砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法
【专利摘要】砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法，涉及工业与民用建筑工程技术领域，采用工程钻芯机在基槽周边沿开挖线钻孔取芯，规则形成基槽开挖轮廓线，使基础岩芯与整体岩石分离，出现一个临空面，然后用手电钻在基础岩芯上钻孔，在孔内分别插入钢楔，接着用铁锤锤击钢楔，使得基础岩芯与整体岩石分裂，将破碎的岩石清除出基坑，修正基础后绑扎钢筋骨架，混凝土直接浇筑于岩石基坑内，形成的钢筋混凝土浅基础。本发明适用于剥蚀丘陵地貌砂质泥岩地基工业与民用建筑各类浅基础施工，包括条形基础、独立基础、塔吊基础、筏板基础以及地梁、基础梁等。
【专利说明】
砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法
技术领域
[0001]本发明涉及工业与民用建筑工程技术领域，特别是地基与基础的施工技术。
【背景技术】
[0002]
浅基础根据它的形状和大小可以分为独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础等。对于传统地貌的基础，通用的地基与基础的施工方法通常采用人工或机械直接开挖，开挖时一般采用分层、分段均匀向下开挖，当采用机械开挖时，为了防止超挖和保持边坡的稳定，开挖至接近坑底设计标高或接近边坡时预留300?500厚的土层，用人工开挖和修坡。基坑成型后，在基坑内部对照建筑基础图纸砌筑砖胎膜，在砖胎膜内绑扎钢筋，浇筑混凝土并养护。基础成型后，对砖胎膜外侧进行二次回填。
[0003]剥蚀丘陵地貌是由较硬和坚硬的泥岩、砂岩构成，在我国分布范围较广，对基础的施工要求较高、难度较大。如采用以上通用的地基与基础的施工方法，存在以下缺陷:1、采用传统人工或机械挖槽，由于泥岩、砂岩较为坚硬，挖掘难度较大，成槽效率低下，且机械开挖需要较大工作面，如遇较坚硬岩石将无法正常施工;2、基坑成型后，需另外砌筑砖胎膜，以便控制基础浇筑尺寸；3、混凝土基础成型后，需对砖胎膜外侧空隙部分额外进行土方回填，增加工作量。
【发明内容】
[0004]本发明目的是针对较硬和坚硬的泥岩、砂岩构成的剥蚀丘陵地貌提出一种适用的地基与基础施工工法。
[0005]本发明包括以下步骤:
1)对需要建筑的基础平面范围内的场地进行平整；
2)根据施工图纸进行基础的放线工作，在所述基础外边线砌筑砖模护圈；
3)清除砖模护圈内平面上的土渣；
4)以钻芯机在所述砖模护圈的内侧分段、分层沿基础轮廓线连续钻孔切割形成若干基础岩芯，与整体岩石分离成若干独立临空面；
5 )用手电钻在基础岩芯上钻孔，在孔内分别插入钢楔，用铁锤锤击钢楔，使基础岩芯发生与整体岩石分裂，然后调运出碴；
6)基坑分段、分层施工到设计基坑标高位置后，再对局部不平整的坑底、突出的基坑侧壁进行清底、修边；
7)在基坑内进行钢筋绑扎；
8)往基坑内浇筑混凝土，并养护。
[0006]针对剥蚀丘陵地貌特有的地质特征，本发明采用了砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工方法，该方法对工作面要求较低，属于小工作面作业，由于占用施工作业面较小，可根据具体工期的要求分成多组同时作业，从而实现了大面积同步施工，对于工期紧、质量要求高的工程能起到决定性作用。此外，该施工方法对环境要求较低，对周边环境无影响，施工作业过程中污染少、振动小、噪音低，且无需爆破作业，对地基岩层无扰动，充分保证了基础工程的质量以及施工人员的操作安全，达到了绿色施工的要求。
