表5.1.3用钢尺t3承载力按基桩检测技术规范按基桩检侧技术规范一般项目1成品桩质量外观无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无空隙直观桩径管壁厚度桩尖中心线顶面平整度桩体弯曲mmmmmmmm±5±5<210<1/1000ι用钢尺量用钢尺量用钢尺量用水平尺量用钢尺量,l为桩长2接桩:焊缝质量电焊结束后停歇时间上下节平面偏差节点弯曲矢高见本标准表5.5.7见本标准表5.5.7minmm>1.0<10<1/1000ι秒表测定用钢尺量用钢尺量,l为两节桩长3停锤标准设计要求现场实测或查沉桩记录4桩顶标高mm±50水准仪5.3.8质量验收5.3.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。5.3.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。5.3.8.3质量验收记录:1成品管桩出厂合格证和进场检查记录;2电焊条等原材料合格证和试验报告;31-1-293
打桩施工记录(包括每下沉lm锤击数、接桩记录、最后三阵每阵10击的贯人度等);4检验批验收记录按表5.3.8.3“预应力管桩工程检验批质量验收记录表”填写。表5.3.8.3预应力管桩工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位-验收记录主控项目1桩体质量检验设计要求2桩位偏差本标准表5.1.33承载力设计要求般项目1成品桩质量外观无蜂窝、露筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无孔隙桩径(mm)管壁厚度(mm)桩尖中心线(mm)顶面平整度(mm)桩体弯曲±5±5<210<1/1000ι2接桩:焊缝质量电焊结束后停歇时间(min)上下节平面偏差(min)节点弯曲矢高本标准表5.5.7>1.0<10<1/1000ι3停锤标准设计要求4桩顶标高(mm)±50施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日1-1-293
监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:ι为桩长。5.4混凝土预制桩5.4.1特点和适用范围1本节主要指钢筋混凝土预制方桩采用打入法沉桩施工。2特点:钢筋混凝土预制方桩是预制桩中使用较为广泛的一种桩型,具有制作方便、质量可靠、材料强度高、耐腐蚀性能好、承载力高、价格较低等优点;但也有沉桩有明显的挤土影响,贯穿厚砂层或硬土层困难,桩载面和沉桩深度有限,采用打入法沉桩施工噪声较大等缺点。3适用范围:适用于一般黏性土、粉土、砂土、湿陷性黄土,淤泥、淤泥质土及填土,中间夹砂层或砾石层不厚或较软弱的土层;地下水位高的地区和对噪声、挤土影响无严格限制的地区,持力层变化不大且埋深不深的地区。5.4.2施工准备5.4.2.1技术准备1熟悉施工图纸和地质勘察报告,了解施工现场(包括超过入土深度一定范围内)土层情况的分布情况、成因年代以及各层土的物理力学指标(包括静力触探和标准贯入的击数值)。2查明施工现场的地形、地貌、气候及其他自然条件,了解地下水的水位、水质及其变化情况等。3了解施工现场区域内人为或自然地质现象,如地震、岩溶、矿穴、古塘、暗浜以及地下构筑物、障碍物等。4了解邻近建筑物、构筑物的位置、距离、结构和目前使用情况等;了解沉桩区域附近的地下管线(煤气管、上下水管、电缆线)等的距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等。5编制施工组织设计(或施工方案)。(1)钢筋混凝土预制桩制作的施工组织设计(或施工方案),一般应包括以下内容:1)工程概况:a工程名称、地点、设计要求制桩的数量、规格及混凝土强度等级;b绘制标有施工现场及附近道路、建筑物、水源、电源(包括供电容量)等尺寸、规格的总平面图。2)施工现场三通一平(道路、水、电和场地平整)的具体要求及实施办法。3)制桩场地表现整平加固及铺筑制桩地坪混凝土。1-1-293
4)制桩现场的施工总平面布置图:a制桩场地平面位置及尺寸;b钢筋笼制作场地平面位置及尺寸;c模板制作及堆放场地的平面位置及尺寸;d混凝土搅拌系统的平面位置及尺寸;e混凝土水平运输的工具及路线;f浇筑桩身混凝土作业流水施工方法;g现场道路及排水布置等。5)制桩模板的结构图(包括脱模剂或隔离剂的涂刷要求)。6)桩身钢筋笼的配料大样、数量及绑扎成型的结构尺寸。7)混凝土配合比、坍落度、浇筑方法和振捣要求。8)桩身混凝土的养护措施。9)材料、设备计划。10)劳动力计划。11)施工进度计划。12)保证质量与安全、文明施工的技术措施。(2)钢筋混凝土预制桩打桩施工组织设计(或施工方案),一般应包括以下内容:1)工程概况:a工程名称、地点、上部结构简介及设计单桩承载力要求;b标有施工现场附近道路、建筑物、地下管线等位置情况的总平面图。2)施工现场工程水文地质资料:a钻孔资料柱状图;b土的物理力学性能及其指标。3)桩基总平面布置图:a桩的间距与位置尺寸;b桩顶标高的设计要求;c沉桩控制标准。4)桩结构设计图(包括多节桩的连接方法与要求)。5)桩位的测量放线及定位控制方法。6)桩的吊运方法:a桩身吊点的位置;b运桩方法与设备。7)沉桩方法与沉桩机械设备的选定。8)沉桩施工顺序及流水施工组织。9)减小对周围邻近建(构)筑物或地下管线影响的防护技术措施。10)劳动力计划。11)设备与材料计划。12)总进度计划。13)保证质量与安全、文明施工的技术措施。1-1-293
5.4.2.2材料准备1现场制桩的主要材料有:水泥、石子、砂子、水、外加剂和钢筋、钢板、电焊条等。2打桩施工主要材料为:钢筋混凝土预制桩、角钢、电焊条等。5.4.2.3主要机具1现场制桩机具有:混凝土搅拌机、机动翻斗车、钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋调直机(或卷扬机)、钢筋对焊机、电焊机、泵称、汽车吊或履带吊、振动器、铁锹、抹子、手推车等。2打桩机械(1)桩锤1)桩锤的种类与适用条件:桩锤的种类很多,供建筑桩基础工用的桩锤有:落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤、液压打桩锤、振动沉桩锤等。不同类型的桩锤中还有其系列化各种规格。为了保证打入桩的沉桩质量,桩锤的合理选用是很重要的。不同类型的桩锤的工作原理、使用条件和适用范围见表5.4.2.3-1。表5.4.2.3-1桩桩的种类与适用范围桩锤种类工作原理适用条件及特点1落锤是以人力或机械方法将桩锤提升,然后令其自由下落,利用锤自重夯击桩顶,使桩沉人土中1.可根据预制桩的材质、规格及土质情况,选择重量相宜的落锤,打人各种品种的预制桩2.一般用电动或机动卷扬机将锤提升,设备简单3.提吊落锤的钢丝绳操作大4.桩顶易损坏5.沉桩效率相对较低(每分钟约6^-20次)6.节省能源7.落距可自由调节2单动汽锤利用蒸汽或压缩空气的压力将锤体上举,然后令其排汽,利用锤自重夯击桩顶,使桩沉人土中1.宜于打各种类型预制桩,最适于套管法打灌筑混凝土桩2.落距在其额定范围内可自由调节,桩头和设备不易损坏3.每次夯击需专人控制排气闸4.必须具备汽源,烧锅炉时,不仅煤耗大,还将污染空气5.可用于各种土壤条件3双动汽锤利用蒸汽或压缩空气的压力将锤体上举,自动使锤下冲,夯击桩顶。除自重外,增加一定的夯击能1.宜于打各种类型预制桩,可用于打斜桩、拔桩、吊锤打桩,使用压缩空气时,可用于水下打桩2.落距基本不变,不需人为控制3.每分钟锤击次数多,冲击力大,工作效率高,但设备笨重、移动困难4.必须具备汽源,烧锅炉时不仅煤耗大,还将污染空气5.可用于拔桩4柴油打桩锤利用柴油燃爆推起活塞柱,自动落下时实现夯击作用,使桩沉人土中1.能打各种类型预制桩,最适于打钢板桩2.通常配以专用机架,机架轻、移动便利3.沉桩效率高,燃料消耗少4.不宜在过硬或过软的土中打桩5.工作时落距能随桩人土快慢而自行调整,桩人土愈慢,锤的落距愈大6.工作时有油烟排放污染5振动沉桩锤1.最宜于打钢板桩、钢管桩及长度18m以内的沉管灌注桩1-1-293
电力驱动偏心、引起激振,通过刚性连接的夹钳或桩帽,传到桩顶,克服桩与周围土层间的摩擦力,并使底部土体松动,使桩沉入土中2.宜用于砂土、塑性勃土、松软砂猫土、黄土和软土,不宜用于砾石、卵石夹砂和紧密猫土中3.软土地基中沉桩效率高4.施工操作方便安全,起动与停机方便5.在卷扬机的配合下,能拔钢板桩和钢管桩6.起动时,瞬时电流大,须有足够的电源和电器设备6液压打桩锤液压推动被密闭在锤壳体内的锤芯活塞柱,令其往返工作,实现夯击作用中1.宜于各种类型的预制桩2.打桩噪声小(距打桩的30m处为75dB,比柴油锤小NO),无污染,最适于城市环保要求高的地区作业3.能源消耗最小2)桩锤的选择计算方法:a按桩锤冲击能选择:E≥25P(5.4.2.3-1)式中E——锤的一次冲击动能(kN·m)P——单桩的设计荷载(kN)。b按桩重量复核:K=(M+C)/E(5.4.2.3-2)式中K——适用系数;双动汽锤、柴油打桩锤K≤5.0单动汽锤≤3.5落锤≤2.0M——锤重(t)C——桩重(包括送桩、桩帽与桩垫)(t)E——锤的一次冲击动能(kN·m)3)按经验选择桩锤:a采用用锤击沉桩时,为防止桩受冲击时产生过大的应力,导致桩顶破碎,应本着重锤低击的原则选锤。通常可按表5.4.2.3-2选用锤重。但需要说明的是,柴油锤在工作时,很难控制做到重锤低击。b锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类别结构、抗压强度、密集程度以及施工条件进行,可参考表5.4.2.3-3选用。表5.4.2.3-2锤重与桩重比值表(锤重/桩重)桩类别锤类别钢筋混凝土桩钢板桩落锤0.35~1.501.0~2.0单动汽锤0.45~1.400.7~2.0双动汽锤0.60~1.801.5~2.5柴油锤1.0~1.52.0~2.5注:1锤重系指锤体总重;2桩重系指除桩自重外还应包括桩帽重量;1-1-293
3桩长度一般不超过20m;4土质较软时,建议采用下限值,土质较坚硬时,建议采用上限值。表5.4.2.3-3柴油锤锤型柴油锤(t)2.02.53.54.56.07.2锤的动力性能2.02.53.54.56.07.2冲击部分重(t)4.56.57.29.615.018.0冲击力(kN)20002000~25002500~40004000~50005000~70007000~10000常用冲程(m)1.8~2.3续表5.4.2.3-3锤型柴油锤(t)2.02.53.54.56.07.2适用桩规格预制方桩边长、预应力管桩直径(cm)25~3535~4040~4545~5050~5555~60钢管桩直径价φ(cm)404040609090~100持力层粘性土、粉土一般进人深度(m)1~21.5~2.52~32.5~3.53~43~5静力触探P,平均值(N/mmz)345>5>5>5砂土一般进人深度〔m)0.5~1.50.5~1.51~21.5~2.52~32.5~3.5标准贯人击数(N)(未修正)15~2520~3030~4040~4545~5050锤的常用控制贯人度(cm/10击)—2~3—3~54~8—设计单桩极限承载力(kN)400~1200800~16002500~40003000~50005000~70007000~1000C注:1本表仅供选锤用;2本表适用于20~40m长预制钢筋混凝土桩及40~60m长钢管桩,且桩尖进入硬土层有一定深度。c锤的选择还应与桩身材料的抗压强度有关,作用在桩顶上的最大锤击压应力应满足下述要求:a小于钢管桩材料抗压屈服强度的80%;b小于钢筋混凝土预制桩抗压强度的70%;c小于预应力钢筋混凝土抗压强度的75%。4)常用桩锤的技术性能:a柴油锤。柴油锤又分为导杆式和筒式两类,其中以筒式柴油锤使用较多,它是一种气缸活塞上下往复运动冲击的柴油锤,其特点是柴油在喷射时不雾化,只有被活塞冲击才雾化,其结构合理,有较大的锤击力,工作效率高,还能打斜桩。国产常用导杆式和筒式柴油锤的技术性能见表5.4.2.3-4和表5.4.2.3-5。此外,我国还从国外引进一批筒式柴油锤,以日本和德国生产的为主,如表5.4.2.3-6。表5.4.2.3-4国产导杆式柴油锤技术性能项目桩锤型号D1-600D1-1200D1-1800锤击部分重量(kg)60012001800锤击部分最大行程(mm)187018002100锤击次数(次/min)50~7055~6045~50最大锤击能量(kN·m)11.221.637.8气缸直径(mm)2002502901-1-293
耗油量(L/h)3.15.56.9燃油箱容量(L)1111.522桩的最大长度(m)8912桩的最大直径(mm)300350400卷扬机起重量(t)1.51.53.0电机型号JZ21-6JZ21-6JZ22-6电机功率(kW)557.5电机转速(r/min)915915920外形尺寸(长×宽×高)(m)4.34×3.90×11.45.4×4.2×12.457.5×5.6×17.5全机总重(t)6.77.513.9表5.4.2.3-5国产筒式柴油锤技术性能性能指标单位D2-18D18D2-32D32D2-40D40D2-50D50D2-72D72DN-25BDH-15BDH-20BDH-25BDH-35ABDH-45BDH-60/72冲击能量kN/m468010012518062.537.550.562.587.5112.5180/216冲击次数次/min40~6038~53冲击体重力kN183240507225152026354560/72冲程m2.52.52.52.52.52.5——————燃油耗量L/h132124284318.56.8~7.99.0~10.89~1412~1619.4~22.725~37锤总重量t4.27.29.310.518.05.65——————锤总高度m3.9474.874.875.285.905———————极限贯人度mm/次0.50.50.50.50.5———————表5.4.2.3-6国外筒式柴油锤技术性能生产厂型号冷却方式外形尺寸(mm)总质量(kg)冲击部分重量(kg)容许斜打角(°)打击频率次(min)冲击能量(kN·m)燃油耗量(L/h)润滑油耗量(L/h)最大爆发力(kN)长宽深德国德尔马克公司D8-22D16-32D25-32/33D30-32/33D36-32/33D46-32/33D66-22D80-23D100-13风冷470047305260526052855285591062006358410485640640785785800890890590665715715848848970111011102050335055106010820092001227017105205708016002500300036004600620080001000026.626.618.418.418.418.426.626.611.338~5236~5237~5237~5237~5337~5335~5036~4536~4523.9~12.853.5~25.679.0~40.09408~48.0113.7~55.5145.3~70.9219.0^-107.1266.8^-171.1333.5~213.945.581011.5162025301111223.22.92.95056861304130416951695180026002600日本神户制钢所K13K25K35K45KB45KB60KB80K13AK25AK35AK45A水冷414546504650492554605770610041454650465049256167688819969961135138461676888199672085095010901090134014807208509501090290052007500105001100015000205002900520075001050013002500350045004500600080001300250035004500202020204545302020202040~6039~6039~6039~6035~6035~6035~6040~6039~6039~6039~60377510513513518024037751051353~89~1212~1617~2117~2124~3032~403~89~1212~1617~211.01.52.02.53.54.o6-o0.2~0.70.2~0.70.3~1.00.4~1.0680108015001910191024602500680108015001910日IDH-12A风4180470730273012502040^-6031.280.811001-1-293
本石川岛建机IDH-J24IDH-J34IDH-J43IDH-25IDH-C25IDH-35IDH-C35IDH-45IDH-C45冷42514412451246605300471054004830540067079084078078088088010001000914104211568308409809701120111051007700100005800610080008600108001140023003400430025002500350035004500450020202020202020202040~6040~6040~6039~6037~6039~6037~6039~6037~606087.5110757510510513513514182610~1410~1414~2014~2018~2518~251.52.03.01.51.51.81.82.02.011001500150019001900水冷注:1表中,日本神户制钢所型号系列中带A者,石川岛建机型号系列中带C者均为减烟遍柴油锤。2神户制钢所型号系列中KB型表示斜打型桩锤。3德国马克公司生产的D30-32/33型,在打45°斜桩时,桩锤长度要加长lm,总重量亦应相应增加。b汽锤。汽锤是以饱和蒸汽为动力,使锤体上下运动冲击桩头进行沉桩。具有结构简单,动力大,工作可靠,能打各种桩等特点,但需配备锅炉,移动较麻烦,目前已很少使用。汽锤有单作用、双作用两类,双作用汽锤的技术性能见表5.4.2.3-7。表5.4.2.3-7双作用汽锤的技术性能性能指标型号CCCM-703C-35C-32CCCM-742ABP-28C-231总锤重(kg)冲击部分重量(kg)冲程(mm)冲击能(N·m)冲击次数(次/min)需要压缩空气(m3/min)2968680406906012312.7437676144501083013512.7540956555251588012517445011305081817010517655014505002500012030445011305081800010517锤的外形尺寸(高)(mm)(长)(宽)2491560710237565071023906328002689660810319065010032765660810c振动锤振动锤有刚性振动锤、柔性振动锤和振动冲击锤三种,其中以刚性振动锤应用最多,效果最好。其常用技术性能见表5.4.2.3-8。振动锤具有沉桩、拔桩两种作用,在桩基施工中应用较多,多与桩架配套作用,亦可不用桩架,起重机吊起即可工作,沉桩不伤桩头,无有害气体等优点。表5.4.2.3-8电动振动锤的技术性能型号电机功率(kW)偏心力矩(N·m)偏心轴转速(r/min)激振力(kN)空载振幅>(mm)容许拔桩力<(kN)桩锤全高≤(mm)桩锤振动重力≤(kN)导向中心距(mm)DZ15DZ30DZ40DZ60DZ90DZ120DZ150DZF40Y15304060901201504050~166100~375133~500200~750500~2400400~28001000~36000~3180600~1500500~1500500^-1500500~1500400~1100400~1100400~1100—67~125104~251139~335209~503429~6975501~828644~94714.5~25.6334458813.50.600.801.001.602.403.003.001.001600200023002700340038004200310022.0030.0036.0050.0070.0090.00110.0034.00330330330330330600600—注:桩锤重不包括夹桩器和钢丝绳悬挂式隔振装置;桩锤重量不包括夹桩器和配重。d液压打桩锤。1-1-293
液压打桩锤是在城市环境保护要求日益提高的情况下研制出的最新型的低噪声、无油烟、能耗省的打桩锤。液压打桩锤技术性能见表5.4.2.3-9。表5.4.2.3-9液压打桩锤技术性能性能指标单位型号NH-20NH-40NH-70NH-100HNC-100HH30芯锤重量t2.04.07.010.010.030.0锤总重t5.49.814.322.518.256.0续表5.4.2.3-9性能指标单位型号NH-20NH-40NH-70NH-100HNC-100HH30芯锤最大冲程(相当于自由落距)m1.601.521.281.441.201.2锤击能kN·m32.060.889.6144120342锤击次数次/min282825201827锤高m4.285.505.615.957.486.02适用桩径(mm)钢筋混凝土预制桩250~350300~450300~600400~800300~600—钢管桩—φ300~600φ300一800φ400一1500φ400~1200—(2)桩架桩架为打桩的专用起重和导向设备,其作用主要是起吊桩锤和桩或料斗、插桩、给桩导向,控制和调整沉桩位置及倾斜度,以行走和回转方式移动桩位。按行走方式的不同,桩架可分为滚动式、轨道式、履带式、步履式、悬挂式等。桩架的选用主要根据所选定的桩锤形式、质量和尺寸,桩的材料、材质、截面形式与尺寸、桩长和桩的连接方式、桩的种类、桩数、桩的布置方式,作业空间、打入位置,以及打桩的连续程度与工期要求等而定。桩架主要由底盘、导杆、斜杆、滑轮组和动力设备等组成。桩架的高度可按桩长需要分节组装,每节长3~4m。桩架的高度一般等于桩长+滑轮组高+桩锤长度+桩帽高度+起锤移位高度(取1~2m)。桩架的设施种类很多,应用较多的为万能桩架、履带式桩架和步履式桩架,其常用型号及技术性能见表5.4.2.3-10~表5.4.2.3-13。表5.4.2.3-10国产万能桩架轨道式打桩架型号项目J-40ZJAZDJG40/4D-12DJG25JZ-40适应最大柴油锤型号D25、K25、K35、K45D25/32、D1-1800D2-40D2-35D2-25/32D2-25D25D40适应最大振动沉拔桩锤型号DZ1-8000VM4-10000DZ-40ADZ-40ADZ60DZ90沉桩最大长度(m)15121420181820沉桩最大直径(mm)预制桩400×400250×250500×500400×400沉管灌注桩0273~325φ325(桩管长21.7m)φ400沉管时回转半径(m)沉桩时最大加压力(kN)最大拔桩力(kN)起重能力(kN)4.1250300302.83303.0802509280250电动机功率(kW)287.5301-1-293
导杆允许前倾最大角度(°)导杆允许后倾最大角度(°)上平台回转角度(°)上平台回转速度(r/min)桩架行走速度(m/min)轮距(mm)553600.43.540003600.387.83200553600.343.54000518.50.34.84400518.50.34.84400553600.3434000打桩架总重量(kg)320004700044500330003300033800外形尺寸(长×宽×高)(m)9.5X4.5X23.26.8X4.4X17.314×7.3×38.6注:J-40、ZJA型由北京桩工机械厂生产;ZDJG40/4由连云港机械厂生产D12由天津搅拌机厂生产,DJG25,JZ40型由建筑机械综合所生产。表5.4.2.3-11悬挂式履带式桩架的技术性能型号项目DJU18DJU25DJU40DJU60DJUIO0适应最大柴油锤型号导杆长度(mm)锤轨中心距(mm)D1821330D2524330D4027330D6033600330/600D10033600330/600导杆倾斜范围前倾(°)55555后倾(°)18.518.518.5——导杆水平调整范围(mm)桩架负荷能力(kN)桩架行走速度(km/h)上平台回转速度(r/min)履带运翰时全宽(mm)履带工作时外扩后宽(mm)接地比压(MPa)发动机功率(kW)200≥100≤0.5<1≤3300—≤0.09860~75200≥160≤0.5<1≤3300<0.09897~120200≥240≤0.5<1≤33003960<0.120134~179200≥300≤0.5<1≤33003960<0.120134~179200≥500≤0.5<1≤33003960<0.120134~179桩架作业时总重(kg)40000500006000080000100000表5.4.2.3-12步履式桩架主要技术性能型号项目DJB12DJB18DJB25DJB40DJB60,DJB100适用最大柴油锤型号导杆长度(m)锤导轨中心距(mm)12183301821330252433040273306033600330/60010040600330/600导杆倾斜范围前倾(°)555555后倾(°)18.518.518.518.5——上平台回转角度(°)桩架负荷能力(kN)桩架行走速度(km/h)上平台回转速度(r/min)履板轨距(mm)履板长度(mm)接地比压(MPa)≥120≥60≥0.5<130006000<0.098≥120≥100≥0.5<138006000<0.098≥120≥160≥0.5<144008000<0.120≥360≥240≥0.5<144008000<0.120≥360≥300≥0.5<1600010000<0.120≥360≥500≥0.5<1600010000<0.120桩架作业时总重(kg)≤14000≤24000≤36000≤48000≤70000≤120000注:带*为建议值。表5.4.2.3-13振动锤用DJ型打桩架技术性能1-1-293
项目DJ20J型DJ25J型DJB25型DJB60型沉桩最大深度(m)沉桩最大直径(mm)最大加压力(kN)最大拔桩力(kN)配用振动锤最大功率(kW)立柱允许前倾最大角度(°)20400100200401025500160300601020500—250—526600—350—9续表5.4.2.3-13项目DJ20J型DJ25J型DJB25型DJB60型立柱允许后倾最大角度(°)主卷扬机最大牵引力(kN)主卷扬机功率(kW)53011550175——3——外形尺寸(长×宽×高)(m)9.6×10×251O×10×309.8×7.0×24.513.5×6.1×35重量(不包括锤)(t)17.5203060注:DJ20J、DJ25J型由浙江振中机械厂生产,DJB25、DJB60型由甘肃兰州建筑通用机械总厂生产。3打桩时配套起重机械有履带式起重机或汽车式起重机,可根据场地条件及桩的重量、长度选用。5.4.2.4作业条件1现场制桩的作业条件:(1)施工现场三通一平(道路、水、电和场地平整)已按要求完成。(2)制桩场地表面已整平加固及铺筑制桩地坪混凝土,经养护达到强度要求并经验收合格。(3)钢筋笼制作场地、模板制作及堆放场地已平整夯实,并硬化。(4)混凝土搅拌设备已安装完毕,并经试运转能够满足要求。(5)混凝土水平运输道路、运桩道路已修筑,满足运输机械行走的要求。(6)场地周围的排水沟已按要求布设。(7)制桩模板已加工完成,运到制作场地。(8)各种材料已按要求进场,并经验收合格。2打预制桩作业条件同本标准第5.3.2.4条。5.4.3材料质量控制要点1钢筋、水泥、砂、石、外加剂等材料的一般质量控制要点见《混凝土结构工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB204—2005有关内容。2制桩材料有关特殊要求如下:(1)用作吊环的钢筋必须使用HPB235,严禁使用冷加工的钢筋。(2)当地基土中地下水对混凝土有侵蚀性时,应按设计要求或有关规范规定,采用抗腐蚀的水泥和骨料,或掺加抗腐蚀外加剂。5.4.4施工工艺5.4.4.1现场制桩1现场制桩工艺流程2支设模板→绑扎钢筋骨架、安设吊环→浇筑混凝土→养护至设计强度的30%拆模→1-1-293
支设间隔桩端头模板、涂刷隔离剂、绑扎钢筋骨架、安设吊环→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→养护至70%强度起吊→达到100%强度后运输、堆放(1)混凝土预制桩在现场制作应采用工具式木模板或钢模板,支在坚实平整的地坪上,模板应平整牢固,尺寸准确。用间隔法重叠生产,桩头部分使用钢模堵头板,桩尖使用特制的专用模板。桩头模板应与两侧模板垂直,桩头模板应保证桩尖尺寸正确。桩与桩之间涂刷掺滑石粉的废机油或其他隔离效果好的隔离剂,邻桩与上层桩的混凝土应在邻桩与下层混凝土达到设计强度的30%才能浇筑。重叠生产一般不宜超过四层。(2)长桩应分节制作,单节长度应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力等方面的要求,并应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。(3)桩中的钢筋应严格保证位置的正确,桩尖应对准纵轴线,钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电弧焊,主筋接头配置在同一截面内的数量不得超过50%;相邻两根主筋接头截面的距离应大于主筋直径的35倍,且不小于500mm。桩顶lm范围内不应有接头。桩顶钢筋网的位置要准确,纵向钢筋顶部保护层不应过厚,钢筋网格的距离应正确,以防锤击时打碎桩头,同时桩顶面和接头端面应平整,桩顶平面与纵轴线倾斜不应大于2mm。(4)混凝土强度等级应不低于C30,粗骨料用5~40mm碎石或卵石,用机械拌制混凝土,坍落度不大于60mm,混凝土浇筑应由桩顶向桩尖方向连续进行,不得中断,并应防止另一端的砂浆积聚过多,并用振捣器仔细捣实。接桩的接头处要平整,使上下桩能互相贴合对准。浇筑完毕应用塑料薄膜封闭或覆盖浇水养护不少于7d,用矿渣水泥不少于14da如采用蒸汽养护,在蒸养后,尚应适当自然养护,30d后方可使用。(5)当桩的混凝土达到设计强度的70%后即可起吊,吊点应系于吊环上。间隔重叠法生产的桩应从最上排桩的一侧开始起吊,起吊前应在桩与桩的接缝处,沿桩的长度方向用4~5根钢契子(均匀分布)同时将相邻的桩妻松动后再起吊,严禁用吊车生拉硬拽。(6)桩的场内运输:长桩可采用平板拖车、平台挂车、汽车后挂小炮车运输;短桩亦可采用载重汽车,或轻轨平板车运输。装卸时桩支承应紧靠设计吊环位置,叠放平稳并垫实,上下层桩的支承位置应对齐。运输时行车应平稳,并掌握好行驶速度,防止任何碰撞和冲击。严禁以直接拖拉桩体方式代替装车运输。(7)桩的堆放场地应平整坚实,排水良好。桩应按规格、桩号分层叠放,支承点设在靠近吊点处;各层垫木应上下对齐,并支垫平稳,堆放层数不宜超过4层。运到打桩位置堆放,应布置在打桩架附设的起重钩工作半径范围内,并考虑起吊方向,避免转向。5.4.4.2打入式预制桩施工1工艺流程场地平整→测量放线定桩位→桩机就位→第一节桩起吊就位→打第一节桩→第二节桩起吊就位→接桩→打桩手持力层或设计标高→停锤→转到下一桩位2施工要点:1-1-293
(1)根据地基土质情况,桩基平面布置,桩的尺寸、密集程度、深度,桩机移动方便和施工场地的实际情况确定打桩顺序。当基坑不大时,打桩应逐排打设或从中间开始分头向周边或两边进行;对于密集的群桩,应自中间向两个方向或向四周对称施打;当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打;当基坑较大时,应将基坑分段,而后在各段范围内分别进行。但打桩应避免自外向内,或从周边向中间进行,以避免中间土体被挤密,桩难以打人,或虽勉强打人,但使邻桩侧移或上冒。对基础标高不一的桩,宜先深后浅,对不同规格的桩,宜先大后小,先长后短,可使土层挤密均匀,以防止位移或偏斜;在粉质黏土地区,应避免按一个方向进行,使土体向一边挤压,造成人土深度不一,土体挤密程度不均,导致不均匀沉降。若桩距大于或等于4倍的桩直径,打桩顺序可不考虑桩互相挤密的影响。(2)打桩前,按设计要求进行桩定位放线,确定桩位,每根桩中心处钉一小木桩,并设置油漆标志;(3)打桩机就位时,应垂直平稳地架设在打桩部位,桩锤应对准桩位,确保施打时不发生歪斜或移动。(4)起吊预制桩一般利用桩架上吊索与卷扬机进行。起吊时,吊点必须正确,起吊速度应缓慢均匀。如桩架无起吊装置,则另配起重机送桩就位。桩插人土中位置应准确,垂直度偏差不得超过0.5%。(5)打桩时,应用导板夹具或桩箍将桩嵌固在桩架两导柱中,桩位置及垂直度校正后,始可将锤连同桩帽压在桩顶,桩帽与桩周边应有5~l0mm间隙。桩锤与桩帽,桩帽与桩之间应加弹性衬垫,桩锤与桩帽接触表面须平整,桩锤、桩帽与桩身中心线要一致,以免沉桩产生偏移。(6)开始打桩应起锤轻压并轻击数下,观测桩身、桩架、桩锤等垂直一致后,方可转人正常施打。开始落距应小,待入土达一定深度且桩身稳定后,方可将落距提高到规定的高度施打。(7)接桩:混凝土预制长桩,由于受运输条件和桩架高度的限制,一般分成数节制作,分节打人,在打桩过程中进行接桩。常用的接桩方式有焊接、法兰连接及硫磺胶泥锚接几种。焊接和法兰连接接桩可用于各类土层;硫磺胶泥锚接适用于软土层。焊接接桩,钢板宜用低碳钢,焊条宜用E43,焊接时应先将四角点焊固定,然后对称焊接,并确保焊缝质量和设计尺寸。法兰接桩,钢板和螺栓宜用低碳钢并坚固牢靠;硫磺胶泥锚接接桩,使用的硫磺胶泥配合比应通过试验确定,其物理力学性能应符合本标准第5.2.1条中表5.2.1.3-2的要求,其施工参考配合比见本标准5.2.1条中表5.2.1.3-3。硫磺胶泥锚接方法是将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔内并溢出桩面,然后迅速将上段桩对准落下,胶泥冷硬后,即可继续施打,比前几种接头形式接桩简便快速。锚接时应注意以下几点:1)锚筋应刷干净并调直;2)锚筋孔内应有完好螺纹,无积水、杂物和油污;3)接桩时,接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥,灌注时间不得超过2min,灌注后的停歇时间应大于7min;4)胶泥试块每班不得少于1组。(8)当桩顶标高较低,须送桩人土时,应用钢制送桩器放于桩头上,锤击送桩器将桩送人土中。(9)当打桩的贯人度已达到要求,而桩的人土深度接近设计要求时,即可进行控制。一般要求最后二次10锤的平均贯人度不大于设计要求的数值,或以桩尖人土深度控制符合设计要求,最后填好打桩记录,即可移机到下一桩位。(10)质量控制要点:1-1-293
1)桩在现场预制时,应对原材料、钢筋骨架(检验标准见表5.4.4.2)、混凝土强度进行检查;采用工厂生产的成品桩,桩进场后应进行外观尺寸检查。2)施工中应对桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、接桩质量进行检查。对电焊接桩,必须满焊,有空隙用小块钢板嵌填,保证焊缝长度和厚度,焊后检查焊缝外观有无气孔、夹渣、凹痕、裂痕等缺陷,重要工程应做10%的焊缝探伤检查。3)施工结束后,应对承载力及桩体质量做检验。4)对总锤击数超过500击的锤击桩,应符合桩体强度及28d龄期的两项条件才能锤击。5)在饱和黏土中打桩,应控制沉桩速率,监测土体变形,防止因沉桩过快,土体应力来不及释放,造成桩基整体移位或将桩挤断。表5.4.4.2预制桩钢筋骨架质量检验标准(mm)项序检查项目允许偏差检查方法主控项目1主筋距桩顶距离±5用俐尺量2多节桩锚固钢筋位置5用钢尺量3多节桩预埋铁件±3用钢尺量4主筋保护层厚度±5用钢尺量一般项目1主筋间距±5用钢尺量2桩尖中心线10用钢尺量3箍筋间距±20用钢尺量4桩顶钢筋网片±10用钢尺量5多节桩锚固钢筋长度±10用钢尺量5.4.5成品保护措施见本标准第5.2.1.5条。5.4.6安全、环保措施见本标准第5.3.6条。5.4.7质量标准钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表5.4.7的规定。表5.4.7钢筋混凝土预制桩的质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩体质量检验按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范2桩位偏差见本标准表5.1.3用钢尺量3承载力按基桩检测技术规范按基桩栓测技术规范一般项目1砂、石、水泥、钢材等原材料(现场预制时)符合设计要求查出厂质保文件或抽样送检2混凝土配合比及强度(现场预制时)符合设计要求检查称量及查试块记录3成品桩外形表面平整,颜色均匀,掉角深度<10mm,蜂窝面积小于总面积的0.5%直观4成品桩裂缝(收缩裂缝或起吊、装运、堆放引起的裂缝)深度<20mm,宽度<0.25mm,横向裂缝不超过连长的一半裂缝测定仪,该项在地下水有侵蚀地区及锤击数超过500击的长桩不适用5成品桩尺寸:横截面连长桩顶对角线差桩尖中心线桩身弯曲矢高mmmmmmmm±5<10<10<1/1000ι用钢尺量用钢尺量用钢尺量用钢尺,ι为桩长1-1-293
桩顶平整度<2用水平尺量6电焊接桩:焊缝质量电焊结束后停歇时间上下节平面偏差节点弯曲矢高见本标准表5.5.7见本标准表5.5.7秒表测定用钢尺量用钢尺量,ι为两节桩长minmm>1.0<10<1/1000ι7硫磺胶泥接桩:胶泥浇注时间浇注后停歇时间minmin<2>7秒表侧定8桩顶标高mm±50水准仪9停锤标准设计要求现场实测或查沉桩记录5.4.8质量验收5.4.8.1检验批的划分应符合本标准3.0.9、3.0.10条的规定。5.4.8.2检验批的验收组织应符合本标准3.0.15条的规定。5.4.8.3质量验收记录:1预制桩出厂合格证和进场检查记录;2电焊条等原材料合格证和试验报告;3打桩施工记录(包括每下沉lm锤击数、接桩记录、最后兰阵每阵10击的贯人度等);4检验批验收记录按表5.4.8.3-1“混凝土预制桩(钢筋骨架)工程检验批质量验收记录表(Ⅰ)”、表5.4.8.3-2“混凝土预制桩工程检验批质量验收记录表(Ⅱ)”填写。表5.4.8.3-1混凝土预制桩(钢筋骨架)工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1主筋距桩顶距离(mm)±52多节桩锚固钢筋位置(mm)53多节桩预埋铁件(mm)±34主筋保护层厚度(mm)±5一般项目1主筋间距(mm)±52桩尖中心线(mm)103箍筋间距(mm)±204桩顶钢筋网片(mm)±105多节桩锚固钢筋长度(mm)±10施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日1-1-293
监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日表5.4.8.3-2混凝土预制桩工程检验批质量验收记录表GB50202-2002(Ⅱ)单位(子单位)工程名称.分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位、分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩体质量检验设计要求2桩位偏差本标准表5.1.33承载力设计要求一般项目1砂、石、水泥、钢材等材料(现场预制时)设计要求2混凝土配合比及强度(现场预制时)设计要求3成品桩外形表面平整,颜色均匀,掉角深度<10mm,蜂窝面积不小于总面积0.5%4成品桩裂缝(收缩裂缝或起吊、装运、堆放引起的裂缝)深度<20mm,宽度<0.25mm,横向裂缝不超过边长的一半5成品桩尺寸:横截面边长(mm)桩顶对角线差(mm)桩尖中心线(mm)桩身弯曲矢高桩顶平整度(mm)±5<10<10<1/1000L<26电焊接桩:焊缝质量电焊结束后停歇时间(min)上下节平面偏差节点弯曲矢高本标准表5.5.7>1.0<10<1/1000L7硫磺胶泥接桩:胶泥浇注时间(min)浇注停歇时间(min)<2>78桩顶标高(mm)±509停锤标准设计要求施工单位检专业工长(施工员)施工班组长1-1-293
查评定结果项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日5.5钢桩5.5.1特点和适用范围钢桩由钢板和型钢制成,常见的有各种规格的钢管桩、工字型桩及H型桩等。钢桩桩身材料强度高,搬运和堆放方便且不易损坏,截桩和接桩容易,桩身表面积大而截面面积小,沉桩时穿透能力强而挤土影响小;但其造价昂贵、耐腐蚀性能较差。适用于港口码头、水中高桩平台、桥梁、超高层建筑和特重型工业厂房等,特别适用于持力层起伏较大的地区和周围有建筑物及地下管线,且严格限制沉桩挤土影响的地区的建筑物。但不适于地下有腐蚀性液体或气体的地区。5.5.2施工准备5.5.2.1技术准备1组织有关单位进行桩基施工图会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据。2编制施工组织设计或施工方案,并报有关部门和人员审查批准。3钢桩基础工程施工前,应具备下列文件和资料:(1)建筑场地的工程地质和水文地质资料;(2)钢桩基础工程的施工图和图纸会审纪要;(3)钢桩基础施工组织设计或施工方案;(4)建筑场地地下管线图和毗邻区域内的市政管线及建筑物的调查资料;(5)打桩设备(桩架和桩锤)的技术性能资料;(6)钢桩的出厂合格证及产品施工说明资料;(7)钢桩施工工艺的试验参考资料。5.5.2.2材料准备1钢桩的端部形式应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。(1)钢管桩可采用下列桩端形式。1)敞口:带加强箍(带内隔板、不带内隔板),不带加强箍(带内隔板、不带内隔板)。2)闭口:平底、锥底两种形式。桩端加强箍见图5.5.2.2-1;桩盖做法见图5.5.2.2-2。1-1-293
(2)H型钢桩可采用下列桩端形式。1)带端板;2)不带端板:锥底;平底(带扩大翼、不带扩大翼);3)H型钢桩的桩盖有角钢桩帽和钢板桩帽两种,角钢桩帽适用于承受较大弯矩的桩;钢板桩帽适用于图5.5.2.2-1桩顶端、下端的加强箍(a)桩顶端加强箍;(b)桩下端加强箍承受垂直荷载的桩。桩帽做法见图5.5.2.2-3。2钢桩所用的防腐材料和防腐方法应根据钢桩所处环境按设计要求进行处理。图5.5.2.2-2钢管桩桩盖示意图(a)锅式桩盖;(b)铁板式桩盖图5.5.2.2-3H型钢桩盖帽(a)角钢钢帽适用于承受较大弯矩的桩;(b)钢板钢帽适用于承受垂直荷载的桩3钢桩防腐处理可采用外表面涂防护层、增加腐蚀余量及阴极保护,当钢管桩内壁同外界隔绝时,可不考虑内壁防腐。4当钢桩焊接接头因焊接将防腐层破坏时,焊接后应重新做防腐处理。5对于抗拔桩及高承台桩,其接头焊缝外露部分应作防腐处理。5.5.2.3主要机具1-1-293
1沉桩机械应根据地质条件、设计条件和周边环境条件等因素综合考虑后确定,打桩机宜选用三点支撑履带自行式柴油打桩机,打桩机的桩架必须具有足够的强度、刚度和稳定性,并应与打桩锤相匹配。2柴油锤宜选用筒式柴油锤,柴油锤的型号可按下列方法之一确定。(1)根据工程地质条件、桩的规格、人土深度、竖向承载力,并遵循重锤低击的原则综合考虑后确定。(2)根据高应变测试法配合测试的试打桩结果进行确定。3桩帽及垫层的设置,应符合下列规定:(1)桩帽应有足够的强度、刚度和耐打性。(2)钢管桩桩帽宜做成筒型,套入桩头用的筒体深度宜取200~300mm,外径应比钢管桩内径小20~30mm。(3)打桩时桩帽与桩头之间应设置弹性衬垫。衬垫可采用麻袋、硬纸板、胶合板等材料制作,衬垫厚度应均匀且经锤击压实后的厚度不宜小于l00mm,在打桩期间应经常检查,及时更换或补充。(4)桩帽与桩锤之间应用竖纹硬木或盘圆层叠的钢丝绳做锤垫,其厚度宜取150~200mm。4送桩器及衬垫的设置应符合下列规定:(1)送桩器宜做成圆筒形,并应有足够的强度、刚度和耐打性。送桩器的长度应满足送桩深度的要求。(2)送桩器上下两端面应平整,且与送桩器中心线垂直。(3)送桩器与钢管桩应匹配,套筒式送桩器下端的套筒长度宜取250-300mm,外径应比钢管桩内径小20~30mmo。(4)送桩作业时,送桩器与桩头之间应设置1-2层麻袋或硬纸板做衬垫。5施工现场尚应配备电焊机、气割工具、索具、撬棍、钢丝刷、送桩器等工具。还应配备经纬仪、长条水准尺、钢卷尺等测量工具。5.5.2.4作业条件1调查场地及毗邻区域内的地下及地上管线、可能受打桩影响的建筑物和构筑物,并提出相应的安全防护措施和环境保护措施。2处理场地内影响打桩的高空和地下障碍物。3回填、碾压和平整场地,场地的承压能力应满足打桩机行走和稳定的要求。4在不受打桩施工影响的地方设置轴线定位点和高程控制点。5准备桩基施工用的临时设施,如施工用水、用电、排水、照明、道路、临时办公及生活用房屋等应满足施工需要。5.5.3材料质量控制要点1钢桩工程所用的材料品种、规格和质量应符合设计要求,并应有出厂材质证明书。2钢桩的制作应符合设计要求,成品桩的质量应符合表5.5.3的规定。表5.5.3成品钢桩质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控1外径或断面尺寸桩端部±0.5%D用钢尺量,D为外径或边长1-1-293
