旋挖樁施工總結范文

時間:2023-03-18 20:01:40

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旋挖樁施工總結

篇1

【關鍵詞】 旋挖鉆機 施工 質量控制

1 前沿

旋挖鉆機二戰以前先在歐美國家發展并開始使用,到了70~80年代在日本得到快速發展成熟,我國于80年代從日本引入投入到工程應用中,近年來得到大量使用。其成孔原理是:在鉆桿的扭矩作用和加壓系統的合力作用下,讓帶有活門的桶式鉆斗旋轉進尺,在鉆斗旋轉過程中旋起的鉆渣從鉆斗下方的底口進入鉆斗內,當鉆斗內裝滿鉆渣時,扭矩反力顯著加大,并通過操作室內傳感裝置反映出來。隨后在機組人員操作下,使鉆桿反向旋轉,由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土。如此循環反復,不斷取土、卸土, 直鉆至設計深度[1]。旋挖鉆機憑借其施工機械化、自動化程度高、鉆孔扭矩輸出功率大、鉆孔成孔質量好、施工環境污染相對較小等優點在我國基礎工程施工中得到越來越廣泛的運用。且工法日趨成熟,已經占據很大的市場份額,主要用于市政建設、公路橋梁、工業和民用建筑、地下連續墻、水利、防滲護坡等基礎施工。

該文通過總結保利集團(股份)有限公司廣州芳村投資的6棟商品住宅樓工程采用旋挖鉆機施工的實際經驗對施工過程中質量控制提出自己的見解。保利集團芳村住宅樓樁基礎工程共6棟住宅樓,地下1層、局部2層,地上為17~38層以及局部1~3層的配套樓。該工程鉆孔灌注樁總數為948根,工程量大,工期105天,工期相對緊張,采用旋挖鉆機進行施工。工程實踐證明,采用旋挖鉆孔施工工藝無論在工期還是在質量上都很好都達到了工程預期目標和效果,鑒于旋挖鉆機施工的廣泛性,其施工過程中的質量控制顯得尤為重要。

2 旋挖鉆機的主要施工工藝

2.1 平整場地,磚渣換填

本工程是新開挖后的基坑面,場地巖土層按地質成因分為第四系填土、沖積土、殘積土和白堊系基巖。針對該工程現場場地硬化條件差的狀況對整個基坑工作面進行1m左右磚渣換填以硬化場地,方便旋挖鉆機行走。

2.2 測量定位,埋設護筒

由測量工程師根據業主單位提供的控制坐標點對樁位進行放樣定位,放樣后由鉆機開鉆到相應深度,在挖掘機械配合下埋設護筒,埋設護筒時應確保護筒高于地面20~30cm。護筒埋設完畢后,應由測量工程師進行護筒復核工作,確保護筒偏位不超過施工要求。若鉆機開鉆工作無法及時,導致現場作業中無法保證樁位定位點的準確性,需重新測量定位,確保樁位偏差范圍在規范允許范圍內。

2.3 鉆機成孔,清理沉渣

鉆機開始鉆進后,鎖定鉆機角度及垂直度,在鉆機鉆進過程中不斷注入新鮮泥漿,確保泥漿能夠發揮其固壁作用,避免孔壁發生踏孔;鉆進到設計深度后,將鉆頭停留在原處旋轉數圈,將孔底虛土及沉渣清理出來,施工員用測量重錘量測鉆孔深度及沉渣厚度,確保孔底沉渣厚度一定要滿足相關規范和施工組織設計要求。

2.4 吊放鋼筋籠,澆筑混凝土

成孔后,吊機配合旋挖鉆機,吊放鋼筋籠。由于旋挖鉆成孔過程中形成的泥皮相對較薄,鋼筋籠在吊放過程中,應注意盡量不要摩擦孔壁,避免由于泥皮的掉落影響孔底沉渣和導致踏孔。混凝土澆筑是最后一道關鍵性的工序,施工質量將嚴重影響灌注樁的質量,所以在施工中必須引起高度重視。灌注與成孔時間間隔一般不超過4個小時。灌注前首先檢查漏斗、測試儀器、量具、隔水塞等各項器械的完好情況。混凝土澆筑過程中必須控制好導管埋深,盡量要保持在2~6m[5],保持灌注連續性即中途不得停歇,拔管速度不得過猛或拔出[2]。另外配備專職人員測量導管內外砼高差,確保灌注連續并填寫水下砼灌注記錄表。

2.5 拔出護筒,完成澆筑

護筒拔出過程要緩慢,避免因拔出過快而導致水下樁混凝土成型后出現蜂窩麻面。

整個施工工藝的流程總結如圖1。

3 旋挖鉆機的質量控制

3.1 控制樁位坐標,確保樁位準確

工程開工前,應向業主單位確定復核工程控制點坐標,同時測量工程師復測控制點坐標是否復核建筑施工相關規范,在施工過程中,應當配備2名以上測量放樣人員,在放樣定位工作中分別負責樁位放樣及復核工作,保障樁位偏差符合設計要求,嚴格控制樁位坐標。

3.2 控制泥漿質量,確保有效發揮固壁作用

在鉆孔施工過程中必須根據相關施工經驗配備適合于旋挖鉆機成孔特點的泥漿,適當添加膨潤劑,同時控制好泥漿砂率、粘度。同時,在施工過程中做到實時試驗,檢測孔內泥漿的各項指標(泥漿取樣應選在距孔底(槽底)20~50cm處),確保泥漿能夠發揮良好固壁作用[3]。相關控制系數如表1:

3.3 控制孔內泥漿水位,防止發生塌孔

鉆機鉆進過程中,實時監測孔內泥漿水位,控制好孔內泥漿高度,防止孔內塌孔,造成施工困難。一般控制要高于孔底2m以上[4]。

3.4 控制沉渣量,確保與持力層有效粘接

成孔后,測量孔內沉渣厚度,一般不大于5cm,同時應控制好成孔后與澆筑水下混凝土的時間關系,防止因為間隔時間過程,造成較厚沉渣,影響成樁質量;如若時間間隔過程,則應重新用鉆機進行孔鉆,利用正循環或反循環帶走孔內沙粒,控制沉渣厚度。

3.5 控制混凝土和易性,確保成樁質量

水下混凝土應保證良好的粘聚性、流動性和保水性,符合和易性的相關要求。混凝土強度等級一般為C30~C40,粗骨料最大粒徑不得大于25mm,坍落度200±20mm,擴散度為34cm~45cm。

4 結語

旋挖鉆機在該項目基礎灌注樁施工中充分體現了旋挖鉆機的優勢和特色,它既能確保工程的施工進度,同時在后期樁基檢測中能取得較好的效果。該項目采用旋挖鉆機施工,耗時102天,提前3天達到業主要求。在低應變檢測中優良率高達100%,這充分體現了其施工效率高,成樁質量好的優點。

參考文獻:

[1]戴振洋.淺談旋挖鉆機的施工應用及常見問題處理[J].山西建筑,2010,(3):343-344.

[2]張建英,邢心魁,姚克儉.大直徑旋挖鉆孔灌注樁應用實例[J].巖土工程技術,2003,(3):175-179.

[3]張承騫.旋挖鉆孔施工中的泥漿控制[J].科技信息-建筑與工程,2009(7):259-305.

[4]陶坤.旋挖鉆機在樁基礎施工中的應用與分析[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2007(2):37-39.

[5]趙希鑄,倪順年,淺析旋挖機鉆孔灌注樁施工質量控制[J].黑龍江科技信息(建筑工程),2009(10):235.

篇2

【關鍵詞】 高壓旋噴樁;施工技術;防滲;止水;處理

隨著建筑行業和建筑施工技術的發展,基坑工程開挖的深度和面積也不斷增加,這給基坑工程的施工技術帶來了更高的要求,特別是在基坑防滲止水的要求更為嚴格,因此,越來越多的新技術得以應用。而高壓旋噴樁是利用高壓把漿液從噴嘴噴射出來,沖擊破壞土層,漿液和土充分攪拌混合,形成一個由圓盤狀混合物連續堆積的柱體,通過旋噴樁和護坡樁之間相互搭接,形成一道連續的止水帷幕,來隔斷地下水進入施工區域,保證基礎施工的順利進行。為更好的應用該技術,下面,就結合工程實例,對高壓旋噴樁的施工技術進行探討。

1 工程概況

某建筑工程,主建筑基坑開挖深度12.54m。副建筑基坑開挖深度11.32m,裙樓基坑開挖深度9.45m。基坑總開挖周長約458m,開挖面積約12472.2㎡。

2 地質條件

場地自上而下依次劃分為:①人工填土層(Qml)本層以素填土為主,灰色、灰褐色、灰黃色等為主,主要由組成物為人工堆填粘性土以及砂粒等,欠壓實~稍壓實,堆填砂結構較松散。②種植土層(Qpd)灰褐色、黃色等為主,主要組成物為粘性土、粉細砂及植物根系。③第四系沖積層(Qal)該層按土質。④第四系殘積層(Qel)本層分布不廣泛,為燕山三期(rs2(3))花崗巖風化殘積而成,主要為砂質粘性土、礫質粘性土,淺黃間紫灰白色,黃褐色、灰褐色,濕,硬塑狀為主,局部可塑狀,由粘粒、粉粒組成,含5~25%的石英質砂礫,大小多為2~3mm。

3 施工方案

3.1 方案設計

設計采用1.3m/1.4m間距灌注樁結合φ600mm單管高壓旋噴樁止水,理論上會在每個灌注樁之間形成滲漏通道。應采用噴射半徑較大的雙管或三管高壓注漿方式。考慮到淤泥質粉質黏土層,雙管高噴注漿方式應作為首選。

由于設計鉆孔灌注樁與旋噴樁樁頂高程均在地下4.0~5.0m,旋噴樁施工時施工面仍不具備開挖條件,導致旋噴樁施工必須完全依靠坐標定位于灌注樁之間,極易出現偏差。通過開挖后的檢查,灌注樁與旋噴樁樁位均有不同程度的偏差出現,增加了止水盲區的出現。旋噴樁施工應在開挖到灌注樁樁頭位置后進行,既保證了鉆孔位置的準確,減小了遇到地下障礙物的情況,也使鉆孔垂直度更加有保障,后期增補的三管高壓擺噴墻便是如此。

3.2 優化方案

雖然目前基坑防滲已達到預期目的,但由于重復施工增加了施工費用。結合原設計及后期處理方案,并考慮到工程造價等因素,總結出另一止水帷幕設計方案:高壓噴射注漿方式采用雙管擺噴,形成最小400mm厚的防滲墻。具體布置如圖1所示。

3.3 支護方案

采用復合式支護結構,其中,在標高-6.0m以上采用土釘墻作為支護結構,在標高-6.0m以下采用鉆孔灌注樁(樁間加單管高壓旋噴樁)預應力錨桿(錨)作為支護結構。鉆孔灌注樁間距1.3m/1.4m,高壓旋噴樁設計樁徑60cm。灌注樁軸心向基坑外偏移15cm,作為高壓旋噴樁軸心。

