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完整版一桩一柱做法
第18章支护结构与主体结构相结合及逆作法
.接头防渗技术4“两墙合一”地下连续墙既作为基坑施工阶段的挡土挡水结构,也作为结构地下室外墙起
着永久的挡土挡水作用,因此其防水防渗要求极高。
地下连续墙单元槽段依靠接头连接,这
种接头通常要同时满足受力和防渗要求,但通常地下连续墙接头的位置是防渗的薄弱环节。
对“两墙合一”地下连续墙接头防渗通常可采用以下措施:
(1)由于地下连续墙是泥浆护壁成槽,接头混凝土面上必然附着有一定厚度的泥皮(与
泥浆指标、制浆材料有关),如不清除,浇筑混凝土时在槽段接头面上就会形成一层夹泥带,
基坑开挖后,在水压作用下可能从这些地方渗漏水及冒砂。
为了减少这种隐患,保证连续墙
的质量,施工中必须采取有效的措施清刷混凝土壁面。
)采用合理的接头形式。
地下连续墙接头形式按使用接头工具的不同可分为接头管2((锁口管)、接头箱、隔板、工字钢、十字钢板以及改进接头-凹凸型预制钢筋混凝土楔形接
头桩等几种常用型式。
根据其受力性能可分为刚性接头和柔性接头。
“两墙合一”地下连续墙
采用的接头形式在满足结构受力性能的前提下,应优先选用防水性能更好的刚性接头。
(3)在接头处设置扶壁柱。
通过在地下连续墙连续墙接头处设置扶壁柱来加大地下连
续墙外水流的渗流途径,折点多、抗渗性能好。
(4)在接头处采用旋喷桩加固。
地下连续墙施工结束后,在基坑开挖前对槽段接头缝
进行三重管旋喷桩加固。
旋喷桩孔位的确定通常以接缝桩中心为对称轴,距连续墙边缘不宜
超过1m,钻孔深度宜达基坑开挖面以下1m。
18.3.2“一柱一桩”施工支护结构的竖向支承系统与主体结构的桩、柱相结合,竖向支承系统一般采用钢立柱插
入底板以下的立柱桩的型式。
钢立柱通常为角钢格构柱、钢管混凝土柱或H型钢柱,立柱
桩可以采用钻孔灌注桩或钢管桩等形式。
对于逆作法的工程,在施工时中间支承柱承受上部
结构自重和施工荷载等竖向荷载,而在施工结束后,中间支承柱一般外包混凝土后作为正式
地下室结构柱的一部分,永久承受上部荷载。
因此中间支承柱的定位和垂直度必须严格满足
要求。
一般规定,中间支承柱轴线偏差控制在±10mm内,标高控制在±10mm内,垂直度
控制在1/300~1/600以内。
此外,一柱一桩在逆作施工时承受的竖向荷载较大,需通过桩
端后注浆来提高一柱一桩的承载力并减少沉降。
1.一柱一桩调垂施工工程桩施工时,应特别注意提高精度。
立柱桩根据不同的种类,需要采用专门的定位
措施或定位器械,钻孔灌注桩必要时应适当扩大桩孔。
钢立柱的施工必须采用专门的定位调
垂设备对其进行定位和调垂。
目前,钢立柱的调垂方法基本分为气囊法、机械调垂架法和导
向套筒法三类。
)气囊法1(角钢格构柱一般可采用气囊法进行纠正,在格构柱上端X和Y方向上分别安装一个传
感器,并在下端四边外侧各安放一个气囊,气囊随格构柱一起下放到地面以下,并固定于受
力较好的土层中。
每个气囊通过进气管与电脑控制室相连,传感器的终端同样与电脑相连,
形成监测和调垂全过程的智能化施工监控体系。
系统运行时,首先由垂直传感器将格构柱的
偏斜信息输送给电脑,由电脑程序进行分析,然后打开倾斜方向的气囊进行充气并推动格构
柱下部向其垂直方向运动,当格构柱进人规定的垂直度范围后,即指令关闭气阀停止充气,
同时停止推动格构柱。
格构柱两个方向上的垂直度调整可同时进行控制。
待混凝土浇灌至离
