鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程

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1 總 則

1.0.1 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁是一種技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、施工速度快、成本低的水下灌注樁工藝。

該工藝的流程是：鉆孔→壓灌超流態(tài)混凝土→安放鋼筋籠成樁。其特點(diǎn)如下：

1）應(yīng)用廣泛適用性強(qiáng)，不受地下水位的限制，施工速度快，單樁承載力高，尤其是在砂土中效果明顯；

2）樁身混凝土強(qiáng)度可控性強(qiáng)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)可根據(jù)設(shè)計(jì)承載力需要達(dá)到C20~C50，滿足國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)中耐久性的要求；

3）混凝土隨鉆機(jī)提升立即填充樁孔不會(huì)產(chǎn)生斷樁、縮徑、塌孔等現(xiàn)象，避免了泥漿護(hù)壁產(chǎn)生的泥皮和沉渣影響樁的側(cè)摩阻力和端阻力等問題，樁身混凝土灌注均勻外觀質(zhì)量好；

4）在施工過程中樁端、樁周土經(jīng)混凝土壓密或經(jīng)孔底壓入或噴射的水泥漿填充、滲透，及超流態(tài)混凝土的側(cè)向擠壓，增強(qiáng)了樁端阻力和側(cè)阻力，從而大大提高單樁承載力；

5）超流態(tài)混凝土具有較好的和易性和流動(dòng)性、骨料可以在混凝土中懸浮而不下沉，鋼筋籠插入容易、施工方便；

6）施工過程無公害，無噪音、無振動(dòng)、無排污、不擾民，符合環(huán)保要求，是新一代環(huán)保型樁基；

7）工程造價(jià)與其他樁型相比價(jià)格便宜。

1.0.2 本規(guī)程引用了下列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94

《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106

《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202

《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300

《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204

《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GBJ175

《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》JGJ52

《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》JGJ53

《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63

《混凝土外加劑》GB8076

《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119

《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596

《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ18

《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104

《黑龍江省地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》

《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011

《預(yù)拌混凝土》GB14902

2 術(shù)語和符號(hào)

2.1 術(shù) 語

2.1.1 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁的定名，是根據(jù)超流態(tài)混凝土樁系列專利技術(shù)性能、特點(diǎn)綜合確定的統(tǒng)一名稱。本規(guī)程使用的鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁含蓋了正文2.1所述的超流態(tài)系列的專利技術(shù)，為了便于不同工藝的區(qū)別在使用設(shè)計(jì)中應(yīng)標(biāo)明工藝名稱和專利號(hào)。

在鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁技術(shù)基礎(chǔ)上通過工程實(shí)踐使其得到充分發(fā)展和延伸，列舉如下：

1 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁系列專利技術(shù)：

第一代——鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土(注漿)樁。

第二代——鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土后插管注漿樁。

第三代——鉆孔壓灌超流態(tài)螺紋樁

第四代——鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土噴射注漿擴(kuò)底樁

第五代——鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁

2 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁的配套系列專利技術(shù)：

1）專利名稱：翻轉(zhuǎn)式泵注砼灌注樁活門鉆頭該裝置應(yīng)用在超流態(tài)混凝土樁中，避免混凝土

堵管事故，達(dá)到順利成樁的目的；

2）專利名稱：手動(dòng)夾緊式鋼筋籠插筋器，該裝置解決了向混凝土樁中插入鋼筋籠困難的問題，保證了設(shè)計(jì)要求；

2.1.2超流態(tài)混凝土：是根據(jù)混凝土的流動(dòng)狀態(tài)確定的，是鉆孔壓灌混凝土樁的專用混凝土，其坍落度一般在200mm-250mm之間，必須滿足鉆桿中心泵注混凝土成樁后安裝鋼筋籠的要求。稱此種混凝土為超流態(tài)混凝土。混凝土品種是根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家《預(yù)拌混凝土》GB14902標(biāo)準(zhǔn)4.1.1.1和4.1.2.1中規(guī)定，按混凝土的流動(dòng)狀態(tài)及粗骨料粒徑劃分的混凝土種類。

超流態(tài)混凝土是在封閉的環(huán)境下通過鉆桿中心管向孔內(nèi)壓灌超流態(tài)混凝土的，所以要求對(duì)混凝土有較高的流動(dòng)狀態(tài)和和易性，而且在壓灌超流態(tài)混凝土成樁體后安放鋼筋籠，所以對(duì)混凝土的粗骨料粒徑和塌落度限制比較嚴(yán)格。現(xiàn)行使用的超流態(tài)混凝土的流動(dòng)狀態(tài)和粗骨料粒徑的要求都已超出了《預(yù)拌混凝土》GB14902標(biāo)準(zhǔn)的通用品和特制品的范圍，為滿足工藝要求，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土品種的劃分原則定名為超流態(tài)混凝土。