4 施工難點

盡管在施工前期做了大量的準備工作,全程采用全站儀跟蹤測量放樣,但仍遇到以下施工難題。

1)地下障礙物較多

在施工過程中發現地下有較大的片石和早期建筑的混凝土梁,給鉆孔造成很大困難。當障礙物較淺時,采用先開挖回填后再施工的辦法;當障礙物較深時,采用金剛石鉆頭穿過障礙物,在噴漿時在障礙物附近復噴兩次,盡量保證其周圍土體防滲能力,如圖3所示。

2)混凝土灌注樁“大肚子”現象嚴重

由于混凝土灌注樁施工工程中同樣存在受地下障礙物影響的問題,鉆孔完成后很容易在障礙物附近形成一定體積的塌孔,以致在混凝土灌注過程中造成超方而形成混凝土大肚子。由于大肚子混凝土一般都體積較大且有一定深度,當出現大肚子混凝土在旋噴樁樁位時,不可簡單采用穿過的辦法施工。一般采用將旋噴樁樁位向基坑外側偏移,并增補1根旋噴樁的方法施工(見圖2)。從而避開“大肚子”混凝土,可以保證旋噴樁的止水效果。

5 單管高壓旋噴樁施工

5.1 施工試驗

為保證施工質量,合理選定施工參數。正式開工前,根據不同的施工參數做3根試驗樁,噴至地面,待終凝3d后外開觀察樁體質量。具體施工參數如表1所示。

5.2 施工參數

根據樁體質量,最終選定如下施工參數:①旋噴壓力27~29MPa;②漿液密度1.42kg/L(換算水灰比1.25∶1);③提升速度19cm/min。

5.3 施工工藝

旋噴樁施工采用鉆噴分離施工工藝,采用地質鉆機鉆孔,高噴臺車連續噴漿。施工流程:孔位布置鉆孔制漿噴射作業空孔回灌。

6 灌后檢查存在的問題及處理

6.1 檢查情況

開挖前根據抽水試驗,坑內井平均降深約4m,測得整個基坑(開挖周長560m)滲漏達500m3/h。

6.2 滲水原因

由于設計灌注樁間距多為40cm,旋噴樁與灌注樁理論搭接只有8~9cm,且基巖普遍深達21~22m,即使不考慮受鉆孔灌注樁垂直度以及地下障礙物等多方面因素影響,高噴鉆孔按照規范1%嚴格控制垂直度,仍在8~9m以下就會出現封堵缺口,造成每個灌注樁間均有滲漏通道。

6.3 處理方法

由于基坑開挖較深,最深處接近挖到基巖,現只是降4m左右水深,滲水達到500m3/h。且周邊環境基本不允許坑外降水。如不進一步采取防滲措施,基坑無法開挖。為了使基坑順利開挖,建議在冠梁外側5cm、兩鉆孔灌注樁中間增設1個三管高壓擺噴漿孔,進行三管高壓擺噴灌漿并與兩側鉆孔灌注樁相接,底部插入基巖50cm,上部到18.6m高程(冠梁底部),形成一道厚度不小于20cm的高噴防滲墻,如圖2所示。

施工中將所有灌注樁均用反鏟挖出1m左右,準確找出灌注樁實際樁間中點,放出高噴孔孔位,施工中嚴格按照施工參數進行三管擺噴灌漿施工。

6.4 處理效果

整個基坑大面開挖深13.2~15.5m,最深處達21m(挖到基巖),整個開挖暴露面地下水位以下無一處滲水,整個基坑開挖結束,坑內最多只起用5~6臺80m3/h深井泵斷續抽水,開創了南昌地區深基坑不用坑外降水的先例。

7 結語

實踐證明,高壓旋噴樁是一種經濟有效的防滲止水技術,切實保證了基坑施工進度和質量。通過本工程的成功應用,在一定程度上拓展了高壓旋噴樁的應用前景,為今后類似工程的施工有一定的借鑒作用。

參考文獻

篇3

關鍵詞:水平旋噴樁;地鐵暗挖隧道;施工應用

中圖分類號:U45文獻標識碼: A

引言

我國正處于城市化加速階段,大量的人口涌入造成城市用地日益緊張,在這種背景下,加快城市地下運輸需求顯的特別迫切,地鐵作為一種較好融入城市周邊環境的運輸方式,正在各地大規模興建,但是受限于城市交通、管線、既有地下構筑物與城市規劃的影響,地鐵隧道的設計、施工往往需在各種不利的條件下采用淺埋暗挖工法。其主要特點是所處地層較差、地下水豐富,隧道周邊構筑物、管線又對降水施工較為敏感,地面無法提供場地對開挖地層進行超前預加固,隧道只能在洞內加固、止水的狀態下施工。此種形式下,設計、施工方案選擇不當,經常造成隧道不能順利施工,還有可能造成嚴重的工程事故,帶來不可估量的人身、財產損失及工期的延誤。因此,考慮城市淺埋暗挖隧道的實際情況,針對淺地鐵埋暗挖隧道在富水砂層超前輔助加固、止水措施的研究是十分必要的。

控制隧道變形和地表沉降以及減少隧道對周邊環境、建筑物的影響是淺埋暗挖隧道施工的關鍵,所以施工前應首先對隧道掌子面前方土體進行超前支護,隨后再進行施工開挖。超前支護處理得好,不僅能保證隧道在建設施工中的各項安全而且具有較好的經濟效益。因此,應正確選擇超前支護方法。目前淺埋暗挖隧道常用超前支護方法主要有水平凍結法、水平旋噴樁法、超前小導管注漿法、管棚法等。

一、地鐵暗挖隧道工程概況

1、地質水文條件

地鐵暗挖隧道范圍上覆地層主要為第四系全新統人工填筑土(Qml4)、沖洪積砂層、黏土層、卵石層

(Qal+pl4)、殘積黏性土層(Qel),下伏基巖為侏羅系中統沉積凝灰質砂巖(J2tn)。隧道地質橫斷面見圖1。地層的主要物理力學參數見表1。暗挖隧道范圍地下水主要表現為第4系孔隙水,孔隙水主要賦存于沖洪積砂層及殘積層礫質黏土層中。地下水埋深0.5~1.6m,主要由大氣降水補給與隧道上方降雨干渠漏水補給,水量豐富,連通性較好。

圖1隧道所處地層與支護型式及地層物理力學參數

2、暗挖隧道基本概況

暗挖隧道位于深圳地鐵某站的東南側,由地鐵車站站廳層引出,向南斜穿深南大道,在深南大道南側設置出入口,本隧道兼顧過街功能。本工程采用暗挖法施工,暗挖段長約65.57m,位于深南大道下,隧道上方有一內凈尺寸為4.0m×1.7m的羅雨干渠,其側壁為漿砌片石結構,底板和頂板為混凝土結構,干渠為原河道改造而成,底板下為原河道沉積砂層,干渠漏水嚴重,與暗挖隧道豎向最小凈距約0.63m,與隧道斜交。隧道周邊建筑物密集,對沉降較為敏感,如圖2所示。

隧道所處環境

暗挖隧道受上部羅雨干渠影響,為全埋式單層矩形框架結構,分為標準段與擴孔段,本研究所述為下穿羅雨干渠前的擴孔段。擴孔段長約20.0m,內凈尺寸為6.5m×4.25m,底板埋深9.8m,頂板上覆土厚度為4.8m,暗挖隧道拱頂與上拱腰位于砂層,仰拱位于卵石層。經綜合研究對比分析,暗挖采用分部開挖,復合式襯砌結構,初期支護由噴射混凝土、鋼筋網及型鋼鋼架組成,二次襯砌為模筑鋼筋混凝土。超前支護方面,拱部與側壁針對富水砂層采用單排600mm@450mm相互咬合水平旋噴樁輔助小導管補充注漿的加固與止水措施;底部針對卵石層采用雙排小導管注漿加固與止水措施掌子面徑向采用水泥-水玻璃雙液漿注漿加固,如圖1所示。

二、暗挖隧道開挖情況與監控量測

1、暗挖隧道開挖情況

暗挖隧道開挖時,水平旋噴樁施工完畢,開挖過程中,掌子面穩定,拱頂與側壁土體無滑移掉落現象,除水平旋噴樁末端局部涌水、涌砂外,其他部分無明顯水流。施工完初支后暗挖隧道內部情況,隧道內無明顯水流、浸漬。

2、施工監控量測

施工監控量測作為暗挖隧道施工過程中的重要一環,它既是隧道施工安全的保證,又是對隧道支護結構參數進行調整的重要手段。在施工過程中通過監測地下工程結構受力與變形等數據,進行數據分析、信息反饋,以判斷地下工程穩定性及支護結構對圍巖的加固效果,并據以修正結構支護參數,安全可靠地完成施工。而且積累完整準確的地下工程開挖與支護監測結果,對于總結工程經驗,完善設計分析理論是很有價值的。

圖3

針對本暗挖隧道,施工過程中建立了建筑物沉降、地面隆沉、拱頂下沉、底板隆起及初期支護水平收斂等位移方面的監控量測;建立了圍巖土層壓力、初期支護內力等應力方面的監控量測;并在地面建立了水位觀測井,以便及時了解地下水位情況,及時回灌,控制地面沉降。結合數值分析結果,下面給出地面沉降、初期支護拱頂沉降及初期支護拱頂應力的監控量測結果,見圖3。

根據監控量測結果分析,暗挖隧道開挖、初期支護完成后,圍巖沉降、初期支護內力均已趨于穩定。地面最大沉降為18mm,初期支護拱頂最大沉降為25mm,初期支護拱頂最大拉應力為2581kN/m2,趨勢與數值分析結果基本吻合,地面沉降、初期支護拱頂應力相比數值分析數值稍大,受旋噴樁末端涌水、涌砂影響,暗挖隧道末端處地面沉降、初期支護拱頂應力與數值分析結果出現稍微偏離。

四、水平旋噴樁施工存在的問題及分析

在富水砂層,水平旋噴樁連續加固樁體形成的拱棚,形成了有效止水帷幕,保障了圍巖穩定,限制圍巖變形。但是在水平旋噴樁施工過程中也存在一些問題。

(1)由于本隧道上覆土層厚度較小,且部分位于人行道下的土層較為疏松,旋噴樁施工時巨大的噴射壓力引起了地面隆起,可見旋噴樁施工引起了土質較為疏松的人行道地面隆起近200mm,經過層層壓實的道路主干道路面無隆起現象。本研究中采用的旋噴機械為單管水平旋噴鉆機,為了達到設計樁徑只能采用較小轉速、以較高壓力復噴,后期隨著旋噴機械的研究發展可以采用穿透力更強、控制地面隆起更優的雙管、三管旋噴鉆機。

(2)為了保證旋噴樁旋噴施工時,鉆桿不被先期噴射而出的水泥漿液硬化抱死,旋轉噴樁鉆孔需以一定角度向上傾斜以保證鉆桿周邊水泥漿液流動性,防止鉆桿被抱死,但是從孔口溢出的大量水泥漿液造成浪費與環境污染。后期可以采用水泥漿液控制系統,控制水泥漿液流量,并使水泥漿液排放到指定位置,或使水泥漿液重復利用。

(3)水平旋噴樁施工機架與鉆桿具有一定長度與外擴尺寸,且水平旋噴樁施作有效長度有限(一般情況下20m之內成樁效果較好),在受暗挖隧道上部管線控制,不能以較大外插角施作,這就要求分段設置水平旋噴樁工作室,工作室相對暗挖開挖斷面外擴800mm,這造成了一定的浪費與工程風險。在本例中就為了下穿羅雨干渠處施工水平旋噴樁,設置了外擴段,外擴段拱頂、兩側均比標準段外擴800mm,造成了一定工程浪費。

