一種保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭施工方法
2023-09-16 00:54:35 1
一種保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭施工方法
【專利摘要】本發明提出一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，包括以下步驟：（1）場地平整，灌注樁施工，澆築混凝土時控制浮漿頂面高度不高於設計標高；（2）整體開挖至設計標高，樁頭周圍局部下挖一設定深度和寬度；（3）保留樁頂浮漿不截除；（4）清運餘土廢渣，澆築施工墊層；（5）樁頭側面澆築混凝土形成樁頭側面的箍，箍包裹樁頭的高度不小於樁頂浮漿高度與樁身直徑之和，樁頭側面的箍與樁之間可採取分開、不分開或者介於分開與不分開之間三種方式之一，通過控制浮漿頂面高度不高於設計標高不超灌和不截樁頭，同時解決了超灌和截樁頭存在的問題。
【專利說明】
一種保留粧頂浮漿的灌注粧粧頭施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於土木工程領域，涉及灌注樁，尤其是一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法。
【背景技術】
[0002]《建築樁基技術規範》(JGJ94-2008)中對不同類型灌注樁的混凝土超灌高度作了具體規定:6.3.30 (泥漿護壁成孔灌注樁)灌注水下混凝土的質量控制應滿足下列要求:應控制最後一次灌注量，超灌高度宜為0.8-1.0m，鑿除泛漿高度後必須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計等級。6.4.11 (長螺旋鑽孔壓灌樁)壓灌樁的充盈係數宜為1.0-1.2。樁頂混凝土超灌高度不宜小於0.3-0.5m。6.5.4 (沉管灌注樁和內夯沉管灌注樁)成樁後的樁身混凝土頂面應高於樁頂設計標高500_以內。
[0003]《建築地基處理技術規範》(JGJ79-2012)7.7.3條對水泥粉煤灰碎石樁複合地基的施工規定:施工樁頂標高高出設計樁頂標高不宜少於0.5m ;當施工作業面高出樁頂標高較大時，宜增加混凝土灌注量，提高施工樁頂標高，防止縮徑。
[0004]《複合地基技術規範》(GB/T50783-2012) 14.3.2條規定各種成樁工藝除應滿足國家現行有關標準的規定外，尚應符合要求:樁頂超灌高度不應小於0.5m。
[0005]《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》(GB50202-2002)則不加區分基樁的施工工藝，在樁基礎的一般規定中，5.1.4條統一規定為:灌注樁的樁位偏差必須符合有關規定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。
[0006]基樁施工中混凝土灌注高度高於設計高度(超灌)的規定，主要是考慮到混凝土灌注過程產生的浮漿(泥漿跟砂漿混合物)強度較低，為了保證樁頂混凝土截面的面積和強度不低於設計要求而採取的施工措施，並由此產生了一個工種或工藝，截樁頭，俗稱「破樁頭」，《建築地基處理技術規範》(JGJ79-2002)解說中有如下解釋:施工中樁頂標高應高出設計樁頂標聞，留有保護樁長。
[0007]保護樁長的設置是基於以下幾個因素:(I)成樁時樁頂不可能正好與設計標高完全一致，一般要高出樁頂設計標高一段長度；(2)樁頂一般由於混合料自重壓力較小或由於浮漿的影響，靠樁頂一段樁體強度較差；(3)已打樁尚未結硬時，施打新樁可能導致已打樁受振動擠壓，混合料上湧使樁徑縮小。增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高抵抗周圍土擠壓的能力。
[0008]截樁頭的工藝已經比較成熟，還有很多的專利創新進行改進優化，但截樁頭施工工藝不可避免地存在樁頭質量、環境汙染和經濟浪費等方面的問題，超灌的樁頭增大了土方開發的難度和工作量，機械截樁和挖方可能造成樁頭損傷，超灌和截樁頭要額外增加人工、材料、機械等資源消耗，所截掉的樁頭屬於建築垃圾，破碎成本高且材質不均，可再生利用的價值較低，處理方法多為露天堆放，佔用耕地汙染環境。
