钢管柱试充填试验总结报告.doc

1、武汉市永清片综合发展项目A1A2A3地块桩基工程钢管混凝土柱试充填试验总结上海建工集团股份有限公司二零一一年九月十五日引言：3一、试充填目的3二、试充填钢管柱概况31、桩基及钢管柱概况32、地质条件3三、试充填准备51、三通一平准备52、泥浆池、沉淀池、循环池开挖53、机械设备6四、试充填工艺流程61、施工流程62、桩位放样63、护筒埋设64、旋挖机钻孔施工65、钢筋笼吊放76、吊放调垂架77、吊放钢管柱78、钢筋笼及钢管柱同时下放，同时逐根焊接声波管及注浆管等79、钢管柱调垂710、灌注水下砼7五、试充填检测情况8六、试充填施工中存在的问题12七、试充填总结以及今后施工的改进措施13引言：我

2、司上海建工集团股份有限公司武汉市永清片综合发展项目A1A2A3地块桩基工程项目部在广东重工建设监理有限公司监理组的监督下，根据华东建筑设计研究院的要求分别于2011年8月16日、8月18日、8月24日施工了三根钢管柱，以验证钢管混凝土柱施工工艺，保证一柱一桩立柱桩工程的顺利实施，现将试充填钢管柱的施工过程、工艺、参数及改进措施总结如下：一、试充填目的1）检验试充填施工工艺；2）检验钢管混凝土柱的调垂工艺；3）检验内充填高强混凝土的强度；4）检验充填混凝土与钢管内壁结合面的情况。二、试充填钢管柱概况1、桩基及钢管柱概况本次试充填钢管柱立柱桩取桩底标高-26.4m（基底以下10m），桩顶标高-16

3、.1m，ST-1、ST-3钢筋笼参照1000-4桩型，钢管柱分别选用550*12和550*16两种型号；ST-2钢筋笼参照1200-2桩型，钢管柱选用550*12型号，钢管柱顶标高为-2.0m，底标高-20.4m。桩内混凝土采用水下C45，水下C45浇灌至-22.1m标高后，置换水下C50微膨胀混凝土，灌至柱顶。2、地质条件岩土工程地质分层表 编号地层名称地层成因顶板埋深(m)地层厚度(m)层顶标高(m)颜色状态压缩性包含物及特征分布情况1杂填土Qml0.000.907.0021.8917.17杂色松散高表层主要由碎石、砖块、砼块等建筑垃圾组成，底部含较多粘性土及砂土，潮湿，偶夹淤泥及植物根系

4、。土层结构松散、性质不均匀，为新近回填。全场分布2-1粉质粘土夹粉砂Q4al0.905.401.07.4020.5118.28褐黄可塑松散中以粉质粘土为主，含少量铁锰质氧化物，呈可塑状。粉砂呈团块状分布于粉质粘土中，局部砂含量较高，砂感强，手搓不易成条。该层在场区北西及南东部分区段局部夹淤泥质土及黑色有机物，伴轻微腥臭味，含水量较高，偏软塑状。粉砂呈稍密至松散状，湿，性质不均，干强度较低。西北角缺失2-2粉质粘土Q4al10.103.301.303.5019.8718.61褐黄可塑-软塑中偏低含铁锰质氧化物，无摇振反应，光滑，干强度中等偏高，韧性中等，手搓可成条。全场分布2-3粉质粘土与粉土互

5、层Q4al5.5012.002.305.4017.5411.49褐黄青灰可塑稍密中偏低上部以粉质粘土为主，往下过渡粉土逐渐增多。粉质粘土可塑状，含铁锰氧化物；粉土呈稍密状，湿，不具摇震反应，二者呈互层状分布。全场分布3-1粉砂夹粉土Q4al8.9015.503.307.4014.718.21青灰稍密中偏低以粉砂为主，主要成分为长石、石英、云母等，夹薄层粉土，偶夹粉质粘土，饱和，稍密，局部为松散状。含少量腐殖物，略具臭味，偶见朽木。土层性质不均匀，粉土粘粒含量4-8%，局部粘性较大，干强度较低。东北角缺失3-2粉细砂Q4al23.1013.7026.68.109.09-0.10青灰色中密低饱和，

6、主要由石英、长石等组成，含云母片，局部夹薄层可塑粉质粘土，偶见朽木。土层性质总体较均匀，但局部形成较多透镜体，为软弱夹层。上部以粉砂颗粒居多，往下细粒含量有所增加。其厚度均一，为场区主要地层。全场分布3-2a粉细砂夹粉土Q4al24.7032.401.52.1-1.65-9.16青灰稍密中偏高饱和，稍密，为粉细砂夹粉土组成，呈透镜体状分布于3-2层之中。局部分布3-2b粉质粘土Q4al33.3034.701.4-9.8-11.2灰褐可塑高无摇振反应，光滑，干强度中等，韧性中等，以夹层或透镜体形式分布于3-2层之中。局部分布3-3粉细砂Q4al31.435.44.610.7-3.98-11.26

