混凝土结构施工新技术 课程讲座

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第一章 《建筑业10项新技术(2010)简介》
第01讲 《建筑业10项新技术(2010)简介》(一)
  
  
第一章 《建筑业10项新技术(2010)简介》

  本章涉及的新技术以房屋建筑工程为主,突出通用技术,少量兼顾了水电、铁路、交通等其他土木工程;以施工技术为主,注重新材料与工艺的结合,强调基于总承包管理的设计与施工的协调技术;
  本章结合建筑工程专业需要,主要涉及房建工程领域的内容(共94项技术)。
  本章既总结了传统技术领域的最新发展成果,又引入了热点技术和前沿技术,新增抗震加固与监测、绿色施工等新技术,突出绿色环保、安全、抗震、加固与信息化应用技术内容;强调技术的可靠性、适用性,所有技术均有一定工程实践。
  
第一节 地基基础和地下空间工程

  一、灌注桩后注浆技术
  1.主要技术内容
  灌注桩后注浆是指在灌注桩成桩后一定时间,通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧处的注浆阀注入水泥浆。
  
  注浆目的:
  (1)是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣(虚土)和桩身泥皮;
  (2)是通过渗入(粗颗粒土)、劈裂(细粒土)和压密(非饱和松散土)注浆,对桩底和桩侧一定范围的土体起到加固作用,从而增大桩侧阻力和桩端阻力,提高单桩承载力,减少桩基沉降。
  
  在优化注浆工艺参数的前提下,灌注桩后注浆技术可使单桩承载力提高40%~120%,桩基沉降减小30%左右。同时可利用预埋于桩身的后注浆钢导管进行桩身完整性超声检测,注浆用钢导管可取代等承载力桩身纵向钢筋。
  
  2.技术指标
  根据地层性状、桩长、承载力增幅和桩的使用功能(抗压、抗拔)等因素,灌注桩后注浆可采用桩底注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注浆等形式。主要技术指标为:
  ①浆液水灰比:地下水位以下0.45~0.65,地下水位以上0.7~0.9。
  ②最大注浆压力:软土层4~8MPa,风化岩10~16MPa。
  ③单桩注浆水泥量:
  式中桩端注浆量经验系数ap=1.5~1.8,
  桩侧注浆量经验系数as=0.5~0.7,n为桩侧注浆断面数,d为桩径(m)。
  实际工程中,以上参数应根据土的类别、饱和度及桩的尺寸、承载力增幅等因素适当调整,并通过现场试注浆和试桩试验最终确定。
  3.适用范围
  灌注桩后注浆技术适用于除沉管灌注桩外的各类泥浆护壁和干作业的钻、挖、冲孔灌注桩。
  4.已应用的典型工程
  已应用的典型工程北京首都国际机场T3航站楼。目前该技术应用于北京、上海、天津、福州、汕头、武汉、宜春、杭州、济南、廊坊、龙海、西宁、西安、德州等地数百项高层、超高层建筑桩基工程中,经济效益显著。
  
  二、长螺旋钻孔压灌桩
  1.主要技术内容
  长螺旋钻孔压灌桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高,利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出,边压灌混凝土边提升钻头直至成桩,然后利用专门振动装置将钢筋笼一次插入混凝土桩体,形成钢筋混凝土灌注桩。
  
  后插入钢筋笼的工序应在压灌混凝土工序后连续进行。
  与普通水下灌注桩施工工艺相比,由于不需要泥浆护壁,无泥皮,无沉渣,无泥浆污染,长螺旋钻孔压灌桩施工速度快,造价较低。
  
  该工艺还可根据需要在钢筋笼上绑设桩端后注浆管进行桩端后注浆,以提高桩的承载力。
  2.技术指标
  
  3.适用范围
  该技术适用于地下水位较高、易塌孔且长螺旋钻孔机可以钻进的地层。
  4.已应用的典型工程
  该技术在北京、天津、唐山等地10多项工程中得到了应用,受到建设单位、设计单位和施工单位的好评,经济效益显著,具有良好的应用前景。
  
  三、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基
  1.主要技术内容
  水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩(简称桩),通过在基底和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层以保证桩、土共同承担荷载,使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。
  
  2.技术指标
  根据工程实际情况,水泥粉煤灰碎石桩可选用长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,振动沉管灌注成桩及长螺旋钻孔灌注成桩3种常用的施工工艺。主要技术指标为:
  ①桩端持力层应选择承载力和模量相对较高的地层。
  ②桩径:长螺旋钻中心压灌、干成孔和振动沉管成桩宜取350~600mm,泥浆护壁钻孔灌注素混凝土成桩宜取600~800mm。
  ③桩间距:独立基础、筏基和箱基宜取3~5倍桩径,墙下条基单排布桩宜取3~6倍桩径。
  
  ④褥垫层宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等,不宜选用卵石,最大粒径不宜大于30mm,厚度宜取4~16倍桩径,夯填度不宜大于9。
  
  3.适用范围
  该技术适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。
  对淤泥和淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。就基础形式而言,既可用于条形基础、独立基础,又可用于箱形基础、筏形基础。采取适当技术措施后亦可应用于刚度较弱的基础以及柔性基础。
  4.已应用的典型工程
  哈大铁路客运专线工程、京沪高铁工程。该技术在北京、天津、河北、山西、陕西、内蒙、新疆以及山东、河南、安徽、广西等地区多层、高层建筑、工业厂房、铁路地基处理工程中广泛应用,经济效益显著,具有良好的应用前景。