旋挖桩施工总结范文

时间:2023-03-18 20:01:40

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旋挖桩施工总结

篇1

【关键词】 旋挖钻机 施工 质量控制

1 前沿

旋挖钻机二战以前先在欧美国家发展并开始使用,到了70~80年代在日本得到快速发展成熟,我国于80年代从日本引入投入到工程应用中,近年来得到大量使用。其成孔原理是:在钻杆的扭矩作用和加压系统的合力作用下,让带有活门的桶式钻斗旋转进尺,在钻斗旋转过程中旋起的钻渣从钻斗下方的底口进入钻斗内,当钻斗内装满钻渣时,扭矩反力显著加大,并通过操作室内传感装置反映出来。随后在机组人员操作下,使钻杆反向旋转,由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土。如此循环反复,不断取土、卸土, 直钻至设计深度[1]。旋挖钻机凭借其施工机械化、自动化程度高、钻孔扭矩输出功率大、钻孔成孔质量好、施工环境污染相对较小等优点在我国基础工程施工中得到越来越广泛的运用。且工法日趋成熟,已经占据很大的市场份额,主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工。

该文通过总结保利集团(股份)有限公司广州芳村投资的6栋商品住宅楼工程采用旋挖钻机施工的实际经验对施工过程中质量控制提出自己的见解。保利集团芳村住宅楼桩基础工程共6栋住宅楼,地下1层、局部2层,地上为17~38层以及局部1~3层的配套楼。该工程钻孔灌注桩总数为948根,工程量大,工期105天,工期相对紧张,采用旋挖钻机进行施工。工程实践证明,采用旋挖钻孔施工工艺无论在工期还是在质量上都很好都达到了工程预期目标和效果,鉴于旋挖钻机施工的广泛性,其施工过程中的质量控制显得尤为重要。

2 旋挖钻机的主要施工工艺

2.1 平整场地,砖渣换填

本工程是新开挖后的基坑面,场地岩土层按地质成因分为第四系填土、冲积土、残积土和白垩系基岩。针对该工程现场场地硬化条件差的状况对整个基坑工作面进行1m左右砖渣换填以硬化场地,方便旋挖钻机行走。

2.2 测量定位,埋设护筒

由测量工程师根据业主单位提供的控制坐标点对桩位进行放样定位,放样后由钻机开钻到相应深度,在挖掘机械配合下埋设护筒,埋设护筒时应确保护筒高于地面20~30cm。护筒埋设完毕后,应由测量工程师进行护筒复核工作,确保护筒偏位不超过施工要求。若钻机开钻工作无法及时,导致现场作业中无法保证桩位定位点的准确性,需重新测量定位,确保桩位偏差范围在规范允许范围内。

2.3 钻机成孔,清理沉渣

钻机开始钻进后,锁定钻机角度及垂直度,在钻机钻进过程中不断注入新鲜泥浆,确保泥浆能够发挥其固壁作用,避免孔壁发生踏孔;钻进到设计深度后,将钻头停留在原处旋转数圈,将孔底虚土及沉渣清理出来,施工员用测量重锤量测钻孔深度及沉渣厚度,确保孔底沉渣厚度一定要满足相关规范和施工组织设计要求。

2.4 吊放钢筋笼,浇筑混凝土

成孔后,吊机配合旋挖钻机,吊放钢筋笼。由于旋挖钻成孔过程中形成的泥皮相对较薄,钢筋笼在吊放过程中,应注意尽量不要摩擦孔壁,避免由于泥皮的掉落影响孔底沉渣和导致踏孔。混凝土浇筑是最后一道关键性的工序,施工质量将严重影响灌注桩的质量,所以在施工中必须引起高度重视。灌注与成孔时间间隔一般不超过4个小时。灌注前首先检查漏斗、测试仪器、量具、隔水塞等各项器械的完好情况。混凝土浇筑过程中必须控制好导管埋深,尽量要保持在2~6m[5],保持灌注连续性即中途不得停歇,拔管速度不得过猛或拔出[2]。另外配备专职人员测量导管内外砼高差,确保灌注连续并填写水下砼灌注记录表。

2.5 拔出护筒,完成浇筑

护筒拔出过程要缓慢,避免因拔出过快而导致水下桩混凝土成型后出现蜂窝麻面。

整个施工工艺的流程总结如图1。

3 旋挖钻机的质量控制

3.1 控制桩位坐标,确保桩位准确

工程开工前,应向业主单位确定复核工程控制点坐标,同时测量工程师复测控制点坐标是否复核建筑施工相关规范,在施工过程中,应当配备2名以上测量放样人员,在放样定位工作中分别负责桩位放样及复核工作,保障桩位偏差符合设计要求,严格控制桩位坐标。

3.2 控制泥浆质量,确保有效发挥固壁作用

在钻孔施工过程中必须根据相关施工经验配备适合于旋挖钻机成孔特点的泥浆,适当添加膨润剂,同时控制好泥浆砂率、粘度。同时,在施工过程中做到实时试验,检测孔内泥浆的各项指标(泥浆取样应选在距孔底(槽底)20~50cm处),确保泥浆能够发挥良好固壁作用[3]。相关控制系数如表1:

3.3 控制孔内泥浆水位,防止发生塌孔

钻机钻进过程中,实时监测孔内泥浆水位,控制好孔内泥浆高度,防止孔内塌孔,造成施工困难。一般控制要高于孔底2m以上[4]。

3.4 控制沉渣量,确保与持力层有效粘接

成孔后,测量孔内沉渣厚度,一般不大于5cm,同时应控制好成孔后与浇筑水下混凝土的时间关系,防止因为间隔时间过程,造成较厚沉渣,影响成桩质量;如若时间间隔过程,则应重新用钻机进行孔钻,利用正循环或反循环带走孔内沙粒,控制沉渣厚度。

3.5 控制混凝土和易性,确保成桩质量

水下混凝土应保证良好的粘聚性、流动性和保水性,符合和易性的相关要求。混凝土强度等级一般为C30~C40,粗骨料最大粒径不得大于25mm,坍落度200±20mm,扩散度为34cm~45cm。

4 结语

旋挖钻机在该项目基础灌注桩施工中充分体现了旋挖钻机的优势和特色,它既能确保工程的施工进度,同时在后期桩基检测中能取得较好的效果。该项目采用旋挖钻机施工,耗时102天,提前3天达到业主要求。在低应变检测中优良率高达100%,这充分体现了其施工效率高,成桩质量好的优点。

参考文献:

[1]戴振洋.浅谈旋挖钻机的施工应用及常见问题处理[J].山西建筑,2010,(3):343-344.

[2]张建英,邢心魁,姚克俭.大直径旋挖钻孔灌注桩应用实例[J].岩土工程技术,2003,(3):175-179.

[3]张承骞.旋挖钻孔施工中的泥浆控制[J].科技信息-建筑与工程,2009(7):259-305.

[4]陶坤.旋挖钻机在桩基础施工中的应用与分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2007(2):37-39.

[5]赵希铸,倪顺年,浅析旋挖机钻孔灌注桩施工质量控制[J].黑龙江科技信息(建筑工程),2009(10):235.

篇2

【关键词】 高压旋喷桩;施工技术;防渗;止水;处理

随着建筑行业和建筑施工技术的发展,基坑工程开挖的深度和面积也不断增加,这给基坑工程的施工技术带来了更高的要求,特别是在基坑防渗止水的要求更为严格,因此,越来越多的新技术得以应用。而高压旋喷桩是利用高压把浆液从喷嘴喷射出来,冲击破坏土层,浆液和土充分搅拌混合,形成一个由圆盘状混合物连续堆积的柱体,通过旋喷桩和护坡桩之间相互搭接,形成一道连续的止水帷幕,来隔断地下水进入施工区域,保证基础施工的顺利进行。为更好的应用该技术,下面,就结合工程实例,对高压旋喷桩的施工技术进行探讨。

1 工程概况

某建筑工程,主建筑基坑开挖深度12.54m。副建筑基坑开挖深度11.32m,裙楼基坑开挖深度9.45m。基坑总开挖周长约458m,开挖面积约12472.2㎡。

2 地质条件

场地自上而下依次划分为:①人工填土层(Qml)本层以素填土为主,灰色、灰褐色、灰黄色等为主,主要由组成物为人工堆填粘性土以及砂粒等,欠压实~稍压实,堆填砂结构较松散。②种植土层(Qpd)灰褐色、黄色等为主,主要组成物为粘性土、粉细砂及植物根系。③第四系冲积层(Qal)该层按土质。④第四系残积层(Qel)本层分布不广泛,为燕山三期(rs2(3))花岗岩风化残积而成,主要为砂质粘性土、砾质粘性土,浅黄间紫灰白色,黄褐色、灰褐色,湿,硬塑状为主,局部可塑状,由粘粒、粉粒组成,含5~25%的石英质砂砾,大小多为2~3mm。

3 施工方案

3.1 方案设计

设计采用1.3m/1.4m间距灌注桩结合φ600mm单管高压旋喷桩止水,理论上会在每个灌注桩之间形成渗漏通道。应采用喷射半径较大的双管或三管高压注浆方式。考虑到淤泥质粉质黏土层,双管高喷注浆方式应作为首选。

