一、基础施工

一、基础施工

基础是建筑物最下部的承重构件,承担建筑的全部荷载,并把这些荷载有效地传给地基。地基可分为天然基础和人工地基两类。天然地基是指天然状态下即可满足承载力要求、不需要人工处理的地基。当天然岩土体达不到上述要求时,可以对地基进行补强和加固。经人工处理的地基称为人工地基。

变配电工程一般常见的基础类型为:天然基础、换填地基、强夯地基、水泥土搅拌桩基础、锤击、静压预应力管桩。

(一)换填地基

工艺流程:施工准备→分层铺料→振夯压实→质量检验。

1.施工准备

(1)材料准备:①按照砂和砂石地基施工图纸或规范要求对原材料分批次进行检验,合格后方可使用。在砂和砂石垫层施工中,砂宜用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂或粗砂。当用细砂、粉砂时,应掺加粒径20~50mm的卵石(或碎石),但要分布均匀。砂中不得有杂草、树根等有机杂质,含泥量小于5%,兼作排水垫层时,含泥量不得超过3%。②沙砾石宜用自然级配的沙砾石(或卵石、碎石)混合物,颗粒应在50mm以下,其含量应在50%以内,不得含植物残体、垃圾等杂物,含泥量小于5%;垫层施工应根据工程量情况适当配置夯实用的平板振动器或立式夯机。

(2)技术准备:①严格按照规定做好图纸会审,同时对施工人员进行技术交底并形成书面记录。②施工前应具有地基验槽(坑)检查记录,砂、石等原材料检验报告,砂、石拌制配合比例和压实密实度要求等。③主要机具准备:主要机具设备有搅拌机、平板振动器或立式夯机、灰铲等。

2.分层铺料

(1)基坑开挖到设计标高后,检查基坑尺寸及中线,如果设计图纸对砂及砂石垫层有具体要求时,照施工图执行。如果图纸没有要求时,参照构造要求执行即垫层既要求有足够的厚度(一般为0.5~2.5m,但不宜大于3m),以置换可能被剪切破坏的软弱土层;同时又要有足够的宽度(垫层顶宽一般较基础底面每边大0.4~0.5m,底宽可和它的顶宽相同,也可和基础底宽相同)以防止垫层向两侧挤出。

(2)为保证基坑周围边坡稳定,应考虑适当放坡,并应将基层表面浮土、淤泥、杂物清除干净,满足基坑铺设砂及砂垫层的要求。

(3)垫层深度不同时应按先深后浅的顺序施工,土面应挖成踏步或斜坡搭接;分层铺设时,接头应做成阶梯形搭接,每层错开0.5~1.0m,并注意充分捣实。

(4)按照砂及砂石比例称量后充分拌和,垫层应分层铺设,分层夯实或压实。为控制每层铺设厚度,应预先在基坑内设置标高控制线,并按标高控制线对砂石垫层厚度进行检查。

(5)当采用碾压法捣实,每层铺设厚度为300mm,砂石最优含水率为10%左右;采用机械夯实,每层铺设厚度为200mm,砂石最优含水率为10%左右;人工级配的砂石,应把砂石拌和均匀后,再铺设夯压。

(6)垫层铺设时,严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层,防止被践踏、受冻或受浸泡,降低其强度。如垫层下有厚度较小的淤泥或泥质土层,在压实荷载下抛石能挤入该层底面时,可采取挤淤处理(即先在软弱土面上堆填块石、片石等,然后将其压入置换和挤出软弱土)再作垫层。

(7)垫层铺设完毕后,即可进行下道工序施工,严禁小车及人在砂层上行走,必要时应在垫层上铺板做通道。

3.振夯压实

(1)振压时要做到交叉重叠,防止漏振、漏压;夯实、碾压的遍数和振实的时间应通过试验确定。

(2)当采用水撼法或振捣法施工时,以振捣棒振幅半径的1.75倍为间距(一般为400~500mm)捅入振捣,依次振实,以不再冒气泡为准,直至完成;同时采取措施做到有控制地注水和排水。垫层接头应重复振捣,捅入或振动棒振完所留孔洞应用砂填实;在振动首层的垫层时,不得将振动棒插入原土层或基槽边部,以免软土混入砂垫层而降低垫层的强度。当用细砂作垫层材料时,不宜使用振捣法或水撼法,以免产生液化现象。

