時(shí)間:2022-09-18 04:57:27
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇咬合樁施工總結(jié)范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
1工程概況
中環(huán)線邯鄲路地道工程位于上海市楊浦區(qū)五角場(chǎng)和大柏樹(shù)之間的邯鄲路下,東西向穿過(guò)復(fù)旦大學(xué)校區(qū)。地道全長(zhǎng)1080m,屬長(zhǎng)距離淺埋式地道,采用順作法施工。結(jié)構(gòu)分U型槽、箱式暗埋、箱式暗埋開(kāi)孔三種形式。箱式暗埋開(kāi)孔段長(zhǎng)200m,基坑開(kāi)挖深度11m,寬度42.5m,該段基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用?1000咬合樁,樁長(zhǎng)22m,咬合厚度20cm。咬合樁已經(jīng)在深圳、南京等地地鐵項(xiàng)目中得到了應(yīng)用,施工工藝已較為成熟,但在邯鄲路地道工程中的應(yīng)用是作為一種新型深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在上海地區(qū)軟土及高地下水位地層中的首次應(yīng)用。
施工區(qū)域工程地質(zhì)從上至下依次為:①人工填土:成份復(fù)雜,結(jié)構(gòu)松散,厚0.8~3.8m;②31:黃—灰色粘質(zhì)粉土夾粉砂,稍密,中壓縮性,夾薄層粘性土較多,土質(zhì)不均,含氧化鐵斑點(diǎn)、云母晶片,厚2.5~10.6m;②32:灰色,砂質(zhì)粉土,稍密,中壓縮性,夾少量粘土,含云母晶片,局部夾粉砂,厚2.4~16.1m;④:灰色,淤泥質(zhì)粘土,流塑,高壓縮性,夾少量粉砂,含碎蚌殼,局部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,厚1.3~6.3m;⑤1:灰色,粉質(zhì)粘土,流塑—軟塑,高—中壓縮性,夾薄層粉砂,含腐植物、鈣結(jié)核、有機(jī)質(zhì),厚3.8~7.6m;地下水位埋深為0.5~1.3m,屬潛水類(lèi)型,主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水、地表徑流,常因氣候、降水降水、地表徑流,常因氣候、降水等影響而變化。地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。
2咬合樁施工技術(shù)
鉆孔咬合樁是近幾年來(lái)在我國(guó)粘性土、砂土以及沖填土等軟土層中的基礎(chǔ)和地下工程應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù)。施工主要采用“套管樁機(jī)+超緩凝型砼”方案。由于地下結(jié)構(gòu)頂、底板較厚,要求側(cè)墻亦有較大剛度與之匹配,鉆孔咬合樁整體剛度較大可用作主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分參與主體結(jié)構(gòu)受力,內(nèi)襯墻因此可采用較經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。并且相對(duì)于地下連續(xù)墻,鉆孔咬合樁本身在經(jīng)濟(jì)上有較大優(yōu)勢(shì)。
2.1施工機(jī)械
本工程根據(jù)試樁情況、施工進(jìn)度安排和工程量的數(shù)量采用4臺(tái)MZ-120液壓搖頭式套管樁機(jī)和2臺(tái)MZ-100液壓搖頭式套管樁機(jī)。每臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)能力為每天3根。
2.2樁型和平面布置
咬合樁的排列方式采用,為一個(gè)素砼樁(A樁,有的工程中A樁也為鋼筋混凝土樁,考慮到B樁要切割咬合,A樁中用較小截面的方形鋼筋籠)和一個(gè)鋼筋砼樁(B樁)間隔,如圖1所示。先施工A樁,后施工B樁,A樁砼采用超緩凝型砼,要求必須在A樁砼初凝之前完成B樁的施工,B樁施工時(shí),利用套管樁機(jī)的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼,則實(shí)現(xiàn)了咬合。
邯鄲路地道工程的基坑圍護(hù)中的兩種樁型分別為C30素混凝土樁(A樁)和C30鋼筋混凝土樁(B樁),A樁B樁相間布置切割咬合(咬合寬度每側(cè)20cm)成排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)。如圖1所示。
2.3咬合樁咬合厚度的確定
相鄰樁之間的咬合厚度d根據(jù)樁長(zhǎng)來(lái)選取,樁越短咬合厚度越小(但最小不宜小于100mm),樁越長(zhǎng)咬合厚度越大,按下式進(jìn)行計(jì)算:
d-2(kl+q)≥50mm(1)
(即保證樁底的最小咬合厚度不小于50mm)
式中:l———樁長(zhǎng);
k———樁的垂直度;
q———孔口定位誤差容許值;
d———鉆孔咬合樁的設(shè)計(jì)咬合厚度。
2.4工藝流程
(1)單樁施工流程:平整場(chǎng)地測(cè)放樁位施工砼導(dǎo)墻套管樁機(jī)就位對(duì)中壓入第一節(jié)套管及校核垂直度鉆孔測(cè)量孔深清孔檢查B樁吊放鋼筋籠放入混凝土導(dǎo)管澆注混凝土拔出套管。
(2)排樁施工流程:本工程咬合樁排樁是按先施工A樁,后施工B樁的施工原則進(jìn)行的,其施工流程是:A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3……,(如圖2所示):
前言
樁的應(yīng)用迄今至少有12000多年的歷史,從木樁發(fā)展到現(xiàn)在的鋼、水泥、混凝土和鋼筋混凝土,主要在近代運(yùn)用鋼筋、水泥、混凝土為材料的樁。
樁基礎(chǔ)應(yīng)用已是一種比較廣泛,比較成熟的一種工藝。我國(guó)于二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始引進(jìn),九十年代中期昆明捷程樁工公司首先在我國(guó)開(kāi)發(fā)研制出MZ系列全套管鉆機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)磨樁機(jī)。 鉆孔咬合樁是一種新型的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式,在深圳、南京圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程運(yùn)用較為廣泛。
概況
隨著填海和軟基處理工程施工越來(lái)越多,同時(shí)許多海積淤泥、濱海魚(yú)塘地質(zhì)條件較差的區(qū)域的陸域形成,對(duì)這類(lèi)填海和軟基處理工程的基坑開(kāi)挖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工,越來(lái)越要求施工技術(shù)更安全可靠。
某軌道交通圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程就是采用一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)較安全較可靠的施工工藝,圍護(hù)結(jié)構(gòu)周長(zhǎng)為1856.0m,基坑寬度40米,長(zhǎng)度1856.0米,深度最深處達(dá)到13.0~16.5米;基坑開(kāi)挖面積為75680平方米。本項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程采用咬合樁+錨索或支撐的支護(hù)方案。
二、工程地質(zhì)及水文情況
1 地形地貌
擬建場(chǎng)地原始地貌為海域和濱海魚(yú)塘,地面以下普遍分布深厚的海積淤泥,根據(jù)機(jī)場(chǎng)建設(shè)的要求,場(chǎng)地正在進(jìn)行填海和軟基處理工程施工。
2 地層巖性
根據(jù)勘察報(bào)告,在工程場(chǎng)地范圍,分布的主要地層有人工填土(石)(Qml)、第四系全新統(tǒng)海相沉積層(Q4m)、及含有機(jī)質(zhì)中粗砂、第四系晚更新統(tǒng)沖洪積(Q3al+pl)粘土、第四系殘積(Qel)粉質(zhì)粘土。
三、咬合鉆孔灌注樁施工工藝
(一)工藝原理
鉆孔咬合樁,即采用機(jī)械鉆孔施工,樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。施工主要采用“套管鉆機(jī)+超緩凝型砼”方案。鉆孔咬合樁的排列方式采用,為一個(gè)素砼樁(A樁)和一個(gè)鋼筋砼樁(B樁)間隔。先施工A樁,后施工B樁,A樁砼采用超緩凝型砼,要求必須在A樁砼初凝之前完成B樁的施工,B樁施工時(shí),利用套管鉆機(jī)的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼,則實(shí)現(xiàn)了咬合。
(二)工藝流程及操作要點(diǎn)
(1)導(dǎo)墻的施工
為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率,在樁頂上部施作砼或鋼筋砼導(dǎo)墻,這是鉆孔咬合樁施工的第一步。
具體步驟:
①平整場(chǎng)地;②測(cè)放樁位;③導(dǎo)墻溝槽開(kāi)挖;④鋼筋綁扎;⑤模板施工;⑥砼澆注施工;⑦等導(dǎo)墻有足夠的強(qiáng)度后,拆除模板,重新定位放樣排樁中心位置,將點(diǎn)位反到導(dǎo)墻頂面上,作為鉆機(jī)定位控制點(diǎn)。
(2)單樁的施工工藝流程
①鉆機(jī)就位
移動(dòng)套管鉆機(jī)至正確位置,使套管鉆機(jī)抱管器中心對(duì)應(yīng)定位在導(dǎo)墻孔位中心。
②取土成孔及外管入土深度控制
a.取土成孔:在樁機(jī)就位后,吊裝第一節(jié)管在樁機(jī)鉗口中,找正套管垂直度后,磨樁下壓套管,壓入深度約為2.5~1.5m,然后用抓斗從套管內(nèi)取土,一邊抓土、一邊繼續(xù)下壓套管,始終保持套管底口超前于開(kāi)挖面的深度≮2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中后(地面以上要留1.2~1.5m,以便于接管),檢測(cè)垂直度,如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整,如合格則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土……,如此繼續(xù),直至達(dá)到設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高。
b.外管入土深度控制:樁機(jī)外管入土深度(外管刀頭和取土層的差距)是隨著土層結(jié)構(gòu)的變化而變化,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)層面情況分析。
③鋼筋籠制作要求
④鋼筋籠安放
⑤灌注砼
⑥咬合樁單樁施工工藝流程如圖1所示:
(3)咬合樁施工順序圖
總的施工原則是先施工A樁,后施工B樁,其施工順序是:A1―A2―B1―A3―B2―A4―B3……,如圖4 “咬合樁排樁施工工藝流程圖”所示:
(三)關(guān)鍵技術(shù)
(1)孔口定位誤差的控制
為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠的厚度的咬合量,應(yīng)對(duì)其孔口的定位誤差進(jìn)行嚴(yán)格的控制,孔口定位誤差的允許值可按下表2來(lái)進(jìn)行選擇。
(2)樁的垂直度的控制
為了保證鉆孔咬合樁底部有足夠厚度的咬合量,除對(duì)其孔口定位誤差嚴(yán)格控制外,還應(yīng)對(duì)其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制,根據(jù)我國(guó)《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定,樁的垂直度標(biāo)準(zhǔn)為3‰。
成孔過(guò)程中要控制好樁的垂直度,必須抓好以下三個(gè)環(huán)節(jié)的工作:
①套管的順直度檢查和校正
鉆孔咬合樁施工前在平整地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正,首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度,然后將按照樁長(zhǎng)配置的套管全部連接起來(lái)進(jìn)行整根套管(15~25m)的順直度偏差宜小于10mm。
②成孔過(guò)程中樁的垂直度監(jiān)測(cè)和檢查
a.地面監(jiān)測(cè):在地面選擇兩個(gè)相互垂直的方向線錘監(jiān)測(cè)地面以上部分的套管的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差隨時(shí)糾正。這項(xiàng)檢測(cè)在每根樁的成孔過(guò)程中應(yīng)自始自終堅(jiān)持,不能中斷。