7、青灰色密实低饱和，主要为石英、长石，含白云母，局部夹粉土、粉砂，偶含砾，下部往往混中粗砂。土层性质均匀。局部分布4含砾中砂Q4al35.445.42.1010.6-11.84-19.09灰色密实低饱和，密实，主要由石英、长石组成，含砾卵石。粒径多3-5mm，少量达50mm以上。土层性质不均匀。底部偶混细砂及粗砂。全场分布5卵石Q4all42.545.51.23.5-19.5-22.38杂色密实低含云母、石英等，砾卵石分布不均匀，含量约3040%，局部呈层状富集，直径一般在0.52cm不等，最大可见10cm左右。松散-半胶结状态，砂质充填。全场分布6-1强风化含砂砾岩K-E43.446.805.

8、017.80-21.00-24.09杂色强风化低块状构造，砂砾结构，钙质胶结。砾石成份主要有白云岩，次为泥质粉砂岩、石英砂岩等。节理、裂隙发育，岩体破碎，敲击易碎。岩心多呈短柱状、碎块状，岩体基本质量分级划为级。全场分布6-2中风化含砂砾岩K-E48.8057.90未揭穿-25.00-34.68杂色中风化砾石呈杂色，块状构造，砂砾结构，钙质胶结。砂岩为紫红色泥质粉砂岩，局部砾石含量减少过渡为含砾砂岩。砾石粒径一般15cm，岩芯较完整，RQD=5090%，呈短柱状，采芯率80-90，岩石基本质量等级可划为级。局部泥质含量高及成岩程度的差异，基岩的强度存在一定程度的不均匀性。全场分布 三、试充填准

9、备1、三通一平准备2、泥浆池、沉淀池、循环池开挖本次施工采用人工膨润土造浆，采用除砂机除砂，保证泥浆含砂率4%。3、机械设备金泰SH36型旋挖（ST-1、ST-2）中联ZR-25型旋挖（ST-3）四、试充填工艺流程1、施工流程平整场地桩位放线埋设护筒旋挖机就位钻进安放钢筋笼至孔口吊放调垂架插入钢管柱钢筋笼及钢管柱同时下放逐根焊接声波管、注浆管等管道至地面钢管柱调垂下导管、气举反循环二次清孔灌注水下C45砼置换水下C50微膨胀砼继续灌注拆除护筒2、桩位放样按照设计图纸所提供的坐标资料，用全站仪测出试填充的准确位置，进行标记。桩孔中心用“十”字交叉法确定，作为控制护筒及钻机对位的依据，并引用高程作

10、为施工时测桩深度的依据。3、护筒埋设护筒用4厚的钢板，为增加刚度防止变形，在护筒上、下和中部的外侧各焊一道加劲肋，保证护筒坚固、耐用、不易变形和装卸方便。护筒接头处采用焊接连接并打磨平整，保证不漏水。埋设时采用压重将护筒沉至地面，并保证护筒位置平直、稳固、准确和不变位。最后将护筒周围用粘土夯实。护筒埋设好后，直接把桩孔中心用十字交叉法引到护筒壁，并把高程也引至护筒壁控制。4、旋挖机钻孔施工（1）旋挖机就位前，对旋挖机的各项准备工作进行检查，包括场地布置及钻机座落处的平整与加固，主要机具的检查及安装，配套设备的就位等。经过各项准备后，于8月16日14：00开钻第一根试充填桩位。（2）由于本次试充

11、填孔深较浅，成孔较快。（3）成孔时泥浆比重控制在1.20g/cm3，粘度20S。5、钢筋笼吊放（1）钢筋笼采用吊装入孔。为了吊装时有足够的刚度，主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼分段处采用直螺纹连接，接头错开。钢筋笼垂直缓慢放入孔中，吊放至孔口位置后吊筋固定。6、吊放调垂架（1）将调垂架固定在钢板上，保证调垂架上下层中心与桩位中心成三点一线。7、吊放钢管柱（1）钢管柱吊放前用激光倾斜仪找出母线。（2）将钢管柱上栓钉用8光圆钢筋竖向连接，以避免钢管柱挂住钢筋笼。（3）单机吊放钢筋笼，送钢管柱入调垂架内，再送入桩孔内。8、钢筋笼及钢管柱同时下放，同时逐根焊接声波管及注浆管等9、钢管柱调垂（1）利用