由于设计钻孔灌注桩与旋喷桩桩顶高程均在地下4.0~5.0m,旋喷桩施工时施工面仍不具备开挖条件,导致旋喷桩施工必须完全依靠坐标定位于灌注桩之间,极易出现偏差。通过开挖后的检查,灌注桩与旋喷桩桩位均有不同程度的偏差出现,增加了止水盲区的出现。旋喷桩施工应在开挖到灌注桩桩头位置后进行,既保证了钻孔位置的准确,减小了遇到地下障碍物的情况,也使钻孔垂直度更加有保障,后期增补的三管高压摆喷墙便是如此。

3.2 优化方案

虽然目前基坑防渗已达到预期目的,但由于重复施工增加了施工费用。结合原设计及后期处理方案,并考虑到工程造价等因素,总结出另一止水帷幕设计方案:高压喷射注浆方式采用双管摆喷,形成最小400mm厚的防渗墙。具体布置如图1所示。

3.3 支护方案

采用复合式支护结构,其中,在标高-6.0m以上采用土钉墙作为支护结构,在标高-6.0m以下采用钻孔灌注桩(桩间加单管高压旋喷桩)预应力锚杆(锚)作为支护结构。钻孔灌注桩间距1.3m/1.4m,高压旋喷桩设计桩径60cm。灌注桩轴心向基坑外偏移15cm,作为高压旋喷桩轴心。

4 施工难点

尽管在施工前期做了大量的准备工作,全程采用全站仪跟踪测量放样,但仍遇到以下施工难题。

1)地下障碍物较多

在施工过程中发现地下有较大的片石和早期建筑的混凝土梁,给钻孔造成很大困难。当障碍物较浅时,采用先开挖回填后再施工的办法;当障碍物较深时,采用金刚石钻头穿过障碍物,在喷浆时在障碍物附近复喷两次,尽量保证其周围土体防渗能力,如图3所示。

2)混凝土灌注桩“大肚子”现象严重

由于混凝土灌注桩施工工程中同样存在受地下障碍物影响的问题,钻孔完成后很容易在障碍物附近形成一定体积的塌孔,以致在混凝土灌注过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体积较大且有一定深度,当出现大肚子混凝土在旋喷桩桩位时,不可简单采用穿过的办法施工。一般采用将旋喷桩桩位向基坑外侧偏移,并增补1根旋喷桩的方法施工(见图2)。从而避开“大肚子”混凝土,可以保证旋喷桩的止水效果。

5 单管高压旋喷桩施工

5.1 施工试验

为保证施工质量,合理选定施工参数。正式开工前,根据不同的施工参数做3根试验桩,喷至地面,待终凝3d后外开观察桩体质量。具体施工参数如表1所示。

5.2 施工参数

根据桩体质量,最终选定如下施工参数:①旋喷压力27~29MPa;②浆液密度1.42kg/L(换算水灰比1.25∶1);③提升速度19cm/min。

5.3 施工工艺

旋喷桩施工采用钻喷分离施工工艺,采用地质钻机钻孔,高喷台车连续喷浆。施工流程:孔位布置钻孔制浆喷射作业空孔回灌。

6 灌后检查存在的问题及处理

6.1 检查情况

开挖前根据抽水试验,坑内井平均降深约4m,测得整个基坑(开挖周长560m)渗漏达500m3/h。

6.2 渗水原因

由于设计灌注桩间距多为40cm,旋喷桩与灌注桩理论搭接只有8~9cm,且基岩普遍深达21~22m,即使不考虑受钻孔灌注桩垂直度以及地下障碍物等多方面因素影响,高喷钻孔按照规范1%严格控制垂直度,仍在8~9m以下就会出现封堵缺口,造成每个灌注桩间均有渗漏通道。

6.3 处理方法

由于基坑开挖较深,最深处接近挖到基岩,现只是降4m左右水深,渗水达到500m3/h。且周边环境基本不允许坑外降水。如不进一步采取防渗措施,基坑无法开挖。为了使基坑顺利开挖,建议在冠梁外侧5cm、两钻孔灌注桩中间增设1个三管高压摆喷浆孔,进行三管高压摆喷灌浆并与两侧钻孔灌注桩相接,底部插入基岩50cm,上部到18.6m高程(冠梁底部),形成一道厚度不小于20cm的高喷防渗墙,如图2所示。

施工中将所有灌注桩均用反铲挖出1m左右,准确找出灌注桩实际桩间中点,放出高喷孔孔位,施工中严格按照施工参数进行三管摆喷灌浆施工。

6.4 处理效果

整个基坑大面开挖深13.2~15.5m,最深处达21m(挖到基岩),整个开挖暴露面地下水位以下无一处渗水,整个基坑开挖结束,坑内最多只起用5~6台80m3/h深井泵断续抽水,开创了南昌地区深基坑不用坑外降水的先例。

7 结语

实践证明,高压旋喷桩是一种经济有效的防渗止水技术,切实保证了基坑施工进度和质量。通过本工程的成功应用,在一定程度上拓展了高压旋喷桩的应用前景,为今后类似工程的施工有一定的借鉴作用。

参考文献

篇3

关键词:水平旋喷桩;地铁暗挖隧道;施工应用

中图分类号:U45文献标识码: A

引言

我国正处于城市化加速阶段,大量的人口涌入造成城市用地日益紧张,在这种背景下,加快城市地下运输需求显的特别迫切,地铁作为一种较好融入城市周边环境的运输方式,正在各地大规模兴建,但是受限于城市交通、管线、既有地下构筑物与城市规划的影响,地铁隧道的设计、施工往往需在各种不利的条件下采用浅埋暗挖工法。其主要特点是所处地层较差、地下水丰富,隧道周边构筑物、管线又对降水施工较为敏感,地面无法提供场地对开挖地层进行超前预加固,隧道只能在洞内加固、止水的状态下施工。此种形式下,设计、施工方案选择不当,经常造成隧道不能顺利施工,还有可能造成严重的工程事故,带来不可估量的人身、财产损失及工期的延误。因此,考虑城市浅埋暗挖隧道的实际情况,针对浅地铁埋暗挖隧道在富水砂层超前辅助加固、止水措施的研究是十分必要的。

控制隧道变形和地表沉降以及减少隧道对周边环境、建筑物的影响是浅埋暗挖隧道施工的关键,所以施工前应首先对隧道掌子面前方土体进行超前支护,随后再进行施工开挖。超前支护处理得好,不仅能保证隧道在建设施工中的各项安全而且具有较好的经济效益。因此,应正确选择超前支护方法。目前浅埋暗挖隧道常用超前支护方法主要有水平冻结法、水平旋喷桩法、超前小导管注浆法、管棚法等。

一、地铁暗挖隧道工程概况

1、地质水文条件

地铁暗挖隧道范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土(Qml4)、冲洪积砂层、黏土层、卵石层

(Qal+pl4)、残积黏性土层(Qel),下伏基岩为侏罗系中统沉积凝灰质砂岩(J2tn)。隧道地质横断面见图1。地层的主要物理力学参数见表1。暗挖隧道范围地下水主要表现为第4系孔隙水,孔隙水主要赋存于冲洪积砂层及残积层砾质黏土层中。地下水埋深0.5~1.6m,主要由大气降水补给与隧道上方降雨干渠漏水补给,水量丰富,连通性较好。

图1隧道所处地层与支护型式及地层物理力学参数

2、暗挖隧道基本概况

暗挖隧道位于深圳地铁某站的东南侧,由地铁车站站厅层引出,向南斜穿深南大道,在深南大道南侧设置出入口,本隧道兼顾过街功能。本工程采用暗挖法施工,暗挖段长约65.57m,位于深南大道下,隧道上方有一内净尺寸为4.0m×1.7m的罗雨干渠,其侧壁为浆砌片石结构,底板和顶板为混凝土结构,干渠为原河道改造而成,底板下为原河道沉积砂层,干渠漏水严重,与暗挖隧道竖向最小净距约0.63m,与隧道斜交。隧道周边建筑物密集,对沉降较为敏感,如图2所示。

隧道所处环境

暗挖隧道受上部罗雨干渠影响,为全埋式单层矩形框架结构,分为标准段与扩孔段,本研究所述为下穿罗雨干渠前的扩孔段。扩孔段长约20.0m,内净尺寸为6.5m×4.25m,底板埋深9.8m,顶板上覆土厚度为4.8m,暗挖隧道拱顶与上拱腰位于砂层,仰拱位于卵石层。经综合研究对比分析,暗挖采用分部开挖,复合式衬砌结构,初期支护由喷射混凝土、钢筋网及型钢钢架组成,二次衬砌为模筑钢筋混凝土。超前支护方面,拱部与侧壁针对富水砂层采用单排600mm@450mm相互咬合水平旋喷桩辅助小导管补充注浆的加固与止水措施;底部针对卵石层采用双排小导管注浆加固与止水措施掌子面径向采用水泥-水玻璃双液浆注浆加固,如图1所示。

二、暗挖隧道开挖情况与监控量测

1、暗挖隧道开挖情况

暗挖隧道开挖时,水平旋喷桩施工完毕,开挖过程中,掌子面稳定,拱顶与侧壁土体无滑移掉落现象,除水平旋喷桩末端局部涌水、涌砂外,其他部分无明显水流。施工完初支后暗挖隧道内部情况,隧道内无明显水流、浸渍。

2、施工监控量测

施工监控量测作为暗挖隧道施工过程中的重要一环,它既是隧道施工安全的保证,又是对隧道支护结构参数进行调整的重要手段。在施工过程中通过监测地下工程结构受力与变形等数据,进行数据分析、信息反馈,以判断地下工程稳定性及支护结构对围岩的加固效果,并据以修正结构支护参数,安全可靠地完成施工。而且积累完整准确的地下工程开挖与支护监测结果,对于总结工程经验,完善设计分析理论是很有价值的。