b.孔內(nèi)檢查:每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前,進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查,不合格時(shí)需進(jìn)行糾偏,直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。
③糾偏
成孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大,必須及時(shí)進(jìn)行糾偏調(diào)整,糾偏的常用方法有以下三種:
a.利用鉆機(jī)油缸進(jìn)行糾偏:如果偏差不大于或套管入土不深(5m以下),可直接利用鉆機(jī)的兩個(gè)頂升油缸和兩個(gè)推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度,即可達(dá)到糾偏的目的。
b.A樁糾偏:如果A樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移,可先利用鉆機(jī)油缸直接糾偏,如達(dá)不到要求,可向套管內(nèi)填砂或粘土,一邊填土一邊拔起套管,直至將套管提升到上一次檢查合格的地方,然后調(diào)直套管,檢查其垂直度合格后再重新下壓。
c.B樁的糾偏:B樁的糾偏方法與A樁基本相同,其不同之處是不能向套管內(nèi)填砂或粘土而應(yīng)填入與A樁相同的砼,否則有可能在樁間留下土夾層,從而影響排樁的防水效果。
(3)鉆孔咬合樁咬合厚度的確定
相鄰樁之間的咬合厚度d根據(jù)樁長(zhǎng)來(lái)選取,樁越短咬合厚度越小(但最小不宜小于100mm),樁越長(zhǎng)咬合厚度越大,按下式進(jìn)行計(jì)算:
d--2(KL+q)≥50mm (即保證樁底的最小咬合厚度不小于50mm)
式中:L---樁長(zhǎng);K---樁的垂直度;q----孔口定位誤差容許值;d----鉆孔咬合樁的設(shè)計(jì)咬合厚度。
(4)如何克服“管涌”
如圖3 “B型樁施工過(guò)程中的砼管涌現(xiàn)場(chǎng)示意圖”所示,在B樁成孔過(guò)程中,由于A樁混凝土未凝固,還處于流動(dòng)狀態(tài),A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi),稱(chēng)之為“管涌”,克服“管涌”有以下幾個(gè)方法:
①A樁混凝土的坍落度應(yīng)盡量小一些,不宜超過(guò)18cm,以便于降低混凝土的流動(dòng)性。
②套管底口應(yīng)始終保持超前于開(kāi)挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動(dòng),如果鉆機(jī)能力許可,這個(gè)距離越大越好,但至少不應(yīng)小于2.5m。
③如有必要(如遇地下障礙物套管底無(wú)法超前時(shí))可向套管內(nèi)注入一定量的水,使其保持一定的反壓力來(lái)平衡A樁混凝土的壓力,阻止“管涌”的發(fā)生。
④B樁成孔過(guò)程中應(yīng)注意觀察相鄰兩側(cè)A樁混凝土頂面,如發(fā)現(xiàn)A樁混凝土下陷應(yīng)立即停止B樁開(kāi)挖,并一邊將套管盡量下壓。一邊向B樁內(nèi)填土或注水,直到完全制止住“管涌”為止。
⑤應(yīng)考慮A樁比B樁的樁長(zhǎng)短50cm。
(5)遇地下障礙物的處理方法
套管鉆機(jī)施工過(guò)程中如遇地下障礙物處理起來(lái)都比較困難,特別是施工鉆孔咬合樁還要受時(shí)間的限制,因此在進(jìn)行鉆孔咬合樁施工前必須對(duì)地質(zhì)情況十分清楚,否則會(huì)導(dǎo)致工程失敗。對(duì)一些比較小的障礙物,如卵石層、體積較小的孤石等,用取土土器即可清除。
(6)克服鋼筋籠上浮的方法
由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的空隙較小,因此在上拔套管的時(shí)候,鋼筋籠將有可能被套管帶著一起上浮。其預(yù)防措施主要有:
①B樁混凝土的骨料粒徑應(yīng)盡量小一些,不宜大于20mm。
②在鋼筋籠底部焊上一塊比鋼筋籠直徑略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。
③成孔垂直度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
④鋼筋籠制作必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
⑤砼塌落度、和易性必須達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
⑥澆砼時(shí),若孔底水位較高情況下導(dǎo)管密封必須完好,且不能拔出砼面。
⑦鋼筋籠外徑不宜大于86。
(7)分段施工接頭的處理方法
往往一臺(tái)鉆機(jī)施工無(wú)法滿足工程進(jìn)度,需要多臺(tái)鉆機(jī)分段施工,這就存在與先施工段的接頭問(wèn)題。采用砂樁是一個(gè)比較好的方法。在施工段與段的端頭設(shè)置一個(gè)砂樁(成孔后用砂灌滿),待后施工段到此接頭時(shí)挖出砂灌上砼即可。因砂樁施工處不可避免產(chǎn)生施工縫,開(kāi)挖后會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,因此建議在基坑開(kāi)挖前所施工的砂樁接縫外側(cè)另增加一根旋噴樁作為防水處理。
(五)超緩凝混凝土的施工控制
鉆孔咬合樁施工采用“套管鉆機(jī)+超緩凝混凝土”方案,超緩凝混凝土的質(zhì)量直接決定鉆孔咬合樁施工的成敗。
(1)超緩凝混凝土的生產(chǎn)
在確定混凝土相關(guān)參數(shù)后,委托混凝土供應(yīng)商進(jìn)行混凝土的配比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。由于鉆孔咬合樁施工工藝的特殊性,要求超緩凝混凝土的緩凝期必須穩(wěn)定,不能波動(dòng),否則將有可能給工程帶來(lái)很大的損失,因此要求混凝土供應(yīng)商設(shè)置專(zhuān)用生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)超緩凝混凝土,其所用的設(shè)備、人員、原材料都相對(duì)固定,以減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì),確保混凝土的質(zhì)量。
(2)超緩凝混凝土的使用
使用過(guò)程中必須制定嚴(yán)格的檢查制度和監(jiān)控措施:
a.每車(chē)混凝土在使用前在監(jiān)理的見(jiàn)證下進(jìn)行坍落度檢驗(yàn)及觀感質(zhì)量是否符合要求,坍落度超標(biāo)或觀感質(zhì)量太差的堅(jiān)決退回,決不使用。
b.每樁混凝土均在現(xiàn)場(chǎng)取一組試件,監(jiān)測(cè)其緩凝時(shí)間及坍落度損失情況,直至該樁兩側(cè)的B樁全部完成為止,如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋信息,以便采取應(yīng)急措施。
五、事故樁的補(bǔ)救措施
在鉆孔咬合樁施工過(guò)程中,因停電、砼早凝、設(shè)備因素等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進(jìn)行而形成事故樁。事故樁的補(bǔ)救措施主要分以下幾種情況:
(一)平移樁位側(cè)咬合
如圖4所示,B樁成孔施工時(shí),其一側(cè)A1樁的砼已經(jīng)凝固,使套管鉆機(jī)不能按正常要求切割咬合A1、A2樁。在這種情況下,應(yīng)向A2樁方向平移B樁樁位,使套管鉆機(jī)單側(cè)切割A(yù)2樁施工B樁,并在A1樁和B樁外側(cè)另增加一根旋噴樁作為防水處理。
(二)背樁補(bǔ)強(qiáng)
如圖5所示,B1樁成孔施工時(shí),其兩側(cè)A1、A2樁的混凝土均已凝固,在這種情況下,則放棄B1樁的施工,調(diào)整樁序繼續(xù)后面咬合樁的施工,以后在B1樁外側(cè)增加三根咬合樁及兩根旋噴樁作為補(bǔ)強(qiáng)、防水處理。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中將A1和A2樁之間的夾土清除噴上混凝土即可。
(三)預(yù)留咬合企口
如圖6所示,在B1樁成孔施工中發(fā)現(xiàn)A1樁砼已有早凝傾向但還未完全凝固時(shí),此時(shí)為避免繼續(xù)按正常順序施工造成事故樁,可及時(shí)在A1樁右側(cè)施工一砂樁以預(yù)留出咬合企口,待調(diào)整完成后再繼續(xù)后面樁的施工。此砂樁處以后需在外側(cè)增加一根旋噴樁作為防水處理。、
【摘 要】 天津地鐵3號(hào)線華苑主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部采用鉆孔咬合樁,最大樁長(zhǎng)深達(dá)32.8m,為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。由于鉆孔咬合樁施工技術(shù)還不十分完善,如何處理施工中常見(jiàn)的故障,成為廣大施工技術(shù)人員普遍關(guān)注的問(wèn)題。文中介紹了鉆孔咬合樁的基本原理,并結(jié)合咬合樁的施工實(shí)際,分析總結(jié)了常見(jiàn)故障的處理方法,為鉆孔咬合樁施工提供了新的思路。
【關(guān)鍵詞】 鉆孔咬合樁; 超緩凝混凝土; 管涌
1工程概況
天津地鐵3號(hào)線華苑站位于迎水道與桂苑路交口處,站北側(cè)為規(guī)劃中的天大天財(cái)科技園和麥迪遜商貿(mào)廣場(chǎng),西側(cè)為鑫茂民營(yíng)科技園,南側(cè)為日華里居住區(qū)。華苑站為地下島式車(chē)站,二柱三跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),全長(zhǎng)200m,標(biāo)準(zhǔn)段基坑凈寬20.54m,深17.9m,地下市政管線錯(cuò)綜復(fù)雜,有電力、雨水、污水、煤氣等共14條管線穿越基坑。地下穩(wěn)定水位埋深約為2.9m。本基坑地層分布有第四系全新統(tǒng)人工填土層,第Ⅰ陸相層、第Ⅰ海相層、第Ⅱ陸相層及第Ⅲ陸相層。巖性主要為粘性土、粉土及粉砂。各土層的性質(zhì)、層序、厚度及力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)下表。
一、工程概況
杭州市某地下車(chē)庫(kù)工程位于新業(yè)路、錢(qián)江路、富春路、解放東路圍合區(qū)域,為兩層地下車(chē)庫(kù),地下二層地面標(biāo)高為-14.3m,建筑面積為29637m2,圍護(hù)設(shè)計(jì)由上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì),靠近解放東路與錢(qián)江路一側(cè)采用鉆孔咬合樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁徑為1000mm,相鄰兩樁咬合量為250mm,鋼筋樁(B樁)有效樁長(zhǎng)為24.45m,素樁 (A樁)有效樁長(zhǎng)為19.45m,共有527根樁。
二、施工工藝
鉆孔咬合樁是采用CG型全套管鉆機(jī)鉆孔施工,在樁與樁之間形成相互咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。鉆孔咬合樁有支護(hù)、承重和止水三重功能。鉆孔咬合樁施工第一步是在樁頂上部制作混凝土導(dǎo)墻,目的是為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率。導(dǎo)墻設(shè)計(jì)為每側(cè)寬50cm,厚30cm,強(qiáng)度等級(jí)為C20鋼筋混凝土。樁的排列方式為一根鋼筋混凝土樁(B樁)和一根素混凝土樁(A樁)間隔布置。施工時(shí),先施工A樁,后施工B樁,在A樁混凝土初凝之前完成B樁的施工。A樁采用超緩凝混凝土,B樁采用全套管鉆機(jī),切割掉相鄰A樁相交部分的混凝土,從而實(shí)現(xiàn)咬合(如圖1所示)。
1、單樁施工工藝
B型(配筋)單樁施工工藝流程如下:
平整場(chǎng)地測(cè)放樁位施工混凝土導(dǎo)墻套管鉆機(jī)就位對(duì)中吊裝安放第一節(jié)套管測(cè)控垂直度壓入第一節(jié)套管校對(duì)垂直度抓斗取土,跟管鉆進(jìn)測(cè)量孔深清除虛土,檢查孔底B樁吊放鋼筋籠放入混凝土灌注導(dǎo)管灌注混凝土逐次拔套測(cè)定混凝土面樁機(jī)移位。
(注:A型樁與B型樁相比,只是少了鋼筋籠安放環(huán)節(jié),其余基本相同。)
(1)鉆機(jī)就位
精確測(cè)定樁中心位置,作為鉆機(jī)定位的控制點(diǎn)。
(2)取土成孔
在樁機(jī)就位后,吊裝第1節(jié)管在樁機(jī)鉗口中,找正樁管垂直度后,磨樁下壓樁管,壓入深度約為1.5~2.5m。用抓斗從套管內(nèi)取土,一邊抓土、一邊繼續(xù)下壓套管,始終保持套管底口超前于開(kāi)挖面的深度不小于2.5m。第1節(jié)套管全部壓入土中后(地面以上要留1.2~1.5m,以便于接管),檢測(cè)垂直度,如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整,合格則安裝第2節(jié)套管,繼續(xù)下壓取土,直至達(dá)到設(shè)計(jì)孔底高程。
