CN108625368A - 一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，长桩和短桩流水施工，长桩和短桩都为刚性桩，两种桩交错布设，在顶部铺设褥垫层，按“先后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预应力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层；目的在于提出一种既能满足承载力和沉降要求，又能大幅降低处理费用，且施工方便、质量安全可靠的深厚软基处理施工方法，解决了深厚软土层的处理问题。
Description
技术领域
本发明涉及工程建筑领域，具体为一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法。
背景技术
深厚软土层具有高压缩性、低强度、高灵敏性、低透水性、孔隙比大、天然含水量高等特点。
传统复合地基施工方法包括碎石桩、CFG桩、水泥土桩等施工方法一般处理深度都不深，无法满足深厚软土的需要。
预应力管桩复合地基施工方法处理虽能满足深厚软基处理工后沉降的要求，但是造价过高。
目前，也有少数施工采用了预应力管桩-水泥搅拌桩长桩短刚柔性复合地基施工方法，但由于柔性桩施工质量得不到保证，不均匀沉降问题严重。
综上所述，如何采用经济、安全、有效的施工方法解决深厚软土层的处理问题，成为岩土工程领域急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种既能满足承载力和沉降要求，又能大幅降低处理费用，且施工方便、质量安全可靠的深厚软基处理施工方法，解决深厚软土层的处理问题。
为解决上述问题，本发明提供一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，长桩和短桩流水施工，长桩和短桩都为刚性桩，两种桩交错布设，在顶部铺设褥垫层，按“先后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预应力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层，具体实施步骤如下：
(1)在软土地基按照“先长后短”原则进行长、短桩的测量放线定桩位，桩位测放偏差值控制在2cm以内；
(2)预应力管桩桩机就位及管桩对中；
(3)管桩吊桩及插桩，吊车从桩堆将桩水平吊运至桩架附近，然后用桩机上的起桩钩及卷扬机吊桩就位；管桩吊起时要控制速度，避免管桩与桩机碰撞而使管桩受损；待桩起吊提升到垂直状态后，由人工配合将桩尖准确地放在桩位上，将管桩缓缓***土中至一定深度后停止施压；并用经纬仪从桩机正前方和正侧方的两个方向检查并调直桩身的垂直度；
(4)静压沉桩，沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏；待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m时停止沉桩；
(5)接桩，逐根检查管桩外观质量情况，对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响接桩密贴和焊接质量，吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直；
(6)再静压沉桩；
(7)桩机移位施工其他管桩；
(8)调制泥浆，泥浆采用水、添加剂和粘土或膨润土配置而成；
(9)埋设护筒；
(10)钻孔及清孔，钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，终孔时对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续，清孔方法采用原浆换浆法，清孔时保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5～2.0m；
(11)下钢筋笼对钻孔测量验收，钻孔到设计深度后，利用钢筋笼进行钻孔孔径、孔偏斜度和孔深的验收；将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求；孔深用测绳和钢尺丈量；钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止；
(12)下导管、二次清孔，导管使用前试拼，并做封闭水试验，15分钟不漏水为宜；仔细检查导管的焊缝；
(13)安放隔水球；
(14)灌注水下混凝土；
(15)钻机移位施工其他钻孔灌注桩，钻机完成一桩孔后不直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，实在无法调整桩位时，停顿36小时以后在邻桩上进行施工；
(16)桩托板施工，在预应力管桩顶部处绑扎桩托板钢筋、支模，现浇桩托板，钢筋间距允许偏差为10mm，骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为+10mm～-5mm，中心位置允许偏差为15mm；按照图纸严格控制桩头伸入桩帽内的长度为≥50mm，深入管桩内的钢筋底部托板为3cm厚的圆薄钢板；
(17)褥垫层施工，垫层必须及时铺筑，碾压的顺序是先两侧后中间。
优选的，所述步骤(1)中长桩为顶部带桩托板的薄壁预应力管桩，短桩为小直径钻孔灌注桩，桩径在500-700mm之间，且为保证经济性，长桩不打穿深厚软土层。
优选的，所述步骤(3)中管桩插桩深度为1m，桩身垂直度偏差值在0.5％以内。
优选的，所述步骤(5)中接桩时，上、下桩段的中心线偏差不大于5mm，节点弯曲矢高不大于桩段的0.1％。
优选的，所述步骤(8)中泥浆比重为1.1～1.2、粘度为18～25s。
优选的，所述步骤(10)中清孔后泥浆指标比重1.15～1.20之间，含砂量小于4％，粘度2～22s，孔底沉渣小于5cm。
优选的，所述步骤(11)中钢筋笼的长度为4～6倍桩径，直径等于孔径。
优选的，所述步骤(12)中导管安装时底部应高出孔底30～40cm；导管埋入砼内深度为2～3m；
优选的，所述步骤(17)中褥垫层为柔性层，其为砂石层或碎石层。
本发明的有益效果为：