(二)强夯地基

工艺流程:施工准备→布置夯点→机械就位→夯锤对准夯点夯实→低能量夯实表面松土→质量检验。

1.施工准备

(1)技术准备:①应有工程地质勘察报告、强夯场地平面图及设计对强夯效果要求等技术资料。②编制施工组织设计或施工方案(措施)。③机具设备就位后应进行“试夯”,以便确定有关施工参数。④清理所有障碍物及地下管线、初步平整强夯场地并对测量基准点交接、复测及验收。⑤严格按照规定做好图纸会审,同时对施工人员进行技术交底并形成书面记录。

(2)主要机具准备:主要机具设备有大吨位(10~40t)夯锤、起重能力(>15t)的履带或轮胎式起重机、自动脱钩装置及用于整平夯坑的推土机。

2.布置夯点

(1)夯击点位置可根据基底平面形状,采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5~3.5倍,第二遍夯击点间距位于第一遍夯击点之间,以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程,第一遍夯击点间距宜适当增大。

(2)强夯处理范围应大于建筑物基础面积,每边超出基础边缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3,并不宜小于3m。

3.机械就位

当强夯场地初步平整并把夯点布置完成后,可以安排强夯机械进场和就位。强夯机械必须符合夯锤起吊重量和提升高度要求,并设置安全装置以防止夯击时起重机臂杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆振动;安全装置一般采用在起重机臂杆的顶部用两根钢丝绳锚系到起重机前方的推土机上。

4.夯锤对准夯点夯击

(1)施工时必须严格按照“试夯”确定的技术参数进行控制。

(2)起重机就位后,使夯锤对准夯点位置;同时测量原地面高程和夯前锤顶标高。强夯开始前应先检验夯锤是否处于中心,若有偏心时,采取在锤边焊钢板或增减混凝土等办法使其平衡,防止夯坑倾斜。

(3)将夯锤起吊到预定高度,夯锤脱落自由下落后放下吊钩,落锤要保持平稳,夯位正确;如错位或坑底倾斜度过大,应及时用砂土将坑整平,并补夯后方可进行下一道工序。

(4)每夯击一遍后,用水准仪测量控制夯击深度并测出场地平均下沉量,然后,用砂土将坑整平,方可进行下一遍夯实,施工平均下沉量必须符合设计要求。

(5)强夯施工中会对地基及周围建筑物产生一定振动,夯击点宜距现有建筑物15m以上。如间距不足时,可在夯点与建筑物之间开挖隔振沟带,其沟深度要超过建筑物基础深度,并有足够长度,把强夯场地包围起来。

(6)在淤泥及淤泥质土地基强夯时,通常采用开挖排水盲沟或在夯坑内回填粗骨料,进行置换强夯。

5.低能量夯实表面松土

每夯击完成一遍后,用推土机整平场地,放线定位即可接着进行下一遍夯击;当最后一遍夯击完成后,采用低能量满夯场地一遍,如有条件最好采用小夯锤夯实表面松土。

(三)水泥土搅拌桩

工艺流程:施工准备→桩位放线及复核→深层搅拌桩机就位→预搅下沉→喷浆(粉)搅拌成桩→关闭搅拌桩机及清洗→质量检验。

1.施工准备

(1)原材料准备:①施工所用水泥必须经强度试验和安定性试验合格后才能使用,采用强度等级不低于32.5的普通硅酸盐水泥;②砂子采用中砂或粗砂,含泥量小于5%;③外加塑化剂采用木质素黄酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏,产品要有出厂合格证,掺量通过试验确定。

(2)技术准备:①应有工程地质勘察报告、水泥土搅拌桩地基施工的场地平面图及设计对水泥土搅拌桩地基施工的技术要求等。②编制施工组织设计或施工方案(措施)。③机具设备就位后应进行“试桩”,以便确定搅拌桩的置换率、长度、搅拌桩复合地基的承载力特征值以及单桩竖向承载力特征值等施工参数。④清理所有障碍物及地下管线、初步整平水泥土搅拌桩场地并对测量基准点交接、复测及验收。⑤严格按照规定做好图纸会审,同时对施工人员进行技术交底并形成书面记录。