(3)鋼筋籠制作與吊放
鋼筋籠制作要符合《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》要求,鋼筋制作加工要符合圖紙尺寸要求,籠體完整牢固。為使鋼筋籠有足夠的剛度,以保證在運(yùn)輸和吊放過(guò)程中不產(chǎn)生變形,每隔2m用Φ20mm鋼筋設(shè)置一道加強(qiáng)箍。
(4)混凝土灌注
A、B樁混凝土質(zhì)量要求如表1所示。
水下混凝土灌注采用導(dǎo)管法,導(dǎo)管為Φ250mm的法蘭式鋼管,埋入混凝土的深度宜保持在2~6m之間,最小埋入深度不得小于1m。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面或埋入過(guò)深,一次拔出高度不得超過(guò)4m。
混凝土灌注中應(yīng)防止鋼筋籠上浮,當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠底端1~2m后,可適當(dāng)提升導(dǎo)管。導(dǎo)管提升要平穩(wěn),避免出料沖擊過(guò)大或鉤帶鋼筋籠。
對(duì)于A樁,每車(chē)混凝土均取1組試件,監(jiān)測(cè)其緩凝時(shí)間及坍落度情況,直至該樁兩側(cè)的B樁全部完成為止。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即采取應(yīng)急措施。
(5)拔管成樁
邊灌注混凝土邊拔管,始終保持套管底低于混凝土面不小于2m。
2、排樁施工工藝
施工原則是先施工A樁,后施工B樁,其施工流程為A1A2B1A3B2A4B3……,如圖2所示。
在施工中根據(jù)施工進(jìn)度要求,一般采用兩臺(tái)樁機(jī)相背施工,這樣可以解決最終的冷接頭問(wèn)題。但有時(shí)可能采用多臺(tái)鉆機(jī)分段施工,存在施工段的冷接頭問(wèn)題,必須進(jìn)行接頭處理。處理方法為在施工段與段的端頭設(shè)置1個(gè)砂樁(成孔后用砂灌滿),待后施工段到此接頭時(shí)抽出砂子,灌上混凝土即可,如圖3所示。
三、關(guān)鍵技術(shù)的質(zhì)量控制
1、孔口定位誤差的控制
在鉆孔咬合樁樁頂以上設(shè)置鋼筋混凝土導(dǎo)墻,導(dǎo)墻上設(shè)置定位孔,其直徑宜比樁徑大20~40mm。鉆機(jī)就位后,將第1節(jié)套管插入定位孔并檢查調(diào)整,使套管周?chē)c定位孔之間的空隙保持均勻。
2、樁的垂直度的控制
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,樁身垂直度偏差按照不大于5‰控制。
1)套管的順直度檢查和校正
鉆孔咬合樁施工前,在平整地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正。首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度,然后將按照樁長(zhǎng)配置的套管全部連接起來(lái),套管順直度偏差控制在1‰~2‰。檢測(cè)方法為:在地面上測(cè)放出兩條相互平行的直線,將套管置于兩條直線之間,然后用線錐和直尺進(jìn)行檢測(cè)。
2)成孔過(guò)程中樁的垂直度監(jiān)測(cè)和檢查
地面監(jiān)測(cè):在地面選擇兩個(gè)相互垂直的方向,采用經(jīng)緯儀或線墜監(jiān)測(cè)地面以上部分套管的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差隨時(shí)糾正。這項(xiàng)檢測(cè)在每根樁的成孔過(guò)程中應(yīng)自始至終進(jìn)行,不能中斷。
孔內(nèi)檢查:每節(jié)套管壓完后,安裝下一節(jié)套管之前,都要停下來(lái)用“測(cè)環(huán)”或“線墜”進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查。不合格時(shí)應(yīng)進(jìn)行糾偏,直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。
3)糾偏
成孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大,必須及時(shí)進(jìn)行糾偏調(diào)整,常用的糾偏方法有以下3種。
① 利用鉆機(jī)油缸進(jìn)行糾偏:如果偏差不大或套管入土不深(5m以下),可直接利用鉆機(jī)的兩個(gè)頂升油缸和兩個(gè)推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度,即可達(dá)到糾偏的目的。
②A樁糾偏:如果A樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移,可先利用鉆機(jī)油缸直接糾偏。如達(dá)不到要求,可向套管內(nèi)填砂或黏土,一邊填土一邊拔起套管,直至將套管提升到上一次檢查合格的地方;然后調(diào)直套管,檢查其垂直度,合格后再重新下壓。
③B樁糾偏:B樁的糾偏方法與A樁基本相同,其不同之處是不能向套管內(nèi)填土,而應(yīng)填入與A樁相同的混凝土。否則有可能在樁間留下土夾層,影響排樁的防水效果。
3、超緩凝混凝土的施工質(zhì)量控制
A樁混凝土緩凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)單樁成樁時(shí)間來(lái)確定,單樁成樁時(shí)間與施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、樁長(zhǎng)、樁徑和鉆機(jī)能力等因素相關(guān)。根據(jù)咬合樁施工工藝,A樁初凝時(shí)間為
T=3t+k
式中t―――單樁成樁時(shí)間,一般取12h;
k―――預(yù)留時(shí)間,取24h。
一般控制A樁初凝時(shí)間為60h,在施工中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在確定混凝土相關(guān)參數(shù)后,委托混凝土供應(yīng)商進(jìn)行混凝土的配比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。由于鉆孔咬合樁施工工藝的特殊性,要求超緩凝混凝土的緩凝期必須穩(wěn)定,不能波動(dòng),否則將有可能給工程帶來(lái)很大的損失,因此要求混凝土供應(yīng)商設(shè)置專(zhuān)用生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)超緩凝混凝土,其所用的設(shè)備、人員、原材料都相對(duì)固定,以減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì),確?;炷恋馁|(zhì)量
四、常見(jiàn)工程事故的預(yù)防及處理措施
1.“管涌”處理
“管涌”是指在B樁成孔過(guò)程中,由于A樁混凝土未凝固,還處于流動(dòng)狀態(tài),A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內(nèi)??朔肮苡俊庇幸韵聨讉€(gè)方法:
①A樁混凝土的坍落度應(yīng)相對(duì)小一些,不宜超過(guò)18cm,以便于降低混凝土的流動(dòng)性。
②套管底口應(yīng)始終保持超前于開(kāi)挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動(dòng);如果鉆機(jī)能力許可,這個(gè)距離越大越好,但至少不應(yīng)小于2.5m。
③必要時(shí)(如遇地下障礙物套管底無(wú)法超前時(shí))可向套管內(nèi)注入一定量的水,通過(guò)水壓力來(lái)平衡A樁混凝土的壓力,阻止“管涌”的發(fā)生。
④A樁成孔過(guò)程中,應(yīng)注意觀察相鄰兩側(cè)B樁混凝土頂面,如發(fā)現(xiàn)A樁混凝土下陷,應(yīng)立即停止B樁施工,并一邊將套管盡量下壓,一邊向B樁內(nèi)填土或注水,直到完全止住“管涌”。
2、鋼筋籠上浮處理
由于套管內(nèi)壁與鋼筋籠外緣之間的空隙較小,在上拔套管的時(shí)候,鋼筋籠有可能被套管帶著一起上浮。預(yù)防措施主要有:
①B樁混凝土的骨料粒徑應(yīng)小一些,不宜大于20mm。
②在鋼筋籠底部焊上一塊比鋼筋籠直徑略小的薄鋼板以增加其抗浮能力。
③必須安裝鋼筋籠導(dǎo)正器。
④混凝土灌注必須按操作規(guī)程進(jìn)行。
3、鉆進(jìn)入巖的處理
套打鉆孔咬合樁僅適用于軟土地質(zhì)。如施工中遇到局部小范圍區(qū)域少量樁入巖情況時(shí),可采用“二階段成孔法”進(jìn)行處理。第一階段:不論A樁或是B樁,先鉆進(jìn),取土至巖面,然后卸下抓斗改換沖擊錘,從套管內(nèi)用沖擊錘沖鉆至樁底設(shè)計(jì)高程,成孔后向套管內(nèi)填土,一邊填土一邊拔出套管(即第一階段所成的孔用土填滿)。第二階段:按鉆孔咬合樁正常施工方法施工。
4、事故樁的處理
在鉆孔咬合樁施工過(guò)程中,因A樁超緩凝混凝土出現(xiàn)早凝現(xiàn)象或機(jī)械設(shè)備故障等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進(jìn)行而形成事故樁。事故樁的處理主要有以下幾種情況。
(1)平移樁位單側(cè)咬合
B樁成孔施工時(shí),其一側(cè)A1樁的混凝土已經(jīng)凝固,使套管鉆機(jī)不能按正常要求切割咬合A1、A2樁。處理方法為向A2樁方向平移B樁樁位,使套管鉆機(jī)單側(cè)切割A(yù)2樁,施工B樁(鑿除原樁位導(dǎo)墻,并嚴(yán)格控制樁位),并在A1樁和B樁外側(cè)另增加1根旋噴樁作為防水處理。
(2)背樁補(bǔ)強(qiáng)
B1樁成孔施工時(shí),其兩側(cè)A1樁、A2樁的混凝土均已凝固,處理方法為放棄B1樁的施工,調(diào)整樁序,繼續(xù)后面咬合樁的施工,以后在B1樁外側(cè)增加3根咬合樁及兩根旋噴樁作為補(bǔ)強(qiáng)。
五、結(jié)束語(yǔ)
1、本工程地質(zhì)條件、工程環(huán)境復(fù)雜,整個(gè)基坑處于軟土地區(qū)中,且地下水豐富,水位較高,采用咬合樁有較強(qiáng)的針對(duì)性,加快了施工進(jìn)度,保證了施工質(zhì)量,效果明顯。
2、采用全套管鉆機(jī)成孔,無(wú)須排放泥漿,施工現(xiàn)場(chǎng)文明;無(wú)縮孔、斷樁等常見(jiàn)的鉆孔灌注混凝土樁的通病。
3、咬合樁的關(guān)鍵工序?yàn)槿坠艹煽缀统蓸兜拇怪倍瓤刂埔约盎炷脸從夹g(shù)。出現(xiàn)故障時(shí),采用上述處理方法,能快速、有效地處理施工過(guò)程出現(xiàn)的常見(jiàn)事故,加快了施工進(jìn)度,保證了施工質(zhì)量,為鉆孔咬合樁施工提供了新的思路,對(duì)同類(lèi)工程施工有參考和借鑒價(jià)值。
1 工程概況
靜港路站為青島地鐵四號(hào)線的第21座車(chē)站。車(chē)站兩端均為盾構(gòu)區(qū)間,且盾構(gòu)機(jī)在大小里程端均為接收吊出。車(chē)站位于規(guī)劃靜港路與李沙路交叉路口,沿李沙路“一”字型布置。地面標(biāo)高6.46~7.04m,車(chē)站頂板覆土2.8~3.4m,車(chē)站底板埋深16.51~17.51m。本站設(shè)計(jì)站臺(tái)長(zhǎng)276.0m,為11m島式站臺(tái),車(chē)站形式為地下兩層雙跨(局部三跨)矩形框架結(jié)構(gòu)。車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)凈寬19.7m。本站設(shè)3個(gè)出入口、1個(gè)安全出入口和2組風(fēng)亭,車(chē)站區(qū)域及兩側(cè)均分布有熱力、電力、燃?xì)?、有線電視、污水、雨水暗渠、自來(lái)水等管線、管溝等,管線一般埋深1~3.5m,其中燃?xì)夤艿冷佋O(shè)于李沙路路面以下約3m處,車(chē)站南段有一條排洪水渠近乎垂直穿過(guò)車(chē)站,水渠寬5.5m、埋深2m,結(jié)合外部環(huán)境及設(shè)計(jì)要求,本站采用半明挖半蓋挖形式。
2 水文地質(zhì)情況
根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告,本站站址范圍地層分布自上而下主要有:第四系人工填土、沖洪積中粗砂、沖洪積粉質(zhì)黏土、沖洪積粗礫砂、碎石土、強(qiáng)~微風(fēng)化基巖。第四系人工填土厚度2.0~5.5m;沖洪積中粗砂厚度2.5~8.0m;沖洪積粉質(zhì)黏土厚度3.0~4.8m;沖洪積粗礫砂厚度2.1~3.3m;碎石土厚度4.7~8.6m;強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r厚度1.7~3.9m;中~微風(fēng)化凝灰?guī)r穩(wěn)定較好,基巖埋深19~22m?;拥撞繛樗槭翆?。