1)可使地基地基工程成本节约15％-25％；
2)施工器械与传统机械并无差异，工艺实施简单，安全可靠性高；
3)质量容易控制，且能有效减少传统桩基挤土桩的挤土效应；
4)沉降和不均匀沉降小，处理后地基沉降更加均匀，可通过调节长桩桩长能控制沉降和不均匀沉降；
5)长桩和短桩流水施工，提高施工效率，缩短工期，可使地基基础工程工期缩短1/4左右时间；
6)有效减少传统桩基挤土桩的挤土效应。
附图说明
图1出示了一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法的施工流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例一
一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，按“先长后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层，在实际工程施工时，可采用分段、分片实施，既保证工程进度，又保证桩不受损坏，具体实施步骤如下：
(1)首先在软土地基按照“先长后短”原则进行长、短桩的测量放线定桩位，桩位测放偏差为1cm；长桩为顶部带桩托板的薄壁预力管桩，短桩为小直径钻孔灌注桩，桩径为500mm；
(2)预力管桩桩机就位及管桩对中，桩机使用前对桩架的机械性能做全面的检验，各项性能均良好后方可使用；桩架就位后检查一下桩架的平稳性及垂直度，若不稳定，需抄垫平稳，并使桩架垂直；就位前由控制桩复核桩位中心；
(3)管桩吊桩插桩，
吊桩：用吊车从桩堆将桩水平吊运至桩架附近，然后用桩机上的起桩钩及卷扬机吊桩就位；管桩吊起时要控制速度，避免管桩与桩机碰撞而使管桩受损；
插桩：待桩起吊提升到垂直状态后，由人工配合将桩尖准确地放在桩位上，将管桩缓缓***土中1m后停止施压；并用经纬仪从桩机正前方和正侧方的两个方向检查并调直桩身的垂直度，且控制桩身垂直度偏差为0.1％，为保证经济性，长桩不打穿深厚软土层；
管桩根据种类先后堆放；堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过三层；堆放桩的支撑垫木位置：两点支撑，设在距两端0.21倍桩长处；
(4)静压沉桩，如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工，如桩入土较深而碰到地下障碍物，造成桩位偏移或垂直度偏差，桩已无法拔出的情况下，及时通知有关单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行；沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏；待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m时停止沉桩；
(5)接桩，逐根检查管桩外观质量情况，对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响接桩密贴和焊接质量，吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直，上、下桩段的中心线偏差为1mm，节点弯曲矢高为桩段的0.05％，接头处如有空隙，采用楔形铁片全部填实焊牢，拼接处坡口槽电焊分两次对称焊接，焊缝连续饱满(满足二级焊缝)，焊后清除焊渣，检查焊缝饱满程度，自检合格后，再请监理工程师复检，经监理工程师同意方可继续沉桩；
(6)再静压沉桩，采用水准仪测量控制桩顶标高；
(7)桩机移位施工其他管桩；
(8)调制泥浆，泥浆采用水、添加剂和粘土或膨润土配置而成，比重为1.1、粘度为18s，在施工中注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标；
(9)埋设护筒；
(10)钻孔及清孔，钻进过程中主要加强以下事项的控制:经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理，钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次，经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；钻进过程中泥浆循环量根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔；在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度，处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外；终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续；
清孔方法采用原浆换浆法，清孔后泥浆指标比重为1.15，含砂量为1％，粘度为2s，孔底沉渣为1cm；换浆前用抽砂筒打掉孔内泥砂；清孔时保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m防止塌孔；清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度；经监理工程师签证，同意隐蔽，灌注砼，再进行下道工序；用两次清孔来达到规定的砼灌注前的泥浆比重；第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作；第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力或吸力大，清孔能力强，把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力或吸力要小得多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定达到返出的泥浆中不含有的泥块为止；第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣；在清孔过程中保持孔内水头，防止坍孔；清孔完毕后，从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验；不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔；