项目桩身±1D2矢高≤1/1000ι用钢尺量,ι为桩长一般项目1长度mm+10用钢尺量2端部平整度mm≤2用水平尺量3H型钢桩的方正度h>300h<300mmmmT+T",≤8T+T’≤6用钢尺量,h、T、T’见图示4端部平面与桩身中心线的倾斜值mm≤2用水平尺量3钢桩的焊接接头应采用等强度连结,钢管桩应采用上下节桩对焊连接,H型钢桩接头可采用对焊或采用连接板贴角焊。4焊接使用的焊条、焊丝和焊剂应符合设计和现行有关规范的规定。5.5.4施工工艺5.5.4.1工艺流程测量放线、定桩位→桩机就位→吊桩→插桩→沉第一节桩→吊第二节桩→电焊接桩→沉第二节桩→再吊桩、接桩→沉最后一节桩→送桩→停锤→转移桩机至下一桩位5.5.4.2施工要点1钢桩制作应符合下列规定:(1)钢桩制作应在工厂进行,所使用的材料应符合设计要求,并应有出厂合格证。(2)钢桩制作的场地应坚实平整,并应有挡风防雨措施。(3)钢桩的分段长度应符合下列规定:1)应满足桩架的有效高度和钢桩的运输吊装能力;2)应避免钢桩的桩端接近或处于持力层中接桩;3)桩的单节长度不宜大于15m。(4)成品钢桩的质量检验标准应符合表5.5.3的规定。2钢桩的吊运应符合下列规定:(1)钢桩出厂前应作出厂检查,其质量、规格应符合设计和订单的要求;(2)钢桩在吊运过程中应轻吊轻放,避免强烈碰撞;(3)钢桩运至施工现场时,应按本标准表5.5.3进行检查验收,严禁使用质量不合格及在吊运过程中损坏的钢桩。3钢桩的堆放应符合下列规定:(1)堆放场地应平整坚实。(2)钢桩应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放。(3)当场地条件许可时,宜单层堆放;叠层堆放时,对钢管桩,外径800~1000mm时不超过3层,外径500~800mm时不超过4层,外径300~500mm时不超过5层;对H型钢桩最多6层。支点设置应合理,钢管桩的两侧应用木楔塞紧,防止滚动。(4)垫木宜选用耐压的长方木或枕木,不得用带有棱角的金属构件代替。4钢桩的施打应符合下列规定:(1)打桩前应完成以下准备工作:1-1-293
1)认真检查打桩机各部件的工作性能,以保证打桩机的正常运行;2)核对桩的规格、长度及送桩深度,以保证所打桩的类别准确无误;3)根据施工图绘制整个工程的桩位编号图;4)由专职测量人员测定并复核桩位,其偏差不得大于20mm;5)在桩身和送桩器上划出以米为单位的长度标记,并按从下至上的顺序标明桩的长度,以便观察桩的人土深度和记录每米沉桩锤击数。(2)打桩顺序应综合考虑下列原则后确定:1)根据桩的密集程度及周围建(构)筑物的关系。a若桩较密集且距周围建(构)筑物较远,施工场地较开阔时,宜从中间向四周进行;b若桩较密集,场地狭长,两端距建(构)筑物较远时,宜从中间向两端进行;c若桩较密集且一侧靠近建(构)筑物时,宜从建(构)筑物一侧向另一侧进行。2)根据桩的人土深度,宜先长后短。3)根据桩的规格,宜先大后小。4)根据高层建筑塔楼与裙房的关系,宜先高后低。(3)打桩时应符合下列规定:1)第一节桩起吊就位插人地面时的垂直度偏差不得大于0.5%,用经纬仪或长条水平尺校正,必要时应拔出重新就位。2)钢桩施打过程中,桩锤、桩帽和桩身的中心线应重合。当桩身倾斜度超过0.8%时,应找出原因并采取措施纠正;当桩端进人硬土层后,严禁用移动桩架的方法纠偏。3)打桩时,应有专职记录员及时准确地填写钢桩施工记录表,并应交当班监理人员或建设单位代表签认。(4)打桩过程中遇下列情况之一时,应暂停打桩,并及时与设计、监理和建设单位现场代表等有关人员研究处理:1)贯人度突变。2)桩身突然倾斜、移位。3)地面明显隆起、邻桩上浮或位移过大。4)桩身不下沉。(5)钢管桩如锤击沉桩有困难,可在管内取土以助沉。(6)H型钢桩断面刚度较小,锤重不宜大于4.5t(柴油锤),且在锤击过程中桩架前应有约束装置,防止横向失稳,持力层较硬时,H型钢桩不宜送桩。(7)为避免或减小沉桩挤土效应和对临近建筑物、地下管线和已打桩的等的影响,施打大面积密集群桩时,可采取下列辅助措施。1)预钻孔沉桩,孔径约比桩径小50~100mm,深度视桩距和土的密实度、渗透性而定,深度宜为桩长的1/3~1/2,施工时应随钻随打。2)设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减小挤土现象。袋装砂井直径一般为70~80mm,间距1~1.5m,深度10~12m;塑料排水板的深度和间距与袋装砂井相同。3)设置隔离板桩或地下连续墙。4)开挖地面防震沟可消除部分地面震动,可与其他措施结合使用,沟宽0.5~0.8m,深度按土质情况以边坡能自立为准。1-1-293
5)限制打桩速度和日打桩量。6)合理确定打桩顺序。7)沉桩过程中加强邻近建筑物、地下管线等的观测和监护。8)对先打的桩按其可能出现的位移变形曲线提前预留位移变形量。9)对后打的桩施打前,重新复核桩轴线和桩位,以确保桩位准确。(8)当打桩的震动和噪声受到周边环境条件限制时,可采用静力压桩,静力压桩适用于软弱土层,当存在厚度大于3m的中密以上砂夹层时,不宜采用静力压桩。若实采用静力压桩时,可采取预钻孔、水冲或管内取土等辅助措施。5焊接接桩的构造做法见图5.5.4.2-1、图5.5.4.2-2。图5.5.4.2-1钢管桩接桩构造(a)接口详图;(b)接桩构造图5.5.4.2-2H型钢管桩接桩构造(a)钢板连接;(b)钢板连接;(c)螺栓连接6焊接接桩应符合现行国家和行业标准的有关规定外,尚应符合下列要求:(1)端部的浮锈、油污等脏物必须清除,保持干燥,下节桩顶经锤击后的变形部分应割除。(2)焊接采用的焊丝(自动焊)或焊条应符合设计要求,使用前应烘干。(3)气温低于。℃或雨雪天,无可靠措施确保焊接质量时,不得焊接。(4)当桩需要接长时,其人土桩段的桩头宜高出地面0.5~1m。(5)接桩时,上下节桩段应校正垂直度,使上下节保持顺直,错位偏差不宜大于2mm,对口的间隙为2~3mm。1-1-293
(6)焊接应由两个焊工对称进行,焊接层数不得少于两层,内层焊渣清理干净后方可施焊外层,钢管桩各层焊缝的接头应错开,焊渣应清除,焊缝应连续饱满。(7)焊好的桩接头应自然冷却后方可继续沉桩,自然冷却的时间不得小于lmin。(8)每个焊接接头除应按规定进行外观质量检查外,还应按设计要求进行探伤检查,当设计无要求时,探伤检查应按接头总数的5%做超声波或2%做X光拍片检查,在同一工程内,探伤检查不得少于3个接头。(9)接头焊好后应按本标准表5.5.7的有关规定进行检查验收。7送桩应符合下列规定:(1)当桩顶打至接近地面需要送桩时,应测出桩的垂直度并检查桩顶质量,合格后立即送桩。(2)送桩时,桩身与送桩器的中心线应重合。(3)应严格控制送桩深度,以标高控制为主的桩,桩顶标高允许偏差为士50mm。以贯人度控制为主的桩,按设计确定的停锤标准停锤。8停锤标准应按下列规定执行:(1)除设计明确规定以桩端标高控制的摩擦桩应保证设计桩长外,其他桩应按设计、监理、施工等单位共同确认的停锤标准收锤。(2)停锤标准应根据场地工程地质条件、单桩承载力设计值、桩的规格和长短、锤的大小和落距等应素综合考虑最后贯人度、桩端持力层的岩土类别以及桩端进人持力层的深度等指标由设计、监理、施工等单位共同研究确定。5.5.5成品保护措施1钢桩进人现场应单排平放,下面垫枕木,防止桩变形。2钢桩起吊时,应合理选择吊点,防止桩起吊过程中变形。3钢桩工程的基坑开挖,应符合下列规定:基坑开挖应制定合理的基坑开挖方案,宜在打桩全部完成并相隔15d后进行,宜分层均匀开挖,桩周土体高差不宜大于2m。基坑开挖时,挖土机械不得碰撞桩头;截桩头时应用截桩器,不得用倒链硬拉;基坑开挖过程中应加强围护结构、边坡的监测。5.5.6安全、环保措施见本标准第5.3.6条。5.5.7质量标准1施工前,应检查进人施工现场的成品钢桩,成品钢桩的质量标准应符合本标准表5.5.3的规定。2施工中,应检查钢桩的垂直度、沉人过程、电焊连接质量、电焊后的停歇时间、桩顶锤击后的完整状况。电焊质量除常规检查外,应做10%的焊缝探伤检查。3施工结束后,应做承载力检验。4钢桩施工质量检验标准应符合表5.5.7的规定。表5.5.7钢桩施工质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩位偏差见本标准表5.1.3用钢尺量2承载力按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范1-1-293
般项目1电焊接桩焊缝:(1)上下节端部错口钢管桩外径)700mm钢管桩外径<700mm(2)焊缝咬边深度(3)焊缝加强层高度(4)焊缝加强层宽度mmmmmmmmmm≤3≤2≤0.522用钢尺量用钢尺量焊缝检查仪焊缝检查仪焊缝检查仪(5)焊缝电焊质量外观无气孔、无焊瘤、无裂缝直观(6)焊缝探伤检验满足设计要求按设计要求2电焊结束后的停歇时间min>1秒表测定3节点弯曲矢高≤1/1000ι用钢尺量,用钢尺量ι为两节桩长4桩顶标高mm±50水准仪5停锤标准设计要求用钢尺量或沉桩记录5.5.8质量验收5.5.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。5.5.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。5.5.8.3质量验收记录:1钢桩出厂合格证。2电焊条的出厂合格证。3试打桩记录及标准。4钢桩的施工记录及汇总表。5钢桩接头焊缝试验记录和隐蔽验收记录。6桩位测量放线图,标高引测记录。7桩基设计图纸、图纸会审记录及设计变更通知书。8质量检验批验收记录按表5.5.8.3-1“钢桩(成品)工程检验批质量验收记录表(Ⅰ)”、表5.5.8.3-2“钢桩施工检验批质量验收记录表(Ⅱ)”填写。表5.5.8.3-1钢桩(成品)工程检验批质fFA收记录表GB50202-2002(Ⅰ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1钢桩外径或断面尺寸:桩端桩身±0.5%D±1D2矢高<1/1000ι般项目1长度(mm)+10气2端部平整度(mm)≤23H型钢桩的方正度h>300(mm)h<300(mm)T+T’≤8T+T’≤61-1-293
4端部平面与桩中心线的倾斜值(mm)≤2施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:D为桩径或边长,Z为桩长。表5.5.8.3-2钢桩施工检验批质量验收记录表GB50202-2002(Ⅱ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩位偏差本标准表5.1.32承载力设计要求一般项目1电焊接桩焊缝:(1)上下端部错口(外径)700mm)(mm)(外径<700mm)(mm)(2)焊缝咬边深度(mm)(3)焊缝加强层高度(mm)(4)焊缝加强层宽度(mm)(5)焊缝电焊质量外观(6)焊缝探伤检验<3<2<0.522无气孔,无焊献无裂缝满足设计要求2电焊结束后停歇时间(min)>1.03节点弯曲矢高<1/1000ι4桩顶标高(mm)±505停锤标准设计要求施工单位检专业工长(施工员)施工班组长1-1-293
查评定结果项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:ι为桩长。5.6混凝土灌注桩混凝土灌注桩系指在施工现场利用成孔机械(或人工)成孔后,下钢筋笼,然后灌注混凝土的基桩。按成孔工艺的不同可分为挤土灌注桩和非挤土(部分挤土)灌注桩两大类。5.6.1施工准备5.6.1.1技术准备1学习和熟悉拟建场地岩土工程勘察报告,桩基工程施工图及图纸会审纪要。2了解主要施工机械及配套设备的技术性能。3了解邻近建筑物、构筑物的位置、距离、结构和目前使用情况等;了解成桩区域附近的地下管线(煤气管、上下水管、电缆线)等的距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等。4编制施工组织设计(或施工方案)。施工组织设计(或施工方案)应结合工程特点、场地地质条件等因素,有针对性地制定相应的施工各工序、各环节的质量控制标准及检验措施手段,主要应包括以下内容:(1)工程概况:1)工程名称、地点、上部结构简介及设计单桩承载力要求;2)标有施工现场附近道路、建筑物、地下管线等位置情况的总平面图;3)施工现场工程水文地质概况:a钻孔资料柱状图;b土的物理力学性能及其指标。4)桩基总平面布置图:a桩的间距与位置尺寸;b桩顶标高的设计要求;c沉桩控制标准。5)桩结构设计图(包括多节桩的连接方法与要求)。(2)施工平面布置图,包括:1-1-293
1)标明桩位、编号、施工顺序;2)水电线路和临时设施位置;3)采用泥浆护壁成孔时,应标明泥浆制备设施及其循环系统,包括泥浆池的位置、尺寸和深度要求。(3)确定成孔机械、配套设备的选定。(4)施工顺序及流水施工组织。(5)施工方法和措施,包括:1)施工工艺和方法要点;2)施工各工序、各环节的质量控制标准及相应的实施措施与质量检验方法与手段;3)泥浆的处理与排放措施;4)减小对周围邻近建(构)筑物或地下管线影响的防护技术措施;5)安全、文明施工及季节性施工的实施措施与技术措施等。(6)劳动力组织计划及现场管理人员组成名单。(7)机械设备、备(配)件、工具与材料供应计划。(8)施工进度计划。5编制施工技术交底,并在施工前向参加施工人员进行技术、安全文明施工交底。5.6.1.2材料准备1钢筋、水泥、砂、石、水等原材料经质量检验合格;2混凝土拌合所需原材料全部进场,并至少具备1个工作班用量的储备;3钢筋骨架加工所需原材料已全部进场,并具备成批加工能力,开钻前宜加工成型1个工作班用量的套数;4配置泥浆用的私土或膨润土已进场,泥浆池和排浆槽已挖好。5.6.1.3作业条件1施工平台应坚实稳固,并具备机械、人员操作空间。2施工用水、用电接至施工场区,并满足机械及成孔要求。3混凝土搅拌站、混凝土运输、混凝土浇筑机械试运转完毕,钢筋进场检验合格,钢筋骨架安放设备满足要求。4测量控制网(高程、坐标点)已建立,桩位放线工作完成,并经复测验收合格。5.6.2材料质量控制要点1水泥:可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥强度等级不宜低于32.5MPa,水泥的初凝时间不宜早于2.5h.水泥性能必须符合现行国家有关标准的规定,水泥的进场验收应符合以下要求:(1)出厂合格证,内容包括:水泥牌号、厂标、水泥品种、强度等级、出场日期、批号、合格证编号、抗压强度、抗折强度、安定性等试验指标;合格证应加盖厂家质量检查部门印章,转抄(复印)件应说明原件存放处、原件编号、转抄人,应加盖转抄单位印章(以红印为准,复印件无效);合格证的备注栏由施工单位填写单位工程名称及使用部位。(2)水泥进场取样方法应按《水泥取样方法》GB12573进行,通常复试内容包括:安定性、凝结时间和胶砂强度3项。1-1-293
(3)进场水泥有下列情况之一者,应进行复试,复试应由法定检测单位进行并应提出试验报告,合格后使用:1)水泥出厂日期超出三个月(快硬性水泥超出一个月);2)水泥发生异常现象,如受潮结块等;3)使用进口水泥者;4)设计有特殊要求者。2粗骨料:宜优先选用卵石,如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。粗集料的最大粒径不应大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,且不宜大于40mm,其性能及质量要求如下:(1)颗粒级配一般采用连续级配5~31.5mm、单粒级配16~31.5mm或20~40mm,有条件时优先选用连续级配。(2)含泥量和泥块含量指标见表5.6.2-1。表5.6.2-1含泥量和泥块含量指标混凝土强度等级≥30<C30含泥量,按重量计不大于(%)1.02.0泥块含量,按重量计不大于(%)0.500.70(3)有害物质含量指标见表5.6.2-2。表5.6.2-2碎石和卵石中有害物质含量指标项目质量标准硫化物和硫酸盐含量折算为S03,按重量计不大于(%)1卵石中有机物质含量(用比色法试验)颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应以混凝土进行强度对比试验,予以复核(4)针、片状颗粒的含量指标见表5.6.2-3。表5.6.2-3针、片状颗粒的含量指标混凝土强度等级≥C30<C30针、片状颗粒含量,按重量计不大于(%)1525(5)强度指标:采用压碎指标值见表5.6.2.4。表5.6.2-4碎石、卵石的压碎指标值骨料品种混凝土强度等级压碎指标值(%)沉积岩C55~C40≤C35≤10≤16变质岩或深成岩浆岩C55~C40≤C35≤12≤20岩浆岩C55~C40≤C35≤13≤30卵石C55~C40≤C35<12163细骨料(砂)1-1-293
:采用级配良好的中砂,细度模数为3.4~2.3,其性能及质量要求如下:(1)砂的主要技术性能见表5.6.2-5。表5.3.2-5砂的主要性能序号项目技术指标1粒径≤5mm2表观密度2.6~2.7cm33堆积密度1350~1650kg/m34紧密密度1600~1700kg/m35空隙率干燥松散35%~45%颗粒级配35%~37%(2)含泥量:砂的含泥量指砂中粒径小于0.080mm的颗粒含量;砂中泥的粒径大于1.25mm,经水洗并用手捏后变成小于0.630mm颗粒的,称为泥块。砂的含泥量、泥块含量见表5.6.2-6。表5.3.2-6砂中含泥量、泥块含量指标混凝土强度等级≥C30<C30含泥量,按重量计不大于(写)3.05.0泥块含量,按重量计不大于(%)1.02.0(3)有害物含量见表5.6.2-7。表5.6.2-7砂中有害物含量项目质量指标云母含量,按重量计不大于(%)2轻物质含量,按重量计不大于(%)1硫化物和硫酸盐含量折算为S03,按重量计不大于(%)1有机物质含量(用比色法试验)颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应配成砂浆进行强度对比试验,予以复核4水:搅拌混凝土宜采用饮用水。当采用其他来源的水时,水质必须符合国家现行标准的规定。一般情况下应符合以下规定:(1)水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质或油脂、糖类及游离酸类等。(2)污水、pH值小于5的酸性水及含硫酸盐量按SO犷计超过水的质量0.27mg/cm3的水不得使用。(3)不得用海水拌制混凝土。(4)供饮用的水,一般能满足上述条件,使用时可不经试验。5外加剂:采用水下混凝土灌注时,混凝土中一般掺加减水缓凝剂,用于延长混凝土的初凝时间,提高混凝土的和易性,外加剂的质量应符合国家现行标准的规定。1-1-293
6钢筋:钢筋进场时应检查产品合格证,出厂检验报告和进场复验报告。复验内容包括:拉力试验(屈服、抗拉强度和伸长率)、冷弯试验。具体要求如下:(1)出厂合格证应由钢厂质检部门提供或供销部门转抄,内容包括:生产厂家名称、炉罐号(或批号)、钢种、强度、级别、规格、重量及件数、生产日期、出厂批号;力学性能检验数据及结论;化学成分检验数据及结论;并有钢厂质量检验部门印章及标准编号。出厂合格证(或其转抄件、复印件)备注栏内应由施工单位写明单位工程名称及使用部位。(2)试验报告应有法定检测单位提供,内容包括:委托单位、工程名称、使用部位、钢筋级别、钢种、钢号、外形标志、出厂合格证编号、代表数量、送样日期、原始记录编号、报告编号、试验日期、试验项目及数据、结论。(3)钢筋进场后应进行外观检查,内容包括:直径、标牌、外形、长度、劈裂、弯曲、裂痕、锈蚀等项目,如发现有异常现象时(包括在加工过程中有脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时)应拒绝使用。5.6.3钢筋笼制作与安装1钢筋笼制作(1)钢筋加工前,.应对所采用的钢筋进行外观检查,钢筋表面必须洁净,无损伤、油渍、漆污和铁锈等,带有颗粒状或片状老锈的钢筋严禁使用。(2)钢筋加工前,应先行调直,使钢筋无局部曲折。(3)钢筋笼的制作应符合设计要求:1)主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上;2)加劲箍宜设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露,以免妨碍导管工作;3)钢筋笼的内径比导管接头处外径大l00mm以上。(4)长桩笼宜分段制作,分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定,应确保钢筋笼在运输、起吊时不变形;相邻两段钢筋笼的接头需按设计要求错开,设计无明确要求时,可按50%间隔错开,错开距离)35d(d为主筋直径)。(5)应在钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块,可采用与桩身混凝土等强度的混凝土垫块或用钢筋焊在竖向主筋上,其间距竖向为2m,横向圆周不得少于4处,并均匀布置。钢筋笼顶端应设置吊环。(6)大口径钢筋笼制作完成后,应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑,确保钢筋骨架在存放、移动、吊装过程中不变形。(7)混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准应符合表5.6.9-1的规定。2钢筋笼安装(1)钢筋笼入孔一般用吊车,对于小口径桩无吊车时可采用钻机钻架、灌注塔架等。起吊应按骨架长度的编号人孔。(2)搬运和吊装时应防止变形;安放要对准孔位中心,扶稳、缓慢、顺直,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭转。就位后应立即采用钢丝绳或钢筋固定,使其位置符合设计及规范要求,并保证在安放导管、清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。5.6.4混凝土灌注1采用导管法灌注水下混凝土1-1-293
(1)灌注水下混凝土时的混凝土拌和物供应能力,应满足桩孔在规定时间内灌注完毕,混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。(2)混凝土运输宜选用混凝土泵或棍凝土搅拌运输车。在运距小于200m时,可采用机动翻斗车或其他严密、不漏浆、不吸水、便于装卸的工具运输,需保证混凝土不离析,具有良好的和易性和流动性。(3)灌注水下混凝土一般采用钢制导管回顶法施工,导管内径为200~250mm,视桩径大小而定,壁厚不小于3mm;直径制作偏差不应超过2mm;导管接口之间采用丝扣或法兰连接,连接时必须加垫密封圈或橡胶垫,并上紧丝扣或螺栓。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验(试水压力一般为0.6~1.OMPa),确保导管口密封性。导管安放前应计算孔深和导管的总长度,第一节导管的长度一般为4~6m,标准节一般为2~3m,在上部可放置2~3根0.5~1.0m的短节,用于调节导管的总长度。导管安放时应保证导管在孔中的位置居中,防止碰撞钢筋骨架。(4)水下混凝土配制:1)水下混凝土必须具备良好的和易性,在运输和灌注过程中应无显著离析,泌水现象,灌注时应保持足够的流动性。配合比应通过试验,坍落度宜为180~220mm。2)混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5,并宜采用中砂;粗骨料的最大粒径应<40mm;水灰比宜采用0.5~0.6;3)水泥用量不少于360kg/m3,当掺有适宜数量的减少缓凝剂或粉煤灰时,可不小于300kg。图5.6.4首批混凝土数量计算4)混凝土中应加入适宜数量的缓凝剂,使混凝土的初凝时间长于整根桩的灌注时间。(5)首批灌注混凝土数量的要求:首批灌注混凝土数量应能满足导管埋人混凝土中0.8m以上,见图5.6.4。所需混凝土数量可参考公式(5.6.4)计算:V≥πR2(H1+H2)+πr2hl(5.6.4)式中V—灌注首批混凝土所需数量(m3);R—桩孔半径(m);H1—桩孔底至导管底端间距,一般为0.3~0.5m;H2—导管初次埋置深度,不小于0.8m;R—导管半径(m);hl—桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压力所需的高度(m)。混凝土灌注时,可在导管顶部放置混凝土漏斗,其容积大于首批灌注混凝土数量,确保导管埋人混凝土中的深度。(6)灌注水下混凝土的技术要求:1)混凝土开始灌注时,漏斗下的封水塞可采用预制混凝土塞、木塞或充气球胆。2)混凝土运至灌注地点时,应检查其均匀性和坍落度,如不符合要求应进行第二次拌合,二次拌合后仍不符合要求时不得使用。1-1-293
3)第二次清孔完毕,检查合格后应立即进行水下混凝土灌注,其时间间隔不宜大于30min。4)首批混凝土灌注后,混凝土应连续灌注,严禁中途停止。5)在灌注过程中,应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋深,导管埋深宜控制在2~6m。严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土灌注记录。6)在灌注过程中,应时刻注意观测孔内泥浆返出情况,倾听导管内混凝土下落声音,如有异常必须采取相应处理措施。7)在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动,防止混凝土凝固,增加灌注速度。8)为防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部lm左右时,应降低混凝土的灌注速度,当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于钢筋笼底部2m以上,即可恢复正常灌注速度。2非水下混凝土灌注(1)非水下混凝土坍落度:有配筋时为80~100mm;无配筋时为60~80mm。(2)非水下混凝土灌注可采用串筒和溜槽下料,分层下料、分层振捣密实,分层厚度不大于1.5m.(3)桩孔较深时,距桩孔口6m以内用振捣器捣实;6m以下可适当加大混凝土的坍落度(宜为130~180mm),利用混凝土下落时的冲击和下沉力使之密实,但有钢筋的部位仍应用振捣器振捣密实。3桩顶标高灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,一般为0.5~1.0m,以保证桩头混凝土强度,多余部分截桩前必须凿除,桩头应无松散层。4灌注充盈系数在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,混凝土灌注充盈系数不得小于1;一般土质为1.1,软土、松散土可达1.2~1.3。5.6.5常用的挤土(部分挤土)灌注桩5.6.5.1冲击成孔灌注桩1特点和适用范围(1)冲击成孔灌注桩的成孔原理是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头,使钻头提升到一定高度,然后突然释放钻头,利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,然后再用淘渣筒或其他方法将钻渣排出。成孔直径通常为600~1500mm,最大可达2500mm;钻孔深度一般为50m以内,个别可达l00m。(2)其特点是:用冲击方式破碎岩土尤其是破碎有裂隙的坚硬岩土和大的卵石所消耗的功率小,破碎效果好,形成的孔壁较为坚硬;设备简单、操作方便,钻进参数易于掌握,设备移动方便;孔内泥浆仅作护壁及悬浮钻渣用,泥浆用量少。(3)适用于黄土、私性土、粉质戮土和人工杂填土层中应用,特别适于含有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用,在流砂层中亦能钻进。其缺点是:钻进效率低,随着深度的增加,掏渣和孔底清渣都较困难和费时;容易出现孔斜、卡钻、掉钻等事故,成孔不规则。1-1-293
2机具设备主要设备为冲击钻机(国产冲击钻机性能见表5.6.5.1-1)或简易冲击钻机(国内常用的简易冲击钻机见表5.6.5.1-2);所用钻具按形状分,常用的有十字钻头和三翼钻头两种(见图5.6.5.1-1);十字钻头专用于砾石和岩层,三翼钻头适用于土层。钻头和钻机用钢丝绳连接,钻头重1.0~1.6t,直径600~1500mm。掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣,一般用钢板制成,见图5.6.5.1-2。3施工工艺(1)工艺流程场地平整→桩位放线、开挖泥浆池、泥浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔,泥浆循环,清除废浆、钻渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→浇注水下混凝土→成桩养护。图5.6.5.1-2掏渣筒(a)平阀掏菠筒;(b)碗形活门掏渣筒1—筒体;2—平阀;3—切削管袖;4—提环图5.6.5.1-1冲击钻钻头形式(a)φ800mm十字钻头;(b)φ920mm三翼钻头表5.6.5.1-1国产冲击钻机性能性能指标天津探机厂张家口探机厂GJI-1500洛阳矿机厂太原矿机厂固安农机厂双丰收一250SPC-300HGJC-40HYKC-31CZ-22CZ-28CZ-30KCL-100钻孔最大直径(mm)7007002000(土层)1500(岩层)1500800100012001000600钻孔最大深度(m)808050120150150180150180冲击行程(mm)500650500650100~1000600~1000350~1000500~1000350~1000780-970冲击频率(次/min)20,50,7220~720~3029,30,3140,45,5040,45,5038冲击钻质量(kg)2940150025001500卷筒提升力冲击钻卷筒303039.255203020271-1-293
(kN)掏渣卷筒25132013滑车卷筒202030驱动动力功率(kW)11811863602233403028桅杆负荷能力(kN)150150250120桅杆工作时高度(m)1111167.5钻机重量(kg)1500020500685076001367061002300表5.6.5.1-2国内常用的简易冲击钻机性能指标型号YKC-30YKC-20飞跃-22YKC-20-2简易式钻机卷筒提升力(kN)3015201235冲击钻质量(kg)25001000150010002200冲击行程(mm)500~10004500~1000500~1000300~7602000~3000冲击频率(次/min)40,45,5040,45,5040,45,5056~685~10钻机重量(kg)11500630080005000行走方式轮胎式轮胎式轮胎式履带自行走管移动(2)施工要点1)护筒埋设:成孔前应先在孔口设圆形钢板护筒或砌砖护圈,钢板护筒的钢板厚度为6~8mm,护筒内径应比钻头直径大200mm,深一般为1.2~1.5m。如上部松土层较厚,宜穿过松土层。护筒的作用是保护孔口、定位导向、保持泥浆面高度,防止孔口塌方。2)钻机就位:冲击钻就位应对准护筒中心,要求偏差不大于士20mm。3)冲击造孔:开孔时应低锤密击,锤高0.4-0.6m,并及时加石块或豁土泥浆护壁,泥浆密度和冲程可按表5.6.5.1-3选用,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒下3~4m时,才加快速度,加大冲程,将锤提高到1.5~2m以上,转人正常连续冲击。在造孔时,要及时将孔内残渣排出孔外,以免孔内残渣太多,出现埋钻现象。表5.6.5.1-3各类土层中的冲程和泥浆密度选用表项目冲程(m)泥浆密度(t/m3)备注在护筒中及在护筒脚下3m以内0.9~1.11.1~1.3土层不好时宜提高泥浆密度,必要时加人小片石和黏土块黏土1~2清水或稀泥浆,经常清理钻头上泥块砂土1~21.3~1.5抛黏土块,局部勤掏渣,防塌孔砂卵石2~31.3~1.5加大冲击能量,勤掏渣风化岩1~41.2~1.4如岩层表面不平或倾斜,应抛人200~300mm厚块石使之略平,然后低锤快击使其成一紧密平台,再进行正常冲击,同时加大冲击能量,勤掏渣塌孔回填重成孔11.3~1.5反复冲击,加黏土块及片石4)冲孔时应随时测定和控制泥浆的密度。如遇好的土层,亦可采取自成泥浆护壁,方法在孔内注满清水,通过上下冲击使成泥浆护壁。每冲击1^-2m应排渣一次,并定时补浆,直至设计深度。排渣方法有泥浆循环法和抽渣筒法两种。前者是将输浆管插人孔底,泥浆在孔内向上流动,将残渣带出孔外。本法造孔工效高,护壁效果好,泥浆较易处理。但对孔深时,循环泥浆的压力和流量要求高,较难实施,故只适于在浅孔中应用。抽渣筒法是用一个下部带活门的钢筒,将其放到孔底,作上下来回活动,提升高度在2m1-1-293
左右,当抽渣筒向下活动时,活门打开,残渣进人筒内;向上运动时,活门关闭,可将孔内残渣抽出孔外。排渣时,必须及时向孔内补充泥浆,以防亏浆造成孔内坍塌。5)在钻进过程中,每1~2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进,采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位,应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过,以保持孔形良好。6)在冲击钻进阶段,应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上,以免水位升降波动造成对护筒底口的冲刷,同时孔内水位高度应高地下水位lm以上。7)成孔后,应用测绳下挂0.5kg重铁碗测量检查孔深,核对无误后,进行清孔,可使用底部带活门的钢抽渣筒,反复掏渣,将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借助水泵用清水置换,使密度控制在1.15~1.25之间。8)清孔后立即放人钢筋笼,并固定在孔口钢护筒上,使其在浇筑混凝土过程中不向上浮起,也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后,应立即浇筑混凝土,间隔时间不应超过4h,以防泥浆沉淀和塌孔。5.6.5.2振动沉管灌注桩1特点和适用范围(1)振动沉管灌注桩是采用振动沉管打桩机,将带有活瓣式桩尖或预制混凝土桩尖的钢管沉人土中,然后在管内下钢筋笼,边灌混凝土,边振动边拔出钢管而形成的灌注桩。(2)其特点是:能适应复杂地层;能用小桩管打出大直径桩(一般单打法的桩截面比桩管扩大30%;复打法可扩大80%;反插法可扩大50%左右);对砂土,可减轻或消除地层的地震液化性能;有套管护壁,可防止塌孔、缩孔、断桩,桩质量可靠;对附近建筑物的振动影响以及噪声对环境的干扰都比常规打桩小;能沉能拔,施工速度快,效率高,造价低、工期短,设备简单、施工方便、操作简单;适应地质条件变化能力强。但由于振动会使土体结构受到扰动,会大大降低地基强度,因此,当为软私土或淤泥及淤泥质土时,土体至少需稳定养护30d;砂层或硬土层需养护15d,才能恢复地基强度。(3)适用于一般勃性土、淤泥质土、淤泥、粉土、湿陷性黄土、松散至中密的砂土以及人工填土等土层。不宜用于N>12的砂土,或N>15的豁性土及碎石土。在厚度较大、含水量和灵敏度高的淤泥等软土中使用时,必须制定相应的保证质量的措施。在流塑、厚度大的淤泥层中不宜采用d≤,340mm的沉管灌注桩;在坚硬的砂土、碎石土及有硬加层的土层中,因易损坏桩尖,不宜采用。2机具设备主要机具设备包括:DZ60或CZ90型振动锤、DJB25型步履式桩架、卷扬机、加压装置、桩管、带活瓣桩尖或钢筋混凝土预制桩尖等。桩管直径为220~370mm,长10~28m。常用振动沉桩锤的技术性能见表5.4.2.3-9。配套机具设备有:下料斗、1t机动翻斗车、混凝土搅拌机、钢筋加工机械、电焊机等。3施工工艺(1)工艺流程测量定位、放桩位线→桩机就位→振动沉管→插入钢筋笼→灌注混凝土→边振动边拔桩管→成桩1-1-293
(2)施工要点1)桩机就位:将桩管对准桩位中心,使用活瓣桩尖时,桩尖活瓣合拢;使用预制混凝土桩尖,将混凝土桩尖的预留凸口插人桩管下端,放松卷扬机钢丝绳,利用振动锤及桩管自重,把桩尖压人土中。2)沉管:开动振动箱,桩管即在强迫振动下迅速沉入土中。沉管过程中,应经常探测管内有无水或泥浆,如发现水或泥浆较多,应拔出桩管,用砂回填桩孔后重新沉管;发现地下水和泥浆进入套管,一般在沉人前先灌人lm高左右的混凝土或砂浆,封住桩尖缝隙,然后再继续沉人。沉管时,为了适应不同土质条件,常采用加压方法调整土的自振频率,桩尖压力改变可利用卷扬机把桩架的部分重量传到桩管上加压,并根据桩管沉人速度,随时调整离合器,防止桩架抬起发生事故。3)插入钢筋笼:通常钢筋笼应在沉管到设计标高后从管内插人;如为短钢筋笼,则在混凝土灌注至钢筋笼底标高时再从管内插人。4)灌注混凝土:用上料斗将混凝土灌人桩管内,混凝土一般应灌满桩管或略高于地面。5)拔桩管:开始拔管前,应先启动振动箱片刻,再开动卷扬机拔桩管。用活瓣桩尖时宜慢,用预制混凝土桩尖时可适当加快;在软弱土层中,宜控制在0.6-0.8m/min并用吊锤测得桩尖活瓣确已张开,混凝土已从桩管中流出以后,方可继续拔桩管,边振边拔,桩管内的混凝土被振实而留存土中成桩,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min。6)拔管方法根据承载力的不同要求,可分别采用以下方法:a单打法,即一次拔管。拔管时,先振动5~l0s,再开始拔桩管,应边振边拔,每提升0.5m停拔;振5~l0s后再拔管0.5m;再振5~l0s,如此反复进行直至地面。b复打法。在同一桩孔内进行再次单打,或根据需要进行局部复打。成桩后的桩身混凝土标高应不低于设计标高500mm。全长复打桩的人土深度宜接近原桩长,局部复打应超过断桩或缩颈区lm以上。全长复打时,第一次浇筑混凝土应达到自然地面。复打施工必须在第一次浇筑的混凝土初凝之前完成,应随拔管随清除粘在管壁上和散落在地面上的泥土,同时前后再次沉管的轴线必须重合。c反插法。先振动再拔管,每提升0.5~1.0m,再把桩管下沉0.3~0.5m(且不宜大于活瓣桩尖长度的2/3),在拔管过程中分段添加混凝土,使管内混凝土面始终不低于地表面,或高于地下水位1.0-1.5m以上,如此反复进行直至地面。反插次数按设计要求进行,并应严格控制拔管速度不得超过0.5m/min。在桩尖的1.5m范围内,宜多次反插以扩大端部截面。在淤泥层中,清除混凝土缩颈,或混凝土浇筑量不足,以及设计有特殊要求时,宜用此法。但在坚硬土层中易损坏桩尖,不宜采用。7)在拔管过程中,桩管内的混凝土应至少保持2m高或不低于地表面,可用吊锤探测,不足时及时补灌,以防混凝土中断形成缩颈。每根桩的混凝土灌注量,应保证达到制成后桩的平均截面积与桩管端部截面积的比值不小于1.1。8)当混凝土灌注至桩顶,混凝土在桩管内的高度应大于桩孔深度;当桩尖距地面600~800mm时停振,利用余振将桩管拔出。同时,混凝土浇筑高度应超过桩顶设计标高。0.5m,以使修整桩顶,凿去浮浆后,应确保桩顶设计标高及混凝土的质量。1-1-293
9)振动灌注桩的中心距不宜小于桩管外径的4倍,相邻桩施工时,其间隔时间不得超过水泥的初凝时间;超过时应待已完成的邻桩混凝土达到设计强度等级的50%后方可施工。桩距小于3.5d(d为桩直径)时,应跳打施工。10)遇地下水,在桩管尚未沉入地下水位时,即应在桩管内灌人1.5m高的封底混凝土,然后桩管再沉至要求的深度。5.6.5.3锤击沉管灌注桩1特点和适用范围锤击沉管灌注桩系用锤击打桩机,将带活瓣桩尖或设置钢筋混凝土预制桩尖的钢管锤击沉人土中,然后边浇筑混凝土边用卷扬机拔桩管成桩。其特点是:可用小桩管打较大截面桩,承载力大;可避免塌孔、缩颈、断桩、移位、脱空等缺陷;可采用普通锤击打桩机施工,机具设备和操作简便,沉桩速度快。但桩机较笨重,劳动强度较大。适用于私性土、淤泥、淤泥质土、稍密的砂土及杂填土层中使用,但不能用于密实的中粗砂、砂砾石、漂石层中使用。2机具设备主要设备为一般锤击打桩机,由桩架、桩锤(如落锤,柴油锤、蒸汽锤等)、卷扬机、桩管等组成。桩管直径可达500mm,长8~15m,常用锤击式打桩机型号及技术性能见本标准第5.4.2.3条。配套机具有下料斗、It机动翻斗车、混凝土搅拌机等。3施工工艺(1)工艺流程测量定位、放桩位线→桩机就位→沉人套管→下钢筋笼→开始浇筑混凝土→边锤击边拔管,并继续浇筑混凝土→成桩(2)施工要点1)桩机就位:桩机就位后吊起桩管,对准预先埋好的预制钢筋混凝土桩尖,放置麻(草)绳垫于桩管与桩尖连接处,以作缓冲层和防地下水进人,然后缓慢放人桩管,套人桩尖压人土中。2)沉管:上端扣上桩帽,先用低锤轻击,观察无偏移,才下沉施打,直至符合设计要求深度。如沉管过程中桩尖损坏,应及时拔出桩管,用土或砂填实后另安桩尖重新沉管。3)插入钢筋笼:通常钢筋笼应在沉管到设计标高后从管内插人,如为短钢筋笼,则在混凝土灌注至钢筋笼底标高时,再从管内插人。4)灌注混凝土:检查套管内无泥浆或水时,即可灌注混凝土,第一次混凝土应灌满桩管。5)拔管:拔管速度应均匀,对一般土可控制在不大于1m/min;淤泥、淤泥质土不大于0.8m/min;在软弱土层中的软硬土层交界处宜控制在0.3~0.8m/min.采用倒打拔管的打击次数:单动汽锤不得少于50次/min;自由落锤轻击(小落锤轻击)不得少于40次/min;在管底未拔至桩顶设计标高之前,倒打和轻击不得中断。第一次拔管不宜过高,应控制在能容纳第二次需要灌人的混凝土数量为限,以后始终保持使管内混凝土量略高于地面。6)锤击沉管成桩宜按桩基施工顺序依次退打,桩中心距在4倍桩管外径以内或小于2m时均应跳打,中间空出的桩,须待邻桩混凝土达到设计强度等级的50%以后方可施打。1-1-293
7)当为扩大桩径,提高承载力或补救缺陷,可采用复打法。复打法和要求同振动沉管灌注桩,但以扩大一次为宜。当作补救措施时,常采用半复打法或局部复打法。5.6.5.4套管夯扩灌注桩1特点和适用范围套管夯扩灌注桩又称夯扩桩,是在普通锤击沉管灌注桩的基础上加以改进发展起来的一种新桩型。由于其扩底作用,增大了桩端支撑面积,能够充分发挥桩端持力层的承载潜力,具有较好的技术经济指标,在国内许多地区得到了广泛地应用。特点是:在桩管内增加了一根与外桩管长度基本相同的内夯管,以代替钢筋混凝土预制桩尖,与外管同步打人设计深度,并作为传力杆将桩锤击力传至桩端夯扩成大头形,并且增大了地基的密度。同时,利用内管和桩锤的自重将外管内的现浇桩身混凝土压密成型,使水泥浆压人桩侧土体并挤密桩侧的土,使桩的承载力大幅度提高。夯扩桩施工设备简单,上马快,操作方便,可消除一般灌注桩易出现缩颈、裂缝、混凝土不密实、回淤等弊病,保证工程质量;而且技术可靠,工艺合理,经济实用,单桩承载力可达1100kN,工程造价比一般混凝土灌注桩基降低30%~40%。适用于一般豁性土、淤泥、淤泥质土、黄土、硬黏性土;亦可用于有地下水的情况;可在20层以下的高层建筑基础中使用。2机具设备沉管机械采用锤击式沉桩机或D16-32筒式柴油打桩机、静力压桩机,并配有2台2t慢速卷扬机,用于拔管。桩管由外管(套管)和内管(夯管)组成(见图5.6.5.4-1)。外管直径为325mm或377mm无缝钢管;内管直径为219mm,壁厚l0mm,长度比外管短l00mm,底端可采用闭口平底或闭口锥底。3施工工艺(1)工艺流程图5.6.5.4-1夯扩灌注桩桩管构造1—柴油打桩机桩帽;2—8M6×60螺栓;3一附加桩帽;4一套管吊耳;5-φ219夯管;6—φ290×10夯头;7—φ325×10套管测放桩位→机架就位→将内外套管同步打人设计深度→拔出内夯管→在外桩管内灌第一批混凝土→将内夯管放回外桩管中压在混凝土面上→将外桩管拔起一定高度→用桩锤通过内夯管将外桩管中灌人的混凝土挤出外管→将内外管同时打至设计要求的深度完成第一次夯扩→重复以上程序进行二次夯扩→拔出内夯管→在外桩管内灌第二批混凝土→再插入内夯管紧压管内混凝土→边压边徐徐拔起外桩管→成桩(图5.6.5.4-2)1-1-293