12、调垂架下端千斤顶调整钢管柱中心。（2）利用调垂架上端千斤顶调整钢管柱垂直度。10、灌注水下砼（1）首先灌注水下C45砼，混凝土配比与普通桩一致。（2）灌注至-22.1m后，置换水下C50微膨胀混凝土继续灌注，导管下口位于-22.1m标高，其中ST-1、ST-2选用华南商砼所供应混凝土，配合比（水：水泥：砂：石：矿粉：膨胀剂：减水剂=145:380:721:1090:50：45:9.0）。ST-3选用中建商砼所供应混凝土，配合比（水：水泥：砂：石：粉煤灰：膨胀剂：减水剂=160:430:655:1070：90:40:10.4）（3）沿钢管外圈回填袋装黄砂，阻止管外混凝土上升。（4）继续灌注水下C

13、50微膨胀混凝土，直至水下C45从泄浆孔排除，露出新鲜的水下C50为止。五、试充填检测情况检测单位于8月26日对ST-1进行了声波透射初步检测，8月31日对ST-2、ST-3进行了声波透射初步检测。声波透射检测结果详见附件。声波透射初步检测结果为ST-1#桩AB剖面桩身5.05-5.8米、7.30-8.05米处波速偏低(低限值3400m/s3600m/s)，声速、声幅超判据，桩身缺陷长度上限为1米左右；ST-2#桩钢管桩部分部分AB剖面桩身7.05-9.55米处波速偏低（低限值2800m/s3100m/s），声速、声幅超判据，桩身缺陷长度上限为2.5米左右。ST-1、ST-2均暂定类桩，ST-

14、3判定为类桩。检测单位原因分析如下：1、ST-1#在桩身(钢管部分)5.05-5.80米、7.30-8.05米左右处；ST-2#在桩身(钢管部分)7.05-9.55米左右处AB剖面测得实时波形首波信号较弱，实测声时较大、声幅较小，均超判据。据此分析该两处部位混凝土胶结较差；2、ST-1#在桩身(钢管部分)5.05-5.80米、7.30-8.05米左右处；ST-2#在桩身(钢管部分)7.05-9.55米左右处，桩身砼与钢管内壁胶结较差导致实时波形首波信号较弱，实测声时较大、声幅较小。根据检测初步结果，为验证钢管柱是否有瑕疵，检测单位于9月7日开始进行抽芯取样；随后9月9日各方开会确认采用开挖ST

15、-1至-8.00m来具体验证，（声波检测显示钢管柱以下5.05-5.80米波速有异常，钢管柱顶标高为-2.0m，即波速异常区域位于标高-7.05m至-7.8m之间），开挖后对ST-1钢管柱采用截桩，并将钢管剖开，实际观察混凝土本身质量及与钢管柱的胶结质量。（一）实剖断面情况如下：（1） 波形正常断面（2） 波形异常断面切割缝 从断面可以看出波形正常断面（1）与波形异常断面（2）均密实饱满。（二）实剖外观如下：（1） 波形正常处钢管剖开外观切割缝（2） 波形异常处钢管剖开外观从外观来看，（1）与（2）没有明显不同，钢管螺旋焊缝与螺旋花纹在砼表面均清晰可见，说明（1）与（2）均与砼表面密贴无缝隙；

16、同时（1）与（2）砼表面均光滑饱满密实，无夹泥及砼离析情况，桩身完好。关于波形异常情况，从钢管剖开情况来看，主要是声波检测区域存在12cm宽，40cm长的竖向轻微毛面。 综合（一）断面情况和（二）剖开外观质量来看，波形正常处与波形异常处无明显质量差别；另根据抽芯取样结果，芯样强度满足设计要求（详见检测单位所出报告），我司认为钢管柱内混凝土均属正常无质量问题。六、试充填施工中存在的问题1、由于钢管柱外侧有栓钉，且桩径不大，为避免钢管柱栓钉挂住钢筋笼，需钢筋笼与钢管柱同时下放，反复步骤多，施工进度慢。2、为避免钢管柱栓钉勾住外侧引导笼，钢管柱施工时不单独设置引导笼，而采用声波管及注浆管逐根焊接接长的方式，焊接工程量大，延长了施工时间。3、虽然已对工人反复进行技术交底，但由于实践机会少，配合不够熟练，部分准备工作未做到位，延长了施工时间。七、试充填总结本次试充填整体施工较为顺利，三根桩位依次施工，通过对调垂工艺的实践和摸索，逐步完善了调垂工艺，缩短了操作时间，我司将在今后的施工中严格按照本次试充填工艺施工钢管柱，确保钢管柱施工质量满足设计要求，目前我司认为具备大规模展开钢管柱施工条件。后附：1、部分施工照片2、试填充所选用混凝土配合比单