鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁基礎技術(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、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。其特點如下：

1）應用廣泛適用性強，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）樁身混凝土強度可控性強，混凝土強度等級可根據(jù)設計承載力需要達到C20~C50，滿足國家新標準中耐久性的要求；

3）混凝土隨鉆機提升立即填充樁孔不會產(chǎn)生斷樁、縮徑、塌孔等現(xiàn)象，避免了泥漿護壁產(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、無排污、不擾民，符合環(huán)保要求，是新一代環(huán)保型樁基；

7）工程造價與其他樁型相比價格便宜。

1.0.2 本規(guī)程引用了下列國家標準：

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021

《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007

《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94

《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106

《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202

《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300

《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(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)量標準及檢驗方法》JGJ52

《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法》JGJ53

《混凝土拌合用水標準》JGJ63

《混凝土外加劑》GB8076

《混凝土外加劑應用技術(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

《黑龍江省地基基礎設計規(guī)范》

《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10

《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011

《預拌混凝土》GB14902

2 術(shù)語和符號

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)別在使用設計中應標明工藝名稱和專利號。

在鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁技術(shù)基礎上通過工程實踐使其得到充分發(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)混凝土噴射注漿擴底樁

第五代——鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土注漿機械攪拌擴底樁

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用在超流態(tài)混凝土樁中，避免混凝土

堵管事故，達到順利成樁的目的；

2）專利名稱：手動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，保證了設計要求；

2.1.2超流態(tài)混凝土：是根據(jù)混凝土的流動狀態(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)中華人民共和國國家《預拌混凝土》GB14902標準4.1.1.1和4.1.2.1中規(guī)定，按混凝土的流動狀態(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，所以要求對混凝土有較高的流動狀態(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，所以對混凝土的粗骨料粒徑和塌落度限制比較嚴格。現(xiàn)行使用的超流態(tài)混凝土的流動狀態(tài)和粗骨料粒徑的要求都已超出了《預拌混凝土》GB14902標準的通用品和特制品的范圍，為滿足工藝要求，按照國家標準對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)混凝土注漿機械攪拌擴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底樁的擴底尺寸不能定量和噴射效果不能準確控制的不足，注漿機械攪拌擴底樁可以在施工前做試成孔檢查擴頭尺寸，擴孔過程采用自動提升控制系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡單、便于操作，機械臂靠液壓控制，可以保證擴底尺寸穩(wěn)定，有效提高承載力等特點。

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

對無地下水，樁端持力砂層超過0.5m時，采用此工藝注漿擴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確定量，施工前無法檢驗試成孔的幾何尺寸，施工過程中不易控制，擴底質(zhì)量受注漿壓力、土層強度、提鉆速度、旋噴轉(zhuǎn)速、隊伍經(jīng)驗素質(zhì)等相關(guān)因素的影響。

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

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)，該工藝具有操作簡單易行，效果好，承載力提高明顯等特點。經(jīng)若干個工程實踐總結(jié)當樁長超過12m時，插入樁端比較困難，有個別樁插不到樁端影響注漿效果，所以建議樁長控制在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提高單樁承載力有明顯的效果，不應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)驗階段，所以在正文沒有列出具體計算方法。當使用該工藝時，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)混凝土樁基礎技術(shù)規(guī)程》計算。

3 設 計

3.1 一 般 規(guī) 定

3.1.2本規(guī)程選用地基基礎設計等級是按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007中規(guī)定選用，分為甲級、乙級、丙級。

3.2 基 本 資 料

3.2.1 提供的巖土工程勘察資料中，應有以下內(nèi)容：勘探深度剖面圖、數(shù)量、間距；樁的極限側(cè)阻力標準值qsik與極限端阻力標準值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，用做支護工程時應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為減少其側(cè)阻力，錨樁鋼筋籠外箍筋配置長度同工程樁外箍筋配置長度相同，其余部分可每隔1.5~2.0m設一道加勁箍筋，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，施工配比準確容易控制，故強度等級可采用C25~C50，對樁身混凝土強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 樁基計算

4.3 單樁豎向極限承載力計算

4.3.1 本條取消了超流態(tài)混凝土作用后的提高系數(shù)，是因為在過去幾年的實踐中靜載試驗結(jié)果有達不到設計圖紙的要求，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)阻力增強系數(shù)βsi和樁端端阻力增強系數(shù)βp值，當鉆孔壓灌超流態(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)計及多年工程實踐總結(jié)出來的，取值時應該考慮土質(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)混凝土注漿機械攪拌擴底樁經(jīng)現(xiàn)場挖出觀測樁端擴底部分較完整，保證了設計尺寸，所以在計算βp值時可以按擴底面積和高度乘以βp增加系數(shù)。當擴底持力層砂層較好取高值，反之取低值。參見表機械攪拌擴底樁身受壓承載力計算與試驗結(jié)果。

關(guān)于鉆孔壓灌混凝土注漿攪拌擴底樁的使用說明

目前黑龍江樁基礎市場擴底新方法較多，在擴底質(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計要求。完整的方法應具備在定性的基礎上又能準確的定量，給設計提供一個準確的擴底尺寸。所以為確保擴底樁質(zhì)量和區(qū)別本規(guī)程以外的擴底樁方法，在使用時的設計圖中應標有具體說明：方法全稱和該方法配套的專用裝置、施工階段操作要點等。下面以本規(guī)程為例：

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

1.技術(shù)要點：

1.1水泥漿用量：參照5.3.3—2條乘以擴底高度計算。

1.2水泥漿比重：1.6—1.7

1.3注漿壓力：0.5—3Mpa

1.4機械攪拌擴底直徑和擴底高度相對應關(guān)系，a在100—200mm時相對應的hc為500—1000mm

2 操作控制：

2.1機械攪拌擴底試成孔：開工前在現(xiàn)場距地表3m以內(nèi)處鉆進、擴底，提鉆后檢查擴底尺寸應符合設計要求。

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

2.3液壓壓力：應大于擴底試成孔壓力1.1—1.2倍。

2.4目測控制：按試成孔液壓千斤行程距離標定。

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同時樁側(cè)阻力也按土層相應增強。2、由于注漿壓力，土層強度，轉(zhuǎn)數(shù)，提升速度等相關(guān)因素，擴底的勻質(zhì)性較差。特別是當注漿泵壓力不能滿足20Mpa時不能完全有效的切割土體保證擴底尺寸，不能準確定量。所以本規(guī)程將噴射注漿擴底樁列入直樁注漿樁不計算擴底面積。