(3)主要机具准备:主要机具设备有深层搅拌机、起重机、灰浆搅拌机、灰浆泵、冷却泵、机动翻斗车、导向架、集料斗、提速测定仪及电气控制柜等。

2.桩位放线及复核

建立标高控制点和轴线控制网,按照桩位布置图进行测量放线并复核。

3.深层搅拌桩机就位

水泥土搅拌桩地基施工场地初步平整并把桩位布设完毕后,可以组织深层搅拌机及配套设备进场,将搅拌机停放于已测放好的桩位上,再调整使搅拌头与桩位标志物在同一直线上;同时保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度。

4.预搅下沉

(1)施工时,先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上,用输浆胶管将储料罐水泥浆泵与深层搅拌机联通,开动电动机后,搅拌机叶片相向而转,借助设备自重,以一定的速度沉至设计要求加固深度,并使深层搅拌机做到基本垂直于地面。

(2)搅拌机下沉时,不宜冲水;当遇到较硬土层下沉太慢时,可适量冲水,但要严格控制冲水量,以免影响桩身强度。

5.喷浆(粉)搅拌成桩

(1)湿法施工(深层搅拌法):①当深层搅拌机沉至设计要求加固深度后,再以一定速度提起搅拌机,与此同时开动水泥浆泵将水泥浆从深层搅拌中心管不断压入土中,由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌,边搅拌边喷浆直至提到地面,完成一次搅拌过程。②深层搅拌机在起吊过程中注意保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,成桩要控制搅拌机的提升速度和次数,保证连续均匀,以控制注浆量,要求搅拌均匀,同时泵送必须连续。③再次重复上述预搅下沉和喷浆搅拌上升的过程,即完成一根柱状加固体施工。④搅拌桩的桩身垂直偏差不得超过1.5%,桩位偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值;当桩身强度及尺寸达不到设计要求时,可采用复喷的方法。搅拌次数以一次喷浆、一次搅拌或二次喷浆、三次搅拌为宜,且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。⑤壁状加固时,桩与桩的搭接时间不应大于24h,如间歇时间过长,应采取钻孔留出榫头或局部补桩、注浆等措施。⑥施工时因故停止喷浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时,再喷浆提升;当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s,在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再开始提升搅拌头。

(2)干法施工(粉体喷搅法):①喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性及可靠性。送气(粉)管道的长度不宜大于60m。②干法喷粉施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。③搅拌头每旋转1周,其提升高度不得超过16mm;搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于10mm。④当搅拌头到达设计桩底以上1.5m时,应即开启喷粉机提前进行喷粉作业;当搅拌头提升至地面以下500mm时,喷粉机应停止喷粉作业。⑤成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处,待恢复喷粉作业时再喷粉搅拌提升。⑥需在地基土天然含水量小于30%土层中喷粉成桩时,应采用地面注水搅拌工艺。

6.关闭搅拌桩机并清洗

每天施工完毕,要关闭搅拌机并用水清洗储料罐、灰浆泵、深层搅拌机及相应管道,以备再用。

(四)锤击、静压预应力管桩

工艺流程:施工准备→试打桩→桩位放样→装机就位→吊、插桩→立管、校直→锤击或静压沉桩→接桩→送桩→收锤或终止压桩→质量检验。

1.施工准备

(1)打桩前应处理地上和地下障碍物(如地下线管、旧有基础、树木等)。装机进场及移动范围内的场地应平整压实,以使地面有一定的承载力,并保证装机的垂直度。施工场地及周围应保持排水沟畅通。