图3

针对本暗挖隧道,施工过程中建立了建筑物沉降、地面隆沉、拱顶下沉、底板隆起及初期支护水平收敛等位移方面的监控量测;建立了围岩土层压力、初期支护内力等应力方面的监控量测;并在地面建立了水位观测井,以便及时了解地下水位情况,及时回灌,控制地面沉降。结合数值分析结果,下面给出地面沉降、初期支护拱顶沉降及初期支护拱顶应力的监控量测结果,见图3。

根据监控量测结果分析,暗挖隧道开挖、初期支护完成后,围岩沉降、初期支护内力均已趋于稳定。地面最大沉降为18mm,初期支护拱顶最大沉降为25mm,初期支护拱顶最大拉应力为2581kN/m2,趋势与数值分析结果基本吻合,地面沉降、初期支护拱顶应力相比数值分析数值稍大,受旋喷桩末端涌水、涌砂影响,暗挖隧道末端处地面沉降、初期支护拱顶应力与数值分析结果出现稍微偏离。

四、水平旋喷桩施工存在的问题及分析

在富水砂层,水平旋喷桩连续加固桩体形成的拱棚,形成了有效止水帷幕,保障了围岩稳定,限制围岩变形。但是在水平旋喷桩施工过程中也存在一些问题。

(1)由于本隧道上覆土层厚度较小,且部分位于人行道下的土层较为疏松,旋喷桩施工时巨大的喷射压力引起了地面隆起,可见旋喷桩施工引起了土质较为疏松的人行道地面隆起近200mm,经过层层压实的道路主干道路面无隆起现象。本研究中采用的旋喷机械为单管水平旋喷钻机,为了达到设计桩径只能采用较小转速、以较高压力复喷,后期随着旋喷机械的研究发展可以采用穿透力更强、控制地面隆起更优的双管、三管旋喷钻机。

(2)为了保证旋喷桩旋喷施工时,钻杆不被先期喷射而出的水泥浆液硬化抱死,旋转喷桩钻孔需以一定角度向上倾斜以保证钻杆周边水泥浆液流动性,防止钻杆被抱死,但是从孔口溢出的大量水泥浆液造成浪费与环境污染。后期可以采用水泥浆液控制系统,控制水泥浆液流量,并使水泥浆液排放到指定位置,或使水泥浆液重复利用。

(3)水平旋喷桩施工机架与钻杆具有一定长度与外扩尺寸,且水平旋喷桩施作有效长度有限(一般情况下20m之内成桩效果较好),在受暗挖隧道上部管线控制,不能以较大外插角施作,这就要求分段设置水平旋喷桩工作室,工作室相对暗挖开挖断面外扩800mm,这造成了一定的浪费与工程风险。在本例中就为了下穿罗雨干渠处施工水平旋喷桩,设置了外扩段,外扩段拱顶、两侧均比标准段外扩800mm,造成了一定工程浪费。

(4)在水平旋喷桩末端受成桩直径与桩体倾斜的影响,水平旋喷桩相互咬合出现薄弱环节,在咬合较差处出现了局部涌水、涌砂的现象,现场通过小导管及时灌注化学浆液稳定了砂层、控制了水流。

五、施工质量保证措施

试验桩施工完成后应进行各项桩的质量检测,主要检测其桩长、强度、桩径等指标。②钻头在钻进过程中受到钻杆本身重力和高压浆液对土体的削切作用,会产生明显下移,为此旋喷桩的上仰角应根据桩径、桩长、隧道坡度、地层情况确定,从拱底往上采用间隔1根进行施工。③施工过程中,操作人员随时记录钻进速度、喷射压力、喷浆量等有效施工参数。施工过程中应严格控制,做到发现问题及时处理。④高压旋喷时应全孔连续进行,若中途拆卸喷射管,则应进行复喷,搭接长度不小于200mm。供浆正常的情况下,孔口回浆密度变小且不能满足设计要求时,应加大进浆密度。

结束语

数值模拟结果和实际监测结果对比表明,使用水平旋喷桩能有效控制隧道开挖后的地表沉降。隧道开挖后水平旋喷桩咬合而成的拱壳承担的围岩压力较大,施工时应选择合适的水泥浆配合比及旋喷工艺,以保证水平旋喷桩有较好的刚度。水平旋喷桩超前支护施工时,应严格执行施工技术要点,并加强隧道监测量控,用监测和数值模拟结果科学指导隧道施工。

参考文献

[1]王秀平.高填土涵洞旋喷桩地基处理总体分析[J].山西交通科技.2012(06)::8.

[2]杜腾飞.旋喷桩在秦沈客运专线于虎跨线桥台后软基处理中的应用[J].路基工程.2002(03):123.

篇4

[关键词]旋挖钻机;粉砂层、细砂层;筑岛平台;钢护筒;钻孔作业;泥浆;清孔;优点

[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

中图分类号: TU413.3文献标识码:A文章编号:

随着建筑业的高速发展,钻孔灌注桩以其广泛的适用性、安全性等优点,在高层、高塔建筑;高速公路、高铁桥梁基础施工中被越来越多地应用。如何加快钻孔灌注桩施工进度和施工质量,是每个施工单位关心的问题。在桥梁施工中,对施工单位来说,完成钻孔灌注桩的施工就等于完成了整个桥梁工程的一半,选择合适的钻孔设备是加快施工进度的关键。本文结合工程实际简要介绍旋挖钻机在粉砂、细砂层中的钻孔施工工艺和质量控制。

1工程概况

本工程为中石化西北油田分公司重点建设项目,为玉北油田区块主要要道。该工程位于塔里木盆地西部,塔克拉玛干沙漠西部边缘,新疆维吾尔自治区和田地区。全桥总长997.8m,下部结构为钻孔灌注桩基础,桩柱式桥墩,肋板式桥台;上部结构为33孔30m预应力混凝土箱形梁,桥台桩径为φ1.2m、桥墩桩径为φ1.6m,单桩桩长为45m-48m,共计72根桩,3358m。该桥址位于玉龙喀什河与喀拉喀什河汇合口下游处和田河处,6-8月份为河流汛期,河水漫滩,其他月份地下水位埋深较浅,一般为0.1m-1.44m。

地层岩性如下:

第①层粉砂:全新世冲洪积形成,厂区内均有分布,成层不稳定,层厚0~3.00m。

第②层粉细砂:全新世冲洪积形成,厂区内均有分布,成层不稳定,层厚2.00~4.70m。

第③层细砂:全新世冲洪积形成,厂区内均有分布,成层较稳定,层厚10.0~10.5m。

第④层细砂:全新世冲积形成,厂区内均有分布,成层稳定,层厚8.2~10.9m。第⑤层细砂:全新世冲积形成,厂区内均有分布,成层稳定,层厚34.8~37.2m。

各岩土层物理力学设计参数表

2钻孔设备选择

因本工程工期紧、任务重,为了加快钻孔灌注桩施工进度,选择两台山河智能SWDM22旋挖钻机进行钻孔灌注桩的施工,但是针对本工程不良地质情况选用旋挖钻机施工又存在一定的难度,如何确保钻孔灌注桩的施工质量,对每道工序的质量控制尤为关键。

3施工工艺及质量控制

3.1工艺流程

3.2平整场地、筑岛

因桥址处地下水位较高,在钻孔作业时机械振动极易液化,土方容易失稳、极易塌孔,故在钻孔作业时需要进行筑岛,为旋挖提供作业平台,根据施工要求合理规划场地,每三排墩设置一个平台,作为旋挖钻机作业平台兼作混凝土运输便道,填筑高度1.5-2.0m,在桩位外侧10m用挖掘机取土直接甩到作业平台位置,分层填筑1.2-1.7m,整平后再填筑30cm左右的戈壁料(天然砂砾)、洒水,挖掘机稳压密实即可进行桩位放样、钻孔作业。挖掘机开挖的取土坑可以用作泥浆循环池及弃土坑。通过试孔作业,筑岛平台高出水位至少1.5m以上对成孔质量良好。

3.3桩位放样

筑岛平成后,依据设计图纸与交桩成果,由测量人员用全站仪统一测放各桩准确位置,钉十字保护桩,然后在桩位周围做醒目标记,既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。桩位测放执行两级复核制度,并经监理验收合格后进行钻孔。从施工所发生的问题及成桩所反映的问题说明,桩位放样工作的准确与否是影响后续工序能否进行的重要条件。在施工中发现,桩位两级复核对成桩后的桩位准确性有很大的影响,从施工控制点对护筒中心,即桩位中心进行检验是很有必要的,这样可以减少机械振动碾压及人工移动而引起桩位的偏移。

3.4埋设钢护筒

3.4.1护筒的选择及埋设

根据地质资料可知,地面以下0-7.7m为不稳定的粉砂、粉细砂层,故选用传统的低矮钢护筒不能满足施工要求,但是用太高的钢护筒埋设起来则成为埋设护筒的难点工作。根据试桩总结选用1.2cm厚,内径大于桩径20cm,6m高的钢护筒进行施工能够满足施工要求。按照一般埋设护筒的方法进行施工是无法完成的,使用振动锤进行护筒的埋设又比较麻烦,在埋设护筒时我们选用大钻头进行桩位钻孔掏土,钻至2-3m后,再利用吊车起吊护筒至桩位,通过测量人员再次复核桩位无误后,将护筒下放定位,然后用旋挖钻机、挖掘机分别在护筒两侧对称垂直下压钢护筒至要求深度即可,下压钢护筒时测量人员随时复核护筒的垂直度,防止在埋设的过程中发生倾斜。钢护筒下压至要求深度后,用人工清除护筒周围松散土,在护筒四周用麻袋装土回填夯实至护筒顶部。出浆口要铺设厚塑料布或编织袋,以防止护筒在出浆时四周塌方。