【發明內容】
[0009]本發明提出一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於它包括以下步驟:
(1)場地平整，灌注樁施工，澆築混凝土時控制浮漿頂面高度不高於設計標高；
(2)整體開挖至設計標高，樁頭周圍局部下挖一設定深度和寬度；
(3)保留樁頂浮漿不截除；
(4)清運餘土廢渣，澆築施工墊層；
(5)樁頭側面澆築混凝土形成樁頭側面的箍，箍包裹樁頭的高度不小於樁頂浮漿高度與樁身直徑之和。
[0010]樁頭側面的箍與樁之間可採取分開、不分開或者介於分開與不分開之間三種方式之一 O
[0011]分開方式即:採取樁頭的箍與帶箍的樁(ZL200710160966.1)提出的一種箍與樁配合使用的地基處理方法，其特徵在於在樁頭側面上下一設定高度範圍設置閉合環形箍，箍的內徑大於樁頭的外徑，箍與樁是分開的，樁與樁頭的箍通過樁間土和墊層的傳力來協同工作，組合成帶箍的樁，由於箍與樁是分開的，使得在增大基樁水平承載能力的同時，又可在樁頭的位置方便地調整基樁的豎向剛度。
[0012]不分開方式即:箍與樁的新舊混凝土完全粘接，可採用常規方式解決，例如舊混凝土鑿毛、刷界面粘結劑、植筋或採用其他方法設置剪切元件等等，採取何種新舊混凝土的粘結方法取決於箍與樁的接觸面積(箍的高度與樁周長的乘積)以及需要通過箍與樁新舊混凝土的結合力傳遞豎向荷載的大小，如果箍與樁的接觸面積較小、需要傳遞的荷載較大，則需要採取設置剪切元件等方法提高粘結強度，而如果箍與樁的接觸面積較大、需要傳遞的荷載較小時，則只需要將樁身的舊混凝土鑿毛即可。
[0013]介於分開與不分開之間方式即:保留樁頭側面的浮土或泥漿不清理，即樁頭側面與現澆混凝土箍之間存在不均勻的浮土或泥漿層，樁頭側面局部的有些部位也可能沒有浮土或泥漿，樁頭側面與箍之間浮土或泥漿較厚則可視為兩者分開，樁頭側面與箍之間沒有浮土或泥漿則可視為兩者未分開，而樁頭側面與箍之間浮土或泥漿極薄則可視為兩者介於分開與不分開之間，保留樁頭側面的浮土或泥漿，優點是可以極大地方便施工，但缺點是樁頭側面與箍之間的連接不穩定，因此不能考慮樁頭側面與箍之間的粘結力，樁的頂部需要承擔全部豎向荷載，但是，樁頭側面的箍可以承擔水平荷載，箍與樁聯合提高整體的水平承載能力，特別是在樁頭遭遇地震形成塑性鉸破壞後保護樁頭，將樁頭的塑性鉸約束在箍的範圍內從而不喪失繼續可靠地地承擔上部荷載的能力。
[0014]本發明後澆混凝土箍包裹樁頭的高度箍包裹樁頭的高度不小於浮漿高度與樁身直徑之和，包裹了「澆築灌注樁時形成的樁頂浮漿」約束這一材料強度較低部位的混凝土，使其處於三向應力狀態提高其強度和延性，而現有技術是直接截去這一材料強度較低的部位，不考慮利用其強度。樁頭側面的混凝土使用鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施加強樁側與箍之間新舊混凝土粘結性能，可以改變上部荷載的傳遞路徑，部分或全部荷載可以通過箍與樁頭側面的結合力向下部樁身傳遞，減小甚至完全消除了直接作用於樁頂的豎向荷載，從而可以降低樁頂材料性能的要求。
[0015]此外，若樁箍粘結力與樁頂浮漿承載力的合力不足，還可在混凝土灌注樁的樁頂浮漿部位增加預埋鋼筋或預埋型鋼構件，提高樁頂的豎向承載能力。
[0016]本發明的新穎性和創新性主要體現在兩點:一是控制浮漿頂面高度不高於設計標高不超灌；二是不截樁頭。由此同時解決了【背景技術】中超灌和截樁頭存在的問題。
[0017]本發明適用於各種類型、各種工藝的灌注樁，包括水下灌注混凝土的旋挖樁、衝擊鑽孔樁、長螺旋工藝一邊拔鑽一邊灌注混凝土的CFG樁等。首先施工灌注樁，灌注混凝土時控制浮漿頂面高度低於設計標高大約0.5米，此0.5米為土方開挖時的保護土層，大型挖機可以高效率地整體開挖而不用擔心直接碰壞或擠壓地基土折斷基樁；整體開挖後，再圍繞樁頭進行局部土體開挖，形成一個基坑，將樁頭側面的土體下挖一設定深度和寬度，具體的寬度和深度由設計計算或構造要求結合現場土質和降水情況綜合確定，寬度越大則形成的箍擴大頭的尺寸越大，深度應滿足箍包裹樁的高度不小於樁頂浮漿高度與樁身直徑之和；接下來區分樁與箍是否分開以及分開的程度和方式區別處理:
(1)如果樁與箍不分開，則清理樁頭側面的浮土或泥漿，對樁頭側面的混凝土採用鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件等一種或多種組合措施加強新舊混凝土粘結性能，
(2)如果樁與箍介於分開與不分開之間，則無需清理樁頭側面的浮土或泥漿，直接進入下道工序，
(3)如果樁與箍分開，則需要在樁與箍之間放置模版、或者在樁頭側面塗抹粘貼足夠厚度的浮土、泥漿等填充材料，徹底隔斷箍與樁之間的連接；
最後在樁頭側面綁紮鋼筋、澆築混凝土，形成樁頭側面的箍。
[0018]在上述實施方式中，涉及到箍與樁新舊混凝土的粘結，可採用常規方式解決，例如舊混凝土鑿毛、刷界面粘結劑、植筋或採用其他方法設置剪切元件等等，採取何種新舊混凝土的粘結方法取決於箍與樁的接觸面積(箍的高度與樁周長的乘積)以及需要通過箍與樁新舊混凝土的結合力傳遞豎向荷載的大小，如果箍與樁的接觸面積較小、需要傳遞的荷載較大，則需要採取設置剪切元件等方法提高粘結強度，而如果箍與樁的接觸面積較大、需要傳遞的荷載較小時，則只需要將樁身的舊混凝土鑿毛即可。
[0019]在上述實施方式中，包括但不必然包括:樁用於民用建築中做防水和防水保護層，現澆混凝土箍中配置鋼筋，箍與樁的上部做承臺(基礎底板)、混凝土箍與上部承臺(基礎底板)同時澆築，以及鋪設素混凝土施工墊層等等常規做法，未列舉在本發明具有普遍意義的實施方式和權利要求中。
【權利要求】
1.一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於它包括以下步驟: (1)場地平整，灌注樁施工，澆築混凝土時控制浮漿頂面高度不高於設計標高； (2)整體開挖至設計標高，樁頭周圍局部下挖一設定深度和寬度； (3)保留樁頂浮漿不截除； (4)清運餘土廢渣，澆築施工墊層； (5)樁頭側面澆築混凝土形成樁頭側面的箍，箍包裹樁頭的高度不小於樁頂浮漿高度與樁身直徑之和。
2.按照權利要求1所述的一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於:如果樁與箍不分開，則清理樁頭側面的浮土或泥漿，對樁頭側面的混凝土採用鑿毛、刷界面粘結劑、設置剪切元件三種中的一種或多種組合措施加強新舊混凝土粘結性能。
3.按照權利要求1所述的一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於:如果樁與箍介於分開與不分開之間，則不清理樁頭側面的浮土或泥漿。
4.按照權利要求1所述的一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於:如果樁與箍分開，則在樁與箍之間設置卷材防水層、聚苯板、粘土、橡膠、樹脂、油膏六種中的一種或多種組合的柔性材料。
5.按照權利要求1所述的一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於:現澆混凝土箍中預埋鋼筋伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固，混凝土樁中不配置鋼筋、或者不配置直接伸入上部承臺(基礎底板)進行錨固的預埋鋼筋，混凝土樁中所配置的鋼筋採取包裹在樁的內部、彎折錨固在樁頭側面的現澆混凝土箍中、與樁頭側面箍中的鋼筋相連接等一種或多種組合方式處理。
6.按照權利要求1所述的一種不截樁頭保留樁頂浮漿的灌注樁樁頭的施工方法，其特徵在於:在混凝土灌注樁的樁頂浮漿部位增加預埋鋼筋或預埋型鋼構件。
【文檔編號】E02D27/12GK104264660SQ201410540289
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】徐新星, 唐能, 蔡璟珞, 賈玉茹, 趙軼, 薛江煒, 其他發明人請求不公開姓名 申請人:薛江煒