浅析沿海地区软土地层超深桩组合式塔吊基础施工技术

2020-03-18刘军强陶富录

企业科技与发展 2020年12期

刘军强陶富录

【摘要】温州苍南某保障房项目塔吊基础为组合式基础，拟建场地地层结构较复杂，各岩土层的埋深、厚度及性能变化较大。塔吊基础采用超長钻孔灌注桩内插格构柱的形式，桩基施工的时候塔吊基础即可同步施工，无需土方开挖完成后再进行塔吊基础施工，此方法安全适用，施工方便，解决了前期狭小工程场地内材料的转运困难问题，缩短了项目的工期、节约了成本，取得显著的经济效益。

【关键词】组合式基础;超深桩;格构柱;狭小场地;经济效益

【中图分类号】TU473 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）12-0068-04

1 工程概况

某安置小区项目位于浙江省温州市苍南县灵溪镇建兴东路与秀园路交叉口西南侧，建设用地面积为13 642.04 m2，总建筑面积为44 323.61 m2，由26层1#楼、26层2#楼、17层3#楼、配电房及辅助配套用房组成，设置一层整体连通地下室。场地周边环境较复杂：西侧为渎浦河，东侧为秀园路，北侧建兴东路，南侧为已建秀园小区。项目可用场地空间有限，这为项目前期材料的转运带来了很大的困难。

根据项目实际情况，决定采用将塔吊基础提前施工，塔吊提前安装使用的方案。在地下室桩基施工时塔吊桩同步施工，不必等土方开挖到基底标高后再进行塔吊安装工作。塔吊基础由格构式钢柱和灌注桩组成，灌注桩直径为φ800 mm，桩长约65 m。此方案不但解决了项目场地狭小材料转运困难的问题，同时极大地节省施工成本，提高了施工质量。

2 施工原理

根据项目地勘报告，项目地层结构较复杂，各岩土层的埋深、厚度和性能变化很大，各岩土层的分布和其特征值如图1所示。

塔吊基础采用四桩基础，桩身钢筋为HRB335，直径为22 mm，桩进入持力层大于1.5 m，且持力层厚度不小于4D mm。桩承台高1.35 m，长宽均为5 m（如图2所示）。

3 桩基础施工要点

3.1 桩位测量放线

测量人员放线前应熟悉项目图纸和测量控制点信息，对基准控制点埋设醒目标识，并进行有效保护，保证其准确有效。对放样出的桩位，撒上石灰并插钢筋头作为标识，钢筋头插入土层厚度不小于30 cm，经监理单位确认后方可进行下一道工序。

3.2 钻机施工顺序

为保证桩位的准确性，减小误差，钻机开孔前要重新复核桩坐标。钻机就位后要严格控制钻杆垂直度，垂直度允许偏差小于0.2 h%，其水平位置允许偏差±20 mm，以避免施工过程钻杆发生移动和倾斜造成偏孔、斜孔现象[1]。

3.3 回旋钻成孔

塔吊桩成孔时，上部采用正循环施工，当钻到持力层后采取反循环施工方法。

埋设护筒后，钻机就位，要保证桩机施工过程中的平稳度，钻杆中心和准护筒中心保持一致。桩机钻进2 m后，重新检查钻机的水平度和钻杆垂直度，如果不满足要求需重新调整，工程桩机对中如图3所示。

塔吊桩通过泥浆护壁成孔，结合地质情况，泥浆由清水、原土、42.5级水泥配置而成。钻杆打到黏土层（上部）时要降低速度，减小钻进压力，钻至砂层、砾层时，应加大泥浆比重，钻杆转速不大于24 r/min，在钻到岩层时应不断稀释泥浆，并将比重控制在1.2范围内[2]。

为确保桩端进入持力层并符合设计要求，终孔前，需经过监理、甲方联合验收通过后方可进行下一道工序。

桩孔暴露时间过长、侧压应力的延伸减弱和孔壁泥皮的增厚，都会降低桩的摩阻力。因此，从开孔到砼灌注结束时间应控制在48 h内。单桩成桩灌注时间要求见表1。

本工序分两次清孔。第一次清孔：桩机打到设计桩底标高后，把钻头离孔底距离调整到0.8～1.0 m，然后把相对密度为1.25的泥浆灌入孔内进行循环，置换出孔内夹杂较多钻渣的泥浆。第二次清孔：在灌注砼之前用直径为φ250 mm的导管清孔，在安装每节导管前，确保密封圈完好，将各节导管接头拧紧，保证导管的封水性能，经过二次清孔后，孔底泥浆比重不应大于1.15～1.2，含砂率不大于8%，黏度≤20 S，孔底沉渣小于50 mm，二次清孔如图4所示。

3.4 格构柱、钢筋笼的制作与安装

钢筋笼、格构柱制作安装之前，技术负责人根据设计图对施工员进行详细交底，施工员依照设计图对工人进行详细的文字交底。

在钢筋笼、格构柱加工之前，材料合格证报送监理，经验收合格后开始加工。

由于钢筋笼总长度达到65 m，因此分段焊接钢筋笼，钢筋笼每段长达9 m，超长钢筋笼分段焊接如图5所示。

同时，为了避免钢筋笼在存放、搬运时出现扭曲变形的情况，在加工制作过程中每隔2 m设置一道加劲箍。格构式钢柱分肢位于灌注桩的钢筋笼内且与灌注桩主筋焊接牢固，插入灌注桩长度2.5 m，格构柱制作如图6所示。

吊装组合式基础的钢筋笼和格构式钢柱时，确保垂直度和上端偏位值不得超过规范要求，再整体吊入孔内。格构式钢柱插入钢筋笼的部位和桩顶以下5D mm范围内的箍筋应加密，且间距不应大于100 mm。格构式钢柱安装时需严格控制施工质量，其中安装误差允许值见表2。