(4)在水平旋噴樁末端受成樁直徑與樁體傾斜的影響,水平旋噴樁相互咬合出現薄弱環節,在咬合較差處出現了局部涌水、涌砂的現象,現場通過小導管及時灌注化學漿液穩定了砂層、控制了水流。

五、施工質量保證措施

試驗樁施工完成后應進行各項樁的質量檢測,主要檢測其樁長、強度、樁徑等指標。②鉆頭在鉆進過程中受到鉆桿本身重力和高壓漿液對土體的削切作用,會產生明顯下移,為此旋噴樁的上仰角應根據樁徑、樁長、隧道坡度、地層情況確定,從拱底往上采用間隔1根進行施工。③施工過程中,操作人員隨時記錄鉆進速度、噴射壓力、噴漿量等有效施工參數。施工過程中應嚴格控制,做到發現問題及時處理。④高壓旋噴時應全孔連續進行,若中途拆卸噴射管,則應進行復噴,搭接長度不小于200mm。供漿正常的情況下,孔口回漿密度變小且不能滿足設計要求時,應加大進漿密度。

結束語

數值模擬結果和實際監測結果對比表明,使用水平旋噴樁能有效控制隧道開挖后的地表沉降。隧道開挖后水平旋噴樁咬合而成的拱殼承擔的圍巖壓力較大,施工時應選擇合適的水泥漿配合比及旋噴工藝,以保證水平旋噴樁有較好的剛度。水平旋噴樁超前支護施工時,應嚴格執行施工技術要點,并加強隧道監測量控,用監測和數值模擬結果科學指導隧道施工。

參考文獻

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[2]杜騰飛.旋噴樁在秦沈客運專線于虎跨線橋臺后軟基處理中的應用[J].路基工程.2002(03):123.

篇4

[關鍵詞]旋挖鉆機;粉砂層、細砂層;筑島平臺;鋼護筒;鉆孔作業;泥漿;清孔;優點

[abstract] with sinopec northwest oilfield branch area YuBei 1 HeTianHe bridge project as an example, this paper briefly introduces the rotating drill in silty sand, sand layer of the steel construction technology and quality control.

[key words] the rotating drill; Powder sand layer, fine sand layer; Build island platform; The steel tube; Drilling; The mud; Hole cleaning; advantages

中圖分類號: TU413.3文獻標識碼:A文章編號:

隨著建筑業的高速發展,鉆孔灌注樁以其廣泛的適用性、安全性等優點,在高層、高塔建筑;高速公路、高鐵橋梁基礎施工中被越來越多地應用。如何加快鉆孔灌注樁施工進度和施工質量,是每個施工單位關心的問題。在橋梁施工中,對施工單位來說,完成鉆孔灌注樁的施工就等于完成了整個橋梁工程的一半,選擇合適的鉆孔設備是加快施工進度的關鍵。本文結合工程實際簡要介紹旋挖鉆機在粉砂、細砂層中的鉆孔施工工藝和質量控制。

1工程概況

本工程為中石化西北油田分公司重點建設項目,為玉北油田區塊主要要道。該工程位于塔里木盆地西部,塔克拉瑪干沙漠西部邊緣,新疆維吾爾自治區和田地區。全橋總長997.8m,下部結構為鉆孔灌注樁基礎,樁柱式橋墩,肋板式橋臺;上部結構為33孔30m預應力混凝土箱形梁,橋臺樁徑為φ1.2m、橋墩樁徑為φ1.6m,單樁樁長為45m-48m,共計72根樁,3358m。該橋址位于玉龍喀什河與喀拉喀什河匯合口下游處和田河處,6-8月份為河流汛期,河水漫灘,其他月份地下水位埋深較淺,一般為0.1m-1.44m。

地層巖性如下:

第①層粉砂:全新世沖洪積形成,廠區內均有分布,成層不穩定,層厚0~3.00m。

第②層粉細砂:全新世沖洪積形成,廠區內均有分布,成層不穩定,層厚2.00~4.70m。

第③層細砂:全新世沖洪積形成,廠區內均有分布,成層較穩定,層厚10.0~10.5m。

第④層細砂:全新世沖積形成,廠區內均有分布,成層穩定,層厚8.2~10.9m。第⑤層細砂:全新世沖積形成,廠區內均有分布,成層穩定,層厚34.8~37.2m。

各巖土層物理力學設計參數表

2鉆孔設備選擇

因本工程工期緊、任務重,為了加快鉆孔灌注樁施工進度,選擇兩臺山河智能SWDM22旋挖鉆機進行鉆孔灌注樁的施工,但是針對本工程不良地質情況選用旋挖鉆機施工又存在一定的難度,如何確保鉆孔灌注樁的施工質量,對每道工序的質量控制尤為關鍵。

3施工工藝及質量控制

3.1工藝流程

3.2平整場地、筑島

因橋址處地下水位較高,在鉆孔作業時機械振動極易液化,土方容易失穩、極易塌孔,故在鉆孔作業時需要進行筑島,為旋挖提供作業平臺,根據施工要求合理規劃場地,每三排墩設置一個平臺,作為旋挖鉆機作業平臺兼作混凝土運輸便道,填筑高度1.5-2.0m,在樁位外側10m用挖掘機取土直接甩到作業平臺位置,分層填筑1.2-1.7m,整平后再填筑30cm左右的戈壁料(天然砂礫)、灑水,挖掘機穩壓密實即可進行樁位放樣、鉆孔作業。挖掘機開挖的取土坑可以用作泥漿循環池及棄土坑。通過試孔作業,筑島平臺高出水位至少1.5m以上對成孔質量良好。

3.3樁位放樣

筑島平成后,依據設計圖紙與交樁成果,由測量人員用全站儀統一測放各樁準確位置,釘十字保護樁,然后在樁位周圍做醒目標記,既便于尋找又可防止機械移位時破壞樁點。樁位測放執行兩級復核制度,并經監理驗收合格后進行鉆孔。從施工所發生的問題及成樁所反映的問題說明,樁位放樣工作的準確與否是影響后續工序能否進行的重要條件。在施工中發現,樁位兩級復核對成樁后的樁位準確性有很大的影響,從施工控制點對護筒中心,即樁位中心進行檢驗是很有必要的,這樣可以減少機械振動碾壓及人工移動而引起樁位的偏移。

3.4埋設鋼護筒

3.4.1護筒的選擇及埋設

根據地質資料可知,地面以下0-7.7m為不穩定的粉砂、粉細砂層,故選用傳統的低矮鋼護筒不能滿足施工要求,但是用太高的鋼護筒埋設起來則成為埋設護筒的難點工作。根據試樁總結選用1.2cm厚,內徑大于樁徑20cm,6m高的鋼護筒進行施工能夠滿足施工要求。按照一般埋設護筒的方法進行施工是無法完成的,使用振動錘進行護筒的埋設又比較麻煩,在埋設護筒時我們選用大鉆頭進行樁位鉆孔掏土,鉆至2-3m后,再利用吊車起吊護筒至樁位,通過測量人員再次復核樁位無誤后,將護筒下放定位,然后用旋挖鉆機、挖掘機分別在護筒兩側對稱垂直下壓鋼護筒至要求深度即可,下壓鋼護筒時測量人員隨時復核護筒的垂直度,防止在埋設的過程中發生傾斜。鋼護筒下壓至要求深度后,用人工清除護筒周圍松散土,在護筒四周用麻袋裝土回填夯實至護筒頂部。出漿口要鋪設厚塑料布或編織袋,以防止護筒在出漿時四周塌方。

3.4.2護筒的檢查驗收

制作鋼護筒時,要充分考慮鋼護筒的尺寸及材質,其內徑至少要大于樁徑20cm,壁厚應能使護筒保持圓筒狀及不變形,因為這是鉆孔灌注樁的成品質量和鉆進過程是否能夠順利進行的重要保證,確保進尺時鉆具不刮擦護筒,這一點對于旋挖鉆機這種提鉆頻繁來講相當重要。

埋設鋼護筒時應通過定位的控制樁,準確定位樁位,定十字保護樁,埋設護筒時測量人員隨時復核校正鋼護筒,以免發生偏移,使護筒中心與鉆機鉆孔中心位置重合,同時用水平尺和錘球檢查,使鋼護筒始終保持垂直。護筒埋設是否合格直接關系到樁基的成孔質量,也是誘發塌孔的因素。所以埋設護筒時必須保證其垂直和穩固。

護筒在埋設定位時,護筒中心與樁中心的平面位置偏差應不大于50mm,護筒在垂直方向的傾斜度應不大于1%,護筒底部和四周應采用粘土或砂袋分層夯實,使護筒底口處不至于漏失泥漿。護筒頂宜高于水位1.0-2.0m,當孔內有承壓水時,護筒頂宜高于穩定的承壓水位2.0m以上。

3.5鉆機就位

鉆機就位前,要檢查鉆機的性能處于良好狀態,以保證正常鉆孔作業。鉆機就位時,鉆機自行行至孔口位置,在鉆機完全伸展開行走履帶,然后固定鉆機,操作人員通過自動系統將鉆機調制水平,鉆機升起達到鉛垂并鎖定后,經測量人員檢查鉆頭中心與樁位中心重合后,才可開鉆。在鉆機就位時,根據情況可在鉆機位置設置一塊整體鋼板,這樣可以均勻分布鉆機自重產生的壓力,有利用鉆機的穩定。旋挖鉆機準確自動調平定位對成孔質量起到關鍵的作用。

3.6鉆孔作業

3.6.1選擇優質泥漿,是成孔質量的保證

針對粉砂、細砂層地質,結合旋挖鉆機施工特點,根據以往經驗,選擇優質華科復合型聚合物泥漿作為鉆孔護壁泥漿,其泥漿本身是一種高分子量,多種成分復合,具有多功能性的泥漿材料,是極易溶于水的粉末顆粒,經過水配制成的泥漿,在使用過程中,在孔壁上能夠形成一層有很強張力的保護膜從而起到護壁效果。該泥漿具有很好的護壁性能和堵漏性能,材料中配有護壁劑,護壁劑中的NH4+、K+進入砂層的空穴后,使上下兩晶體胞連結的很緊,水分子不能再進入晶胞層間,從而起到保護孔壁穩定的作用。材料中的堵漏劑可以進入漏失通道后,能與孔隙和裂隙牢牢地粘附在一起,防止泥漿繼續向深處流動。其泥漿配置也相對簡單,因泥漿極易溶于水,所以根據旋挖鉆機鉆速快的特性,可以選擇原孔制漿施工(即水泵往樁孔內及時補水,人工將泥漿粉末灑在水頭處,經過旋挖鉆頭攪動自制泥漿),摻量為0.5~1kg/1000L水。配制時應注意,在下尺前要適當將泥漿濃度稍大一點,且在鉆孔過程中試驗人員隨時測量泥漿比重及粘度,必須保證有足夠量的泥漿補充,旋挖鉆機在旋轉作業過程中,才能起到良好的護壁作用防止孔壁塌方。配制泥漿的性能及質量直接決定著成孔的質量。

