CN104895054A - 纤维筋混凝土抗拔桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，包括成孔施工和成桩施工，所述成孔施工包括以下步骤：定位放样；护筒埋设；钻机就位；泥浆制作；钻进成孔；清孔；所述成桩施工包括以下步骤：纤维筋笼制作；纤维筋笼焊接及验收；纤维筋笼的安放；安放导管；混凝土灌注；清理桩头及成桩检测。本发明的优点：本方法使用纤维筋替代钢筋作为主要承受拉力的材料，其抗拉性能好、抗腐蚀性能强，碳纤维筋变形较小，保证抗拔桩的安全，使抗拔桩正常使用，提升抗拔桩寿命，适用于基础埋深大，地下水位高的工程，尤其适用于近海地区等地下水浮力大、腐蚀性强导致传统钢筋混凝土桩无法长时间工作的地区，适用土层为非岩类的各种土体。

Description

纤维筋混凝土抗拔桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及纤维筋混凝土抗拔桩施工方法。

背景技术

随着城市地下空间的开发，基础的埋深不断增加，地下水浮力也随之不断增大，从而使得抗拔桩的使用也越来越广泛，而过大的水浮力会使得抗拔桩拉裂。混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度，或由于拉伸应变达到或超过极限拉伸值引起的。混凝土自身抗拉强度较低，任何可察觉的拉应力都会破坏混凝土微观刚体晶格，导致混凝土的开裂和分离。传统混凝土抗拔桩通过大量增添钢筋来抗裂，防止地下水流入裂缝从而腐蚀钢筋，影响抗拔桩的正常使用，为了达成这一目的所需钢筋非常多，造成严重浪费，但是随着拉应力的增加，钢筋会发生过大伸长变形从而仍会引起混凝土结构过大的变形和裂缝宽度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的纤维筋混凝土抗拔桩施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，包括成孔施工和成桩施工，所述成孔施工包括以下步骤：

a、定位放样，根据施工图纸，测量人员采用全站仪测量放点，精确放出各桩的中心位置，同时埋设桩中心的纵向、横向定位标志及护桩。

b、护筒埋设，护筒高出施工平台10～30cm，底部及周围用粘土回填，分层夯实校正桩位后用细线拉出桩中心十字线。

c、钻机就位，对钻机下部垫层进行夯实后，再搭设施工平台，水平尺找平，钻机就位后必须平整、稳固。

d、泥浆制作，开钻时可在孔内加入适量的粘土并采用低速、慢进造浆，然后正常钻进。

e、钻进成孔。

f、清孔，钻孔达到设计深度后，孔深、孔径等检查合格后进行清孔，保持孔内泥浆相对密度1.03～1.10，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，并确保灌注前的孔底沉渣厚度小于等于0.2m。

所述成桩施工包括以下步骤：

a、纤维筋笼制作，搭接处采用双面焊接，搭接长度按照施工图纸执行，同一截面焊接根数小于等于1/2，接头间距大于等于35d，螺旋箍筋搭接长度大于等于300mm。

b、纤维筋笼焊接及验收，制作好的纤维筋笼经过验收后，要标明堆放，并做好防护，纤维筋笼存放时应在加强筋内部加设“十”字纤维筋支撑，防止纤维筋笼失圆，以防止变形。

c、纤维筋笼的安放，清孔结束后，尽快进行纤维筋笼的吊装安设工作，纤维筋笼安放前再次对纤维筋笼进行检查核对，确保纤维筋笼符合设计及规范要求，然后通过锚具锚固在支承板上，再与支承板一起被浇筑在桩尖内。

d、安放导管，管采具有良好的密封性，孔内居中下入导管，导管下端距离孔底约0.3～0.5m。

e、混凝土灌注。

f、清理桩头及成桩检测，桩顶砼面标高宜高于设计标高的50～100cm，在砼灌注结束后，保留10～20cm待砼强度达到设计强度的70%以上后进行凿除，并报请检测部门对桩身质量进行检测。