3.4.2护筒的检查验收

制作钢护筒时,要充分考虑钢护筒的尺寸及材质,其内径至少要大于桩径20cm,壁厚应能使护筒保持圆筒状及不变形,因为这是钻孔灌注桩的成品质量和钻进过程是否能够顺利进行的重要保证,确保进尺时钻具不刮擦护筒,这一点对于旋挖钻机这种提钻频繁来讲相当重要。

埋设钢护筒时应通过定位的控制桩,准确定位桩位,定十字保护桩,埋设护筒时测量人员随时复核校正钢护筒,以免发生偏移,使护筒中心与钻机钻孔中心位置重合,同时用水平尺和锤球检查,使钢护筒始终保持垂直。护筒埋设是否合格直接关系到桩基的成孔质量,也是诱发塌孔的因素。所以埋设护筒时必须保证其垂直和稳固。

护筒在埋设定位时,护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm,护筒在垂直方向的倾斜度应不大于1%,护筒底部和四周应采用粘土或砂袋分层夯实,使护筒底口处不至于漏失泥浆。护筒顶宜高于水位1.0-2.0m,当孔内有承压水时,护筒顶宜高于稳定的承压水位2.0m以上。

3.5钻机就位

钻机就位前,要检查钻机的性能处于良好状态,以保证正常钻孔作业。钻机就位时,钻机自行行至孔口位置,在钻机完全伸展开行走履带,然后固定钻机,操作人员通过自动系统将钻机调制水平,钻机升起达到铅垂并锁定后,经测量人员检查钻头中心与桩位中心重合后,才可开钻。在钻机就位时,根据情况可在钻机位置设置一块整体钢板,这样可以均匀分布钻机自重产生的压力,有利用钻机的稳定。旋挖钻机准确自动调平定位对成孔质量起到关键的作用。

3.6钻孔作业

3.6.1选择优质泥浆,是成孔质量的保证

针对粉砂、细砂层地质,结合旋挖钻机施工特点,根据以往经验,选择优质华科复合型聚合物泥浆作为钻孔护壁泥浆,其泥浆本身是一种高分子量,多种成分复合,具有多功能性的泥浆材料,是极易溶于水的粉末颗粒,经过水配制成的泥浆,在使用过程中,在孔壁上能够形成一层有很强张力的保护膜从而起到护壁效果。该泥浆具有很好的护壁性能和堵漏性能,材料中配有护壁剂,护壁剂中的NH4+、K+进入砂层的空穴后,使上下两晶体胞连结的很紧,水分子不能再进入晶胞层间,从而起到保护孔壁稳定的作用。材料中的堵漏剂可以进入漏失通道后,能与孔隙和裂隙牢牢地粘附在一起,防止泥浆继续向深处流动。其泥浆配置也相对简单,因泥浆极易溶于水,所以根据旋挖钻机钻速快的特性,可以选择原孔制浆施工(即水泵往桩孔内及时补水,人工将泥浆粉末洒在水头处,经过旋挖钻头搅动自制泥浆),掺量为0.5~1kg/1000L水。配制时应注意,在下尺前要适当将泥浆浓度稍大一点,且在钻孔过程中试验人员随时测量泥浆比重及粘度,必须保证有足够量的泥浆补充,旋挖钻机在旋转作业过程中,才能起到良好的护壁作用防止孔壁塌方。配制泥浆的性能及质量直接决定着成孔的质量。

配制的泥浆性能指标

3.6.2选择合适的钻速,提高成孔质量

在钻孔过程中,根据设计文件地质情况,先初步确定钻孔速度,但在实际的钻孔施工中,根据钻机出渣的实际情况,及时判断现场实际地层地质情况,及时调整钻机在不同地层的进尺速度,根据试桩试验总结,一般45m-48m单桩成孔时间控制在5-8小时为宜,在不同地层选择的钻速如下:

不同地层对应的钻速

在钻机开钻后,一定要保证孔内泥浆数量的充足,同时确保孔内泥浆水头高度高于地下水位高度,在开始下尺时,要高浓泥浆、慢速钻进,以防止进尺过快,过分扰动孔壁未形成泥浆保护膜的松散土体导致塌孔,或者因为钻速过快造成泥浆进入孔内的方量小于挖除孔口的出渣方量,造成孔内泥浆水头高度不足而导致塌孔。

在钻孔作业时,除了适当控制钻速外,很好地控制提钻出渣速度,也是保证成孔质量的又一重要要素。因为在钻机提钻出渣的过程中,会造成孔内泥浆面高度的剧烈变化,若提钻出渣的速度过快,就会造成孔内泥浆剧烈涌动冲刷孔壁,会造成护筒底部因受到剧烈冲刷而导致大面积塌孔的事故。

此外,因旋挖钻机在钻孔过程中会掏出大量的弃土,所有在旋挖钻机钻孔时,及时用挖掘机或装载机及时清除孔壁周边弃土减轻孔壁周围土体压力对成孔质量也至关重要。

3.7清孔(掏渣)

用测绳测量孔深,当钻孔达到设计孔底标高30cm左右时,暂停钻机进尺,将桩孔静置一个小时左右,用探孔器及测绳检孔,确定孔径无问题,以及沉渣厚度以后,再次利用旋挖钻机完成剩余进尺同时捞起沉渣,注意钻头提升时要慢速提升,尽量减少因提钻速度太快扰动孔壁,对孔壁不利。清孔完毕后移走钻机立即进行钢筋笼的吊装。针对本工程地质情况,尽量减少钢筋笼的接头,一般控制在2-3节钢筋笼,焊接时安排操作熟练的电焊工,以节约焊接时间,钢筋笼吊装时间越短对桩孔越利.在吊装钢筋笼时,必须配专人看护桩孔,随时对桩孔补充泥浆,保持孔内泥浆的水头高度,维持孔内压力平衡,防止水头太低发生塌孔。

3.8水下混凝土灌注

导管安装、水下混凝土灌注、导管拆同常规工艺。

在灌注水下混凝土前必须再次测量孔深,确定沉渣厚度必须满足设计及规范要求,否则要利用导管通过空压机采用反循环清孔将沉渣排出孔外,才可以进行水下混凝土的灌注。

4 结束语

不同的地质条件采用不同的机械,但是旋挖钻机以其适用性强、效率高、污染少、功能多等特点,近几年来被广泛地使用于高速公路桥梁基础施工中。本文仅以旋挖钻机在粉砂、细砂层地质条件下的施工及质量控制做了简要介绍,随着旋挖钻机在建筑工程中的普及和广泛应用,其施工工艺也会越来越成熟,适应的地质也会越来越广泛。

参考文献

1、《玉北1井区和田河大桥工程施工图》 中铁一院集团新疆勘察设计院有限公司。

2、《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011人民交通出版社

篇5

关键词:回填肥槽 地下水 疏干 旋喷桩

1.工程概况

地铁9号线北京西站~军事博物馆站区间(简称北~军区间)隧道穿越于羊坊店路下方,隧道中线与规划道路永中基本平行。其中大跨明挖段主要位于羊坊店路与莲花池东路交叉路口处,全长76.25m。明挖基坑两侧为新修通往北京西站导改路,交通繁忙,西侧临近瑞海大厦,东侧毗邻西新隆商场,南侧为莲花池东路下拉槽结构和非机动车道通道结构,北侧紧邻DN1350雨水及DN1950污水市政主干管道,施工风险较大。

明挖结构型式为单层四跨矩形框架结构,坑底埋深17.2m,最大开挖宽度27.107m,基坑支护体系采用钢管内支撑加钻孔围护桩结构形式,围护桩为Φ1000mm@1400mm,嵌固深度5.3m,钢支撑采用Φ609×14mm@6m钢管支撑,基坑围护结构平面图如下图。

2.工程水文地质条件

北军区间明挖基坑隧道结构位于原西站北广场预留段施工肥槽范围内,且为深度最大部位。肥槽西侧采取陡坡形式,向东以缓坡形式变浅。隧道结构围岩自上而下有人工堆积之杂填土①层,粉土填土①1层,中砂填土、细砂填土①2层,第四纪沉积之粉土③层,粉质粘土③1层,细砂、粉砂④层,卵石、圆砾⑤层,粉质粘土⑤1层,细砂⑤2层,粉质粘土⑥层,粉土⑥2层,细砂⑥3层;再往下为第三纪强风化砾岩⑾层及强风化粘土岩⑾2层。回填土较松散,砖块、混凝土块等杂物较多,分布不均,具备密集,地层自稳能力较差,基坑附近存在1层地下水,其静止水位标高为37.47~41.59m(埋深5.30~9.90m),地下水类型为潜水,含水层为粉土填土①层,杂填土①层,细砂、粉砂④层,卵石、圆砾⑤层,场区纵向地质剖面图见图2-1.