配制的泥漿性能指標

3.6.2選擇合適的鉆速,提高成孔質量

在鉆孔過程中,根據設計文件地質情況,先初步確定鉆孔速度,但在實際的鉆孔施工中,根據鉆機出渣的實際情況,及時判斷現場實際地層地質情況,及時調整鉆機在不同地層的進尺速度,根據試樁試驗總結,一般45m-48m單樁成孔時間控制在5-8小時為宜,在不同地層選擇的鉆速如下:

不同地層對應的鉆速

在鉆機開鉆后,一定要保證孔內泥漿數量的充足,同時確保孔內泥漿水頭高度高于地下水位高度,在開始下尺時,要高濃泥漿、慢速鉆進,以防止進尺過快,過分擾動孔壁未形成泥漿保護膜的松散土體導致塌孔,或者因為鉆速過快造成泥漿進入孔內的方量小于挖除孔口的出渣方量,造成孔內泥漿水頭高度不足而導致塌孔。

在鉆孔作業時,除了適當控制鉆速外,很好地控制提鉆出渣速度,也是保證成孔質量的又一重要要素。因為在鉆機提鉆出渣的過程中,會造成孔內泥漿面高度的劇烈變化,若提鉆出渣的速度過快,就會造成孔內泥漿劇烈涌動沖刷孔壁,會造成護筒底部因受到劇烈沖刷而導致大面積塌孔的事故。

此外,因旋挖鉆機在鉆孔過程中會掏出大量的棄土,所有在旋挖鉆機鉆孔時,及時用挖掘機或裝載機及時清除孔壁周邊棄土減輕孔壁周圍土體壓力對成孔質量也至關重要。

3.7清孔(掏渣)

用測繩測量孔深,當鉆孔達到設計孔底標高30cm左右時,暫停鉆機進尺,將樁孔靜置一個小時左右,用探孔器及測繩檢孔,確定孔徑無問題,以及沉渣厚度以后,再次利用旋挖鉆機完成剩余進尺同時撈起沉渣,注意鉆頭提升時要慢速提升,盡量減少因提鉆速度太快擾動孔壁,對孔壁不利。清孔完畢后移走鉆機立即進行鋼筋籠的吊裝。針對本工程地質情況,盡量減少鋼筋籠的接頭,一般控制在2-3節鋼筋籠,焊接時安排操作熟練的電焊工,以節約焊接時間,鋼筋籠吊裝時間越短對樁孔越利.在吊裝鋼筋籠時,必須配專人看護樁孔,隨時對樁孔補充泥漿,保持孔內泥漿的水頭高度,維持孔內壓力平衡,防止水頭太低發生塌孔。

3.8水下混凝土灌注

導管安裝、水下混凝土灌注、導管拆同常規工藝。

在灌注水下混凝土前必須再次測量孔深,確定沉渣厚度必須滿足設計及規范要求,否則要利用導管通過空壓機采用反循環清孔將沉渣排出孔外,才可以進行水下混凝土的灌注。

4 結束語

不同的地質條件采用不同的機械,但是旋挖鉆機以其適用性強、效率高、污染少、功能多等特點,近幾年來被廣泛地使用于高速公路橋梁基礎施工中。本文僅以旋挖鉆機在粉砂、細砂層地質條件下的施工及質量控制做了簡要介紹,隨著旋挖鉆機在建筑工程中的普及和廣泛應用,其施工工藝也會越來越成熟,適應的地質也會越來越廣泛。

參考文獻

1、《玉北1井區和田河大橋工程施工圖》 中鐵一院集團新疆勘察設計院有限公司。

2、《公路橋涵施工技術規范》 JTG/T F50-2011人民交通出版社

篇5

關鍵詞:回填肥槽 地下水 疏干 旋噴樁

1.工程概況

地鐵9號線北京西站~軍事博物館站區間(簡稱北~軍區間)隧道穿越于羊坊店路下方,隧道中線與規劃道路永中基本平行。其中大跨明挖段主要位于羊坊店路與蓮花池東路交叉路口處,全長76.25m。明挖基坑兩側為新修通往北京西站導改路,交通繁忙,西側臨近瑞海大廈,東側毗鄰西新隆商場,南側為蓮花池東路下拉槽結構和非機動車道通道結構,北側緊鄰DN1350雨水及DN1950污水市政主干管道,施工風險較大。

明挖結構型式為單層四跨矩形框架結構,坑底埋深17.2m,最大開挖寬度27.107m,基坑支護體系采用鋼管內支撐加鉆孔圍護樁結構形式,圍護樁為Φ1000mm@1400mm,嵌固深度5.3m,鋼支撐采用Φ609×14mm@6m鋼管支撐,基坑圍護結構平面圖如下圖。

2.工程水文地質條件

北軍區間明挖基坑隧道結構位于原西站北廣場預留段施工肥槽范圍內,且為深度最大部位。肥槽西側采取陡坡形式,向東以緩坡形式變淺。隧道結構圍巖自上而下有人工堆積之雜填土①層,粉土填土①1層,中砂填土、細砂填土①2層,第四紀沉積之粉土③層,粉質粘土③1層,細砂、粉砂④層,卵石、圓礫⑤層,粉質粘土⑤1層,細砂⑤2層,粉質粘土⑥層,粉土⑥2層,細砂⑥3層;再往下為第三紀強風化礫巖⑾層及強風化粘土巖⑾2層。回填土較松散,磚塊、混凝土塊等雜物較多,分布不均,具備密集,地層自穩能力較差,基坑附近存在1層地下水,其靜止水位標高為37.47~41.59m(埋深5.30~9.90m),地下水類型為潛水,含水層為粉土填土①層,雜填土①層,細砂、粉砂④層,卵石、圓礫⑤層,場區縱向地質剖面圖見圖2-1.

3.旋噴加固方案的可行性及必要性分析

3.1地層條件差,開挖風險大

基坑處于回填肥槽范圍內,地質條件差,回填土層厚,土質較松散。人工探孔施工過程中,發現回填材料隨機且不均勻,成分主要包括卵石、碎石、磚塊、路渣等雜物。除此以外,部分樁位受到廢棄大管徑配筋砼、鐵管影響成樁效果難以保證。

鉆孔樁采用泥漿護壁旋挖鉆機成孔工藝,由于地層條件差,施工時泥漿流失情況嚴重,塌孔現象頻繁,混凝土澆筑超方量高達23%(事后及時調整工藝為全套管固壁旋挖成孔)。由于該段土體回填效果差,基坑開挖前,應對樁后土體進行地基加固改良處理,增強圍護結構整體穩定性,提高開挖安全系數。

3.2臨近城市主干道和市政管線,環境風險大

明挖段基坑位于西站北廣場附近,該處人流、車流密集,交通繁忙。東西兩側緊鄰新修導改路,南端為蓮花池東路非機動車道及下拉槽結構,地理位置十分重要。其中,基坑西北角距離導改路水平凈距僅1.5m,因此整個基坑開挖過程應綜合考慮地面交通和開挖施工之間的相互影響,采取必要基坑防護加固措施和周邊交通警示防護措施,避免開挖施工引起地面坍塌和防護不當引起的交通事故。

基坑周邊管線錯綜復雜,主要包括以下幾條:北側東西向φ1350雨水干線管路1條,內底埋深3.6m,距主體結構外皮水平凈距3.84m;東西向φ1950污水管1條,與基坑北端結構水平凈距約6.26m,內底埋深6.5m(該管線為羊坊店路污水干管,管內污水湍急,液面較高),管線使用年限久遠,基坑開挖過程中,若因土體坍塌導致管線變形過大,出現滲漏、開裂等情況,后果將十分嚴重。因此,基坑開挖前應針對各條管線的自身情況分別制定管線保護方案。

3.3周邊巖面起伏大,降水效果難保證

基坑周邊回填界面起伏較大,結構底板位于礫巖層盆地低洼處。(地質橫剖面圖見圖3-1所示)而降水設計僅在基坑東西兩側設雙排管井,在基坑北部容易形成缺口,地下水由此匯入坑內,因此降水效果難保證。因此在該處僅實施坑外降水,降水效果差。

由于設計是在無水條件下考慮基坑荷載計算,經反復探討并經專家論證確定了北~軍區間明挖段采用三重管旋噴加固輔以坑內管井疏干降水的地基改良處理方案,考慮到兩側暗挖施工同時保留坑外降水方案。

3.4旋噴加固實施方案

綜合考慮該段工程水文地質條件,結合專家論證研討議意見,旋噴樁施工沿樁外布置2排,樁徑Φ800mm,樁間咬合200mm,旋噴深度自鉆孔樁樁頂高程至巖層界面,共計746根;基坑內部布設2排疏干井,井徑600mm,間距8m,交錯布置,共計17眼,井深以井底進入隔水層3m為準。旋噴樁樁位和疏干井井位平面布置圖見圖3-2所示。

根據基坑周邊巖層界面高程狀況,現將旋噴樁施工范圍劃分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個區域(區域分布見圖3-1),施工中旋噴樁擬按以下標準控制深度:區域Ⅰ樁底埋深18.1m,共計585根;區域Ⅱ樁底埋深13.5m,共計34根;區域Ⅲ樁底埋深10.6m,共計34根;區域Ⅳ樁底埋深15.2m,共計93根。旋挖深度控制見表2-1所示。其中,Ⅰ、Ⅱ區以樁底進入礫巖0.5m控制,Ⅲ、Ⅳ區以嵌入泥巖1.5m為準,旋噴分區縱剖圖具體見圖3-3所示。

3.5旋噴機械設備投入

4.三重管旋噴施工

4.1工藝機理

三重管旋噴樁是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆至設計樁底后,再以高壓水流及其周圍環繞的高壓氣流,對土體進行同軸噴射沖切,形成較大的空隙,再將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破碎的巖層中,噴嘴作旋轉和提升運動,使水泥漿與土粒充分攪拌混合,并按一定的漿土比和質量大小重新排列,最終在土中凝固,形成較大的柱狀固結體。三重管旋噴施工示意圖如右圖所示。

4.2工藝流程

旋噴樁施工工藝流程具體見圖4-1所示。

4.3主要施工技術參數

水泥摻量300kg/m,水灰比1:1,提升速度8~12cm/min,轉速為10~15r/min,氣壓0.6~0.8Mpa,水壓28~32Mpa,漿液壓力0.5~1Mpa。具體施工參數根據現場試樁試驗后分析總結,并及時調整。

4.4施工方法

⑴鉆機定位,將鉆機移至設計孔位,將鉆頭對準孔位中心,孔位誤差小于20mm,同時整平鉆機,使鉆機放置平穩,鉆桿的垂直度偏差不大于1%。就位后,首先進行低壓(0.5MPa)射水試驗,用以檢查噴嘴是否暢通,壓力是否正常。

⑵制備水泥漿,樁機移位時,即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿,高噴灌漿采用425#普通硅酸鹽水泥。首先將水加入桶中,再將水泥和外摻劑倒入,開動攪拌機攪拌10~20分鐘,而后擰開攪拌桶底部閥門,放入第一道篩網(孔徑為0.8mm),過濾后流入漿液池,然后通過泥漿泵抽進第二道過濾網(孔徑為0.8mm),第二次過濾后流入漿液桶中,待壓漿時備用。