优选地，所述混凝土灌注包括以下步骤：

a、在混凝土灌注前，进行二次清孔，并测量孔底沉渣厚度。

b、按照施工配合比拌制砼，并保证供应强度，确保在最先浇筑的砼初凝前浇筑完毕。

c、首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置大于等于1.0m和填充导管底部的需要。

d、灌注过程中，导管埋置深度控制在大于等于2.0m，防止拔管过多造成断桩或夹层，灌注时专人负责检查记录，随时观察管内混凝土下降及孔口返水情况，及时测量孔内混凝土上升高度，提升和分段拆除上部导管，保证有次序地拔管和连续浇筑混凝土直到整桩完毕。

e、首批砼灌注后，桩孔混凝土面高出纤维筋笼底部1m时，降低混凝土的灌注速度，当混凝土上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m时，恢复正常灌注速度。

f、当灌注接近桩顶时，应及时量测桩顶标高，使灌注桩的桩顶标高比设计标高高出50～100cm，混凝土灌注过程中，用重锤或测杆检查桩顶标高，混凝土面返到超灌长度的标高后，拔管时将导管上下缓慢活动，使混凝土面口慢慢弥合，防止拔管过快造成泥浆混入，形成混泥芯，出现桩头渗水等质量缺陷。

g、在灌注过程中或将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度的准确性，灌注结束后，整理、冲洗现场，清洗导管及工器具，护筒在灌注完毕后提起。

优选地，所述纤维筋笼采用汽车吊吊装纤维筋笼，在下放纤维筋笼前，根据护筒标高，再次测量孔深，配备相应的枕木和压杆；纤维筋笼安放必须垂直对中，距离孔壁一段距离，吊筋或压杆的横担支撑在枕木上；纤维筋笼定位采用压杆与纤维筋笼相连接，根据护筒标高计算出地面标高后，把纤维筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上。

本发明的优点在于：本方法使用纤维筋替代钢筋作为主要承受拉力的材料，纤维筋混凝土抗拔桩其抗拉性能好、抗腐蚀性能强，碳纤维筋弹性模量最大可以达到普通钢筋的3倍左右，在承受与钢筋相同拉力时，碳纤维筋变形较小，桩身混凝土开裂的可能性更低，抗拔桩更安全；又因为纤维筋的耐腐蚀性即使有少许裂缝使得水渗透进桩身也难以腐蚀纤维筋，保证了抗拔桩的正常使用，极大地提升了普通钢筋混凝土抗拔桩寿命，因此适用于基础埋深大，地下水位高的工程，尤其适用于近海地区等地下水浮力大、腐蚀性强导致传统钢筋混凝土桩无法长时间工作的地区，适用土层为非岩类的各种土体。

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，以下结合具体实施例，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。

本发明提供的纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，包括成孔施工和成桩施工，在施工之前先把施工场地清理干净，并将地面整理平整。

所述成孔施工包括以下步骤：

a、定位放样，根据施工图纸，测量人员采用全站仪测量放点，精确放出各桩的中心位置，同时埋设桩中心的纵向、横向定位标志及护桩，经监理工程师确认无误后方可进行施工，施工中经常进行复测。

b、护筒埋设，所述护筒采用壁厚4mm钢护筒，内径大于钻头直径100～150mm，在护筒上端开设1个出浆口，规格为40×40cm。

护筒高出施工平台10～30cm，底部及周围用粘土回填，分层夯实校正桩位后用细线拉出桩中心十字线，并用红漆标记在护筒上，施工时要经常测量复核其准确性，护筒底标高应高于地下水位标高，护筒埋深根据地下水位、桩径和钻头长度确定，一般约1.5m。

c、钻机就位，对钻机下部垫层进行夯实后，再搭设施工平台，水平尺找平，钻机就位后必须平整、稳固，每班由工段长或班长检查至少3次，发现不符合要求的立即纠正。

d、泥浆制作，钻孔用泥浆主要采用自造浆，开钻时可在孔内加入适量的粘土并采用低速、慢进造浆，然后正常钻进。在钻进过程中严格控制泥浆参数参见表1，保护孔壁不坍塌、缩径及保证桩的灌注质量，冲洗液循环系统由泥浆池、沉淀池排水槽组成，应满足钻进过程中沉渣、清渣、排浆的要求，并经常进行清理，保持泥浆性能,每班检测至少3次，沉淀池中的沉渣应及时清理运走，废浆及时抽浆外排，或暂存废浆池。