气囊下方lm左右时,即可拆除气囊,并继续浇灌混凝土至设计标高。
图18-12为气囊法平
面布置图,图18-13为气囊法施工实例图。
16
支护结构与主体结构相结合及逆作法18章第
气囊施工实例图气囊平面布置图18-13图图18-12
个气囊即2在工程实践中,成孔总是往一个方向偏斜的,因此只要在偏斜的方向上放置这样当格构柱校直并被混凝土固定后其格构柱与可进行充气推动,同样能达到纠偏的目的,用此法不但减少了气囊的使因此气囊回收就较容易。
实践证明,孔壁之间的空隙反而增大,为改良后气囊平面布置图。
18-14用数量,而且回收率也普遍提高了。
图钢筋
钢筋角钢×爬梯钢管立柱定位器18-15图图18-14改良后的气囊平面布置图
机械调垂系统主要由传感器、纠正架、调节螺栓等组成。
在支承柱上
(2)机械调垂法方向上和Y端X
组调节螺栓,每组共四个,2分别安装一个传感器,支承柱固定在纠正架上,支承柱上设置测斜传感器和上下调节螺栓在东西、两组调节螺栓有一定的高差,以便形成扭矩。
两两对称,X方向的两个上调节螺栓一松一紧,X南北方向各设置一组。
若支承柱下端向正方向偏移,Y同理使支承柱绕下调节螺栓旋转,当支承柱进入规定的垂直度范围后,即停止调节螺栓;为钢管图18-16方向通过Y方向的调节螺栓进行调节。
图18-15为钢管立柱定位器示意图,为“一柱一桩”纠正架图。
18-17纠正架图,图导向套筒法是把校正支承柱转化为导向套筒。
导向套筒的调垂可采用)导向套筒法3(气囊法和机械调从导向套筒中间插入支承柱,导向套筒内设置滑轮以垂法。
待导向套筒调垂结束并固定后,利于支承柱的插入,然后浇筑立柱桩混凝土,直至混凝土能固定支承柱后拔出导向套筒。
)三种方法的适用性和局限性(4H型钢、钢管、格构柱等)的调垂,且调垂效气囊法适用于各种类型支承柱(宽翼缘
果好,有利于控制支承柱的垂直度。
但气囊有一定的行程,若支承柱与孔壁间距离过大,支支承柱的垂直度才能达1/200因此成孔时孔垂直度控制在承柱就无法调垂至设计要求,内,17
第18章支护结构与主体结构相结合及逆作法
到1/300的要求。
由于采用帆布气囊,实际使用中常被钩破而无法使用,气囊亦经常被埋入
混凝土中而难以回收。
”纠正架图图18-17图18-16钢管纠正架图“一柱一桩
机械调垂法是几种调垂方法中最经济实用的,但只能用于刚度较大的支承柱(钢管支承柱等)的调垂,若支承柱刚度较小(如格构柱等),在上部施加扭矩时支承柱的弯曲变形将过大,不利于支承柱的调垂。
调垂效果较好,但由于导向套筒在支承柱导向套筒法由于套筒比支承柱短故调垂较易,型钢、钢管、外,势必使孔径变大。
导向套筒法适用于各种支承柱的调垂,包括宽翼缘H
格构柱等。
一般竖向支承采用钢管立柱时,2.采用钢管混凝土柱时一柱一桩不同标号混凝土施工
此时在一柱一钢管内混凝土标号高于工程桩的混凝土,水下混凝土桩混凝土施工时应严格控制不同标号的混凝土施工界面,确保混凝土浇捣施工。
在钢管立柱外侧浇灌至钢管底标高时,即更换高标号混凝土,在高标号混凝土浇注的同时,为不同标号混凝土浇注示意图。
回填碎石、黄砂等,阻止管外混凝土上升。
图18-17
架位定钢管架钢管定位钢管定位架架定位管钢
杆长螺杆杆长螺长螺杆螺长)高标号混凝土浇注至顶)碎石回填c(d)高标号混凝土置换至回填)高标号混凝土置换开始(a(b(
18-18不同标号混凝土浇注示意图图
桩端后注浆施工技术是近年来发展起来的一种新型的施工技术,通3.桩端后注浆施工过桩端后注浆施工,可大大提高一柱一桩的承载力,有效解决一柱一桩的沉降问题,为逆作法施工提供有效的保由于注浆量、障。