[0007]本发明工艺原理:采用工程钻芯机在基槽(坑)周边沿开挖线钻孔取芯(每循环理论钻深500mm)，规则形成基槽(坑)开挖轮廓线，使基础岩芯与整体岩石分离，出现一个临空面，然后用手电钻在基础岩芯上钻孔，在孔内分别插入钢楔，接着用铁锤锤击钢楔，使得基础岩芯与整体岩石分裂，将破碎的岩石清除出基坑，修正基础后绑扎钢筋骨架，混凝土直接浇筑于岩石基坑内(无需砌筑胎膜)而形成的钢筋混凝土浅基础。
[0008]本发明适用于剥蚀丘陵地貌砂质泥岩地基工业与民用建筑各类浅基础施工，包括条形基础、独立基础、塔吊基础、筏板基础以及地梁、基础梁等。
[0009]进一步地，本发明步骤2)中，所述砖模护圈的上端高出基础平面20cm，宽度为10cm，可以有效防止在施工过程中杂物落入槽(坑)中。
[0010]步骤4)中，所述钻芯机每层切割开挖的深度不大于500mm。可以有效控制基槽(坑)壁的垂直度，便于及时对基槽(坑)壁垂直度进行修正，确保基础成型后，基础截面偏差不超过设计要求。
[0011]具体施工方式 1、浅基础开挖:
(I)放线定位、砌筑砖模(确定基础边线及尺寸):
先对对需要建筑的基础平面范围内的场地进行平整，然后根据施工图纸进行基础的放线工作，用滑石粉将基础外边线撒出来，在基础外边缘砌筑砖模，砌筑时高出地面20cm，宽度为10cm，以防在施工过程中杂物落入槽(坑)中。测量所砌筑砖模高程，根据砖模高程及基础底高程确定开挖深度。
[0012](2)清除基础上部土渣:
钻芯机切割开挖前应将基础上的松散土质清理出去，以便钻芯机施工。
[0013](3)架设支架:
清渣完成之后，进行钻芯机架子的搭设，架体采用扣件式脚手架搭设，为满足架体稳定性及结构性要求，立杆、纵横向水平杆搭设必须满足规范要求，斜向剪刀撑也必须加设。架体立杆距离基坑边缘大于30cm为宜，距离过小，架体稳定性不能得到保证。
[0014](4)安装机具、钻芯机定位:
钻芯机支架必须牢固地安装在基槽(坑)侧壁上，其高差应满足每循环钻进尺寸要求，并随本循环不同位置或下一循环不同高度重新加固。要注意机身的垂直度，保证钻芯机的准确性，避免因为机身的偏位导致基础尺寸变化或偏位。钻芯机电源必须采取“一机一闸一漏保”，注意接地保护，并保持电盒干燥。
[0015](5)钻芯机切割开挖:
钻芯机环绕基础内壁钻取一定高度的若干柱体岩芯，使基础岩芯与整体岩石分离，形成一个临空面，然后用手电钻在基础岩芯上打孔，在孔内分别插入钢楔，接着用铁锤锤击钢楔，钢楔给予基础岩芯一个水平拉力和剪切应力，当水平拉力、剪切应力大于岩石的极限抗拉和抗剪切应力时，基础岩芯就会发生拉裂和剪切破坏，与整体岩石分裂。将破碎的岩石清除出基坑，修正基础，然后按同样的工序进行下一层施工，如此循环施工，直至基础成型，达到设计标高位置。为有效控制基槽(坑)壁的垂直度，钻芯机每层切割开挖的深度不大于500mm，每两次钻孔切割循环完成后进行一次垂直度检查，确保基础成型后，基础截面偏差不超过设计要求。
[0016]钻芯机取芯套筒的斜率必须保证，取芯套筒直径为150mm，套筒支架外沿较之宽出100mm，套筒支架总高度1400mm，则(100+150/2)/1400=1/8，故应保证套筒向基槽(坑)侧壁外倾角度不小于7.5度，这样在下一循环才可以保证钻芯机就位后套筒起钻点能够置于设计基槽(坑)边线而不致造成基槽(坑)截面收缩。此措施将使基槽(坑)呈节段式倒台体，从而增加少量开挖掘进量和基础混凝土浇注量，但是可以保证基槽(坑)截面尺寸。