本站臨近海邊,地下水位較高,地下水主要為第四系孔隙水及基巖裂隙水,第四系孔隙水主要賦存于局部分布的砂類(lèi)土層中,富水性中等?;鶐r裂隙水主要賦存于基巖裂隙發(fā)育的風(fēng)化帶中,賦水量小,埋藏較深,水質(zhì)好,無(wú)侵蝕性。基巖裂隙水的透水性因地層的巖性、風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度等因素存在較大差異,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的不均勻性和各向異性。該類(lèi)型地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水及第四系孔隙潛水;巖體中節(jié)理、裂隙為良好的徑流通道,徑流方向隨裂隙變化,無(wú)規(guī)律可循;主要排泄方式為大氣蒸發(fā)。
3 咬合樁施工工藝流程
經(jīng)設(shè)計(jì)專(zhuān)家通過(guò)技術(shù)方面及經(jīng)經(jīng)濟(jì)方面比較,本車(chē)站主體級(jí)附屬?lài)o(hù)結(jié)構(gòu)均采用鉆孔灌注咬合樁,樁間距700mm、咬合300mm,樁徑1000mm,混凝土樁(素樁)與鋼筋混凝土樁(葷樁)相間布置的AB型樁。鉆孔咬合樁是采用機(jī)械鉆孔施工,樁與樁之間相互咬合排列的一種新型基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。由于其樁心相交咬合,與傳統(tǒng)樁心相切樁相比,防水效果良好,投資節(jié)約顯著。
3.1 咬合樁施工工藝流程
(1)A型樁為素混凝土樁,采用超緩凝混凝土;B型樁為葷樁??偟脑瓌t是先施工A型樁,后施工B型樁,其施工工藝流程是:A1―A2―B1―A3―B2―A4―B3……An―B(n-1),如圖1所示。
(2)超緩凝混凝土的要求:為了克服及減少B型樁成孔咬合施工中造成A型樁的破壞,采用超緩凝混凝土。
(3)A型樁混凝土緩凝時(shí)間要求:T=3t+K
式中T-A型樁混凝土的緩凝時(shí)間(h);
t-單樁成樁所需時(shí)間(h);
K-儲(chǔ)備時(shí)間,一般取1t;
T的基準(zhǔn)值般為大于等于60h。
圖1
3.2 單樁施工工藝。(見(jiàn)圖2)
4 咬合樁施工設(shè)備的選擇
4.1 需考慮的因素:
(1)緊臨海,地下水位高及下穿溝渠等地質(zhì)水文因素及外界環(huán)境因素;
(2)施工所采用設(shè)備因素,成樁進(jìn)度,控制垂直度等所影響成樁質(zhì)量的因素;
(3)基坑開(kāi)挖方式、土體加固方式、混凝土的質(zhì)量、成孔成樁工藝等施工因素。
4.2 咬合樁施工設(shè)備介紹:目前國(guó)內(nèi)全套管鉆機(jī)主要采用兩種設(shè)備:
(1)360度全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)
優(yōu)點(diǎn):1)施工效率高,成樁速度快;
2)功能高端,垂直度易于控制,施工的垂直度可精確至1/500;
3)適用不同地質(zhì),可對(duì)回轉(zhuǎn)扭矩、回轉(zhuǎn)速度、拉拔力等多種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置;
4)設(shè)備扭矩強(qiáng)大,在A型形樁強(qiáng)度生成時(shí),仍能進(jìn)行切割施工。
缺點(diǎn):1)設(shè)備施工單價(jià)高,施工總成本高;
2)成樁施工周期長(zhǎng),投入設(shè)備多,設(shè)備占用場(chǎng)地較大,不利于現(xiàn)場(chǎng)施工組織,施工進(jìn)度不可控。
(2)27度全套管搖動(dòng)式鉆機(jī)
優(yōu)點(diǎn):1)設(shè)備施工單價(jià)低,施工總成本低;
2)設(shè)備施工使用占地小,對(duì)施工場(chǎng)地的要求不高,利于組織足夠設(shè)備進(jìn)場(chǎng)施工,施工進(jìn)度可控。
缺點(diǎn):1)設(shè)備工作壓力、提升力均較小,施工效率比較低;
2)施工垂直度控制度不高,只能精_到3/1000,剛好滿足設(shè)計(jì)要求的最底限度,施工過(guò)程中,一旦出現(xiàn)偏斜,必須通過(guò)拔管回填重新成孔,降低施工工效,費(fèi)工時(shí)費(fèi)成本。
5 咬合樁施工重難點(diǎn)及有效控制措施
5.1 樁孔傾斜
首先要考慮的是地質(zhì)原因,在鉆孔施工取土過(guò)程中檢查地質(zhì)是否存在一部分軟層,一部分硬層;其次鉆機(jī)的傾斜是否及時(shí)校正,施工過(guò)程中抓斗取土沖力較大,極易造成傾斜;再是在拔套管的過(guò)程中混凝土樁體扭曲或一邊攪動(dòng)過(guò)大。
控制措施:
(1)首先試拼套管,控制整根套管的順直度偏差不大于10mm。
(2)堅(jiān)持多次監(jiān)測(cè)和檢查成孔過(guò)程中樁的垂直度
1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):采用線錘或經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)地面以上部分的套管的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差隨時(shí)糾正。在每根樁的成孔過(guò)程中應(yīng)從開(kāi)始施工到成孔結(jié)束始終堅(jiān)持,不能中斷。
2)屢次檢查:每節(jié)套管壓完后安裝后,在下一節(jié)套管之前,都要停下來(lái)進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查,不合格時(shí)需及時(shí)糾偏,直至合格后才能進(jìn)行下一節(jié)施工。
(3)樁身糾偏,成孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超限,必須及時(shí)進(jìn)行調(diào)整糾偏。
5.2 遇地下障礙物
地下障礙物因其深埋地下,具有不明確性,前期進(jìn)行地質(zhì)勘查有時(shí)也不能完全探測(cè)。
控制措施:采用“分階段成孔法”進(jìn)行處理:
(1)第一階段,不論A型樁還是B型樁,成孔取土至障礙物,更換鉆頭為沖擊錘,從套管內(nèi)用沖擊錘沖鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高,成孔后向套管內(nèi)回填土,邊回填土邊拔出套管,將已成的孔完全回填完畢,回填土可利用原成孔取的土;
(2)第二階段,回填完畢后,按咬合樁通常的施工方法進(jìn)行,逐步施工直至完畢。
5.3 管涌
發(fā)生管涌有兩種情況:一是,隨著鉆孔深度增加和套管的搖動(dòng),富含水砂層在飽和壓力水作用下,軟化呈流塑狀,引起管涌;二是,在B型樁成孔過(guò)程中,由于A型樁混凝土還處于流動(dòng)狀態(tài),未凝固,A型樁混凝土有可能從A、B型樁相交處涌入B型樁孔內(nèi),發(fā)生管涌。
控制措施:
(1)針對(duì)第一種情況,主要采取套管底口始終保持超前于開(kāi)挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”增加水頭路徑,阻止飽和砂土的流動(dòng),或者在樁內(nèi)適當(dāng)注水,保持水壓力平衡。
(2)針對(duì)第二種情況,常用以下3種方法進(jìn)行處理:
1)控制A型樁混凝土的坍落度,不宜超過(guò)18cm,降低混凝土的流動(dòng)性;
2)套管底口應(yīng)始終保持超前于開(kāi)挖面一定距離,控制在2.5m以上,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動(dòng)。
3)B型樁成孔過(guò)程中,應(yīng)注意觀察相鄰兩側(cè)A型樁混凝土頂面,如發(fā)現(xiàn)A型樁混凝土下陷,應(yīng)立即停止B型樁開(kāi)挖,并一邊將套管盡量下壓,一邊向B型樁內(nèi)填土或注水,直到完全止住“管涌”。
B型樁施工過(guò)程中防止混凝土管涌措施示意圖
5.4 缺陷樁
在鉆孔咬合樁施工過(guò)程中,因B型樁素樁澆筑的超緩凝混凝土早凝或發(fā)生機(jī)械設(shè)備故障等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進(jìn)行而形成缺陷樁。
處理方法有以下三種:
引言
人工挖孔灌注樁是一種適合應(yīng)用于地質(zhì)條件為無(wú)地下水或地下水較少的黏土、粉土地區(qū)的基礎(chǔ)處理方法,由于具有施工操作簡(jiǎn)單,不需要大型機(jī)械設(shè)備,占用施工場(chǎng)地小,樁身質(zhì)量可靠,單樁承載力高等特點(diǎn),在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。
本文通過(guò)日照市萬(wàn)平口大橋這一工程實(shí)例,對(duì)高地下水位地區(qū)鉆孔灌注樁與人工挖孔灌注樁做了一個(gè)實(shí)際的比對(duì),從工期、質(zhì)量、造價(jià)這幾個(gè)方面做了具體的分析,均得到了理想的效果,為以后類(lèi)似的工程起到拋磚引玉的作用。
1.工程實(shí)例的地理位置及概況
萬(wàn)平口大橋東臨日照海濱的萬(wàn)平口廣場(chǎng),西接海曲東路,大橋?yàn)槲暹B跨連續(xù)上承式拱橋,全長(zhǎng)280m,南北寬28.6m,車(chē)行道寬22米,連接水運(yùn)會(huì)基地南北區(qū)域,橋南面為世界帆船運(yùn)動(dòng)基地,北面為奧林匹克水上運(yùn)動(dòng)公園,大橋??缭趭W林匹克水上運(yùn)動(dòng)公園的入海口處,蔚為壯觀,與周邊渾然一體,為日照市的標(biāo)致性建筑之一。
2. 地質(zhì)條件及主要土層的分布
根據(jù)萬(wàn)平口大橋地質(zhì)勘探資料,該地區(qū)地質(zhì)條件較差,地下水位較高,且受海水潮汐影響,地下水位:場(chǎng)地第“4”層含有較豐富的地下水,主要為孔隙潛水,初見(jiàn)水位埋深入-2~-3.8m,主要靠大氣降水,海水側(cè)向流入補(bǔ)給地下水,其水位變化受海水潮汐影響,較復(fù)雜。
3.施工過(guò)程中面臨的主要問(wèn)題
萬(wàn)平口大橋樁基礎(chǔ),根據(jù)常規(guī),原設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁,計(jì)劃工期60天,樁徑2000毫米,樁長(zhǎng)18~28m不等,持力層入微風(fēng)化1.5m,共有樁位56棵。施工單位開(kāi)始采用大噸位沖孔樁機(jī)(8t卷?yè)P(yáng)機(jī)),施工了近一周后,出現(xiàn)許多不合適宜的方面。
①成孔速度緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計(jì)劃工期,根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工現(xiàn)場(chǎng)記錄,成一棵樁需一周時(shí)間。
②成孔后,又受漲、落潮的影響,淤泥質(zhì)砂層處易塌孔,出現(xiàn)工程量反復(fù)的現(xiàn)象,致使工程量增加。
上述問(wèn)題,工期、質(zhì)量都很難保證。面對(duì)這些問(wèn)題,吸取鉆孔灌注樁施工中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),我們特別邀請(qǐng)了相關(guān)專(zhuān)家商討解決方案,經(jīng)過(guò)反復(fù)到施工現(xiàn)場(chǎng)踏勘,提出了一個(gè)大膽的想法,就是用人工挖孔灌注樁。施工過(guò)程中,又面臨在近海區(qū)(距南、北港池10m左右)如何施工人工挖孔樁,如何克服第“2”層淤泥質(zhì)砂層(深度在5一6m之間),同時(shí),要考慮潮汐的影響,要考慮工人的人身安全,工期要求(工期只剩50天)等問(wèn)題。最后,我們經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比,大膽采用了止水帷幕人工挖孔灌注樁施工工藝,最終按期圓滿地完成了施工任務(wù)。
4.解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)方案與施工
人工挖孔灌注樁在高水位地區(qū)的施工,以前尚沒(méi)有成功的案例可以遵循,為此,我們做了大量的研究與探索:
(1)設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想:將兩種工藝結(jié)合到一個(gè)工程上,發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)。
①克服‘2’層淤泥質(zhì)砂土對(duì)成孔的影響;
②克服潮汐對(duì)成孔的影響。
(2)具體采取的措施:把止水帷幕的設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到了本工程之中。即:樁位點(diǎn)放好后,在工程樁的四周,先施工水泥土攪拌樁一排,樁長(zhǎng)L =7m左右,在樁的四周形成一道止水帷幕墻,并實(shí)施有效的咬合,形成全封閉的拱形結(jié)構(gòu)。