(11)下钢筋笼对钻孔测量验收，钻孔到设计深度后，利用钢筋笼进行钻孔孔径、孔偏斜度和孔深的验收；将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求；孔深用测绳和钢尺丈量；钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止；
(12)下导管、二次清孔，导管使用前试拼，并做封闭水试验(0.3Mpa)，15分钟不漏水为宜；仔细检查导管的焊缝；导管安装时底部高出孔底30cm；导管埋入砼内深度2m；
(13)安放隔水球；
(14)水下混凝土的灌注，施工中保证场地清洁卫生，泥浆不可到处外溢，泥渣及时清除，混凝土的强度等级必须满足设计要求，砂石料、水泥、水等符合国家标准；在开浇时，料斗储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力，提升导管；在浇注过程中，探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深为1m；水下混凝土灌注前检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则再次清孔；当凿除桩顶浮浆层后，保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量；在钻孔灌注桩施工中，控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，灌注混凝土的高度超过桩顶标高；在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响；基坑开挖时，钻孔灌注桩已有一定的强度，接近钻孔灌注桩桩顶施工时配合人工挖除，以保护桩头质量；
(15)钻机移位施工其他钻孔灌注桩，钻机完成一桩孔后一般不直接到邻桩位施工而实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工；钻机的安装就位控制包括桩机在平面位置的控制和钻桩机本身的垂直度控制；
钻孔灌注桩施工前对施工场地整平压实，机架要平直，机座要垫稳，不能软硬不均，一般桩机下垫枕木，钻孔过程中机架不能移位和不均匀沉陷，场地为深水区较厚，搭设工作平台，建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制)，且所有测量必须有多余观测，对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核，钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点(天车、转盘、护筒中心)一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验，由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜，发现这种情况立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔；
(16)桩托板施工，管桩检验符合设计要求后，在桩顶按设计图纸尺寸挖槽；在底部设置垫块，严禁将钢筋骨架直接放置在淤泥层上；钢筋间距允许偏差为10mm，骨架四角抄垫平整，保护层偏差为+10mm，中心位置15mm；按照图纸严格控制桩头伸入桩帽内的长度为50mm，深入管桩内的钢筋底部需要用3cm厚的圆薄钢板作为托盘；模板安装稳固，接缝(包括底面缝隙)必须封堵严密，不得漏浆；模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷脱模剂；同一桩帽模板顶面相对高差偏差1mm，相邻桩帽板高差偏差50mm，模板内侧宽度偏差-5mm；长宽尺寸偏差+30mm；浇筑混凝土前，模板内的积水和杂物清理干净；然后请监理和现场质检员检查，合格后方可浇筑混凝土；进行震捣的时候，不得碰撞模板、钢筋；每一震点的震捣持续时间为20s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度；震捣移动间距为震动器作用半径的1倍，确保混凝土的浇筑质量；同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行；如因故停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣；养护拆模：浇筑完混凝土，必须加强对其的养护，上面覆盖土工布洒水，保证混凝土的保湿时间；当混凝土的强度达到2.5MPa，且其表面和棱角不因为拆模而受损时，拆除模板；拆模后，桩托板四周要回填密实；
(17)褥垫层施工，垫层必须及时铺筑，碾压的顺序是先两侧后中间，所述中褥垫层为柔性层，其为砂石层。
实施例二
一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，按“先长后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层，在实际工程施工时，可采用分段、分片实施，既保证工程进度，又保证桩不受损坏，具体实施步骤如下：
(1)首先在软土地基按照“先长后短”原则进行长、短桩的测量放线定桩位，桩位测放偏差为2cm；长桩为顶部带桩托板的薄壁预力管桩，短桩为小直径钻孔灌注桩，桩径为700mm；
(2)预力管桩桩机就位及管桩对中，桩机使用前对桩架的机械性能做全面的检验，各项性能均良好后方可使用；桩架就位后检查一下桩架的平稳性及垂直度，若不稳定，需抄垫平稳，并使桩架垂直；就位前由控制桩复核桩位中心；
(3)管桩吊桩插桩，
吊桩：用吊车从桩堆将桩水平吊运至桩架附近，然后用桩机上的起桩钩及卷扬机吊桩就位；管桩吊起时要控制速度，避免管桩与桩机碰撞而使管桩受损；
插桩：待桩起吊提升到垂直状态后，由人工配合将桩尖准确地放在桩位上，将管桩缓缓***土中1.5m后停止施压；并用经纬仪从桩机正前方和正侧方的两个方向检查并调直桩身的垂直度，且控制桩身垂直度偏差为0.5％，为保证经济性，长桩不打穿深厚软土层；