图5.6.5.4-2夯扩桩工艺流程(a)内外管同步夯人土中;(b)提升内夯管、除去防淤套管,浇筑第一批混凝土;(c)插人内夯管,提升外管;(d)夯扩;(e)提升内夯管,浇筑第二批混凝土,施下内夯管加压,拔起外管1—钢丝绳,2—原有桩帽;3—特制桩帽;4—防淤套管;5—外管;6—内夯管;7—干混凝土(2)施工要点1)机架就位,在桩位处垫一层150~200mm厚与灌注桩同强度等级的干硬性混凝土,放下桩管,紧压在混凝土面上,以防回淤。2)将外桩管和内套管套叠同步打人设计深度,拔出内夯管并在外桩管内灌第一批混凝土,高度为H,混凝土量一般为0.1~0.3m3。3)将内夯管放回外桩管中压在混凝土面上,并将外桩管拔起h高度(h根据施工方案编制技术交底,并向参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。2材料准备1-1-293
做好临时设施用料和机械用油料计划、采购和进场组织工作,按施工平面图要求指定地点存放。3主要机具推土机、铲运机、装载机、挖掘机、自卸汽车等。常用土方机械的选择见表6.2.1.1。表6.2.1.1常用土方机械的选择机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围推土机操作灵活,运转方便,需工作面小,可挖土、运土。易于转移,行驶速度快。应用广泛1.作业特点(1)推平;(2)运距l00m内的堆土(效率最高为60m);(3)开挖浅基坑;(4)推送松散的硬土、岩石;(5)回填、压实;(6)配合铲运机助铲;(7)牵引;(8)下坡坡度最大35°,横坡最大为10°。几台同时作业,前后距离应大于8m2.辅助机械土方挖后运出需配备装土、运土设备推挖三~四类土,应用松土机预先翻松1.推一~四类土2.找平表面,场地平整3.短距离移挖作填,回填基坑(槽)、管沟并压实4.开挖深不大于1.5m的基坑(槽)5.堆筑高1.5m内的路基、堤坝6.拖羊足碾7.配合挖土机从事集中土方、清理场地、修路开道等续表6.2.1.1机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围铲运机操作简单灵活。不受地形限制,不需特设道路,准备工作简单,能独立工作。不需其他机械配合能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工序。行驶速度快,易于转移;需用劳力少,动力少,生产效率高1.作业特点(1)大面积整平;(2)开挖大型基坑、沟渠;(3)运距800~1500m内的挖运土(效率最高为200~350m);(4)填筑路基、堤坝;(5)回填压实土方;(6)坡度控制在200以内2.辅助机械开挖坚土时需用推土机助铲。开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松20~40cm;自行式铲运机用轮胎行驶。适合于长距离。但开挖亦须用助铲1.开挖含水率27环以下的一~四类土。2.大面积场地平整、压实3.运距800m内的挖运土方4.开挖大型基坑(槽)、管沟,填筑路基等。但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用正铲挖掘机装车轻便灵活,回转速度快,移位方便;能挖掘坚硬土层,易控制开挖尺寸。工作效率高1.作业特点(1)开挖停机面以上土方;(2)工作面应在1.5m以上。(3)开挖高度超过挖土机挖掘高度时,可采取分层开挖;(4)装车外运2.辅助机械土方外运应配备自卸汽车,工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业1.开挖含水量不大于27%的一~四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块2.大型场地整平土方3.工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑4.独立基坑5.边坡开挖反铲挖掘机操作灵活,挖土、卸土均在地面作业,不用开运输道1.作业特点(1)开挖地面以下深度不大的土方,(2)最大挖土深度4~6m,经济合理深度为1.5~3m;(3)可装车和两边甩土、堆放;(4)较大较深基坑可用多层接力挖土2.辅助机械土方外运应配备自卸汽车,工作面应有推土机配合推到附近堆放1.开挖含水量大的一~三类的砂土或乳土2.管沟和基槽3.独立基坑4.边坡开挖拉铲挖掘机1.作业特点(1)开挖停机面以下土方;(2)可装车和甩土;(3)开挖截面误差较大;(4)1.挖掘一~三类土,开挖较深较大的基坑(槽)、管沟2.大量外借土方1-1-293
可挖深坑,挖掘半径及卸载半径大,操纵灵活性较差可将土甩在基坑(槽)两边较远处堆放2.辅助机械土方外运需配备自卸汽车、推土机,创造施工条件3.填筑路基、堤坝4.挖掘河床5.不排水挖取水中泥土抓铲挖掘机钢绳牵拉灵活性较差,工效不高,不能挖掘坚硬土;可以装在简易机械上工作,使用方便1.作业特点(1)开挖直井或沉井土方,(2)可装车或甩土;(3)排水不良也能开挖;(4)吊杆倾斜角度应在45°以上,距边坡应不小于2m2.辅助机械土方外运时,按运距配备自卸汽车1.土质比较松软,施工面较狭窄的深基坑、基槽2.水中挖取土,清理河床3.桥基、桩孔挖土4.装卸散装材料装载机操作灵活,回转移位方便、快速;可装卸土方和散料,行驶速度快1.作业特点(1)开挖停机面以上土方;(2)轮胎式只能装松散土方,履带式可装较实土方;(3)松散材料装车;(4)吊运重物,用于铺设管道2.辅助机械土方外运需配备自卸汽车,作业面需经常用推土机平整并推松土方1.外运多余土方;2.履带式改换挖斗时,可用于开挖3.装卸土方和散料4.松散土的表面剥离5.地面平整和场地清理等工作6.回填土7.拔除树根4作业条件(1)现场已作初步勘察,根据现场实际情况编制了场地平整施工方案。(2)现场原有居民或工厂已搬迁,建(构)筑物已拆除,影响场地平整的地上地下障碍物已清除。(3)施工机械和人员已落实。(4)必要的临时道路、临时设施已搭设。6.2.1.2施工工艺1工艺流程现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网,测量标高→计算土方挖填工程量→平整土方→场地碾压→验收2施工要点(1)现场勘察:当确定平整工程后,施工人员首先应到现场进行勘察,了解场地地形、地貌和周围环境。根据建筑总平面图及规划了解并确定现场平整场地的大致范围。(2)清除地面障碍物:平整前必须把场地平整范围内的障碍物如树木、电线、电杆、管道、房屋、坟墓等清理干净。场地原有高压线、电杆、塔架、地上和地下管道、电缆、坟墓、树木、沟渠以及旧有房屋、基础等进行拆除或进行搬迁、改建、改线;对附近原有建筑物、电杆、塔架等采取有效的防护和加固措施,可利用的建筑物应充分利用。在黄土地区或有古墓地区,应在工程基础部位,按设计要求位置,用洛阳铲进行详探,发现墓穴、土洞、地道、地窖、废井等,应对地基进行局部处理。(3)根据总图要求的标高,从水准基点引进基准标高作为确定土方量计算的基点。土方量的计算有方格网法和横截面法,可根据地形具体情况采用。现场抄平的程序和方法由确定的计算方法进行。通过抄平测量,可计算出该场地按设计要求平整需挖土和回填的土方量,再考虑基础开挖还有多少挖出(减去回填)的土方量,并进行挖填方的平衡计算,做好土方平衡调配,减少重复挖运,以节约运费。(4)大面积平整土方宜采用机械进行,如用推土机、铲运机推运平整土方;有大量挖方应用挖土机等进行。在平整过程中要交错用压路机压实。1-1-293
(5)平整场地的表面坡度应符合设计要求,如设计无要求时,一般应向排水沟方向作成不小于0.2%的坡度。(6)平整后的场地表面应逐点检查,检查点为每100~400m2取1点,但不少于10点;长度、宽度和边坡均为每20m取1点,每边不少于1点,其质量检验标准应符合表6.2.5的要求。(7)场地平整应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护,定期复测和检查,土方不应堆在边坡边缘。6.2.1.3成品保护措施1引进现场的测量控制点(座标桩、水准基点)应严加保护,防止在场地平整过程中受破坏,并应定期进行复测校核,保证其正确性。2在场地平整过程中和平整完成后均应注意排水设施的保护,保持现场排水系统的畅通,以防止下雨后场地大面积积水或场地泥泞,影响施工作业。3场地道路应经常维修和加强维护,保持道路整洁和畅通。6.2.1.4安全、环保措施1机械操作人员应持证上岗,严禁无证人员动用机械设备。2机械施工应严格按照操作规程作业,严禁违章作业。3运输车辆进出场道路与铁路、公路交叉时,应设专人指挥或设置专用信号标志以防发生交通安全事故。4如场地平整中需要爆破作业时,应采取可靠措施,保证临时设施、机械和人员白安全,防止发生机械损害和人身伤亡事故。5当场地作业区距居民小区较近时,应注意安排好作业时间,噪声大的机械夜间应停止作业,防止影响居民休息。夜间施工,要有足够的照明。6运输土方的车辆如需在场外行驶时,应用加盖车辆或采取覆盖措施,以防遗洒教染道路和环境。6.2.2基槽(坑、管沟)人工挖土6.2.2.1施工准备1技术准备(1)熟悉施工图纸和地质勘察报告,掌握基础部分标高和做法、土层和地下水位情况、确定挖土深度和坡度、人员组织和安排,编制挖土施工方案和技术交底。(2)测量放线工作:根据给定的国家永久性坐标、水准点,按建筑物总平面和建筑红线要求,引测到现场。准建筑物周围,设置测量控制基线、轴线和水平基准点;做好轴x线控制的测量和校核。轴线控制网应避开建筑物、构筑物、机械操作运输线路,并设保护标志;在建筑物四角设置龙门板,其它控制轴线设置龙门桩,龙门板和龙门桩一般距基槽(坑)1.5m~2.0m,并放出基槽(坑)上口和下口的灰线。(3)对参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。2材料准备(1)如基槽(坑)需用明沟和集水井进行降排水时,应准备做集水井的材料;作简1-1-293
单支护时,需准备支护用材料。(2)基槽(坑)需作局部处理或基底换填时,需准备好换填用材料。(3)雨期施工应准备护坡用材料(如塑料布、钢丝网、水泥等)。(4)冬期施工应准备基底保温覆盖材料。(5)应准备好基础施工材料,以便验槽后可以立即进行基础工程的施工,防止过长刚间的晾槽。3主要机具(1)机械:机动翻斗车、水泵等。(2)工具:铁锹、十字镐、大锤、钢钎、钢撬棍、手推车等。4作业条件(1)现场三通一平已完成,地上地下障碍物已清除或地下障碍物已查明。(2)基槽(坑)开挖的测量放线工作已完成,并经验收符合设计要求。(3)开挖现场的地表水已排除,如采用人工降低地下水位时,水位已降至基底500mm以下。(4)土方堆放场地已落实,如需机械倒运土方时,土方的装载、运输、堆高或平整的机械设备已落实。(5)参加施工人员已进行了技术、安全和文明施工的交底。6.2.2.2施工工艺1工艺流程测量放线→分层开挖→排降水→修坡→整平→验槽2施工要点(1)基槽(坑)和管沟开挖应按放线定出的开挖宽度,分段分层挖土。根据土质和地下水情况,采取在四侧或两侧直立或放坡开挖。(2)在天然湿度的地质土中开挖基槽(坑)和管沟,如无地下水,挖方边坡可做成直立壁,不加支撑,但挖方深度不得超过表6.2.2.2的规定,如超过表6.2.2.2规定的深度,但不超过5m时,应根据土质情况按表6.2.4的规定进行放坡开挖。基槽(坑)和管沟的宽度应稍大于基础的宽度,根据基础做法留出基础砌筑或支模板的操作面宽度,一般每侧为300~500mm。表6.2.2.2墓抽(坑)和管沟不加支雄时的容许直立开挖深度项次土的种类容许深度(m)1密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)1.002硬塑、可塑的粉质黏土及粉土1.253硬硬、可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土)1.504坚硬的黏土2.001-1-293
(3)当开挖基槽(坑)和管沟的土体含水量较大而不稳定,或基坑较深,或受周围场地限制需用较陡的边坡或直立开挖而土质较差时,应采取或局部采取临时性支撑加固。开挖宽度较大的基坑,当在局部地段无法放坡,或下部土方受到基坑尺寸限制不能放较大的坡度时,则应在下部坡脚采取加固措施。如采用短桩与横隔板支撑或砌砖、毛石或用编织袋装土或砂石堆砌临时矮挡土墙保护坡脚。当开挖深基坑时,须采取安全可靠的支护措施(见本标准第7章)。(4)挖土应自上而下水平分段分层进行,边挖边检查坑底宽度,不够时应及时修整,每lm左右修坡一次,至设计标高后再统一进行修坡并清底,检查坑底宽度和标高,要求坑底凹凸不超过20mm。如基槽(坑)基底标高不相同时,高低标高相接处应做成阶梯形,阶梯的高宽比不宜大于1:2。(5)开挖条形浅基槽不放坡时,应沿灰线里面切出基槽的轮廓线。对普通软土,或自上而下分层开挖,每层深度为300~600mm,从开挖端向后倒退按踏步型挖掘;对戮土、坚硬猫土和碎石类土,先用镐刨松后,再向前挖掘,每层挖土厚度150~200mm,每层应清底和出土后再挖掘下一层。(6)基槽(坑)管沟放坡,应先按规定的坡度粗略开挖,再分层按坡度要求做出坡度线。当基槽(坑)管沟挖至距离坑底0.5m时,应沿基槽(坑)壁每隔2~3m打人一根小木桩,并抄上标高,以此作为清底的标高依据。(7)开挖较深基槽(坑)或管沟时,为了弃土方便,可根据土质特点将坡度全高做出1~2个宽0.7~0.8m的台阶,作为倒土台。开挖时,可将下阶弃土倒至上阶土台后,再倒至坑上沿。(8)基槽(坑)或管沟开挖应尽量防止扰动地基土,当基坑挖好后不能及时进行下道工序施工时,应预留150~300mm的土不挖,待下道工序开始前再挖至设计标高。(9)在地下水位以下挖土且水量不大时,可采取明沟和集水井排水法随挖随排除地下水。其方法是在每层土开挖之前,先在基坑四周或两侧挖500mm深排水沟,每隔20~30m挖一口集水井,深度在lm以上,将土中或表面的水经排水沟排到集水井,然后用水泵抽出坑外。排水沟和集水井应随开挖面先行不断加深,始终保持比开挖面低300~500mm,以利开挖能顺利进行;当涌水量较大时应采取人工降低地下水位措施(方法见本标准第7章)。(10)在基槽(坑)边缘上侧堆土或堆放材料时,应与基坑边缘保持lm以上的距离,以保证基槽(坑)边坡的稳定。当土质较好时,堆土或材料应距基坑边缘0.8m以外,高度不宜超过1.5m,并应留出基础施工时进料的通道。(11)在邻近建筑物旁开挖基槽(坑)和管沟的土方,当开挖深度深于原有基础时,开挖应保持一定的坡度,以免影响邻近建筑物基础的稳定,一般应满足h/l≤0.5~1(h为超过原有基础的深度,l为离原有基础的距离)。如不能满足要求,应采取在坡脚设挡墙或支撑的加固措施。(12)开挖基槽(坑)和管沟时,不得超过基底标高,如个别地方超挖时,应取得设计单位的同意,用与基土相同的土料补填,并夯实至要求的密实度,或用灰土或砂砾石填补并夯实。在重要部位超挖时,可用低强度等级混凝土填补。(13)在基槽挖土过程中,应随时注意土质变化情况,如基底出现软弱土层、枯井、古墓,应与设计单位共同研究,采取加深、换填或其他加固地基方法进行处理。遇有文物,应做好保护,妥善处理后再继续施工。1-1-293
(14)雨期施工时,基槽(坑)应分段开挖,挖好一段验槽后,立即浇筑一段垫层,并在基槽(坑)两侧提前挖好排水沟,以防地面雨水流人基槽(坑);同时应经常检查边坡和支护稳定情况,必要时适当放缓边坡坡度或设置支撑,以防止坑壁受水浸泡造成塌方。(15)冬期施工时,应采取措施(如表土覆盖保温材料,或将表土翻松),防止土层冻结,挖土要连续快速挖掘、清除,以免间歇使土冻结。基坑土方开挖完毕,应立即进行下道工序施工,如有停歇(1~2d),应覆盖草袋、草垫等简单保温材料;如停歇时间较长,应在基底预留一层松土层(200~300mm)不挖,并用保温材料覆盖,待下道工序施工时再清除到设计标高,以防基土受冻。(16)基槽(坑)挖完经钎探后,通知设计、勘察、监理、建设等单位共同验槽,检查基底土质是否符合设计要求;对不符合设计要求的松软土层、坟坑、孔洞等,应制定出处理方案,按方案认真进行处理,完全符合设计要求后,作出地基验槽记录和隐蔽工程记录,经参加验收的各方签证后,作为竣工资料和调整结算的依据。6.2.2.3成品保护措施1对测量控制定位桩、水准点应注意保护。挖土、运土机械行驶时,不得碰撞,并应定期复测检查其是否移位、下沉;平面位置、标高和边坡坡度是否符合设计要求。2基槽(坑)开挖设置的支撑或支护结构,在施工的全过程均应做好保护,不得随意损坏或拆除。3基槽(坑)、管沟的直立壁或边坡,在开挖后要防止扰动或被雨水冲刷,造成失稳。4基槽(坑)、管沟开挖后,如不能很快地浇筑垫层或安装管道,应采取保护措施,防止扰动或破坏基土。5基槽(坑)开挖过程中,如发现文物或古墓,应妥善保护,立即报有关文物部门处理;发现永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观测点以及地下管网、电缆等,应加以保护,并报有关部门处理。6深基坑土方开挖和降低地下水位过程中,应定期对邻近建(构)筑物、道路、管线以及支护系统进行观察和测试,如发现变形,下沉等异常情况,应采取保护措施或应急处理措施。6.2.2.4安全、环保措施1人工基槽(坑)开挖时,两人操作间距应大于3m,不得对面用镐挖土;挖土面积较大时,每人工作面不应小于6m2。挖土应由上而下、分层分段按顺序进行,严禁先挖坡脚或逆坡挖土,或采用底部掏空塌土方法挖土。2基坑开挖应严格按规定放坡,操作时应随时注意土壁的变动情况,如发现有裂缝或部分坍塌现象,应及时进行支撑或放坡,并注意支撑的稳固和土壁的变化。当采取不放坡开挖,应设置临时支护。冬期不设支撑的挖土作业,只许在土体冻结深度内进行。3深基坑上下应设阶梯或搭设靠梯,或开斜坡道,并采取防滑措施,禁止踩踏支撑上下。坑四周应设置安全拦杆。4人工吊运土方时,应检查起吊工具、绳索是否牢靠。吊斗下面不得站人,卸土堆应离开坑边一定距离,以防造成坑壁坍塌。5用手推车运土,应先平整好道路,并尽量采取单行道,以免来回碰撞;用平板车、翻斗车运土时,两车间距不得小于l0m,装土和卸土时,两车间距不得小于lm.6机械距土坡安全距离:汽车不小于3m;起重机不小于4m;堆土高不超过1.5m.1-1-293
7采用降排水措施时,抽出的水应有组织地排放至指定位置,不得任其漫流而污染场地环境。8运输土方的车辆如需在场外行驶时,应用加盖车辆或采取覆盖措施,以防遗洒污染道路和环境。6.2.3基槽(坑)机械挖土机械挖土是采用推土机、铲运机、装载机、挖掘机等设备开挖,配套自卸汽车等进行运输。具有操作机动灵活、运转方便、生产效率高、施工速度快等特点。适用于工业与民用建筑的机械开挖土石方工程,包括基槽(坑)、管沟以及路面基层等挖土工程。6.2.3.1施工准备1技术准备(1)熟悉施工图纸和地质勘察报告,掌握基础部分标高和做法、土层和地下水位情况,确定挖土深度和坡度,人员组织和安排,编制挖土施工方案和技术交底。(2)测量放线工作:根据给定的国家永久性坐标、水准点,按建筑物总平面和建筑红线要求,引测到现场。在建筑物周围,设置测量控制基线、轴线和水平基准点;做好轴线控制的测量和校核。轴线控制网应避开建筑物、构筑物、机械操作运输线路,并设保护标志;在建筑物四角设置龙门板,其他控制轴线设置龙门桩,龙门板和龙门桩一般距基槽(坑)1.5~2.0m,并放出基槽(坑)上口和下口的灰线。(3)有支护结构的深基坑土方开挖,应根据支护结构的特点和形式制定先支护后开挖、边开挖边支护或机械下坑底开挖还是在坑上搭栈桥开挖等的专门施工方案。(4)对参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。2材料准备(1)采用边开挖边支护(锚喷支护、锚杆支护、内支撑等)需准备支护用材料。(2)雨期施工应准备护坡用材料(如塑料布又钢丝网、水泥等)。(3)冬期施工应准备基底保温覆盖材料。(4)应准备好基础施工材料,以便验槽后可以立即进行基础工程的施工,防止晾槽时间过长。3主要机具(1)机械:推土机、铲运机、装载机、挖掘机、自卸汽车、水泵等。(2)工具:吊土斗、铁锹、十字镐、大锤、钢钎、钢撬棍、手推车等。4作业条件(1)现场三通一平已完成,地上地下障碍物已清除或地下障碍物已查明。(2)基槽(坑)开挖的测量放线工作已完成,并经验收符合设计要求;基坑支护桩及帽梁已达到设计强度。(3)开挖现场的地表水已排除,采用人工降低地下水位时,水位已降至基底标高500mm以下。(4)土方堆放场地已落实,机械倒运土方时,土方的装载、运输、堆高或平整的机械设备已落实。(5)参加施工人员已进行了技术、安全和文明施工的交底。6.2.3.2施工工艺1-1-293
1工艺流程测量放线→分层开挖→降、排水→边坡修整或支护→基底整平→验槽2施工要点(1)机械土方开挖应根据工程规模、土质情况、地下水位高低、施工设备条件、进度要求等合理选用挖土施工机械(见表6.2.1.1),以充分发挥机械效率,节省费用,加速工程进度。一般深度不大的大面积基坑开挖,宜采用推土机推土,配合装载机装车运土的方法;对长度和宽度均较大的大面积土方一次开挖,可用铲运机铲土;对面积较大且深的基坑,常采用液压反铲挖掘机开挖;挖高于挖掘面的土石方,常用液压正铲挖掘机开挖;在地下水位以下不排水挖土,可采用拉铲或抓铲挖掘,效率较高。(2)机械挖土应绘制详细的土方开挖图,规定开挖路线、顺序、范围、底部各层标高,边坡坡度,排水沟、集水井位置及流向,弃土堆放位置等,避免混乱,造成超挖、乱挖,应尽可能地使机械多挖,减少机械超挖和人工挖土。(3)各种挖土机械应采用其生产效率高的作业方法进行挖土:1)推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。铲土时应根据土质情况,尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低速运行时间,然后直接推运到预定地点。一般采用下坡推土法(图6.2.3.2-1),借助于机械自重增加推力向下坡方向切土推运,推土坡度控制在15°以内;或用并列推土法(图6.2.3.2-2),几台推土机同时作业,减少漏失量;或用槽形推土法(图6.2.3.2-3),重复连续多次在一条作业线上切土、推土,利用逐渐形成的浅槽,在沟槽内进行推土,减少土从铲刀两侧散漏,以增加推土量。图6.2.3.2-2并列推土法图6.2.3.2-1下坡推土法2)铲运机以铲土和运土作业为主。施工时的开行路线,应视挖土区的分布不同,合理安排铲土与卸土的相对位置,一般采取环形或8字形开行路线(图6.2.3.2-4);铲土厚度通常在80~300mm之间。作业方法多采用下坡铲土(图6.2.3.2-5)、预留土埂的跨铲法(图6.2.3.2-6);长距离挖运坚硬土时,多采用助铲法(图6.2.3.2-7),另用1台推土机配合3~4台铲运机顶推作业,或两台铲运机联合作业的双联铲运法等强制切土,以提高工效。1-1-293
图6.2.3.2-4“8”字形开行路线1—铲土;2—卸土;3—取土坑;4—卸土区图6.2.3.2-3槽形推土法图6.2.3.2-6跨铲法(A)铲斗宽;(B)不大于拖拉机履带净距1—沟槽;2—土埂图6.2.3.2-5下坡铲土法图6.2.3.2-7助铲法1—铲运机铲土;2—推土机助铲3)正铲挖掘机作业方法多采用正向开挖和侧向开挖两种方式(图6.2.3.2-8)。运土汽车布置于挖掘机的后面或侧面。开挖时的行进路线,当开挖宽度为0.8~1.5R(R为最大挖掘半径)时,挖掘机在工作面一侧直线进行开挖;当开挖宽度为1.5~2.OR时,挖掘机沿开挖中心线前进;开挖宽度为2.0~2.5R时,挖掘机做之字形移动;当开挖宽度为2.5~3.5R时,挖掘机沿工作面一侧做多次平行移动;开挖宽度大于3.5R时,挖掘机沿工作面侧向开挖。开挖工作面的台阶高度一般不宜超过4m,同时要经常注意边坡的稳定。图6.2.3.2-8正铲挖掘机开挖方式(a)、(b)正向开挖,侧向装土;(c)正向开挖,后方装土4)反铲挖掘机作业通常采用沟端开挖和沟侧开挖两种方法(图6.2.3.2-9)。当开挖1-1-293
图6.2.3.2-9反铲沟端及沟侧开挖法(a)、(b)沟端开挖法;(c)沟侧开挖法深度超过最大挖深时,可采取分层开挖(图6.2.3.2-10)。运土汽车布置于反铲的一侧,以减少回转角度,提高生产效率。对于较大面积的基坑开挖,反铲可做之字形移动。5)拉铲通常采用沟端开挖和沟侧开挖两种方法。当宽度较小,要求沟壁整齐,可采图6.2.3.2-10反铲多层接力开挖法图6.2.3.2-11抓铲挖掘机挖土用三角形挖土方法。6)抓铲挖掘机作业动臂角应在450以上。抓土应从四角开始,然后挖中间,分层抓土(图6.2.3.2-11)。挖掘机距边沿的距离不得小于2m。开挖沟槽时,沟底应留出200~300mm的土层暂不挖土,待铺管前用人工清理至设计标高。7)装载机作业与推土机、铲运机基槽相同,亦有铲装、转运、卸料、返回等四道操作工序。对大面积浅基坑,采取分层铲土;对高度不大的挖土,可采取上下轮换开挖法,先将土层下部lm以下铲300~400mm,然后再铲土层上部1m厚的土,上下转换开挖。土方直接从后端装自卸汽车运走。(4)自卸汽车数量应按挖掘机械大小、生产率和工期要求配备,应能保证挖掘或装载机械连续作业。汽车载重量宜为挖掘机斗容量的5~8倍。(5)大面积基础群基坑底板标高不一,机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高,然后再挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖掘机最大挖深时,宜分2~3层开挖,在一面修筑10%~15%坡道,作为机械和运土汽车进出通道。挖出之土方运至弃土场堆放,最后将斜坡道挖掉,可能的情况下场内应留部分土作基坑回填之用,以减少土方二次倒运。(6)基坑边角部位、桩的周围等机械开挖不到的部位,应用人工配合开挖和清底、清坡,将松土清至机械作业半径范围内,再用机械装车运走。1-1-293
(7)挖土机、运土汽车进出基坑的运输道路,应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础以后需开挖部位,使它互相贯通作为车道,或利用提前挖除土方后的地下设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道,以减少挖土量。(8)对面积和深度都较大的基坑,通常采用分层挖土施工法。使用大型土方机械在坑下作业。如为软土地基或在雨期施工,进人基坑行走需铺垫钢板或铺路基箱垫道。(9)对大型软土基坑,为减少分层挖运土方的复杂性,可采用“接力挖土法”(图6.2.3.2-10),它是利用两台或三台挖土机分别在基坑的不同标高处同时挖土。一台在地表,两台在基坑不同标高的台阶上,边挖土边向上传递,到上层由地表挖土机装车,用自卸汽车运到弃土地点。上部可用大型挖土机,中、下层可用液压中、小型挖土机,挖土、装车均衡作业,机械开挖不到之处,再配以人工开挖修坡、找平。在基坑纵向两端设道路出人口,上部汽车开行单向行驶。用本法开挖基坑,可一次挖到设计标高,一次成型。一般两层挖土可挖深l0m,三层挖土可挖深15m左右,避免将载重汽车开进基坑装土、运土作业,工作条件好,效率高,降低成本。(10)机械开挖应预留一层200mm厚土用人工清底找平,避免超挖和基底土遭受扰动。(11)土方工程冬期施工应做好各项准备工作,做到连续施工。挖掘和松碎冻土层的机具和方法,应根据土质、冻结深度、机具性能和施工条件等确定。当冻土层厚度较小时,可采用推土机、铲运机或挖掘机直接开挖;当冻土层厚度较大时,可采用松土机、破冻土犁、重锤冲击或爆破松碎等方法。冬期开挖基坑,应在冻结前用保温材料覆盖或将表土翻松,深度不小于300mm。开挖时应防止基底土遭受冻结,如较长时间不能进行下一道工序时,应在基底标高以上预留适当厚度的松土或用其他保温材料覆盖。如遇开挖土方引起邻近建(构)筑物的地基暴露时,应采取保护措施。6.2.3.3成品保护措施1机械挖土作业应注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩,防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。2基坑四周应设排水沟、集水井,场地应有一定坡度,以防雨水浸泡基坑和场地。3夜间施工应设足够的照明,防止地基、边坡超挖。4深基坑开挖的支护结构,在开挖全过程中应做好保护,不得随意拆除或损坏。5在斜坡地段挖土时,应遵循由上而下、分层开挖的顺序,以避免破坏坡脚,引起滑坡。6在软土或粉细砂地层开挖基槽(坑)和管沟时,应采用轻型或喷射井点降低地下水位至开挖基坑底以下0.5~1.0m,以防止土体滑动或出现流砂现象。7基槽(坑)和管沟开挖完成后,应尽快进行下一道工序施工,如不能及时进行施工,应预留一层200~300mm以上土层,在进行下一道工序前挖去,以避免基底遭受扰动,降低地基承载力。6.2.3.4安全、环保措施1开挖边坡土方,严禁切割坡脚,以防导致边坡失稳;当山坡坡度陡于1/5时,或在软土地段,不得在挖方上侧堆土。21-1-293
机械行驶道路应平整、坚实,必要时,底部应铺设枕木、钢板或路基箱垫道,防止作业时下陷;在饱和软土地段开挖土方,应先降低地下水位,防止设备下陷或基土产生侧移。3机械挖土应分层进行,合理放坡,防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。用推土机推土,铲刀不得超出坡沿,以防倾覆。陡坡地段推土需设专人指挥,严禁在陡坡上转弯。正车上坡和倒车下坡的上下坡度不得超过35°,横坡不得超过10°。推土机陷车时,应用钢丝绳缓缓拖出,不得用另一台推土机直接推出。4多台挖掘机在同一作业面机械开挖,挖掘机间距应大于l0m;多台挖掘机在不同台阶同时开挖时,应验算边坡的稳定,上下台阶挖掘机前后应相距30m以上,挖掘机离下部边坡应有一定安全距离,以防造成翻车事故。5在有支撑的基坑中挖土时,必须防止碰撞支撑,在坑沟边使用机械挖土时,应计算支撑强度,危险地段应加强支撑。6机械施工区域禁止无关人员进人场地内。挖掘机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。土石方爆破时,人员及机械设备应撤离危险区域。挖掘机、装载机卸土,应待整机停稳后进行,不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过;装土时任何人都不得停留在装土车上。7挖掘机操作和汽车装土行驶要听从指挥;所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶,防止撞车。8一挖掘机行走和自卸汽车卸土时,必须注意上空电线,不得在架空输电线路下工作;如在架空输电线路一侧工作时,垂直与水平距离分别不得小于2.5m与4~6m(lOkV以下)。9夜间作业,机上及工作地点必须有充足的照明设施,在危险地段应设置明显的警示标志和护拦。10冬期、雨期施工,运输机械和行驶道路应采取防滑措施,以保证行车安全。11采用降排水措施时,抽出的水应有组织地排放至指定位置,不得任其漫流而污染场地环境。12运输土方的车辆如需在场外行驶时,应用加盖车辆或采取覆盖措施,以防遗洒污染道路和环境。13如在居民区附近施工时,噪声大的机械夜间应禁止施工,以免影响居民休息。6.2.4质量控制要点1土方开挖前应检查定位放线、排水和降低地下水位系统,合理安排土方运输车的行走路线及弃土场地。2施工过程中应检查平面位置、水平标高和边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统,并随时观察周围的环境变化。3临时性挖方的边坡值应符合表6.2.4的规定。表6.2.4临时性挖方的边坡值土的类别边坡值(高,宽)砂土(不包括细砂、粉砂)1:1.25~1:1.50一般性黏土硬1:0.75~1:1.10硬塑1:1.10~1:1.251-1-293
软1:1.50或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑黏性土1:0.50~1:1.10充填砂土1:1.00~1:1.50注:1设计有要求时,应符合设计标准;2如采用降水或其他加固措施,可不受本表限制,但应计算复核;3开挖深度,对软土不应超过4m>对硬土不应超过8m,6.2.5质量标准土方开挖工程的质量检验标准应符合表6.2.5的规定。6.2.6质量验收6.2.6.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。6.2.6.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。6.2.6.3质量验收记录:1地基验槽记录和隐蔽工程记录。2钎探记录等。3检验批质量验收记录按表6.2.6.3“土方开挖工程检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表6.2.5土方开挖工程的质量检验标准(mm)项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基基坑基槽挖方场地平整管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高一50士30士50一50一50水准仪2长度、宽度(由设计中心线向两边量)+200一50十300一100十500一150十100经纬仪,用钢尺量3边坡设计要求观察或用坡度尺检查一般项目1表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察或土样分析注:地(路)面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地(路)面的基层。表6.2.6.3土方开挖工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录项目允许偏差或允许值(mm)柱基基坑基槽挖方场地平整管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高-50±30±50-50-502长度、宽度(由设计中心线向两边量)+200-50+300-100+500-150+1003边坡设计要求一般项目1表面平整度20205020202基底土性设计要求施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
6.3土方回填土方回填,系用人力或机械对场地、基槽(坑)和管沟进行分层回填夯实,以保证达到要求的密实度。本节适用于工业与民用建筑场地、基槽(坑)和管沟、室外散水等回填土工程。6.3.1施工准备6.3.1.1技术准备1施工前,应根据工程特点、填料土质、设计要求的压实系数、施工条件,进行必要的压实试验,确定填料含水量控制范围、铺土厚度、夯实或碾压遍数等参数。根据现场条件确定施工方法。2制施工方案和技术交底,并向施工人员进行技术、质量、安全、环保、文明施工交底。6.3.1.2主要材料1土料:宜优先选用基槽(坑)中挖出的原土,并清除其中的有机杂质和粒径大于50mm的颗粒,含水量应符合设计要求。2石屑:不含有机杂质,最大粒径不大于50mm。6.3.1.3主要机具1人工回填主要机具有:铁锹、手推车、机动翻斗车、蛙式打夯机、木夯、筛子、喷壶等。2机械回填主要机具有:推土机、铲运机、汽车、压路机、羊足碾、平碾、平板振动器等。6.3.1.4作业条件1回填前,应清除基底上草皮、杂物、树根和淤泥,排除积水,并在四周设排水沟或截洪沟,防止地面水流人填方区或基槽(坑),浸泡地基,造成基土下陷。2施工完地面以下基础、构筑物、防水层、保护层、管道(经试水合格),填写好地面以下工程的隐蔽工程记录,并经质量检查验收、签证认可。混凝土或砌筑砂浆达到规定的强度。3大型土方回填,应根据工程规模、特点、填料种类、设计对压实系数的要求、施工机具设备条件等,通过试验确定土料含水量控制范围,每层铺土厚度和打夯或压实遍数等施工参数。4做好水平高程的测设,基槽(坑)或管沟、边坡上每隔3m打人一根水平木桩,室内和散水的边墙上,做好水平标记。6.3.2材料质量控制要点1土料最大颗粒粒径不大于50mm,含水量符合设计要求。2碎石类土、砂土和爆破石渣,其最大粒径不得超过每层铺设厚度的2/3,可用作场地表层以下填料。3基础肥槽、管沟、室内填土砖块、石块和粒径大于50mm的土料不宜用作回填料。4有机质含量不大于8%的土仅可用于无压实要求的填方。5淤泥和淤泥质土一般不能用作回填土料。1-1-293
6.3.3施工工艺6.3.3.1工艺流程基层处理→分层摊铺→分层压(夯)密实→分层检查验收6.3.3.2施工要点1填土前应检验土料质量、含水量是否在控制范围内。土料含水量一般以手握成团、落地开花为适宜。当含水量过大,应采取翻松、晾干、风干、换土回填、掺入干土或其他吸水性材料等措施,防止出现橡皮土。如土料过干(或砂土、碎石类土)时,则应预先洒水湿润,增加压实遍数或使用较大功率的压实机械等措施。各种压实机具的压实影响深度与土的性质、含水量和压实遍数有关,回填土的最优含水量和最大干密度,应按设计要求经试验确定。其参考数值见表6.3.3.2-1。表6.3.3.2-1土的最优含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围最优含水量(%)(重量比)最大干密度(t/m3)1砂土8~121.80~1.882黏土19~231.58~1.703粉质黏土12~151.85~1.954粉土16~221.61~1.80注:1表中土的最大干密度应以现场实际达到的数字为准;2一般性的回填可不作此项测定。2基底处理:(1)场地回填应先清除基底上的垃圾、草皮、树根,排除坑穴中积水、淤泥和杂物,并应采取措施防止地表滞水流人填方区,浸泡地基,造成基土下陷。(2)当填方基底为耕植土或松土时,应将基底充分夯实或碾压密实。(3)当填方位于水田、沟渠、池塘或含水量很大的松散地段,应根据具体情况采取排水疏干,或将淤泥全部挖除换土、抛填片石、填砂砾石、翻松、掺石灰等措施进行处理。(4)当填土场地地面陡于1/5时,应先将斜坡挖成阶梯形,阶高0.2~0.3m,阶宽大于lm,然后分层填土,以利结合和防止滑动。3回填土应分层摊铺和夯压密实,每层铺土厚度和压实遍数应根据土质、压实系数和机具性能而定。一般铺土厚度应小于压实机械压实的作用深度,应能使土方压实而机械的功耗最少。通常应进行现场夯(压)实试验确定。常用夯(压)实工具机械每层铺土厚度和所需的夯(压)实遍数参考数值见表6.3.3.2-2。表6.3.3.2-2填方每层铺土厚度和压实遍数项次压实机具每层铺土厚度(mm)每层压实遍数(遍)1平碾(8~120t)200~3006~82羊足碾(5~160t)200~3506~163蛙式打夯机(200kg)200~2503~44振动碾(8~15t)60~1306~85振动压路机(2t,振动力98kN)120~150106推土机200~3006~87拖拉机200~3008~168人工打夯不大于2003-41-1-293
4填方应在边缘设一定坡度,以保持填方的稳定。填方的边坡坡度根据填方高度、土的种类和其重要性,在设计中加以规定,当无规定时,可按表6.3.3.2-3采用。表6.3.3.2-3永久性填方的边坡坡度项次土的种类填方高度(m)边坡坡度1黏土类土、黄土、类黄土61:1.502粉质黏土、泥灰岩土6~71:1.503中砂和粗砂101:1.504黄土或类黄土6~91:1.505砾石和碎石土10~121:1.506易风化的岩土121:1.50注:1当填方的高度超过本表规定的限值时,其边坡可做成折线形,填方下部的边坡应为1:1.75~1:2.00;2凡永久性填方,土的种类未列人本表者,其边坡坡度不得大于45°/2,为土的自然倾斜角;3对使用时间较长的临时性填方(如使用时间超过一年的临时工程的填方)边坡坡度,当填高小于l0m时可采用1:1.50;超过l0m可作成折线形,上部采用1:1.50,下部采用1:1.75。5在地形起伏处填土,应做好接搓,修筑1:2阶梯形边坡,每台阶高可取500mm,宽l000mm。分段填筑时,每层接缝处应作成大于1:1.5的斜坡。接缝部位不得在基础、墙角、柱墩等重要部位。6人工回填打夯前应将填土初步整平,打夯要按一定方向进行,一夯压半夯,夯夯相接,行行相连,两遍纵横交叉,分层夯打。夯实基槽及地坪时,行夯路线应由四边开始,然后夯向中间。用蛙式打夯机等小型机具夯实时,打夯之前应对填土初步整平,打夯机依次夯打,均匀分开,不留间歇。基槽(坑)回填应在相对两侧或四周伺时进行回填与夯实。回填高差不可相差太多,以免将墙挤歪。较长的管沟墙,应采取内部加支撑的措施。回填管沟时,应用人工先在管道周围填土夯实,并应从管道两边同时进行,待填至管顶0.5m以上,方可采用打夯机夯实。7采用推土机填土时,应由下而上分层铺填,不得采用大坡度推土,以推代压,居高临下,不分层次和一次推填的方法。推土机运土回填,可采取分堆集中,一次运送方法,以减少运土漏失量。填土程序宜采用纵向铺填顺序,从挖土区段至填土区段,以40~60m距离为宜,用推土机来回行驶进行碾压,履带应重叠一半。8采用铲运机大面积铺填土时,铺填土区段长度不宜小于20m,宽度不宜小于8m。铺土应分层进行,每次铺土厚度不大于300~500mm;每层铺土后,利用空车返回时将地表面刮平,填土程序一次横向或一次纵向分层卸土,以利行驶时初步压实。9大面积回填宜用机械碾压,在碾压之前宜先用轻型推土机推平,低速预压4~5遍,使表面平实,避免碾轮下陷;采用振动平碾压实爆破石渣或碎石类土,应先静压,而后振压。10碾压机械压实填方时,应控制行驶速度,一般平碾、振动碾不超过2km/h;羊足碾不超过3km/h;并要控制压实遍数。碾压机械与基础或管道应保持一定距离,防止将基础或管道压坏或使其移位。11用压路机进行填方压实,应采用“薄填、慢驶、多次”的方法。碾压方向应从两1-1-293
边逐渐压向中间,碾轮每次重叠宽度约150~250mm,边坡、边角边缘压实不到之处,应辅以人力夯或小型夯实机具夯实。碾压墙、柱、基础处填方,压路机与之距离不应小于0.5m。每碾压一层完后,应用人工或机械(推土机)将表面拉毛,以利结合。12用羊足碾碾压时,碾压方向应从填土区的两侧逐渐压向中心。每次碾压应有150~200mm的重叠,同时应随时清除粘于羊足之间的土料。为提高上部土层密实度,羊足碾压过后,宜再辅以拖式平碾或压路机压平。13用铲运机及运土工具进行压实,其移动均须均匀分布于填筑层的全面,逐次卸土碾压。14填土层如有地下水或滞水时,应在四周设置排水沟和集水井,将水位降低。已填好的土层如遭水浸泡,应把稀泥铲除后,方能进行上层回填;填土区应保持一定横坡,或中间稍高两边稍低,以利排水;当天填土应在当天压实。15雨期基槽(坑)或管沟回填,工作面不宜过大,应逐段、逐片地分期完成。从运土、铺填到压实各道工序应连续进行。雨前应压完已填土层,并形成一定坡度,以利排水。施工中应检查、疏通排水设施,防止地面水流人坑(槽)内,造成边坡塌方或使基土遭到破坏。现场道路应根据需要加铺防滑材料,保持运输道路畅通。16冬期填方,要清除基底上的冰雪和保温材料,排除积水,挖出冰块和淤泥。对室内基坑(槽)和管沟及室外管沟底至顶0.5m范围内的回填土,不得采用冻土块或受冻的黏土作土料。对一般沟槽部位的回填土,冻土块含量不得超过回填总量的15%,且冻土块的颗粒应小于150mm,并应均匀分布。填方宜连续进行,逐层压实,以免地基土或已填的土受冻。大面积土方回填时,要组织平行流水作业或采取其他有效的保温防冻措施,平均气温在-5℃以下时,填方每层铺土厚度应比常温施工时减少20%~25%,逐层夯压实;冬期填方高度应增加1.5%~3.0%的预留下陷量。6.3.4质量控制要点1土方回填前应清除基底的垃圾、树根等杂物,抽除坑穴积水、淤泥,验收基底标高。2在耕植土或松土上填方,应在基底压实后再进行。3对填方土料应按设计要求验收后方可填人。4填方施工过程中应检查排水措施,每层填筑厚度、含水量控制、压实程度。填筑厚度及压实遍数应根据土质、压实系数及所用机具确定。6.3.5成品保护措施1回填时,应注意保护定位标准桩、轴线桩、标准高程桩,防止碰撞损坏或下沉。2基础或管沟的混凝土,砂浆应达到一定强度,不致因填土受到损坏时,方可进行回填。3基槽(坑)回填应分层对称进行,防止一侧回填造成两侧压力不平衡,使基础变形或倾倒。4夜间作业,应合理安排施工顺序,设置足够照明,严禁汽车直接倒土人槽,防止铺填超厚和挤坏基础。5已完填土应将表面压实,做成一定坡向或做好排水设施,防止地面雨水流人基槽(坑)浸泡地基。1-1-293