帷幕樁長(zhǎng)要超過(guò)第“2”層淤泥質(zhì)砂層,本工程的樁長(zhǎng)L =7m以上,樁徑選擇600毫米,咬合150~200毫米,水泥攪攔樁與工程樁的間距控制在180~200毫米之間為宜。
(3)實(shí)際施工步驟:
①施工前,將場(chǎng)地認(rèn)真整平。
②水泥土攪拌樁,采用干作法,(海邊的土均為飽合狀)噴灰量宜控制在65 kg/m全程復(fù)噴復(fù)攪,每一個(gè)工程樁的帷幕樁要一氣呵成,咬合到位,設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),要采取措施,將咬合效果控制在100%成功,我們采取的措施是:對(duì)設(shè)備故障而未咬合上的部位,采用小型鉆探設(shè)備進(jìn)行咬合處理。
③水泥土攪拌樁完成3天后,挖開(kāi)觀察其強(qiáng)度如何,咬合的效果優(yōu)劣,判斷一下是否可以開(kāi)挖(5天后開(kāi)始開(kāi)挖為宜)。
④樁孔開(kāi)挖過(guò)程中,每天的進(jìn)行速度在每次1m以?xún)?nèi),同時(shí)采用鋼模板、電動(dòng)葫蘆,工地備有速凝劑1~2袋,當(dāng)發(fā)現(xiàn)止水帷幕有漏水現(xiàn)象時(shí),需進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)漏,防止出現(xiàn)大面積的漏水。
⑤潮汐的影響:在做-1~-6m樁孔,漲潮時(shí),應(yīng)停止作業(yè),以防潮水過(guò)猛出現(xiàn)意外。在“2”土層內(nèi),其拆模時(shí)間要長(zhǎng)一些,掌握潮汐的具體時(shí)間,安全穩(wěn)妥地進(jìn)行。
5.最終的工程效果和經(jīng)驗(yàn)
萬(wàn)平口大橋建設(shè)是當(dāng)年日照市政府市長(zhǎng)工程,大橋樁基礎(chǔ)工程施工,在工期緊,任務(wù)重,質(zhì)量要求高的情況下,集中工程設(shè)計(jì)與施工人員的集體智慧,克服了潮汐、砂層給我們帶來(lái)的客觀不利條件,科學(xué)地、有計(jì)劃地圓滿完成了工程任務(wù),工程質(zhì)量?jī)?yōu)良率100%,使萬(wàn)平口大橋如期通車(chē),成為當(dāng)年為數(shù)不多的優(yōu)良工程之一,且獲得了國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)――魯班獎(jiǎng)。
(1)科學(xué)地總結(jié)出了一套行之有效的施工工藝。
實(shí)踐出真知。只要肯動(dòng)腦筋,善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn),大膽探索,就可以戰(zhàn)勝困難,取得成功。海的前沿施工人工挖孔樁,用帷幕樁做保障,用一種工藝與另一種工藝疊加在一個(gè)工程上,是一個(gè)大膽的嘗試,也為那些機(jī)械無(wú)法完成的工程,提供了一個(gè)良好的施工工藝―止水帷幕人工挖孔灌注樁。
(2)周密的施工方案,創(chuàng)造了日照橋梁建設(shè)的優(yōu)良工程
針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,通過(guò)多種方案的比較,大膽創(chuàng)新,利用兩種不同工藝的完美結(jié)合,使施工技術(shù)的綜合應(yīng)用得到推廣,取得了理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn):
1 引言
隨著城市的發(fā)展,地鐵線網(wǎng)規(guī)劃逐漸增加,城市地鐵車(chē)站換乘發(fā)揮出方便快捷的交通功能,而多線換乘車(chē)站正在形成,其中多線平行換乘方式的車(chē)站逐漸增多,南京地鐵線網(wǎng)中的集慶門(mén)大街站就是其中的一個(gè),該站集中了南京地鐵線網(wǎng)中2號(hào)線、6號(hào)線及2號(hào)線支線3條線路,形成了多線雙島的一個(gè)極大規(guī)模的地鐵車(chē)站。
2 工程概況
南京地鐵2號(hào)線集慶門(mén)大街站是線網(wǎng)規(guī)劃中的一個(gè)重要車(chē)站,它既是2號(hào)線與6號(hào)線的換乘車(chē)站,同時(shí)也是2號(hào)線西延線支線的始發(fā)站,車(chē)站設(shè)計(jì)為5線雙島車(chē)站(其中一條線路為存車(chē)線)。
集慶門(mén)大街站位于南京市河西地區(qū)江東南路與集慶門(mén)大街的交叉路口,江東南路規(guī)劃道路寬80m,集慶門(mén)大街規(guī)劃道路寬50m,車(chē)站設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度310.2m、標(biāo)準(zhǔn)段總寬度46.2m、標(biāo)準(zhǔn)段基坑深約15.8m。車(chē)站基坑周邊建筑物密集,左上角是在建的商場(chǎng),左下角是長(zhǎng)江醫(yī)院及多幢7層建筑,右下角是利德家園15層高層住宅樓,右上角是建華商廈(7層)。
車(chē)站位于河西地區(qū)的長(zhǎng)江低漫灘區(qū),基坑范圍內(nèi)的主要地層為人工填土、流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,下部為砂層,其中淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土很厚,最厚深度達(dá)30m,是典型的軟土地層。場(chǎng)地內(nèi)地下水類(lèi)型屬孔隙潛水,深部砂性土層中地下水有承壓性,承壓水與長(zhǎng)江及內(nèi)秦淮河水有水利聯(lián)系。
3 基坑設(shè)計(jì)介紹
根據(jù)該站基坑所處環(huán)境及地質(zhì)情況,基坑安全設(shè)計(jì)是最主要的問(wèn)題,而這種流塑狀的淤泥質(zhì)土層有變形快、自身受力差等特點(diǎn),對(duì)于這種超寬基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及支撐體系設(shè)計(jì)尤為重要。
3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)該站的環(huán)境條件及地質(zhì)情況,設(shè)計(jì)中對(duì)地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、套管咬合灌注樁等進(jìn)行了綜合比選分析,通過(guò)結(jié)構(gòu)受力、造價(jià)、環(huán)境影響等多方面分析比較,選擇采用目前技術(shù)先進(jìn)成熟的套管咬合灌注樁作為基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu),該施工工藝采用鋼套管支護(hù)、抓斗取土成孔,特別適合粘土地層,與一般的鉆孔灌注樁采用泥漿護(hù)壁成孔有減少泥漿污染、成孔效果好、孔壁完整等特點(diǎn),樁身鋼筋籠在套管中吊裝,避免鋼筋籠損害孔壁,在混凝土澆筑過(guò)程中拔出套管,成樁分為兩期,先期樁采用緩凝型混凝土,二期樁成孔期間利用鋼套管切割先期樁混凝土,達(dá)到樁身混凝土咬合的功能,從而達(dá)到與連續(xù)墻一致的支護(hù)結(jié)構(gòu)止水效果。
3.2 支撐體系設(shè)計(jì)
該站由于基坑寬度大、基坑深度相對(duì)較深,特別是位于流塑狀的淤泥質(zhì)地層,則要求必須支撐架設(shè)快且穩(wěn)定,否則會(huì)產(chǎn)生較大的基坑變形而危及周邊建筑物的安全。
根據(jù)計(jì)算分析,在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)受力及變形要求下,該基坑共設(shè)計(jì)了4道支撐及1道倒換支撐,其中第1道支撐采用了整體剛度好、控制變形好的鋼筋混凝土支撐,其余支撐采用鋼管支撐,同時(shí)為保證整個(gè)支撐體系的整體穩(wěn)定,在基坑橫向設(shè)置了2個(gè)臨時(shí)支點(diǎn),以滿足支撐受力的整體穩(wěn)定要求。
3.3 軟土處理設(shè)計(jì)
針對(duì)流塑狀淤泥質(zhì)土變形快、自身受力差的特點(diǎn),設(shè)計(jì)中還考慮對(duì)基坑底部土層進(jìn)行了加固處理,首先沿基坑周邊支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行3m的條帶加固,然后沿基坑縱向中間設(shè)置了一條3m的加固條帶,最后沿基坑縱向間隔3m設(shè)置了一條3m寬的橫向加固條帶。所有加固條帶的加固深度均為基坑面下3m,加固工藝采用深層攪拌樁,水泥參量為20%。基坑加固后以滿足基坑施工方便,同時(shí)相當(dāng)于在基坑底部預(yù)設(shè)置了一道加固支撐體系,從而減少基坑開(kāi)挖過(guò)程中的基底變形。
3.4 其他處理措施
針對(duì)該站所處環(huán)境條件和地質(zhì)情況,為最大限度的保證施工安全,設(shè)計(jì)中還對(duì)基坑開(kāi)挖等提出了具體的要求:如基坑開(kāi)挖中應(yīng)作到邊開(kāi)挖邊支撐,支撐架設(shè)應(yīng)及時(shí),嚴(yán)禁超挖達(dá)到控制變形;支撐架設(shè)必須保證支撐的整體穩(wěn)定性,特別是避免架設(shè)中的支撐偏心受力等。
4 施工過(guò)程中簡(jiǎn)介
在該站的整個(gè)施工過(guò)程中,從支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、土層加固、基坑開(kāi)挖、支撐架設(shè),設(shè)計(jì)均實(shí)行了現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程跟蹤,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適時(shí)提出設(shè)計(jì)優(yōu)化措施。
在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中,套管咬合灌注樁在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在砂層(特別是粉細(xì)砂層)抓取土困難,不易保證咬合質(zhì)量,為此,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況將樁間咬合由原設(shè)計(jì)的150mm調(diào)整為200mm,以保證樁芯混凝土咬合質(zhì)量,達(dá)到樁間止水的目的。
對(duì)于土層加固,原設(shè)計(jì)在基坑面以上的攪拌樁采用空攪以節(jié)約水泥用量,在實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)空攪部分反而破壞了既有土層結(jié)構(gòu),使原狀土產(chǎn)生變化,造成基坑開(kāi)挖前的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,為此調(diào)整設(shè)計(jì)在空攪部分添加5%的水泥參量,使空攪樁產(chǎn)生一定的抗力控制支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,從而達(dá)到控制最終變形的要求。
基坑開(kāi)挖及支撐架設(shè)過(guò)程中,由于本站基坑寬度很大,鋼支撐的拼裝架設(shè)的時(shí)間比較長(zhǎng),容易在支撐拼裝架設(shè)期間已發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)一定變形的現(xiàn)象,為此,也根據(jù)本站基坑寬度大的特點(diǎn),特對(duì)基坑開(kāi)挖提出了中間掏槽進(jìn)行土方開(kāi)挖的方案,在基坑中間縱向先開(kāi)挖,滿足開(kāi)挖機(jī)具通行,靠近支護(hù)結(jié)構(gòu)先采用放坡反壓保證土壓力平衡,在支撐架設(shè)完畢后再開(kāi)挖兩側(cè)土體,從而達(dá)到控制支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的目的。
Abstract: the deep foundation pit bracing engineering project they are temporary, but the reliability of the supporting scheme of foundation pit engineering and rationality of the results is quite important, this paper analyzes the pipe pile through a practical project example, method pile composite gravity of combination support of the application of wall system, and put forward the deep foundation pit bracing engineering control key and experience.