管桩根据种类先后堆放；堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不超过三层；堆放桩的支撑垫木位置：三点支撑，设在距两端0.15倍桩长及中点处；
(4)静压沉桩，如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工，如桩入土较深而碰到地下障碍物，造成桩位偏移或垂直度偏差，桩已无法拔出的情况下，及时通知有关单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行；沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏；待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m时停止沉桩；
(5)接桩，逐根检查管桩外观质量情况，对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响接桩密贴和焊接质量，吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直，上、下桩段的中心线偏差为5mm，节点弯曲矢高为桩段的0.1％，接头处如有空隙，采用楔形铁片全部填实焊牢，拼接处坡口槽电焊分两次对称焊接，焊缝连续饱满(满足二级焊缝)，焊后清除焊渣，检查焊缝饱满程度，自检合格后，再请监理工程师复检，经监理工程师同意方可继续沉桩；
(6)再静压沉桩，采用水准仪测量控制桩顶标高；
(7)桩机移位施工其他管桩；
(8)调制泥浆，泥浆采用水、添加剂和粘土或膨润土配置而成，比重为1.2、粘度为25s，在施工中注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标；
(9)埋设护筒；
(10)钻孔及清孔，钻进过程中主要加强以下事项的控制:经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理，钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次，经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；钻进过程中泥浆循环量根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔；在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度，处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外；终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续；
清孔方法采用原浆换浆法，清孔后泥浆指标比重为1.20，含砂量为3％，粘度为22s，孔底沉渣为4cm；为防止孔内沉渣大于规范要求，换浆前用抽砂筒打掉孔内泥砂；清孔时保持钻孔内泥浆面高于地下水位2.0m防止塌孔；清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度；经监理工程师签证，同意隐蔽，灌注砼，再进行下道工序；用两次清孔来达到规定的砼灌注前的泥浆比重；第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作；第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力或吸力大，清孔能力强，把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力或吸力要小得多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定达到返出的泥浆中不含有的泥块为止；第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣；在清孔过程中保持孔内水头，防止坍孔；清孔完毕后，从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验；不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔；
(11)下钢筋笼对钻孔测量验收，钻孔到设计深度后，利用钢筋笼进行钻孔孔径、孔偏斜度和孔深的验收；将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求；孔深用测绳和钢尺丈量；钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止；
(12)下导管、二次清孔，导管使用前试拼，并做封闭水试验(0.3Mpa)，15分钟不漏水为宜；仔细检查导管的焊缝；导管安装时底部高出孔底40cm；导管埋入砼内深度3m；
(13)安放隔水球；
(14)水下混凝土的灌注，施工中保证场地清洁卫生，泥浆不可到处外溢，泥渣及时清除，混凝土的强度等级必须满足设计要求，砂石料、水泥、水等符合国家标准；在开浇时，料斗储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；在浇注过程中，探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深为6m；水下混凝土灌注前检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则再次清孔；当凿除桩顶浮浆层后，保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量；在钻孔灌注桩施工中，控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，灌注混凝土的高度超过桩顶标高；在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响；基坑开挖时，钻孔灌注桩已有一定的强度，接近钻孔灌注桩桩顶施工时配合人工挖除，以保护桩头质量；
