蓋挖逆作法立柱結構施工技術研究

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近年來，地下工程對環(huán)境保護要求越來越嚴格，對于繁忙路段施工、交通封鎖有嚴格限制的工程，通常采用蓋挖逆作法進行施工；本文針對立柱結構在蓋挖逆作法中的重要性，介紹了蓋挖逆作法立柱結構的關鍵施工技術。
    一、立柱結構施工技術
    1、施工要求
    蓋挖逆作法施工的立柱在安裝時，要求具有十分的精度。
    一般立柱入土越深，樁徑越小，柱腳與鋼筋籠之間的間隙越小，安裝精度越低；干作業(yè)安裝法精度高，打入法精度低，濕作業(yè)安裝法精度居中；鋼管樁打入精度比H鋼打入精度高；柱腳與鋼筋籠之間的間隙越小，安裝就越困難，精度也越低；施工技術水平越低，精度越低。
    2、施工方法
    立柱結構的施工方法主要有以下三種：打入法、濕作業(yè)鉆孔安裝法、干作業(yè)鉆孔安裝法。
    選擇立柱的安裝方法，主要取決于地下水的情況。若有地下水，樁的制作和立柱的安裝作業(yè)都必須通過地面上的遠距離操作，并且必須在開挖穩(wěn)定劑(泥水或清水)中進行。若無地下水，則可在樁徑內直接進行人工操作。
    當采用濕作業(yè)和干作業(yè)安裝法施工立柱結構時，必須按要求施作柱外回填土。柱外回填土的作用是，保證立柱結構在主體結構逆作過程中的橫向穩(wěn)定。
    二、鋼管樁(柱)關鍵施工技術
    1、垂直度控制
    施工時，允許傾斜度是按樁長的1/100來控制的。對一些重要工程，常要求提高傾斜度的控制要求，確保樁能垂直地沉入土中。
    要做到高垂直度，首先要確保場地密實、平整，打樁架也應有精確、靈便的垂直度控制系統(tǒng)。施工中，則應使第一節(jié)樁保持高度的垂直。插樁前，樁架的導桿調至垂直，樁進檔后，要徐徐放下。在接樁過程中，盡量做到對稱焊接，減少因不均勻收縮造成的上節(jié)樁傾斜。錘擊過程中，要確保樁錘盡量準確地擊在樁的中心部位。
    2、焊接質量控制
    焊接質量是評定鋼樁施工總體質量的重要組成部分。施工時，應選擇素質良好、技術熟練、經驗豐富的焊工，嚴格按焊接規(guī)范進行施工。焊接設備必須性能良好。焊接施工時，要加強質量監(jiān)理。
    3、標高控制
    設計人員根據(jù)試樁結果，確定了樁的終沉標高。施工開始時，只要地質情況無異常變化，一般均能滿足設計要求。但是隨著一根根樁的沉入，土層被擠密，常有不能沉到設計標高的情況發(fā)生。此時就應暫停施工，會同設計人員共同商榷。
    (1)根據(jù)《地基和基礎工程施工和驗收規(guī)范》規(guī)定的控制原則。
    (2)對于以承載力為主的樁，可以按最終貫入度對照動力公式，計算出承載力是否滿足要求。
    (3)對于以沉降控制為目標的樁基工程，在適當?shù)腻N重和落距的條件下，可參考下述標準停止錘擊：
    ①最后貫入度在3～4毫米以內；②最后1米的錘擊數(shù)大于250擊；③總錘擊數(shù)(對鋼樁)要大于3000擊。
    三、H鋼樁(柱)關鍵施工技術
    1、樁體失穩(wěn)控制
    H型鋼樁施工過程中出現(xiàn)貫入度突然增大，沉樁過程中回彈量過大，以及錘擊聲音不是很清脆等現(xiàn)象。這基本說明H型鋼樁在土中已經失穩(wěn)，而造成失穩(wěn)主要有以下幾個原因：(1)樁沒有垂直地插入土中，錘擊過程中發(fā)生傾斜而且越打越斜；(2)樁架無抱箍，錘擊時自由長度較大；(3)施工場地用塊石或混凝土塊體填成，樁位不徹底清理。針對以上現(xiàn)象，可采取如下措施是：徹底清理樁位下的障礙物；垂直地插入H型鋼樁；樁架設置抱箍以橫向約束樁的變形。
    2、樁體扭轉控制
    在沉樁過程中，樁周土體發(fā)生變化，聚集在H型鋼樁兩翼緣間的土存在差異，且隨著打樁入土深度的增加而加劇，致使樁朝土體弱的方向轉動。具體的解決辦法可以利用抱箍，若樁體扭轉過大，且入土深度不大，則可拔出再次錘擊入土。
    3、其它關鍵技術
    (1)由于H型樁的自身剛度不及鋼管樁，其堆放及從堆場運至打樁現(xiàn)場的要求就需嚴格管理，不能產生過大的變形。
    (2)H型樁不像鋼管樁無方向性要求，其X與Y向的抗彎性能不一樣，應根據(jù)設計院的圖紙要求插入鋼樁。
    (3)如土質過硬，H型鋼樁不易入土時，可在樁尖兩側焊以鋼板，其長度為1～3米，以此來減少一部分摩阻，增加其貫入性。
    四、濕作業(yè)鉆孔安裝法
    在有地下水的情況，立柱的施工一般采用濕作業(yè)鉆孔安裝法。
    根據(jù)鋼柱安裝及樁混凝土澆注的施工順序，將立柱的安裝方法分為后插法、先插法和二次澆注抽水安裝法三種。后插安裝法是在樁的混凝土澆注完畢后，將鋼立柱柱腳根部插入樁的混凝土中，然后固定。立柱的平面位置在地面上定好，然后將立柱垂直吊入這個位置，并嚴格把握所定的插入精度。先插安裝法是在立柱樁鉆孔完畢，插入鋼筋籠后，首先將鋼立柱插入，在確準鋼立柱的位置后，先作臨時固定，然后再注入混凝土將立柱固定。二次澆注抽水安裝法是在樁基混凝土澆注到柱底以上一定高度后，暫?；炷翝沧ⅲ瑢⒌跞脘摿⒅?必要時，應吊入鋼護筒)，然后抽水并由人工固定立柱下端，最后澆注混凝土至設計樁基頂面標高并適量超灌。
    五、干作業(yè)鉆孔安裝法
    在沒有地下水時，立柱的施工，可以采用干作業(yè)施工方法。干作業(yè)施工方法又分為機械鉆孔和人工挖孔兩種工法。這些工法都是在柱下基礎施工完成后，直接進行立柱的插入和固定。
    根據(jù)柱腳固定方法的不同，有柱腳錨釘方式、柱腳外包混凝土方式以及它們的組合方式。