6.3.6安全、环保措施1基槽(坑)和管沟在回填前,应检查坑(槽)、沟壁有无塌方迹象,下坑(槽)操作人员要戴安全帽。2在填土夯实过程中,要随时注意边坡土的变化,对坑(槽)、沟壁有松土掉落或塌方的危险时,应采取适当的支护措施。基坑(槽)边上不得堆放重物。3坑(槽)及室内回填,用车辆运土时,应对跳板、便桥进行检查,以保证交通道路畅通安全。车与车的前后距离不得小于5m,车辆上均应装设制动闸,用手推车运土回填,不得放手让车自动翻转卸土。4基坑(槽)回填土时,支撑(护)的拆除,应按回填顺序,从下而上逐步拆除,不得全部拆除后再回填,以免边坡失稳;更换支撑时必须先装新的,再拆除旧的。5非机电设备操作人员不准擅自动用机电设备。使用蛙式打夯机时,要两人操作,其中1人负责移动胶皮电线。操作打夯机人员,必须戴绝缘手套,以防触电。打夯时要精神集中,两机平行间距不得小于3m;在同一夯行路线上,前后距离不得小于l0m。6压路机制动器必须保持良好,机械碾压运行中,碾压轮边距填方边缘应大于500mm,以防发生溜坡倾倒。停车时应将制动器制动住,并楔紧滚轮,禁止在坡道上停车。7如在居民区附近施工时,噪声大的机械夜间应禁止施工,以免影响居民休息。6.3.7质量标准填方施工结束后,应检查标高、边坡坡度、压实程度等,检验标准应符合表6.3.7的规定。表6.3.7填土工程的质量检验标准(mm)项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基基坑基槽场地平整管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高-50±30±50-50+50水准仪2分层压实系数设计要求按规定方法一般项目1回填土料设计要求取样检查或直观鉴别2分层厚度及含水量设计要求水准仪及抽样检查3表面平整度2020302020用靠尺或水准仪6.3.8质量验收6.3.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。6.3.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。6.3.8.3质量验收记录:1填土料的质量检查记录。2每层压(夯)检验报告和取样点位置图。3检验批质量验收记录按表6.3.8.3“土方回填工程检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表6.3.8.3土方回填工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录检查项目允许偏差或允许值(mm)柱基基坑基槽场地平整管沟地(路)面基础层人工机械主控项目1标高-50±30±50-50-502分层压实系数设计要求一般项目1回填土料设计要求2分层厚度及含水量设计要求3表面平整度2020302020施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
7基坑工程7.1一般规定7.1.1在基坑(槽)或管沟工程等开挖施工中,当可能对邻近建(构)筑物、地下管线、永久性道路产生危害时,应对基坑(槽)、管沟进行支护后再开挖。7.1.2有支护基坑(槽)、管沟开挖前应做好下述工作:1开挖前,应根据支护结构形式、挖深、地质条件、施工方法、周围环境、工期、气候和地面载荷等资料制定施工方案、环境保护措施、监测方案,经审批后方可施工。2土方工程施工前,应对降水、排水措施进行设计,系统应经检查和试运转,一切正常时方可开始施工。3有关支护结构的施工质量验收可按本标准第4章、第5章及本章第7.2、7.3、7.4、7.6、7.7节的规定执行,验收合格后方可进行土方开挖。7.1.3土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。7.1.4基坑(槽)、管沟的挖土应分层进行。在施工过程中基坑(槽)、管沟边堆置土方不应超过设计荷载,挖方时不应碰撞或损伤支护结构、降水设施。7.1.5基坑(槽)、管沟土方施工中应对支护结构、周围环境进行观察和监测,如出现异常情况应及时处理,待恢复正常后方可继续施工。基坑工程监测项目可按表7.1.5选择。表7.1.5基坑监测项目表基坑侧壁安全等级监测项目一级二级三级支护结构水平位移应测应测应测周围建筑物、地下管线变形应测应测宜测地下水位应测应测宜测桩、墙内力应测宜测可测锚杆拉力应测宜测可测支撑轴力应测宜测可测立柱变形应测宜测可测土体分层竖向位移应测宜测可测支护结构界面上侧向压力应测宜测可测1基坑开挖监控方案应包括监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。1-1-293
2监测点的布置应满足监控要求,从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。3位移观测基准点不应少于2点,且应设在影响范围以外。4监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于2次。5基坑监测项目的监控报警值应按第7.1.7条规定执行。6各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过设计规定或表7.1.7的规定,或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数。当有事故征兆时,应连续监测。7基坑开挖监测过程中,应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告,报告内容应包括:(1)工程概况;(2)监测项目和各测点的平面和立面布置图;(3)采用的仪器设备和监测方法;(4)监测数据处理方法和监测结果过程曲线;(5)监测结果评价等。7.1.6基坑(槽)、管沟开挖至设计标高后,应对坑底进行保护,经验槽合格后,方可进行垫层施工。对特大型基坑,宜分区分块挖至设计标高,分区分块及时浇筑垫层。必要时,可加强垫层。7.1.7基坑(槽)、管沟土方工程验收必须确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时,以设计要求为依据。如无设计指标时应按表7.1.7的规定执行。表7.1.7基坑变形的监控值(cm)基坑类别围护结构墙顶位移监控值围护结构J.体最大位移监控值地面最大沉降监控值一级基坑353二级基坑686三级基坑81010注:1符合下列情况之一,为一级基坑:1)重要工程或支护结构做主体结构的一部分;2)开挖深度大于10m;3)与临近建筑物,重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;4)基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。2三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特别要求时的基坑:3除一级和三级外的基坑属二级基坑;4当周围已有的设施有特殊要求时.尚应符合这些要求。7.2排桩墙支护工程7.2.1特点和适用范围本节排桩墙支护结构系指钢筋混凝土预制桩、灌注桩,钢板桩、钢筋混凝土预制板桩等类型桩,以一定的排列方式组成的基坑支护结构。其排列形式有密式、疏式、锁扣式、双排式等;按受力特点又可分为悬臂式、拉锚式和内撑式。钢筋混凝土预制桩(包括预制板桩)、钢板桩,为工厂生产的成品,具有施工速度快、1-1-293
施工工艺成熟、钢板桩可重复使用、经济效益好等优点;但在打设时噪声较大,深度也受到一定的限制。适用于地下水位较低或涌水量较小的赫性土、砂土和软土中深度不大的基坑作支护结构。钢筋混凝土灌注桩,施工无噪声、无振动、无挤土,刚度大、抗弯能力强、变形较小,应用范围广,可作悬臂式、拉锚式和内撑式各种支护结构,可作成密排式(密式)和疏排式(疏式),又可采用相隔一定距离的双排桩与桩顶横梁组成空间结构用于较深基础的悬臂式支护结构。适用于各种深度、各种土质条件下作支护结构。7.2.2施工准备7.2.2.1技术准备1认真学习排桩墙的设计文件,掌握排桩墙的类型、构造;2研究施工区域的岩土工程勘察报告,了解土层的构造、变化和分布规律以及物理力学性能指标;地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况,以及各含水层(包括上层滞水、潜水、承压水)的补给条件和水力联系等。3查明影响范围内建(构)筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状。4查明基坑周边的各类地下设施,包括上、下水,电缆,煤气,污水,雨水,热力管线或管道的分布和性状。5编制施工组织设计(或施工方案)。7.2.2.2主要材料1水泥:宜使用硅酸盐水泥。水泥重量允许偏差士2%。2粗骨料:宜使用材质坚硬、级配良好、5~40mm的卵石或碎石,粗骨料重量允许偏差士3%。3细骨料:宜使用含泥量≤3%的中、粗砂。细骨料重量允许偏差士3%。4外加剂:可使用速凝、早强、减水剂、塑化剂。外加剂溶液允许偏差士2写。5外掺料:可酌情使用外掺料。6水:混凝土拌合用水应符合((f昆凝土拌合用水标准》JGJ63的有关规定。7钢材:主筋宜使用HPB235、HRB335等。箍筋宜使用φ6~φ8钢筋。型钢应满足有关标准要求。8预制混凝土方桩的规格、型号按设计要求选用。9预制钢筋混凝土板桩常用的截面形式有矩形和T形两种,见图7.2.2.2。图7.2.2.2钢筋混凝土板桩的截面形式(a)矩形截面;(b)T形截面1-1-293
矩形截面板桩,形状简单,制作方便,打人容易,板桩之间的接缝易于处理。矩形截面板桩的厚度,根据钢筋混凝土抗裂和强度要求按计算确定,一般为150~450mm,宽度取决于打桩设备的能力及其龙口宽度,一般采用500~800mm;T形截面板桩由翼缘和肋组成。翼缘主要起挡土作用,翼缘板厚一般为100~150mm,宽度可达至1600mm。肋的作用是将板桩上的侧压力传至地基,厚度一般为200~300mm,其宽度一般为470~750mm。10钢板桩:国产钢板桩常用的有鞍钢和包钢生产的U形钢板桩,其规格、型号与技术参数见表7.2.2.2。表7.2.2.2国产拉森式(U形)钢板桩型号尺寸(mm)截面积(cm2)重量(kg/m)惯性矩截面抵抗矩bhl1t2单根每米宽(cm4)单根(cm4)每米宽(cm4/m)单根(cm3)每米宽(cm3/m)鞍W型40018099.1477.73193.334.02531.9633432043鞍W新型40018015.510.598.7076.94192.583.97031.9503362043包N型50018516.010.0115.1398.80181.605.95545.655424.824107.2.2.3主要机具设备1钢筋混凝土灌注桩可根据设计要求的桩型选用冲击式钻机、冲抓锥成孔钻机、长螺旋钻机、回转式钻机、潜水钻机、振动沉管打桩机等打桩机械及其配套的其他机具设备。2预制钢筋混凝土桩(方桩、板桩)、钢板桩可根据设计的桩型及地质条件选用柴油打桩机、蒸汽打桩机、振动打拔桩机、静力压桩机等打桩机械及其配套的其他机具设备。3打桩机械见本标准第6章相应桩型的施工机械及配套机具。7.2.2.4作业条件1施工现场水电应满足施工要求;2施工道路通畅;3施工现场应具备临设搭设场地;4施工现场应具备作业施工空间;5施工现场应平整、泥浆排放地点已指定;6施工现场应具备满足施工要求的测量控制点。7.2.3材料质量控制要点1混凝土原材料的质量控制要点见本标准第5.6.2条。2钢板桩:新桩可按出厂标准检验,重复使用的钢板桩应符合表7.2.7-1的规定。3混凝土板桩应符合表7.2.7-2的规定。7.2.4施工工艺7.2.4.1钢筋混凝土排桩墙1预制钢筋混凝土排桩墙(方桩、板桩)采用锤击法或静力压桩法施工的工艺见本标准第5.2节、第5.4节。2钢筋混凝土灌注桩施工工艺根据设计的桩型和地质条件按本标准第5.6节相应工1-1-293
艺选用。3钢筋混凝土灌注桩排桩墙施工顺序:(1)排桩墙一般应采用间隔法组织施工。当一根桩施工完成后,桩机移至隔一桩位进行施工。(2)疏式排桩墙宜采用由一侧向单一方向隔桩跳打的方式进行施工。(3)密排式排桩墙宜采用由中间向两侧方向隔桩跳打的方式进行施工。(4)双排式排桩墙采用先由前排桩位一侧向单一方向隔桩跳打,再由后排桩位中间向两侧方向隔桩跳打的方式进行施工。(5)当施工区域周围有需保护的建筑物或地下设施时,施工顺序应自被保护对象一侧开始施工。逐步背离被保护对象。4冠梁施工(1)破桩:桩施工时应按设计要求控制桩顶标高。待桩施工完成达到要求的强度后,按设计要求位置破桩。破桩后,桩中主筋长度应满足设计锚固要求。(2)冠梁施工:排桩墙冠梁一般在土方开挖前施工。采用在土层中开挖土模或支设模板,绑扎钢筋、浇筑混凝土的方法进行。腰梁、围檀、内撑均应按设计要求与土方开挖配合施工。5锚杆施工锚拉桩的锚杆一般应与土方开挖配合施工。7.2.4.2钢板桩1工艺流程(1)单独打人法:测量放线、定桩位→桩机就位→(从一角开始)插桩→逐块(或两块一组)打设→最后封闭合拢(2)双层围凛法:测量放线、定桩位→打设围擦桩→安装围擦梁→在围擦上划桩线→在围擦内逐块插桩直至封闭合拢→按阶梯形逐根打桩(3)屏风法:测量放线、定桩位→打设围擦桩→安装围擦梁→在围擦上划桩线→分组(10~20块)插人钢板桩→打人两端定位桩→按阶梯打人中间各根桩2施工要点(1)钢板桩分无锚板桩和有锚板桩两类。无锚板桩用于较浅的基坑,依靠人土部分的土压力维持桩的稳定;有锚板桩是在上部用拉锚或支撑加以固定。图7.2.4.2-1固定钢板桩的腰梁1—拉杆;2—钢板桩;3—腰梁相邻钢板桩的结合形式,分互握式和握裹式两种锁口。互握式锁口间隙较大,其转角可达24°,可构成曲线的钢板排桩墙;握裹式锁口较紧密,转角只允许10°~15°。1-1-293
(2)封闭式的钢板桩墙,要求做到封面平直,便于安装腰梁和钢拉杆。腰梁一般用槽钢制作,见图7.2.4.2-1;拉杆用圆钢制作,见图7.2.4.2-2。图7.2.4.2-2钢拉杆1—螺母;2—环形节点板;3—拉杆;4—垫圈其打设方法有以下几种:1)单独打入法。这种方式是从板桩墙的一角开始,逐块(或两块为一组)打设,直至工程结束。其优点是:打人方式简便、迅速,不需要其他辅助支架。缺点是:这种打人方式易使板桩向一侧倾斜,且误差积累后不易纠正。因此,这种方式只适用于板桩墙要求不高、且板桩长度较小(如小于10m)的情况。2)双层围檩法。这种打人方式,是先在地面上沿板桩墙的两侧每隔一定距离打人围檩桩(工字钢),并于其上、下安装两层钢围檩(工字钢),然后根据钢围檩上的画线将钢板桩逐块全部插好,树起高大的板桩墙,待轴线准确无误且四角封闭合拢后,再按阶梯形将钢板桩一块块打入土中。采用这种方式打设钢板桩的优点是:桩墙的平面尺寸准确,墙面的平直度和桩的垂直度都易保证,封闭合拢较好,工程质量能保证。其缺点是耗费的辅助材料多,不经济,且施工速度较慢。一般只用于桩墙质量要求很高的情况(图7.2.4.2-3)。3)屏风法。用单层围檩,然后以10~20块钢板桩为一组,根据围檩上的画线逐块插人土中,形成屏风墙(图7.2.4.2-4),然后先将两端1~2块钢板桩打人,并严格控制其垂直度,用电焊固定在围檩上,作为定位钢板桩。其余钢板桩按1/2或1/3顺序高度呈阶梯状打设。如此逐组进行。图7.2.4.2-4单层围檩1—围檩桩;2—围檩;3—两端先打入的定位桩图7.2.4.2-3双层围檩1—围檩桩;2—围檩1-1-293
这种打桩方式的优点是可以减少倾斜误差积累,防止过大的倾斜,而且易于实现封闭合拢,能保证板桩墙的施工质量。其缺点是插桩的自立高度较大,要注意插桩的稳定和施工安全。(3)打桩机械的选择钢板桩打设的机械与其他桩种施工相同。但结合打设钢板桩的特点(稳定、行走方便,导杆可作水平、垂直和前后调整,便于每块钢板桩随时校正),宜选用三支点导杆式履带打桩机。桩锤有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等,以选柴油锤为宜。锤重一般以钢板桩重量的两倍为宜。桩锤的外形尺寸要适应桩的宽度,桩锤的直径不得大于桩组合打入块数的总宽度。(4)打桩流水段的划分打桩流水段的划分与桩的封闭合拢有关。流水段长度大,合拢点就少,相对积累误差大,轴线位移相应也大;流水段长度小,则合拢点多,积累误差小,但封闭合拢点增加。一般情况下,应采用后一种方法。另外,采取先边后角的打设方法,可保证墙面平整,不影响墙内围檩支撑的安装精度,对于打桩积累偏差可在转角外作轴线修正。(5)施工前准备工作1)钢板桩检验。钢板桩材质检验和外观检验,对焊接钢板桩,尚需进行焊接部位的检验。对用于基坑临时支护结构的钢板桩,主要进行外观检验,并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正,以减少打桩过程中的困难。外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、高度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。检查中要注意:a对打人钢板桩有影响的焊接件应予以割除;b有割孔、断面缺损的应予以补强;c若钢板桩有严重锈蚀,应测量其实际断面厚度,以便决定在计算时是否需要折减。原则上要对全部钢板桩进行外观检查。材质检验:对钢板桩母材的化学成分、机械性能进行全面试验,包括钢材的化学成分分析,构件的拉伸、弯曲试验。锁口强度试验和延伸率试验等项内容。每一种规格的钢板桩至少进行一个拉伸、弯曲试验。每25~50t的钢板桩应进行两个试件试验。2)钢板桩的矫正。钢板桩为多次周转使用的材料,在使用过程中会发生板桩的变形、损伤。偏差超过表7.2.7-1中数值者,使用前应进行矫正与修补。其矫正与修补方法如下:a表面缺陷修补:通常先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污,然后用焊接修补的方法补平,再用砂轮磨平。b端部平面矫正:一般用氧乙炔切割部分桩端,使端部平面与轴线垂直。然后再用砂轮对切割面进行磨平修整。当修整量不大时,也可直接采用砂轮进行修理。c桩体挠曲矫正:腹板弯曲矫正时,两端固定在支承点上,用设置在龙门式顶梁架上的千斤顶顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正;侧向弯曲矫正通常在专门的矫正平台上进行。d桩体扭曲矫正:这种矫正较复杂,可视扭曲情况采用上述。中的方法矫正。e桩体局部变形矫正:对局部变形处用氧乙炔热烘与千斤顶顶压、大锤敲击相结合1-1-293
的方法进行矫正。f锁口变形矫正:用标准钢板桩作为锁口整形胎具,采用慢速卷扬机牵拉调整处理,或采用氧乙炔热烘和大锤敲击胎具推进的方法进行调直处理。(6)围檩(导架)安装为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直,控制桩的打人精度,防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯人能力,一般都需要设置一定刚度的、坚固的围檩,亦称“施工导架”。围檩的形式,在平面上有单面和双面之分,在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面围檩。围檩桩的间距一般为2.5~3.5m,双面围檩之间的间距一般比板桩墙厚度大8~15mm。围檩的位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形。围檩梁的高度要适宜,要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效,要用经纬仪和水平仪控制围檩梁的位置和标高。钢板桩打设允许误差:桩顶标高±l00mm;板桩轴线偏差±l00mm;板桩垂直度1%。(7)钢板桩的打设先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩,插桩时锁口要对准,每擂人一块即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在互相垂直的两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移,可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板,阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板块的位置,以便随时检查校正。钢板桩分几次打人,如第1次由20m高打至15m,第2次则打至l0m,第3次打至围擦梁高度,待围擦架拆除后第4次再打至设计标高。打桩时,开始打设的第一、二块钢板桩的打人位置和方向要确保精度,它可以起样板导向作用,一般每打入lm应测量一次。(8)钢板桩的转角和封闭钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数,或者板桩墙的轴线较复杂,钢板桩的制作和打设也有误差,这些都会给钢板桩墙的最终封闭合拢带来困难。钢板桩墙的转角和封闭合拢施工,可采用下述方法:l)采用异形板桩:异形板桩的加工质量较难保证,而且打人和拔出也较困难,特别是用于封闭合拢的异形板桩,一般是在封闭合拢前根据需要进行加工,往往影响施工进度,所以应尽量避免采用异形板桩。2)连接件法:此法是用特制的“。”形和“s90形连接件来调整钢板桩的根数和方向,实现板桩墙的封闭合拢。钢板桩打设时,预先测定实际板桩墙的有效宽度,并根据钢板桩和连接件的有效宽度确定板桩墙的合拢位置。3)骑缝搭接法:利用选用的钢板桩或宽度较大的其他型号钢板桩作闭合板桩,打设于板桩墙闭合处。闭合板桩应打设于挡土的一侧。此法用于板桩墙要求较低的工程。4)轴线调整法:此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计长度和位置的调整实现封闭合拢。封闭合拢处最好选在短边的角部。轴线修正的具体作法如下(图7.2.4.2-5):a沿长边方向打至离转角桩约尚有8块钢板桩时暂时停止,量出至转角桩的总长度和增加的长度;1-1-293
b在短边方向也照上述办法进行;根据长、短两边水平方向增加的长度和转角桩的尺寸,将短边方向的围檩梁与围檩桩分开,用千斤顶向外顶出,进行轴线外移,经核对无误后,再将围檩梁和围檩桩重新焊接固定;d在长边方向的围檩梁内插桩,继续打设,插打到转角桩后,再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩;图7.2.4.2-5轴线修正根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打,最后一块封闭合拢的钢板桩,设在短边方向从端部算起的第三块板桩的位置处。(9)打桩时问题的处理1)阻力过大不易贯人:原因主要有两方面,一是在坚实的砂层、砂砾层中沉桩,桩的阻力过大;二是钢板桩连接锁口锈蚀、变形,人土阻力大。对第一种情况,可伴以高压冲水或改以振动法沉桩,不要用锤硬打;对第二种情况,宜加以除锈、矫正,在锁口内涂油脂,以减少阻力。2)钢板桩向打设前进方向倾斜:在软土中打桩,由于锁口处的阻力大于板桩与土体间的阻力,使板桩易向前进方向倾斜。纠正方法是用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击,或用特制的楔形板桩进行纠正。3)打设时将相邻板桩带人:在软土中打设钢板桩,如遇到不明障碍物或板桩倾斜时,板桩阻力增大,会把相邻板桩带入。处理方法是:用屏风法打设;把相邻板桩焊在围梁上;在锁口处涂以黄油减少阻力。(10)钢板桩拔除在进行基坑回填土时,要拔除钢板桩,以便修整后重复使用。拔除前要研究钢板桩拔除顺序、拔除时间及桩孔处理方法。1)钢板桩拔除阻力计算:拔除阻力由下式计算:F=Fe十Fs(7.2.4.2-1)式中Fe—钢板桩与土的吸附力;FS=ULτ(7.2.4.2-2)U—钢板桩周长;L—钢板桩在不同土中的长度;τ一钢板桩在不同土层中的静吸附力或动吸附力(用于静力拔桩和振动拔桩),见表7.2.4.2-1;FS—钢板桩的断面阻力:Fs=1.2EaBHμ(7.2.4.2-3)Ea—作用在钢板桩上的主动土压力强度;B—钢板桩宽度;H—钢板桩在土中的深度;μ—钢板桩与与土体之间的摩擦系数(0.35~0.40)。1-1-293
表7.2.7-2混凝土板桩制作标准土质静吸附力rd(kN/mz)动吸附力r,.(kN/mz)动吸附力r,.(含水量很少时)(kN/mz)粗砂砾中砂(含水)细砂(含水)粉土(含水)砂质粉土(含水)黏质粉土(含水)粉质黏土黏土硬黏土非常硬的黏土34.036.039.024.029.047.030.050.075.0130.02.53.03.54.03.55.54.07.513.025.05.04.04.56.55.5钢板桩的拔出,从克服板桩的阻力着眼,根据所用拔桩机械,拔桩方法有静力拔桩、振动拔桩和冲击拔桩。静力拔桩主要用卷扬机或液压千斤顶,但该法效率低,有时难以顺利拔出,较少应用。振动拔桩是利用机械的振动激起钢板桩振动,以克服和削弱板桩拔出阻力,将板桩拔出。此法效率高,用大功率的振动拔桩机,可将多根板桩一起拔出。目前该法应用较多。冲击拔桩是以高压空气、蒸汽为动力,利用打桩机给予钢板桩以向上的冲击力,同时利用卷扬机将板桩拔出。振动拔桩法设备及工艺为:a与土质有关的振动拔桩参数:a)振动频率:在某一振动频率下,土与板桩间的阻力才会破坏,板桩容易拔出。该频率与土质有关:粗砂在频率50Hz时产生液化;坚硬薪土在50Hz下才出现松动现象。工程中为各类土分层构成,实用的振动频率为8.3~25Hz。b)振幅:在频率为16.7Hz时,使砂土产生液化的最小振幅约为3mm以上,使黏性土、粉土减少其粘着力的最小振幅约为4mm以上。c)激振力:强制振动的激振力,亦必须达到一定的数值(kN),才能减弱土对板桩的阻力。b振动拔桩机的选用。振动拔桩机的型号很多,各有其适用范围,要选择得当,才能取得较好的效果。表7.2.4.2-2可供初选时参考。表7.2.4.2-2振动拔桩机的适用范围拔桩机功率(kW)钢板桩型号和长度(m)砂质土黏性土3.7~7.511~1522~3055~60120~150轻型8Ⅱ型12Ⅲ型16Ⅳ型24Ⅴ型36轻型6Ⅱ型9Ⅲ型12Ⅳ型18Ⅴ型36c拔桩施工:钢板桩拔除的难易,取决于打入时顺利与否。在硬土、密实砂土中打入时困难,尤其是打入时咬口产生变形或垂直度很差,则拔桩时会遇到很大的阻力。如基1-1-293
坑开挖时,支撑(拉锚)不及时,使板桩产生很大的变形,拔出亦困难。在软土地区,拔桩时由于产生空隙会引起土层扰动,会使基坑内已施工的结构或管线产生沉降,亦可能引起周围地面沉降而影响周围的建筑物、地下管线和道路的安全。为此在拔桩时要采取措施,对拔桩造成的孔隙及时回填,当控制地层位移有较高要求时,宜进行跟踪注浆。钢板桩拔除,需注意下列事项:a)作业前详细了解土质及板桩打人情况、基坑开挖后板桩变形情况等,依此判断拔桩的难易程度;b)基坑内结构施工结束,要进行回填,尽量使板桩两侧土压平衡,有利于拔桩作业;c)拔桩设备有一定的重量,要验算其下的结构承载力。如压在土层上,由于地面荷载较大,需要时,设备下应放置路基箱或枕木;d)作业范围内的重要管线、高压电缆等要注意观察和保护;e)板桩拔出会形成孔隙,必须及时填充,否则会造成邻近建筑和设施的位移及地面沉降。宜用膨润土浆液填充,也可跟踪注入水泥浆;如钢板桩拔不出,可采取下述措施:a)用振动锤等再复打一次,以克服与土的黏着力及咬口间的铁锈等产生的阻力;b)按与板桩打设顺序相反的次序拔桩;c)板桩承受土压一侧的土较密实,在其附近并列打人另一根板桩,可使原来的板桩顺利拔出;d>在板桩两侧开槽,放人膨润土浆液(或黏土浆),拔桩时可减少阻力。7.2.5成品保护措施1排桩墙施工过程中应注意保护周围道路、建筑物和地下管线的安全。2基坑开挖施工过程中对排桩墙及周围土体的变形、周围道路、建筑物以及地下水位情况进行监测。3基坑、地下工程在施工过程中不得碰撞和拆除排桩墙墙体及其支撑或拉锚体系。7.2.6安全、环保措施1预制桩排桩墙施工的安全环保措施见本标准第5.3.6条。2灌注桩排桩墙施工的安全环保措施见本标准第5.6.8条。7.2.7质量标准1灌注桩、’预制桩的检验标准应符合本标准第5章的规定。2新的钢板桩可按出厂标准检验。3重复使用的钢板桩应符合表7.2.7-1的规定。表7.2.7-1重复使用的钢板桩检验标准序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值1桩垂直度%<1%用钢尺量2桩身弯曲度%<2%用钢尺量3齿槽平直光滑度无电焊渣或毛刺用lm长的桩段做通过试验4桩长度不小于设计长度用钢尺量1-1-293
4混凝土板桩应符合表7.2.7-2的规定。表7.2.7-2混凝土板桩制作标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩长度mm+100用钢尺量2桩身弯曲度%<0.1l%用钢尺量,l为桩长一般项目1保护层厚度mm±5用钢尺量2横截面相对两面之差mm5用钢尺量3桩尖对桩轴线的位移mm10用钢尺量4桩厚度mm+0用钢尺量5凹凸槽尺寸mm±3用钢尺量7.2.8质量验收7.2.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.2.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.2.8.3质量验收记录:1地质勘察报告;2原材料合格证和试验报告;3板桩墙施工记录;4板桩墙检验批验收记录,根据所采用的桩型按本标准第5几章相关内容填写;5检验批验收记录按表7.2.8.3-1“排桩护者支护工程检验批质量验收记录表(重复使用钢板桩)(Ⅰ)”、和表7.2.8.3-2“排桩墙支护工程检验批质量验收记录表(混凝土板桩)(Ⅱ)”填写。表7.2.8.3-1排桩墙支护工程检验批质量验收记录表(重复使用钢板桩)GB50202-2002(Ⅰ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录一般项目1桩垂直度<1%2桩身弯曲度<2%3齿槽平直度及光滑度无电焊渣或毛刺4桩长度不小于设计长度施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
表7.2.8.3-2排桩墙支护工程检验批质量验收记录表(混凝土板桩)GB50202-2002(Ⅱ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1桩长度+10Omm2桩身弯曲度<0.1%Lmm一般项目1保护层厚度±5mm2模截面相对两面之差5mm3桩尖对桩轴线的位移10mm4桩厚度+10Omm5凹凸槽尺寸±3mm施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日7.3水泥土桩墙支护工程7.3.1特点和适用范围水泥土桩墙支护结构是指由水泥土搅拌桩(包括加筋水泥土搅拌桩)、高压喷射注浆桩所构成的围护结构。水泥土桩墙属重力式挡墙,利用其本身重量和刚度进行挡土,水泥土加固体的渗透系数不大于10-7cm/s,能很好地止水防渗。其特点是:施工工艺简单;材料较容易取得,充分利用土体本身形成支护结构,造价较低;具有挡土、挡水双重功能;基坑内无须加支1-1-293
撑,便于机械化快速施工。缺点是厚度较大、位移较大,一般仅可用于深度6m以内且场地允许的情况下作支护结构。采用加筋水泥土桩墙,即在水泥土桩中插人大型H型钢(还可插人钢管、拉森钢板桩等),由H型钢承受土侧压力,而水泥土则具有良好的抗渗性能,能用于较深(一般≤l0m)的基坑作支护结构。7.3.2施工准备7.3.2.1技术准备见本标准第7.2.2.1条。7.3.2.2主要材料1水泥土搅拌桩墙主要材料见本标准第4.11.2.2条。2高压喷射注浆桩主要材料见本标准第4.10.2.2条。3加筋水泥土桩墙可用H型钢、工字钢、槽钢、钢管、拉森钢板桩等作加筋,应根据设计要求选用。7.3.2.3主要机具1深层搅拌水泥土桩机及配套机具设备见本标准第4.11.2.3条。2高压喷射注浆桩主要机具见本标准第4.10.2.3条。3加筋水泥土用搅拌机与一般水泥土搅拌机无大区别,主要是功率大,使成桩直径与长度更大,以适应大型型钢的插人。江阴振冲器厂研制的SJBD60型搅拌桩机,其桩直径可达lm,钻进深度可达28m,是我国适用于加筋水泥土桩法(SMW工法)施工的较先进的一种机型。此外,SJBF45型双钻头搅拌桩机也较过去的机型有改进,成桩直径20760,深度可达25m。部分适用于SMW工法的深层搅拌水泥土桩机见表7.3.2.3。表7.3.2.3适用于SMW工法的国产搅拌桩机型号项目SJBF45SJBD60JJ型电机功率(kw)2×452×302×60搅拌轴转速(r/min)403535额定扭矩(Kn·m)2×10152×15搅拌轴数212一次处理面积(m2)0.850.5~0.780.90搅拌头直径(mm)2×760800~10002×800搅拌深度(m)18~2520~2820~284压桩(拔桩)机。由于水泥土结硬后与型钢粘结在一起,又由于型钢在基坑开挖后受侧土压力的作用往往有较大的变形,因此型钢的拔出阻力比压人时的阻力大好几倍。选用压桩(拔桩)机时应主要考虑应能满足拔出型钢的需要。一般采用液压压桩(拔桩)机。7.3.2.4作业条件同本标准第7.2.2.4条。7.3.3材料质量控制要点1深层搅拌水泥土桩材料质量控制要点见本标准第11.3.3条。1-1-293
2高压喷射注浆桩主要材料质量控制要点见本标准第10.3.3条。3加筋水泥土桩墙所用的型钢或钢筋应符合相应材料的质量标准。7.3.4施工工艺7.3.4.1水泥土搅拌桩墙(加筋水泥土墙)1水泥土搅拌桩墙的施工工艺同本标准第4.11.4条中的“湿法”。2用于支护结构的水泥土墙或作为防水帷幕的搅拌水泥桩的平面布置,可视地质条件和基坑围护要求,结合施工设备条件,可以分别选用柱式、块式、壁式、格栅式、拱式等,在深度方向,可采取长短结合式(图7.3.4.1-1)。图7.3.4.1-1搅拌桩的平面布置形式(a)柱式,正方形排列或三角形排列;(b)块式;(c)壁式,带肋或不带肋;(d)格栅式;(e)拱式3常用格栅式水泥土墙和加筋水泥土墙的构造,如图7.3.4.1-2,图7.3.4.1-3为格栅式水泥土墙平面布置,图7.3.431-4为加筋水泥土墙构造。构造措施宜按下列规定:图7.3.4.1-2深层搅拌水泥土墙格栅式支护图(1)水泥土的置换率。对于淤泥不宜小于0.8,对于淤泥质土不宜小于0.7,对一般性黏土及砂土不宜小于0.6。(2)格栅长宽比不宜大于20(3)水泥土桩与桩之间的搭接宽度,应根据挡土及截水要求确定,考虑截水作用时,桩的有效搭接宽度不宜小于150mm,当不考虑截水作用时,搭接宽度不宜小于l00mm。1-1-293
(4)当挡土桩墙的变形不能满足要求时,宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋加混凝土面层及加大嵌固深度等措施。(5)当设置插筋时,桩身插筋应在桩顶搅拌完成后及时进行,插筋材料、插人长度和露出长度等均应按设计要求确定。图7.3.4.1-3插筋水泥搅拌桩平面构造4深层搅拌水泥土桩墙属重力式挡土结构,且设计计算强度采用28d强度(地基处理采用90d强度),因此水泥掺量应比地基处理有所增加,并加人适量的早强剂。湿法深层搅拌桩墙水泥掺人量宜为被加固土密度的15%~18%;粉喷(干法)深层搅拌的水泥掺量宜为被加固土密度的13%~16%写。图7.3.4.1-4型钢与水泥土墙结合支护图5水泥土墙应采用切割搭接法施工,应在前桩水泥尚未固化时进行后序搭接桩的施工,搭接施工的间歇时间应不超过10-16h。施工开始和结束的头尾搭接处,应采取加强措施,消除搭接沟缝。6大型H型钢压人与拔出一般采用液压压桩(拔桩)机,H型钢的拔出阻力较大,比压人大好几倍,主要是由于水泥结硬后与型钢粘结力大大增加,另外型钢在基坑开挖后受侧土压力作用往往有较大的变形,使拔出受阻。水泥土与型钢粘结力可通过在型钢表面涂刷减摩剂解决,而型钢的变形,主要是在设计时应考虑型钢受力后的变形不能过大进行控制。7型钢压人时应先开挖导沟、设置围擦导向架。导沟的作用可使搅拌桩施工时的涌土不致冒出地面;导向围擦则是确保搅拌桩及型钢插人位置的准确。围擦导向架采用型钢制作,两侧围擦间距比插人型钢宽度增加20~30mm,导向桩间距4~6m,长度10m左右。围擦导向架施工时应确保轴线和标高的正确。8水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性,钻芯数量不宜少于总桩数的2%,且不应少于5根;并根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。7.3.4.2高压喷射注浆桩墙1-1-293
1高压喷射注浆桩墙的施工工艺同本标准第4.10.4条。2高压喷射注浆桩、墙在基坑支护中常用于作截水帷幕。常用做法一是与钻孔灌注桩结合形成截水帷幕(图7.3.4.2-1);二是采用定喷或摆喷工艺形成壁状截水帷幕墙(图7.3.4.2-2)。图7.3.4.2-1灌注桩与高压喷射桩结合图7.3.4.2-2高压喷射水泥摆喷墙3采用高压定喷或摆喷是一种常用的防渗止水帷幕墙做法,由于喷射墙体薄而长,不但成本较旋喷低,而且整体连续性好。7.3.5成品保护措施见本标准第4.10.5、4.11.5、7.2.5条规定。7.3.6安全、环保措施见本标准第4.10.6、4.11.6、7.2.6条规定。7.3.7质量标准1水泥土搅拌桩质量检验标准应符合本标准第4.11.7条的规定。2高压喷射注浆桩质量检验标准应符合本标准第4.10.7条的规定。3加筋水泥土桩应符合表7.3.7的规定。表7.3.7加筋水泥土桩质量检验标准序号检查项目允许偏差或偏差值检查方法单位数值1型钢长度mm±10用钢尺量2型钢垂直度%<1经纬仪3型钢插人标高mm±30水准仪4型钢插入平面位置mm10用钢尺量7.3.8质量验收1水泥土桩质量验收见本标准第4.11.8条的规定。2高压喷射注浆桩质量验收见本标准第4.10.8条的规定。3加筋水泥土桩除按本标准第4.11.8条规定对水泥土桩进行验收外,还应按表1-1-293
7.3.8“加筋水泥土桩墙支护工程检验批质量验收记录表”填写。表7.3.8加筋水泥土桩墙支护工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录一般项目1型钢长度±10mm2型钢垂直度<1%3型钢插人标高±30mm4型钢插人平面位置1Omm施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日7.4锚杆及土钉墙支护7.4.1特点与适应范围1土层锚杆用于支护结构的土层锚杆(亦称土锚),通常由锚头、锚头垫座、支护结构、防护套管、拉杆(拉索)、锚固体、锚底板(有时无)等组成(图7.4.1-1)。土层锚杆根据潜在滑裂面,分为自由段(非锚固段)lf和锚固段la(图7.4.1-2)。锚杆的自由段处于不稳定土层中,要使拉杆与土层脱离,一旦土层滑动,它可以自由伸缩,其作用是将锚头所承受的荷载传递到锚固段;锚固段处于稳定土层中,它通过与土层的紧密接触将锚杆所承受的荷载分布到土层中去,锚固段是承载力的主要来源。1-1-293
其特点是:能与土体结合在一起承受很大的固结力,以保证结构的稳定;可用高强钢材,并可施加预应力,可有效地控制建筑物变形量;施工所需钻孔孔径小,不用大型机械;代替钢支撑作侧壁支护,可大量节省钢材;为地下工程施工提供了开阔的工作面;经济效益显著,可节省大量劳动力,加快工程进度。图7.4.1-1土锚构造1—锚头;2—锚头垫座;3—围护墙;4—钻孔;5—防护套管;6—拉杆(拉索);7—锚固体;8—锚底板图7.4.1-2土锚的自由段与锚固段的划分lt—自由段(非锚固段);la—锚固段在深基坑开挖中,土层错杆与地下连续墙、拉森钢板桩、H型钢板桩、预翻棍凝土板桩墙、钻孔灌注桩等支护结构联合使用,适用于各种土层和岩层中大型较深基坑中使用。但在塑性指数大于17的猫土层中使用时应做锚杆的场变试验二变试验按附录F规定进行。2土钉墙在基坑逐层开挖,逐层在边坡原位以较密排列(上下左右)钻孔后,放置钢筋或钢管并注浆,以强化土体,在土钉支护面层设置钢筋网,分层喷射混凝土,直到设计标高。这就是土钉支护,亦称土钉崎,喷锚支护。图7.4.1-3土钉墙支护基坑开挖至有限深度,用小型机械或洛阳铲钻成孔,孔内放俐筋,并注浆,在坡面安装钢筋网,喷射C20厚80~200mm的混凝土,继续开挖有限深度,钻孔放俐筋并注浆,喷射棍砚土直到设计标高。如图7.4.1-3所示。土钉与面层的连接,分级栓连接和俐筋焊接连接见图7.4.1-4。图7.4.1-4土钉与面层的连接(a)螺栓连接;(b)、(c)钢筋连接1—土钉;2—井字短钢筋;3—喷射钢筋混凝土;4—螺栓连接;5—焊接钢筋基坑边坡可以为90°,也可以为80°左右,按需要设计;土钉的直径、长度须通过计算确定。土钉孔向下倾角宜在0°~20°。1-1-293
土钉墙支护的特点是:将抗拉强度较低的土体与注浆钢筋结合组成复合体,通过土体变形使接触面产生结合力及摩擦力,促使钢筋受拉,发挥了共同作用,提高了土体的稳定和承载能力。对基坑开挖而言,因为土体已经得到加固强化,因此,可以说土钉支护本身也是一种主动制约机制。这种复合体还增强土体破坏的延性,有利于安全施工;土体复合墙体变位小,一般测试20mm;设备简单,土钉长度小,钻孔、注浆工艺简便;经济效益好,易于推广;与开挖土方配合好,实行流水作业,可缩短工期。但因分段施工,易产生施工阶段的不稳定性,因此必须在施工开始就进行监测,便于发现问题以采取措施。不适宜土钉墙支护的土层是:松散砂土、流塑和软塑戮性土以及有丰富地下水源且地下水位高的情况,都不宜单独采用土钉墙支护,特别是软土。在国外,不建议在软土区采用土钉墙支护。为此在软土区应当慎用土钉墙支护。地下水位较高的地区采取人工降水措施(将水位降到开挖面以下),可采用土钉墙支护,但开挖和地下结构施工期间应持续降水,以保证边坡的稳定。3土钉与土层锚杆主要的区别(1)土钉与土体结合成复合体,土钉强化加固了土体,在基坑开挖到设计深度时,本身起挡土结构作用,类似重力墙作用,在支护中它起主动制约作用。锚杆是一端连接在挡土桩、墙上,另一端埋在土中,以锚固段与土体的摩擦力起抗拔作用,当桩、墙受水平力作用时,锚杆锚固段起抗拔作用以稳定结构,以位移为表现形式,在支护结构中,锚杆起被动制约作用。(2)从测试说明,土钉受力的全长上,从喷射混凝土开始,受的拉力是中间大两头小。锚杆在自由段内,沿长度均匀受拉力,而在锚固段内,应力也是不均匀的,应力从锚固段开始沿长度增加,到锚固段长度的30%左右达到峰值后开始回落,直到锚固段尾端,逐步接近于零。(3)土钉(钢筋)一般用HPB235或HRB335钢筋,无须预应力,面层喷射混凝土,土钉长度应伸人滑裂面后稳定的土体内,其长度应通过计算,一般不超过基坑底深度。锚杆在桩、墙连接处有受力支座,一般要加预加应力,受力筋有用螺纹钢筋、高强钢丝及钢绞线束,有各种应力级,长度、倾角较大,300左右较好。长度应通过计算,在实际工程应用时,尚需做试验来作最后确定。(4)土钉是加固土体的,数量很多。锚杆是拉结挡土墙的,数量不能多,多则会产生群锚作用。7.4.2施工准备7.4.2.1技术准备1认真学习土层锚杆或土钉墙的设计文件,掌握设计做法、构造和要求;2研究施工区域的岩土工程勘察报告,了解土层的构造、变化和分布规律以及物理力学性能指标(天然容重、天然含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、内聚力、内摩擦角等);地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况,以及各含水层(包括上层滞水、潜水、承压水)的补给条件和水力联系等。3查明影响范围内建(构)筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大1-1-293