3.旋喷加固方案的可行性及必要性分析

3.1地层条件差,开挖风险大

基坑处于回填肥槽范围内,地质条件差,回填土层厚,土质较松散。人工探孔施工过程中,发现回填材料随机且不均匀,成分主要包括卵石、碎石、砖块、路渣等杂物。除此以外,部分桩位受到废弃大管径配筋砼、铁管影响成桩效果难以保证。

钻孔桩采用泥浆护壁旋挖钻机成孔工艺,由于地层条件差,施工时泥浆流失情况严重,塌孔现象频繁,混凝土浇筑超方量高达23%(事后及时调整工艺为全套管固壁旋挖成孔)。由于该段土体回填效果差,基坑开挖前,应对桩后土体进行地基加固改良处理,增强围护结构整体稳定性,提高开挖安全系数。

3.2临近城市主干道和市政管线,环境风险大

明挖段基坑位于西站北广场附近,该处人流、车流密集,交通繁忙。东西两侧紧邻新修导改路,南端为莲花池东路非机动车道及下拉槽结构,地理位置十分重要。其中,基坑西北角距离导改路水平净距仅1.5m,因此整个基坑开挖过程应综合考虑地面交通和开挖施工之间的相互影响,采取必要基坑防护加固措施和周边交通警示防护措施,避免开挖施工引起地面坍塌和防护不当引起的交通事故。

基坑周边管线错综复杂,主要包括以下几条:北侧东西向φ1350雨水干线管路1条,内底埋深3.6m,距主体结构外皮水平净距3.84m;东西向φ1950污水管1条,与基坑北端结构水平净距约6.26m,内底埋深6.5m(该管线为羊坊店路污水干管,管内污水湍急,液面较高),管线使用年限久远,基坑开挖过程中,若因土体坍塌导致管线变形过大,出现渗漏、开裂等情况,后果将十分严重。因此,基坑开挖前应针对各条管线的自身情况分别制定管线保护方案。

3.3周边岩面起伏大,降水效果难保证

基坑周边回填界面起伏较大,结构底板位于砾岩层盆地低洼处。(地质横剖面图见图3-1所示)而降水设计仅在基坑东西两侧设双排管井,在基坑北部容易形成缺口,地下水由此汇入坑内,因此降水效果难保证。因此在该处仅实施坑外降水,降水效果差。

由于设计是在无水条件下考虑基坑荷载计算,经反复探讨并经专家论证确定了北~军区间明挖段采用三重管旋喷加固辅以坑内管井疏干降水的地基改良处理方案,考虑到两侧暗挖施工同时保留坑外降水方案。

3.4旋喷加固实施方案

综合考虑该段工程水文地质条件,结合专家论证研讨议意见,旋喷桩施工沿桩外布置2排,桩径Φ800mm,桩间咬合200mm,旋喷深度自钻孔桩桩顶高程至岩层界面,共计746根;基坑内部布设2排疏干井,井径600mm,间距8m,交错布置,共计17眼,井深以井底进入隔水层3m为准。旋喷桩桩位和疏干井井位平面布置图见图3-2所示。

根据基坑周边岩层界面高程状况,现将旋喷桩施工范围划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域(区域分布见图3-1),施工中旋喷桩拟按以下标准控制深度:区域Ⅰ桩底埋深18.1m,共计585根;区域Ⅱ桩底埋深13.5m,共计34根;区域Ⅲ桩底埋深10.6m,共计34根;区域Ⅳ桩底埋深15.2m,共计93根。旋挖深度控制见表2-1所示。其中,Ⅰ、Ⅱ区以桩底进入砾岩0.5m控制,Ⅲ、Ⅳ区以嵌入泥岩1.5m为准,旋喷分区纵剖图具体见图3-3所示。

3.5旋喷机械设备投入

4.三重管旋喷施工

4.1工艺机理

三重管旋喷桩是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至设计桩底后,再以高压水流及其周围环绕的高压气流,对土体进行同轴喷射冲切,形成较大的空隙,再将水泥浆以较低压力注入到被切割、破碎的岩层中,喷嘴作旋转和提升运动,使水泥浆与土粒充分搅拌混合,并按一定的浆土比和质量大小重新排列,最终在土中凝固,形成较大的柱状固结体。三重管旋喷施工示意图如右图所示。

4.2工艺流程

旋喷桩施工工艺流程具体见图4-1所示。

4.3主要施工技术参数

水泥掺量300kg/m,水灰比1:1,提升速度8~12cm/min,转速为10~15r/min,气压0.6~0.8Mpa,水压28~32Mpa,浆液压力0.5~1Mpa。具体施工参数根据现场试桩试验后分析总结,并及时调整。

4.4施工方法

⑴钻机定位,将钻机移至设计孔位,将钻头对准孔位中心,孔位误差小于20mm,同时整平钻机,使钻机放置平稳,钻杆的垂直度偏差不大于1%。就位后,首先进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常。

⑵制备水泥浆,桩机移位时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,高喷灌浆采用425#普通硅酸盐水泥。首先将水加入桶中,再将水泥和外掺剂倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,而后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道筛网(孔径为0.8mm),过滤后流入浆液池,然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网(孔径为0.8mm),第二次过滤后流入浆液桶中,待压浆时备用。

⑶机械成孔,本次旋喷加固范围内,由于卵石和建筑垃圾含量较多,三重管旋喷施工中应采用XY-2地质钻机进行引孔,钻孔直径Φ127mm。

⑷旋喷拔管,在达到设计深度后,接通高压水管、空压管,开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转,并用仪表控制压力、流量和风量,分别达到预定数值时开始提升,继续旋喷和提升,直至达到预期的加固高度后停止。施工过程中,值班技术人员注意时刻检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否正常,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。围护桩桩顶标高以上土体不予旋喷,区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ旋喷有效桩长分别是15.9m、11.9m、9m、13.6m。

⑸清洗,当喷射提升到设计标高以后,旋喷即结束。施工完毕,向浆液罐中注入适量清水,开启高压泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,在地面喷射,以便将泥浆管、注浆软管内浆液全部排出,并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

⑹移位,移动桩机进行下一根桩的施工。

⑺补浆,喷射注浆作业完成后,由于浆液的析水作用,一般均有不同程度的收缩,使固结体顶部出现凹穴,要及时用水泥浆补灌。

4.5质量控制要素

⑴正式开工前应认真作好试桩工作,确定合理的施工技术参数和浆液配比。

⑵钻机开孔前必须复核孔位,检查钻机水平度、轴垂直度。钻进时应避免钻机的剧烈振动,跳动及钻杆摆动,确保钻机垂直度。

⑶控制旋喷压力和提升及旋转速度,确保加固范围内每一深度的喷浆饱满。

⑷钻杆旋转和提升必须连续不中断,拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有0.3~0.5m的搭接长度,避免出现断桩。如因机械出现故障中断旋喷,应将喷射管下插0.5m,重新旋喷以保证桩体连续性。

⑸制作浆液时,水灰比要按设计严格控制,不得随意改变。在旋喷过程中,应防止泥浆沉淀,浓度降低,不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时,应有筛网进行过滤,过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。

4.6施工注意事项

⑴喷注中发生机械故障时,应停止提升和喷射,以免桩体中断,同时立即排除故障。如果泵压增高不出浆液,则是喷嘴堵塞;泵压达不到要求值时,则可能是高压部分密封不好,连接处或旋转处漏浆、漏水。

⑵冒浆的处理。旋喷中,往往有一定数量的土粒随着部分浆液粘附在注浆管管壁上冒出地面,通过对冒浆的观察,可及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷合理性等。根据经验,冒浆量小于注浆量20%者为正常;超过20%或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应措施。若地层中有较大空隙引起的不冒浆,则在浆液中掺加适量的速凝剂,缩短固结时间,使浆液在一定范围内凝固。另外,可以在空隙地段增大注浆量,填满空隙后在继续施工。

⑶冒浆过大一般是有效喷射范围与注浆量不适相应、注浆量大大超过旋喷固结所需浆量所致,减少冒浆的措施主要包括以下几种:①提高喷射压力;②适当缩小喷嘴孔径;③提高旋转速度。

⑷由于浆液析水、收缩,固结体顶部有可能出现凹穴,必须采取措施予以消除,可再次直接注入浆液填满凹穴。

五.小结

篇6

关键词: 地铁车站;渗漏水;治理措施;堵水;效果

中图分类号:TV697.3+2文献标识码: A 文章编号:

当前,随着城市的不断发展,城市人口也不断增加,城市的交通出行问题也面临着巨大的考验。地铁凭借着安全、舒适、快捷等优势,在解决城市交通问题上应用较多。我国地铁车站一般采用框架结构,明挖顺作法施工。在工程实践中,这种地铁车站会产生渗漏水现象,会降低混凝土的耐久性,威胁着地铁车站的运行功能和运行安全。因此,地铁车站施工必须抓好做好渗漏水的治理工作。

1 工程概况

某地铁车站为框架结构,采用明挖顺作法施工技术。地铁车站全长163.7m,标准断面宽17.9m,开挖深度15.8m,基坑内设三道钢支撑。基坑采用钢筋混凝土灌注桩与旋喷桩咬合结构。地质情况:①填土层,埋深0~1.55m;②新近沉积层主要为粉土、粉细砂、中粗砂、圆砾、砂砾,埋深1.55~8.70m;③一般第四纪沉积层主要为粉质黏土埋深8.7~19.6m。

2 地铁车站施工渗漏水原因分析

开挖施工至地面以下7m时,基坑侧壁钻孔桩桩间均出现渗漏水现象,渗漏水在同一平面上呈不连续分布,漏水点大小各异,经采用量筒测算,水量在1.5~52.0m3/h不等。车站基坑两端头区间隧道与车站接口处洞门四周渗漏水严重。车站南侧靠近万泉河一侧渗漏水较大,北侧临近圆明园湖泊一侧漏水明显较大,含泥沙量大。