表1  泥浆的性能指标

e、钻进成孔

开孔前检查钻头直径是否能达到设计桩径要求，校核桩位、孔口标高及桩孔编号，经检验准确无误后方可开工。钻进时，开始2～5m要轻压慢转，采用低档低速钻进。钻进技术参数为：转速40～70r/min，压力10～20kN，泵量1000～1500L/min。

钻进过程中应注意以下问题：

1、钻进过程中每钻进3m要检查一次钻杆的垂直度和转盘的水平度，发现超标及时调整。

2、钻进过程由专人经常测定泥浆的技术参数，及时调配泥浆，黏度大、含砂率高的泥浆及时外排，沉淀池废渣及时挖除。

3、在钻进过程中根据钻进及返浆带渣情况，明确记录地层的地质情况，若遇特殊地层则及时采取措施，整个钻进过程中尽可能避免钻机振动、移位。

4、终孔过程中采取计算钻具长度、机高、机上余尺的方法计算孔深，钻孔完毕后用测绳再次测定实际孔深，确认达到设计深度后方可进行下一步施工。

5、钻孔结束后，孔位、孔径、垂直度可采用自制检孔器检验。检孔器采用外径为基桩钢筋笼直径加35～40mm，但不得大于钻头直径，长度为5倍外径的自制钢筋笼。检验时先用卷扬机吊绳将检孔器吊入孔口，利用孔口护筒侧壁或顶面桩位十字线标记拉两根线绳，观察起吊绳中心十字线交叉中心的距离并作记录。检孔器每下落5m观测数据并记录，依次做全深度检查。

f、清孔，钻孔达到设计深度后，孔深、孔径等检查合格后进行清孔，清孔时应将钻具提离孔底50cm，大泵量清孔。为保证桩的质量，在下入导管后，进行二次清孔，保持孔内泥浆相对密度1.03～1.10，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，并确保灌注前的孔底沉渣厚度小于等于0.2m；

所述成桩施工包括以下步骤：

a、纤维筋笼制作，根据施工图纸分段制作，搭接处采用双面焊接，搭接长度按照施工图纸执行，同一截面焊接根数小于等于1/2，接头间距大于等于35d，螺旋箍筋搭接长度大于等于300mm。

b、纤维筋笼焊接及验收，制作好的纤维筋笼经过验收后，要标明堆放，并做好防护，纤维筋笼存放时应在加强筋内部加设“十”字纤维筋支撑，防止纤维筋笼失圆，以防止变形；

c、纤维筋笼的安放，纤维筋笼采用汽车吊吊装纤维筋笼，清孔结束后，尽快进行纤维筋笼的吊装安设工作，纤维筋笼安放前再次对纤维筋笼进行检查核对，确保纤维筋笼符合设计及规范要求，然后通过锚具锚固在支承板上，再与支承板一起被浇筑在桩尖内。

下放纤维筋笼前，根据护筒标高，再次测量孔深，配备相应的枕木和压杆，纤维筋笼安放必须垂直对中，不碰孔壁，吊筋或压杆的横担不得压在护筒上及可能引起孔壁坍塌的范围内，应将压杆、横担支撑在枕木上；纤维筋笼定位采用压杆与纤维筋笼相连接，根据护筒标高计算出地面标高后，把纤维筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上，以防止灌注砼时纤维筋笼上浮或下移。

d、安放导管，所述导管采用Ф250mm的钢管，导管间采用丝扣连接，接导管前先洗净连接头，连接必须紧密，严禁渗漏。导管每节长度一般3m左右，最下端一节长度不小于4m，并配置1m或0.5m的短管调节导管长度。