[0017]钻芯机操作过程中必须保证钻头始终处于冷却水中，同时冷却水流应保持一定压力对钻头直接进行冲洗，使之不淤钻、卡钻，从而确保钻头在清洁状态下正常稳定地工作。钻进期间要控制好槽(坑)内冷却水供应量，避免积水量过大影响掘进操作，及时将污水抽排至泥浆沉淀池、循环池，并定期集中运弃。每次钻完后要及时取出芯样，使槽(坑)周边最终形成空心槽。
[0018](6)调运出碴:在每个槽(坑)边安装卷扬机，碎石清渣过程中必须采用吊桶将基坑内的碎石及石渣吊运至坑外，渣桶装渣量不得大于2/3桶，若碎石尺寸过大，禁止使用吊绳直接起吊，必须将大石块破碎成小石块用吊桶起吊。起吊过程中严禁作业人员踩着吊桶上下。石渣要清理到基坑外一定距离，并及时将坑外堆渣运走，同时孔口四周设置不小于30cm高的木板防护，以防石块滚入基坑。
[0019](7)清底修边:钻芯机施工到设计标高位置后，要采用风镐、手电钻、铁锤等辅助工具对局部不平整的坑底、突出的基坑侧壁进行清底、修边。
[0020]2、钢筋绑扎:
(I)钢筋在进场之前必须进行检验，检验合格并报监理工程师审批后，方可使用。钢筋进场后不得直接堆放在地面上，应采用垫木或其他材料将钢筋有效的垫起来。工地临时保管钢筋时，应选择地势高、地面干燥的场所，在雨雪天气应加盖防雨布等进行遮挡。
[0021](2)在基坑侧壁及底部钢筋绑扎施工，现场就近制作、安装:
①在钢筋制作前，应根据施工图纸进行钢筋翻样，然后进行下料加工。加工好的钢筋要进行编号，以便在安装时能准确快速进行。每节段间钢筋竖向连接采用机械连接，同一截面内钢筋机械接头数量不得超过竖向钢筋数量的50%，钢筋接头应错开布置，两接头的间距在Im以上，同一根钢筋不得有多个接头，搭接长度范围内的受力钢筋接头面积百分率不得超过 25%。
[0022]②钢筋绑扎
垫层浇筑完成并达到一定强度后，在其上弹线、铺放钢筋网片。上下层钢筋垂直布置，钢筋弯钩应朝上，按轴线位置校核后用方木架成井字形以固定模板。底部钢筋网片应绑扎与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫块(或塑料垫卡)，以确保钢筋保护层厚度得到有效控制。钢筋绑扎时不允许出现漏绑，柱插筋除满足搭接要求外，还应满足锚固长度的要求。
[0023]当基础高度在900mm以内时，插筋应伸至基础底部的钢筋网上，并在端部做成直弯钩；当基础高度较大时，位于柱子四角的插筋应伸到基础底部，其余部位的钢筋只须伸至锚固长度即可。插筋伸出基础表面的长度应按柱的受力情况及钢筋规格确定。
[0024]与底板筋连接的柱四角插筋必须与底板筋成45°绑扎，连接点处必须全部绑扎牢固，距底板5cm处绑扎第一道箍筋，距基础顶5cm处绑扎最后一道箍筋。为有效控制混凝土标高并确保柱插筋位置准确，柱插筋最上部应再绑扎一道定位箍筋。上下箍筋及定位箍筋绑扎完成后将柱插筋调整到位并用井字木架临时固定，然后绑扎剩余箍筋，确保柱插筋不变形、走样。此外，对于钢筋混凝土条形基础，在T字形或十字形交接处，受力钢筋应沿一个主要受力方向通长放置。
[0025]3、在基坑内混凝土浇筑及养护:
(I)当条形基础长度较长时，应考虑在适当部位留设后浇带，以避免出现温度收缩裂缝和便于进行施工分段流水作业。对超厚的条形基础，应采取降低水泥水化热和混凝土入模温度的措施，避免混凝土出现过大温度收缩应力，从而导致基础底板裂缝。
[0026](2)基础浇筑应分段分层连续进行，一般不留施工缝。各段、各层间互相衔接，每段长2-3m，逐段逐层呈阶梯形推进。此外，浇筑时要先使混凝土充满基础槽(坑)边角，然后再浇注中间部分，从而确保混凝土浇筑密实、均匀。