⑶機械成孔,本次旋噴加固范圍內,由于卵石和建筑垃圾含量較多,三重管旋噴施工中應采用XY-2地質鉆機進行引孔,鉆孔直徑Φ127mm。

⑷旋噴拔管,在達到設計深度后,接通高壓水管、空壓管,開動高壓清水泵、泥漿泵、空壓機和鉆機進行旋轉,并用儀表控制壓力、流量和風量,分別達到預定數值時開始提升,繼續旋噴和提升,直至達到預期的加固高度后停止。施工過程中,值班技術人員注意時刻檢查漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等參數是否正常,并隨時做好記錄,繪制作業過程曲線。圍護樁樁頂標高以上土體不予旋噴,區域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ旋噴有效樁長分別是15.9m、11.9m、9m、13.6m。

⑸清洗,當噴射提升到設計標高以后,旋噴即結束。施工完畢,向漿液罐中注入適量清水,開啟高壓泵,清洗全部管路中殘存的水泥漿,在地面噴射,以便將泥漿管、注漿軟管內漿液全部排出,并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。

⑹移位,移動樁機進行下一根樁的施工。

⑺補漿,噴射注漿作業完成后,由于漿液的析水作用,一般均有不同程度的收縮,使固結體頂部出現凹穴,要及時用水泥漿補灌。

4.5質量控制要素

⑴正式開工前應認真作好試樁工作,確定合理的施工技術參數和漿液配比。

⑵鉆機開孔前必須復核孔位,檢查鉆機水平度、軸垂直度。鉆進時應避免鉆機的劇烈振動,跳動及鉆桿擺動,確保鉆機垂直度。

⑶控制旋噴壓力和提升及旋轉速度,確保加固范圍內每一深度的噴漿飽滿。

⑷鉆桿旋轉和提升必須連續不中斷,拆卸接長鉆桿或繼續旋噴時要保持鉆桿有0.3~0.5m的搭接長度,避免出現斷樁。如因機械出現故障中斷旋噴,應將噴射管下插0.5m,重新旋噴以保證樁體連續性。

⑸制作漿液時,水灰比要按設計嚴格控制,不得隨意改變。在旋噴過程中,應防止泥漿沉淀,濃度降低,不得使用受潮或過期的水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時,應有篩網進行過濾,過濾篩孔要小于噴嘴直徑1/2為宜。

4.6施工注意事項

⑴噴注中發生機械故障時,應停止提升和噴射,以免樁體中斷,同時立即排除故障。如果泵壓增高不出漿液,則是噴嘴堵塞;泵壓達不到要求值時,則可能是高壓部分密封不好,連接處或旋轉處漏漿、漏水。

⑵冒漿的處理。旋噴中,往往有一定數量的土粒隨著部分漿液粘附在注漿管管壁上冒出地面,通過對冒漿的觀察,可及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴合理性等。根據經驗,冒漿量小于注漿量20%者為正常;超過20%或完全不冒漿時,應查明原因并采取相應措施。若地層中有較大空隙引起的不冒漿,則在漿液中摻加適量的速凝劑,縮短固結時間,使漿液在一定范圍內凝固。另外,可以在空隙地段增大注漿量,填滿空隙后在繼續施工。

⑶冒漿過大一般是有效噴射范圍與注漿量不適相應、注漿量大大超過旋噴固結所需漿量所致,減少冒漿的措施主要包括以下幾種:①提高噴射壓力;②適當縮小噴嘴孔徑;③提高旋轉速度。

⑷由于漿液析水、收縮,固結體頂部有可能出現凹穴,必須采取措施予以消除,可再次直接注入漿液填滿凹穴。

五.小結

篇6

關鍵詞: 地鐵車站;滲漏水;治理措施;堵水;效果

中圖分類號:TV697.3+2文獻標識碼: A 文章編號:

當前,隨著城市的不斷發展,城市人口也不斷增加,城市的交通出行問題也面臨著巨大的考驗。地鐵憑借著安全、舒適、快捷等優勢,在解決城市交通問題上應用較多。我國地鐵車站一般采用框架結構,明挖順作法施工。在工程實踐中,這種地鐵車站會產生滲漏水現象,會降低混凝土的耐久性,威脅著地鐵車站的運行功能和運行安全。因此,地鐵車站施工必須抓好做好滲漏水的治理工作。

1 工程概況

某地鐵車站為框架結構,采用明挖順作法施工技術。地鐵車站全長163.7m,標準斷面寬17.9m,開挖深度15.8m,基坑內設三道鋼支撐。基坑采用鋼筋混凝土灌注樁與旋噴樁咬合結構。地質情況:①填土層,埋深0~1.55m;②新近沉積層主要為粉土、粉細砂、中粗砂、圓礫、砂礫,埋深1.55~8.70m;③一般第四紀沉積層主要為粉質黏土埋深8.7~19.6m。

2 地鐵車站施工滲漏水原因分析

開挖施工至地面以下7m時,基坑側壁鉆孔樁樁間均出現滲漏水現象,滲漏水在同一平面上呈不連續分布,漏水點大小各異,經采用量筒測算,水量在1.5~52.0m3/h不等。車站基坑兩端頭區間隧道與車站接口處洞門四周滲漏水嚴重。車站南側靠近萬泉河一側滲漏水較大,北側臨近圓明園湖泊一側漏水明顯較大,含泥沙量大。

經勘察研究,現場漏水原因分析:①地下水位高,砂層、卵礫石層透水性好,基坑周邊水源補給充足。②設計時可能考慮到對古建筑的影響,在本站未設降水井,只設有深層減壓降水井,減壓降水深度為地面以下17.85m,而基坑開挖深度為16.90m,減壓井不能對中層的潛水及地表水起到降水作用。③盾構提前過站造成端頭墻圍護樁斷開,形成不連續的止水帷幕。④基坑開挖施工主要集中在6月—9月份,正值雨季。⑤本工程的圍護結構為鉆孔樁加旋噴樁,先施工鉆孔樁,再施工旋噴樁,兩次成樁施工造成樁體間存在間隙,且在地下水豐富和不均勻地質條件下,施工的旋噴樁密實度差異較大,同時旋噴樁施工時的提升速度不均易造成水泥漿斷層,受水流沖刷,空隙較大時夾帶泥土、砂石從漏水點涌出。

3 地鐵車站滲漏水綜合治理措施

施工中根據滲漏水的特點總結了以下幾個方面:大面積漏水、集中性漏水、較小漏水點或滲水等情況,根據以上滲漏的原因采取不同措施治理滲漏水,堵水施工遵循“堵排結合,以堵為主”的治水原則,同時考慮內外因素,不同漏水情況采取不同治水措施,外部因素以截流為主,內部因素以堵排為主,內外排水措施相互結合才能達到治水的目的。

3.1 預注漿措施

地面以下7~12m已開挖部分,基坑墻壁出現大面積滲漏水,漏水點普遍集中在樁間,漏水中含泥沙量大,漏水點孔徑為5~30cm,漏水量每孔約15~45m3/h。

暫停大面積土方開挖,對該砂卵石地層實施超前注漿堵水方案:

(1)對已開挖的工作面噴射混凝土封閉,混凝土強度達到設計強度的70%時采用風鉆在樁間打孔,注漿管的布設間距為橫向1.2m,豎向1.5m,孔徑為φ40,注漿管為φ32,壁厚δ=3.25mm的鋼花管,漏漿孔在鋼管前端1.5m設置,間距為15cm,孔徑為8mm,梅花形布置,管頭制成錐形,注漿管從鉆孔樁與旋噴樁之間斜向打入,打設深度應穿過旋噴樁,插入注漿管分1.5m和2.5m兩種,長管作為深層預注漿,短管為二次補償注漿,插入角度為水平向下15°,注漿管外漏15~20cm。

(2)注漿設備采用KBY50/70型雙液注漿機,注漿連接管路為φ30的橡膠軟管。

(3)先注入1︰0.8~1︰1水泥漿,注漿壓力為0.1~0.3MPa,注漿過程中因回填的漿液與土體間隙飽和產生較大壓力,當壓力達到0.3MPa時,停止注水泥漿,二次補償注水泥—水玻璃雙液漿,經現場原狀土注漿試驗確定配合比:水泥采用P.O32.5普通硅酸鹽水泥,水玻璃模數2.2~2.8,濃度不低于35Beˊ,同時加入緩凝劑NaH2PO4,摻量≤3%,水泥漿與水玻璃體積比為1︰1,凝結時間控制在8~10min。二次補償注漿壓力為0.3~0.6MPa,注漿時要注意觀察壓力和流量變化,壓力逐漸上升,流量逐漸減少,當注漿壓力達到設計終壓時,再穩3min,可結束本孔注漿。二次補償注漿在旋噴樁與鉆孔樁外層形成壓密注漿區,起到加強止水的作用。根據地質情況每2m作為一個注漿層,每一個開挖循環進行一次預注漿施工。預注漿施工見圖1。

圖1 基坑側墻預注漿施工圖( 單位: mm)

預注漿堵水后再采用小型挖掘機配合人工逐層開挖,同時掌握滲漏水情況并采取必要堵水措施。

3.2 集中堵水措施

(1)基坑側壁集中堵水處理

漏水情況:預注漿之后進行基坑開挖,樁間仍有滲漏水,原因是周邊有潛水,水位分布在開挖面以上約1.5m,用壓力儀器測試水壓在0.03~0.07MPa之間,這種漏水情況較為集中,在距離萬泉河和圓明園湖泊較近的地方漏水明顯較大,以點狀分布為主,集中性漏水還集中在地下12~15m,經統計,漏點分布范圍為每100m2約有15個點,漏水量每孔約為5.5~25.0m3/h。

堵水措施:堵水施工時有針對性地先在原漏水點處采用YT-28風鉆打孔預埋注漿管,四周用水泥砂漿封堵,拌合砂漿時加適量速凝劑加快凝固時間。漏水孔徑>150mm的先采用草袋堵塞,再用砂漿封堵,插入注漿管角度為水平向下15°,外側露出管頭20~30cm(該注漿管的作用是一方面排水,另一方面方便注漿管的連接)。將樁間水通過注漿管引流出來,然后對基坑側壁掛網噴射混凝土封閉,噴射混凝土時注意防止堵塞注漿管,在噴射混凝土達到設計強度后進行注漿施工,漿液選用水泥—水玻璃雙液漿,材料選用、配合比、注漿壓力同上。

(2)區間洞口處集中堵水

漏水情況:基坑端頭墻洞口處樁體斷開,形成不連續止水帷幕,洞口周邊漏水嚴重。

堵水措施:在洞口外輪廓環向打設兩排小導管,第一排導管距離洞口外輪廓200mm,一、二層小導管間距為300mm,導管環向間距為1000mm。注漿材料選用1︰1的水泥漿與水玻璃配合成1︰1(體積比)的水泥—水玻璃雙液漿,注漿擴散半徑為0.25m。管片下部采用鋼格柵+網片+連接鋼筋+小導管注漿聯合支護。注漿順序為先內側后外側,同一層環向注漿管采用間隔注漿。

3.3 較小漏水點及滲水堵漏措施

篇7

【關鍵詞】地下深基坑;支護工程;設計;施工;監測

The Design and Construction of Underground Deep Pit Shoring Engineering

ChenXi

(Shantou Jian-an group compaby Shantou Guangdong 515041)

【Abstract】Economize big area, perimeter environment complicated and have underground deep pit of the difference, at design go forward a line of appropriate cents distinction segment, adopt different design project, or at same shoring design project next different shoring stake in adoption long, different anchor pole density or lengths, can very much thepit shoring cost.In soil square open dug in ground floor construction process, enhance pit monitors, pressing to monitor circumstance adopt necessary measure in time, ising a safe importance in pit guarantee.