导管下放前在地面试压检查其连接的密封性，根据钻孔深度，试水压力一般不小于0.6～1.0MPa，孔内居中下入导管，导管下端距离孔底约0.3～0.5m。

e、混凝土灌注，所述混凝土灌注包括以下步骤：

1、在混凝土灌注前，进行二次清孔，并测量孔底沉渣厚度；

2、按照施工配合比拌制砼，并保证供应强度，确保在最先浇筑的砼初凝前浇筑完毕；

3、首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置大于等于1.0m和填充导管底部的需要；

4、灌注过程中，导管埋置深度控制在大于等于2.0m，防止拔管过多造成断桩或夹层，灌注时专人负责检查记录，随时观察管内混凝土下降及孔口返水情况，及时测量孔内混凝土上升高度，提升和分段拆除上部导管，保证有次序地拔管和连续浇筑混凝土直到整桩完毕；

5、首批砼灌注后，桩孔混凝土面高出纤维筋笼底部1m时，降低混凝土的灌注速度，当混凝土上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m时，恢复正常灌注速度；

6、当灌注接近桩顶时，应及时量测桩顶标高，使灌注桩的桩顶标高比设计标高高出50～100cm，混凝土灌注过程中，用重锤或测杆检查桩顶标高，混凝土面返到超灌长度的标高后，拔管时将导管上下缓慢活动，使混凝土面口慢慢弥合，防止拔管过快造成泥浆混入，形成混泥芯，出现桩头渗水等质量缺陷；

7、在灌注过程中或将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度的准确性，灌注结束后，整理、冲洗现场，清洗导管及工器具，护筒在灌注完毕后提起。

f、清理桩头及成桩检测，为确保桩顶质量，桩顶砼面标高宜高于设计标高的50～100cm，在砼灌注结束后，保留10～20cm待砼强度达到设计强度的70%以上后进行凿除，并报请检测部门对桩身质量进行检测。

特殊情况处理：

①预防断桩、夹泥、缩径，减少泥皮厚度的措施：

a、灌注过程中随时测定混凝土面高度，保证导管埋深在2～6m范围内。

b、防止灌注混凝土的过程中堵塞导管是在灌注漏斗上加筛网，防止大块碎石进入导管而堵管；导管内壁必须光滑顺畅，不得有结块砼或其它物品粘附在管内壁。

c、使用好的泥浆，保证泥浆的质量，快速成孔，减少清孔至灌注混凝土的时间间隔。灌注前洗孔：泥浆比重、粘度、含砂量、孔底沉渣满足要求指标。

d、钻进中产生的泥浆粘度、比重等始终保持设定的允许范围内，随时清挖排除废渣废液，若有超标时应及时稀释，应先清洗后稀释。

e、混凝土灌注至距顶部3m时，向孔内放水稀释泥浆或将导管在砼的埋深减为1.0m，以减少混凝土排除泥浆的阻力，防止桩顶产生瓶颈现象。

f、纤维筋笼下到设计标高及防止上浮下沉措施：防止纤维筋笼的上浮和下沉，除采用刚性大的压杆外，当灌注混凝土返至纤维筋笼底部以上1m左右时，适当放慢灌注速度，待混凝土面超过纤维筋笼底部3～4m，再保持正常灌注速度。

②处理断桩措施

在灌注过程中，如因故把导管下口提出混凝土面，或停灌，即会产生断桩，则可采取如下抢救措施：

a、当灌注混凝土量少、埋笼浅或未埋笼时，将笼拔出，重新下钻扫孔，用反循环钻机把孔内混凝土扫开，吸出孔内砂、石及其携带的沉淀。孔深满足要求后重新下笼、下导管进行二次清孔，重新灌注砼。

b、在灌注的后期，可将导管拔出并进行清洗，然后加装底盖阀并将导管及料斗内灌满混凝土后再插入孔内混凝土面1～2m以下，然后剪断底盖阀的吊绳并提起导管，使混凝土排出，并继续灌注至要求的高度。

Claims (3)

