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浅谈GPF-350履带式反循环施工

发表时间：2020/2/25 来源：《基层建设》2019年第29期作者：戴俊

[导读] 摘要：本文根据工程实例，探讨了GPF-350履带式反循环施工工艺与施工流程，依次为：场内清障及平整、测量定位及护筒埋设、钻机安装就位、成孔工艺、第一次清孔、进行钢筋笼加工下放、导管安装、清孔以水下混凝土进行灌注等。

        南京市浦口新城开发建设有限公司江苏南京 210000
        摘要：本文根据工程实例，探讨了GPF-350履带式反循环施工工艺与施工流程，依次为：场内清障及平整、测量定位及护筒埋设、钻机安装就位、成孔工艺、第一次清孔、进行钢筋笼加工下放、导管安装、清孔以水下混凝土进行灌注等。以供从业人员参考。
        关键词：GPF-350履带式；反循环；设计概况；施工工艺
        扬子江国际会议中心项目位于江苏省南京市浦口区顶山街道，滨江大道东、定向河以南，长江以西，广西埂大街以北。项目场地长约360m，宽约165m，项目主要建设国际会议中心、办公中心、配套酒店、地下车库、室外道路、广场及绿化等。基坑面积约5.5万m2，周长约1000m，设置1层地下车库，地下室承台开挖面标高为1.20～3.20m，现场地面标高为6.50～10.00m，实际挖深约3.30～7.80m。项目总建筑面积约17.96万m2。其中，地上建筑面积约12.7万m2，地下建筑面积5.26万m2，分为四大功能区。其中会议宴会区共 3 层，面积约 4.8 万m2，建筑高度约 36m；单层会展厅区域建筑面积约 1.6 万m2，高度约 24m；酒店共 30 层，面积约 5.1 万m2，总高约130m；办公区共 4 层，面积约 0.75 万m2。地下设一层连体地下室，建筑面积为 5.2 万m2，建筑功能为车库、功能机房及人防等。
        1、桩基设计概况
        本工程设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级。抗震设防类别为重点设防类，场地抗震设防的烈度为7度，设计基本的地震加速度值为0.10g。其建筑基础设计等级为甲级，现场采用Z1、Z2均采用钻孔灌注桩，混凝土为水下浇筑混凝土，参考试桩初步结果，设计参数取值见下表：
        桩编号持力层桩进入持力层深度（m）有效桩长不小于（m）
        单桩竖向极限承载力/单桩竖向承载力特征值单桩竖向抗拔
        极限承载力/竖向抗拔承载力特征值
        Z1 中等风化泥质粉砂岩4-②层 2.0 61 13300/6650kN —
        Z1a 4500/2250kN
        施工工艺：
        根据地质报告以及场地条件，现场采用GPF-350履带式反循环钻机，钻孔采用反循环施工工艺。严格执行工序检验，并在施工中掌握桩机钻进测数据。
        2、施工流程：
        2.1、场内清障及平整
        施工现场土质较为复杂，地表土层下存在50cm厚混凝土硬化道路，碎石层等。为保证桩基施工的正常进行，需要先清除桩位附近的障碍物。使用三一150型履带式炮头挖机进行破除，三一215型履带挖机整平场地。
        2.2、测量定位及护筒埋设
        按照测量方案进行放样，依据测量技术的相关要求，将桩位中心点作为圆心挖高于设计桩径大约200mm的基坑，应用十字中心吊锤法来将护筒进行埋设，见图。
        设计桩径筒直径D+100mm
        基坑直径=D
        0十字架设计桩径D护筒直径=D+100mm
        基坑直径=D+200mm
        1100~1300
        100地面护筒
        护筒可以应用钢板卷制作，应该考虑到施工现场土质比较差，可以选择的护筒长度约为6m，并且护筒中心偏差不能高于2m，其倾斜度低于1%，应该高出地面30cm左右，基坑深度在1.10～1.30m，护筒埋设工作是钻孔泥浆护壁成孔灌主桩施工的开端，护筒位置与垂直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，是否透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。
        2.3、钻机安装就位
        桩基施工机械在施工前必须检测合格并经过备案程序，现场钻头、钻杆、导管等建档试验调试完成，所有资料报验监理单位并经同意后方可用于施工。
        2.4、成孔施工技术
        在成孔进行钻进过程中，必须合理选择钻头，土层可以使用三翼合金钻头进行钻进，开孔可以应用慢档位来逐渐钻进填土层，在填土层比较容易出现塌孔问题，为了避免出现塌孔，要求在一定程度逐渐降低转速，降低进尺，可以逐渐加大泥浆的比重，泥浆的比重不能低于规范要求或加粘土块造壁以保持泥浆面的稳定。在钻进较为软流塑的淤泥质、粉土以及粉砂地层之时，较为容易出现钻孔缩颈问题，那么可以制备较为优质的泥浆，开孔之时要求加大泥浆的比重，其比例不能低于规范要求。成孔过程中必须认真检查钻孔记录，对钻杆进行准确丈量，测量钻头长度，每一个岗位操作人员要求履行自己的职责，在终孔0.5~1.0m，应用一定的参数扫孔钻入到终孔，进而可以减少扰动，钻进成孔为了保证钻孔深度满足设计的桩深，在钻进过程中要求应用钢卷尺丈量的钻杆长度，对丈量机上余尺进行准确丈量，做好计算以及记录等诸多工作。
        采用钻杆测斜法对成孔竖直度进行检测。垂直度偏差不大于0.5%。利用测量仪器检查孔位中心偏差。孔位中心偏差不得大于10cm。利用最后钻机的钻进速度和所取上来的渣土确定桩底持力层是否与设计相符。

