基坑支护型灌芯式大直径现浇混凝土薄壁筒桩施工工法

荣誉表彰

2011年9月，《基坑支护型灌芯式大直径现浇混凝土薄壁筒桩施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009-2010年度国家一级工法。 2100433B

内容介绍

《公路大直径袋装混凝土灌注桩施工工法》，本书就盐渍土地区公路大直径袋装混凝土灌注桩施工工法的适用范围、工艺原理、施工工艺流程、材料与设备、质量控制等提出指导性的技术指南，该工法是一种能够为超强盐渍土地区交通大型构造物提供安全、耐久、高承载力基桩的施工方法，基本解决了盐湖等重盐渍土地区桥涵基础混凝土的耐久性问题，是桥梁防腐蚀技术方面的重大突破。本书可作为盐渍土地区公路大直径袋装混凝土灌注桩施工技术指南，供相关工程技术人员参考。

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空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法适用范围

《空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法》适用于大型公共建筑中外围护结构空间呈不规则几何体的薄壁型现浇混凝土围护结构的施工。

空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法工艺原理

《空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法》的工艺原理叙述如下：

通过对围护结构的模板及支撑系统空间精确控制，混凝土与钢结构柔性节点的特殊处理，以及在外造型围护结构的钢筋铺设、绑扎、安装中采取的特殊稳固措施，同时对混凝土工程采取有效的措施等方法达到提高工程质量、减少工程成本投入、缩短工期的目的。

空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法施工工艺

• 工艺流程

《空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法》的施工工艺流程见下图。

• 操作要点

《空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法》的操作要点如下：

根据空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构完成面主结构是否成形将围护结构的节点构造施工分为两大类，一是薄壁型现浇混凝土围护结构完成面主结构已成型，二是薄壁型现浇混凝土围护结构完成面主结构未成形。前者相对简单，主要完成主结构形成各个面的填充即可，而后者需要对空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构成形面重新进行空间精确定位。

一、施工前的准备工作

1.熟悉图纸，研究外挂板围护结构的构造，完成计算书，并编制施工方案。

2.装幕墙的主龙骨（钢结构、钢筋混凝土结构工程等）已完成，并通过验收。

3.现场安装作业人员进行培训和安全技术交底，清理场地，为下一步的工作提供平台。

二、空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构的定位

对于主结构完成面已成型的空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构，参照围护结构与钢结构柔性节点施工，无须空间定位；而对主结构完成面未成形的空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构，这里以多折面倒倾斜几何体为例（其他几何体只是角度不同，施工方法类似）：依据设计结构外模型控制面结合外装饰幕墙内龙骨控制面投影完成围护结构空间分割面关键控制点的测量定位和固定，防止空间中幕墙内龙骨与结构外边重叠，然后采用Φ8的钢绞线连接多个空间关键控制点完成空间的控制面，还原现浇混凝土围护结构的设计空间模型（定位方法如下图所示）。

三、空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构与钢结构柔性节点

对于主结构完成面已成形的现浇混凝土围护结构，参照柔性连接大样图进行止水钢板、钢筋和岩棉板安装工程操作，依据设计多层复合构造围护结构的区域结合主钢结构空间模型，找出与之对应的钢结构区域。为薄壁型现浇混凝土围护结构的填充区域，随着主钢结构完成面进行施工（主钢结构与混凝土围护墙体柔性连接见下图）。主钢结构与混凝土围护结构间柔性连接大样在进行止水钢板、钢筋和岩棉板安装等关键工序的操作要点如下：

1.止水钢板必须参照柔性连接大样图与钢结构进行满焊，禁止出现断点焊，以满足钢板止水作用。钢板与钢板交接处也要满焊，钢板的焊接工艺必须满足设计要求，钢板处的混凝土保护层厚度不小于15毫米。

2.混凝土与钢结构的柔性隔断采用人工将岩棉板（不燃）在止水钢板内外进行粘接填充。

3.由于围护结构空间多折面的造型，导致钢筋在铺设、绑扎和安装的过程中采取防止变形、倾覆和滑移的稳固措施，用粗铁钉（≥20毫米）按照钢筋排距每10厘米间距与模板固定，对于无法固定的局部板面采取反十字扣双股扎牢钢筋。为确保钢筋受力性能的发挥，最后钢筋与止水钢板进行焊接，焊接长度为10d（d为钢筋直径）。