小及上部结构现状。4查明基坑周边的各类地下设施,包括上、下水,电缆,煤气,污水,雨水,热力管线或管道的分布和性状。5编制施工组织设计(或施工方案)。7.4.2.2主要材料1水泥:宜使用强度等级为32.5以上的普通硅酸盐水泥。2砂:灌浆宜用粒径小于2mm的中细砂;混凝土用砂与其他混凝土工程相同。3钢材:HPB235、HRB335、HRB400钢筋,或高强钢丝束、钢绞线等。7.4.2.3主要机具1土层锚杆钻孔机械,按工作原理分为旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机三类。主要根据土质、钻孔深度和地下水情况进行选择。我国用于土层锚杆的钻机及技术性能见表7.4.2.3-1。表7.4.2.3-1土层锚杆钻机及技术性能型号技术性能XU-300-2XU-200-3XJ-l00-1SH-30XU-600钻进深度(m)300600~100010030600钻孔直径(mm)110~75150~75110~75142~110150~75钻杆直径(mm)4250;4233.5;424250钻进倾角(°)0~9065~9075~9065~90立轴转速(r/min)118;226;308;585;73(反);140(反)165;280;470;386;655;1096;122(反)142;285;57016;40;100150;280;470给进方式液压液压手把、蜗轮一蜗杆杠杆人力加压液压给进速度(mm/min)172023001420给进压力(kN)30(顶力50)60(顶力80)60(顶力80)升降机形式行星式行星式行星式摩擦锥式行星式外形尺寸(mm)(长×宽×高)2260×970×14902640×1150×18101790×810×11101780×1010×9002640×1150×1810钻机重量(kg)90021004235001550动力机形式2105柴油机JQ2-72-421356、2105柴油机JQ2-51-4电动机1105柴油机JQ-51-226型汽油机JQJ3-4电动机4105柴油机油泵形式CB-32YBC45/80511025生产单位重庆探矿机械厂张家口探矿机械厂北京探矿机械厂无锡探矿机械厂张家口探矿机械厂2灌浆机械:用2DN-15/40型、BW200-40/50型等型号灰浆泵,灰浆搅拌机等。3预应力张拉千斤顶:张拉设备用YC-60、YCQ-100、YCQ-200型穿心式千斤顶及配套油泵和主油压表等,千斤顶在使用前必须送当地技术监督部门或有资质的检测机构进行校验标定。4土钉墙施工机械(1)成孔机械:主要有冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等,在易坍孔时宜采用套管成孔或挤压成孔工艺。1-1-293
(2)注浆机械:宜选用小型、可移动、可靠性好的注浆泵,压力和输浆量应满足施工要求。工程中常用有UBJ系列挤压式灰浆泵和BMY系列锚杆注浆泵,其主要技术参数见表7.4.2.3-2、表7.4.2.3-3。表7.4.2.3-2UBJ系列挤压式灰浆泵主要技术参数项目型号0.81.21.83一灰浆流量(m3/h)0.81.20.4、0.6、1.2、1.81、2、3电源电压(V)380380380380主电机功率(kW)1.52.22.2/2.84最高输送高度(m)25253040最大水平输送距离(m)8080100150额定工作压力(MPa)11.21.52.45重量(kg)175185300350外形尺寸(长×宽×高)(mm)1220×662×9601220×662×10351270×896×9901370×620×800表7.4.2.3-3BMY系列锚杆注浆泵主要技术参数项目型号0.618灰浆流量(m3/h)0.61.8电源电压(V)127220/380主电机功率(kW)1.22.2最高输送高度(m)1520最大水平输送距离(m)4060额定工作压力(MPa)1.01.5整机重量(kg)115225外形尺寸(长×宽×高)(mm)640×320×640900×540×740(3)钢筋机械、混凝土搅拌机械和喷射混凝土机械。混凝土喷射机可按表7.4.2.3-4选用;空压机应满足喷射机所需的工作风压和风量要求,可选用风量9m3/min以上、压力大于0.5MPa的空压机。表7.4.2.3-4混凝土喷射机主要技术参数项目型号HPJ一ⅠHPJ-ⅡPZ-5BPZ-7PZ-l0CHPZ6HPZ6T生产能力(m3/h)55571~1062!4/6输料管内径(mm)50505065755050~75粒料直径(mm)2020202025<25<30描送距禽(m)潮喷200,湿喷5020~5020~40耗气量(m3/h)7~87~95~710电动机功率(kW)喷射部分:5.5搅拌部分:35.55.55.55.537.5重量(kg)10001000700750750920800外形尺寸(长×宽×高)(mm)2200×960×15602200×780×16001300×800×12001300×800×13001332×774×1110150O×1000×16001-1-293
7.4.2.4作业条件1有齐全的技术文件和完整的施工组织设计或技术方案,并已进行技术交底。2进行场地平整,拆迁施工区域内的建(构)筑物和挖除工程部位地面以下3m内的障碍物,施工现场应有可使用的水源和电源。在施工区域内已设置临时设施,修建施工便道及排水沟,各种施工机具已运到现场,并安装维修,试运转正常。3已进行施工放线,锚杆孔位置、倾角已确定;各种备料和配合比及焊接强度经试验可满足设计要求。4当设计要求必须事先做锚杆施工工艺试验时,试验工作已完成并已证明各项技术指标符合设计要求。7.4.3材料质量控制要点1锚杆(土钉)用作锚杆(土钉)的钢筋(HRB335级或HRB400级热轧螺纹钢筋)、钢管、角钢、钢丝束、钢绞线必须符合设计要求,并有出厂合格证和现场复试的试验报告。2钢材用于喷射混凝土面层内的钢筋网片及连接结构的钢材必须符合设计要求,并有出厂合格证和现场复试的试验报告。3水泥浆锚固体水泥用P.O32.5、P.O42.5普通硅酸盐水泥,并有出厂合格证;砂用粒径小于2mm的中细砂;水用自来水或可饮用水,水质不明时,应经化验,符合要求;所用的化学添加剂、速凝剂必须有出厂合格证。7.4.4施工工艺7.4.4.1土层锚杆1工艺流程(1)干作业施工准备→移机就位→校正孔位调整角度→钻孔→接螺旋钻杆,继续钻孔至预定深度→退螺旋钻杆→插放钢筋或钢绞线→插人注浆管→灌水泥浆→养护→上腰梁及锚头(如地下连续墙或桩顶圈梁则不需腰梁)→预应力张拉→锁紧螺栓或楔片→锚杆施工完继续挖土(2)湿作业施工准备→移机就位→校正孔位调整角度→打开水源→钻孔→反复提内钻杆冲洗→安内套管钻杆及外套管→继续钻进→反复提内钻杆冲洗至预定深度→反复提内钻杆冲洗至孔内出清水→停水→拔内钻杆(按节拔出)→插放钢绞线及注浆管→灌浆→用拔管机拔外套管(按节拔出),二次灌浆→养护→安装腰梁→安锚头锚具→预应力张拉→楔片锁紧→锚杆施工完继续挖土2施工要点(1)现场准备工作1)与挖土方作业配合,使挖方作业面低于锚杆头标高500~600mm,并平整好锚杆操作范围内的场地,以便钻孔机施工。2)采用湿作业施工时,要挖好排水沟、沉淀池、集水坑,准备好潜水泵,使成孔时排出的泥水通过排水沟至沉淀池,再人集水坑用水泵抽出,同时准备好钻孔用水。1-1-293
3)其他准备,包括电源、注浆机泵、注浆管、钢索、腰梁、预应力张拉设备等。(2)钻孔1)钻孔前按设计及土层定出孔位并做出标记。2)锚杆水平方向孔距误差不大于50mm,垂直方向孔距误差不大于l00mm。钻孔底部偏斜尺寸不大于长度的3%,可用钻孔测斜仪控制钻孔方向。3)湿作业成孔,先启动水泵,注水钻进,并根据地质条件控制钻进速度,每节钻杆在接杆前,一定要反复冲洗外套管内的泥水,直至清水溢出。接外套管时要停止供水,把丝扣处泥砂清除干净,抹上少量黄油,要保证接后的套管与原有套管在同一轴线上。钻进过程中随时注意速度、.压力及钻杆轴线平直。钻进离设计深度200mm时,用清水反复冲洗管中的泥砂,直至外套管内溢出清水,然后退出内钻杆,逐节拔出后,用塑料管测孔深并作好记录。4)干作业成孔,要随时注意钻进速度,避免“别钻杆,’,应把土充分倒出后再拔钻杆,以减少孔内虚土,方便拔钻杆。(3)多股钢绞线锚索的制作国内常用钢绞线锚索为7φ5及7φ4,其力学强度为:7φ5,A=138mm2,标准强度1470N/mm2,设计强度1000N/mm2;7φ4,A=88mm2,标准强度1570N/mm2,设计强度1070N/mm2。钢绞线的制作是通过分割器(隔离件)组成钢绞线索,分割器的距离为1.0~1.5m,一般钢绞线索由3、5、7、9根钢绞线组成。(4)灌浆1)灌浆材料用强度等级为32.5级以上的水泥,水灰比为0.4~0.45。如用砂浆则配合比为1.1~1.2,砂的粒径不大于2mm,砂浆仅用于一次注浆。2)水泥浆或砂浆搅拌后,用0.1-1.2MPa的压力泵经耐高压塑料管将水泥浆注人钻孔内。3)湿作业有外套管留在孔内的,注浆后用液压拔管器拔外套管。拔外套管时,要保证拔管器油缸与外套管同心,如不合适,应在液压缸前用方木垫平垫实,使液压缸卡住下一节套管,保证卡住后,再慢慢松开丝扣。4)如需在锚固段采用压力灌浆,则在外套管口戴上灌浆帽(压紧器)进行压力灌浆,第一节压力从0.3~0.5MPa,以后逐渐加大压力到2~3MPa。(5)预应力张拉锚体养护一般达到水泥强度的70%值,可以进行预应力张拉。1)为避免相邻锚杆张拉的应力损失,可采用“跳张法”,即隔1拉1的方法。2)正式张拉前,应取设计拉力的100%~20%,对锚杆预张1~2次,使各部位接触,杆体与土体紧密,产生初剪。3)正式张拉宜分级加载,每级加载后恒载3min记录伸长值,张拉到设计荷载(不超过轴力),恒载10min,再无变化可以锁定。4)锁定预应力以设计轴拉力的75%为宜。(6)腰梁加工及安装1)腰梁的加工安装要保证异形支承板承压面在一条直线上,才能使梁受力均匀,护坡桩施工过程中,各桩偏差大,不可能在同一平面上,有时甚至偏差很大,必须在腰梁安装中予以调整。方法是:在现场测量桩的偏差,在现场加工异形支承板,进行调整,使腰1-1-293
梁承压面在同一平面上,对锚杆点也同样进行标高实测,找出最大偏差和平均值,在腰梁的两根工字钢间进行调整。2)腰梁安装可采取直接安装和先组装成梁后整体吊装等两种方法。直接安装法:把工字钢按设计要求放置在挡土桩上,用枕木垫平,然后焊缀板组成箱梁,其特点是安装方便省事。但后焊缀板不能通焊立缝,不易保证质量。组装成梁后整体吊装:在现场基坑上面将梁分段组装焊接,再运到坑内整体吊装安装。采用此法须预先测量长度,要有吊运机具,安装时用人较多,但质量可靠。可以在基坑上面同时先行施工,与锚杆施工平行流水作业,缩短工期。7.4.4.2土钉墙1工艺流程按设计要求开挖第一步土,并修正边坡→铺设钢筋网,喷射第一层薄混凝土→钻孔→插筋→注浆→土钉与面层锚固安装→喷射第二层混凝土→开挖第二层土方→按此循环直至基坡底2施工要点(1)土钉墙支护必须遵循从上到下分步开挖,分步钻孔、设注浆钢筋的原则,即边开挖边支护。坡顶设挡土混凝土,坡底设排水装置。(2)场地排水及降水1)土钉支护应在排除地下水条件下施工。应采取适宜的降水措施,如地下水丰富或与江河水连通,降水措施无效时,宜采用隔水帷幕,止住地下水进人基坑。2)基坑四周支护范围内的地表应加修整,构筑排水沟和水泥砂浆或混凝士地面,防止地表水向下渗透。靠近基坑坡顶宽2-4m的地面应适当垫高,里(沿边坡处)高外低,便于径流远离坡边。3)为排除积聚在基坑的渗水和雨水,应在坑底四周设置排水沟及集水坑。排水沟应离开边坡壁0.5~1.0m,排水沟及集水坑宜用砖砌并抹砂浆,防止渗漏,坑中水应及时抽出。图7.4.4.2-1面层背部排水4)一般情况下,应在支护面层背部插人长度为400~600mm,直径不小于40mm的水平排水管,其外端伸出面层,间距为1.5~2.0m,见图7.4.4.2-1所示。其目的是将喷射混凝土面层后面的积水有组织排出。(3)开挖土方1)土钉支护应按设计规定分层开挖,按作业顺序施工。在未完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前,不得进行下层土方的开挖。2)当用机械进行土方作业时,不得超挖深度,边坡宜用小型机具或铲、锹进行切削清坡,以保证边坡平整,符合设计坡度要求。3)基坑在水平方向的开挖也应分段进行,一般可取10~20m。同时,应尽量缩短边坡裸露时间,即开挖后在最短的时间内设置土钉、注浆及喷射混凝土。对于自稳能力差的土体,如高含水量的猫性土和无勃结力的砂土,应立即进行支护。为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷,可采取下列措施:a对整修后的边壁喷上一层薄砂浆或混凝土,凝固后再钻孔,见图7.4.4.2-21-1-293
(a)。b在作业面上先构筑钢筋网喷混凝土面层,而后进行钻孔、设土钉。c在水平方向分小段间隔开挖,如图7.4.4.2-2(b)所示。d先将作业深度上的边壁作成壁柱式斜坡,待钻孔设置土钉后再清坡,如图7.4.4.2-2(c)所示。图7.4.4.2-2预防坍塌土层的施工措施(a)先喷浆护壁后钻孔置钉;(b)水平方向分小段间隔开挖:(。)预留斜坡设置土钉后清坡(4)成孔及设置土钉1)土钉成孔直径宜为70~120mm,土钉宜用HRB335及HRB400钢筋,直径宜用16~32mm。2)土钉成孔采用的机具应适合土层特点,满足成孔要求,在进钻和抽出过程不会引起塌孔。在易塌孔的土体中需采取措施,如套管成孔。3)成孔前应按设计要求定出孔位做出标记和编号。成孔过程中做好记录,按编号逐一记载:土体特征、成孔质量、事故处理等,发现较大问题时,及时反馈、修改土钉设计参数。4)孔位的允许偏差不大于l00mm,钻孔倾斜度偏差不大于1°,孔深偏差不大于30mm。5)成孔后要进行清孔检查,对孔中出现的局部渗水、塌孔或掉落松土应立即处理,成孔后应及时穿人土钉钢筋并注浆。6)钢筋人孔前应先设置定位架,保证钢筋处于孔的中心部位,定位架形式同锚杆钢筋定位架。支架沿钢筋长向间距约为2~3m左右,支架应不妨碍注浆时浆体流动。支架材料可用金属或塑料。(5)注浆1)成孔内注浆可采用重力、低压(0.4~0.6N/mm2)或高压(1~2N/mm2)方法注浆。对水平孔必须采用低压或高压方法注浆。压力注浆时,应在钻孔口部设置止浆塞,注满浆后保持压力3~5min。压力注浆尚需配备排气管,注浆前送人孔内。对于下倾斜孔,可采用重力或低压注浆。注浆采用底部注浆方式。注浆导管底端先插人孔底,在注浆的同时将导管以匀速缓慢拔出,导管的出浆口应始终处在孔中浆体表面以下,保证孔中气体能全部逸出。重力注浆以满孔为止,但在初凝前须补浆1~2次。1-1-293
2)二次注浆:为提高土钉抗拔力可采取二次注浆方法。即在首次注浆终凝后2-4h内,用高压(2~3N/mm2)向钻孔中第二次灌注水泥浆,注满后保持压力5~8min。二次注浆管的边壁带孔并与土钉孔同长,在首次注浆前与土钉钢筋同时放人孔内。3)向孔内注入浆体的充盈系数必须大于1。每次向孔内注浆时,宜预先计算浆体体积并根据注浆泵的冲程数,求出实际向孔内注浆体积,以确认注浆量超过孔的体积。4)注浆所用水泥砂浆的水灰比,宜在0.4~0.45之间。当用水泥净浆时宜为0.45~0.5,并宜加人适量的速凝剂、外加剂等,以促进早凝和控制泌水。施工时当浆体工作度不能满足要求时,可外加高效减水剂,但不准任意加大用水量。浆体应搅拌均匀立即使用。开始注浆、中途停顿或作业完毕后,须用水冲洗管路。注浆砂浆强度试块,采用70mm×70mm×70mm立方体,经标准养护后测定,每批至少3组(每组三块)试件,给出3d~28d强度。(6)土钉与面层连接1)较简单的连接方法见图7.4.1-4(c),用必25短钢筋头与土钉钢筋焊接牢固后,进行面层喷射混凝土。2)采用端头螺丝、螺母及垫板接头,见图7.4.1-4(a)。这种方法须先将端头螺丝杆件套丝,并与土钉钢筋对焊,喷射混凝土前将螺杆用塑料布包好,面层混凝土有一定强度后,套人垫板及螺母后,拧紧螺母,其优点可起预加应力作用。(7)喷射混凝土面层1)面层内的钢筋网片应牢固固定在土壁上,并符合保护层厚度要求,网片可以与土钉固定牢固,喷射混凝土时,网片不得晃动。钢筋网片可以焊接或绑扎而成,网格允许误差l0mm,网片铺设搭接长度不应小于300mm及25倍钢筋直径。2)喷射混凝土材料,水泥宜用强度等级为42.5,干净碎石、卵石,粒径不宜大于12mm,水泥与砂石重量比宜为1:4~1:4.5,砂率45%~55%,水灰比0.4~0.45,宜掺外加剂,并应满足设计强度要求。3)喷射作业前要对机械设备,风、水管路和电线进行检查及试运转,清理喷面,埋好控制喷射混凝土厚度的标志。4)喷射混凝土射距宜在0.8~1.5m,并从底部逐渐向上部喷射。射流方向应垂直指向喷射面,但在钢筋部位,应先填充钢筋后方,然后再喷钢筋前方,防止钢筋背后出现空隙。5)当面层厚超过l00mm时,要分两次喷射。当进行下步喷射混凝土时,应仔细清除施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑,并喷水使之湿润。6)根据现场环境条件,进行喷射混凝土的养护,如浇水、织物覆盖浇水等养护方法,养护时间视温度、湿度而定,一般宜为7d。7)混凝土强度应用l00mm×l00mm×l00mm立方体试块进行测定,将试模底面紧贴边壁侧向喷人混凝土,每批留3组试块。8)当采用干法作业时,空压机风量不宜小于9m3/min,以防止堵管,喷头水压不应小于0.15N/mm2,喷前应对操作手进行技术考核。(8)土钉现场试验1-1-293
1)试验要求:土钉墙支护施工必须进行土钉的现场抗拔试验。一般应在专设的非工作土钉上进行抗拔试验直至破坏,用以确定破坏荷载及极限荷载。并据此估计土钉界面极限粘结强度。b每一典型土层中至少测试3个土钉,其孔径制作工艺等应与工作土钉完全相同,但试验土钉在距孔口处保留lm长非粘结段。2)试验方法:现场抗拔试验宜用穿心式液压千斤顶张拉,要求土钉、千斤顶、测力杆均在同一轴线上,千斤顶的反力支架可置于喷射混凝土面层并可垫钢板,加荷时用油压表大体控制加荷值,并由测力杆准确计量。土钉的拔出位移量用百分表量测,其精度不小于0.02mm,量程不少于50mm,百分表支架应远离混凝土面层着力点。b试验采用分级连续加载,首先施加少量初始荷载(不大于设计荷载的10%),使加载装置保持稳定。以后的每级荷载增量不超过设计荷载的20%。在每级荷载施加完毕后,应立即记下位移读数,并在保持荷载稳定不变的情况下,继续记录1、6、l0min的位移读数。若同级荷载下l0min与1min的位移增量小于lmm,即可施加下级荷载,否则应保持荷载不变继续测读15、30、60min时的位移,此时若60min与6min的位移增量小于2mm,可立即进行下级荷载,否则即认为达到极限荷载。测试土钉的注浆体抗压强度,一般不低于6N/mm2。(9)试验结果评定1)极限荷载下的总位移,必须大于测试土钉非粘结段土钉弹性伸长理论计算值的80%,否则测试数据无效。2)根据试验得出的极限荷载,可算出界面粘结强度的实测值。试验平均值应大于设计计算所用标准值的1.25倍,否则应进行反馈修改设计。3)当试验所加最大荷载经计算出的界面粘结强度,已经大于计算用的粘结强度的1.25倍时,可以不再进行破坏试验。(10)土钉墙支护施工监测1)施工监测内容:a土钉墙施工监测至少应包括下列内容:a)支护位移的量测;b)开裂状态(位置、裂宽)的观察及记录;c)附近建筑物和重要管线设施的变形量测和裂缝观察并记录;d)基坑渗漏水和基坑内外地下水位变化。b对支护位移的量测至少应有基坑边壁顶部的水平位移与垂直沉降。测点位置应选在变形最大或局部地质条件最为不利的地段。测点总数不宜小于3个,测点距离不宜大于30m。在可能情况下,宜同时测定基坑边壁不同深度位置处的水平位移,以及地表离基坑边壁不同距离处的沉降,给出地表沉降曲线。2)施工监测要求:1-1-293
在支护阶段,每夫监测不少于1~2次,在完成基坑开挖,变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数。施工监测过程应持续至整个回填结束,支护退出工作为止。b应特别加强雨天和雨后监测。对各种可能危及土钉支护安全的水害来源,要进行仔细观察,如场地周围排水、上下水道、化粪池、贮水池等漏水以及土体变形造成的管道漏水和人工降水不良等情况的观察。c在施工过程中,基坑顶部的侧向位移与当时所挖深度之比.,如黏性土超过3‰~5‰,砂土超过3‰。时,应加强观测,分析原因并及时对支护采取加固措施,必要时增加其他支护办法,以防止事故发生。7.4.5成品保护措施1锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。2成孔后,及时安插锚杆,注浆,防止塌孔。3锚杆施工应合理安排施工顺序,遵循分段开挖、分段支护的原则,不宜按一次挖就再行支护的方法施工。4施工过程中,应注意保护定位控制桩、水准基点桩,防止碰撞产生位移。7.4.6安全、环保措施1施工人员进人现场应戴安全帽,高空作业应挂安全带,操作人员应精神集中,遵守有关安全规程。2各种设备应处于完好状态,机械设备的运转部位应有安全防护装置。3锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置,在有地下承压水地层中钻进时,孔口应安设可靠的防喷装置,以便突然发生漏水涌砂时能及时封住孔口。4锚杆外端部的连接应牢靠,以防在张拉时发生脱扣现象。5张拉设备应经检验可靠,并有防范措施,防止夹具飞出伤人。6注浆管路应畅通,防止塞管、堵泵,造成爆管。7电气设备应可靠接地、接零,并由持证人员安全操作。电缆、电线应架空设置。7.4.7质量标准1施工中应对锚杆或土钉位置、钻孔直径、深度及角度,锚杆或土钉插人长度,注浆配比、压力及注浆量,喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。2每段支护体施工完后,应检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化,如有异常情况,应采取措施,恢复正常后,方可继续施工。3锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合表7.4.7的规定。表7.4.7锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1锚杆土钉长度mm±30用钢尺量2锚杆锁定力设计要求现场实侧一般项目1锚杆或土钉位置mm±100用钢尺量2钻孔倾斜度°±1测钻机倾角3浆体强度设计要求试样送检4注浆量大于理论计算浆量检查计量数据1-1-293
5土钉墙面厚度mm±10用钢尺量6墙体强度设计要求试样送检7.4.8质量验收7.4.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.4.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.4.8.3质量验收记录:1地质勘察报告。2原材料合格证和试验报告。3土方开挖记录。4钻孔记录(钻孔尺寸误差,孔壁质量等)。5注浆记录及浆体试块强度试验报告。6锚杆张拉记录。7喷射混凝土记录(面层厚度,混凝土试块强度试验报告)。8设计变更报告及重大问题处理记录。9土钉抗拔试验报告。10检验批验收记录按表7.4.8.3“锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录表”填写。表7.4.8.3锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1锚杆土钉长度±30mm2锚杆锁定力设计要求一般项目1锚杆或土钉位置±l00mm2钻孔倾斜度±103浆体强度设计要求4注浆量>15土钉墙面厚度±10mm6墙体强度设计要求施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日1-1-293
监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日7.5钢支撑及混凝土支撑系统7.5.1特点和适用范围对于排桩、板墙式支护结构,当基坑深度较大时,为使围护墙受力合理和受力后变形控制在一定范围内,需沿围护墙竖向增设支承点,以减小跨度。在坑内对围护结构加设支承称为内支撑。内支撑受力合理、安全可靠、易于控制围护墙的变形,但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑混凝土带来一些不便,需通过换撑加以解决。内支撑适用于软土地区较深基坑和建筑物密集、使用土层锚杆受限制的地区的深基坑。支护结构的内支撑体系包括腰梁(围檩)、支撑和立柱。腰梁固定在围护墙上,将围护墙承受的侧压力传给支撑(纵、横两个方向)。支撑是受压构件,长度超过一定限度时稳定性不好,所以中间需加设立柱,立柱下端插人工程桩内,不在工程桩位置时需另设支撑桩。内支撑按照材料分为钢支撑和混凝土支撑两类。1常用的钢支撑:又可分为钢管支撑和型钢支撑两种。钢支撑的优点是安装和拆除方便、速度快,能尽快发挥支撑的作用,减小时间效应,使围护墙因时间效应增加的变形减小;可以重复使用,便于专业化施工;可以施加预紧力,还可根据围护墙变形发展情况,多次调整预紧力值以限制围护墙变形的发展。其缺点是整体刚度相对较弱,支撑的间距相对较小;由于两个方向施加预紧力,使纵、横向支撑的连接处处于铰接状态。2混凝土支撑:是随着挖土的加深,根据设计规定的位置现场支模浇筑而成。其优点是形状多样化,可浇筑成直线、曲线构件,可根据基坑平面形状,浇筑成最优化的布置形式;整体刚度大,安全可靠,可使围护墙变形小,有利于保护周围环境;可方便地变化构件的截面和配筋,以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作用时间长,时间效应大,使围护墙因时间效应而产生的变形增大;属一次性的,不能重复利用;拆除相对困难。7.5.2施工准备7.5.2.1技术准备1施工前应熟悉支撑系统的图纸及各种计算工况,掌握开挖及支撑设置的方式、预顶力及周围环境保护的要求。2根据设计的支撑类型编制施工方案(如为重复使用的钢支撑还应提出改造方案)。3编制技术交底,向参加施工人员进行详细的技术和安全文明施工交底。7.5.2.2主要材料1-1-293
1钢支撑常用材料有:型钢(包括钢管)、钢板、焊条等。2混凝土支撑:水泥、砂、石子、钢筋、钢板、焊条、模板及支撑系统等材料。3所用材料按设计图纸要求提出详细的需用量计划,并按计划组织进场。7.5.2.3主要机具1安装钢支撑需用吊车、电焊机、氧乙炔切割机等。2混凝土支撑:混凝土搅拌机械、钢筋加工机械、采用木模板时的模板加工机械,混凝土浇筑、振捣机械,电焊机等。7.5.2.4作业条件1围护墙已按设计要求施工完毕,围护墙如为混凝土灌注桩或地下连续墙时,已达到设计强度。2需降低地下水位时,已按要求将地下水位降低至基坑底以下500~1000mm。3支撑系统所用材料和机具已按计划进场,满足施工需要。7.5.3材料质量控制要点1钢材的品种和规格必须符合设计要求,并有出厂合格证和试验报告。2电焊条有出厂合格证,规格、品种符合设计要求。3水泥、砂、石子经检验符合国家相应标准的要求,规格符合设计要求。7.5.4施工工艺7.5.4.1钢支撑1工艺流程基础灌注桩施工时插人钢立柱→挖出支护桩头→截桩、整理桩头钢筋→支设冠梁模板→绑扎冠梁钢筋、埋设支撑埋件→浇筑冠梁混凝土→混凝土养护(拆模)→安装第一层钢支撑→开挖第一层土方→设置腰梁→安装第二层钢支撑→挖一层土、安装一层钢支撑→直至最下一层钢支撑安装完毕2施工要点(1)当基坑平面尺寸较大,支撑长度超过15m时需设立柱支承和水平支撑,防止支撑弯曲,缩短支撑的计算长度,防止支撑失稳破坏。因立柱在基坑开挖结束浇筑底板混凝土时不能拆除,为了方便底板钢筋通过,立柱通常采用格构式钢立柱。钢立柱不能直接支承于地基上,如基础为钢筋混凝土灌注桩时,可直接将钢立柱插人工程灌注桩内,插入长度一般不小于4倍的立柱边长。立柱位置如无工程桩时应增加立柱桩。立柱通常设于水平支撑的交叉部位,施工时立柱桩应准确定位,以防偏离支撑交叉部位。(2)采用钢筋混凝土灌注桩作围护墙时需设置冠梁,冠梁在围护墙桩施工完毕,达到70%的设计强度后,即可挖出桩头并截桩,整理好桩头钢筋,支设冠梁模板(土层较好时,亦可采用土模),绑扎冠梁钢筋,按支撑位置埋设预埋铁件,供焊接牛腿之用。冠梁的混凝土强度等级宜≥C30。冠梁的作用是将围护墙承受的土压力和水压力等外荷载传递到支撑上,为受弯构件,另外增加围护桩墙的整体刚度。1-1-293
(3)冠梁的混凝土强度达到设计强度的70%时,即可安装钢支撑。先在冠梁和钢立柱上焊支撑托架(或牛腿),托架上表面必须在同一标高上,以保证支撑在同一水平面上。安装钢支撑需用吊车配合,先安装短向支撑,再安装长向支撑。在纵横支撑的相交处,先用卡具固定,调整平直后再按设计要求进行焊接固定。(4)钢支撑端头与冠梁必须顶紧,如有空隙可用C20细石混凝土填实,确保传力可靠。(5)为使支撑受力均匀和减少受力变形,在土方开挖前,宜先给支撑施加预应力。预应力的施加方法,可采用千斤顶在支撑与冠梁之间加压,在缝隙处塞进钢楔锚固,然后撤除千斤顶。预应力可加到设计应力的50%~70%。(6)开挖第一层土方后,设置腰梁。钢支撑用钢腰梁,多用H型钢或双拼槽钢作腰梁。腰梁采用钢牛腿或吊筋固定于围护墙上,腰梁与围护墙之间用以C20细石混凝土填实。(7)下层钢支撑安装方法同上述第一层钢支撑的安装。(8)钢支撑受力构件的长细比不宜大于75,连系构件的长细比不宜大于120。安装节点尽量设在纵、横向支撑的交汇处。纵、横向支撑的交汇点尽可能在同一标高上,这样支撑体系的平面刚度大,尽量少用重叠连接。7.5.4.2钢筋混凝土支撑1工艺流程基础灌注桩施工时插人钢立柱→挖出支护桩及支柱头→支护桩截桩、整理桩头钢筋,支柱清理→支设冠梁、支撑模板→绑扎冠梁、支撑钢筋→浇筑混凝土→混凝土养护(拆模)→开挖第一层土方→支设腰梁、支撑模板→绑扎钢筋→浇筑混凝土→混凝土养护→开挖下一层土方→同上方法设置下一层腰梁及支撑→直至最后一层支撑2施工要点(1)混凝土支撑立柱亦采用钢立柱,做法和要求同钢支撑立柱。(2)第一层混凝土支撑与冠梁整体浇筑,在模板支设时应保证冠梁和支撑在同一水平面上,并保证每道支撑的平直。(3)第二道及以下各层支撑均与腰梁整体浇筑,腰梁与围护墙的接触处,在浇筑混凝土前应将泥土和松散的混凝土清理干净,保证腰梁混凝土与围护墙紧密接触。(4)为防止混凝土收缩,宜在混凝土中掺加微膨胀剂,以补偿收缩。(5)如采用静态爆破方法拆除混凝土支撑时,宜在支撑上预留装破碎剂的孔。孔的留设方法和大小应按设计要求确定。7.5.4.3支撑的拆除1拆除支撑时,为防止围护墙变形,一般采取逐层换撑、逐层拆除以及逐层回填土的方法。2支撑的拆除方法应在支撑设计时进行明确。3采用在地下室外墙上设置临时支撑的办法进行换撑时,应考虑支撑压力对地下室墙体结构的影响,需通过计算确定临时支撑的设置间距。4钢筋混凝土支撑,在制作时预留爆破孔洞,采用静态爆破的方法拆除支撑。7.5.5成品保护措施1支撑安装、拆除时,应尽量利用已安装的塔吊起吊。如另用吊车进行安装或拆除时,立吊车位置的支护结构应进行核算,以免引起局部超载t,使支护结构遭到破坏。2在安装支撑系统过程中,防止安装下层支撑而碰撞上层支撑。1-1-293
3土方开挖应选择合适的挖土机械,在基坑上开挖采用抓斗施工时,抓斗起落应防止碰撞支撑系统;采用小型挖掘机下坑内挖土,‘应设置坡道,自一端开始挖土,支撑系统下部土方应采用人工掏挖;土方运输采用小型自卸汽车或机动翻斗车,以免碰撞支撑系统。4挖土过程中,支撑立柱周围附近土方应用人工挖掘,防止机械挖掘碰坏立柱。7.5.6安全、环保措施1内支撑安装、拆除和土方开挖应确保支撑系统和围护墙的安全,施工顺序和方法必须按施工方案执行,杜绝蛮干。2进入现场作业人员必须配戴安全帽,电焊作业人员必须穿戴防护服和防护眼镜。3土方开挖的安全环保措施见本标准第6.2.2.4条、第6.2.3.4条的规定。4施工过程中应严格控制开挖和支撑的程序及时间,对支撑的位置(包括立柱及立柱桩的位置)、每层开挖深度、预加顶力(如需要时)、钢围檩与围护体或支撑与围檩的密贴度应做周密检查。7.5.7质量标准、、1作为永久性结构的支撑系统尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求。2钢或混凝土支撑系统工程质量检验标准应符合表7.5.7的规定。表7.5.7钢及混凝土支撑系统工程质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许偏差值检查方法单位数量主控项目1支撑位置:标高平面mmmm30100水准仪用钢尺量2预加顶力kN±50油泵读数或传感器一般项目1围核标高mm30水准仪2立柱桩参见本标准第5章参见本标准第5章3立柱位置:标高平面mmmm3050水准仪用钢尺量4开挖超深(开槽放支撑不在此范围)mm<200水准仪5支撑安装时间设计要求用钟表估侧7.5.8质量验收7.5.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.5.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.5.8.3质量验收记录:1支撑系统的设计资料和设计变更文件。2原材料出厂合格证或试验报告。1-1-293
3混凝土支撑的混凝土强度试验报告。4支撑系统的安装和土方开挖施工记录。5钢支撑施工加预应力记录等。6检验批验收记录按表7.5.8.3“钢或混凝土支撑工程检验批质量验收记录表”填写。表7.5.8.3钢或混凝土支撑工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1支撑位置:位高平面±30mm±100mm2预加顶力±50Kn一般项目1围檩标高±30mm2立柱桩设计要求3立柱位置:标高平面±30mm±50mm4开挖超深(开槽放支撑不在此范围)<15支撑安装时间设计要求施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日7.6地下连续墙1-1-293
7.6.1特点和适用范围地下连续墙是通过专用的挖(冲)槽设备,沿着地下建筑物或构筑物的周边,按预定的位置,开挖出或冲钻出具有一定宽度与深度的沟槽,用泥浆护壁,并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼,然后用导管浇灌水下混凝土,分段施工,用特殊方法接头,使之联成地下连续的钢筋混凝土墙体。地下连续墙适用于深基坑开挖和地下建筑的临时性和永久性的挡土围护结构;地下水位以下的截水、防渗;还可作为承受上部建筑的永久性荷载兼有挡土墙和承重基础的作用。7.6.2施工准备7.6.2.1技术准备1学习和熟悉施工图纸及地质勘探报告,掌握土层和地下水状况资料,据此确定挖槽机械种类,槽段划分、地基加固和泥浆配备计划。2调查了解地下埋设物的资料,以确定各种地下管线及障碍物的处理方案。3了解施工场地及邻近结构物的调查资料,以确定施工场地布置、施工场地平整和施工防护措施。4编制施工组织设计,其内容包括:(1)地下连续墙的总平面布置;(2)总体、单元施工进度计划;(3)挖槽机械和配套设备;(4)单元槽段的尺寸、分段次序编号、节点的构造形式;(5)泥浆制作应用和循环系统的现场布置,弃土、沉淀方式;(6)成墙穿越不同地质状况对策;(7)排除障碍措施;(8)导墙的平面布置和截面结构设计;(9)钢筋笼分段尺寸、接头、制作、安装方法;(10)混凝土配制、搅拌、运输、浇筑方法;(11)施工场地内地面排水;(12)保证质量的技术措施;(13)质量检测;(14)安全技术措施等。7.6.2.2材料准备钢筋、钢材、水泥、砂和碎石、膨润土(优质黏土)、CMC等附加剂。7.6.2.3机具准备地下连续墙施工成槽及配套泥浆制配、处理、混凝土浇筑、槽段接头所需要主要机具设备见表7.6.2.3。表7.6.2.3地下连续墙施工成植机具种类名称性能指标单位数量用途多头钻成多头钻机SF-60-80或组合多头钻机台1挖槽用1-1-293
槽机多头钻机架卷扬机卷扬机电动机液压千斤顶钢组合件,带配套装置3t或5t慢速0.5t或1t4kW15t件台台台台11124吊多头钻机用提升钻机头用吊胶皮管、拆装钻机用钻机架行走动力机架就位、转向顶升用续表7.6.2.3种类名称性能指标单位数量用途液压抓斗成糟机挖掘装置导架起重机斗容量0.48~1.68m331m91t套件台111挖槽用导杆抓斗支撑、导向用吊导架、挖掘装置用钻挖成槽机潜水电钻导板抓斗钻抓机架22kW60cm钢组合件,带配套装置台台台I11钻导孔用挖槽及清除障碍物吊钻机导板抓斗用冲击成糟机冲击式钻机卷扬机CZ30型或C222型3t或5t台台11冲击成槽用升降冲击锤用泥浆制备及处理机具设备旋流器机架泥浆搅拌机软轴搅拌机振动筛灰渣泵砂泵泥浆泵真空泵孔压机钢组合件0.8m3×8kW2.2kW5.5kW4PH、40kW50PS,22kWSLN-33、2kWSZ-4、1.5kW10m3/min、75kW件台台台台台台台台111121111制备泥浆用搅拌泥浆用泥渣处理分类与旋流器配套和吸泥用供浆用输送泥浆用吸泥引水用多头钻吸泥用混凝土浇筑机具设备混凝土浇筑架卷扬机混凝土料斗混凝土导管(带受料斗)钢组合件It或2t1m3,直径200~300mm台台个套1121提升混凝土漏斗及导管装运混凝土浇筑水下混凝土接头管及其顶升提拔设备接头管接头管顶升架油压千斤顶高压油泵吊车直径580mm钢组合件50t或l00tLYB-44、2.2kW1004型套套台台台21221混凝土接头用顶升接头管用与顶升架配套与油压千斤顶配套吊放接头管和钢筋笼、混凝土浇筑、料斗注:采用自成泥浆护壁工艺时,不需泥浆制备与处理机具设备,只需污水泵一台作排泥浆用。7.6.2.4作业条件1具备施工设备的运输条件和进退场条件。2具备施工用水电的供给条件。3具备钢筋加工和运输条件。4具备混凝土生产、运输和灌注条件。1-1-293
5具备泥浆配制、存贮和再生处理的条件。6具备弃土和废弃泥浆处理方法和位置。7具备对于噪声、振动和废泥浆污染等公害的防止措施。7.6.3材料质量控制要点1水:一般应为自来水或可饮用水,水质不明的水应经过化验,符合要求后,方可使用。2水泥、砂和碎石:应按设计要求或水下混凝土标准选用。3钢筋及钢材:应按设计要求选用。4膨润土或优质黏土:其基本性能应符合成槽护壁要求。5CMC等附加剂:应按护壁泥浆的性能要求选用。7.6.4施工工艺7.6.4.1工艺流程测量放线→挖导沟→筑导墙→挖槽机构就位→输人泥浆→挖槽→清槽→刷接头→吊放接头管(或箱)→吊放钢筋笼→浇筑架就位、安装导管→浇筑水下混凝土→拔出接头管7.6.4.2施工要点1导墙施工(1)导墙的作用是作为挖槽机的导向,容蓄泥浆及防止地表土的坍塌。(2)导墙一般用钢筋混凝土浇筑而成,导墙断面一般为「形、」形或[形(各种形式的导墙见图7.6.4.2),厚度一般为150~250mm,深度为1.5~2.0m,底部应坐落在原土1-1-293
图7.6.4.2各种形式导墙层上,其顶面高出施工地面50~l00mm,并应高出地下水位1.5m以上。两侧墙净距中心线与地下连续墙中心线重合。每个槽段内的导墙应设一个以上的溢浆孔。(3)导墙宜建在密实的黏性土地基上,如遇特殊情况应妥善处理,导墙背后应使用黏性土分层回填并夯实,以防漏浆。(4)现浇钢筋混凝土导墙拆模后,应立即在两片导墙间加支撑,其水平间距为2.0~2.5m,在导墙混凝土养护期间,严禁重型机械在附近行走、停置或作业。(5)采用预制的导墙时,应确保连接部分的质量。(6)导墙的施工允许偏差为:1)两片导墙的中心线应与地下墙纵向轴线相重合,允许偏差应为士10mm。2)导墙内壁面垂直度允许偏差为0.5%。3)两导墙间间距应比地下墙设计厚度加宽30~50mm,其允许偏差为士l0mm。4)导墙顶面应平整。2槽段开挖(1)应根据成槽地点的工程地质和水文地质条件、施工环境、设备能力、地下墙的结构尺寸及质量要求等选用挖槽机械。通常,对于软质地基,宜选用抓斗式挖槽机械;对于硬质地基,宜选用回转式或冲击式挖槽机械。(2)挖槽前,应预先将地下墙划分为若干个施工槽段,其平面形状可为一字形、L形、T形等。槽段长度应根据设计要求、土层性质、地下水情况、钢筋笼的轻重大小、设备起吊能力、混凝土供应能力等条件确定,一般槽段长度为3~7m。(3)挖槽前,应制订出切实可行的挖槽方法和施工顺序,并严格执行。挖槽时,应加强观测,确保槽位、槽深、槽宽和垂直度符合设计要求。遇有槽壁坍塌事故发生,应及时分析原因,妥善处理。(4)挖槽过程中,应保持槽内始终充满泥浆,泥浆的使用方式,应根据挖槽方式的不同而定,使用抓斗挖槽时,应采用泥浆静止方式,随着挖槽深度的增大,不断向槽内补充新鲜泥浆,使槽壁保持稳定;使用钻头或切削刀具挖槽时,应采用泥浆循环方式,用泵把泥浆通过管道压送到槽底,土渣随泥浆上浮至槽顶面排出称为正循环;泥浆自然流人槽内,土渣被泵管抽吸到地面上称为反循环。反循环的排渣效率高,宜用于容积大的槽段开挖。(5)槽段的终槽深度应符合下列要求:非承重墙的终槽深度必须保证设计深度,同一槽段内,槽底深度必须一致且保持平整;承重墙的槽段深度应根据设计人岩深度要求,参照地质剖面图及槽底岩屑样品等综合确定;同一槽段开挖深度宜一致;遇有特殊情况应会同设计单位研究处理。1-1-293
(6)槽段开挖完毕,应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度,合格后,应尽快清底换浆及安装钢筋笼、灌注槽段混凝土。3泥浆的配制与使用(1)泥浆的作用在于维护槽壁的稳定、防止槽壁坍塌、悬浮岩屑和冷却、润滑钻头。泥浆质量的优劣直接关系着成槽速度的快慢,也直接关系着墙体质量、墙底与基岩接合质量以及墙段间接缝的质量。(2)施工前,应对造浆私土进行认真选择,一般应选用膨润土造浆,并在施工前进行造浆率和造浆性能试验。(3)配制泥浆前,应根据地质条件、成槽方法和用途等进行泥浆配合比设计,试验合格后方可使用。其性能指标应符合表7.6.4.2的规定。新拌制的泥浆应存放24h或加分散剂,使膨润土充分水化后,方可使用。表7.6.4.2制配泥浆的性能指标项目性能指标检验方法密度1.1~1.3泥浆密度计黏度18~25s500/700mL野外教度计含砂量<5%含砂量仪胶体率>95%试管法失水量<30mL/30min失水量仪泥皮厚度1~3mm/30min失水量仪静切力1min,2~3N/m2;10min,5~10N/m2静切力仪稳定性<0.00430g/mm3密度计pH值7~9pH试纸(4)施工场地应设置足够施工使用的泥浆配制、循环和净化系统场地。泥浆池应加设防雨棚,施工场地应设集水井和排水沟,防止雨水和地表水污染泥浆,同时也防止泥浆污染场地,做到文明生产。(5)不同施工阶段的泥浆性能指标的测定项目应按下列要求进行:1)在鉴定黏土的造浆性能和确定泥浆配合比时,均应测定泥浆的黏度、密度、含砂量、稳定性、胶体率、静切力、失水量、泥皮厚度和pH值;2)清槽后,测定槽底以上0.2~1.0m处泥浆的密度、含砂率和黏度。(6)施工期间,槽内泥浆面必须高于地下水位1.0m以上,并且不低于导墙顶面0.5m。(7)施工过程中,应经常测定和调节泥浆性能,使其适应不同地层的钻进要求。1)对于覆盖层(即人工填土部分)泥浆黏度要适当大些,可达25~30s,甚至更大,失水量和泥皮厚度要小一些;2)对于黏土层,泥浆黏度可小一些,浓度也可稀一些。当黏度过高时,可用分散剂和加水稀释,但应禁止直接向槽内加清水,而应将水加进池内,经充分搅拌后再用。3)对于砂层,泥浆黏度应大些,浓度也可大些,失水量和泥皮厚度要小一些,在地下水特别丰富的地层中要采用高黏度高浓度泥浆。1-1-293
4)对于渗透性极高的地层,泥浆可能漏失,可用高黏度泥浆,或在泥浆中添加堵漏材料,如锯末和其他纤维物质,也可以直接往槽内投黏土球,在制作黏土球时,可往土中加适量的Na-CMC。(8)当泥浆受水泥污染时,黏度会急剧升高,可用Na2CO3和FCL(铁铬盐)进行稀释。如果泥浆过分凝胶化时,就要把泥浆废弃。1)当泥浆受海水污染时,可用海水造浆,并加人CMC。2)当泥浆受其他盐类污染时,可用腐植酸钠或FCL来处理。3)当钻进页岩时,页岩会遇水膨胀剥落,要用CMC来降低失水量和泥皮厚度。(9)施工现场应有足够的泥浆储备量,以满足成槽、清槽的需要以及失浆时的应急需要。泥浆池的数量至少要放置4个,总容量应能满足1~2d成槽和清槽用浆量。(10)在清槽过程中应不断置换泥浆。清槽后,槽底以上0.2~1.0m处的泥浆比重应小于1.2,含砂量不大于8%,黏度不大于28s。(11)泥浆应进行净化回收重复使用。泥浆净化回收可采用振动筛、旋流器、流槽、沉淀池或强制脱水等方法。废弃泥浆和残渣,应按环境保护的有关规定处理。4清底换浆(1)在槽段开挖结束后,灌注槽段混凝土前,应进行槽段的清底换浆工作,以清除槽底沉渣,直至沉渣厚度符合设计要求为止。(2)清底换浆作业可在挖槽结束后立即进行,也可在灌注槽段混凝土之前进行,不管在什么时候进行清底换浆作业,均应在浇注槽段混凝土之前,测定槽内泥浆的指标及沉渣厚度,达到设计要求后,才允许灌注槽段混凝土。(3)清底换浆时,应注意保持槽内始终充满泥浆,以维持槽壁的稳定。5钢筋笼的制作与安放(1)地下墙的钢筋笼规格尺寸应考虑结构要求、单元槽段、接头型式、加工场地、现场起吊能力等因素分节制作而成,每节钢筋笼主筋的连接可用电焊接头、压接接头或套筒接头。(2)钢筋笼应具有必要的刚度,以确保在吊装和插人时不致于变形或破坏,如有必要,须加设斜撑和横撑补强。钢筋笼的吊点位置、起吊方式和固定方法应符合设计和施工要求。在吊放钢筋笼时,应对准槽段中心,并注意不要碰伤槽壁壁面,不能强行插人钢筋笼,以免钢筋笼变形或导致槽壁坍塌。(3)钢筋的净距应大于3倍粗骨料粒径,并应在现场制作成型和预留插放混凝土导管的位置。分节制作的钢筋笼,应在制作台上试装配,接头处纵向钢筋的预留搭接长度应符合设计要求。(4)为了确保混凝土保护层厚度,可用钢筋或钢板定位垫块或预制混凝土垫块焊接在钢筋笼上,设置垫块位置时,在每个槽段前后两个面应各设两块以上,其竖向间距约为5m。(5)为了防止在灌注混凝土时钢筋笼上浮,应在导墙上埋设钢板,与钢筋笼焊接在一起作临时锚固。6施工接头1-1-293