(2)材料、机具的准备及接通水、电源。

2.试桩

施工前必须打试验桩,其数量不少于2根。确定贯入度并校验打桩设备、施工工艺以及技术措施是否适宜。

3.桩位放样及控制

(1)在打桩现场或附近需设置控制点,数量不少于2个;控制点的设置地点应在受打桩作业影响的范围之外。

(2)对施工现场的控制点应经常检查,避免发生误差,根据控制桩对轴线进行放线,然后再定出桩位。

(3)桩轴线放线应满足以下要求:双排及以上桩,偏移应小于20mm;对单排桩,偏移应小于10mm。

4.桩机就位

桩机就位时,应对准桩位,保证垂直稳定,在施工中不发生倾斜、移动,静压桩机就位时利用其行走装置完成。

5.吊、插桩

(1)锤击桩:先将桩锤提至超过管桩长度1m左右范围内,桩机配备动力将管桩吊起,在桩帽、桩顶垫上硬纸板做衬垫,即可将桩锤缓慢落到桩顶上面,再将管桩下端的桩尖准确对准桩位,在桩的自重和锤重的作用下,桩向土中沉入一定深度而达到稳定的位置。

(2)静压沉桩:先拴好吊桩用的钢丝绳和索具,利用桩机和自身配置的起重机,将桩管桩吊入夹持器中夹紧,再调整位置将管桩下端的桩尖准确对准桩位,再启动压桩油缸,把桩管下端0.3~0.5m桩身压入土中。

6.立管校直

在桩机正方和侧面各设一个垂球架,控制检查桩机和桩管的垂直度偏差不大于桩长的0.5%,静压桩利用液压系统调整桩管至符合施工要求;锤击桩利用桩机撑杆电动机和左右移架调整桩管至符合施工要求,在第一节桩沉管2m范围内,应采用空档或低档锤击桩管,以便于边施工边调整垂直度。

7.沉桩

(1)锤击沉桩:遵守重锤低击的原则,锤重的选择应符合设计要求,桩管分段打入,逐段接长。桩帽内上下衬垫应符合规定要求,沉桩过程设专人监控、记录。

(2)静压沉桩:启动压桩油缸,利用油缸伸程,把桩压入土层中,伸长完后,夹持油缸回程松夹,压桩油缸回程,如此反复动作,实现连续压桩操作,直至把桩压入。每一次下压,桩入土深度约为1.5~2.0m,当一节桩压到其桩顶离地面80~100cm时,可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高。压桩过程设专人监控、记录。

8.接桩(焊接)

(1)接桩时,其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5~1.0m,上下节桩段应保持顺直,错位偏差不宜大于2mm。

(2)管桩对接前,上下端板表面应用铁刷子清刷干净,坡口处应刷至露出金属光泽,焊接时宜先在坡口圆周上对称点焊4~6点,施焊宜由2个焊工对称进行。

(3)焊接层数不得少于2层,焊缝应饱满连续,焊好后的桩接头自然冷却8min后方可继续锤击。

9.送桩

(1)锤击送桩作业时,送桩器与管桩应相匹配,送桩器与管桩桩头之间应设硬纸板作衬垫,桩锤、桩帽、送桩器、桩身中心线重合。

(2)锤击送桩的最后贯入度参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。

(3)静压桩如果桩顶已接近设计标高,而桩压力尚未达到规定值,可以送桩。如果桩顶高出地面一段距离,而压桩力已达到规定值时则要截桩,以便压桩机移位。

(4)静压桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作送桩器。施压预制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上1.5m左右时,应再吊一节桩放在被压桩的顶面,不要将接头连接起来。

10.收锤或终止压桩

(1)锤击桩收锤

①桩端位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主,贯入度可作参考。

②桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上黏土、砂土、碎石类土、风化岩时,以贯入度控制为主,桩端标高可作参考。

③贯入度已达到,但桩底标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认,必要时施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。

(2)静压桩终止压桩控制条件

①对纯摩擦桩,终压时以设计桩长为控制条件。

②对长度大于21m的端承摩擦桩,应以设计桩长控制为主,终压力值作对照。

③对一些设计承载力较高的桩基,终压力值宜尽量接近桩机满载值。

④对长14~21m静压桩,应以终压力满载值为终压控制条件。

⑤对桩周土质较差且设计承载力较高的,宜复压1~2次为佳。

⑥长度小于14m的桩,宜连续多次复压,特别对长度小于8m的短桩,连续复压的次数应适当增加。