四、空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构模板及支撑系统操作要点

1.首先，搭设支撑架体安装围护结构定位模板到与由钢绞线形成的围护结构空间控制面水平距离最近的位置；待固定后，然后不断调整模板和架体，使外支撑模板体系紧贴于钢绞线控制面外边，与钢绞线无缝代换，并对外模板成型面反复微调，直至完全重合。依该法对其他面进行还原定位。支撑架体搭设过程中，预留混凝土垂直运输通道和振捣操作平台（围护墙体支撑架体剖面图见下图）。

2.模板支撑系统须有足够的稳定性，故先采用sap2000进行支撑体系模拟工况计算，确定支撑体系的稳定性要求。然后方案模拟结果对支撑体系中立杆和水平拉杆集中受力的部位进行加强，选用满足要求的材料，使用对拉螺栓加强模板刚度。

3.对于围护结构不同倾斜面模板支撑体系无法通过常规计算得到的水平推力（钢筋混凝土倾斜构件在自重及施工荷载的作用下，除产生向下的压力外，还产生较大的水平推力，而且随着倾斜角度的增大而增大），采取以下技术措施：

1）首先在施工工序上进行调整，先完成外挂幕墙主龙骨施工，将外模板填充到幕墙主龙骨的区域，形成外模板搁置与幕墙主龙骨之上并且外模板支撑钢管锁住主龙骨，从而在浇筑混凝土时形成外模板支撑体系与幕墙主龙骨和主结构整体受力的工况。

2）将模板支撑架体与主体结构相连：柱子附近的支撑架体按照计算书和构造要求的间距双扣件抱柱，边钢梁水平方向外的支撑架体大横杆全部与边钢梁焊接（单面焊10d），焊接长度满足计算书和构造要求。

3）由于模板支撑架体随高度增加，抵抗倾斜围护结构水平推力也随之下降，围护结构外模板支撑架体按照计算书和构造要求的间距与主结构内支撑架体水平大横杆穿越围护结构进行通长连接。

4）最后在浇筑混凝土时，一次浇筑高度不能超过18米。

5）施工中采用的胶合模板，应具有足够刚度，保证模板平整、接触混凝土面光洁并涂刷隔离剂。因围护结构的混凝土振捣是施工过程中的难点，应特别注意外幕墙内龙骨和外面钢梁与外模板拼缝质量，以避免漏浆。

通过以上5种方式确保围护结构在进行混凝土浇筑时，水平推力不会造成外模板支撑架体的变形、位移和倾覆。

五、空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构钢筋安装工程操作要点

1.围护结构的钢筋铺设、绑扎、安装除采取柔性连接大样中的稳固措施外，应确保钢筋受力性能，垫块纵向间距控制在1米内。

2.外造型围护结构的上、下层钢筋受到人为踩踏和重力影响后易弯曲、变形、下垂，可加设并焊接Φ8铁马凳，防止下陷和踩踏变形，铁马凳纵模向间距不大于700毫米，与上、下层钢筋接触点采用焊接，以加强钢筋网整体稳定性。

3.钢筋安装后须注意保护，严禁浇筑混凝土时直接将施工机具安置在钢筋上，以注意避免施工机具直接冲击钢筋造成变形。

六、空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构混凝土施工操作要点

1.现浇混凝土围护结构应在长度方向设置伸缩缝，间距≤30米；同时宜采用聚丙烯纤维膨胀细石混凝土，满足混凝土的抗渗和抗裂要求。

2.对混凝土粗骨料应严格限制，必须采用粒径为5~10毫米的瓜米石保证混凝土流畅入模，同时对于现场的混凝土水灰比也要控制，坍落度≥22厘米且≤25厘米为宜。

3.混凝土浇筑：浇筑前先放同等强度的砂浆→细振捣棒插入外造型围护结构底→放混凝土浇筑（少量放混凝土，随振捣随提棒，每上升1.8米时暂停浇筑混凝土）→振捣棒再次插入振捣→再放混凝土振捣。施工时由于围护结构混凝土分层浇筑、分层振捣，一次浇筑的高度不能超过1.8米，计算好浇筑时间，保证围护结构每一个混凝土浇筑点在初凝前完成下一次混凝土浇筑，避免混凝土搭接前产生冷缝。