经勘察研究,现场漏水原因分析:①地下水位高,砂层、卵砾石层透水性好,基坑周边水源补给充足。②设计时可能考虑到对古建筑的影响,在本站未设降水井,只设有深层减压降水井,减压降水深度为地面以下17.85m,而基坑开挖深度为16.90m,减压井不能对中层的潜水及地表水起到降水作用。③盾构提前过站造成端头墙围护桩断开,形成不连续的止水帷幕。④基坑开挖施工主要集中在6月—9月份,正值雨季。⑤本工程的围护结构为钻孔桩加旋喷桩,先施工钻孔桩,再施工旋喷桩,两次成桩施工造成桩体间存在间隙,且在地下水丰富和不均匀地质条件下,施工的旋喷桩密实度差异较大,同时旋喷桩施工时的提升速度不均易造成水泥浆断层,受水流冲刷,空隙较大时夹带泥土、砂石从漏水点涌出。

3 地铁车站渗漏水综合治理措施

施工中根据渗漏水的特点总结了以下几个方面:大面积漏水、集中性漏水、较小漏水点或渗水等情况,根据以上渗漏的原因采取不同措施治理渗漏水,堵水施工遵循“堵排结合,以堵为主”的治水原则,同时考虑内外因素,不同漏水情况采取不同治水措施,外部因素以截流为主,内部因素以堵排为主,内外排水措施相互结合才能达到治水的目的。

3.1 预注浆措施

地面以下7~12m已开挖部分,基坑墙壁出现大面积渗漏水,漏水点普遍集中在桩间,漏水中含泥沙量大,漏水点孔径为5~30cm,漏水量每孔约15~45m3/h。

暂停大面积土方开挖,对该砂卵石地层实施超前注浆堵水方案:

(1)对已开挖的工作面喷射混凝土封闭,混凝土强度达到设计强度的70%时采用风钻在桩间打孔,注浆管的布设间距为横向1.2m,竖向1.5m,孔径为φ40,注浆管为φ32,壁厚δ=3.25mm的钢花管,漏浆孔在钢管前端1.5m设置,间距为15cm,孔径为8mm,梅花形布置,管头制成锥形,注浆管从钻孔桩与旋喷桩之间斜向打入,打设深度应穿过旋喷桩,插入注浆管分1.5m和2.5m两种,长管作为深层预注浆,短管为二次补偿注浆,插入角度为水平向下15°,注浆管外漏15~20cm。

(2)注浆设备采用KBY50/70型双液注浆机,注浆连接管路为φ30的橡胶软管。

(3)先注入1︰0.8~1︰1水泥浆,注浆压力为0.1~0.3MPa,注浆过程中因回填的浆液与土体间隙饱和产生较大压力,当压力达到0.3MPa时,停止注水泥浆,二次补偿注水泥—水玻璃双液浆,经现场原状土注浆试验确定配合比:水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥,水玻璃模数2.2~2.8,浓度不低于35Beˊ,同时加入缓凝剂NaH2PO4,掺量≤3%,水泥浆与水玻璃体积比为1︰1,凝结时间控制在8~10min。二次补偿注浆压力为0.3~0.6MPa,注浆时要注意观察压力和流量变化,压力逐渐上升,流量逐渐减少,当注浆压力达到设计终压时,再稳3min,可结束本孔注浆。二次补偿注浆在旋喷桩与钻孔桩外层形成压密注浆区,起到加强止水的作用。根据地质情况每2m作为一个注浆层,每一个开挖循环进行一次预注浆施工。预注浆施工见图1。

图1 基坑侧墙预注浆施工图( 单位: mm)

预注浆堵水后再采用小型挖掘机配合人工逐层开挖,同时掌握渗漏水情况并采取必要堵水措施。

3.2 集中堵水措施

(1)基坑侧壁集中堵水处理

漏水情况:预注浆之后进行基坑开挖,桩间仍有渗漏水,原因是周边有潜水,水位分布在开挖面以上约1.5m,用压力仪器测试水压在0.03~0.07MPa之间,这种漏水情况较为集中,在距离万泉河和圆明园湖泊较近的地方漏水明显较大,以点状分布为主,集中性漏水还集中在地下12~15m,经统计,漏点分布范围为每100m2约有15个点,漏水量每孔约为5.5~25.0m3/h。

堵水措施:堵水施工时有针对性地先在原漏水点处采用YT-28风钻打孔预埋注浆管,四周用水泥砂浆封堵,拌合砂浆时加适量速凝剂加快凝固时间。漏水孔径>150mm的先采用草袋堵塞,再用砂浆封堵,插入注浆管角度为水平向下15°,外侧露出管头20~30cm(该注浆管的作用是一方面排水,另一方面方便注浆管的连接)。将桩间水通过注浆管引流出来,然后对基坑侧壁挂网喷射混凝土封闭,喷射混凝土时注意防止堵塞注浆管,在喷射混凝土达到设计强度后进行注浆施工,浆液选用水泥—水玻璃双液浆,材料选用、配合比、注浆压力同上。

(2)区间洞口处集中堵水

漏水情况:基坑端头墙洞口处桩体断开,形成不连续止水帷幕,洞口周边漏水严重。

堵水措施:在洞口外轮廓环向打设两排小导管,第一排导管距离洞口外轮廓200mm,一、二层小导管间距为300mm,导管环向间距为1000mm。注浆材料选用1︰1的水泥浆与水玻璃配合成1︰1(体积比)的水泥—水玻璃双液浆,注浆扩散半径为0.25m。管片下部采用钢格栅+网片+连接钢筋+小导管注浆联合支护。注浆顺序为先内侧后外侧,同一层环向注浆管采用间隔注浆。

3.3 较小漏水点及渗水堵漏措施

篇7

【关键词】地下深基坑;支护工程;设计;施工;监测

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. 工程概况

南方医科大学军队经济适用住房(自编A1~A3栋)工程位于广州市白云区沙太南路京溪街1023~1063号,工程总建筑面积为49406m?,由两层地下室、两层裙楼及3栋塔楼组成,其中地下室面积为7313m?,地上面积为42093m?,其中塔楼三栋各21层,总高度71.4m。开挖基坑周长约580m,周边为南方医科大学教学楼、宿舍与军队公寓楼等,距离本基坑开挖线5~20m。建设场地原土面标高13.0~9.60m,该基坑开挖深度8.5~13.0m。

建设场地原为旧宿舍楼拆迁平整而成,较为平整,地下水埋深0.7~2.1m,主要为土层弱潜水和基岩中裂隙水,场地地质与地下水情况见表1。

该地下基坑开挖深度范围内,土质差,地下水较丰富,宜进行专项基坑支护设计。场地地质条件复杂,楼房密布,距离较近,都应采取支护与止水措施。

2. 基坑支护的设计

图2 土钉支护剖面

图3 土钉支护正立面

根据场地地层结构和周边环境,采用钻孔灌注桩 (桩间单管高压旋喷桩止水挡土,南面改为双管高压旋喷桩止水挡土),加两道预应力锚索的支护方法。由于该基坑周边情况有差别,将基坑划分为13个区段,各个区域支护桩长不同。同时为了节约基坑支护成本,第6区在支护桩施工前先卸除部分土方,放坡部分坡面采取挂钢筋网喷射混凝土并加锚土钉的方案。

该工程设计所采用的钻孔灌注桩直径1000@1150(800@950),桩长11.50~15.50m(桩顶标高在地面下1.0~1.5m,嵌固段4~5m),混凝土强度等级C30。在两钻孔灌注桩间采用单管止水挡土旋喷桩(南面为双管止水挡土旋喷桩)。由于花岗岩残积土遇水软化,要求旋喷桩进入基坑底面下土层1.0m。钻孔桩顶设冠梁,锚索设置腰梁,如图1所示。为避免砂层涌砂和塌孔,预应力锚索成孔要求采用带套管成孔方法,采用二次注浆工艺。6区基坑支护桩顶冠梁以上地面需放坡施工两层土钉,即原地面下1.0m施工第一层土钉,土钉的垂直间距为1.3m,水平间距为1.2m,长度第一层为8.0m、第二层为6.0m,如图2、图3所示。

该工程设计要求基坑周边堆载和其他超载不得超过20KPa,周边场地应作硬化处理,沿基坑周边设明沟排水,尤其对于西边和北边应先待排水渠箱完成后才能进行基坑施工,基坑施工过程中放坡平台严禁堆载。基坑周边每隔20m设一个水平位移观测点,基坑周边的所有建筑物、天桥和重要管线均应进行沉降和水平位移监测,水平位移报警值南边、北边为20mm,东边30mm,西边35mm,水平位移控制值各边均为50mm,对于村民楼房在施工前先进行鉴定,施工时沉降报警值20mm,沉降变形控制值为40mm。

3. 基坑支护的施工

图3 基坑支护施工总程序

3.1 施工程序。

根据该工程的特点及施工现场实际情况,基坑支护总体施工程序安排如图4所示。主要机械设备投入分两个阶段:在钻孔桩施工期间,投入8台钻孔桩机、1台旋喷桩机及6台锚杆机;钻孔桩施工完毕,则投入3台旋喷桩机及10台锚杆机。各区施工按先后顺序进行流水作业,即:5~8区4、9、3、10区3、11区2、12区1、13区。在具体的施工中,钻孔灌注桩、旋喷桩与预应力锚杆张拉锁定都采取跳跃式方法进行作业,即按预先编号,先1、3、5、7、9……,后2、4、6、8、10……的施工顺序进行。