Keywords: method to check the gravity wall pipe pile foundation pit supporting analysis is applied in the construction control effect experience
中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
目前,隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展,建筑在向高空發(fā)展的同時(shí),地下空間也得到了充分利用,促使深基坑工程也越來(lái)越多,同時(shí),對(duì)深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工也提出了更高的要求。不同的基坑支護(hù)方案對(duì)基坑安全、施工進(jìn)度,成本造價(jià)都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果,因此,工程有關(guān)各方對(duì)此應(yīng)綜合考慮,認(rèn)真比較以確定最合理的基坑支護(hù)方案。
一、兩種支護(hù)體系的比較
筆者施工的某工程地下部分為整體地下一層,平面形式為倒“L”型,底板埋深自然地坪下6.0米,地下建筑面積19800平米,場(chǎng)地距現(xiàn)有道路、建筑均較近。場(chǎng)地地層分布自上至下分別為人工填土層、粘土層、粉土層、粉質(zhì)粘土層。根據(jù)本基坑的挖深及周邊環(huán)境,確定基坑安全等級(jí)為二級(jí),重要性系數(shù)取1.0。最初基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用工法樁、灌注樁支護(hù)加水泥攪拌樁止水帷幕的支護(hù)體系,西部采用SMW工法樁加內(nèi)支撐的支護(hù)形式,工法樁頂設(shè)冠梁,將工法樁連成整體,同時(shí)作為內(nèi)撐支點(diǎn),工法樁兼做止水帷幕,內(nèi)支撐設(shè)鋼筋混凝土梁角撐及對(duì)撐,支撐梁下設(shè)格構(gòu)柱及柱下灌注樁;北部東側(cè)及南部東側(cè)采用雙排鉆孔灌注樁的支護(hù)形式,樁頂均用冠梁連接,前后排樁間用連梁拉結(jié),雙排灌注樁間設(shè)雙排攪拌樁止水帷幕;東側(cè)因場(chǎng)地條件允許采用放坡開(kāi)挖雙排攪拌樁止水帷幕止水為通常做法,故本文不再贅述。
該項(xiàng)目基礎(chǔ)施工工期僅為4個(gè)月時(shí)間,經(jīng)多次施工方案論證,采用該支護(hù)體系施工周期至少需要5個(gè)月時(shí)間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工期要求,最終經(jīng)方案比較,施工中大膽采用了管樁及工法樁復(fù)合重力墻的聯(lián)合支護(hù)體系。由于新的支護(hù)體系完全省去了內(nèi)支撐,從而完全節(jié)省了內(nèi)支撐制作及拆除的時(shí)間,理論上不但可以節(jié)省工期而且減少了造價(jià),提高了經(jīng)濟(jì)效益。
二、管樁、工法樁復(fù)合重力墻聯(lián)合支護(hù)體系分析
1、工法樁復(fù)合重力墻的應(yīng)用分析
SMW工法樁是一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)抗?jié)B性好,剛度大,不擾動(dòng)鄰近土體,可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa以下的巖層應(yīng)用。目前對(duì)水泥土與型鋼之間的粘結(jié)強(qiáng)度的研究還不充分。通常認(rèn)為:水土側(cè)壓力全部由型鋼單獨(dú)承擔(dān);水泥土樁的作用在于抗?jié)B止水。試驗(yàn)表明,水泥土對(duì)型鋼的包裹作用提高了型鋼的剛度,可起到減少位移的作用。
SMW工法樁由于水泥土強(qiáng)度較低,變形模量較小,且H型鋼表面涂有減摩劑,因此在水泥土與型鋼組合結(jié)構(gòu)體中水泥土的強(qiáng)度很難發(fā)揮,設(shè)計(jì)中可忽略水泥土的剛度貢獻(xiàn),而將其作為安全儲(chǔ)備。但是,水泥土對(duì)型鋼的包裹能起到套箍作用,防止型鋼失穩(wěn),使型鋼強(qiáng)度得到充分的發(fā)揮。另外,水泥土還可起止水作用,并將承受型鋼間由于土壓力而產(chǎn)生的剪力,因而在工程中水泥土須具有一定強(qiáng)度和較好的抗?jié)B性能。
本支護(hù)體系西部采用工法樁復(fù)合重力墻支護(hù)兼做止水帷幕,為雙軸水泥攪拌樁橫向共8排咬合布設(shè)(見(jiàn)圖1-1剖面)。其中攪拌樁1:樁徑700mm,樁頂位于場(chǎng)地地表下1.0m,有效樁長(zhǎng)12.0米,組內(nèi)、排間、組間咬合均為200mm;攪拌樁3:樁徑700mm,樁頂位于場(chǎng)地地表下6.0m,有效樁長(zhǎng)5.0米,組內(nèi)、排間、組間咬合均為200mm?!皵嚢铇?”里排及外排每組內(nèi)插普通熱軋20a型工字鋼,型鋼頂位于場(chǎng)地地表下0.8m,長(zhǎng)12.0m,中心距1.0m。
“攪拌樁1”為4排,起基坑的支護(hù)作用,水泥采用P.S32.5,摻入比為15%,水灰比0.5~0.55,要求全程復(fù)攪復(fù)噴,樁頂設(shè)400mm厚鋼筋混凝土蓋板同樁寬,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。 “攪拌樁3”為4排,作為復(fù)合重力墻,位于開(kāi)挖基坑的坑底以下不開(kāi)挖的土體中,起到對(duì)“攪拌樁1”的支頂作用,限制了“攪拌樁1”的側(cè)移,使其不但充分發(fā)揮了支護(hù)止水的作用,而且有效解決了單純工法樁不設(shè)內(nèi)支撐的過(guò)大變形問(wèn)題。
2、管樁的應(yīng)用分析
PHC 管樁樁身混凝土強(qiáng)度較高(強(qiáng)度不得低于C80), 再加上使用了高強(qiáng)度、低松弛率的預(yù)應(yīng)力鋼筋使樁身具有較高的有效預(yù)壓力, 因此具有較大的抗彎和抗拉能力。但PHC 管樁為空心管形截面, 其抗彎剛度較實(shí)心樁要小, 故在水平荷載作用下易發(fā)生撓曲。采用其作為基坑支護(hù)樁時(shí),在基坑開(kāi)挖過(guò)程中, 支護(hù)樁側(cè)土體將會(huì)發(fā)生位移,并對(duì)樁體施加側(cè)向作用力,同時(shí)使樁產(chǎn)生撓曲和內(nèi)力。樁周土體按移動(dòng)情況可分為穩(wěn)定層和不穩(wěn)定層, 滑動(dòng)面介于這2 層之間。根據(jù)土壓力理論, 將不穩(wěn)定土層中承受土體側(cè)向位移的上部樁段稱(chēng)為“被動(dòng)”部分;而穩(wěn)定土層中的下部樁段受到上部樁段傳來(lái)的荷載,這與樁頭直接承受水平荷載的樁類(lèi)似,稱(chēng)之為“主動(dòng)”部分。在這一過(guò)程中, 樁周土可能達(dá)到極限狀態(tài)并產(chǎn)生極限土壓力。
基坑開(kāi)挖后, 坑內(nèi)土體卸除, 土體的側(cè)向位移由Δ1和 Δ2兩部分組成:Δ1 為原狀土體側(cè)向卸荷后產(chǎn)生的側(cè)向變形;Δ2 為重塑區(qū)土體卸荷后產(chǎn)生的回彈變形。由于土體側(cè)向變形量相對(duì)較大,不利于對(duì)管樁的變形控制,因此有必要采取措施以控制管樁的位移并減少樁身彎矩。
接上所述,本支護(hù)體系北部東側(cè)及南部東側(cè)采用具有一定抗彎、抗折強(qiáng)度的PHC預(yù)應(yīng)力管樁為擋土排樁,在管樁外側(cè)設(shè)置雙軸雙排水泥土攪拌樁止水帷幕的擋土支護(hù)形式(見(jiàn)圖2-2剖面)。其中:支護(hù)管樁采用PHC500×100 AB型,樁頂位于場(chǎng)地地表下2.2m,有效樁長(zhǎng)11.0m,樁中心距1.0m,樁頂設(shè)900×500鋼筋混凝土冠梁,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30;攪拌樁2,樁徑700mm,樁頂位于場(chǎng)地地表下1.0m,有效樁長(zhǎng)9.0米,組內(nèi)、組間咬合均為200mm,與“攪拌樁1”排間咬合200mm。
三、施工控制重點(diǎn)
1、水泥攪拌樁的控制重點(diǎn)
“攪拌樁1”及“攪拌樁2”須連續(xù)施工,相鄰樁間間歇不得超過(guò)12小時(shí),超過(guò)則應(yīng)采取補(bǔ)樁或在后施工樁中增加水泥摻量20%~30%;但因施工機(jī)械及施工工藝所限,“攪拌樁1”與“攪拌樁3”之間的咬合在12小時(shí)的間隔時(shí)限內(nèi)無(wú)法完成,但其并不影響整個(gè)體系的支護(hù)效果,因?yàn)殚g隔時(shí)限的要求是保證帷幕施工的連續(xù)性以達(dá)到止水效果,施工中只要保證起止水作用的“攪拌樁1”能夠連續(xù)施工即可,“攪拌樁3”施工時(shí)只要能夠與“攪拌樁1”緊密貼合以達(dá)到對(duì)“攪拌樁1”的Φ支撐作用即可。
2、型鋼插入偏差控制
2.1.H型鋼在插入過(guò)程中的平面位置和垂直度要用兩臺(tái)經(jīng)緯儀采用前方直角交匯法控制,調(diào)整垂直度偏差在1%以?xún)?nèi),再插入攪拌樁內(nèi),在沉放過(guò)程中還應(yīng)及時(shí)糾偏。
2.2.型鋼插入時(shí)間應(yīng)控制在攪拌樁成樁后30min~60min 內(nèi)插入,若水灰比或水泥摻量較大時(shí),插入時(shí)間允許適當(dāng)延長(zhǎng),但不能超過(guò)60min。
3、PHC管樁的控制重點(diǎn)
3.1.管樁采用單節(jié)管樁,靜壓施工,嚴(yán)禁接樁。
3.2.為防止管樁的擠土效應(yīng)擠斷水泥攪拌樁,管樁必須先于攪拌樁施工。
3.3.管樁施工時(shí)應(yīng)控制沉樁順序,采取引孔壓樁、設(shè)應(yīng)力釋放孔等措施,以減小擠土效應(yīng)對(duì)臨樁及周邊環(huán)境的影響。
四、支護(hù)效果評(píng)價(jià)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
本工程基坑開(kāi)挖后,監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示基坑開(kāi)挖后支護(hù)樁和梁頂最大位移均在可控范圍內(nèi),可見(jiàn)該聯(lián)合支護(hù)體系對(duì)控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形效果明顯,不但節(jié)省了1個(gè)月的計(jì)劃工期而且取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但施工過(guò)程也并非一帆風(fēng)順,以下幾點(diǎn)在施工中尤應(yīng)加以重視:
1、重視開(kāi)挖順序及墊層的作用。
由于施工場(chǎng)地狹窄,基坑開(kāi)挖之初未能?chē)?yán)格按照施工方案要求分層開(kāi)挖,致使基坑西部邊緣一側(cè)一步開(kāi)挖到位,3天內(nèi)其中間區(qū)域樁頂最大累計(jì)位移已達(dá)47mm,遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)給定的監(jiān)測(cè)預(yù)警值25mm,此時(shí)立即組織進(jìn)行了墊層的施工,隨著墊層混凝土強(qiáng)度的逐漸提高,3天后位移已趨于穩(wěn)定,并一直維持波動(dòng)狀態(tài),未在繼續(xù)發(fā)展。后續(xù)開(kāi)挖工作嚴(yán)格按照分段分層開(kāi)挖的原則施工,使基坑土應(yīng)力逐漸釋放,并且開(kāi)挖一段澆筑一段墊層混凝土。從實(shí)際施工效果看,分段分層開(kāi)挖可以明顯減少樁頂?shù)倪^(guò)快過(guò)大變形;同時(shí)通過(guò)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,墊層對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐作用還是顯而易見(jiàn)的,因此開(kāi)挖過(guò)程中必須注意墊層的及時(shí)澆筑。需要強(qiáng)調(diào)的是,為起到墊層的支撐作用,墊層澆筑前必須將支護(hù)樁壁上的土體清理干凈,墊層澆筑時(shí)必須完全頂?shù)綐侗谏稀?/p>
2、因該支護(hù)體系是工法樁復(fù)合重力墻與管樁兩種支護(hù)形式組成的,其交接處