2.1.3 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁是鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁的第五代技術(shù)，克服了第四代噴射注漿擴(kuò)底樁的擴(kuò)底尺寸不能定量和噴射效果不能準(zhǔn)確控制的不足，注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁可以在施工前做試成孔檢查擴(kuò)頭尺寸，擴(kuò)孔過程采用自動(dòng)提升控制系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作，機(jī)械臂靠液壓控制，可以保證擴(kuò)底尺寸穩(wěn)定，有效提高承載力等特點(diǎn)。

鉆孔壓灌超流態(tài)注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁，當(dāng)擴(kuò)底完成后，擴(kuò)底鉆頭仍處于伸張狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)提鉆時(shí)可以在樁身形成混凝土螺紋。

對(duì)無地下水，樁端持力砂層超過0.5m時(shí)，采用此工藝注漿擴(kuò)底加固樁端砂層防止塌孔，可以大幅度提高樁端阻力。

2.1.4 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土噴射注漿擴(kuò)底樁是鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁的第四代技術(shù)，由于該工藝只能定性不能準(zhǔn)確定量，施工前無法檢驗(yàn)試成孔的幾何尺寸，施工過程中不易控制，擴(kuò)底質(zhì)量受注漿壓力、土層強(qiáng)度、提鉆速度、旋噴轉(zhuǎn)速、隊(duì)伍經(jīng)驗(yàn)素質(zhì)等相關(guān)因素的影響。

當(dāng)注漿壓力達(dá)不到20Mpa時(shí)，很難形成射流切削樁周土體置換，影響擴(kuò)大效果，不應(yīng)按樁端擴(kuò)大面積計(jì)算，所以將其側(cè)摩阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)并入孔底注漿系列計(jì)算較安全合理。

2.1.5 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土后插管注漿樁是鉆孔壓灌超流態(tài)砼成樁的第二代技術(shù)，該工藝具有操作簡(jiǎn)單易行，效果好，承載力提高明顯等特點(diǎn)。經(jīng)若干個(gè)工程實(shí)踐總結(jié)當(dāng)樁長(zhǎng)超過12m時(shí)，插入樁端比較困難，有個(gè)別樁插不到樁端影響注漿效果，所以建議樁長(zhǎng)控制在12m以內(nèi)。

2.1.6 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土螺紋樁是鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁第三代技術(shù)，該工藝在砂層中使用對(duì)提高單樁承載力有明顯的效果，不應(yīng)在含泥量較大的砂層、交互層及粘土中使用，以免影響樁身混凝土質(zhì)量和完整性。

因該工藝在使用初期是積累經(jīng)驗(yàn)階段，所以在正文沒有列出具體計(jì)算方法。當(dāng)使用該工藝時(shí)，可參照《螺紋樁技術(shù)規(guī)定》LH8002-2005并結(jié)合《鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》計(jì)算。

3 設(shè) 計(jì)

3.1 一 般 規(guī) 定

3.1.2本規(guī)程選用地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)是按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007中規(guī)定選用，分為甲級(jí)、乙級(jí)、丙級(jí)。

3.2 基 本 資 料

3.2.1 提供的巖土工程勘察資料中，應(yīng)有以下內(nèi)容：勘探深度剖面圖、數(shù)量、間距；樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik與極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk或樁的側(cè)阻力特征值qsa與端阻力特征值qpa，及有關(guān)參數(shù)與結(jié)論等，用做支護(hù)工程時(shí)應(yīng)提供各種土層的粘聚力c值與內(nèi)摩擦角φ值及土的重度γ值；地下水的分布及水質(zhì)情況。

3.3 樁 的 布 置

3.2.3 根據(jù)工程實(shí)踐鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁目前一般可以采用樁徑有300 mm、400 mm、500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm，其中400mm、600mm常用。

3.4 樁 的 構(gòu) 造

3.4.4 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁錨樁鋼筋籠在安放時(shí)為減少其側(cè)阻力，錨樁鋼筋籠外箍筋配置長(zhǎng)度同工程樁外箍筋配置長(zhǎng)度相同，其余部分可每隔1.5~2.0m設(shè)一道加勁箍筋，形成鋼筋骨架。

3.4.5 鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁樁身混凝土為泵送混凝土，施工配比準(zhǔn)確容易控制，故強(qiáng)度等級(jí)可采用C25~C50，對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度要求較高的高層建筑及荷載較大的建筑亦可選用本樁型。