4.现浇混凝土围护结构混凝土浇筑的留置口与混凝土随重力作用下自然流动的方向成一定的夹角，所以由吊斗装载的混凝土进入模板留置口时，应通过一定长度的双层帆布带（直径=留置口宽度）完成混凝土入模，帆布带内设Φ10@1000龙骨与模板支撑架体固定（双层帆布袋浇筑混凝土如下图所示）方便转换角度。浇筑高度采用尺杆配手电灯加以控制。振捣棒不得直接触动钢筋和幕墙龙骨，模板外侧应有人随时敲打模板检查是否漏振。

5.混凝土浇筑完成后要做好养护，外造型围护结构浇水养护过程使用湿水养护，以防止混凝土因暴晒而碳化和缩水龟裂，浇水养护应超过14天。

6.操作平台应提前搭设，宽度采用300~500毫米竹条板，长度宜选用4米左右。操作平台有两种作用：一方面便于操作人员站在平台上浇筑和振捣；另一方面防止混凝土在浇筑施工中未入模就滑落出去。

7.浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、插筋等位置有无移动变形。

• 劳动力组织

采用《空间多折面薄壁型现浇混凝土围护结构施工工法》施工时，每班配置人数如下：现场指挥2人、混凝土工10人、值班电工2人、看模木工5人、振捣手4人、照看钢筋5人、混凝土验收1人、其他人员12人（按照2班倒配置）。

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法适用范围

适用于各类多层、高层和超高层现浇混凝土空心楼盖结构 ，也适用于较大跨度的现浇棍凝土 空心楼 盖结构 ，并可发展应用于竖向结构中。

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法工艺原理

在现浇边支承板 、柱支承板 、无梁楼盖等混凝土结构中 ，按一定规则在板中放置埋人式永久性薄壁 芯管，管间纵肋布置钢筋网片 ，或管节端布置受力钢筋 ，并与板顶、板底钢筋绑扎成整体 ，以芯管非抽 芯成孔工艺形成现浇混凝土空心楼盖结构 。

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法施工工艺

工艺流程 ｛ 图 5. 1)

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法操作要点

s. 2.1 施工准备

图 5. 1 工艺流程图

按设计图纸明确芯管的规格 、各项技术参数 。为便于施工操作管理 ，根据柱网开间尺寸和安装预留 预埋情况 ，确定芯管主长度尺寸和配套长度尺寸 ，绘制排管图 ，开出规格单 ，下单订制薄壁管 。