【Key words】Underground deep pit;Shoring engineering;Design;Construction;Monitor

1. 工程概況

南方醫科大學軍隊經濟適用住房(自編A1~A3棟)工程位于廣州市白云區沙太南路京溪街1023~1063號,工程總建筑面積為49406m?,由兩層地下室、兩層裙樓及3棟塔樓組成,其中地下室面積為7313m?,地上面積為42093m?,其中塔樓三棟各21層,總高度71.4m。開挖基坑周長約580m,周邊為南方醫科大學教學樓、宿舍與軍隊公寓樓等,距離本基坑開挖線5~20m。建設場地原土面標高13.0~9.60m,該基坑開挖深度8.5~13.0m。

建設場地原為舊宿舍樓拆遷平整而成,較為平整,地下水埋深0.7~2.1m,主要為土層弱潛水和基巖中裂隙水,場地地質與地下水情況見表1。

該地下基坑開挖深度范圍內,土質差,地下水較豐富,宜進行專項基坑支護設計。場地地質條件復雜,樓房密布,距離較近,都應采取支護與止水措施。

2. 基坑支護的設計

圖2 土釘支護剖面

圖3 土釘支護正立面

根據場地地層結構和周邊環境,采用鉆孔灌注樁 (樁間單管高壓旋噴樁止水擋土,南面改為雙管高壓旋噴樁止水擋土),加兩道預應力錨索的支護方法。由于該基坑周邊情況有差別,將基坑劃分為13個區段,各個區域支護樁長不同。同時為了節約基坑支護成本,第6區在支護樁施工前先卸除部分土方,放坡部分坡面采取掛鋼筋網噴射混凝土并加錨土釘的方案。

該工程設計所采用的鉆孔灌注樁直徑1000@1150(800@950),樁長11.50~15.50m(樁頂標高在地面下1.0~1.5m,嵌固段4~5m),混凝土強度等級C30。在兩鉆孔灌注樁間采用單管止水擋土旋噴樁(南面為雙管止水擋土旋噴樁)。由于花崗巖殘積土遇水軟化,要求旋噴樁進入基坑底面下土層1.0m。鉆孔樁頂設冠梁,錨索設置腰梁,如圖1所示。為避免砂層涌砂和塌孔,預應力錨索成孔要求采用帶套管成孔方法,采用二次注漿工藝。6區基坑支護樁頂冠梁以上地面需放坡施工兩層土釘,即原地面下1.0m施工第一層土釘,土釘的垂直間距為1.3m,水平間距為1.2m,長度第一層為8.0m、第二層為6.0m,如圖2、圖3所示。

該工程設計要求基坑周邊堆載和其他超載不得超過20KPa,周邊場地應作硬化處理,沿基坑周邊設明溝排水,尤其對于西邊和北邊應先待排水渠箱完成后才能進行基坑施工,基坑施工過程中放坡平臺嚴禁堆載。基坑周邊每隔20m設一個水平位移觀測點,基坑周邊的所有建筑物、天橋和重要管線均應進行沉降和水平位移監測,水平位移報警值南邊、北邊為20mm,東邊30mm,西邊35mm,水平位移控制值各邊均為50mm,對于村民樓房在施工前先進行鑒定,施工時沉降報警值20mm,沉降變形控制值為40mm。

3. 基坑支護的施工

圖3 基坑支護施工總程序

3.1 施工程序。

根據該工程的特點及施工現場實際情況,基坑支護總體施工程序安排如圖4所示。主要機械設備投入分兩個階段:在鉆孔樁施工期間,投入8臺鉆孔樁機、1臺旋噴樁機及6臺錨桿機;鉆孔樁施工完畢,則投入3臺旋噴樁機及10臺錨桿機。各區施工按先后順序進行流水作業,即:5~8區4、9、3、10區3、11區2、12區1、13區。在具體的施工中,鉆孔灌注樁、旋噴樁與預應力錨桿張拉鎖定都采取跳躍式方法進行作業,即按預先編號,先1、3、5、7、9……,后2、4、6、8、10……的施工順序進行。

6區噴錨施工程序為:土方開挖修坡成孔置入鋼筋注漿噴射底層砼編網焊加強筋噴射面層砼養護。

3.2 主要施工參數。

(1)鉆孔灌注樁。該基坑支護工程投入8臺BRM-1型鉆孔樁機,主要技術參數如:成孔直徑/深度1250mm/60m,轉盤扭矩12.1ΚΝ•m,轉盤轉速9~52r/min,功率22KW,鉆機重量9200Kg,鉆頭選用籠式鉆頭。

(2)旋噴樁。采用先引孔后注漿的方法,隨鉆孔灌注樁的施工進度及時插入作業點,旋噴樁主要施工參數:旋噴樁進入基坑底面下土層1.0m,采用普硅32.5R水泥,摻入量單管150Kg/m、雙管250Kg/m,壓力20~25MPa,水灰比0.9~1.0,單管旋轉速度20~25rpm、提升速度20~25cm/min,雙管旋轉速度8~12rpm、提升速度6~12cm/min,水泥漿液比重1.5~1.6,樁體直徑≥600mm。

(3)預應力錨索支護。錨索錨固段注漿體直徑不小于150mm。灌漿材料采用強度不低于25MPa的水泥漿,并采用二次灌漿工藝,錨索采用1860級的75鋼絞線制作。錨索張拉荷載分級與觀測時間見表2。

(4)噴錨施工。先放坡開挖,并及時進行人工修坡,坡面要平整。壁面開挖后,馬上投入土釘施工以及網噴砼的其它工序施工,盡量縮短壁面土體的露空時間。土釘錨桿采用鉆機成孔后,置入18螺紋鋼筋,置入鋼筋后隨即注漿。注漿管與鋼筋一起送入孔內,鋼筋置入孔后,注漿管在孔的底部開始注漿,并邊注邊緩慢抽出注漿管,注漿壓力0.3~0.5MPa。,鋼筋網及加強筋設置如圖2所示,鋼筋網8@200×200,加強筋216,加強筋同土釘焊接。網噴砼采用砼噴射機噴射成型,砼分層噴射密實,噴射至設計厚度的砼板,待終凝2h后,按規定噴水養護7d。

(5)樁頂冠梁。冠梁采用組合鋼模支模,現場綁扎鋼筋,混凝土運至現場灌注,插入式搗固器振搗密實,冠梁隨支護樁進度分段施作,施工縫與支護樁縫錯開。

(6)錨索的腰梁。采用C25砼,縱向鋼筋為4根18螺紋鋼筋,箍筋采用8@200,腰梁預埋100鋼管,腰梁與鉆孔樁采用植筋連接,每隔一樁植2根20螺紋鋼錨筋。

(7)基坑護欄。基坑土方開挖后要及時設置護欄。基坑護欄采用48鋼管焊接成形,護欄高度1.1m。

(8)地面排水。為保證地面排水順暢,沿基坑頂面四周設置排水溝,并每隔40m設集水井一個,及時把地面水排走,以保證地面水不流入基坑內。

3.3 基坑監測。

監控量測是施工中監視地層與圍巖穩定性以及保證施工安全和周圍建筑物安全的重要手段。該工程施工期間的監測內容包括:基坑的水平位移、基坑周邊的建筑物沉降、地下水位、支護樁水平位移。監測項目及監測點的布置詳見下表3。

基坑支護結構經監測位移率加快或周邊地表下沉速率加快、或坑壁有坍塌趨勢或邊坡失穩時,立即停止基礎或地下室的施工、撤離施工人員和設備(如有可能),必要時迅速原位回填及時加固。當支護結構因碰撞后出現滲漏水時,及時進行止水處理,必要時原位回填。

該工程邊施工邊監測,對監測的數據及時分析,并及時反饋修改完善基坑支護、土方開挖與地下室施工方法,必要時啟動安全應急預案,這樣才能忙中不亂,保質保量按時完成大面積地下室工程。

3.4 施工注意事項。

在該工程基坑支護與地下室工程的施工過程中,針對出現的問題,我們采取了一系列設計施工措施,現總結如下要點:

(1)鉆孔樁施工時應有足夠的排漿設備和設置專門的泥漿池,防止因泥漿流淌而浸泡基坑土層。

(2)離基坑邊10m范圍內的基礎樁施工必須跳開施工,其間距不小于10m,只有已施工的樁身混凝土達到設計強度的70%后才能進行相鄰樁的施工。

(3)如在離基坑10m范圍內出現基坑以下仍為淤泥的應采用鋼護筒,護筒應穿透淤泥層,樁長不應小于5m。

(4)灌注樁泥漿池應離開基坑壁適當距離且泥漿面應低于附近基坑底,做好施工措施嚴禁泥漿浸泡基坑底和基坑壁。

(5)對于基坑支護的預應力錨索,在張拉預應力之后,不宜全部切斷錨索,宜預留張拉的長度,一防止基坑變形后補張拉的需要。

(6)基坑土方開挖過程中必須分層分片開挖,減少大型運輸車輛靠近支護樁行走擠壓支護樁,挖至底層土前應先考慮好出土,并注意基坑邊挖土機或吊車站立對支護樁的側向擠壓影響。

(7)應采取措施防止基坑底隆起,避免對支護結構的產生不利影響,開挖土方形成深基坑后,在基坑底靜壓管樁應注意大噸位靜壓樁機對支護排樁及邊坡的影響。

(8)土方開挖后在深基坑內進行基礎樁的施工,能夠節約工程造價,但基坑周邊靠近支護排樁處,不宜進行錘擊或靜壓管樁的施工,基坑周邊一排基礎樁宜改用鉆孔灌注樁的施工方法。

4. 結語

該工程2010年3月9日開始基坑支護及土方開挖工程,于2010年10月27日完成±0.000以下結構及地下室外墻防水、土方回填施工,于2011年5月12日完成主體結構工程,2011年11月15日前完成裝飾裝修、屋面及節能工程施工,于2011年11月16日、17日完成各住戶鑰匙移交,施工質量優良。

從該工程的實踐中我們看到,基坑邊坡支護結構具有一定的時效性,尤其是雨季時更為顯著。因此我們認為,一般的工程,應在基坑支護結構完成后盡快(盡可能3個月以內)完成澆注地下室底板和地下室外墻的施工,否則會有部分預應力錨索需作二次張拉或多次張拉。

對于大面積、周邊環境復雜且有差異的地下室基坑,在設計上進行適當的分區分段,采取不同的設計方案,或者在同樣的支護設計方案下采用不同的支護樁長、不同的錨桿密度或長度,能有效地節約基坑支護成本。在土方開挖于地下室施工過程中,加強基坑監測,按監測情況及時采取必要措施,是基坑安全的重要保證。這是該地下基坑支護工程設計與施工結果的經驗總結。

參考文獻

[1] 黃強.惠涌寧主編《深基坑支護工程實例集》中國建筑工業出版社1997年12月第一版.

[2] 《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002.

[3] 《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99).

[4] 廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》DBJ15-3-91.