(15)钻机移位施工其他钻孔灌注桩，钻机完成一桩孔后不直接到邻桩位施工而实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工；钻机的安装就位控制包括桩机在平面位置的控制和钻桩机本身的垂直度控制；
钻孔灌注桩施工前对施工场地整平压实，机架要平直，机座要垫稳，不能软硬不均，一般桩机下垫枕木，钻孔过程中机架不能移位和不均匀沉陷，场地淤泥层较厚，搭设工作平台，建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制)，且所有测量必须有多余观测，对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核，钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点(天车、转盘、护筒中心)一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验，由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜，发现这种情况立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔；
(16)桩托板施工，管桩检验符合设计要求后，在桩顶按设计图纸尺寸挖槽；在底部设置垫块，严禁将钢筋骨架直接放置在淤泥层上；钢筋间距偏差为10mm，骨架四角要抄垫平整，保护层偏差为+10mm，中心位置偏差15mm；按照图纸严格控制桩头伸入桩帽内的长度为60mm，深入管桩内的钢筋底部用3cm厚的圆薄钢板作为托盘；模板安装必须稳固牢靠，接缝(包括底面缝隙)必须封堵严密，不得漏浆；模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷脱模剂；同一桩帽模板顶面相对高差偏差5mm，相邻桩帽板高差偏差150mm，模板内侧宽度允偏差-5mm；长宽尺寸偏差+30mm；浇筑混凝土前，模板内的积水和杂物清理干净；然后请监理和现场质检员检查，合格后方可浇筑混凝土；进行震捣的时候，不得碰撞模板、钢筋；每一震点的震捣持续时间为30s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度；震捣移动间距为震动器作用半径的1.5倍，确保混凝土的浇筑质量；同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行；如因故停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣；养护拆模：浇筑完混凝土，必须加强对其的养护，上面覆盖土工布洒水，保证混凝土的保湿时间；当混凝土的强度达到2.5MPa，且其表面和棱角不因为拆模而受损时，拆除模板；拆模后，桩托板四周要回填密实；
(17)褥垫层施工，垫层必须及时铺筑，碾压的顺序是先两侧后中间，所述中褥垫层为柔性层，其为碎石层。
实施例三
一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，按“先长后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预应力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层，在实际工程施工时，可采用分段、分片实施，既保证工程进度，又保证桩不受损坏，具体实施步骤如下：
(1)首先在软土地基按照“先长后短”原则进行长、短桩的测量放线定桩位，桩位测放偏差为1.5cm；长桩为顶部带桩托板的薄壁预应力管桩，短桩为小直径钻孔灌注桩，桩径在为600mm；
(2)预应力管桩桩机就位及管桩对中，桩机使用前应对桩架的机械性能做全面的检验，各项性能均良好后方可使用；桩架就位后应检查一下桩架的平稳性及垂直度，若不稳定，需抄垫平稳，并使桩架垂直；就位前应由控制桩复核桩位中心；
(3)管桩吊桩插桩，
吊桩：用吊车从桩堆将桩水平吊运至桩架附近，然后用桩机上的起桩钩及卷扬机吊桩就位；管桩吊起时要控制速度，避免管桩与桩机碰撞而使管桩受损；
插桩：待桩起吊提升到垂直状态后，由人工配合将桩尖准确地放在桩位上，将管桩缓缓***土中1.25m后停止施压；并用经纬仪从桩机正前方和正侧方的两个方向检查并调直桩身的垂直度，且桩身垂直度偏差为0.25％，为保证经济性，长桩不打穿深厚软土层；
管桩应根据种类先后堆放；堆放场地必须平整、坚实，堆放层数不宜超过三层；堆放桩的支撑垫木位置：三点支撑，设在距两端0.15倍桩长及中点处；
(4)静压沉桩，如果桩在刚入土过程中碰到地下障碍物，发生桩位偏差超出允许偏差范围时，必须及时将桩拔出进行重新插桩施工，如桩入土较深而碰到地下障碍物，造成桩位偏移或垂直度偏差，桩已无法拔出的情况下，及时通知有关单位，协商处理发生情况，以便施工顺利进行；沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏；待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m时停止沉桩；
(5)接桩，逐根检查管桩外观质量情况，对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响接桩密贴和焊接质量，吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直，上、下桩段的中心线偏差为2.5mm，节点弯曲矢高为桩段的0.5％，接头处如有空隙，采用楔形铁片全部填实焊牢，拼接处坡口槽电焊分两次对称焊接，焊缝连续饱满(满足二级焊缝)，焊后清除焊渣，检查焊缝饱满程度，自检合格后，再请监理工程师复检，经监理工程师同意方可继续沉桩；
(6)再静压沉桩，采用水准仪测量控制桩顶标高；
(7)桩机移位施工其他管桩；
(8)调制泥浆，泥浆采用水、添加剂和粘土或膨润土配置而成，比重为1.15、粘度为22s，在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标；
(9)埋设护筒；