控制压力等技术参数对桩端后注浆承载力影响的机理尚不明确,承载力理18
18章支护结构与主体结构相结合及逆作法第
因此在正式施工前必须通过现场试成桩来确保成桩工艺的可靠性,并通过论计算还不完善,现场承载力试验来掌握桩端后注浆灌注桩的实际承载力。
所示。
图18-19桩端后注浆钻孔灌注桩施工工艺流程如
桩端后注浆钻孔灌注桩施工工艺流程图图18-19
通在桩侧预设注浆管,待钻孔桩桩身混凝土浇注完后,采用高压注浆泵,成桩过程中,桩端后注过注浆管路向桩及桩侧注入水泥浆液,使桩底桩侧土强度能得到一定程度的提高。
遇设计浆液不能完全注入,即可终止注浆。
在注浆浆施工将设计浆液一次性完全注入孔底,2MPa时亦可视为注浆合格,可以终止注浆。
以上,且泵压值达到量达80%设有单向阀,桩端注浆装置是整个桩端压力注浆施工工艺的核心部件,注浆时,浆液由桩身注浆导管经单向阀直接注入土层。
注浆器有如下要求:
注浆器总出浆孔面积大于注浆器内孔截面积;注浆孔设置必须有利于浆液的流出,)(1
(2)注浆器须为单向阀式,以保证下入时及下入后混凝土灌注过程中浆液不进入管内以及注入后地层中水泥浆液不得回流;)注浆器上必须设置注浆孔保护装置;3()注浆器与注浆管的连接必须牢固、密封、连接简便;(4为两种注浆18-21图和18-20图)注浆器的构造必须利于进入较硬的桩端持力层。
(5
从而导致设计的浆液不能后注浆施工中如果预置的注浆管全部不通,器的构造示意图。
或管注入的情况,路虽通但注入的浆液达不到设计注浆量的且同时注浆压力达不到终止压力,则视注浆80%为失败。
在注浆失败的桩侧采用地质钻机对称地钻取两在注浆失败时可采取如下补救措施:
19
支护结构与主体结构相结合及逆作法18章第
500mm为宜,然后在所成孔中重新下放两套注浆直径为90mm左右的小孔,深度越过桩端天后即进行重新注浆,补5管并在距桩底端2m处用托盘封堵,并用水泥浆液封孔,待封孔
入设计浆量即完成施工。
黑铁管内接头外侧橡胶套
500
梅花型布置5φ7mm
白铁外套
白铁下封头图18-20注浆器形式之一图18-21注浆器形式之二
18.3.3逆作结构施工
1.逆作水平结构施工技术由于逆作法施工,其地下室的结构节点形式与常规施工法就有着较大的区别。
根据逆作
法的施工特点,地下室结构不论是哪种结构型式都是由上往下分层浇筑的。
地下室结构的浇
筑方法有三种:
(1)利用土模浇筑梁板对于首层结构梁板及地下各层梁板,开挖至其设计标高后,将土面整平夯实,浇筑一层
厚约50mm的素混凝土(如果土质好则抹一层砂浆亦可),然后刷一层隔离层,即成楼板的
模板。
对于梁模板,如土质好可用土胎模,按梁断面挖出沟槽即可;如土质较差,可用模板
搭设梁模板。
图18-22为逆作施工时土模的示意图。
1212
3
4(a)用钢模板组成梁模(b)梁模用土胎模
3—钢模板4—填土—素混凝土层与隔离层1—楼面板2
图18-22逆作施工时的梁、板模板
至于柱头模板,施工时先把柱头处的土挖出至梁底以下500mm处,设置柱子的施工缝
模板,为使下部柱子易于浇筑,该模板宜呈斜面安装,柱子钢筋通穿模板向下伸出接头长度,
在施工缝模板上面组立柱头模板与梁板连接。
如土质好柱头可用土胎模,否则就用模板搭设。
柱头下部的柱子在挖出后再搭设模板进行浇筑,如图18-23所示。
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第18章支护结构与主体结构相结合及逆作法
柱头模板与施工缝18-23图