篇8

關鍵詞:旋挖樁;施工技術;優點;質量控制措施

旋挖鉆機作為一種新型鉆孔設備,它具有功率大,鉆孔速度快,自動化程度高,移動靈活方便,定位準確,節約勞動力,生產安全,工作方便,環保性能好,噪聲小,工作效率高,節約時間,降低施工成本等特點。但它也有因自身原因帶來的一些問題,由于其施工工藝環節多,一環不慎,便會有質量問題發生。尤其在房屋基礎建設中,更需要加強施工管理,搞好成樁質量。

1 旋挖機成孔的優點

通過與傳統鉆孔樁機的比較,我們可以得出旋挖樁機成孔工藝有明顯的優勢之處,其主要優勢歸納如下:

1.1 成孔速度快,是普通循環鉆機的5倍以上,有效地保證了工程進度。旋挖鉆機鉆桿為伸縮式鉆桿,提鉆速度快。按直徑1m,孔深17m左右的基樁在1h左右即可完成。旋挖鉆機對不同的地質情況適應性強,適用廣泛。

1.2 移位方便,旋挖鉆機多為液壓履帶式伸縮底盤,可將鉆機方便地移動到所要到達的位置,而不像普通循環鉆機移位那么繁瑣,同時又保證了整機穩定性及良好的機動性能。

1.3 定位速度快且定位準確度高。開孔前通過人工指揮鉆頭中心對準樁位,再由機械手將對應坐標設置為軸心坐標,施工過程中操作手在駕駛室內利用先進的電子設備就可以精確地實現對位,使鉆機達到最佳鉆進狀態。

1.4 鉆孔深度、垂直度可自動檢測及控制。因鉆機自身自動化程度高,鉆孔深度和垂直度可由電子系統控制并在熒屏實時顯示。

1.5 安全、環保特點突出。整機采用全液壓傳動,整機調平和行走移位均借助液壓馬達或油缸,不僅過載保護性好,運轉平穩,安全可靠,操作靈活輕快,震動小、噪音低,大大減輕了操作者工作強度,而且鉆機還設置了主、副卷揚機的高度限位與動臂幅度限位以及駕駛室內液控開關等安全保護裝置,從而促進了文明施工和安全生產;鉆孔過程不用循環泥漿,使用的泥漿可以循環利用,鉆渣可以通過提升旋挖斗時和泥漿分離后運走,減少了污染,施工現場較為整潔干凈。

1.6 成孔后沉渣少。旋挖鉆機成孔采用靜態泥漿護壁,鉆渣是通過旋挖斗提出,故沉渣量很小;而其它鉆機鉆渣是通過泥漿的循環排出,故兩三米沉渣是常見的。

1.7 由于旋挖鉆機的特殊成孔工藝,其鉆頭多次上下往復,使孔壁粗糙、不易產生縮徑。與傳統的鉆孔樁相比,旋挖樁的承載力顯著提高,承載樁的施工質量有所保證。

2 旋挖機施工工藝流程

旋挖機施工工藝流程:旋挖鉆機成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土,并直接將其裝入鉆斗內,然后再由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土,這樣循環往復,不斷地取土卸土,直至鉆至設計深度。對粘結性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進工藝,無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層或有地下水分布,孔壁不穩定,必須采用靜態泥漿護壁鉆進工藝,向孔內投入護壁泥漿或穩定液進行護壁。施工工藝流程主要分為以下七點:

2.1 樁基定位:根據勘測單位提供的水準點及測量控制網引測,在軸線的延長線上做點,樁施工過程中對現場測量控制點進行校核,并做好有效保護。

2.2 埋設護筒:護筒中心線對準測定的樁位中心,嚴格保護護筒的垂直度,確保其中心線與樁中心重合;護筒固定正確位置后,用粘土回填夯實以保證其垂直度。

2.3 樁機就位:鉆機安裝就位后,應將鉆頭中心對準樁位中心,確保施工中不發生孔位偏移。(旋挖鉆機一般都帶有定位后的鎖定功能,只要鉆機不整體移位,鉆桿可以自由旋轉,經操作手的操作,就會仍對準原定樁位中心。)

2.4 成孔:利用泥漿箱和泥漿池配合使用,采用人工(采用泥漿泵攪拌造漿,泥漿采用鈉基或鈣基膨潤土制作,摻量按泥漿比重的要求進行換算或用泥漿比重儀控制即可。)攪漿護壁成孔,泥漿比重應根據具體底層條件而定,根據試樁及施工經驗確定各層地層條件下的鉆進參數(泥漿比重選取范圍一般為1.05~1.10之間);成孔后對孔徑、孔深、沉渣、泥漿比重等各項指標進行檢查。(旋挖鉆孔最大的優勢就是泥漿可以反復利用,第一次造漿后,以后做適當補充即可)。

2.5 安放鋼筋籠:利用吊車將鋼筋籠垂直吊入孔內,放到設計標高面后固定好鋼筋籠。

2.6 安裝導管:利用吊車將導管放入,導管直徑、長度應與孔深配套,管距孔底0.3m,初灌量應保證混凝土擴散后,導管埋入深度不小于1m。

2.7 澆注混凝土:每注入一定量的混凝土,利用吊車向上拔管,每提0.3m,反插一半,保證混凝土的擴散和密實,如此循環,直至頂面。最小埋入深度不能小于0.5m,最大埋深可達到10m以上,這主要是因為旋挖施工所需要的泥漿比重較小、沉渣較少、砼與泥漿重量差明顯。

3 旋挖樁施工過程控制要點

2.1施工質量質量預控

2.1.1 樁機性能檢查。樁機組裝完成后,應督促施工單位對樁機主要性能進行檢查。對于自控系統的準確性,監理應對樁機底座、導桿垂直度等用經緯儀、水準儀核查,確保自控系統偏差在規范允許范圍內。

2.1.2 成孔工藝評定。通過試成孔,確定鉆機在場地不同土層的鉆進速度,護壁泥漿比重、成孔質量情況作初步分析,為下一步施工提供參考數據。

2.1.3 審查施工組織設計,提倡方案的先進性、可行性、安全合理、質保措施工得力。監幫組合,積極協調,為工程質量保證提供良好的作業條件。施工方案優化對施工階段的質量控制和工效起到了重要作用。

2.1.4 督促施工單位按工程要求建立、健全、完善施工現場的質量管理體系,并檢查管理體系的正常運行。

2.1.5 對旁站內容、關鍵部位、控制目標進行策劃,落實旁站人員,建立旁站工作制度。

2.2施工過程的質量控制要點

根據《建筑地基基礎工程施工質量驗》要求,對樁基礎施工工藝流程和灌注樁易出現的質量通病,在施工過程應設立以下質量監控點:

2.2.1 樁位測量:施工前應復核基礎軸網,建立控制樁,妥善保護;對每根樁定位,可插端頭有油漆標志的短鋼筋;在每根樁護筒埋設前,還要再次復測,利用軸網上的兩根控制樁作基點,矢量前方交匯法復核樁位,防止施工期間撓動造成樁位偏差。

2.2.2 護筒埋設:用十字交叉檢查護筒中心應與樁中心重合,護筒周邊土要填實,保護護筒穩定。

2.2.3 樁機就位調整:某些型號的旋挖鉆機具有自動調整顯示,但監理人員應定期對自控系統復核。

2.2.4 成孔:在鉆孔過程中,應始終保持孔內泥漿液面位于地下水位以上2m左右。檢查自控儀表顯示,防止鉆頭偏移出現孔斜,取出的碴土應及時清運出工作面。

2.2.5 入巖:在鉆至入巖時,根據最后一挖斗取出的石渣與標準巖樣比較,確定入巖界面。如巖層堅硬可換螺旋鉆頭,鉆至不少于設計要求的深度(具體深度可現場根據巖層標高而定)。

2.2.6 終孔檢查:利用測繩、孔規(或孔徑儀)檢查孔深、孔徑、垂直度等。

2.2.7 清孔:按照試成孔經驗,可在鋼筋籠吊起后開始清孔,有利于減少沉碴厚度。清孔后應立即測量孔深,與導管安裝后的孔深比較,確定沉碴厚度。

2.2.8 混凝土水下澆灌:砼澆灌過程是成樁的關鍵階段,也是質量問題易發階段,隱蔽性較強,事后難以補救。因此監理全過程旁站監督,發現問題要及時解決,不留質量隱患。

4 結束語

由于旋挖樁適用于各種復雜的地質條件,如:軟土、流泥、流砂、卵礫石等。也具有環保性能優越、成孔質量理想、施工效率高等特點,在現代橋梁、建筑工程項目建設中深受工程設計和施工單位的歡迎。在旋挖樁施工中受到各類主客觀因素的影響,會導致各類技術問題的普遍存在,所以必須嚴格把握其技術要點,本文根據自身工作經驗對此施工工藝進行總結,以此供參考交流。

參考文獻:

篇9

關鍵詞:樁位偏位控制

Abstract: this paper analyzes the bored pile drivers spin deviation of causes for the whole construction process corresponding control measures.

Keywords: pile a partial a control

中圖分類號:U443.15+4 文獻標識碼:A文章編號:

隨著國內外各類旋挖鉆機在樁基施工領域的大量應用,以此鉆機為基礎所形成的無循環旋挖工藝在該領域越來越被重視,旋挖鉆主要的特點是成孔速度快,但在工程竣工驗收時,就樁位偏位一項有很多樁不能滿足設計對施工的要求。因此對于樁位偏位的控制在該工藝中有重要的意義,下面就樁位偏位原因及控制分別闡述。

1 樁位偏位產生原因

《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)中規定樁基樁位偏差排架樁為50mm、群樁為10mm,在樁基施工完成后,破除樁頭并將鉆孔灌注樁頂部的鋼筋籠修整,根據鋼筋籠的前、后、左、右方向上定出中心位置,即為樁基中心,再通過全站儀放樣作出設計樁位中心位置,兩者的間距即為樁位偏差。樁位偏差主要表現有兩種,一種為鋼筋籠與樁基混凝土整體偏離樁中心,超出規范要求。另一種則表現為鋼筋籠偏離一側,由于樁基的保護層和擴孔系數原因,即使樁基混凝土不發生偏移,而鋼筋籠偏向一側是也會使得樁基樁位發生偏差,超出規范要求。

筆者經過對實際工程項目的分析,從測量放樣到最后成孔,總結出下列原因:

(1)樁位放樣出現錯誤;

(2)護筒埋設出現偏位;

(3)鉆孔過程中鉆桿出現位移,原因有鉆孔前沒有嚴格對中、鉆機發生位移、地質軟硬不均勻。

(4)鋼筋籠定位出現偏位,原因有控制鋼筋籠的墊塊設置不當導致偏位、鋼筋籠就位后沒有進行對中復核造成偏位、混凝土灌注過快或導管掛住鋼筋籠導致鋼筋籠局部偏移產生偏位。

2 樁位偏位控制措施

2.1 樁位放樣

樁位放樣可通過內業和外業兩個方面進行控制。

內業為了保證放樣數據的正確,要對圖紙進行系統的全面的復核,不僅要做好本標段的復核還要做好與臨標段的鏈接處的復核。放樣數據計算好后,需經測量工程師復核確認后方可使用。

