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桩基施工部曲,精密实施

时间:2024-10-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:当最佳桩基持力层和基桩施工法都确定之后,下一步的工作,便是桩基施工的实施。桩基施工的每一步都需要严谨的监测,工程师们需要通过各种“暗藏机关”给桩做“体检”,实时跟踪桩的成型质量。上海中心的地下30米至80米的土质夹杂了大量的沙,这些沙土会随泥浆很快填满沉淀池,严重影响泥浆系统的正常工作,而且经过沉淀的淤泥无法外运处置。在一般的建筑工程中,会对10%的桩基进行抽样检测,但上海中心的每根桩都经过了“体检”。

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一根桩在地下“扎根”要经过5步,依次为成孔、下钢筋笼、浇注混凝土、超声波检测、低应变检测,才能保障其安全、稳固。

当最佳桩基持力层和基桩施工法都确定之后,下一步的工作,便是桩基施工的实施。桩基施工的每一步都需要严谨的监测,工程师们需要通过各种“暗藏机关”给桩做“体检”,实时跟踪桩的成型质量。

第一步成孔

当钻头进入地下同时注入泥浆。钻头的直径和钻杆接入长度决定了桩孔的直径和深度。而泥浆除了带出沙土、沉渣之外,还起到护壁作用,因此,泥浆的质量是成孔质量的关键之一,泥浆的比重需要在过程中密切监测,“轻”则无法达到护壁作用,“重”则无法有效清除孔底沉渣,并影响今后桩身摩擦力。泥浆循环系统由人工泥浆制备、泥浆泵、泥浆池和沉淀池组成。钻孔过程中的沙土经钻头切割搅拌后再随泥浆排入沉淀池,循环利用。上海中心的地下30米至80米的土质夹杂了大量的沙,这些沙土会随泥浆很快填满沉淀池,严重影响泥浆系统的正常工作,而且经过沉淀的淤泥无法外运处置。工程师们根据实际情况,在泥浆循环系统中加入除砂机来分离泥浆中的沙,这些沙经晾干后外运处置。成孔完成后需要进行“成孔质量检测”,确保孔的深度、沉渣厚度、孔径、垂直度等指标全部达到设计要求。

第二步放钢筋笼

钢筋笼起到的主要是抗拉作用,以弥补混凝土抗压强度高但抗拉强度低的缺点。此时,钢筋笼上会挂带注浆管、超声波检测管一起下放进孔。全长大约50米的钢筋笼分为5~6节在地面分节制作,再通过吊装和精准的钢筋接头对接,按设计标高下放到桩孔中。

第三步浇注混凝土

在孔中已经固定的钢筋笼内下放灌注混凝土导管至孔底,通过导管连续不断地灌注混凝土,直至桩顶。随着混凝土液面的抬升,混合砂土的泥浆被顶出地面,直到完整的混凝土桩身成形。

第四步超声波检测

如何判断浇注后的灌注桩是连续完整的呢?原先埋在钢筋笼内准备桩底注浆用的三根钢管就派上用场了。在其中一根钢管放置超声波发射器,另一根钢管放置接收器,通过用超声波(发射管)穿过桩身混凝土断面,吸收管吸收超声波,根据两者之间的距离,检测这一断面的超声波时间,来判断混凝土的密实程度。

最后一步低应变检测这一步是验证开挖基坑至桩顶时,桩身结构是否仍然能保持完整。检测员用低应变检测仪的“榔头”锤击桩顶,由此产生的振动波传播至桩身内,通过检测反射回桩顶响应波,以判断桩身结构的完整性。

在一般的建筑工程中,会对10%的桩基进行抽样检测,但上海中心的每根桩都经过了“体检”。检测的结果是,成孔质量、超声波和低应变三项检测,均达到了100%的通过率。此外,上海中心的主楼桩基也经过1%的抽样净荷载试验,结果显示,所有被抽样的桩基单桩净承载力均超过2 600吨,是设计净荷载(1 000吨)的两倍有余!

上述5部曲的精密实施,全面覆盖到了上海中心塔楼的每根桩基。

▲桩基施工5部曲第二步--放钢筋笼

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