18-24图如柱子施工缝处的浇筑方法,常用的方法有三种,即直接法、充填法和注浆法,仍然浇筑相同的混凝土,有时添加一些铝所示。
直接法即在施工缝下部继续浇筑混凝土时,混凝土硬化后可凿去。
充填法即在施工缝处粉以减少收缩。
为浇筑密实可做出一个假牛腿,再于接缝处充填膨胀混凝土或无浮浆混凝土。
注浆法即留出充填接缝,待混凝土面处理后,在上述三种方法中,直在施工缝处留出缝隙,待后浇混凝土硬化后用压力压入水泥浆充填。
施工时可对接缝处混凝土进行二次振捣,以进一步排除混凝接法施工最简单,成本亦最低。
土中的气泡,确保混凝土密实和减少收缩。
213)注浆法c(直接法(b)充填法)(a
1—浇筑混凝土3—压入水泥浆2—填充无浮浆混凝土18-24柱子施工缝处混凝土的浇筑方法图
用此法施工时,先挖去地下结构一层高的土层,然后按常)利用支模方式浇筑梁板(2规方法搭设梁板模板,浇筑梁。
为此,需解决两个问题,一个是设法减少梁板混凝土,再向下延伸竖向结构(柱或墙板)板支承的沉降和结构的变形;另一个是解决竖向构件的上、下连接和混凝土浇筑。
为了减少楼板支承的沉降和结构变形,施工时需对土层采取措施进行临时加固。
加固的一种方法是浇筑一层素混凝土,以提高土层的承载能力和减少沉降,待墙、梁方法有两种:
另一种方法是铺设开挖下层土方时随土一同挖除,这就要额外耗费一些混凝土;浇筑完毕,这样上层柱子或墙板的钢筋可插入砂垫层,以便与下层砂垫层,上铺枕木以扩大支承面积,后浇筑结构的钢筋连接。
平台板采用木模,有时还可用吊模板的措施来解决模板的支承问题。
在这种方法中,梁、48钢管。
柱、剪力墙、楼梯模板亦可采用木模。
由于采用盆式开挖,因此使得Φ排架采用
排架立杆在挖土盆顶模板排架可以周转循环使用。
在盆式开挖区域,各层水平楼板施工时,台阶宽度大于挖土边坡为台阶式,和盆底均采用一根通长钢管。
即排架立杆搭设在台阶上,21
支护结构与主体结构相结合及逆作法18章第
左右。
台阶上的立杆为两根钢管搭接,搭接长度不小于300mm1000mm,上下级台阶高差
设置扫地杆(挖土盆顶高度设置一道水平牵杠,离地1500mm200mm1000mm。
排架沿每
。
排架每隔四排立杆设部位只考虑水平牵杠,高度根据盆顶与结构底标高的净空距离而定)所示。
图18-25置一道纵向剪刀撑,由底至顶连续设置。
排架模板支承如PNLM
排架模板支承示意图18-25图
水平构件施工时,竖向构件采用在板面和板底预留插筋,在竖向构件施工时进行连接。
为便于浇筑和保证至于逆作法施工时混凝土的浇筑方法,由于混凝土是从顶部的侧面入仓,连接处的密实性,除对竖向钢筋间距适当调整外,构件顶部的模板需做成喇叭形。
再加上地面上沉降和刚浇筑混凝土的收由于上、下层构件的结合面在上层构件的底部,缩,在结合面处易出现缝隙。
为此,宜在结合面处的模板上预留若干注浆孔,以便用压力灌浆消除缝隙,保证构件连接处的密实性。
采用无排吊模施工工艺时,挖土深度基本同土模施工。
对于地面(3)无排吊模施工方法梁板或地下各层梁板,的素混凝土(若土质好抹一层挖至其设计标高后,将土面整平夯实,浇筑一层厚约50mm
,然后在垫层上铺设模板,模板预留吊筋,在下一层土方开挖时用于固定模板。
砂浆亦可)图18-27分别为无排吊模施工示意图和实景图。
图18-26和
管分吊模板筋外套板构梁结逆作度
度长长胫板板模4x
柱管
方木体系50×200吊模主龙骨×100木5模板搁栅0模板PVC管8螺拉丝外套分结待浇构
=度
度长长胫板
方
钢
板面移板下开挖到后模14对
板梁螺杆M14