(1)地下墙的接头施工质量直接关系到其受力性能和抗渗能力,应在结构设计和施工中予以高度重视。(2)施工接头应能承受混凝土的侧压力,倾斜度应不大于0.4%,不致于妨碍下一槽段的开挖,且能有效的防止混凝土绕过接头管外流。(3)施工接头可用钢管、钢板、型钢、预制混凝土、化学纤维、气囊、橡胶等材料制成,其结构形式应便于施工。(4)单元槽段挖槽作业完毕,应使用清扫工具或高压射水清除粘附于接头表面上的沉渣或凝胶体,以保证混凝土的灌注质量,防止接头漏水。(5)使用接头管接头时,要把接头管打人到沟槽底部,完全插人槽底。接头管宜用起重机吊放就位。起拔接头管时,宜用起重机或起拔千斤顶。接头管的拔出,应根据混凝土的硬化速度,依次适时地拔动,待混凝土灌注完毕经2~3h后完全拔出。过早拔出接头管,会使混凝土坍塌或开裂;过晚拔出接头管,会使拔出困难或不能拔出。7水下混凝土灌注(1)地下连续墙的混凝土是在护壁泥浆下灌注,须按水下混凝土的方法配制和灌注。且应采用商品混凝土。(2)混凝土的配合比应通过试验确定,并应符合下列规定:1)满足设计要求和抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量等指标,水灰比不应大于0.6。2)用导管法灌注的水下混凝土应有良好的和易性,坍落度宜为180~220mm,扩散度宜为340~380mm,每立方米混凝土中水泥用量不宜少于370kg,粗骨料最大粒径不应大于25mm,宜选用中、粗砂,混凝土拌和物中的含砂率不小于45%。3)水泥宜选用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,并可根据需要掺加外加剂,其品种和数量应通过试验确定。(3)导管的构造和使用应符合下列要求:1)导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200~250mm,直径制作偏差不得超过2mm。导管必须顺直、密封、装拆方便。导管总长度应大于槽深加槽孔上升高度。导管的分节长度应按工艺要求确定。两管之间可用法兰接头、穿绳接头或双螺纹方扣快速接头连接,底管长度不宜小于4m。2)导管使用前应试拼试压,试压压力一般为0.6~1.OMPa。(4)灌注混凝土的隔水栓宜用预制混凝土塞、钢板塞、泡沫塑料等材料制成。(5)为保证水下混凝土的灌注能顺利进行,灌注前应拟定灌注方案,内容包括槽孔纵剖面图、计划灌注量、混凝土供应能力、终灌高度、导管位置、导管组合方式、灌注方法及顺序、主要材料用量等。(6)灌注水下混凝土应遵守下列规定:1)开始灌注时,隔水栓吊放的位置应临近水面,导管底端到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为宜,一般为0.3~0.5m.2)开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋人水下混凝土中0.8m以上深度的混凝土储存量。3)混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h,每个单元槽段的灌注时间不得超过下列规定:1-1-293
a灌注量为10~20m3,≤3h;b灌注量为20~30m3,≤4h;c灌注量为30~40m3,≤5h;d灌注量为>40m3,≤6h。4)随着混凝土的上升,要适时提升和拆卸导管,导管底端埋人混凝土面以下一般保持2~4m,不宜大于6m,并不得小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面。5)在水下混凝土灌注过程中,应有专人每30min测量一次导管埋深及管外混凝土面高度,每2h测量一次导管内混凝土面高度。混凝土应连续灌注不得中断,不得横移导管,提升导管时应避免碰挂钢筋笼。(7)在一个槽段内同时使用两根导管灌注时,其间距不应大于3m,导管距槽段端头不宜大于1.5m,混凝土面应均匀上升,各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m,混凝土应在终凝前灌注完毕,终浇混凝土面高程应高于设计要求0.5m。(8)灌注前应有严密的施工组织设计及辅助设施,一旦发生机具故障或停电以及导管堵塞、进水等事故时,应立即采取有效措施,并同时作好记录。(9)灌注过程中槽段口宜设盖板,以免混凝土散落槽内污染泥浆;所置换出来的泥浆应送人沉淀池处理,不能让泥浆溢出地面。不能重复使用的泥浆应直接废弃处理。(10)单元槽段接头不良造成接头处漏水:接头处漏水是由于灌注混凝土时接头处有泥渣存在,使混凝土无法充填接头处缝隙所致。为此,应在设计中采用合理的结构形式,在施工中注意清除接头处沉积物,使单元槽段之间的衔接紧密,才能防止接头处漏水的发生。(11)墙体壁面不够平直:墙体壁面不平直往往是因挖槽机械选用不当,或因壁面部坍塌所致。为此,应注意选用合适的挖槽机械,采用合理的施工方法,配制合格的护壁泥浆,才能避免上述缺陷的发生。(12)墙体混凝土质量欠佳:挖槽时,护壁泥浆质量不合格;清底时,清除沉渣及换浆不彻底;灌注混凝土时,,导管布置不合理,导管埋人深度不够,混凝土的灌注不够连续等原因,均可导致墙体混凝土的质量缺陷。为此,应注意保证护壁泥浆的质量,彻底进行清底换浆,严格按规定灌注水下混凝土,以确保墙体混凝土的质量。(13)槽底沉渣过厚:护壁泥浆不合格,或清底换浆不彻底,均可导致大量沉渣积聚于槽底,在灌注水下混凝土前,应测定沉渣厚度,符合设计要求后,才能灌注水下混凝土。(14)施工准备时,应做好施工调查,挖槽开始之前,应清除一切地下障碍物。(15)防止导墙破坏或变形:在挖槽过程中,导墙的强度及刚度不足、导墙的地基坍塌、导墙内侧没有支撑、作用在导墙上的荷载过大等原因都可导致导墙破坏或变形,应采用切实措施,防止这些事故的发生。(16)防止槽壁坍塌:护壁泥浆不合格,漏浆或泥浆液面下降、地下水位上升、地下水流速大、挖槽穿过极软弱的粉砂层或松砂层,地面荷载过大或承受偏大土压力等因素,均可导致槽壁坍塌,应针对施工现场的条件,采取相应措施。1-1-293
(17)防止挖槽机具卡在槽内:槽壁坍塌,挖槽机具停留在槽内太久,在勃土层中挖槽,挖槽方向偏差太大,挖槽中遇有地下障碍物等原因,都可造成挖槽机具卡在槽内的事故。为此,应在施工中加强观测,密切注意地质条件的变化,改善护壁泥浆的质量,以防止这类事故的发生。8质量控制要点(1)地下墙施工前宜先试成槽,以检验泥浆的配比、成槽机的选型并可复核地质资料。(2)作为永久结构的地下连续墙,其抗渗质量标准可按现行国家标准《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2002执行。(3)地下墙槽段间的连接接头形式,应根据地下墙的使用要求选用,且应考虑施工单位的经验,无论选用何种接头,在浇注混凝土前,接头处必须刷洗干净,不留任何泥砂或污物。(4)地下墙与地下室结构顶板、楼板、底板及梁之间连接可预埋钢筋或接驳器(锥螺丝或直螺丝),对接驳器也应按原材料检验要求,抽样复验。数量每500套为一个检验批,每批应抽查3件,复验内容为外观、尺寸、抗拉强度等。(5)施工前,应检验进场的钢材、电焊条。已完工的导墙应检查其净空尺寸、墙面平整度与垂直度,检查泥浆用的仪器、泥浆循环系统应完好。地下连续墙应用商品混凝土。(6)施工中,应检查成槽的垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆密度、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、’混凝土上升速度、浇注面标高、地下墙连接面的清洗程度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等。(7)成槽结束后,应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检验,重要结构每段槽段都应检查,一般结构可抽查总槽段数的20%,每槽段应抽查1个段面。(8)永久性结构的地下墙在钢筋笼放人后,应做二次清孔,沉渣厚度应符合要求。(9)每50m3地下墙,应做1组试件,每幅槽段不得少于1组,在强度满足设计要求后方可开挖土方。(10)作为永久性结构的地下连续墙,土方开挖后应进行逐段检查,钢筋混凝土底板也应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定。7.6.5成品保护1施工过程中,应注意保护现场的轴线桩和高程桩。2在钢筋笼制作、运输和吊放过程中,应采取措施防止钢筋笼变形。3钢筋笼在吊放人槽时,不得碰伤槽壁。4钢筋笼人槽内之后,应在4h内灌注混凝土,在灌注过程中,应固定导管位置,并采取措施防止泥浆污染。5注意保护外露的主筋和预埋件不受损坏。7.6.6安全、环保措施1施工场地内一切电源、电路的安装和拆除,应由持证电工专管,电器必须严格接地接零和设置漏电保护器,现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。2所有机器操作人员必须持证上岗。3施工场地必须做到场地平整、无积水,挖好排浆沟。4水泥堆放必须有防雨、防潮措施,砂子要有专用堆场,不得污染。1-1-293
5施工机械、电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用,并由专人负责使用。7.6.7质量标准1地下连续墙的钢筋笼检验标准应符合本标准表5.6.9-1的规定。2地下连续墙的质量检验标准应符合表7.6.7的规定。表7.6.7地下连续墙质量检验标准项序项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1墙体结构设计要求查试件记录或取芯试压2垂直度:永久结构临时结构1/3001/150测声波侧槽仪或成槽机上的监测系统一般项目1导墙尺寸宽度墙面平整度导墙平面位置mmmmmmw+40<5±10用钢尺量,二为地下连续墙设计厚度用钢尺量用钢尺量2沉渣厚度:永久结构临时结构mmmm≤100≤200重锤测或沉积物测定仪测3槽深mm+100重锤测4混凝土坍落度mm180~220坍落度测定仪5钢筋笼尺寸见本标准表5.6.9-16地下墙表面平整度永久结构临时结构插人式结构mmmmmm<100<150<20此为均匀猫土层,松散及易塌土层由设计决定7永久结构时的预埋件位置水平向垂直向mmmm≤10≤20用钢尺量水准仪7.6.8质量验收7.6.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.6.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.6.8.3质量验收记录:1原材料质量合格证和试验报告。21-1-293
施工过程记录:包括成槽垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆密度、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、混凝土上升速度、浇注高度、地下墙连接面的清洗高度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等施工记录。3连续墙施工验收记录按表7.6.8.3-1“地下连续墙(钢筋笼)工程检验批质量验收记录表(I)”、表7.6.8.3-2“地下连续墙工程检验批质量验收记录表(B)’’填写。表7.6.8.3-1地下连续墙(钢筋笼)工程检验批质量验收记录表GB50202-2002(Ⅰ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1主筋间距(mm)±102长度(mm)±100般项目1钢筋材质检验设计要求2水平筋间距(mm)±203断面厚度(mm)±10施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日1-1-293
监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日表7.6.8.3-2地下连续墙工程检验批质量验收记录表GB50202-2002(Ⅱ)单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1墙体强度设计要求2垂直度:永久结构临时结构1/3001/150般项目1导墙尺寸宽度墙面平整度导墙平面位置W+40mm<5mm±lomm2沉渣厚度:永久结构临时结构≤100mm≤200mm3槽深+l00mm4混凝土坍落度180~220mm5钢筋笼尺寸见验收表(Ⅰ)6地下墙表面平整度永久结构临时结构插人式结构<l00mm<150mm<20mm7永久结构时的预埋件位置水平向垂直向≤10mm≤20mm施工单位专业工长(施工员)施工班组长1-1-293
检查评定结果项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:w为地下连续墙设计厚度。7.7沉井与沉箱7.7.1特点和适用范围7.7.1.1沉井1沉井是在地面或基坑上,先制作开口钢筋混凝土筒身,待筒身达到一定强度后,在井内挖土使土面逐渐降低,沉井筒身靠自重克服与土壁之间的摩阻力,不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。2沉井一般为钢筋混凝土制作,其平面形状有:圆形、方形、矩形、多边形和多孔形等,沉井的剖面,有圆筒形、锥形、阶梯形等。为减少下沉摩阻力,井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm,有的沿高度设成台阶形,井壁表面常沿高度做成1/1000的坡度。3沉井的特点是:可在场地狭窄情况下施工较深(可达50余米,我国江阴长江公路大桥北锚碇基础采用的沉井长69m,宽51m,深58m)的地下工程,且对周围环境影响较小;可在地质、水文条件复杂地区施工;与大开挖相比,可减少挖、运和回填的土方量。其缺点是施工工序较多;技术要求高、质量控制难度较大。4沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑(料坑、铁皮坑、翻斗机室等)、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作竖井、深地下室、取水口等工程施工。7.7.1.2沉箱1-1-293
1沉箱又称气压沉箱,沉箱的外形和构造与沉井相同,下沉工艺也与沉井基本类似。只是在底节作成一个有顶盖的工作室,然后在顶盖板上装设井管及气闸,工人在工作室内挖土,使沉箱在自重作用下下沉。当工作室进人水下时,通过气闸和气管打人压缩空气,把工作室的水排出,工作室仍能照常施工作业。在不断挖土下沉的同时,箱顶也不断浇筑接高,直到沉至设计标高,然后,用混凝土封填工作室,并撤去气闸和井管。图7.7.1沉箱施工作业示意图2沉箱的最大优点是:工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出,因此其下沉过程中能处理任何障碍物,并能直接鉴定和处理基底,基础质量可靠。但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作,工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响,且工效低。因为在水中每加深l0m,工作室内应需增加一个大气压力,才能将水排出。而人体一般仅能承受3.5个大气压力,也就是一般只能在深度不超过35m左右的水下进行工作。而在这样的工作条件下,工作时间将缩短到每天仅能工作2~4h左右,且工作人员进出闸后均需缓慢增压或减压,若增、减压不当极易得沉箱病。另外,沉箱施工作业需较多的复杂设备如气闸、压缩空气站等,造价亦偏高,故近几十年来在国内已很少采用。但在国外,尤其是日本改用水力机械挖土、加强自动化控制和监测并尽量减少人工进人沉箱,因此仍在使用。沉箱作业示意见图7.7.1。3沉箱适用于深水基础需修建在透水性很大的土层中且含有难于处理的障碍物,或基底需要经过特殊处理,沉井无法下沉的情况下使用。7.7.2施工准备7.7.2.1技术准备1学习和掌握施工区域的岩土勘察报告,如原勘察报告不符合要求时,应在沉井(箱)施工处补做详细的地质勘察,钻孔设在井外,距外井壁距离宜为2m,需有一定数量和深度的钻孔,以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况,对各土层要提供详细的物理力学指标,为制订施工方案提供可靠的技术依据。2学习和熟悉沉井(箱)的设计文件,掌握沉井(箱)的构造及特点。3了解施工区域内地下管线、设施、障碍物情况资料及相邻建筑基础资料。4编制施工组织设计或方案,要根据沉井(箱)的结构特点、水文地质条件、已有的施工设备和过去的施工经验,经过详细的技术、经济比较,编制出技术先进、经济合理、切实可行的施工方案。在方案中重点解决沉井(箱)制作、下沉、封底等技术措施及保证质量和安全的技术措施,对可能遇到的问题要有预案措施。1-1-293
5在施工区域内设置测量控制网和水准基点,用于定位放线、沉井(箱)制作和下沉的依据。如附近有建(构)筑物等,应设沉降观测点,以便施工沉井(箱)时定期进行沉降观测。7.7.2.2主要材料1水泥品种应按设计要求选用,其强度等级不应低于32.5级,不得使用过期或受潮结块水泥;2碎石或卵石的粒径宜为5~40mm,含泥量不得大于1.0%,泥块含量不得大于0.5写;3砂宜用中砂,含泥量不得大于3.0%,泥块含量不得大于1.0%;4拌制混凝土所用的水,应采用不含有害物质的洁净水;5外加剂的技术性能,应符合国家或行业标准一等品及以上的质量要求;6粉煤灰的级别不应低于二级,掺量不宜大于20%;硅粉掺量不应大于3%,其他掺合料的掺量应通过试验确定;7钢筋及钢材按设计选用,钢筋进场时,应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件,作力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。7.7.2.3主要机具设备1沉井施工主要机具设备见表7.7.2.3-1、表7.7.2.3-2。2沉箱施工主要机具沉箱施工除上述沉井施工机具外还应增加:空气压缩站、升降井筒(附有电动机、调速器、卷扬机、吊斗和运料小斗车等),气闸,箱顶管路(包括电缆管、水管、送风管、排气管、检查管)等。表7.7.2.3-1沉井施工主要机具设备表机具名称规格、性能单位数量用途挖掘机翻斗汽车混凝土搅拌机灰浆搅拌机推土机机动翻斗车振动器振动器混凝土吊斗履带式起重机混凝土搅拌运输车混凝土枪送泵车水泵水泵潜水泵钢筋调直机钢筋切断机钢筋弯曲机钢筋对焊机WY40型3.5tj1-400型HJ-200型T1-100型JS-IB型HZ6X-50型,插人式HZ2-5型,平板式1.2m3Wl-100型JC6Q型IPF-185B型4BA-6A型,105m3/h3BA-9型,45m3/hQS32×25-4型25m3/hGJ4-14/4型GJ5-40-1型QJ7-40型UNl-75型台台台台台台台台台台台台台台台台台台台16211610242624141111基坑、沉井挖土运输土方、混凝土、工具、材料搅拌混凝土拌制砂浆、灰浆整平场地、集中土方、推送砂石运送混凝土及小型工具材料振捣混凝土振捣混凝土吊运混凝土吊运土方、混凝土、吊装构件搅拌运输混凝土输送浇灌混凝土基坑、沉井排水临时供水基坑、沉井排水钢筋调直钢筋切断钢筋成型钢筋对接1-1-293
轮锯机平刨机电焊机卷扬机卷扬机变压器蛙式打夯机MJ104型,φ400mmMB503A,300mmBX1-330型JJM-5型JJM-3型320KVAH-201型台台台台台台台1151111木材加工模板加工现场焊接吊运土方、辅助起重吊运土方、辅助超重变压用回填土夯实表7.7.2.3-2沉井施工水力机械挖土需用机械设备名称规格、型号单位数量备注水泵8BA-12型,流量280m3/h,扬程29.ltn,压力1.2MPa以上台1水泵8BA-18型,流量285m3/h,扬程18m,压力1.25MPa以上台1水力冲泥机台62台备用水力吸泥机台31台备用进水管φ150(硬管或软管)m16排泥管φ150(硬管或软管)φ250mm280280泥浆管3PN型,流量108m3/h,扬程21m,带空气抽除器台31台备用7.7.2.4作业条件1有齐全的技术文件和完整的施工组织设计方案,并已进行技术交底;2进行场地整平至要求标高,按施工要求拆迁区域内的障碍物,如房屋、电线杆、树木及其他设施,清除地面下的埋设物,如地下管道、电缆线及基础、设备基础、人防设施等;3施工现场有可使用水源和电源,已设置临时设施,修建临时便道及排水沟,同时敷设输浆管、排泥管、挖好水沟,筑好围堤,搭设临时水泵房等,选定适当的弃土地段,设置沉淀池;4已进行施工放线,在原建筑物附近下沉的沉井(箱)应在原建筑物上设置沉降观测点,定期进行沉降观测;5各种施工机具已运到现场并安装、维修,试运转正常,现场电源及供气系统应设双回路或备用设备,防止突然性停电、停气造成沉箱事故;6对进入沉箱内工作人员进行体格检查,并在现场配备医务人员。7.7.3材料质量控制要点1沉井、沉箱用材料应符合设计要求。2钢筋混凝土用材料质量控制见本标准第5.6.2条。7.7.4施工工艺7.7.4.1沉井1工艺流程场地平整→定位放线→开挖基坑(应用于地坑制作)→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层、垫木或挖刃脚土模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土、养护、拆模→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木或拆除砖垫座→沉井下沉→沉井封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及安装辅助设施1-1-293
2施工要点(l)沉井制作1)沉井的制作有一次制作和多节制作,地面制作及地坑制作等方案。如沉井高度不大时宜采用一次制作,可减少接高作业,加快施工进度;高度较大时可分节制作,但尽量减少分节节数。2)分节高度的确定。当沉井高度不大时,应尽量采取一次制作下沉,以简化施工程序,缩短作业时间;如高度和重量都大,重心高,如地基处理不好,操作控制不严,在下沉前很容易产生倾斜,这时应采取分节制作,每节制作高度的确定,应保证地基及其自身稳定性,并有适当重量使其顺利下沉,一般每节高度以6~8m为宜。每节下沉时应计算下沉系数,保证顺利下沉。3)基坑开挖a沉井制作有地表制作和地坑制作,一般采用地坑制作。一是由于地表土土质较松,地耐力较小,为防止地基不均匀下沉引起井身裂缝,地基处理较难,费用较高,一般深层土质较好;二是采用地坑制作做法减少了沉井下沉的高度,同时也减小了沉井的施工高度,给施工带来便利。b地坑开挖的深度根据地质报告、地下水位、开挖的土方量综合考虑,确定施工方便,经济合理的开挖深度。c根据基坑的大小来确定机械开挖或人工开挖,机械开挖时一般预,留200mm厚土方,用人工清除,以免扰动地基土体。外围应留出2000~2500mm工作面,以便搭设脚手架及混凝土灌注施工,也便于沉井接节施工。如地下水位较高则还应设置排水沟及集水井,基坑上口设置挡水坝。d基坑开挖放坡系数,根据土体和类别以及考虑施工时间长短而定、,对黏土、粉质黏土放坡系数宜取0.33-0.75;对砂卵石放坡系数宜取0.5~0.75;对软质岩石放坡系数宜为0.1~0.35。4)地基处理及刃脚的支设a根据地基的地耐力验算是否能承受沉井重量或分节的重量,如不能,应对地基进行处理,处理方法一般采用砂、砂砾、碎石、灰土垫层,用打夯机夯实或机械碾压等措施使其能够承受沉井重量或分节的重量。b刃脚的支设。刃脚的支设,可视沉井重量、施工荷载和地基承载力情况,采用垫架法、砖垫架法或土胎模法等,见图7.7.4.1。图7.7.4.1沉井刃脚支设(a)垫架法;(b)砖垫座法;(c)土胎模法1一刃脚;2一砂垫层;3一枕木;4一垫架;5一模板,6一砖垫座;7一水泥砂浆抹面;8一刷隔离层;9一土胎模1-1-293
较大较重的沉井,在较软弱地基上制作,常采用垫架法,此法先在刃脚处整平地基并夯实,或再铺设砂垫层,然后在其上铺枕木或垫架,垫木常用16cm×2cm枕木(或15cm×15cm),根数由沉井第一节的重量和地基(或砂垫层)的承载力计算得出。枕木应对称铺设。对重量较轻,土质较好,地基承载力能够满足要求,可采用砖垫座或土胎模。砖垫座采用MU7.5红砖(或MU30毛石)、M10的水泥砂浆,沿周长分成6~8段,中间留20mm空隙,以便拆除,砖垫座内壁用1:3水泥砂浆抹平并压光;土胎模按刃脚的形状成型后,内壁用水泥砂浆抹面。砖垫座、土胎模砂浆面应涂刷隔离剂,保证刃脚的光滑,以减少摩擦,便于下沉。5)井壁制作a模板支设。井壁模板采用钢组合式定型模板或木定型模板组装而成,为便于钢筋绑扎,先支内模,待钢筋验收完毕后再封外模。模板采用对拉螺栓紧固,由于一次浇筑混凝土较高,在支模前应对模板进行计算,避免胀模、爆模。对有防渗要求或地下水位较高时,在对拉螺栓中间设100(mm)×100(mm)×3(mm)钢板止水片、止水片与对拉螺栓必须满焊。为防止在浇捣混凝土时模板发生位移,保证模板整体稳定,应与内、外部的脚手架、基坑边坡连接牢固。模板拼缝要严密,避免漏浆形成蜂窝麻面,模板应涂刷脱模剂,使混凝土表面光滑,减小阻力便于下沉。模板及其支架安装和拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。b钢筋绑扎。钢筋在支好沉井一面模板后即可进行,每节竖筋可一次绑到顶部,在顶部用几道环向钢筋固定,水平筋可分段绑扎。竖筋与上一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接或搭接连接,接头错开,在35d并不小于500mm区域内或1.3倍的搭接长度区域内接头面积的百分比不能超过50%。为保证钢筋位置和保护层厚度正确,内外钢筋之间加设φ14支撑钢筋,每1.0m不少于1个,梅花形布置。在钢筋外侧垫置水泥砂浆保护层垫块或塑料卡。钢筋用挂线控制垂直度,用水平仪测量并控制水平度。钢筋安装时受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。c混凝土的浇筑。根据沉井的大小来选择浇筑机械,浇筑前应在沉井四周边缘支设脚手架操作平台,便于混凝土运输及四周均匀的浇筑。应将沉井分层均匀浇筑,每层厚度300~500mm(1.25倍振动捧的长度),保持均衡下料,四壁和隔墙同时上升,以免造成地基不均匀下沉或使沉井倾斜。每节混凝土应一次连续完成,待一下节混凝土强度达到70%方可浇筑上一节混凝土,地下水丰富,井壁有抗渗要求时,上下节井壁的接缝应设置凸形水平施工缝或止水带,接缝处凿毛并冲冼处理后,再继续浇筑下一节。混凝土可采用自然养护,井筒侧模拆除后应悬挂草袋覆盖并浇水养护不小于14d。(2)沉井下沉1)下沉验算:1-1-293
沉井下沉前应进行混凝土强度及外观质量检查。对各种形式的沉井在施工阶段应进行结构强度计算及下沉和抗浮验算。沉井下沉时,第一节混凝土强度达到设计强度,其余各节应达到设计强度的70%。沉井下沉,其自重必须能克服井壁与土间的摩阻力和刃脚、隔墙、横梁下的反力,采取不排水下沉时尚需克服水的浮力。因此,为使沉井能顺利下沉,应进行分阶段下沉系数的计算,作为确定下沉施工方法和采取技术措施的依据。下沉系数按下式计算:k0=(G-B)/Tf(7.7.4.1-1)式中G——井体自重;B——下沉过程中地下水的浮力;Tf——井壁总摩阻力;k0——下沉系数,宜为1.05~1.25,位于淤泥质土中的沉井取小值,位于其他土层中取大值。井壁摩阻力可参考表7.7.4.1。表7.7.4.1井壁摩阻力项次土的种类井壁摩阻力(kN/m)1流塑状黏性土10~152软塑及可塑状黏性土12~253粉砂和粉性土15~254砂卵石17.7~29.45泥浆套3~5当下沉系数较大,或在软弱土层中下沉,沉井有可能发生突沉时,除在挖土时采取措施外,宜在沉井中加设或利用已有的隔墙或横梁等作为防止突沉的措施,并按下式验算下沉稳性:(7.7.4.1-2)式中R——沉井刃脚、隔墙和横梁下地基土的反力之和;——沉井下沉过程中的下沉稳定系数,取0.8~0.9。当下沉系数不能满足要求时,可在基坑中制作,减少下沉深度;或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料以增加附加荷重;或在井壁与土壁间注人触变泥浆,以减少下沉摩阻力等措施。2)垫架拆除:大型沉井应待混凝土达到设计强度的100写方可拆除垫架(枕木、砖垫座),拆除时应分组、依次、对称、同步地进行。拆除次序是:圆形沉井先拆除一般垫架,后拆除定位垫架,矩形沉井先拆除内隔墙下垫架,再分组对称拆除外墙两短边下的垫架,然后拆除长边下一般垫架,最后同时拆除定位垫架。拆除时先将枕木底部的土挖去,利用绞磨或推土机的牵引将枕木抽出。每抽出一根枕木,刃脚下应立即用砂填实。拆除时应加强观测,注意沉井下沉是否均匀。隔墙下垫架拆除后的空穴部分用草袋装砂回填。1-1-293
3)井壁孔洞的处理。沉井壁上有时有与地下通道、地沟、进水口、管道等连接的孔洞,为避免沉井下沉时地下水和泥土涌入,也为避免沉井各处重量不均,使重心偏移,易造成沉井下沉时倾斜,所以在下沉前必须进行处理。对较大的孔洞,在沉井制作时在洞口预埋钢框、螺栓,用钢板、方木封闭,洞中填与孔洞混凝土重量相等的砂石或铁块配重。对进水窗则采取一次做好,内侧用钢板封闭。沉井封底后拆除封闭钢板、挡木等。4)下沉方法选择。根据地下水和土质情况施工条件而异,沉井常用的有排水下沉和不排水下沉两种方法。当沉井所穿过的土层透水性较低,地下涌水量不大,不会因排水而产生流砂,或因排水造成井周地面过大沉降时,可采用排水挖土下沉法施工。排水下沉可以在干燥的条件下施工,挖土方便均匀,下沉容易控制均衡,土层中的孤石等障碍物易于发现和清除,下沉时一旦发生倾斜也容易纠正;当土层不稳定、涌水量很大时,在井内排水挖土很容易产生流砂,此时可采用水下挖土不排水下沉。采用不排水下沉井内水位应始终保持高出井外水位1^-2m,井内出土,可视土质情况采用机械抓斗水下挖土或用高压水泵破土,再用吸泥机排出泥浆。但此方法需一定的冲土吸泥设备。由于排水下沉易于控制,尽可能地采用排水下沉施工。5)下沉施工:a排水下沉:a)设明沟、集水井排水:在沉井(箱)内离刃脚2~3m挖一圈排水明沟,设3~4个集水井,深度比地下水深1~1.5m,沟和井底深度随沉井挖土而不断加深,在井内或井壁上设水泵,将地下水排出井外。为不影响井内挖土操作和避免经常搬动水泵,一般采取在井壁上预埋铁件,焊钢操作平台安设水泵,或设木吊架安放水泵,水泵下加草垫或橡皮垫,避免振动。水泵抽吸高度控制不大于5m.如果井内渗水量很少,则可直接在井内设高扬程潜水电泵将地下水排出井外。本法简单易行,费用很低,适于地质条件较好时使用。b)井点降水、井点与明排水相结合的方法:在沉井外部周围设置轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位,使井内保持干燥挖土。如井内有部分潜水时,再辅以明沟和集水井用泵排水。本法适于地质条件较差,有流砂发生的情况下使用。采用此方法应编制详细的降水施工方案。b不排水下沉。不排水下沉方法有:用抓斗在水中取土;用水力冲射器冲刷土;用空气吸泥机吸泥或水中吸泥机吸水中泥土等方法。水力挖土机械设备包括:高压水泵、水力冲泥机(又称水枪)、水力吸泥机以及进水和输泥管线等,根据沉井的面积选择机械设备。挖土方法:a)排水下沉挖土方法:常用人工或风动工具,或在井内用小型反铲挖土机,在地面用抓斗挖土机分层开挖,挖土必须对称,均匀进行,使沉井均匀下沉,挖土方法随土层情况而定。1-1-293
挖土应分层、均匀、对称地进行,使沉井能均匀竖直下沉。有底架、隔墙分格的沉井,各孔挖土面高差不宜超过lm。如下沉系数较大,一般先挖中间部分,沿沉井刃脚周围保留土堤,使沉井挤土下沉;如下沉系数较小,应事先根据情况分别采用泥浆润滑套、空气幕或其他减阻措施,使沉井连续下沉,避免长时间停歇。井孔中间宜保留适当高度的土体,不得将中间部分开挖过深。沉井下沉过程中,如井壁外侧土体发生塌陷,应及时采取回填措施,以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境的影响。沉井下沉过程中,每8h至少测量2次。当下沉速度较快时,应加强监测,如发现偏斜、位移时,应及时纠正。普通土层:从沉井中间开始逐渐向四周挖土,每层挖土厚度为0.4~0.5m,在刃脚处留1~1.5m土堤,然后沿沉井壁每2~3m一段,向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的开挖土层,每次挖去50~100mm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂,沉井便在自重作用下均匀破土下沉,当沉井下沉很少或不下沉时,可再从中间向下挖0.4~0.5m,并继续向四周均匀掏挖,使沉井平稳下沉。砂夹卵石或硬土层:从沉井中间开始逐渐向四周挖土,当挖到刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,则须按平面布置分段的次序逐段对称地将刃脚下挖空,并挖出刃脚外壁约l0cm,每段挖完用小卵石填塞夯实,待全部挖填后,再分层挖掉回填的小卵石,可使沉井均匀减少承压面而平衡下沉。岩层、风化或软质岩层:可用风镐或风铲等从中间向四周开挖,在刃脚口打炮孔,进行松动爆破,炮孔深1.3m,以lm的间距梅花形交错排列,使炮孔伸出刃脚口外150~300mm,以便开挖宽度可超出刃脚口50~100mm,下沉时,按刃脚分段顺序,每次lm宽用小卵石进行回填,如此逐段进行,至全部回填后,再去除小卵石,使沉井平稳下沉。b)不排水下沉挖土方法:抓斗挖土:用吊车或卷扬机吊抓斗挖掘井底中央部分的土,使形成锅底,在砂或砾石类土中,一般当锅底比刃脚低1-1.5m时,沉井即可靠自重下沉,而将刃脚下土挤向中央锅底,再从井孔中继续抓土,沉井即可继续下沉。在豁质土或紧密土中,刃脚下不易向中央坍落,则应配以射水管冲土。沉井由多个井孔组成时,每个井孔宜配备一台抓斗。如用一台抓斗抓土时,应对称逐孔轮流进行,使其均匀下沉,各井孔内土面高差不宜大于0.5m。水力机械冲土:是用高压水泵将高压水流通过进水管分别送进沉井内的高压水枪和水力吸泥机,利用高压水枪射出的高压水冲刷土层,使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑,然后用水力吸泥机(或空气吸泥机)将泥浆吸出,从排泥管排出井外。水力冲土从中间开始,先在水力吸泥机水龙头下方冲1个直径2~5m的集泥坑,其深度应使吸泥管吸口下方有足够的容积,以便泥浆来源暂时中断时,其存量仍足以维持2~3min,同时吸泥龙头又可伸至浆面下0.5~0.75m,避免带人空气。然后用水枪成辐射形开拓通向集泥坑的土沟4~6条,沟坡度为800~10%,最后向四周用“顺向挖土方法”1-1-293
拓宽开挖井底土体使成锅底形,用高压水柱切割井底土层与土体混合成为相应稠度的泥浆顺土沟流向集泥坑内,经水力机械排出井外,泥浆含量一般在1000~30%之间,浓度愈大则效率愈高。为不使集泥坑和排泥沟内的泥砂沉淀,应经常用水枪轮流冲射搅动,如此循环作业分层冲土使锅底达到一定深度。为了便于控制沉降偏斜,减少附近土体扰动破坏,必要时在刃脚部位可辅以适当人工作业,为了防止沉井突然下沉引起过大的偏斜和发生安全事故,减少井外土体扰动,在靠近四周刃脚1.0~1.5m应保留一土堤,最后对称分层冲挖,尽量保持沉井受力均匀,不得冲空刃脚下面的土层。水力吸泥机冲土,适用于粉质黏土、粉土、粉细砂土,在淤泥或浮土或粉砂层中使用水力吸泥时,为防止涌泥,流砂现象,应保持井内水位高出井外水位1~2m。d沉井的辅助下沉方法。沉井下沉完全靠自重克服侧面阻力,往往结构做的较厚以增加自重是不经济的,如采用辅助下沉方法,可将结构做的较薄以节省材料费用。常用的辅助下沉方法有以下几种:a)射水下沉法。是用预先安设在沉井外壁的水枪,借助高压水冲刷土层,使沉井下沉。射水所需水压,在砂土中,冲刷深度在8m以下时,需要0.4~0.6MPa;在砂砾石层中,冲刷深度在10~12m以下时,需要0.6~1.2MPa;在砂卵石层中,冲刷深度在10~12M时,则需要8~20MPa。冲刷管的出水口径为10~12mm,每一管的喷水量不得小于0.2m3/s,但本法不适用于在黏土中下沉。b)触变泥浆护壁下沉法。沉井外壁制成宽度为100~200mm的台阶作为泥浆槽。泥浆用泥浆泵、砂浆泵或气压罐通过预埋在井壁体内或设在井内的垂直压浆管压入,使外井壁泥浆槽内充满触变泥浆,其液面接近自然地面。为了防止漏浆,在刃脚台阶上宜钉一层2mm厚的橡胶皮,同时在挖土时注意不使刃脚底部脱空。在泥浆泵房内要储备一定数量的泥浆,以便下沉时不断补充泥浆。在沉井下沉到设计标高后,泥浆套应按设计要求进行处理,一般采用水泥浆或水泥砂浆或其他材料置换触变泥浆,即将置换浆料从泥浆套底部压人,使泥浆被压进的材料挤出,待置换浆料凝固后,沉井即可稳定。触变泥浆以20%膨润土及5%石碱(碳酸钠)加水调制而成。采用本法可大大减少井壁的下沉阻力,同时还可起阻水作用,方便取土,并可维护沉井外围地基的稳定,保证其邻近建筑物的安全。c)空气幕下沉法。空气幕沉井亦称壁后压气沉井,其特点与触变泥浆护壁下沉法基槽相似,只是从预先埋设在井壁四周的管道中压入高压空气以代替泥浆。而高压空气由设在井壁上的喷气孔喷出,并沿井壁外表面上升溢出地面,从而在井壁周围形成一层松动的含有气体与水的液化土层,此含气土层围绕沉井如同幕帐一般,选用此空气幕减小土对沉井侧壁的摩阻力,而达到加快下沉速度之目的。空气幕沉井与普通沉井相比在构造上增加了一套空气幕系统,主要由在井壁上预留的气完、井壁中的预埋管、压风机、风包及地面管路组成。气完是包括在沉井外壁上预留的凹槽(宽×高×深,50mm×150mm×30mm)及里面的喷气孔。凹槽的作用是保护喷气孔不受土的直接磨损,便于气体的扩散,使喷出的高压气束经扩散空间较均匀地附壁上升,以形成气幕;尺寸较大的气龛,压气时凹槽内充满气体,像一个气囊,起着减小摩擦面积的作用。一个沉井往往需要几百个至几千个气完,排列布置应根据设计确定。1-1-293
井壁预埋管的布置有两种方式:一种是同时设环形管和竖管,环形管视沉井的大小及纠偏的需要而定,可按半周或1/4周设一根。喷气孔即钻在环形管上,由竖管连接引出井顶。压气时,气体沿竖管进人环形管,然后从各气龛喷出。还有一种方式是只设竖管,喷气孔即设在竖管上,此法的好处在于管路顺直,气压损耗少。下端可设贮砂筒,贮存由气完渗进的砂子,防止喷气孔堵塞。但这种方式用料多,每灌注一节沉井接长管路的工作量大。空气幕沉井侧面阻力的减少是有时间性的,即在压气时减少,停气时又恢复。因此在整个空气幕沉井下沉过程中,当吸泥消除正面阻力后,还必须及时辅以压气,才能收到良好的效果。6)沉井下沉注意事项:沉井下沉开始5m以内,要特别注意保持平面与垂直度的正确,以免继续下沉时,不易调整。为减少下沉的摩擦力和以后的清淤工作,最好在沉井的外壁采用随下沉随填砂的方法,以减轻下沉困难。挖土应分层进行,防止锅底挖得太深,或刃脚挖土太快,突沉伤人。在挖土时,刃脚处、隔墙下不准有人操作或穿行,以避免刃脚处切土过多伤人。在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度应小于30cm或更薄些,避免发生倾斜,在离设计标高20cm左右应停止取土,依自重下沉到设计标高。挖土时,应注意创造自由面以提高效率;几台冲泥机在同一地点工作时,应密切配合协同动作;水力必须集中使用不要分散使用,特别应防止水锋交织,抵消力量;泥浆流运送时,要注意经常清除和冲洗沟槽底部淤泥,避免堵塞和泥浆外溢。7)沉井封底。分为湿封底和干封底两种,干封底施工设备和操作筒单,质量易于控制,混凝土用量较少。沉井下沉至设计标高,经过观测在8h内累计下沉不大于10mm,沉井下沉已经稳定时,即可进行沉井封底。a干封底。方法是将新老棍凝土接触面冲刷干净或打毛,对井底进行修整使之形成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵石作成滤水暗沟,在中部设2~3个集水井,深1~2m,井间用盲沟相互连通,插人φ600~φ800四周带孔眼的钢管或混凝土管,外包两层尼龙窗纱,四周填以卵石,使井底的水流汇集在井中,用潜水泵排出,保持地下水位低于基底面以下0.5m以下。封底一般铺一层150~500mm厚碎石或卵石层,再在其上浇筑一层厚约0.5~1.5m的混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最后稳定。达到50%设计强度后,在垫层上绑扎钢筋,两端伸人刃脚或凹槽内,浇筑上层底板混凝土。封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净;浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行,由四周向中央推进,每层厚300~500mm,并用振捣器振捣密实;当井内有隔墙时,应前后左右对称地逐孔浇筑。混凝土采用自然养护,养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到设计强度的70%并经抗浮验算后,对集水井逐个停止抽水、逐个封堵。封堵方法是将集水井中水抽干,在套管内迅速用干硬性的高强混凝土进行堵塞并捣实,然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭,上部用混凝土垫实抹平。b1-1-293
湿封底。井底向井中较大规模的涌水、涌砂、涌泥不可用干封底时,采用不排水封底(即在水下进行封底)。要求将井底浮泥清除干净,新老混凝土接触面用水冲刷干净,并抛毛石,铺碎石垫层。封底混凝土用导管法灌注,待水下封底混凝土达到所需要的强度后,即一般养护为7-14d,方可从沉井中抽水,检查封底情况,如有漏水,进行修补,按排水封底施工上部钢筋混凝土底板。7.7.4.2沉箱1工艺流程场地平整(在水中施工时先进行人工筑岛)→定位放线→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层、垫木或挖刃脚土模→安设刃脚铁件→支刃脚、工作室模板→绑钢筋→支箱外模板→浇筑混凝土、养护、拆模→抽出垫木或拆砖垫座→安装升降井筒和气闸→挖土下沉→拆除气闸、接高沉箱→接高井筒、重装气闸→继续挖土下沉→循环接高沉箱和下沉直至下沉到设计标高→清基、工作室内填满混凝土→拆除气闸、井筒填充井孔内混凝土。2施工要点(1)沉箱的制作与沉井基本相同,只是其施工作业的工作室是由顶盖和刃脚围成的无底工作空间,其四周和顶面间应密封不漏气。其平面尺寸的拟定与沉井相同,视基础尺寸而定,工作室内的净高应满足安全及设备所需的高度。人工挖土时一般不低于2.2m,用水力机械挖土时则不低于2.5m。顶盖和刃脚都必须具有设计的强度、刚度和密闭性。(2)在沉箱顶盖和接高沉箱中,必须留出垂直孔道,以便在其中安装连通工作室与气闸的井管,使人、器材及室内弃土能由此上下通过,并经气闸出人大气中。升降井孔的断面形状多为长圆形或矩形,其长轴应与沉箱短边平行,以尽量减少顶盖在短边方向由于被切断而造成的强度损失。如为人工挖土沉箱,则升降井孔的数量按工作室的面积,大致以每100m2设一个为宜,而孔的位置应位于相应面积的重心上。因升降井孔是为工作人员进出和上下搬运材料及土石之用,上接气闸下接工作室,为了便于随着沉箱下沉深度的加深而接长,井筒一般作成2m长的钢管节,管节之间采用法兰盘螺栓接头连接。接头不仅需要拆装方便,更重要的是不能漏气。(3)气闸及箱顶管路。气闸位于井筒的顶端,类型较多,但构造原理相同。一般由一个人用变气闸、两个运料变气闸和一个中央气室组成,还应附有电动机、调速器、卷扬机吊斗和运料小斗车等附件。人用变气闸和运料变气闸都有两个闸门,一个与大气相通,另一个与中央气室相通,而中央气室通过井筒与工作室相连通。气闸是沉箱施工作业的关键设备之一,它的作用是让人、器材和挖出的土进出工作室,而又不引起工作室内气压变化。另一作用是当人出人工作室时,调节气压变化的速度,慢慢地加压或减压,使人体不致引起任何损伤。箱顶的管路,包括电缆管、水管‘送风管、排气管、检查管等,它们是沉箱工作室所需动力、电话、照明、水、空气等输送通道。(4)沉箱人工挖土下沉方法。当箱内挖土不需要排水时,应尽量将安装气闸和用高压气排水施工的步骤推迟,以便加快施工速度和减少施工费用。直到水压力增加到必须施加高压空气时,才在气压下挖土。人工挖土下沉方法,与沉井挖土相类似,采取分段、分层开挖,锅底形挖土,自重破土方式。从中间开始向四周,在刃脚部位则沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行,使均衡平稳下沉,刃脚下部土方边挖边清理,对各种土层具体挖土方法按沉井排水下沉法施工方法。沉箱挖出的土体放在吊桶内吊出,在下沉时,宜每次将气压适当降低,促进沉箱下沉,但不得将气压减低到气压的一半以上,初次下沉每次不得超过30cm,以后每次不超过50cm。1-1-293