5. 2.2 测量放线

为轴线引测、支架支模做准备 。

5. 2. 3 支模 ：根据受力承荷状态 ，计算并制订模板施工技术方案 。

1. 下层楼板应能承受上层荷载 ，上层支架的立柱应对准下层支架的立柱 ，并铺设垫板 。

2. 对跨度不小于 4m 的现浇板，其模板应按设计要求起拱；当设计元具体要求时 ，起拱高度宜按单 向板或双向板跨度的 2/ 1000 3/ 1000。

s. 2. 4 弹线定位

按施工图 ，在平板模上弹出薄壁管和暗梁位置线 、钢筋分布线及水电安装管道等预埋位置线 。

5. 2.5 绑扎梁钢筋及板底筋

1. 按弹线标识 ，先扎梁钢筋后扎板底筋 ，并按要求设置钢筋保护层。

2. 楼板中的非预应力钢筋纵向 受力钢筋可分区均匀布置 ，也可在肋宽范围内适当集中布置 ，在整 个楼板范围 内的钢筋间距均不宜大于 250mm 。

3. 楼板中的无粘结预应力筋可布置在楼板肋宽和区格板周边的楼板实心区域范围内 ，且应符合现

行行业标准 《无粘结预应力混凝土结构技术规程 》 JGJ 92-2004

5. 2. 6 预应力筋铺设

1. 楼板中的预应力钢筋可沿顺筒方向均匀布筋 ，横筒方向集中布筋 。均匀方向的单根无粘结预应

力筋间距宜为 200 500mm ，最大间距不得大于板厚的 6 倍 ，且不宜大于 1000mm；采用带状（ 2 4

根） 布置时 ，最大间距不大于板厚的 12 倍 ，且不宜大于 2400mm

2. 每一方向穿过柱的无粘结预应力筋的数量不少于 2 根 ；预应力筋的曲线矢高宜采用钢筋支托控 制 ，支托间距不宜大于 2000mm 。

3. 内模间肋宽范围内布置多束元粘结预应力筋时 ，可将预应力筋并柬绑扎 ，并在张拉端或锚固端 将预应力筋分散布置 。预应力筋张拉端应采用穴模。

5. 2. 7 安装预留预埋设施

1. 施工过程中 ，安装工程的预留预埋设施 必须与钢筋绑扎 ，薄壁管的安放等工序交叉平行进行 ， 否则过后很难插人 。

2. 预埋水平管线应根据管径大小尽量布置在暗梁处或管肋间 。当水平管线 、电线盒等与薄壁管无 法避开时 ，应将薄壁管断开进行避让 。遇管线交叉或特别集中 处 ，可换用小直径薄壁管予以避让 。

3. 穿过楼板竖向管道宜用预埋钢套管 ，并按划线位置与钢筋骨架焊接定位牢固 ，其中心允许偏差

控制在 3mm 之内，严禁事后剔凿 。钢套管与薄壁管的净距离应不小于 50mmo 5. 2. 8 绑扎胁间钢筋或钢筋网片

按图弹线标识施工 （可与板底筋同时施工） ，网片筋在搬运 、堆放和吊运过程中 ，应采取措施防止

钢筋网片弯 曲变形。钢筋网片根据工程设计要求现场制作 。钢筋绑扎点要符合 《混凝土结构工程质量施 工验收规范》 GB 504一2004 的要求。

5. 2. 9 薄壁管安放

在底筋及网片筋绑扎后 ，按弹线位置要求准确安放薄壁管 。在安装过程中应注意 ：

1. 根据设计要求和楼盖结构尺寸及吊运施工条件 ，薄壁管应分段制作 ，分段安装然后再安装成整 体 ，其筒芯长度尺寸宜为 1000 2000mm ，便于制作 、运输和安装或根据具体情况采用经协商的长度尺 寸；允许短管接长，但不得锯断 ，且端壁不得有破损 ，两纵向相邻管段应紧密接触 。

2. 薄壁管在运卸 、堆放 、吊运过程中，应小心轻放 ，禁止抛甩 ，防止其损坏 ，吊运安放时，应制 作专用吊篮卸至施工点。

3. 在薄壁管的安放过程中 ，应采取技术措施保证其位置准确和整体 JI民直 ，以保证空心板肋宽及板

顶 、板底混凝土的厚度尺寸 。薄壁管安放时底部宜用 混凝土撑筋或垫块垫起 ，管间肋部采用短钢筋焊接 作为定位筋 （图 5. 2. 9） ，根据布管平面图将定位筋安放于底板下层钢筋网片的上部钢筋上 ，定位筋要 与管垂直且通长设置 ，于薄壁管两头安放两排定位筋以确保薄壁管的间距 ，芯管之间的净距宜不小于 50mm 。薄壁管安放整体顺直度和端头顺直度 （指薄壁管端面设计有横肋时） 控制偏差为 3/ 1000 ，最大 不超过 15mm。安放时 ，与暗梁 、剪力墙结构钢筋的净间距应满足设计要求 ，如设计无要求时宜为

50 70mm。

4. 薄壁管安放过程中要随 时铺设架板 ，对钢筋 、薄壁管成品进行保护 ，严禁直接踩踏 。当板面筋 未绑扎之前发生薄壁管损坏 ，应予全部撤换 ；当板面筋已绑扎完发生薄壁管小面积损坏 ，应采取填充麻 袋和胶带纸粘贴等封堵措施 。