施工人员需对钢筋笼焊接工人进行岗前交底，且检查工人是否持证上岗，同时加强对过程质量的监督、检查。

为确保钢筋笼的保护层厚度，钢筋笼焊接完成后，用C35素混凝土制作成直径为φ100 mm的圆饼垫块，在箍筋外均匀设置。

为将钢筋笼笼顶标高控制在误差允许范围内，在钢筋笼顶端焊接两根φ16 mm的吊筋，吊筋长度由钢筋笼顶的设计标高到吊筋顶环固定水平面的高差确定，并固定在护筒或枕木上[3]。

钢筋笼下孔前应再次检查钢筋笼、格构检查扶正器是否完好，必要时进行补焊。钢筋笼应在施工现场就近制作，并妥善放置，利用吊车吊至桩孔，为避免钢筋笼在吊放时扭曲变形，可临时插钢管或方木固定。钢筋笼下孔时，应保证其垂直度，对准孔中心，避免触碰到孔壁，钢筋笼下孔如图7所示。

3.5 桩混凝土的灌注

塔吊桩桩身混凝土强度为C30，采用商品混凝土。下导管前应确保导管的封水性完好，第一節导管距离孔底30～50 cm。

项目计算好第一次浇筑的混凝土用量，开始灌注后，浇筑工作应连续不间断进行。在混凝土浇筑到一定深度后，应上下提升导管不断抽插。这样不但可以避免混凝土产生离析及防止混凝土夹泥的现象，还加强了混凝土的密实度及桩周土的摩阻力。

在桩混凝土灌注时，如遇到导管内混凝土不满或导管上段有空气时，后续混凝土要慢慢不间断灌入，严禁将整斗混凝土灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，影响灌注[4]。

为保证桩顶部分混凝土的质量，在灌注桩身混凝土时，应加灌超过桩顶设计标高1 200 mm的混凝土。

4 承台施工要点

4.1 注意事项

（1）塔吊基础承台放线定位时，必须对轴线位置进行复核，定位必须做到准确无误。

（2）预埋塔吊标准节的时候必须由专业人员进行。

（3）混凝土浇筑要振捣密实，振捣过程中应避免碰撞钢筋和塔吊预埋节。

（4）塔吊基础必须达到设计强度，只有满足规范要求后才能进行下一道工序，严禁使用不合格产品。

（5）基础承台采用木模。

4.2 承台钢筋绑扎

4.2.1 施工准备

（1）根据设计文件，检查配料单并检查现场材料规格、尺寸等是否与设计一致。

（2）根据施工现场钢筋加工棚位置，设置好垫木，按承台钢筋绑扎顺序，把钢筋分类堆放。

（3）本基础采用直径为14 mm和22 mm的三级钢筋（如图8所示）。

4.2.2 操作工艺

（1）按垫层上弹好的线搁好钢筋。

（2）承台钢筋绑扎时，双向受力钢筋必须满绑，不得跳扣绑扎。

（3）承台钢筋绑扎时，严格控制钢筋间距，应事先弹好线，然后根据弹好的线进行钢筋绑扎。

（4）钢筋马登筯呈梅花形布置，间距为1 m，采用直径为φ22 mm的三级钢制作。马登设置好后，将上层钢筋纵横两个方向的定位钢筋绑扎固定好，并在上面做好标志，随后穿放纵横钢筋。下层钢筋绑扎方法同上层钢筋。

（5）钢筋绑扎完成后，设置好砂浆垫块，保证承台钢筋保护层的厚度，承台钢筋绑扎如图9所示。

（6）支好塔吊基础模板后，拉好纵横模板的中心线，校核模板的交角方正并固定牢模板，然后绑扎承台钢筋骨架。绑扎完承台钢筋骨架后，应对其标高、间距等进行校核。复核通过后，将骨架用钢管或钢筋固定在模板上，保证钢筋骨架不发生位移。根据塔吊基础设计图纸，将预埋节焊接固定在钢筋骨架上，并用钢筋对预埋节的底部和上部进行加固（固定前必须先校核预埋节位置尺寸的准确性）。在浇筑承台混凝土时，严禁碰撞模板和钢筋骨架，振捣混凝土时应和预埋节保持一定距离，混凝土浇筑完毕后应再次进行复查和调整，保证预埋节位置的准确性。基础预埋节焊接固定如图10所示。

4.2.3 承台混凝土浇筑

混凝土浇筑前的准备工作。

（1）将基础内的垃圾、锯屑等杂物及钢筋上的油污清理干净。

（2）混凝土浇筑前检查所有机械设备是否完好，若有不合格器具，应及时更换。

（3）项目要对作业人员做好安全技术交底，并对泵管和其他等存在安全隐患的部位进行排查，消除不安全因素。

（4）承台的模板、钢筋、预埋节及管线等全部安装完毕后，报监理或甲方，经过隐蔽验收合格后方可浇筑。

（5）混凝土浇灌前，技术人员根据要求做好安全技术交底。

（6）承台混凝土浇筑时，钢筋工应在场，如果出现钢筋位移动或者露筋现象要及时调整。

（7）承台混凝土浇筑完毕收面后，马上用塑料布覆盖，其中浇水养护时间不少于14 d，塔吊基础承台成型如图11所示。

（8）随着基坑土方的分层开挖，按逆作法设置格构式钢柱的型钢支撑。

5 监测监控

塔吊基础沉降观测半月一次。塔吊处于自由高度时，应每半月测定一次塔吊垂直度。当设置塔吊附墙后，每月测定一次垂直度，其中在安装附墙过程中必须检测。