外業施工放樣,首先要確保全站儀的建站完全正確,其次對于放好的點位做好引樁,如圖1所示,記好引樁到樁中心的距離L1、L2并定好引樁到樁中心的方向。

2.2 護筒埋設

(1)鉆機就位,鉆頭精確對準樁位點。

(2)開始鉆孔,鉆取一定深度后,裝上擴孔器,使孔口大于護筒5cm。

(3)使用鉆機副卷揚機吊起護筒入孔口。

(4)埋護筒,保持護筒的垂直度,同時通過引樁,用鋼尺沿之前定好的方向,以L1-R和L2-R(R為護筒半徑)兩個距離進行交匯控制(如圖(1)所示),直至護筒頂到指定標高。

護筒埋好之后以L1、L2和之前定好的方向恢復樁中心位置,并檢測護筒中心是否與樁中心重合,并控制在±5cm范圍之內,同時對護筒周圍進行夯實,使其穩固不會在鉆孔過程中偏移、垮塌。

圖(1)距離交匯埋設護筒圖(2)距離交匯控制鉆桿方向

2.3 鉆孔過程

由于鉆機的自重、護筒直徑大以及地質等原因,導致了鉆桿在鉆孔過程中會產生偏位,尤其在軟土地基上施工。這就要求在鉆孔過程中加強對鉆桿的位置的控制。

鉆孔樁開孔后,開始時緩慢鉆進,旨在形成良好穩固的護壁,保證孔位正確。在鉆孔過程中定期用距離交匯校核鉆桿位置,如圖(2)所示,具體方法是以L1-r、L2-r(r為鉆桿的直徑)和定好的方向進行距離交匯校核,發現偏位立即調整,直到孔位定型時,方可停止校核。

2.4 鋼筋籠定位

樁基偏位的檢測是通過鋼筋籠的中心與設計樁中心的偏位來確定,所以鋼筋籠的定位是樁位偏位控制的最后一步,也是比較重要的一項控制。

(1)鋼筋籠下設時采用雙吊筋,下設至孔中,保證鋼筋籠起吊后的垂直度。

(2)按照規范要求加保護墊塊,尤其在樁頂位置應多加設一些。

(3)鋼筋籠下放至孔中后,在鋼筋籠骨架鋼筋上拉十字線確定中心點,然后通過引樁和定好的方向進行距離交匯恢復樁位的中心,通過吊垂線與鋼筋籠的中心進行比較,如果不重合,就通過吊機微移鋼筋籠進行調整,直至兩個中心重合,然后焊接定位筋,使定位筋抵在護筒壁上,以達到穩固鋼筋籠的目的。如果樁頂位置離護筒頂位置距離較大時,需焊接假籠至護筒頂,同時用上述的方法進行定位,需要注意的是要保證假籠具有一定的剛度。

(4)當所灌注的混凝土接近鋼筋籠時, 適當放慢混凝土的灌注速度, 待導管底提高至鋼筋籠內2 m以上方可恢復正常的灌注速度, 確保鋼筋籠不會因為混凝土的反沖力造成鋼筋籠上浮偏移,同時導管位置居于孔中心,避免偏向一側,以免灌注過程中混凝土反力不均而造成骨架移位。

(5)為了防止護筒拔出的過早,造成定位筋失去依托,導致鋼筋籠偏位。在澆筑完成8小時后,用吊機垂直拔出護筒。

3 結語

由于旋挖鉆的諸多優點,使得它在樁基施工領域的應用越來越廣泛,不斷的在施工過程中總結控制樁位偏位的措施,對旋挖機鉆孔灌注樁的施工工藝有著很重要的意義,是樁基質量的有效保障之一。

參考文獻:

[1]JTGF80/1-2004.公路工程質量檢驗評定標準[S].

篇10

【關鍵詞】旋挖樁;施工流程;質量控制

1.工藝流程

旋挖機施工工藝流程:

旋挖鉆機成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土,并直接將其裝入鉆斗內,然后再由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土,這樣循環往復,不斷地取土卸土,直至鉆至設計深度。對粘結性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進工藝,無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層或有地下水分布,孔壁不穩定,必須采用靜態泥漿護壁鉆進工藝,向孔內投入護壁泥漿或穩定液進行護壁。施工工藝流程主要分為以下七點:

(1)樁基定位:根據勘測單位提供的水準點及測量控制網引測,在軸線的延長線上做點,樁施工過程中對現場測量控制點進行校核,并做好有效保護。

(2)埋設護筒:護筒中心線對準測定的樁位中心,嚴格保護護筒的垂直度,確保其中心線與樁中心重合;護筒固定正確位置后,用粘土回填夯實以保證其垂直度。

(3)樁機就位:鉆機安裝就位后,應將鉆頭中心對準樁位中心,確保施工中不發生孔位偏移。(旋挖鉆機一般都帶有定位后的鎖定功能,只要鉆機不整體移位,鉆桿可以自由旋轉,經操作手的操作,就會仍對準原定樁位中心。)

(4)成孔:利用泥漿箱和泥漿池配合使用,采用人工(采用泥漿泵攪拌造漿,泥漿采用鈉基或鈣基膨潤土制作,摻量按泥漿比重的要求進行換算或用泥漿比重儀控制即可。)攪漿護壁成孔,泥漿比重應根據具體底層條件而定,根據試樁及施工經驗確定各層地層條件下的鉆進參數(泥漿比重選取范圍一般為1.05~1.10之間);成孔后對孔徑、孔深、沉渣、泥漿比重等各項指標進行檢查。(旋挖鉆孔最大的優勢就是泥漿可以反復利用,第一次造漿后,以后做適當補充即可)。

(5)安放鋼筋籠:利用吊車將鋼筋籠垂直吊入孔內,放到設計標高面后固定好鋼筋籠。

(6)安裝導管:利用吊車將導管放入,導管直徑、長度應與孔深配套,管距孔底0.3m,初灌量應保證混凝土擴散后,導管埋入深度不小于1m。

(7)澆注混凝土:每注入一定量的混凝土,利用吊車向上拔管,每提0.3m, 反插一半,保證混凝土的擴散和密實,如此循環,直至頂面。最小埋入深度不能小于0.5m,最大埋深可達到10m以上,這主要是因為旋挖施工所需要的泥漿比重較小、沉渣較少、砼與泥漿重量差明顯。

2.施工過程控制要點

2.1旋挖樁施工質量的控制要點

2.1.1施工質量質量預控

(1)樁機性能檢查。樁機組裝完成后,應督促施工單位對樁機主要性能進行檢查。對于自控系統的準確性,監理應對樁機底座、導桿垂直度等用經緯儀、水準儀核查,確保自控系統偏差在規范允許范圍內。

(2)成孔工藝評定。通過試成孔,確定鉆機在場地不同土層的鉆進速度,護壁泥漿比重、成孔質量情況作初步分析,為下一步施工提供參考數據。

(3)審查施工組織設計,提倡方案的先進性、可行性、安全合理、質保措施工得力。監幫組合,積極協調,為工程質量保證提供良好的作業條件。施工方案優化對施工階段的質量控制和工效起到了重要作用。

(4)督促施工單位按工程要求建立、健全、完善施工現場的質量管理體系,并檢查管理體系的正常運行。

(5)對旁站內容、關鍵部位、控制目標進行策劃,落實旁站人員,建立旁站工作制度。

2.1.2施工過程的質量控制要點

根據《建筑地基基礎工程施工質量驗 》要求,對樁基礎施工工藝流程和灌注樁易出現的質量通病,在施工過程應設立以下質量監控點:

(1)樁位測量:施工前應復核基礎軸網,建立控制樁,妥善保護;對每根樁定位,可插端頭有油漆標志的短鋼筋;在每根樁護筒埋設前,還要再次復測,利用軸網上的兩根控制樁作基點,矢量前方交匯法復核樁位,防止施工期間撓動造成樁位偏差。

(2)護筒埋設:用十字交叉檢查護筒中心應與樁中心重合,護筒周邊土要填實,保護護筒穩定。

(3)樁機就位調整:某些型號的旋挖鉆機具有自動調整顯示,但監理人員應定期對自控系統復核。

(4)成孔:在鉆孔過程中,應始終保持孔內泥漿液面位于地下水位以上2m左右。檢查自控儀表顯示,防止鉆頭偏移出現孔斜,取出的碴土應及時清運出工作面。

(5)入巖:在鉆至入巖時,根據最后一挖斗取出的石渣與標準巖樣比較,確定入巖界面。如巖層堅硬可換螺旋鉆頭,鉆至不少于設計要求的深度(具體深度可現場根據巖層標高而定)。

(6)終孔檢查:利用測繩、孔規(或孔徑儀)檢查孔深、孔徑、垂直度等。

(7)清孔:按照試成孔經驗,可在鋼筋籠吊起后開始清孔,有利于減少沉碴厚度。清孔后應立即測量孔深,與導管安裝后的孔深比較,確定沉碴厚度。

(8)混凝土水下澆灌:砼澆灌過程是成樁的關鍵階段,也是質量問題易發階段,隱蔽性較強,事后難以補救。因此監理全過程旁站監督,發現問題要及時解決,不留質量隱患。

2.2旋挖機成孔特點

通過與傳統鉆孔樁機的比較,我們可以得出旋挖樁機成孔工藝有明顯的優勢之處,其主要優勢歸納如下:

(1)成孔速度快,是普通循環鉆機的5倍以上,有效地保證了工程進度。旋挖鉆機鉆桿為伸縮式鉆桿,提鉆速度快。按直徑1m, 孔深17m左右的基樁在1h左右即可完成。旋挖鉆機對不同的地質情況適應性強,適用廣泛。

(2)移位方便,旋挖鉆機多為液壓履帶式伸縮底盤,可將鉆機方便地移動到所要到達的位置,而不像普通循環鉆機移位那么繁瑣,同時又保證了整機穩定性及良好的機動性能。

(3)定位速度快且定位準確度高。開孔前通過人工指揮鉆頭中心對準樁位,再由機械手將對應坐標設置為軸心坐標,施工過程中操作手在駕駛室內利用先進的電子設備就可以精確地實現對位,使鉆機達到最佳鉆進狀態。

(4)鉆孔深度、垂直度可自動檢測及控制。因鉆機自身自動化程度高,鉆孔深度和垂直度可由電子系統控制并在熒屏實時顯示。

(5)安全、環保特點突出。整機采用全液壓傳動,整機調平和行走移位均借助液壓馬達或油缸,不僅過載保護性好,運轉平穩,安全可靠,操作靈活輕快,震動小、噪音低,大大減輕了操作者工作強度,而且鉆機還設置了主、副卷揚機的高度限位與動臂幅度限位以及駕駛室內液控開關等安全保護裝置,從而促進了文明施工和安全生產;鉆孔過程不用循環泥漿,使用的泥漿可以循環利用,鉆渣可以通過提升旋挖斗時和泥漿分離后運走,減少了污染,施工現場較為整潔干凈。

(6)成孔后沉渣少。旋挖鉆機成孔采用靜態泥漿護壁,鉆渣是通過旋挖斗提出,故沉渣量很小;而其它鉆機鉆渣是通過泥漿的循環排出,故兩三米沉渣是常見的。

(7)由于旋挖鉆機的特殊成孔工藝,其鉆頭多次上下往復,使孔壁粗糙、不易產生縮徑。與傳統的鉆孔樁相比,旋挖樁的承載力顯著提高,承載樁的施工質量有所保證。