1.纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，包括成孔施工和成桩施工，所述成孔施工包括以下步骤：

a、定位放样，根据施工图纸，测量人员采用全站仪测量放点，精确放出各桩的中心位置，同时埋设桩中心的纵向、横向定位标志及护桩；

b、护筒埋设，护筒高出施工平台10～30cm，底部及周围用粘土回填，分层夯实校正桩位后用细线拉出桩中心十字线；

c、钻机就位，对钻机下部垫层进行夯实后，再搭设施工平台，水平尺找平，钻机就位后必须平整、稳固；

d、泥浆制作，开钻时可在孔内加入适量的粘土并采用低速、慢进造浆，然后正常钻进；

e、钻进成孔；

f、清孔，钻孔达到设计深度后，孔深、孔径等检查合格后进行清孔，保持孔内泥浆相对密度1.03～1.10，含砂率＜2％，粘度17～20Pa·s，并确保灌注前的孔底沉渣厚度小于等于0.2m；

所述成桩施工包括以下步骤：

a、纤维筋笼制作，搭接处采用双面焊接，搭接长度按照施工图纸执行，同一截面焊接根数小于等于1/2，接头间距大于等于35d，螺旋箍筋搭接长度大于等于300mm；

b、纤维筋笼焊接及验收，制作好的纤维筋笼经过验收后，要标明堆放，并做好防护，纤维筋笼存放时应在加强筋内部加设“十”字纤维筋支撑，防止纤维筋笼失圆，以防止变形；

c、纤维筋笼的安放，清孔结束后，尽快进行纤维筋笼的吊装安设工作，纤维筋笼安放前再次对纤维筋笼进行检查核对，确保纤维筋笼符合设计及规范要求，然后通过锚具锚固在支承板上，再与支承板一起被浇筑在桩尖内；

d、安放导管，管采具有良好的密封性，孔内居中下入导管，导管下端距离孔底约0.3～0.5m；

e、混凝土灌注；

f、清理桩头及成桩检测，桩顶砼面标高宜高于设计标高的50～100cm，在砼灌注结束后，保留10～20cm待砼强度达到设计强度的70%以上后进行凿除，并报请检测部门对桩身质量进行检测。

2.根据权利要求1所述的纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于，所述混凝土灌注包括以下步骤：

a、在混凝土灌注前，进行二次清孔，并测量孔底沉渣厚度；

b、按照施工配合比拌制砼，并保证供应强度，确保在最先浇筑的砼初凝前浇筑完毕；

c、首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置大于等于1.0m和填充导管底部的需要；

d、灌注过程中，导管埋置深度控制在大于等于2.0m，防止拔管过多造成断桩或夹层，灌注时专人负责检查记录，随时观察管内混凝土下降及孔口返水情况，及时测量孔内混凝土上升高度，提升和分段拆除上部导管，保证有次序地拔管和连续浇筑混凝土直到整桩完毕；

e、首批砼灌注后，桩孔混凝土面高出纤维筋笼底部1m时，降低混凝土的灌注速度，当混凝土上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m时，恢复正常灌注速度；

f、当灌注接近桩顶时，应及时量测桩顶标高，使灌注桩的桩顶标高比设计标高高出50～100cm，混凝土灌注过程中，用重锤或测杆检查桩顶标高，混凝土面返到超灌长度的标高后，拔管时将导管上下缓慢活动，使混凝土面口慢慢弥合，防止拔管过快造成泥浆混入，形成混泥芯，出现桩头渗水等质量缺陷；

g、在灌注过程中或将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度的准确性，灌注结束后，整理、冲洗现场，清洗导管及工器具，护筒在灌注完毕后提起。

3.根据权利要求1或2所述的纤维筋混凝土抗拔桩施工方法，其特征在于：所述纤维筋笼采用汽车吊吊装纤维筋笼，在下放纤维筋笼前，根据护筒标高，再次测量孔深，配备相应的枕木和压杆；

纤维筋笼安放必须垂直对中，距离孔壁一段距离，吊筋或压杆的横担支撑在枕木上；

纤维筋笼定位采用压杆与纤维筋笼相连接，根据护筒标高计算出地面标高后，把纤维筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上。