4 樁基計(jì)算

4.3 單樁豎向極限承載力計(jì)算

4.3.1 本條取消了超流態(tài)混凝土作用后的提高系數(shù)，是因?yàn)樵谶^去幾年的實(shí)踐中靜載試驗(yàn)結(jié)果有達(dá)不到設(shè)計(jì)圖紙的要求，而且靠超流態(tài)混凝土中的水泥漿固化土體提高承載力不符合機(jī)理，所以在編制過程中廣泛征求有關(guān)專家的意見取消了原規(guī)程的提高系數(shù)T值。

本條引入樁的側(cè)阻力增強(qiáng)系數(shù)βsi和樁端端阻力增強(qiáng)系數(shù)βp值，當(dāng)鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土之前注入水泥漿，固化了樁端、樁側(cè)的懸浮土顆粒，所以對(duì)提高單樁承載能力比較明顯，在本規(guī)程修編中明確了βsi、βp是注水泥漿后的增加系數(shù)，并在表4.3.2-3中給出了βsi、βp值的取值范圍。該值是經(jīng)上百根試樁結(jié)果統(tǒng)計(jì)及多年工程實(shí)踐總結(jié)出來的，取值時(shí)應(yīng)該考慮土質(zhì)條件，在土質(zhì)條件差的情況下取低值，好的情況下取高值。

鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)挖出觀測(cè)樁端擴(kuò)底部分較完整，保證了設(shè)計(jì)尺寸，所以在計(jì)算βp值時(shí)可以按擴(kuò)底面積和高度乘以βp增加系數(shù)。當(dāng)擴(kuò)底持力層砂層較好取高值，反之取低值。參見表機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁身受壓承載力計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)于鉆孔壓灌混凝土注漿攪拌擴(kuò)底樁的使用說明

目前黑龍江樁基礎(chǔ)市場(chǎng)擴(kuò)底新方法較多，在擴(kuò)底質(zhì)量方面存在較大的差別，只能定性不能定量的方法不能滿足設(shè)計(jì)要求。完整的方法應(yīng)具備在定性的基礎(chǔ)上又能準(zhǔn)確的定量，給設(shè)計(jì)提供一個(gè)準(zhǔn)確的擴(kuò)底尺寸。所以為確保擴(kuò)底樁質(zhì)量和區(qū)別本規(guī)程以外的擴(kuò)底樁方法，在使用時(shí)的設(shè)計(jì)圖中應(yīng)標(biāo)有具體說明：方法全稱和該方法配套的專用裝置、施工階段操作要點(diǎn)等。下面以本規(guī)程為例：

鉆孔壓灌混凝土注漿機(jī)械攪拌擴(kuò)底樁按規(guī)程方法和專用裝置施工。施工前按規(guī)程做擴(kuò)底試成孔經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、人員驗(yàn)收合格后方可施工。

1.技術(shù)要點(diǎn)：

1.1水泥漿用量：參照5.3.3—2條乘以擴(kuò)底高度計(jì)算。

1.2水泥漿比重：1.6—1.7

1.3注漿壓力：0.5—3Mpa

1.4機(jī)械攪拌擴(kuò)底直徑和擴(kuò)底高度相對(duì)應(yīng)關(guān)系，a在100—200mm時(shí)相對(duì)應(yīng)的hc為500—1000mm

2 操作控制：

2.1機(jī)械攪拌擴(kuò)底試成孔：開工前在現(xiàn)場(chǎng)距地表3m以內(nèi)處鉆進(jìn)、擴(kuò)底，提鉆后檢查擴(kuò)底尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.2機(jī)械攪拌擴(kuò)底裝置：采用規(guī)程中的擴(kuò)底裝置，液壓千斤連接機(jī)械回轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鋼絲繩來控制擴(kuò)底鉆頭裝置。

2.3液壓壓力：應(yīng)大于擴(kuò)底試成孔壓力1.1—1.2倍。

2.4目測(cè)控制：按試成孔液壓千斤行程距離標(biāo)定。

2.5操作記錄： 使用與工藝相符合的表格記錄。

注：1、鉆孔壓灌超流態(tài)砼樁孔底注漿后樁端阻力增強(qiáng)同時(shí)樁側(cè)阻力也按土層相應(yīng)增強(qiáng)。2、由于注漿壓力，土層強(qiáng)度，轉(zhuǎn)數(shù)，提升速度等相關(guān)因素，擴(kuò)底的勻質(zhì)性較差。特別是當(dāng)注漿泵壓力不能滿足20Mpa時(shí)不能完全有效的切割土體保證擴(kuò)底尺寸，不能準(zhǔn)確定量。所以本規(guī)程將噴射注漿擴(kuò)底樁列入直樁注漿樁不計(jì)算擴(kuò)底面積。