(10)钻孔及清孔，钻进过程中主要应加强以下事项的控制：经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理，钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次，经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔；在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度，处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外；终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续；
清孔方法采用原浆换浆法，清孔后泥浆指标比重为1.18，含砂量为2％，粘度为15s，孔底沉渣为2.5cm；为防止孔内沉渣大于规范要求，换浆前用抽砂筒打掉孔内泥砂；清孔时保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.75m防止塌孔；清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度；经监理工程师签证，同意隐蔽，灌注砼，再进行下道工序；通常用两次清孔来达到规定的砼灌注前的泥浆比重；第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作；第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力或吸力大，清孔能力强，把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力或吸力要小得多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有的泥块为止；第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣；在清孔过程中保持孔内水头，防止坍孔；清孔完毕后，应从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验；不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔；
(11)下钢筋笼对钻孔测量验收，钻孔到设计深度后，利用钢筋笼进行钻孔孔径、孔偏斜度和孔深的验收；将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求；孔深用测绳和钢尺丈量；钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止；
(12)下导管、二次清孔，导管使用前试拼，并做封闭水试验(0.3Mpa)，15分钟不漏水为宜；仔细检查导管的焊缝；导管安装时底部应高出孔底35cm；导管埋入砼内深度2.5m；
(13)安放隔水球；
(18)水下混凝土的灌注，施工中保证场地清洁卫生，泥浆不可到处外溢，泥渣及时清除，混凝土的强度等级必须满足设计要求，砂石料、水泥、水等符合国家标准；在开浇时，料斗必须储足一次下料能保证导管埋入混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；在浇注过程中，经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深为3m；水下混凝土灌注前检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则再次清孔；当凿除桩顶浮浆层后，保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量；在钻孔灌注桩施工中，控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高；在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响；基坑开挖时，钻孔灌注桩已有一定的强度，接近钻孔灌注桩桩顶施工时配合人工挖除，以保护桩头质量；
(14)钻机移位施工其他钻孔灌注桩，钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，应停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工；钻机的安装就位控制包括桩机在平面位置的控制和钻桩机本身的垂直度控制；
钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，机架要平直，机座要垫稳，不能软硬不均，一般桩机下垫枕木，钻孔过程中机架不能移位和不均匀沉陷，建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制)，且所有测量必须有多余观测，对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核，钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点(天车、转盘、护筒中心)一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后用水平尺和测锤校验，由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜，发现这种情况立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔；
(15)桩托板施工，管桩检验符合设计要求后，在桩顶按设计图纸尺寸挖槽；应在底部设置垫块，严禁将钢筋骨架直接放置在淤泥层上；钢筋间距偏差为5mm，骨架四角要抄垫平整，保护层偏差为-2mm，中心位置偏差为7.5mm；按照图纸严格控制桩头伸入桩帽内的长度为55mm，深入管桩内的钢筋底部用3cm厚的圆薄钢板作为托盘；模板安装稳固牢靠，接缝(包括底面缝隙)封堵严密，不漏浆；模板与混凝土的接触面清理干净并涂刷脱模剂；同一桩帽模板顶面相对高差偏差2.5mm，相邻桩帽板偏差75mm，模板内侧宽度偏差+2.5mm；长宽尺寸偏差+15mm；浇筑混凝土前，模板内的积水和杂物应该清理干净；然后请监理和现场质检员检查，合格后方可浇筑混凝土；进行震捣的时候，不碰撞模板、钢筋；每一震点的震捣持续时间为25s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆为度；震捣移动间距为震动器作用半径的1倍，确保混凝土的浇筑质量；同一桩帽混凝土浇筑必须连续进行；如因故停歇，必须清除掉模板内混凝土重新浇筑震捣；养护拆模：浇筑完混凝土，必须加强对其的养护，上面覆盖土工布洒水，保证混凝土的保湿时间；当混凝土的强度达到2.5MPa，且其表面和棱角不因为拆模而受损时，拆除模板；拆模后，桩托板四周回填密实；