6区喷锚施工程序为:土方开挖修坡成孔置入钢筋注浆喷射底层砼编网焊加强筋喷射面层砼养护。

3.2 主要施工参数。

(1)钻孔灌注桩。该基坑支护工程投入8台BRM-1型钻孔桩机,主要技术参数如:成孔直径/深度1250mm/60m,转盘扭矩12.1ΚΝ•m,转盘转速9~52r/min,功率22KW,钻机重量9200Kg,钻头选用笼式钻头。

(2)旋喷桩。采用先引孔后注浆的方法,随钻孔灌注桩的施工进度及时插入作业点,旋喷桩主要施工参数:旋喷桩进入基坑底面下土层1.0m,采用普硅32.5R水泥,掺入量单管150Kg/m、双管250Kg/m,压力20~25MPa,水灰比0.9~1.0,单管旋转速度20~25rpm、提升速度20~25cm/min,双管旋转速度8~12rpm、提升速度6~12cm/min,水泥浆液比重1.5~1.6,桩体直径≥600mm。

(3)预应力锚索支护。锚索锚固段注浆体直径不小于150mm。灌浆材料采用强度不低于25MPa的水泥浆,并采用二次灌浆工艺,锚索采用1860级的75钢绞线制作。锚索张拉荷载分级与观测时间见表2。

(4)喷锚施工。先放坡开挖,并及时进行人工修坡,坡面要平整。壁面开挖后,马上投入土钉施工以及网喷砼的其它工序施工,尽量缩短壁面土体的露空时间。土钉锚杆采用钻机成孔后,置入18螺纹钢筋,置入钢筋后随即注浆。注浆管与钢筋一起送入孔内,钢筋置入孔后,注浆管在孔的底部开始注浆,并边注边缓慢抽出注浆管,注浆压力0.3~0.5MPa。,钢筋网及加强筋设置如图2所示,钢筋网8@200×200,加强筋216,加强筋同土钉焊接。网喷砼采用砼喷射机喷射成型,砼分层喷射密实,喷射至设计厚度的砼板,待终凝2h后,按规定喷水养护7d。

(5)桩顶冠梁。冠梁采用组合钢模支模,现场绑扎钢筋,混凝土运至现场灌注,插入式捣固器振捣密实,冠梁随支护桩进度分段施作,施工缝与支护桩缝错开。

(6)锚索的腰梁。采用C25砼,纵向钢筋为4根18螺纹钢筋,箍筋采用8@200,腰梁预埋100钢管,腰梁与钻孔桩采用植筋连接,每隔一桩植2根20螺纹钢锚筋。

(7)基坑护栏。基坑土方开挖后要及时设置护栏。基坑护栏采用48钢管焊接成形,护栏高度1.1m。

(8)地面排水。为保证地面排水顺畅,沿基坑顶面四周设置排水沟,并每隔40m设集水井一个,及时把地面水排走,以保证地面水不流入基坑内。

3.3 基坑监测。

监控量测是施工中监视地层与围岩稳定性以及保证施工安全和周围建筑物安全的重要手段。该工程施工期间的监测内容包括:基坑的水平位移、基坑周边的建筑物沉降、地下水位、支护桩水平位移。监测项目及监测点的布置详见下表3。

基坑支护结构经监测位移率加快或周边地表下沉速率加快、或坑壁有坍塌趋势或边坡失稳时,立即停止基础或地下室的施工、撤离施工人员和设备(如有可能),必要时迅速原位回填及时加固。当支护结构因碰撞后出现渗漏水时,及时进行止水处理,必要时原位回填。

该工程边施工边监测,对监测的数据及时分析,并及时反馈修改完善基坑支护、土方开挖与地下室施工方法,必要时启动安全应急预案,这样才能忙中不乱,保质保量按时完成大面积地下室工程。

3.4 施工注意事项。

在该工程基坑支护与地下室工程的施工过程中,针对出现的问题,我们采取了一系列设计施工措施,现总结如下要点:

(1)钻孔桩施工时应有足够的排浆设备和设置专门的泥浆池,防止因泥浆流淌而浸泡基坑土层。

(2)离基坑边10m范围内的基础桩施工必须跳开施工,其间距不小于10m,只有已施工的桩身混凝土达到设计强度的70%后才能进行相邻桩的施工。

(3)如在离基坑10m范围内出现基坑以下仍为淤泥的应采用钢护筒,护筒应穿透淤泥层,桩长不应小于5m。

(4)灌注桩泥浆池应离开基坑壁适当距离且泥浆面应低于附近基坑底,做好施工措施严禁泥浆浸泡基坑底和基坑壁。

(5)对于基坑支护的预应力锚索,在张拉预应力之后,不宜全部切断锚索,宜预留张拉的长度,一防止基坑变形后补张拉的需要。

(6)基坑土方开挖过程中必须分层分片开挖,减少大型运输车辆靠近支护桩行走挤压支护桩,挖至底层土前应先考虑好出土,并注意基坑边挖土机或吊车站立对支护桩的侧向挤压影响。

(7)应采取措施防止基坑底隆起,避免对支护结构的产生不利影响,开挖土方形成深基坑后,在基坑底静压管桩应注意大吨位静压桩机对支护排桩及边坡的影响。

(8)土方开挖后在深基坑内进行基础桩的施工,能够节约工程造价,但基坑周边靠近支护排桩处,不宜进行锤击或静压管桩的施工,基坑周边一排基础桩宜改用钻孔灌注桩的施工方法。

4. 结语

该工程2010年3月9日开始基坑支护及土方开挖工程,于2010年10月27日完成±0.000以下结构及地下室外墙防水、土方回填施工,于2011年5月12日完成主体结构工程,2011年11月15日前完成装饰装修、屋面及节能工程施工,于2011年11月16日、17日完成各住户钥匙移交,施工质量优良。

从该工程的实践中我们看到,基坑边坡支护结构具有一定的时效性,尤其是雨季时更为显著。因此我们认为,一般的工程,应在基坑支护结构完成后尽快(尽可能3个月以内)完成浇注地下室底板和地下室外墙的施工,否则会有部分预应力锚索需作二次张拉或多次张拉。

对于大面积、周边环境复杂且有差异的地下室基坑,在设计上进行适当的分区分段,采取不同的设计方案,或者在同样的支护设计方案下采用不同的支护桩长、不同的锚杆密度或长度,能有效地节约基坑支护成本。在土方开挖于地下室施工过程中,加强基坑监测,按监测情况及时采取必要措施,是基坑安全的重要保证。这是该地下基坑支护工程设计与施工结果的经验总结。

参考文献

[1] 黄强.惠涌宁主编《深基坑支护工程实例集》中国建筑工业出版社1997年12月第一版.

[2] 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002.

[3] 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).

[4] 广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-3-91.

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关键词:旋挖桩;施工技术;优点;质量控制措施

旋挖钻机作为一种新型钻孔设备,它具有功率大,钻孔速度快,自动化程度高,移动灵活方便,定位准确,节约劳动力,生产安全,工作方便,环保性能好,噪声小,工作效率高,节约时间,降低施工成本等特点。但它也有因自身原因带来的一些问题,由于其施工工艺环节多,一环不慎,便会有质量问题发生。尤其在房屋基础建设中,更需要加强施工管理,搞好成桩质量。

1 旋挖机成孔的优点

通过与传统钻孔桩机的比较,我们可以得出旋挖桩机成孔工艺有明显的优势之处,其主要优势归纳如下:

1.1 成孔速度快,是普通循环钻机的5倍以上,有效地保证了工程进度。旋挖钻机钻杆为伸缩式钻杆,提钻速度快。按直径1m,孔深17m左右的基桩在1h左右即可完成。旋挖钻机对不同的地质情况适应性强,适用广泛。

1.2 移位方便,旋挖钻机多为液压履带式伸缩底盘,可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像普通循环钻机移位那么繁琐,同时又保证了整机稳定性及良好的机动性能。

1.3 定位速度快且定位准确度高。开孔前通过人工指挥钻头中心对准桩位,再由机械手将对应坐标设置为轴心坐标,施工过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态。

1.4 钻孔深度、垂直度可自动检测及控制。因钻机自身自动化程度高,钻孔深度和垂直度可由电子系统控制并在荧屏实时显示。

1.5 安全、环保特点突出。整机采用全液压传动,整机调平和行走移位均借助液压马达或油缸,不仅过载保护性好,运转平稳,安全可靠,操作灵活轻快,震动小、噪音低,大大减轻了操作者工作强度,而且钻机还设置了主、副卷扬机的高度限位与动臂幅度限位以及驾驶室内液控开关等安全保护装置,从而促进了文明施工和安全生产;钻孔过程不用循环泥浆,使用的泥浆可以循环利用,钻渣可以通过提升旋挖斗时和泥浆分离后运走,减少了污染,施工现场较为整洁干净。

1.6 成孔后沉渣少。旋挖钻机成孔采用静态泥浆护壁,钻渣是通过旋挖斗提出,故沉渣量很小;而其它钻机钻渣是通过泥浆的循环排出,故两三米沉渣是常见的。

1.7 由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,其钻头多次上下往复,使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比,旋挖桩的承载力显著提高,承载桩的施工质量有所保证。