必然是變形與防滲的薄弱環(huán)節(jié),這一點(diǎn)設(shè)計(jì)中必須給予充分考慮,當(dāng)場(chǎng)地條件允許時(shí),應(yīng)使兩種支護(hù)體的搭接處于基坑可能變形最小處。
3、根據(jù)場(chǎng)地土條件不同,管樁的擠土效應(yīng)會(huì)有不同,該工程管樁壓樁過(guò)程中地表土雖未出現(xiàn)大面積隆起,但土體內(nèi)力仍波及到相鄰道路,引起路面裂縫。鑒于此,在后續(xù)壓樁施工中,采取在未施工管樁中心每隔3根樁預(yù)先鉆Φ100mm圓孔釋放壓樁應(yīng)力,實(shí)踐效果不錯(cuò)。
4、進(jìn)行基坑動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
中圖分類(lèi)號(hào):U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
2工程概況
某城市地鐵區(qū)間隧道總長(zhǎng)約3Km,采用土壓平衡盾構(gòu)法施工,自2013 年7 月始發(fā),至10 月底累計(jì)掘進(jìn)至440 環(huán),經(jīng)長(zhǎng)距離砂層掘進(jìn)后,原計(jì)劃于聯(lián)絡(luò)通道位置進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)換刀,地面注漿加固施工過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)被困,停機(jī)于445 環(huán)。盾構(gòu)機(jī)被困區(qū)域地層自上而下依次為 素填土、 填砂、 含有機(jī)質(zhì)砂、 粗砂、 礫砂、含有機(jī)質(zhì)砂、 礫砂及 全風(fēng)化片麻狀混合花崗巖,見(jiàn)圖1。地下水主要為第四系孔隙水,水位埋深約3.5m,受海水和河水的側(cè)向補(bǔ)給。隧道上方覆土厚度達(dá)15.0m,穿越地層為全斷面 礫砂,屬?gòu)?qiáng)透水層,結(jié)構(gòu)松散,富水性大,對(duì)開(kāi)挖面穩(wěn)定性極為不利,脫困施工風(fēng)險(xiǎn)大。
圖1地質(zhì)縱斷面圖
3盾構(gòu)被困原因
盾構(gòu)掘進(jìn)至390 進(jìn)入全斷面砂層后,平均掘進(jìn)速度、推力及扭矩等出現(xiàn)異常,到440 環(huán)進(jìn)絡(luò)通道加固區(qū)時(shí),掘進(jìn)速度僅為4mm/min,判斷刀具出現(xiàn)較大磨損,故決定在聯(lián)絡(luò)通道位置開(kāi)倉(cāng)換刀。由于該段地層為全斷面砂層,透水性強(qiáng),旋噴加固效果差,遂決定在盾構(gòu)機(jī)前方做一框狀素混凝土墻,待刀盤(pán)切入墻體后換刀。所做素混凝土墻墻頂標(biāo)高至地面以下6m,框內(nèi)土體采用后退式注漿進(jìn)行加固,加固范圍為隧道底2m,隧道頂3m,如圖2所示,受場(chǎng)地條件及墻幅分幅影響,拐角處存在一定的空隙,注漿自框內(nèi)四角往中間施做,注漿過(guò)程中每隔30min轉(zhuǎn)動(dòng)一次刀盤(pán),防止刀盤(pán)被困。由于素混凝土墻施工時(shí)發(fā)生鼓包現(xiàn)象,導(dǎo)致刀盤(pán)實(shí)際切入素混凝土墻的深度大于理論值,注漿時(shí),漿液從素混凝土墻接口及正面竄入到刀盤(pán)孔隙內(nèi),導(dǎo)致刀盤(pán)與混凝土墻固結(jié)形成整體,盾構(gòu)機(jī)被困。
圖2換刀加固圖
4盾構(gòu)脫困措施
盾構(gòu)機(jī)被困后,施工單位本著“設(shè)備安全第一”的原則,確定了“先刀盤(pán)脫困,再盾體脫困”的總體思路,采取潛孔鉆、成槽機(jī)、旋挖鉆等措施,嘗試清除刀盤(pán)前方及切口環(huán)周邊的素混凝土,以達(dá)到刀盤(pán)脫困的目的,均無(wú)效。于是決定在盾構(gòu)四周做三軸攪拌樁隔水帷幕,并在帷幕內(nèi)通過(guò)降水井降水,通過(guò)人工進(jìn)倉(cāng)清除刀盤(pán),以達(dá)盾構(gòu)脫困目的。
4.1 三軸攪拌樁隔水帷幕
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,在盾構(gòu)四周施做三軸攪拌樁隔水帷幕,如圖3 所示,樁徑0.8m,樁間咬合約30cm,樁長(zhǎng)24-26m,采用“四攪四噴”工藝,為確保攪拌樁質(zhì)量,施工時(shí)主要針對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制:
1)垂直度。移動(dòng)攪拌樁機(jī)到達(dá)作業(yè)位置,并確保樁架垂直度在3‰以?xún)?nèi)。
2)樁長(zhǎng)。施工前在鉆桿上做好標(biāo)記,控制攪拌樁樁長(zhǎng)不得小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。
3)漿液。采用P.042.5 水泥按1.0-1.5 的水灰比配制水泥漿液。
4)鉆速。攪拌樁施工時(shí),確保鉆桿下沉速度不大于0.8m/min。提升速度不大于1.2m/min。
5)搭接時(shí)間。樁與樁的搭接時(shí)間不應(yīng)大于24h,若超過(guò)24h,則需增加注漿量,放緩提升速度。
圖3三軸攪拌樁隔水帷幕
通過(guò)以上措施進(jìn)行施工控制,單根樁水泥用量為15-19t,施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)翻漿置換效果好,經(jīng)取芯檢查,芯樣完整性好、連續(xù)性高,如圖4 所示,可判斷三軸攪拌樁隔水帷幕質(zhì)量較好。
圖4三軸攪拌樁芯樣
4.2 洞內(nèi)注漿施工
根據(jù)地勘資料,管片底部剛好位于礫砂層與全風(fēng)化花崗巖層交界位置,砂礫層透水性強(qiáng),因此,管片底部為帷幕墻隔水薄弱部位。為加強(qiáng)管片底部止水效果,在隔水帷幕對(duì)應(yīng)位置,通過(guò)打開(kāi)吊裝孔進(jìn)行花管注漿,剛花管插入全風(fēng)化花崗巖層50cm,確保地下水難以涌入刀盤(pán)前方作業(yè)面。
4.3地面注漿補(bǔ)強(qiáng)
在隔水帷幕施工過(guò)程中,由于原素混凝土墻影響,三軸攪拌樁不能完整封閉,故對(duì)攪拌樁與素混凝土墻接頭處進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng),為防止?jié){液竄入盾體周?chē)?,刀盤(pán)切口環(huán)兩側(cè)采用丙凝、水玻璃、磷酸等注漿材料對(duì)土體進(jìn)行注漿固結(jié)。
4.4人工進(jìn)倉(cāng)處理
待三軸攪拌樁隔水帷幕及降水施工完成后,降低土倉(cāng)內(nèi)壓力觀察,發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖面穩(wěn)定,于是人工進(jìn)入土倉(cāng)內(nèi)清理渣土,然后采用風(fēng)鎬、電鎬等輕型設(shè)備鑿除了刀盤(pán)前方的素混凝土,鑿除順序?yàn)樽陨隙?,碎渣通過(guò)螺旋機(jī)運(yùn)出。待刀盤(pán)前方鑿出0.8-1m 空間后,自上而下鑿除刀盤(pán)側(cè)面水泥漿,直至露出切口環(huán),使盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)脫困。整個(gè)進(jìn)倉(cāng)處理過(guò)程中,保持持續(xù)降水并監(jiān)測(cè)水位的變化。
4.5 盾體脫困
經(jīng)過(guò)上述一系列措施,使得刀盤(pán)成功脫困后,便針對(duì)盾體進(jìn)行脫困,盾體脫困采取的主要措施有:
1)盾體。通過(guò)從盾尾注入高濃度膨潤(rùn)土對(duì)盾體周?chē)M(jìn)行,同時(shí)通過(guò)超前注漿孔、盾體上預(yù)留徑向孔注入油,對(duì)盾體形成包裹,減小地面處理、旋噴注漿等對(duì)盾構(gòu)的影響。
2)加大推力推進(jìn)。被困盾構(gòu)機(jī)的最大推力為3900t,盾體脫困時(shí)階段性加大推力,并通過(guò)反復(fù)伸縮千斤頂,達(dá)到松動(dòng)盾體的目的。由于加大推力推進(jìn)時(shí),千斤頂易對(duì)后方管片造成破損,因此,需在管片與千斤頂之間安裝一道鋼環(huán),減小應(yīng)力集中,同時(shí)加強(qiáng)管片螺栓的復(fù)緊和管片姿態(tài)的監(jiān)測(cè)。
3)外置千斤頂輔助。在盾構(gòu)自身推力不能滿足脫困的情況下,在管片與中盾之間焊接支座安裝千斤頂,通過(guò)外置千斤頂增大總推力達(dá)到脫困目的。
4)震動(dòng)輔助脫困:在盾殼內(nèi),采用風(fēng)鎬、平板振動(dòng)器等對(duì)盾殼進(jìn)行敲打震動(dòng),以達(dá)到盾殼與固結(jié)體脫離的目的。通過(guò)采取以上措施,盾構(gòu)機(jī)成功脫困。
5施工風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)控制
5.1 三軸攪拌樁成樁質(zhì)量,樁的完整性,垂直度。
施工中采用全站儀測(cè)量垂直度,控制樁的提升和下沉速度,控制水泥用量,嚴(yán)格執(zhí)行水灰比;控制樁之間的咬合,全站儀測(cè)量定位,縱向咬合一個(gè)樁位80cm,橫向排距咬合30cm,確保咬合嚴(yán)密,同時(shí)對(duì)存在缺陷的部位采用后退時(shí)注漿補(bǔ)強(qiáng);成樁后鉆芯取樣檢查成樁質(zhì)量滿足成樁要求。
5.2 注漿引發(fā)盾體裹住風(fēng)險(xiǎn)
注漿是為了補(bǔ)強(qiáng)土體,增加土體的自穩(wěn)性和密實(shí)性,漿液如果竄入盾體與地層的空隙,會(huì)導(dǎo)致盾體裹住的風(fēng)險(xiǎn)。一是通過(guò)控制注漿工藝,控制注漿的壓力和注漿量,調(diào)整漿液的配比及凝結(jié)時(shí)間,掌握注漿的經(jīng)驗(yàn)參數(shù);其次提前作保護(hù)措施,在盾體上通過(guò)徑向孔,超前孔注入聚氨酯和黃油,使盾體周邊有一層保護(hù)膜。
5.3 降水引起地面沉降
降水施工,地下水流失后引發(fā)周邊地層及建筑物的沉降。布置沉降觀測(cè)點(diǎn),提前對(duì)周邊建筑物及地面作施工調(diào)查取證,設(shè)置沉降預(yù)警機(jī)制,嚴(yán)格控制降水沉降;布置降水觀測(cè)井,控制降水的深度,滿足進(jìn)倉(cāng)處理為標(biāo)準(zhǔn);加強(qiáng)降水過(guò)程監(jiān)測(cè),做好理論計(jì)算。
5.4 掌子面崩坍,突水突泥風(fēng)險(xiǎn)
進(jìn)倉(cāng)處理過(guò)程中,掌子面擾動(dòng),臨空面增加,水土壓力變化,內(nèi)外水頭壓力差加大,土體的穩(wěn)定性遭破壞,地層又處在富水砂層,易導(dǎo)致突水突泥。進(jìn)倉(cāng)前地面鉆芯取樣,對(duì)不穩(wěn)定土體注漿補(bǔ)強(qiáng);施工中加強(qiáng)掌子面的支護(hù)和監(jiān)測(cè),做到先支護(hù)后開(kāi)挖,并做超前探孔,確認(rèn)地層情況,確保開(kāi)挖在穩(wěn)定的支護(hù)下進(jìn)行,同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)人員的協(xié)調(diào)和更換,做到不疲勞作業(yè),選派有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)倉(cāng)作業(yè)。做好應(yīng)急處理措施。
5.5 盾體脫困,管片及盾尾損壞風(fēng)險(xiǎn)
中圖分類(lèi)號(hào): TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
隨著時(shí)代的發(fā)展和人民的生活水平的提高,建筑物的重要性和安全等級(jí)越來(lái)越高,且深基坑的開(kāi)挖深度也越來(lái)越大,合理的基坑支護(hù)技術(shù)是保障建筑物安全施工的關(guān)鍵,為了確保建筑物的穩(wěn)定性,建筑基礎(chǔ)必須要滿足地下埋深嵌固的規(guī)范要求。建筑結(jié)構(gòu)主體越高,其埋置深度也就越深,對(duì)基坑工程施工要求也就越高,隨之存在問(wèn)題也越來(lái)越多,這給建筑施工帶來(lái)了很大的困難。
一、工程簡(jiǎn)介