(16)褥垫层施工，垫层必须及时铺筑，碾压的顺序是先两侧后中间，所述中褥垫层为柔性层，其为砂石层。
本发明方法是根据目前深厚软基处理发展需要及以往施工经验总结出的新施工方法，从理论、实践上完成了跨越。
经实践具有显著的经济效益和社会效益，可在今后的深厚软基工程施工中推广使用。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方上，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，长桩和短桩流水施工，长桩和短桩都为刚性桩，两种桩交错布设，在顶部铺设褥垫层，按“先后短，先深后浅，先里后外”的顺序原则施工桩，先施工预应力管桩，然后施工钻孔灌注桩，接下来施工桩托板，最后施工褥垫层，具体实施步骤如下：
(1)在软土地基按照“先长后短”原则进行长、短桩的测量放线定桩位，桩位测放偏差值控制在2cm以内；
(2)预应力管桩桩机就位及管桩对中；
(3)管桩吊桩及插桩，吊车从桩堆将桩水平吊运至桩架附近，然后用桩机上的起桩钩及卷扬机吊桩就位；管桩吊起时要控制速度，避免管桩与桩机碰撞而使管桩受损；待桩起吊提升到垂直状态后，由人工配合将桩尖准确地放在桩位上，将管桩缓缓***土中至一定深度后停止施压；并用经纬仪从桩机正前方和正侧方的两个方向检查并调直桩身的垂直度；
(4)静压沉桩，沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏；待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0m时停止沉桩；
(5)接桩，逐根检查管桩外观质量情况，对于管桩两端面及施工焊面上的泥灰、油污等要清理干净，确保不影响接桩密贴和焊接质量，吊上第二节桩，接桩前先将上下段桩顶用钢丝刷清理干净，加上定位板，然后把第二节桩吊放在下端桩端板上，依靠定位板及两台经纬仪将上、下桩段接直；
(6)再静压沉桩；
(7)桩机移位施工其他管桩；
(8)调制泥浆，泥浆采用水、添加剂和粘土或膨润土配置而成；
(9)埋设护筒；
(10)钻孔及清孔，钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，终孔时对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续，清孔方法采用原浆换浆法，清孔时保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5～2.0m；
(11)下钢筋笼对钻孔测量验收，钻孔到设计深度后，利用钢筋笼进行钻孔孔径、孔偏斜度和孔深的验收；将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求；孔深用测绳和钢尺丈量；钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止；
(12)下导管、二次清孔，导管使用前试拼，并做封闭水试验，15分钟不漏水为宜；仔细检查导管的焊缝；
(13)安放隔水球；
(14)灌注水下混凝土；
(15)钻机移位施工其他钻孔灌注桩，钻机完成一桩孔后不直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，实在无法调整桩位时，停顿36小时以后在邻桩上进行施工；
(16)桩托板施工，在预应力管桩顶部处绑扎桩托板钢筋、支模，现浇桩托板，钢筋间距允许偏差为10mm，骨架四角要抄垫平整，保护层允许偏差为+10mm～-5mm，中心位置允许偏差为15mm；按照图纸严格控制桩头伸入桩帽内的长度为≥50mm，深入管桩内的钢筋底部托板为3cm厚的圆薄钢板；
(17)褥垫层施工，垫层必须及时铺筑，碾压的顺序是先两侧后中间。
2.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中长桩为顶部带桩托板的薄壁预应力管桩，短桩为小直径钻孔灌注桩，桩径在500-700mm之间，且为保证经济性，长桩不打穿深厚软土层。
3.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中管桩插桩深度为1m，桩身垂直度偏差值在0.5％以内。
4.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(5)中接桩时，上、下桩段的中心线偏差不大于5mm，节点弯曲矢高不大于桩段的0.1％。
5.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(8)中泥浆比重为1.1～1.2、粘度为18～25s。
6.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(10)中清孔后泥浆指标比重1.15～1.20之间，含砂量小于4％，粘度2～22s，孔底沉渣小于5cm。
7.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(11)中钢筋笼的长度为4～6倍桩径，直径等于孔径。
8.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(12)中导管安装时底部应高出孔底30～40cm；导管埋入砼内深度为2～3m。
9.根据权利要求1所述的一种深厚软土地区刚性长短桩复合地基施工方法，其特征在于，所述步骤(17)中褥垫层为柔性层，其为砂石层或碎石层。
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