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        2.5、第一次清孔
        成孔后立即进行第一次清孔，适当控制泥浆比重和性能，第一次清孔时泥浆的性能参数：密度控制在1.25以内，粘度21-24″。用测锤测得孔深符合设计要求为止。
        2.6、钢筋笼加工作业
        （1）施工流程
        钢筋笼加工作业主要施工流程为：原材料报检→可焊性试验→焊接参数试验→设备检查→施工准备→钢筋笼分节加工→注浆管安制→钢筋笼底节吊放→第二节吊放→校正、焊接→最后节定位。
        （2）制作钢筋骨架
        钢筋的下料、焊接以及绑扎等要求进行严格依照设计图纸和施工规范来进行，并且要求主筋平直，箍筋做到圆顺，保证尺寸的精确，主筋接头做到彼此错开，确保相同截面中的接头不能比主筋总数的一半多，两接头的距离应该高于50cm。钢筋在进行焊接前，根据钢筋级别、直径、焊接位置，选择焊条、焊接参数，应根据施工条件进行试焊，确定工艺参数。
        2.7、钢筋笼下放
        在钢筋笼进行运输中应用两部加托架的平车进行运输，其总体要求为不管应用任何技术进行运输，都不能使骨架变形，应用汽车进行吊装，钢筋笼分节用直螺纹连接，方便进行施工，并使上下节轴线在同一直线上，钢筋笼入孔后采用两根至四根定位钢筋（吊筋）将钢筋笼固定在护筒顶的钢管或槽钢上，以防止钢筋笼下沉或上浮。
        钢筋笼对正下放的同时安装桩侧、桩端注浆管及声测管。依据设计文件，选用2根桩端注浆管，5根桩侧注浆管。注浆管公称直径不小于25.4mm，壁厚不小于3.25mm；桩端注浆管兼做声测管时采用φ50，壁厚满足承压要求。
        2.8、安装导管以及二次清孔
        导管直径为Ф250，在下导管之前必须对每节长度进行精确丈量，并且记录，要求导管的总体长度高出1m左右，最下一节导管长度应该高于4m，中间节应该在2～3m。为了准确地测量沉渣厚度，对于测绳经常应用钢尺复测校核测绳长度。清孔以后泥浆性能进行测试，应用泥浆测试仪来对泥浆比重、含砂率以及粘度进行测试，泥浆比重应该控制在1.15内，粘度应该控制在18″-22″。
        2.9、水下的混凝土的灌注
        在二次清孔结束后，通过验收符合要求后，必须及时灌注砼，30min 后才能测量沉渣，对于不符合要求后必须及时进行清孔。在灌注砼过程中，必须对商品砼的坍落度做好测量，混凝土必须有着一定的和易性，初凝时间高于4h，，商品砼进场后采用坍落度桶现场检测，不合格的作退货处理.确保导管的接头密封性，混凝土首灌时用隔水栓，导管底部距孔底的距离为40cm左右。钢筋骨架安设固定完成后，应立即安装砼浇筑设备，导管的内径约为250mm，其壁厚约为4mm的无缝钢管构成，接头应用螺纹套管进行连接，为了确保水下混凝土浇筑的质量，第一批灌注砼可以满足导管初次埋置深度低于1m。，直径800mm的桩基，首灌量必须达到1.7方以上才能满足规范要求。要求现场施工采用2m3的储料斗，以保证混凝土浇筑质量。管底端提出混凝土面以免出现断桩事故。浇注过程中要做好浇筑记录，并按规定制作好混凝土试件。桩基采取较密的区域采用隔桩施工，确保桩间间距不小于3倍的桩直径，灌注砼24h后进行邻桩施工。