5. 2. 10 抗浮措施

1. 当薄壁管安放好后 ，确认管底已垫至设计标高 ，并检查薄壁管间距 ，以及薄壁管与暗梁 、剪力 墙结构钢筋的净间距 ，均符合设计要求后 ，才可采取抗浮技术措施 。

2. 抗浮措施采用的是 “压筋式” 或 “捆绑式” 方法 。“压筋式” 是利用薄壁管抗浮作用点 （约在每 段薄壁管距各自端头的 1/5 处） 定位筋上部通长钢筋作为压筋 （一般为φ12 φ14mm ） ，然后将压筋用 铅丝穿过模板与支模架扭固紧 。“捆绑式” 方法是在薄壁管上部套上弧形管卡 ，管卡是根据薄壁管的弧 度制作的 ，管卡与壁管之间的接触面较大 ，在薄壁管顶部抗浮作用 点套上管卡后 ，再用 12 号 14 号铅 丝捆绑管体和上部的弧形管卡 ，再穿过模板与支架体拧紧 ，使薄壁管不容易损坏 。

3. 根据结构具体情况 ，考虑流态混凝土对芯管的浮力以及振动棒 （片） 震激温凝土时向上的顶托力 ， 对管卡的间距和铅丝规格 、拉结间距应通过计算后 ，在施工技术方案中 予以确定。薄壁芯管空心楼盖钢筋 绑扎、薄壁管安放及抗浮措施具体见图 5. 2. 10-1 图 5. 2. 10-4。

5. 2. 11 绑扎板面筋

1. 在底筋及网片筋绑扎 、薄壁管安放 、预留预埋工作全部完成后再绑扎楼板面筋和板端支座负筋 。

2 . 空心楼盖角部板面 、板底均应配置附加的构造钢筋 ，配筋的范围从支座中心算起 ，两个方向的 延伸长度均不小于所在角区格板短边跨度的 1/ 4 ，构造钢筋在支座处应按受拉钢筋锚固 。

3. 板顶、板底附加构造钢筋在两个方向的配筋率均不宜小于 0. 2 % ，且直径不宜小于 8mm ，间距

不'.i主大于 200mm o 受拉钢筋的锚固长度应符合 《 混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 的要求。构造 筋具体布置见图 5. 2 . 11-1 图 5. 2. 11-40

5. 2. 12 浇捣棍凝土 ：根据设计要求确定配合比 。

1. 在浇筑？昆凝土之前，除对钢筋、预留预埋质量检查验收外 ，应对薄壁管的安放顺直度及抗浮措 施进行检查验收 ，符合规定要求后 ，才可浇筑混凝土 。在浇筑混凝土时 ，应派专人对芯管进行观察 、维 护和修补 ，当管芯位置发生偏移时 ，应及时校正处理 。

2. 浇筑？昆凝土应架空铺设浇筑道 。禁止将施工机具直接压在薄壁管管体上 ，施工操作人员不得直 接踩踏薄壁管和钢筋 。

3. 混凝土浇筑宜采用泵送 ，一次浇筑成型 ，混凝土胡落度宜控制在 16 18cm 范围内。浇筑推进方 向沿薄壁管管体轴线方向循序渐进地进行 。混凝土卸料应均匀 ，防止堆积过高而损坏薄壁管，振捣混凝 土时应采用小振动棒或高频振动片 。利用振动的作用范围，使混凝土挤进薄壁管底部 ，保证底部混凝土 密实 ，严禁振动棒 （片〉 直接振动芯管 。

s. 2. 13 预应力筋的张拉应符合现行行业标准 《 无粘结预应力混凝土结构技术规程 》 JGJ 92-2004

的要求。

5. 2. 14 混凝土养护 、拆模 ：1昆凝土养护采用麻袋或塑料薄膜掩面湿水 ，遇高温天气湿水次数相应 增加。混凝土经养护达到设计强度即可拆模 。