位
层受力垫板模
无排吊模施工示意图图18-26
22
章支护结构与主体结构相结合及逆作法第18
无排吊模施工实景图18-27图
2)逆作竖向结构施工结构柱和板墙的主筋与水平构件中预留插筋进行连接,1)中间支承柱及剪力墙施工(板面钢筋接头采用电渣压力焊连接,板底钢筋采用电焊连接。
分两次支模,第一次支模高度为柱高减去预留柱“一柱一桩”格构柱混凝土逆作施工时,帽的高度,主要为方便格构柱振捣混凝土,第二次支模到顶,顶部形成柱帽的形式。
应根据施工人员严格按照控制线来进行格构柱模板的安装。
模板使用图纸要求弹出模板的控制线,18-28图涂刷脱模剂,以提高模板的使用寿命,同时也易保证拆模时不损坏混凝土表面。
前,18-29为逆作立柱模板支撑实景图。
为逆作立柱模板支撑示意图,图
混凝土浇捣孔
度高帽=柱
板模4x砂浆罩平层套管5PVC2图2-29逆作立柱模板支撑示意图
当剪力墙也采用逆作法施工时,施工方法与格构柱相似,顶部也形成开口形的类似柱帽
的形式。
图18-30为剪力墙逆作施工完成后的实景图。
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第18章支护结构与主体结构相结合及逆作法
图18-30剪力墙逆作施工完成后的实景图18-29图逆作立柱模板支撑实景图
(2)内衬墙施工逆作内衬墙的施工流程为:
衬墙面分格弹线→凿出地下连续墙立筋→衬墙螺杆焊接→放
线→搭设脚手排架→衬墙与地下连续墙的堵漏→衬墙外排钢筋绑扎→衬墙内侧钢筋绑扎→
拉杆焊接→衬墙钢筋隐蔽验收→支衬墙模板→支板底模→绑扎板钢筋→板钢筋验收→板、衬
墙和梁混凝土浇筑→混凝土养护。
施工内衬墙结构,内部结构施工时采用脚手管搭排架,模板采用九夹板,内部结构施工
时要严格控制内衬墙的轴线,保证内衬墙的厚度,并要对地下连续墙墙面进行清洗凿毛处理,
地下连续墙接缝有渗漏必须进行修补,验收合格后方可进行结构施工。
在衬墙混凝土浇筑前
应对纵横向施工缝进行凿毛和接口防水处理。
18.3.4逆作土方开挖技术支护结构与主体结构相结合在采用逆作法施工时,土体开挖首先要满足“两墙合一”地下
连续墙以及结构楼板的变形及受力要求,其次,在确保已完成结构满足受力要求的情况下尽
可能地提高挖土效率。
1.取土口的设置在主体工程与支护结构相结合的逆作法施工工艺中,除顶板施工阶段采用明挖法以外,
为了满足结构受力以及有效传递水其余地下结构的土方均采用暗挖法施工。
逆作法施工中,左右,布置时需满足以下几个原则:
150m平力的要求,常规取土口大小一般在2
)大小满足结构受力要求,特别是在土压力作用下必须能够有效传递水平力。
(1
(2)水平间距一是要满足挖土机最多二次翻土的要求,避免多次翻土引起土体过分扰
动;二是在暗挖阶段,尽量满足自然通风的要求。
)取土口数量应满足在底板抽条开挖时的出土要求;3()地下各层楼板与顶板洞口位置应相对应。
4(地下自然通风有效距离一般在15m左右,挖土机有效半径在7m~8m左右,土方需要
驳运时,一般最多翻驳二次为宜。
综合考虑通风和土方翻驳要求,并经过多个工程实践,对
于取土口净距的设置可以量化如下指标:
一是取土口的之间的净距离,可考虑在30~35m;
二是取土口的大小,在满足结构受力情况下,尽可能采用大开口,目前比较成熟的大取土口
左右。
取土口布置时在考虑上述原则时,可充份利用结构原有洞600m的面积通常可达到2
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