如果挖的是砂,则可用“吹出法”,利用工作室中和外界压力之差来除去泥砂,只需在沉箱内装一根柔性蛇管到外面即可。如遇到基岩,刃脚周边的沟道被挖至设计标高,并使空气压力始终等于或略大于沟槽底面处的静水压力,同时在四角及中部沿沉箱保留地段的全宽度设枕木支柱,使沉箱支在枕木支柱上。待刃脚下面等于沟槽深度的岩石全部挖掉后,遂将支柱取去,并且稍稍降低工作室内的空气压力,使沉箱分3~4次下沉、使降落到设计标高处。人工挖土下沉方法使用工具设备简单,操作方便,费用较低,厂但需较多的劳动力,施工速度较慢,再者工人在高气压条件下作业、条件差,影响健康。采用人工挖土下沉施工,下沉深度不应超过30m。(5)沉箱底面以上应保留0.3~0.5m厚士层,采用其他机械或人工方法挖除,以保持土体的天然结构和承载力;每次下沉以后的高度应能保持工作室内的自由高度不小于1.6m。(6)在沉箱下沉过程中,接装井筒与拆装气闸的步骤与一个沉箱中共有几个气闸有关。如为独闸沉箱,在接长井筒与拆装气闸时,工作室内的人员必须全部撤离,并把井筒关闭。每接长井筒与拆装气闸一次,约需停工2~3d。因此,在大型沉箱中均设有2个以上的气闸,这样就可以轮流接长与交替施工作业,不停止沉箱的下沉工作。(7)清基、工作室内填满混凝土。这也是沉箱施工作业与沉井有区别处之一,混凝土先自刃脚四周处开始分层向中心填筑。当快接近顶盖时,混凝土的坍落度应逐渐降低,到接近顶盖时则用干硬性混凝土填筑捣实。最后用1:1的水泥砂浆从升降井孔内以不高于400kPa的压力压人工作室,同时把室内排气管打开,直至注浆管的水泥浆不再下降为止。当灌浆完毕后,井筒内的气压仍需维持不低于35~70kPa的压力,直至水泥初凝为止。(8)最后,拆除气闸、井筒,填充井孔内的混凝土。7.7.4.3质量控制要点、1沉井是下沉结构,必须掌握确凿的地质资料,钻孔可按下述要求进行:(1)面积在200m2以下(包括200m2)的沉井(箱),应有一个钻孔(可布置在中心位置)。(2)面积在200m2以上的沉井(箱),在四角(圆形为相互垂直的两直径端点)应各布置一个钻孔。(3)特大沉井(箱)可根据具体情况增加钻孔。(4)钻孔底标高应深于沉井的终沉标高。(5)每座沉井(箱)应有一个钻孔提供土的各项物理力学指标、地下水位和地下水含量资料。2沉井(箱)的施工应由具有专业施工经验的单位承担。3沉井制作时,承垫木或砂垫层的采用,与沉井的结构情况、地质条件、制作高度等有关。无论采用何种形式,均应有沉井制作时的稳定计算及措施。4多次制作和下沉的沉井(箱),在每次制作接高时,应对下卧层作稳定复核计算,并确保沉井接高的稳定措施。5沉井采用排水封底,应确保终沉时,井内不发生管涌、涌土及沉井止沉稳定。如不能保证时,应采用水下封底。1-1-293
6沉井施工除应符合本规范规定外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204—2002及《地下防水工程质量验收规范》GB50208—2002的规定。7沉井(箱)在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成形的钢筋半成品进行检验。如不用商品混凝土,则应对现场的水泥、骨料做检验。8混凝土浇注前,应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。拆摸后应检查浇注质量(外观及强度),符合要求后方可下沉。浮运沉井尚需做起浮可能性检查。下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定做检查。封底结束后,应对底板的结构(有无裂缝)及渗漏做检查。有关渗漏验收标准应符合现行国家标准《地下防水工程质量验收规范》GB50208—2002的规定。9沉井(箱)竣工后的验收应包括沉井(箱)的平面位置、终端标高、结构完整性、渗水等进行综合检查。7.7.4.4测量控制与观测沉井(箱)位置标高的控制,是在沉井(箱)外部地面及井壁顶部四面,设置纵横十字中心控制线和固定的观测点及水准点与沉降观测点,以控制位置和标高。沉井(箱)垂直度的控制,是在井筒内壁按4或8等分标出垂直轴线,各吊线逐个对准下部标板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测,挖土时,随时观测垂直度,当线锤离墨线达50mm,或四面标高不一致时,即应纠正。沉井(箱)下沉的控制,系在井筒外壁周围弹水平线,或在井外壁上四侧用红铅油画出标尺,每l0mm一格,用水准仪来观测沉降。沉井(箱)下沉中应加强位置、垂直度和标高(沉降值)的观测,每班至少测量两次(班中及每次下沉后检查一次),同时每层不小于一次,接近设计标高时,应加强观测,每2h一次,预防超沉,由专人负责并做好下沉施工记录,发现有倾斜、位移扭转,应及时通知值班队长,指挥操作人员随沉随纠正,使偏差控制在允许范围以内。7.7.5成品保护措施1沉井(箱)下沉前第一节应达到100%的设计强度,其上各节必须达到70%设计强度;2施工过程中,妥善保护好场地轴线桩、水准点,加强复测,防止出现测量错误;3加强沉井过程中的观测和资料分析,分区、依次、对称、同步地抽除垫架、垫木,发现倾斜及时纠正;4沉至接近设计标高时,应加强测量观测、校核分析工作,下沉至距设计标高0.1m时,停止挖土和井内抽水,使其完全靠自重下沉至设计标高或接近设计标高;5沉至设计标高经2~3d下沉已稳定,即可进行封底。7.7.6安全、环保措施1严格执行国家颁布的有关安全生产制度和安全技术操作规程。认真进行安全技术教育和安全技术交底,对安全关键部位进行经常性的检查,及时排除不安全因素,以确保全过程安全施工。2作好地质详勘,查清沉井范围内的地质、水位,采取有效措施,防止沉井(箱)下沉施工中出现异常情况,以保证顺利和安全下沉。31-1-293
作好沉井(箱)垫架拆除和土方开挖程序,控制均匀挖土和刃脚处破土速度,防止沉井发生突然下沉和严重倾斜现象,导致人身伤亡事故。4作好沉井下沉排降水工作,并设置可靠电源,以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象发生,造成淹井事故。5沉井(箱)口周围设安全杆,井下作业应戴安全帽,穿胶鞋,半水下作业穿防水衣裤。6采用不排水下沉,井内操作人员应穿防水服、下井应设安全爬梯,并应有可靠应急措施。7遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业,电动工具、潜水泵等应装设漏电保护器,夜班作业,沉井内外应有足够照明,井内应采用36V低压电。8沉箱内气压不应超过0.35MPa(约合水深35m),在特殊情况不得超过0.4MPa。超过此值,则应改用人工降低地下水位,降低工作室内压力施工。9沉箱内的工作人员应先经医生体格检查,凡患心脏病、肺结核、有酗洒嗜好以及其他经医生认为有妨碍沉箱作业的疾病患者,均不得在沉箱内工作。10为保证工作人员的健康,应根据工作室内气压,控制在沉箱内工作时间。11沉箱工作人员离开工作室,应经过升降管进人空气闸之后,先把从空气闸通到升降管的门关好,然后开放阀门,使气压慢慢降低,减压时必须充分,经相当长的时间,减压的速率不得大于0.007MPa/min,可防止得“沉箱病”,以保障人身健康。一旦得此病应将工人即送人另备的空气闸,加到工作室气压或接近沉箱的气压,然后慢慢减压即可。12高压水系统在施工前应进行试压,试压压力应为计算压力的1.5倍。吸泥系统施工前应试运转。施工时应经常检查、维修、妥当保养。13沉箱内与水泵间应安设讯号装置,以便及时联系供水或停水。当发生紧急情况时,应迅速停泵。当停止输送高压水时,应立即关闭操纵水力冲泥机的阀门。水力冲泥机停止使用时,应对着安全方向。14水力冲泥机工作时,应禁止站在水柱射程范围内,或用手接触喷嘴附近射出的水柱,不可以将水柱射向沉箱或岩层造成射水伤人;同时不要急剧地转动水力冲泥机;使用中的水力冲泥机要有人看管;不允许未关闭阀门而更换喷嘴,以免高压水柱射向人体,造成人身伤害。15冲挖土层的上面及附近,不论在冲挖时或冲挖后,均不得站人,防止土方坍塌伤人。冲土作业工人应备有适当的劳动保护用品。16输电线路应架设在安全地点,并绝缘可靠。操作人员应有良好的防护,因水有导电性,电压可能通过水柱至水力冲泥机再传至人体,造成触电事故。17易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布等遮盖物覆盖;18施工废水、生活废水不得直接排人耕地、灌溉渠和水库;19食堂保持清洁,腐烂变质的食物及时处理,食堂工作人员应有健康证;20对驶出施工现场的车辆进行清理,设置汽车冲洗台及污水沉淀池;21安排工人每天进行现场卫生清洁。7.7.7质量标准沉井(箱)的质量检验应符合表7.7.7的要求。表7.7.7沉井(箱)的质量检验标准1-1-293
项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1混凝土强度满足设计要求(下沉前必须达到70%设计强度)查试件记录或抽样送检2封底前,沉井(箱)的下沉稳定mm/8h<10水准仪3封底结束后的位置:刃脚平均标高(与设计标高比)刃脚平面中心线位移四角中任何两角的底面高差mm<100<1%H<1%L水准仪经纬仪,H为下沉总深度,H<lom时,控制在l00mm之内水准仪,L为两角的距离,但不超过300mm,L<10m时,控制在l00mm之内一般项目1钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查符合设计要求查出厂质保书或抽样送检2结构体外观无裂缝,无风窝,空洞,不露筋直观3平面尺寸:长与宽曲线部分半径两对角线差预埋件%%%mm±0.5±0.51.020用钢尺量,最大控制在l00mm之内用钢尺量,最大控制在50mm之内用钢尺量用钢尺量4下沉过程中的偏差高差%1.5~2.0水准仪,但最大不超过lm平面轴线<1.5%H经纬仪,H为下沉深度,最大应控制在300mm之内,此数值不包括高差引起的中线位移5封底混凝土坍落度cm18~22坍落度测定器注:主控项目3的三项偏差可同时存在;下沉总深度,系指下沉前后刃脚之高差。7.7.7质量验收7.7.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.7.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.7.8.3质量验收记录:1水泥、钢材的出厂合格证以及见证取样复验报告;2砂、碎石检验报告;3钢筋焊接检验报告;4混凝土配合比通知单;5钢筋隐蔽工程验收记录;6混凝土试块强度等级、抗渗等级测试报告;7测量放线记录;8沉井与沉箱下沉施工记录;9质量验收记录按表7.7.8.3“沉井与沉箱工程检验批质量验收记录表”填写。表7.7.8.3沉井与沉箱工程检验批质量验收记录表GB50202-2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理1-1-293
分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录主控项目1混凝土强度设计要求2封底前,沉井(箱)的下沉稳定<l0mm/8h3封底结束后的位置:刃脚平均标高(与设计标高比)刃脚平面中心线位移四角中任何两角的底面高差<l00mm<1%H<1%L般项目1钢材、对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查设计要求2结构体外观无裂缝、无蜂窝、空洞、不露筋3平面尺寸:长与宽曲线部位半径两对角线差预埋件±0.5%±0.5%1.0%20mm4下沉过程中的偏差高差1.5%~2.0%平面轴线<1.5%H5封底混凝土坍落度18~22cm施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日注:H为下沉深度,L为两角的距离。7.8降水与排水7.8.1降水与排水的作用与适用条件1降水与排是配合基坑开挖的安全措施,施工前应有降水与排水设计。当在基坑外降水时,应有降水范围的估算(基坑涌水量计算方法见附录G),对重要建筑物或公共设施在降水过程中应监测。2降水又称人工降水,即采用人工降低地下水位的方法将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。在地下水位较高的透水土层中进行基坑开挖施工时,由于基坑内外的水位差较大,较易产生流砂、管涌等涌透破坏现象,有时还会影响到边坡或坑壁的稳定。因此,除了配合围护结构设置止水帷幕外,往往还需要在开挖之前,采用人工降水方法,将基坑内或基坑内外的水位降低至开挖面以下。1-1-293
3降水作用:(1)防止地下水因渗流而产生流砂、管涌等渗透破坏作用。(2)消除或减少作用在边坡或坑壁围护结构上的静水压力与渗透力,提高边坡或坑壁围护结构的稳定性。(3)避免水下作业,使基坑施工能在水位以上进行,为施工提供方便,也有利于提高施工质量。4降水类型和适用条件:(1)对不同的土质应用不同的降水形式,表7.8.1为常用降水形式。表7.8.1降水类型及适用条件适用条件降水类型渗水系数(cm/s)可能降低的水位深度(m)轻型井点多级轻型井点10-2~10-53~66~12喷射井点10-3~10-68~20电渗井点<10-6宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5>10(2)地下水位较高的砂石类或粉土类土层。对于弱透水性的黏性土层,可采取电渗井点、深井井点或降排结合的措施降低地下水位。(3)周围环境容许地面有一定的沉降。(4)止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大。(5)采取有效措施,足以使邻近地面沉降控制在容许值以内。(6)具有地区性的成熟经验,证明降水对周围环境不产生大的影响。5降水做法:(1)轻型井点降水:系在基坑外围或一侧、两侧埋设井点管深入含水层内,井点管的上端通过连接弯管与集水总管再与真空泵和离心泵相连,启动抽水设备,地下水便在真空泵吸力的作用下,经滤水管进入井点管和集水总管,排出空气后,由离心水泵的排水管排出,使地下水位降低到基坑底以下。(2)喷射井点降水:喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器,用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点),形成水气射流,将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走。(3)管井井点降水:管井井点降水系沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水降低地下水位。(4)深井井点降水:深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管,使地下水通过设置在井管内潜水电泵将地下水抽出,使地下水位低于基坑底面。(5)电渗井点降水:是在渗透系数很小的饱和勃性土或淤泥、淤泥质土层中,利用私性土中的电渗现象和电泳特性,结合轻型井点或喷射井点作为阴极,用钢管或钢筋作阳极,埋设在井点管环圈内侧,当通电后,使勃性土空隙中的水流动加快,起到一定的疏干作用,从而使软土地基排水效率提高的一种降水方法。1-1-293
7.8.2施工准备7.8.2.1技术准备1降水方案编制在降水工程施工前,应根据基坑开挖深度、基坑周围环境、地下管线分布、工程地质勘察报告和基坑壁、边坡支护设计等进行降水方案设计,并经审核和批准。2技术交底降水施工作业前,应进行技术、质量和安全交底,交底要有记录,并有交底人和接受交底人签字。7.8.2.2主要材料主要包括井点管、砂滤层(黄砂和小砾石)、滤网、戮土(用于井点管上口密封)和绝缘沥青(用于电渗井点)等。7.8.2.3主要机具1轻型井点降水系统主要设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。2喷射井点降水系统主要设备由喷射井点、高压水(气)泵和管路系统等组成。3管井井点降水系统主要设备由滤水井管、吸水管和水泵等组成。4电渗井点降水系统主要设备由作阴极用的井点管、作阳极用的钢筋或钢管和直流发电机或直流电焊机等组成。5深井井点降水系统主要设备由井管、水泵等组成。6井点成孔设备主要包括起重设备、冲管和冲击或旋转钻机等。7.8.2.4作业条件1建筑物的控制轴线、灰线尺寸和标高控制点已经复测。2井点位置的地下障碍物已清除。3基坑周围受影响的建筑物和构筑物的位移监测已准备就绪。4防止基坑周围受影响的建筑物和构筑物的措施已准备就绪。5水源、电源已准备。6排出的地下水应经沉淀处理后,方可排放到市政地下管道或河道。7所采用的设备已维修和保养,确保能正常使用。7.8.3材料质量控制要点1砂滤层用于井点降水的黄砂和小砾石砂滤层,应洁净,其黄砂含泥量应小于2%,小砾石含泥量应小于1%。2滤网(1)常用滤网类型有方织网、斜织网和平织网,其类型选择按表7.8.3。表7.8.3常用滤网类型1-1-293
滤网类型最适合的网眼孔径(mm)说明在均一砂中在非均一砂中方织网2.5~3.0dcp3.0~4.0d50dcp——平均粒径d50——相当于过筛量50%的粒径斜织网1.25~1.5dcp1.5~2.0d50平织网1.50~2.0dcp2.0~2.5d50(2)在细砂中适宜于采用平织网,中砂中宜用斜织网,粗砂、砾石中则用方格网。(3)各种滤网均应采用耐水锈材料制成,如铜网、青铜网和尼龙丝布网等。3黏土:用于井点管上口密封的黏土应呈可塑状,且黏性要好。4沥青绝缘材料:用于电渗井点阳极上的绝缘沥青应呈液体状,也可用固体沥青将其熬成液体。5各种原材料进场应有产品合格证,对于砂滤层还应进行原材料复试,合格后,方可采用。7.8.4施工工艺7.8.4.1工艺流程1轻型井点、喷射井点施工准备→井点管布置→井点管埋设→井点管使用→井点管拆除2管井井点施工准备→井点管布置→井点管埋设→水泵设置→井点管使用→井点管拆除3深井井点施工准备→做井口、安护筒→钻机就位、钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填管壁与井壁间砂滤层→安装抽水控制电器→试抽→正常降水使用→拆除4电渗井点施工准备,阴极井点埋设施工准备→阳极埋设施工准备→接通电路→阳极通电→正常降水使用,拆除7.8.4.2施工要点1轻型井点降水1-1-293
(1)井点布置轻型井点降水系统的布置,应根据基坑的平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求而定。1)平面布置。当基坑或沟槽宽度小于6m,降水深度小于5m时,可用单排井点,井点管布置在地下水流上游一侧;当基坑或基槽的宽度大6m,或土质不良、渗透系数较大时,则宜采用双排线状井点,布置在基坑或基槽的两侧;当基坑或基槽的面积较大时,宜采用环状井点布置。2)高程布置。当地下降水深度小于6m时,应采用一级轻型井点布置;当降水深度大于6m、一级轻型井点不能满足降水深度时,可采用明沟排水和井点降水相结合的方法,将总管安装在原有地下水位线以下,以增加降水深度,当采用明沟排水和一级井点相结合的方法不能满足要求时,则应采用二级轻型井点降水方法,即先挖去一级井点排干的土方,然后再在坑内布置第二排井点。(2)井点管埋设1)井点管埋设程序:总管排放→井点管埋设→弯连管连接→抽水设备安装。2)井点管埋设。井点管埋设一般采用水冲法,包括冲孔和埋管两个过程。冲孔时,先用起重设备将直径50~70mm的冲管吊起,并插在井点位置上,然后开动高压水泵,将土冲松,冲孔时,冲管应垂直插人土中,并做上下左右摆动,以加剧土体松动,边冲边沉,冲孔直径应不小于300mm,以保证井管四周有一定数量的砂滤层,冲孔深度应比滤管底深500mm左右,以防冲管拔出时,部分土颗粒沉于坑底而触及滤管底部。各层土冲孔所需水流压力详见表7.8.4.2。表7.8.4.2各层土冲孔所需水流压力土层名称冲水压力(MPa)土层名称冲水压力(MPa)松散砂土0.25~0.45可塑的黏土0.60~0.75软塑状态的黏土、粉质黏土0.25~0.50砾石夹黏性土0.85~0.90密实的腐植土0.5硬塑状态的黏土、粉质黏土0.75~1.25密实的细砂0.5粗砂0.80~1.15松散的中砂0.45~0.55中等颗粒的砾石1.0~1.25黄土0.60~0.65硬黏土1.25~1.50密实的中砂0.60~0.70密实的粗砾1.35~1.50注:1埋设井点冲孔水流压力,最可靠的数字是通过试冲,以上表列值供施工予估配备高压泵及必要时的空气压缩机性能之用;2根据国产轻型井点的最小间距800mm,要求冲孔距离不宜过近,以防两孔冲通,轻型井点间距宜采用800~1600mm。井孔冲成后,立即拔出冲管,插人井点管,并在井点管和孔壁间迅速填灌砂滤层,以防孔壁坍塌,砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利工作的关键,一般应采用洁净的粗砂,填灌要均匀,应填灌到滤管顶上1^-1.5m,以保证水流畅通,井点填砂后,井点管上口须用勃土封口,以防漏气。1-1-293
(3)井点管使用井点管使用,应保证连续抽水,并准备双电源,正常出水规律为“先大后小,先浑后清”。如不上水,或水一直较浑,或出现清后又浑等情况,应立即检查纠正。真空度是判断井点系统良好与否的尺度,应经常观察,一般真空度应不低于55.3~66.7kPa,如真空度不够,通常是因为管路漏气,应及时修好.。井点管淤塞,可通过听管内水流声,手扶管壁感到振动,夏冬期时期手扶管子较热等简便方法进行检查。如井点管淤塞太多,严重影响降水效果时,应逐个用高压水反冲洗井点管或拔除重新埋设。(4)井点管拆除地下建、构筑物竣工并进行回填土后,方可拆除井点系统,井点管拆除一般多借助于倒链、起重机等,所留孔洞用土或砂填塞,对地基有防渗要求时,地面以下2m应用私土填实。(5)质量控制要点1)集水总管、滤管和泵的位置及标高应正确。2)井点系统各部件均应安装严密,防止漏气。3)冲孔孔径不应小于300mm,深度应比滤管底深500mm以上,井点孔口到地面下500~1000mm范围内应用黏性土填实。4)隔膜泵底应平整稳固,出水的接管应平接,不得上弯,皮碗应安装准确,对称,使工作时受力平衡。5)降水过程中,应定时观测水流量、真空度和水位观测井内的水位。2喷射井点降水(1)喷射井点布置与埋设1)喷射井点布置与埋设方法与轻型井点基本相同。2)井管间距一般为2~3m,冲孔直径为400~600mm,深度应比滤管底深1m以上,为防止喷射器损坏,成孔宜采用套管法,加气及压缩空气排泥,当套管内含泥量经测定小于5%时,方可下井管,井点孔口地面以下500~1000mm深度范围内应采用勃土封口。3)下井管时水泵应先运转,每下好一根井管,立即与总管接通(不接回水管),并及时进行单根试抽排泥,并测定其真空度(地面测定不应小于93.3写),待井管出水变清后停止。4)全部井管下沉完毕,再接通回水总管,经试抽使工作水循环进行后再正式工作。5)扬水装置(喷嘴、混合室、扩散室等)的尺寸、轴线等,应加工精确。各套进水总管应用阀门隔开,各套回水管也应分开,为防止产生工作水反灌,在滤管下端应设逆止球阀。(2)喷射井点使用1)开泵时,压力要小些(小于0.3MPa),以后再逐渐正常。2)抽水时,如发现井管周围有泛砂冒水现象,应立即关闭井点管进行检修。3)工作水应保持清洁,试抽两天后应更换清水,以防止工作水磨损喷嘴和水泵叶轮。(3)质量控制要点1)井点管组装前,应检验喷嘴混合室、支座环和滤网等,井点管应在地面做泵水试验和真空度测定,其测定真空度不宜小于93.3kPa。1-1-293
2)准确控制进水总管和滤管位置和标高。3)高压水泵的出水管应装有压力表和调压回水管路,以控制水压力。4)为防止喷射器磨损,应用套管冲枪成孔,加水及压缩空气排泥,套管内含泥量应小于5%。5)冲孔直径不应小于400mm,深度应比滤管底深1m以上。6)工作水应保持清洁,全面试抽2d后,应用清水更换,防止水质浑浊。7)在降水过程中,应定时观测工作水压力、地下水流量、井点的真空度和水位观测井的水位。8)观测孔孔口标高应在抽水前测量一次,以后则定期观测,以计算实际降深。3管井井点降水(1)管井布置1)基坑总涌水量确定后,再验算单根井点极限涌水量,然后确定井的数量,采取沿基坑边每隔一定距离均匀设置管井,管井之间用集水总管连接。2)井管中心距地下构筑物边缘距离,应依据所用钻机的钻孔方法而定,当采用泥浆护壁套管法时,应不小于3m,当用泥浆护壁冲击式钻机成孔时,为500~1500mm。3)井管埋设深度和距离,应根据降水面积和深度及含水层的渗透系数而定,最大埋深可达10m,间距10~50m。(2)管井埋设管井埋设可用泥浆护壁套管的钻孔方法成孔,也可用泥浆护壁冲击钻成孔,钻孔直径一般为500~600mm,当孔深到达预定深度后,应将孔内泥浆掏净,然后下人300~400mm由实管和花管组成的铸铁管或水泥砾石管,滤水井管置于孔中心,用圆木堵塞管口。为保证井的出水量,且防止粉细砂涌入井内,在井管周围应回填粒料作过滤层,其厚度不得小于100mm,井管上口地面下500mm内,应用私土填充密实。管井回填料后,如使用铸铁井管时,应在管内用活塞拉孔进行洗井或采用空压机洗井,如用其他材料的井管时,应用空压机洗井至水清为止。(3)水泵设置水泵的设置标高应根据降水深度和估计水泵最大真空吸水高度而定,一般为5~7m,高度不够时,可设在基坑内。(4)管井井点使用管井井点在使用过程中,应经常对电动机、传动机械、电流、电压等进行检查,并对管井内水位和流量进行观测和记录。(5)井管拔除井管使用完毕后,滤水井管可拔除,拔除的方法是在井口周围挖深300mm,用钢丝绳将管口套紧,然后用人工拔杆借助倒链或绞磨将井管徐徐拔除,孔洞用砂粒填实,上部500mm用黏土填实。(6)质量控制要点1)管井井点成孔直径应比井管直径大200mm。2)井管与孔壁间应用5~15mm的砾石填充作过滤层,地面下500mm内应用黏土填充密实。1-1-293
3)井的中心距基坑(槽)边缘的距离,当采用泥浆护壁钻孔法成孔时,不小于3.0m;当用泥浆护壁冲击钻成孔时,为0.5~1.5m。4)应定时观测水位和流量。4深井井点降水(1)深井管布置深井井点总涌水量计算后,一般沿基坑周围每隔15~30m设置一个深井井点。(2)深井管埋设深井成孔方法可根据土质条件和孔深要求,采用冲击钻孔、回转钻孔、潜水电钻钻孔或水冲法成孔,用泥浆或自成泥浆护壁,孔口设置护筒,一侧设排泥浆和泥浆坑,孔径应比井管直径大300mm以上,钻孔深度根据抽水期内可能沉积的高度适当加深。深井井管沉放前,应进行清孔,一般用压缩空气或用吊桶反复上下取出洗孔,井管安放力求垂直,井管过滤部分应放置在含水层适当范围内,井管与孔壁间填充砂滤料,粒径应大于滤孔的孔径,砂滤层填灌后,在水泵安放前,应按规定先清洗滤井,冲除沉渣。深井内安放潜水电泵,可用绳吊人滤水层部位,潜水电机、电缆及接头应有可靠绝缘,并配备保护开关控制。设置深井泵时,应安放平稳牢固,转向严禁逆转,防止转动轴解体,安放完毕后应进行试抽,满足要求后再进人正常工作。(3)深井井点使用与管井井点的使用要求相同。(4)深井井点拔除与管井井点的拔除方法相同。(5)质量控制要点1)深井井管直径一般为300mm,其内径一般宜大于水泵外径50mm。2)深井井点成孔直径应比深井管直径大300mm以上。3)深井孔口应设置护套。4)孔位附近不得大量抽水。5)设置泥浆坑,防止泥浆水漫流。6)孔位应取土,核定含水层的范围和土的颗粒组成设置。7)各管段及抽水设备的连接,必须紧密、牢固,严禁漏水。8)排水管的连接、埋深、坡度、排水口均应符合施工组织设计的规定。9)排水过程中,应定时观测水位下降情况和排水流量。5电渗井点降水(1)电渗井点布置电渗井点降水是利用井点管(轻型或喷射井点)本身作阴极,沿基坑外围布置,以钢管φ50~φ70)或钢筋(φ25以上)作阳极,垂直埋设在井内侧,阴阳极分别用电线等连接成通路,并对阳极施加强直流电流。电渗井点管埋设采用套管冲枪成孔埋设,阳极埋设应垂直,严禁与相临阴极相碰,阳极人土深度应比井点管深500mm,外露地面以上约200~400mm。阴阳极间距一般为800~1500mm,当采用轻型井点时为800~1000mm,当采用喷射井点时为1200~1-1-293
1500mm,并成平行交错排列,阴阳极数量应相等,必要时阳极数量可多于阴极。为防止电流从土表面通过,通电前应将阴阳极间地面上的金属和其他导电物体处理干净,有条件时涂一层沥青绝缘,另外,在不需要通电流的范围内(如渗透系数较大的土层)的阳极表面涂两层沥青绝缘,以减少电耗。(2)电渗井点使用在电渗降水时,应采用间隙通电,即通电24h后停电2~3h,再通电作业,以节约电能和防止土体电阻加大。(3)电渗井点拆除在基坑土方回填不需要降水后,再拆除电渗井点。在拆除前,应先关闭电源,拆除直流发电机或直流电焊机,然后按轻型井点管或喷射井点管的拆除方法,拆除电渗井点。(4)质量控制要点1)用金属材料制成的阳极应考虑电蚀量。2)阴阳极的数量应相等,阳极数量可多余阴极数量,阳极的深度应较阴极深约500mm,以露出地面200~400mm为宜。3)阳极埋设应垂直,严禁与阴极相碰,阳极表面可涂绝缘沥青或涂料。4)工作电流不宜大于60V,土中通电时的电流密度宜为0.5~1.0A/m2。5)降水期间隙通电时间,一般为工作通电24h后,应停电2~3h,再通电作业。6)降水过程中,应定时观测电压、电流密度、耗电量和地下水位。6基坑降水回灌(1)回灌井点埋设1)回灌井点应埋设在降水区和临近受影响的建(构)筑物之间的土层中,其埋设方法与降水井点相同。2)回灌井点滤管部位应从地下水位以上500mm处开始直到井管底部,也可采用与降水井点管相同的构造,但必须保证成孔与灌砂的质量。3)回灌井点与降水井点之间应保持一定距离,其埋设深度应根据滤水层的深度来决定,以确保基坑施工安全和回灌效果。4)在降灌水区域附近应设置一定数量的沉降观测点和水位观测井。(2)回灌井点使用1)回灌水宜采用清水,其水量应根据地下水位变化及时调节保持抽降平衡。2)在降灌过程中,应根据所设置的沉降观测点和水位观测井进行沉降和水位观测,并作好记录。(3)回灌井点拆除当降水井点拆除后,方可进行回灌井点拆除,其拆除方法与其他降水井点相同。7.8.5成品保护措施1井点管口应有保护措施,防止杂物掉人井管内。2为防止滤网损坏,在井管放入前,应认真检查,以保证滤网完好。7.8.6安全、环保措施1施工场地内一切电源、电路的安装和拆除,应由持证电工专管,电器必须严格接地接零和设置漏电保护器。现场电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉、乱搭。1-1-293
2所有机器操作人员必须持证上岗。3施工场地必须做到场地平整、无积水,挖好排浆沟。4排出的地下水应经沉淀处理后方可排放到市政地下管道或河道。5施工机械、电气设备、仪表仪器等在确认完好后方准使用,并由专人负责使用。7.8.7质量标准1降水系统施工完后,应试运转,如发现井管失效,应采取措施使其恢复正常,如不可能恢复则应报废,另行设置新的井管。2降水系统运转过程中,应随时检查观测孔中的水位。3基坑内明排水应设置排水沟及集水井,排水沟纵坡宜控制在1‰~2‰。4降水施工的质量检验标准应符合表7.8.7的规定。表7.8.7降水施工质量检验标准序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值1排水沟坡度%1~2目测:坑内不积水,沟内排水畅通2井管(点)垂直度%1插管时目测3井管(点)间距(与设计相比)%≤150用钢尺量4井管(点)插人深度(与设计相比)mm≤200水准仪5过滤沙砾料填灌(与计算值相比)mm≤5检查回填料用量6井点真空度:轻型井点喷射井点kPakPa>60>93真空度表真空度表7电渗井点阴阳距离:轻型井点喷射井点mmmin80~100120~150用钢尺量用钢尺量7.8.8质量验收7.8.8.1检验批的划分应符合本标准第3.0.9条、第3.0.10条的规定。7.8.8.2检验批的验收组织应符合本标准第3.0.15条的规定。7.8.8.3质量验收记录:1在降水过程中,应定人、定时做好表7.8.8.3-1所示的降水记录。表7.8.8.3-1降水记录降、排水方法轻型井点降水喷射井点降水管井井点降水深井井点降水电渗井点降水回灌井点记录内容排水流量真空度地下水位水流量真空度工作水压力地下水位排水流量地下水位排水流量地下水位电压、电流密度、耗电量排水量地下水位地下水位注:当降水基坑周围有受影响的建(构)筑物时,应对其进行位移监测和记录。2降水质量验收记录按表7.8.8.3-2“降水与排水工程检验批质量验收记录表”填写。1-1-293
表7.8.8.3-2降水与排水工程检验批质量验收记录表GB50202—2002单位(子单位)工程名称分部(子分部)工程名称验收部位施工单位项目经理分包单位分包项目经理施工执行标准名称及编号施工质量验收规范的规定施工单位检查评定记录监理(建设)单位验收记录般项目1排水沟坡度1‰~2‰2井管(点)垂直度1%3井管(点)间距(与设计相比)≤150%4井管(点)插人深度(与设计相比)≤200mm5过滤砂砾料填灌(与计算值相比)≤15mm6井点真空度:轻型井点喷射井点>60kPa>93kPa7电渗井点阴阳极距离:轻型井点喷射井点80~l00mm120~150mm施工单位检查评定结果专业工长(施工员)施工班组长项目专业质量检查员:年月日监理(建设)单位验收结论专业监理工程师(建设单位项目专业技术负责人):年月日1-1-293
8分部(子分部)工程质量验收8.0.1建筑地基基础工程的分部(子分部)工程、分项工程可按表3.0.8划分。8.0.2表3.0.8中地下防水、混凝土基础、砌体基础、劲钢(管)混凝土和钢结构子分部工程的施工工艺及验收分别按照本企业标准《地下防水工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB208—2005、《混凝土结构工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB204—2005、《砌体工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB203—2005、《钢结构工程施工技术标准》ZJQ08-SGJB205—2005的规定执行。8.0.3分项工程、分部(子分部)工程质量的验收,均应在施工单位自检合格的基础上进行。施工单位确认自检合格后提出工程验收申请,工程验收时,应提供下列文件和记录:1原材料的质量合格证和质量鉴定文件;2半成品如预制桩、钢桩、钢筋笼等产品合格证书;3施工记录及隐蔽工程验收文件;4检测试验及见证取样文件;5其他必须提供的文件或记录。8.0.4对隐蔽工程应进行中间验收。8.0.5分部(子分部)工程验收应由总监理工程师或建设单位项目负责人组织勘察、设计单位及施工单位的项目负责人、技术质量负责人,共同按设计要求和相应规范及本企业标准的有关规定进行。8.0.6验收工作应按下列规定进行:1分项工程的质量验收应分别按主控项目和一般项目验收;2隐蔽工程应在施工单位自检合格后,于隐蔽前通知有关人员检查验收,并形成中间验收文件;3分部(子分部)工程的验收,应在分项工程通过验收的基础上,对必要的部位进行见证检验。8.0.7主控项目必须符合验收标准规定,发现问题应立即处理直至符合要求,一般项目应有80%合格。混凝土试件强度评定不合格或对试件的代表性有怀疑时,应采用钻芯取样,检测结果符合设计要求可按合格验收。8.0.8分部(子分部)工程质量验收记录按表8.0.8填写。8.0.9地基基础工程分部(子分部)工程质量验收记录填表说明8.0.9.1表名及表头部分1表名:分部(子分部)工程的名称填写要具体,写在分部(子分部)工程的前边,并分别划掉分部或子分部。2表头部分的工程名称。填写工程全称,与检验批、分项工程、单位工程验收表的工程名称一致。1-1-293
表8.8.8分部(子分部)工程质量验收记录表工程名称结构类型层数施工单位技术部门负责人质量部门负责人分包单位分包单位负责人分包技术负责人1分项工程名称检验批施工单位检查评定验收意见23456质量控制资料安全和功能检验(检测)报告观感质量验收验收单位分包单位项目经理年月日施工单位项目经理年月日勘察单位项目负责人年月日设计单位项目负责人年月日监理(建设)单位总监理工程师(建设单位项目负责人):年月日结构类型填写按设计文件提供的结构类型;层数应分别注明地下和地上的层数。施工单位填写单位全称。与检验批、分项工程、单位工程验收表填写的名称一致。技术部门负责人及质量部门负责人。地基基础分部或子分部应由施工单位的技术部门及质量部门负责人签字。分包单位的填写。有分包单位时才填写,无分包就不填写。分包单位名称要写全称,与合同或图章上的名称一致。分包单位负责人及分包单位技术负责人,填写本项目的项目负责人及项目技术负责人。8.0.9.2验收内容填写(共4项内容)1分项工程按分项工程和施工先后顺序将分项工程名称填上,在第二格内分别填写各分项工程实际的检验批数量,即分项工程验收表上的检验批数量,并将各分项工程评定表按顺序附在后面。施工单位检查评定栏,填写施工单位自行检查评定结果。核查各分项工程是否都通过验收,有关有龄期要求的试件的合格评定是否达到要求;自检符合要求的可打“√”标注,否则打“×”标注。有“×”的项目不能交给监理单位或建设单位验收,应进行返修达到合格后再提交验收。监理单位或建设单位应由总监理工程师或建设单位项目专业技术负责人审查,在符合要求后,在验收意见栏内签注“同意验收”意见。1-1-293
2质量控制资料按本标准第8.0.3条要求的工程验收文件和记录,逐项进行核查。能基本反映工程质量情况,达到保证使用功能要求,即可通过验收。全部项目都通过,即可在施工单位检查评定栏打“√”标注检查合格。并送监理单位或建设单位验收,监理单位总监理工程师组织审查,在符合要求后,在验收意见栏内签注“同意验收”意见。3安全和功能检验(检测)报告地基基础工程有安全和功能的检查项目主要有:(1)桩基检测报告;(2)地基承载力检测报告;(3)地下室防水效果检查记录等。检查检测报告和记录,核查每个检测项目的检测方法、程序是否符合有关标准的规定;检测结果是否达到规范要求。检测报告的审批程序、签字是否完整。在每个报告上标注“审查通过”标识。每个检测项目都通过审查,即可在施工单位检查评定栏内打“√”标注检查合格。由项目经理送监理单位或建设单位验收,监理单位总监理工程师或建设单位项目专业技术负责人组织审查,在符合要求后,在验收意见栏内签注“同意验收”意见。4观感质量按照现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001附录表G.0.1-4要求,地基基础工程无观感质量的验收内容,但如有地下室且内墙面为清水混凝土时应进行观感质量检查。8.0.9.3验收单位签认1地基基础工程的分部、子分部工程,勘察单位、设计单位都应由项目负责人亲自签认。2施工总承包单位和分包单位必须由项目经理亲自签认。3监理单位作为验收方,由总监理工程师亲自签认。如果按规定不委托监理单位的工程,可由建设单位项目专业技术负责人亲自签认。1-1-293
附录A地基与基础施工勘察要点A.1一般规定A.1.1所有建(构)筑物均应进行施工验槽。遇到下列情况之一时,应进行专门的施工勘察。1工程地质条件复杂,详勘阶段难以查清时;2开挖基槽发现土质、土层结构与勘察资料不符时;3施工中边坡失隐,需查明其原因,进行观察处理时;4施工中,地基土受扰动,需查明其性状及工程性质时;5为地基处理,需进一步提供勘察资料时;6建(构)筑物的特殊要求,或在施工时出现新的岩土工程地质问题时。A.1.2施工勘察应针对需要解决的岩土工程问题布置工作量,勘察方法可根据具体情况选用施工验槽、钻探取样和原位测试等。A.2天然地基基础基槽检验要点A.2.1基槽开挖后,应检验下列内容:1核对基坑的位置、平面尺寸、坑底标高;2核对基坑土质和地下水情况;3空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、性状A.2.2在进行直接观察时,可用袖珍式贯人仪作为辅助手段。A.2.3遇到下列情况之一时,应在基坑底普遍进行轻型动力触探:1持力层明显不均匀;2浅部有软弱下卧层;3有浅埋的坑穴、古墓、古井等,直接观察难以发现时;4勘察报告或设计文件规定应进行轻型动力触探时。A.2.4采用轻型动力触探进行基槽检验时,检验深度及间距按表A.2.4执行:表A.2.4轻型动力触探检验深度及间距表(m)排列方式基槽宽度检验深度检验间距中心一排<0.81.21.0~1.5m视地层复杂情况定两排错开0.8~2.01.5梅花型>2.02.11-1-293
A.2.5遇下列情况之一时,可不进行轻型动力触探:1基坑不深处有承压水层,触探可造成冒水涌砂时;2持力层为砾石层或卵石层,且其厚度符合设计要求时。A.2.6基槽检验应填写验槽记录或检验报告。A.3深基拙施工勘察要点A.3.1当预制打人桩、静力压桩或锤击沉管灌注桩的人土深度与勘察资料不符或对桩端下卧层有怀疑时,应核查桩端下主要受力层范围内的标准贯人击数和岩土工程性质。A.3.2在单柱桩的大直径桩施工中,如发现地层变化异常或怀疑持力层可能存在破碎带或溶洞等情况时,应对其分布、性质、程度进行核查,评价其对工程安全的影响程度。A.3.3人工挖孔混凝土灌注桩应逐孔进行持力层岩土性质的描述及鉴别,当发现与勘察资料不符时,应对异常之处进行施工勘察,重新评价,并提供处理的技术措施。A.4地基处理工程施工勘察要点A.4.1根据地基处理方案,对勘察资料中场地工程地质及水文地质条件进行核查和补充;对详勘阶段遗留间题或地基处理设计中的特殊要求进行有针对性的勘察,提供地基处理所需的岩土工程设计参数,评价现场施工条件及施工对环境的影响。A.4.2当地基处理施工中发生异常情况时,进行施工勘察,查明原因,为调整、变更设计方案提供岩土工程设计参数,并提供处理的技术措施。A.5施工勘察报告施工勘察报告应包括下列主要内容:1工程概况;2目的和要求;3原因分析;4工程安全性评价;5处理措施及建议。1-1-293
附录B建筑物沉降观测B.0.1建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲构件倾斜。B.0.2沉降观测点的布置,应以能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定。点位宜选在下列位置:1建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10-15m处或每隔2^-3根柱基上。2高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。3建筑物裂缝和沉降缝的两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。4宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物,在承重内隔墙中部设内墙点,在室内地面中心及四周设地面点。5邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜(沟)处。6框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横墙轴线设点。7片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。8重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。9电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物,沿四周边在与基础轴线相交的对称位置上布点,点数不少于4个。B.0.3沉降观测的标志,可根据不同的建筑结构类型和建筑材料,采用墙(柱)标志、基础标志和隐蔽式标志(用于宾馆等高级建筑物)等形式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显突出点,并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、电气开关等有碍设标与观测的障碍物,并应视立尺需要离开墙(柱)面和地面一定距离。隐蔽式沉降观测点标志的型式,应按图B.0.3-1~图B.0.3-3的规格埋设。图B.0.3-2盒式标志(适用于设备基础上埋设,单位:mm)图B.0.3-1窨井式标志(适用于建筑物内部埋设,单位:mm)1-1-293