[0027](3)基础梁(承台)混凝土分段、分层浇筑时，应先用压力水冲洗施工缝处混凝土，然后饶筑30mm厚与混凝土同标号的水泥砂楽结合层，最后开始饶筑混凝土。混凝土饶筑时，每层厚度控制在500mm左右，用插入式振动棒进行振捣，振动棒振捣时要快插慢拔，并保持振捣间距在300mm左右。
[0028](4)基础混凝土浇筑完毕后，养护时间不少于7天，必要时应采取保温、保湿等养护措施。
[0029]应用实例:
1、某A地块工程，建筑面积94335 m2，结构形式为框架剪力墙结构，其中A5-A7为地上27层、地下一层，AS为地上26层、地下I层。该工程浅基础部分施工均采用本发明方法，共缩短基础施工工期10天，节省人工248个工日，直接节省成本26.8万元。该工程浅基础施工质量达到了预期要求，施工工期也得到了缩短，获得了业主、设计、监理等单位的一致好评。
[0030]2、重庆市某工程，由三栋主楼及地下室裙楼组成，其中3#楼为25F/吊1F/-2F的酒店塔楼，2#楼为27F/吊1F/-2F的办公楼，1#楼为16F/吊3F/-1F办公楼，地下室-1?吊3层，总建筑面积约113142.99m2。该工程浅基础部分施工均采用采用本发明方法，共计缩短基础施工工期15天，节省人工310个工日，直接节省成本32.5万元。该工程基础施工质量均达到了预期要求，施工工期也得到了缩短，获得了业主、设计、监理等单位的一致好评。
[0031]3、代号A1-A4号楼、超市、幼儿园、二分之一车库项目，建筑面积79154 m2，结构形式为框架剪力墙结构，其中住宅楼A1-A4地上18层地下I层，超市地上2层、幼儿园地上3层。该工程浅基础施工采用采用本发明方法，共缩短基础施工工期11天，节省人工252个工日，直接节省成本23.4万元。该工程浅基础施工质量达到了预期要求，施工工期也得到了缩短，获得了业主、设计、监理等单位的一致好评。
【主权项】
1.砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法，其特征在于包括以下步骤: 1)对需要建筑的基础平面范围内的场地进行平整； 2)根据施工图纸进行基础的放线工作，在所述基础外边线砌筑砖模护圈； 3)清除砖模护圈内平面上的土渣； 4)以钻芯机在所述砖模护圈的内侧分段、分层沿基础轮廓线连续钻孔切割形成若干基础岩芯，与整体岩石分离成若干独立临空面； 5 )用手电钻在基础岩芯上钻孔，在孔内分别插入钢楔，用铁锤锤击钢楔，使基础岩芯发生与整体岩石分裂，然后调运出碴； 6)基坑分段、分层施工到设计基坑标高位置后，再对局部不平整的坑底、突出的基坑侧壁进行清底、修边； 7)在基坑内进行钢筋绑扎； 8 )往基坑内浇筑混凝土，并养护。2.根据权利要求1所述砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法，其特征在于所述步骤2)中，所述砖模护圈的上端高出基础平面20cm，宽度为1cm03.根据权利要求1所述砂质泥岩地基浅基础原槽浇筑施工工法，其特征在于所述步骤4)中，所述钻芯机每层切割开挖的深度不大于500mm。
【文档编号】E02D27/00GK105862897SQ201610218140
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】孔令正, 庞文荣, 严正涛, 吴长生, 姜伟, 薛书祥, 杨玉飞, 李成祥, 朱国庆
【申请人】江苏省华建建设股份有限公司