某高層建筑工程,建筑面積38550m2平方,地上為25層,地下3層。該工程原為魚(yú)塘,已經(jīng)人工填砂平整,地形開(kāi)闊,地面起伏小。擬建工程的地下室底板相對(duì)標(biāo)高-11.40m,地面標(biāo)高為1.10m,基坑開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度取12.50m。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)特征:
1、場(chǎng)地地質(zhì)特征。根據(jù)本工程地質(zhì)勘察鉆探表明,本工程的場(chǎng)地地層可分為:第四系的人工填土層、海陸交互相堆積層、燕山期花崗巖風(fēng)化層。
2、場(chǎng)地水文地質(zhì)特征。本工程場(chǎng)地的四周無(wú)明顯的地表水系存在,地表水不發(fā)育。第四系土層含大量孔隙水(以承壓水為主),燕山期花崗巖中含少量基巖裂隙水。場(chǎng)地地下水的補(bǔ)給主要靠大氣降水及地表水滲入,排泄則以徑流及大氣蒸發(fā)為主。基巖裂隙水與上部孔隙水(以細(xì)砂、圓礫層中承壓水為主)水力聯(lián)系密切,勘察期間從鉆孔中測(cè)得地下穩(wěn)定水位埋深為0.40~1.30m,標(biāo)高1.07~1.92m。根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤L(zhǎng)期觀察資料,地下水位一般標(biāo)高為1.70m。
二、基坑支護(hù)方案選取
該工程屬于深基坑工程;而且地質(zhì)勘察結(jié)果表明,本深基坑工程的地下主要為細(xì)砂和深厚淤泥質(zhì)土層。地下室基坑形狀為圓形,因此可以充分利用圓形拱的受力特點(diǎn)進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)。從本深基坑工程的場(chǎng)地地形條件、地質(zhì)條件、基坑特點(diǎn)等方面綜合考慮,基坑設(shè)計(jì)采用分臺(tái)階進(jìn)行支護(hù),上級(jí)邊坡深3.5m,采用雙排攪拌樁+土釘墻的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù);下級(jí)邊坡采用咬合樁拱壁+多道圓環(huán)拱內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)型式支護(hù)。
三、深基坑施工技術(shù)要點(diǎn)
1、基坑開(kāi)挖
本深基坑工程的土方開(kāi)挖應(yīng)遵守分區(qū)、分層、分段、對(duì)稱(chēng)、均衡、適時(shí)的原則。整個(gè)基坑分為兩大區(qū)域,即周邊區(qū),支護(hù)工作區(qū)(按支護(hù)底邊線向坑內(nèi)約8m范圍)及中心區(qū)(即相對(duì)自由開(kāi)挖區(qū))。周邊區(qū)必須服從支護(hù)結(jié)構(gòu)施工單位對(duì)土方開(kāi)挖的技術(shù)要求進(jìn)行開(kāi)挖,中心區(qū)由土方開(kāi)挖單位自主開(kāi)挖。本基坑直立支護(hù)段對(duì)應(yīng)的基坑周邊區(qū)必須分層、對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖,以便使基坑分段對(duì)稱(chēng)受力。
2、基坑支護(hù)
(1)土釘墻面層施工
直立段支護(hù)型式面層護(hù)面采用掛ф6.5鋼筋網(wǎng)@200×200mm,土釘部位設(shè)置2根通長(zhǎng)水平Φ16加強(qiáng)筋和Φ16桿體鋼筋與土釘頭部焊接牢固后,噴射細(xì)石混凝土C20厚100mm護(hù)面。
(2)自鉆式或擊入式鋼管土釘施工
根據(jù)本深基坑工程的施工現(xiàn)場(chǎng)條件,采用自鉆式或擊入式鋼管土釘(錨桿)采用Φ48鋼管,壁厚不小于δ3.25,自鉆式采用機(jī)械帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),用頂漿法注入水泥漿(遇砂層、流塑狀易塑徑的淤泥層時(shí)邊注水泥漿邊鉆進(jìn))。其抗拔力設(shè)計(jì)值不低于5kN/m。
(3)水泥攪拌樁施工
本基坑的水泥攪拌樁樁徑采用D600mm,間距取500mm,采用“四噴四攪”工藝,按“噴漿法”施工。攪拌樁水泥摻入比12%~15%,對(duì)應(yīng)的水泥用量≥70kg/m,水泥采用P.O.32.5R普硅水泥,水灰比0.5~0.55,對(duì)應(yīng)的容重約為1.7±0.05。樁位允許偏差為50mm,垂直度允許偏差為1%,樁徑允許偏差為4%,相鄰樁施工間隔時(shí)間不超過(guò)2小時(shí),攪拌樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為15天0.6MPa、21天1.0MPa、28天1.2MPa,基坑土方必須在攪拌樁養(yǎng)護(hù)21天后開(kāi)挖,開(kāi)挖前必須對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)。
(4)咬合樁施工
咬合樁定位施工時(shí)要充分確保誤差小于20mm,樁的垂直度偏差小于3‰。咬合樁采用搓管樁機(jī)施工,施工時(shí)液壓系統(tǒng)將鋼套管超前壓入土中,然后用沖抓錘將套管中的泥土抓出成孔。成樁直徑為1200mm,樁間距1000mm,咬合200mm,先進(jìn)行素混凝土樁的施工,后進(jìn)行鋼筋混凝土樁的施工。
3、基坑監(jiān)測(cè)施工
施工監(jiān)測(cè)是深基坑支護(hù)的重要手段之一,位移、沉降的變化與實(shí)際地質(zhì)條件、支護(hù)方案、施工組織管理、施工工藝及外界環(huán)境條件等都有密切的關(guān)系,所以應(yīng)恰當(dāng)設(shè)置位移沉降等基坑安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)。本工程堅(jiān)持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的原則,有效地成為保障本深基坑工程支護(hù)安全的重要手段。針對(duì)本深基坑工程特點(diǎn),特采取了如下基坑監(jiān)測(cè)措施,以確?;颖O(jiān)測(cè)準(zhǔn)確無(wú)誤:
(1)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與測(cè)點(diǎn)布置:本深基坑工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括必測(cè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部水平位移觀測(cè)和深度水平位移觀測(cè)(測(cè)斜)、坡頂位移與沉降觀測(cè);選測(cè)的項(xiàng)目包括攪拌樁內(nèi)力監(jiān)測(cè)。共設(shè)置14個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn),8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn),12個(gè)混凝土支撐應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)。
(2)安全監(jiān)測(cè)頻率:①本基坑開(kāi)挖前三天應(yīng)對(duì)所有測(cè)點(diǎn)平行測(cè)量3次,取其平均值作為初值。②當(dāng)基坑開(kāi)挖后,各測(cè)點(diǎn)及各測(cè)試項(xiàng)目每天觀測(cè)1~2次,在開(kāi)挖過(guò)程中視其發(fā)展趨勢(shì)而定,若測(cè)值不穩(wěn)定,應(yīng)加密觀測(cè)次數(shù),直至每2~3小時(shí)一次,直至穩(wěn)定為止。基坑土方開(kāi)挖到底后,若位移沉降值穩(wěn)定,可每3~5天觀測(cè)一次,直到基坑可進(jìn)行土方回填為止。
(3)本基坑安全設(shè)計(jì)等級(jí)及相應(yīng)的位移、沉降控制值:①本基坑下邊坡的安全設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí),咬合樁支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移最大允許值為30mm,預(yù)警值為24mm;因上級(jí)邊坡(即復(fù)合土釘墻支護(hù)段)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形將受下級(jí)邊坡變形的影響,故上級(jí)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)最大允許值為50mm,預(yù)警值為40mm。支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值達(dá)到設(shè)計(jì)允許值的80%以上時(shí)即需預(yù)警。②沉降、位移觀測(cè)結(jié)果要求在當(dāng)天及時(shí)整理,最遲在2天內(nèi)反饋給設(shè)計(jì)單位及工程有關(guān)各方。遇險(xiǎn)情時(shí)或數(shù)據(jù)有異常情況時(shí)必須第一時(shí)間告知設(shè)計(jì)人員及各方。③當(dāng)實(shí)際基坑變形值達(dá)到預(yù)警值時(shí),應(yīng)及時(shí)將全部觀測(cè)資料函知設(shè)計(jì)人員,并召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議,由設(shè)計(jì)人員踏勘現(xiàn)場(chǎng),聽(tīng)取情況匯報(bào),共同分析有無(wú)異?,F(xiàn)象,確定是否需要采取補(bǔ)強(qiáng)加固措施,是否需要啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
四、施工過(guò)程預(yù)防性措施
鑒于本深基坑工程深度較大,本深基坑支護(hù)工程施工時(shí),應(yīng)采取以下預(yù)防性措施處理方案:
①針對(duì)新出現(xiàn)的與原設(shè)計(jì)考慮的環(huán)境條件不相符的新情況,必要時(shí)進(jìn)行加固處理,增加支護(hù)體系的整體剛度。②由于本深基坑工程較深,當(dāng)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)變形值或結(jié)構(gòu)應(yīng)力值接近允許值,必須立即提出處理方案對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理,加固措施應(yīng)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)有足夠的剛度。③當(dāng)本深基坑支護(hù)施工時(shí)出現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)首先考慮在坑底采用土方、砂袋等進(jìn)行反壓加強(qiáng)或增設(shè)斜向支撐等措施;盡可能減少坡頂堆載;同時(shí)在條件允許的情況下,也可在坡頂部位進(jìn)行挖土卸荷。
①要求及時(shí)用水泥砂漿對(duì)已出現(xiàn)的坡頂裂縫進(jìn)行封堵,必要時(shí)進(jìn)行灌漿填縫處理。②及時(shí)清理坡頂堆放物,以免影響對(duì)邊坡裂縫發(fā)生、發(fā)展的觀測(cè),坡頂不得有觀測(cè)不到的死角。
③不允許坡頂堆載及動(dòng)載(例如載重車(chē))超過(guò)設(shè)計(jì)允許值,如果一定要增加堆載,必須通知設(shè)計(jì)單位對(duì)邊坡進(jìn)行加固處理。
總結(jié):
基坑工程是建筑工程的一個(gè)重要組成部分,特別是深基坑工程施工的成敗往往事關(guān)工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接關(guān)系著高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和長(zhǎng)久性。深基坑的支護(hù)工程要從支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工兩面著手,確保質(zhì)量。良好的基坑支護(hù)施工技術(shù),是整個(gè)工程施工順利的前提與保證,是整個(gè)龐大工程的重要開(kāi)端。因此,加強(qiáng)對(duì)建筑深基坑施工技術(shù)的認(rèn)識(shí)與研究意義重大。