B.0.4沉降观测点的施测精度,应按以下规定确定。未包括在水准线路上的观测点,应以所选定的测站高差中误差作为精度要求施测。1最终沉降量的观测中误差应按下列规定确定:图B.003-3螺栓式标志(适用于墙体上埋设,单位:mm)(1)绝对沉降(如沉降量、平均沉降量等)的观测中误差,对于高精度要求的工程可按地基条件,结合经验与分析具体确定;对于其他精度要求的工程,可按低、中、高压缩性地基土的类别分别选士0.5mm、±1.0mm,±2.5mm。(2)相对沉降(如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等)、局部地基沉降(如基坑回弹、地基土分层沉降等)以及膨胀土地基变形等的观测中误差,均不应超过其变形允许值的1/20。(3)建筑物整体性变形(如工程设施的整体垂直挠曲等)的观测中误差,不应超过允许垂直偏差的1/10。(4)结构段变形(如平置构件挠度等)的观测中误差,不应超过变形允许值的1/6。(5)对于科研项目变形量的观测中误差,可视所需提高观测精度的程度,将上列各项观测中误差乘以1/5~l/2系数后采用。2高程测量的精度等级,应以本条第1款确定的最终沉降量观测中误差按式(B.0.4-1)或式(B.0.4-2)估算单位权中误差拌、求出观测点测站高差中误差后,根据以下原则确定。(B.0.4-1)(B.0.4-2)式中ms——沉降量s的观测中误差(mm);m△s——沉降差△s的观测中误差(mm);QH——网中最弱观测点高程H的权倒数;Qh——网中待求观测点间高差h的权倒数。(1)当仅给定单一变形允许值时,应按所估算的观测点精度选择相应的精度等级;(2)当给定多个同类型变形允许值时,应分别估算观测点精度,并应根据其中最高精度选择相应的精度等级;(3)当估算出的观测点精度低于表B.0.4中三级精度的要求时,宜采用三级精度;(4)对于未规定或难以规定变形允许值的观测项目,可根据设计、施工的原则要求,参考同类或类似项目的经验,对照表B.0.4的规定,选取适宜的精度等级。1-1-293
表B.0.4建筑变形测量的等级及其精度要求变形测量等级沉降观测位移观测适用范围观测点测站高差中误差(mm)观测点坐标中误差(mm)特级≤0.05≤0.3特高精度要求的特种精密工程和重要科研项目变形观测一级≤0.15≤1.0高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测二级≤0.50≤3.0中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测;重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测三级≤1.50≤10.0低精度要求的建筑物变形观测;一般建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测B.0.5沉降观测的周期和观测时间,可按下列要求并结合具体情况确定。1建筑物施工阶段的观测,应随施工进度及时进行。一般建筑,可在基础完工后或地下室砌完后开始观测,大型、高层建筑,可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高1~5层观测一次;工业建筑可按不同施工阶段(如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等)分别进行观测。如建筑物均匀增高,应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次。施工过程中如暂时停工,在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间,可每隔2~3个月观测一次。2建筑物使用阶段的观测次数,应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外,一般情况下,可在第一年观测3~4次,第二年观测2~3次,第三年后每年1次,直至稳定为止。观测期限一般不少于如下规定:砂土地基2年,膨胀土地基3年,翻土地基5年,软土地基10年。3在观测过程中,如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况,均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时,应立即进行逐日或几天一次的连续观测。4沉降是否进入稳定阶段,应由沉降量与时间关系曲线判定。对重点观测和科研观测工程,若最后三个周期观测中每周期沉降量不大于2倍测量中误差可认为已进入稳定阶段。一般观测工程,若沉降速度小于0.01~0.04mm/d,可认为已进人稳定阶段,具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。B.0.6沉降观测点的观测方法和技术要求,应符合下列要求:B.0.6.1各等级几何水准观测的技术要求,应符合下列要求:1对特级、一级沉降观测,应使用DSZ205或DS05型水准仪、因瓦合金标尺,按光学测微法观测;对二级沉降观测,应使用DSl或DS05型水准仪、锢瓦合金标尺,按光学测微法观测;对三级沉降观测,可使用DS3型仪器、区格式木质标尺,按中丝读数法观测,亦可使用DSl,DS05型仪器、因瓦合金标尺,按光学测微法观测。光学测微法和中丝读数法的每测站观测顺序和方法,应按现行国家水准测量规范的有关规定执行。2各等级观测中,每周期的观测线路数r,可根据所选等级精度和使用的仪器类型,按下式估算并作调整后确定:1-1-293
r=(md/m0)2(B.0.6.1)式中m0——所选等级的测站高差中误差(mm);md——不同类型水准仪的单程观测每测站高差中误差估值(mm),可按下列经验公式计算:DS05型md=0.025+0.029dDSI型md=3.92×10-3dDS3型md=其中,d——采用的最长视线长度(m)。按式(B.0.6.1)估算的结果应作如下调整:(1)当r≤1时,至少应采用单程观测;(2)当1<r≤2时,应采用往返观测或单程双测站观测;(3)当2<r<4时,应采用两次往返观测或正反向各按单程双测站观测;(4)当r≤1时,各等级沉降观测的首次观测、控制网复测以及各周期中的工作基点稳定性检测,对特级、一级应进行往返观测,对二级、三级应进行单程双测站观测。从第二次观测开始,对特级宜按往返或单程双测站观测,对一二三级可按单程观测。但任一级的支线必须作往返或单程双测站观测。3各等级水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度,应符合表B.0.6.1-1的规定。表B.0.6.1-1水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度(m)等级视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度特级≤10≤0.3≤0.5≥0.5一级≤30≤0.7≤1.0≥0.3二级≤50≤2.0≤3.0≥0.2三级≤75≤5.0≤8.0三丝能读数4各等级水准观测的限差应符合表B.0.6.1-2的规定。表B.0.6.1-2水准观测的限差(mm)等级基辅分划(黑红面)读数之差基辅分划(黑红面)所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差检测己测测段高差之差特级0.150.2≤0.1≤0.07≤0.15一级0.30.5≤0.3≤0.2≤0.45二级0.50.7≤1.0≤0.7≤1.5级光学测微法1.01.5≤3.0≤2.0≤4.5中丝读数法2.03.0注:表中n为测站数。B.0.6.2使用的水准仪、水准标尺,项目开始前应进行检验,项目进行中也应定期检验。检验后应符合下列要求。1i角对用于特级水准观测的仪器不得大于10",对用于一二级水准观测的仪器不得1-1-293
大于15"对用于三级水准观测的仪器不得大于20"。补偿式自动安平水准仪的补偿误差乙。绝对值不得大于0.2"。2水准标尺分划线的分米分划线误差和米分划间隔真长与名义长度之差,对线条式因瓦合金标尺不应大于0.1mm,对区格式木质标尺不应大于0.5mm。B.0.6.3变形测量的观测周期应符合下列要求:1对于单一层次布网,观测点与控制点应按变形观测周期进行观测;对于两个层次布网,观测点及联测的控制点应按变形周期进行观测,控制网部分可按复测周期进行观测。2变形观测周期应能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则,根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。当观测中发现变形异常时,应及时增加观测次数。3控制网复测周期应根据测量目的和点位的稳定情况确定,一般宜每半年复测一次。在建筑施工过程中应适当缩短观测时间间隔,点位稳定后可适当延长观测时间间隔。当复测成果或检测成果出现异常,或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影响时,应及时进行复测。4变形测量的首次(即零周期)观测应适当增加观测量,以提高初始值的可靠性。5不同周期观测时,宜采用相同的观测网形和观测方法,并使用相同类型的测量仪器。对于特级和一级变形观测,还宜固定观测人员、选择最佳观测时段、在基槽相同的环境和条件下观测。B.0.6.4各周期水准观测作业应符合下列要求:1应在标尺分划线呈像清晰和稳定的条件下进行观测。不得在日出后或日出前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线呈像跳动而难以照准时进行观测。晴天观测时,应用测伞为仪器遮蔽阳光。2作业中应经常对水准仪及水准尺的水准器和i角进行检查。当发现观测成果出现异常情况并认为与仪器有关时,应及时检验与校正。3每测段往测与返测的测站数均应为偶数,否则应加人标尺零点差改正。由往测转向返测时,两标尺应互换位置,并应重新整置仪器。在同一测站上观测时,不得两次调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时,其最后旋转方向,均应为旋进。4对各周期观测过程中发现的点位变动迹象、地质地貌异常、附近建筑物基础和墙体裂缝等情况,应做好记录,并画出草图。5对二级、三级观测点,除建筑物转角、交接点、分界点等主要变形特征点外,可允许使用间视法进行观测,但视线长度不得大于相应等级规定的长度。6观测时,仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内,塔式起重机等施工机械附近也不宜设站。7每次观测应记载施工进度、增加荷载量、仓库进货吨位、建筑物倾斜裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。B.0.7每周期观测后,应及时对观测资料进行整理,计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。如需要可按下列公式计算变形特征值:1基础倾斜α:1-1-293
α=(si—sj)/L(B.0.7-1)式中si——基础倾斜方向端点i的沉降量(mm);sj——基础倾斜方向端点j的沉降量(mm);L——基础两端点(i·j)间的距离(mm)。2基础局部倾斜α仍可按式(B.0.7-1)计算。此时取砌体承重结构纵墙6~10m内基础上两观测点(i·j)的沉降量为si、sj,两点(i·j)间的距离为L。3基础相对弯曲fc:fc=[2sk—(si+sj)]L(B.0.7-1)式中sk——基础中点k的沉降量(mm);L——i与j点间的距离(mm).注:弯曲量以向上凸起为正,反之为负。2柱基间吊车轨道等构件的倾斜,仍按式(B.0.7-1)计算。B.0.8观测工作结束后,应提交下列成果:1沉降观测成果表;2沉降观测点位分布图及各周期沉降展开图;3u—t—s(沉降速度、时间、沉降量)曲线图;4p—t—s(荷载、时间、沉降量)曲线图;5建筑物等沉降曲线图(图B.0.8),如观测点数量较少可不提交;6沉降观测分析报告。图B.0.8某院大楼等沉降曲线示例(单位:mm)注:图中括号前数字为观测点编号,括号内数字为沉降量。1-1-293
附录C建筑生石灰及生石灰粉C.l建筑生石灰C.1.1分类与等级1分类按化学成分钙质生石灰氧化镁含量小于等于5%;镁质生石灰氧化镁含量大于5%。2等级建筑生石灰分为优等品、一等品、合格品。C.1.2技术要求建筑生石灰的技术指标应符合表C.1.2的规定。表C.1.2建筑生石灰技术指标项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量(%),不小于908580858075未消化残渣含量(5mm筛孔筛余)(%),不大于5101551015CO2(%),不大于5796810产浆量(L/kg),不小于2.82.32.02.82.32.0C.1.3试验方法化学成分和物理性能按照JC/T478.1~478.2规定进行。C.1.4检验规则1出厂检验建筑生石灰由生产厂的质检部门按批量进行出厂检验。检验项目为表C.1.2的全部项目。2批量建筑生石灰受检批量规定如下:日产量200t以上每批量不大于200t;日产量不足200t每批量不大于l00t;日产量不足l00t每批量不大于日产量。3取样建筑生石灰的取样按本条第2款规定的批量,从整批物料的不同部位选取。取样点不少于25个,每个点的取样量不少于2kg,缩分至4kg装入密封容器内。1-1-293
4判定产品技术指标均达到表C.1.2技术要求中相应等级时判定为该等级,有一项指标低于合格品要求时,判为不合格品。5复验用户对产品质量发生异议时,可以复验物理项目,按照本条第3款要求取样,送交质量监督部门进行复验。C.1.5贮存、运输和质量证明书1贮存建筑生石灰应分类、分等,贮存在干燥的仓库内,不宜长期贮存。2运输建筑生石灰不准与易燃、易爆和液体物品混装,运输时要采取防水措施。3质量证明书每批产品出厂时,应向用户提供质量证明书。证明书上应注明厂名、产品名称、等级、试验结果、批量编号、出厂日期、标准编号和使用说明。(摘自国家现行行业标准《建筑生石灰》JC/T479-92)C.2建筑生石灰粉C.2.1分类与等级1分类按化学成分,钙质生石灰粉氧化镁含量小于等于5%;镁质生石灰粉氧化镁含量大于5%。2等级建筑生石灰粉分为优等品、一等品、合格品。C.2.2技术要求建筑生石灰粉的技术指标应符合表C.2.2的规定。表C.2.2建筑生石灰粉技术指标项目钙质生石灰粉镁质生石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量(%),不小于858075807570CO2含量(%),不大于791181012细度0.90mm筛的筛余(%),不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm筛的筛余(%),不大于7.012.018.07.012.018.0C.2.3试验方法化学成分和物理性能按JC/T478.1^478.2规定进行。C.2.4检验规则1出厂检验1-1-293
建筑生石灰粉应由生产厂家的质量检验部门按批量进行出厂检验。检验项目为表C.2.2中的全部项目。2批量建筑生石灰粉受检批量规定如下:日产量200t以上每批量不大于200t;日产量不足200t每批量不大于100t;日产量不足l00t每批量不大于日产量。3取样(1)散装生石灰粉:随机取样或使用自动取样器取样。(2)袋装生石灰粉:应从本批产品中随机抽取10袋,样品总量不少于3kg。(3)试样在采集过程中应贮存于密封容器中,在采样结束后立即用四分法将样品缩分至300g,装于磨口广口瓶中,密封后粘上标签注明:产品名称、批号、生产日期、班次、取样地点并由采样人签名,送交化验室。4判定产品技术指标均达到表C.2.2技术要求相应等级时,判定为该等级,有一项指标低于合格品要求时,判为不合格。5复检用户对产品质量发生异议时,可以复检物理指标。按照本条第3款要求取样,送交质量监督部门进行复检。C.2.5包装、标志、运输、贮存和质量证明书1包装、标志建筑生石灰粉可使用符合GB9774规定的牛皮纸袋、复合纸袋或符合SG213规定的编织袋包装。袋上应标明:厂名、产品名称、商标、净重和批量编号。2包装重量及偏差每袋净重分为40kg,50kg两种。每袋重量偏差值不大于1kg。3贮存建筑生石灰粉应分类、分等存放、贮存于干燥的仓库内。不宜长期存贮。4运输不准与易燃、易爆及液体物品同时装运,运输时要采取防水措施。5质量证明书每批产品出厂时应向用户提供质量证明书,注明:厂名、商标、产品名称、等级、试验结果、出厂日期、标准编号及使用说明。(摘自国家现行行业标准《建筑生石灰粉》JC/T480—92)1-1-293
附录D密度试验D.1环刀法D.1.1本试验方法适用于细粒土。D.1.2本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:1环刀:内径61.8mm和79.8mm,高度20mm。2天平:称量500g,最小分度值0.1g;称量200g,最小分度值0.01g。D.1.3环刀法测定密度,应按以下步骤进行。应在环刀内壁涂一薄层凡士林,刃口向下放在土样上,将环刀垂直下压,并用切土刀沿环刀外侧切削土样,边压边削至土样高出环刀,根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样,擦净环刀外壁,称环刀和土的总质量。D.1.4试样的湿密度,应按下式计算:(D.1.4)式中——试样的湿密度(g/cm3),准确到0.01g/cm3。D.1.5试样的干密度,应按下式计算:(D.1.5)D.1.6本试验应进行两次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3,取两次测值的平均值。D.1.7环刀法试验的记录格式见表D.1.7。表D.1.7密度试验记录(环刀法)工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试样编号环刀号湿土质量(g)试样体积(cm3)湿密度(g/cm3)试样含水率(%)干密度(g/cm3)平均干密度(g/cm3)1-1-293
D.2蜡封法D.2.1本试验方法适用于易破裂土和形状不规则的坚硬土。D.2.2本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:1蜡封设备:应附熔蜡加热器。2天平:应符合第D.1.2条第2款的规定。D.2.3蜡封法试验,应按下列步骤进行:1从原样土中,切取体积不小于30cm3的代表性试样,清除表面浮土及尖锐棱角,系上细线,称试样质量,准确至0.0lg。2持线将试样缓缓浸人刚过熔点的蜡液中,浸没后立即提出,检查试样周围的蜡膜,当有气泡时应用针刺破,再用蜡液补平,冷却后称蜡封试样质量。3将蜡封试样挂在天平的一端,浸没于盛有纯水的烧杯中,称蜡封试样在纯水中的质量,并测定纯水的温度。4取出试样,擦干蜡面上的水分,再称蜡封试样质量。当浸水后试样质量增加时,应另取试样重做试验。D.2.4试样的密度,应按下式计算:(D.2.4)式中mn——蜡封试样质量(g);mnw——蜡封试样在纯水中的质量(g);ρwT——纯水在T℃时的密度(g/cm3);ρ0——蜡的密度(g/cm3)D.2.5试样的干密度,应按式(D.1.5)计算。D.2.6本试验应进行两次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3。取两次测值的平均值。D.2.7蜡封法试验的记录格式见表D.2.7。表D.2.7密度试验记录(蜡封法)工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试样编号试样质量(g)蜡封试样质量(g)蜡封试样水中质量(g)温度(℃)纯水在T0C时的密度(g/cm3)蜡封试样体积(cm3)蜡体积(cm3)试样体积(cm3)湿密度(g/cm3)含水率(%)干密度(g/cm3)平均干密度(g/cm3)(1)(2)(3)(4)5=[(2)—(3)]/(4)6=((2)—(1))/ρO(7)=(5)—(6)(8)=(1)/(7)(9)(10)=(8)/((1)+0.01(9))1-1-293
D.3灌水法D.3.1本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。D.3.2本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:1储水筒:直径应均匀,并附有刻度及出水管。2台秤:称量50kg,最小分度值10g。D.3.3灌水法试验,应按下列步骤进行:1根据试样最大粒径,确定试坑尺寸,见表D.3.3。表D.3.3试坑尺寸(mm)试样最大粒径坑尺寸直径深度5(20)40601502002502002503002将选定试验处的试坑地面整平,除去表面松散的土层。3按确定的试坑直径划出坑口轮廓线,在轮廓线内下挖至要求深度,边挖边将坑内的试样装人盛土容器内,称试样质量,准确到10g,并应测定试样的含水率。4试坑挖好后,放上相应尺寸的套环,用水准尺找平,将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内,翻过套环压住薄膜四周。5记录储水筒内初始水位高度,拧开储水筒出水管开关,将水缓慢注人塑料薄膜袋中。当袋内水面接近套环边缘时,将水流调小,直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管,持续3~5min,记录储水筒内水位高度。当袋内出现水面下降时,应另取塑料薄膜袋重做试验。D.3.4试坑的体积,应按下式计算:VP=(H1—H2)×AW-V0(D.3.4)式中Vp——试坑体积(cm3);H1——储水筒内初始水位高度(cm);H2——储水筒内注水终了时水位高度(cm);Aw——储水筒断面积(cm2);A0——套环体积(cm3)。D.3.5试样的密度,应按下式计算:(D.3.5)式中mp——取自试坑内的试样质量(g)。D.3.6灌水法试验的记录格式见表D.3.6。1-1-293
表D.3.6密度试验记录(灌水法)工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试坑编号储水筒水位(cm)储水筒断面积(cm2)试坑体积(cm3)试样质量(g)湿密度(g/cm3)含水率(%)干密度(g/cm3)试样重度(kN/cm3)初始终了(1)(2)(3)(4)=[(2)—(1)×(3)](5)(6)=(5)/(4)(7)(8)=(6)/[(1)+0.01(7)](9)=9.81×(8)D.4灌砂法D.4.1本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。D.4.2本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:1密度测定器:由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成(图D.4.2)。灌砂漏斗高135mm,直径165mm,尾部有孔径为13mm的圆柱形阀门;容砂瓶容积为4L,容砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联接。底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶。2天平:称量10kg,最小分度值5g;称量500g,最小分度值0.lg。D.4.3标准砂密度的测定,应按下列步骤进行:1标准砂应清洗洁净,粒径宜选用。0.25~0.50mm,密度宜选用1.47~1.61g/cm3。2组装容砂瓶与灌砂漏斗,螺纹联接处应旋紧,称其质量。图D.4.2密度测定器1—底盘;2—灌砂漏斗;3—螺纹接头;4—容砂瓶;5—阀门3将密度测定器竖立,灌砂漏斗口向上,关阀门,向灌砂漏斗中注满标准砂,打开阀门使灌砂漏斗内的标准砂漏人容砂瓶内,继续向漏斗内注砂漏人瓶内,当砂停止流动时迅速关闭阀门,倒掉漏斗内多余的砂,称容砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量,准确至5g。试验中,应避免振动。4倒出容砂瓶内的标准砂,通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门,关阀门,倒掉漏斗中多余的水,称容砂瓶、漏斗和水的总质量,准确至5g,并测定水温,准确到0.5℃。重复测定3次,3次测值之间的差值不得大于3mL,取3次测值的平均值。D.4.4容砂瓶的容积,应按下式计算:(D.4.4)式中——容砂瓶的容积(mL);1-1-293
——容砂瓶、漏斗和水的总质量(g);——容砂瓶和漏斗的质量(g);——不同水温时水的密度(g/cm3),查表D.4.4。表D.4.4水的密度温度(℃)水的密度(g/cm3)温度(℃)水的密度(g/cm3)温度(℃)水的密度(g/cm3)4.01.000015.00.999126.00.99685.01.000016.00.998927.00.99656.00.999917.00.998828.00.99627.00.999918.00.998629.00.99598.00.999919.00.998430.00.99579.00.999820.00.998231.00.995310.00.999721.00.998032.00.995011.00.999622.00.997833.00.994712.00.999523.00.997534.00.994413.00.999424.00.997335.00.994014.00.999225.00.997036.00.9937D.4.5标准砂的密度,应按下式计算:(D.4.5)式中——标准砂的密度(g/cm3)——容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量(g)。D.4.6灌砂法试验,应按下列步骤进行:1按本附录D.3.3条第1~3款的步骤挖好规定的试坑尺寸,并称试样质量。2向容砂瓶内注满砂,并阀门,称容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量,准确至10g。3将密度测定器倒置(容砂瓶向上)于挖好的坑口上,打开阀门,使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门,称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量,准确至10g,并计算注满试坑所用的标准砂质量。D.4.7试样的密度,应按下式计算:(D.4.7)式中——注满试坑所用的标准砂质量(g)。D.4.8试样的干密度,应按下式计算,准确至0.01g/cm3。(D.4.8)1-1-293
D.4.9灌砂法试验的记录格式见表D.5.9。表D.5.9密度试验记录(灌砂法)工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试坑编号量砂容器质量加原有量砂质量(g)量砂容器质量加剩余量砂质量(g)试坑用砂质量(g)量砂密度(g/cm3)试坑体积(cm3)试样加容器质量(g)容器质量(g)试样质量(g)试样密度(g/cm3)试样含水率(%)试样干密度(g/cm3)试样重度(kN/cm3)(1)(2)()3=(1)-(2)(4)(5)=(3)/(4)(6)(7)(8)=(6)-(7)(9)=(8)/(5)(10)(11)=(9)/[(1)+O.O1×(10)〕(12)=9.81×(9)1-1-293
附录E击实试验E.0.1本试验分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的黏性土,重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。采用三层击实时,最大粒径不大于40mm。E.0.2轻型击实试验的单位体积击实功约592.2kJ/m3,重型击实试验的单位体积击实功约2684.9kJ/m3。E.0.3本试验所用的主要仪器设备(图E.0.3-1、图E.0.3-2)应符合下列规定:图E.0.3-1击实筒(a)轻型击实筒;(b)重型击实筒1—套筒;2—击实筒;3—底板;4—垫块图E.0.3-2击锤与导筒(a)2.5kg击锤;(b)4.5kg击锤1—提手;2—导筒;3—硬橡皮垫;4—击锤1-1-293
1击实仪的击实筒和击锤尺寸应符合表E.0.3规定。2击实仪的击锤应配导筒,击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落;电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度(轻型53.5°,重型45°)均匀分布的装置(重型击实仪中心点每圈要加一击)。表E.0.3击实仪主要部件规格表试验方法锤底直径(mm)锤质量(mm)落高(mm)击实筒护筒高度(mm)内径(mm)筒高(mm)容积(cm3)轻型512.5305102116947.450重型514.54571521162103.9503天平:称量200g,最小分度值,0.01g。4台秤:称量10kg,最小分度值5g。5标准筛:孔径为20mm、40mm和5mm。6试样推出器:宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶,如无此类装置,亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。E.0.4试样制备分为干法和湿法两种。1干法制备试样应按下列步骤进行:用四分法取代表性土样20kg(重型为50kg),风干碾碎,过5mm(重型过20mm或40mm)筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率,并按以下步骤制备5个不同含水率的一组试样,相邻2个含水率的差值宜为2%(注:轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限,2个小于塑限,1个接近塑限)。(1)根据试验所需的土量与含水率,制备试样所需的加水量应按式(E.0.4)计算:(E.0.4)式中——制备试样所需要的加水量(g);——湿土(或风干土)质量(g);——湿土(或风干土)含水率(%);——制样要求的含水率(%).(2)称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内,将水均匀喷洒于土样上,充分拌匀后装入盛土容器内盖紧,润湿一昼夜,砂土的润湿时间可酌减。2湿法制备试样应按下列步骤进行:取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg),碾碎,过5mm筛(重型过20mm或40mm),将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率,按本条第1款“注”的原则选择至少5个含水率的土样,分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备,应使制备好的土样水分均匀分布。E.0.5击实试验应按下列步骤进行:1将击实仪平稳置于刚性基础上,击实筒与底座联接好,安装好护筒,在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。称取一定量试样,倒入击实筒内,分层击实,轻型击实试样为1-1-293
2~5kg,分3层,每层25击;重型击实试样为4~10kg,分5层,每层56击,若分3层,每层94击。每层试样高度宜相等,两层交界处的土面应刨毛。击实完成时,超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。2卸下护筒,用直刮刀修平击实筒顶部的试样,拆除底板,试样底部若超出筒外,也应修平,擦净筒外壁,称筒与试样的总质量,准确至1g,并计算试样的湿密度。3用推土器将试样从击实筒中推出,取2个代表性试样测定含水率,2个含水率的差值应不大于1%。4对不同含水率的试样依次击实。E.0.6试样的干密度应按E.0.6式计算:(E.0.6)式中——某点试样的含水率(%)。E.0.7干密度和含水率的关系曲线,应在直角坐标纸上绘制(如图E.0.7)。并应取曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度,相应的横坐标为击实试样的最优含水率。当关系曲线不能绘出峰值点时,应进行补点,土样不宜重复使用。图E.0.7ρd—ω关系曲线E.0.8气体体积等于零(即饱和度100%)的等值线应按式(E.0.8)计算,并应将计算值绘于本标准图E.0.7的关系曲线上。(E.0.8)式中——试样的饱和含水率(%);——温度4℃时水的密度(g/cm3);——试样的干密度(g/cm3);——土颗粒密度。E.0.9轻型击实试验中,当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的30%时,应对最大干密度和最优含水率进行校正。1最大干密度应按式(E.0.9)校正:(E.0.9-1)1-1-293
式中——校正后试样的最大干密度(g/cm3);——粒径大于5mm土的质量百分数(%);——粒径大于5mm土粒的饱和面干密度。注:饱和面干密度指当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与相当于土粒总体积的纯水4℃时质量的比重。2最优含水率应按式(E.0.9-2)进行校正,计算至0.1%。(E.0.9-2)式中——校正后试样的最优含水率(%);——击实试样的最优含水率(%);——粒径大于5mm土粒的吸着含水率(%)。E.0.10击实试验记录表见表E.0.10。表D.0.10击实试验记录工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试验序号预估最优含水率%风干含水率%试验类别筒加试样质量(B)筒质量(g)试样质量(g)筒体积(cm3)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)盒号湿土质量(g)干土质量(g)含水率(%)平均含水率(%)(1)(2)(3)=(1)-(2)(4)(5)=(3)/(4)(6)=(5)/[(1)+0.01(10)](7)(8)(9)=[(7)/(8)-1]×100(10)1-1-293
附录F锚杆试验F.1一般规定F.1.1锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的75%时可进行锚杆试验。F.1.2加载装置(千斤顶、油泵)的额定压力必须大于试验压力,且试验前应进行标定。F.1.3加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。F.1.4计量仪表(测力计、位移计等)应满足测试要求的精度。F.1.5基本试验和蠕变试验锚杆数量应取锚杆总数的5%,且不得少于3根。F.2基本试验F.2.1基本试验最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。F.2.2锚杆基本试验应采用循环加、卸荷载法,加荷等级与锚头位移测读间隔时间按表F.2.2确定。表F.2.2锚杆基本试验循环加、卸荷等级与位移观测间隔时间加荷标准循环数(加荷量/预估破坏荷载)(%)第一循环10———30———10第二循环1030——50——3010第三循环103050—70—503010第四循环103050708070503010第五循环103050809080503010第六循环1030509010090503010观测时间(min)5555105555注:1在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;2在每级加荷等级观测时间内,锚头位移小于0.1mm时,可施加下一级荷载,否则应延长观测时间,直至锚头位移增量在2h内小于2.0mm时,方可施加下一级荷载。F.2.3锚杆破坏标准1后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍时;2锚头位移不稳定;3锚杆杆体拉断。1-1-293
F.2.4试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理,并绘制锚杆荷载一位移(Q—s)曲线,锚杆一荷载弹性位移(Q—se)曲线和锚杆一荷载塑性位移(Q-sP)曲线。F.2.5锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%,且不应大于自由段长度与1/2锚固长度之和的弹性变形计算值。F.2.6锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载,在最大试验荷载下未达到第F.2.3条规定的破坏标准时,锚杆极限承载力取最大荷载。F.3验收试验F.3.1最大试验荷载应取锚杆轴向受拉承载力设计值Nu。F.3.2锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定:1初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍;2加荷等级与观测时间宜按表F.3.2规定进行。表F.3.2验收试验锚杆加荷等级及观测时间加荷等级0.1Nu0.2Nu0.4Nu0.6Nu0.8Nu1.ONu观测时间(min)5551010153每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;4达到最大试验荷载后观测15min,卸荷至0.1Nu并测读锚头位移。F.3.3试验结果宜按每级荷载对应的锚头位移列表整理,并绘制锚杆荷载一位移(Q—s)曲线。F.3.4锚杆验收标准:1在最大试验荷载作用下,锚头位移相对稳定;2应符合第F.2.5条的规定。F.4蠕变试验F.4.1锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间应满足表F.4.1的规定,在观测时间内荷载应保持恒定。表F.4.1锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间加荷等级0.4Nu0.6Nu0.8Nu1.ONu观测时间(min)10306090F.4.2每级荷载时间间隔1,2,3,4、5,10、15、20、30、45、60、75、90min记录蠕变量。F.4.3试验结果宜按每级荷载在观测时间内不同时段的蠕变量列表整理,并绘制蠕变量—时间对数(s-lgt)曲线,蠕变系数可由式(F.4.3)计算:1-1-293
(F.4.3)式中——时所测得的蠕变量;——时所测得的蠕变量。F.4.4蠕变试验和验收标准为最后一级荷载作用下的蠕变系数2.0mm。1-1-293
附录G基坑涌水量计算G.0.1均质含水层潜水完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图G.0.1):图G.0.1均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算简图(a)基坑远离边界;(b)岸边降水;(c)基坑位于两地表水体间;(d)基坑靠近隔水边界1当基坑远离边界时,涌水量可按式(G.0.1-1)计算:(G.0.1-1)式中——基坑涌水量;——渗透系数;——潜水含水层厚度;——基坑水位降深;——降水影响半径;——基坑等效半径,按第G.0.7条规定计算。2岸边降水时涌水量可按式(G。0。1-2)计算:b<0.5R(G.0.1-2)3当基坑位于两个地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时,涌水量可按式(G.0.1-3)计算:(G.0.1-3)1-1-293
4当基坑靠近隔水边界,涌水量可按式(G.0.1-4)计算:b′<0.5R(G.0.1-4)G.0.2均质含水层潜水非完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图G.0.2):图G.0.2均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算简图(a)基坑远离边界;(b)近河基坑含水层厚度不大;(c)近河基坑含水层厚度很大1基坑远离边界时,涌水量可按下式计算:(G.0.2-1)式中,2近河基坑降水,含水层厚度不大时,涌水量可按式(G.0.2-2)计算:(G.0.2-2)式中M——由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度。3近河基坑降水,含水层厚度很大时,涌水量可按式(G.0.2-3)、式(G.0.2-4)计算:b>l(G.0.2-3)b>l(G.0.2-4)1-1-293
G.0.3均质含水层承压水完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图G.0.3):图G.0.3均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算图(a)基坑远离边界;(b)基坑于岸边;(c)基坑与两地表水体间1当基坑远离边界时,涌水量可按式(G.0.3-1)计算:(G.0.3-1)式中M——承压含水层厚度。2当基坑位于河岸边时,涌水量可按式(G.0.3-2)计算:b<0.5R(G.0.3-2)3当基坑位于两个地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时,涌水量可按式(G.0.3-3)计算:(G.0.3-3)G.0.4均质含水层承压水非完整井基坑涌水量可按式(G.0.4)计算(图G.0.4):图G.0.4均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算图(G.0.4)G.0.5均质含水层承压—潜水非完整井基坑涌水量可按式(G.0.5)计算(图G.0.5):(G.0.5)1-1-293
图G..0.5均质含水层承压—潜水非完整井基坑涌水量计算图G.0.6当基坑为圆形时,基坑等效半径应取为圆半径,当基坑为非圆形时,等效半径可按下列规定计算:1矩形基坑等效半径可按式(G.0.6-1)计算:(G.0.6-1)式中a、b——分别为基坑的长、短边长。2不规则块状基坑等效半径可按式(G.0.6-2)计算:(G.0.6-2)式中A——基坑面积。G.0.7降水井影响半径宜通过试验或根据当地经验确定,当基坑侧壁安全等级为二三级时,可按下列经验公式计算:1潜水含水层(G.0.7-1)式中R——降水影响半径(m);S——基坑水位降深(m);k——渗透系数(m/d);H——含水层厚度(m)。2承压含水层(G.0.7-2)1-1-293
本标准用词说明1为便于在执行本标准条评议时区别对待,对要求严格程度不同的用词,说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的用词:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”。3)表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样做的用词:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。2本标准中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应符合……要求或规定”或“应按……执行”。1-1-293'
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