2 旋挖机施工工艺流程

旋挖机施工工艺流程:旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。施工工艺流程主要分为以下七点:

2.1 桩基定位:根据勘测单位提供的水准点及测量控制网引测,在轴线的延长线上做点,桩施工过程中对现场测量控制点进行校核,并做好有效保护。

2.2 埋设护筒:护筒中心线对准测定的桩位中心,严格保护护筒的垂直度,确保其中心线与桩中心重合;护筒固定正确位置后,用粘土回填夯实以保证其垂直度。

2.3 桩机就位:钻机安装就位后,应将钻头中心对准桩位中心,确保施工中不发生孔位偏移。(旋挖钻机一般都带有定位后的锁定功能,只要钻机不整体移位,钻杆可以自由旋转,经操作手的操作,就会仍对准原定桩位中心。)

2.4 成孔:利用泥浆箱和泥浆池配合使用,采用人工(采用泥浆泵搅拌造浆,泥浆采用钠基或钙基膨润土制作,掺量按泥浆比重的要求进行换算或用泥浆比重仪控制即可。)搅浆护壁成孔,泥浆比重应根据具体底层条件而定,根据试桩及施工经验确定各层地层条件下的钻进参数(泥浆比重选取范围一般为1.05~1.10之间);成孔后对孔径、孔深、沉渣、泥浆比重等各项指标进行检查。(旋挖钻孔最大的优势就是泥浆可以反复利用,第一次造浆后,以后做适当补充即可)。

2.5 安放钢筋笼:利用吊车将钢筋笼垂直吊入孔内,放到设计标高面后固定好钢筋笼。

2.6 安装导管:利用吊车将导管放入,导管直径、长度应与孔深配套,管距孔底0.3m,初灌量应保证混凝土扩散后,导管埋入深度不小于1m。

2.7 浇注混凝土:每注入一定量的混凝土,利用吊车向上拔管,每提0.3m,反插一半,保证混凝土的扩散和密实,如此循环,直至顶面。最小埋入深度不能小于0.5m,最大埋深可达到10m以上,这主要是因为旋挖施工所需要的泥浆比重较小、沉渣较少、砼与泥浆重量差明显。

3 旋挖桩施工过程控制要点

2.1施工质量质量预控

2.1.1 桩机性能检查。桩机组装完成后,应督促施工单位对桩机主要性能进行检查。对于自控系统的准确性,监理应对桩机底座、导杆垂直度等用经纬仪、水准仪核查,确保自控系统偏差在规范允许范围内。

2.1.2 成孔工艺评定。通过试成孔,确定钻机在场地不同土层的钻进速度,护壁泥浆比重、成孔质量情况作初步分析,为下一步施工提供参考数据。

2.1.3 审查施工组织设计,提倡方案的先进性、可行性、安全合理、质保措施工得力。监帮组合,积极协调,为工程质量保证提供良好的作业条件。施工方案优化对施工阶段的质量控制和工效起到了重要作用。

2.1.4 督促施工单位按工程要求建立、健全、完善施工现场的质量管理体系,并检查管理体系的正常运行。

2.1.5 对旁站内容、关键部位、控制目标进行策划,落实旁站人员,建立旁站工作制度。

2.2施工过程的质量控制要点

根据《建筑地基基础工程施工质量验》要求,对桩基础施工工艺流程和灌注桩易出现的质量通病,在施工过程应设立以下质量监控点:

2.2.1 桩位测量:施工前应复核基础轴网,建立控制桩,妥善保护;对每根桩定位,可插端头有油漆标志的短钢筋;在每根桩护筒埋设前,还要再次复测,利用轴网上的两根控制桩作基点,矢量前方交汇法复核桩位,防止施工期间挠动造成桩位偏差。

2.2.2 护筒埋设:用十字交叉检查护筒中心应与桩中心重合,护筒周边土要填实,保护护筒稳定。

2.2.3 桩机就位调整:某些型号的旋挖钻机具有自动调整显示,但监理人员应定期对自控系统复核。

2.2.4 成孔:在钻孔过程中,应始终保持孔内泥浆液面位于地下水位以上2m左右。检查自控仪表显示,防止钻头偏移出现孔斜,取出的碴土应及时清运出工作面。

2.2.5 入岩:在钻至入岩时,根据最后一挖斗取出的石渣与标准岩样比较,确定入岩界面。如岩层坚硬可换螺旋钻头,钻至不少于设计要求的深度(具体深度可现场根据岩层标高而定)。

2.2.6 终孔检查:利用测绳、孔规(或孔径仪)检查孔深、孔径、垂直度等。

2.2.7 清孔:按照试成孔经验,可在钢筋笼吊起后开始清孔,有利于减少沉碴厚度。清孔后应立即测量孔深,与导管安装后的孔深比较,确定沉碴厚度。

2.2.8 混凝土水下浇灌:砼浇灌过程是成桩的关键阶段,也是质量问题易发阶段,隐蔽性较强,事后难以补救。因此监理全过程旁站监督,发现问题要及时解决,不留质量隐患。

4 结束语

由于旋挖桩适用于各种复杂的地质条件,如:软土、流泥、流砂、卵砾石等。也具有环保性能优越、成孔质量理想、施工效率高等特点,在现代桥梁、建筑工程项目建设中深受工程设计和施工单位的欢迎。在旋挖桩施工中受到各类主客观因素的影响,会导致各类技术问题的普遍存在,所以必须严格把握其技术要点,本文根据自身工作经验对此施工工艺进行总结,以此供参考交流。

参考文献:

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关键词:桩位偏位控制

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

中图分类号:U443.15+4 文献标识码:A文章编号:

随着国内外各类旋挖钻机在桩基施工领域的大量应用,以此钻机为基础所形成的无循环旋挖工艺在该领域越来越被重视,旋挖钻主要的特点是成孔速度快,但在工程竣工验收时,就桩位偏位一项有很多桩不能满足设计对施工的要求。因此对于桩位偏位的控制在该工艺中有重要的意义,下面就桩位偏位原因及控制分别阐述。

1 桩位偏位产生原因

《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)中规定桩基桩位偏差排架桩为50mm、群桩为10mm,在桩基施工完成后,破除桩头并将钻孔灌注桩顶部的钢筋笼修整,根据钢筋笼的前、后、左、右方向上定出中心位置,即为桩基中心,再通过全站仪放样作出设计桩位中心位置,两者的间距即为桩位偏差。桩位偏差主要表现有两种,一种为钢筋笼与桩基混凝土整体偏离桩中心,超出规范要求。另一种则表现为钢筋笼偏离一侧,由于桩基的保护层和扩孔系数原因,即使桩基混凝土不发生偏移,而钢筋笼偏向一侧是也会使得桩基桩位发生偏差,超出规范要求。

笔者经过对实际工程项目的分析,从测量放样到最后成孔,总结出下列原因:

(1)桩位放样出现错误;

(2)护筒埋设出现偏位;

(3)钻孔过程中钻杆出现位移,原因有钻孔前没有严格对中、钻机发生位移、地质软硬不均匀。

(4)钢筋笼定位出现偏位,原因有控制钢筋笼的垫块设置不当导致偏位、钢筋笼就位后没有进行对中复核造成偏位、混凝土灌注过快或导管挂住钢筋笼导致钢筋笼局部偏移产生偏位。

2 桩位偏位控制措施

2.1 桩位放样

桩位放样可通过内业和外业两个方面进行控制。

内业为了保证放样数据的正确,要对图纸进行系统的全面的复核,不仅要做好本标段的复核还要做好与临标段的链接处的复核。放样数据计算好后,需经测量工程师复核确认后方可使用。

外业施工放样,首先要确保全站仪的建站完全正确,其次对于放好的点位做好引桩,如图1所示,记好引桩到桩中心的距离L1、L2并定好引桩到桩中心的方向。

2.2 护筒埋设

(1)钻机就位,钻头精确对准桩位点。

(2)开始钻孔,钻取一定深度后,装上扩孔器,使孔口大于护筒5cm。

(3)使用钻机副卷扬机吊起护筒入孔口。

(4)埋护筒,保持护筒的垂直度,同时通过引桩,用钢尺沿之前定好的方向,以L1-R和L2-R(R为护筒半径)两个距离进行交汇控制(如图(1)所示),直至护筒顶到指定标高。

护筒埋好之后以L1、L2和之前定好的方向恢复桩中心位置,并检测护筒中心是否与桩中心重合,并控制在±5cm范围之内,同时对护筒周围进行夯实,使其稳固不会在钻孔过程中偏移、垮塌。

图(1)距离交汇埋设护筒图(2)距离交汇控制钻杆方向

2.3 钻孔过程

由于钻机的自重、护筒直径大以及地质等原因,导致了钻杆在钻孔过程中会产生偏位,尤其在软土地基上施工。这就要求在钻孔过程中加强对钻杆的位置的控制。

钻孔桩开孔后,开始时缓慢钻进,旨在形成良好稳固的护壁,保证孔位正确。在钻孔过程中定期用距离交汇校核钻杆位置,如图(2)所示,具体方法是以L1-r、L2-r(r为钻杆的直径)和定好的方向进行距离交汇校核,发现偏位立即调整,直到孔位定型时,方可停止校核。

2.4 钢筋笼定位

桩基偏位的检测是通过钢筋笼的中心与设计桩中心的偏位来确定,所以钢筋笼的定位是桩位偏位控制的最后一步,也是比较重要的一项控制。

(1)钢筋笼下设时采用双吊筋,下设至孔中,保证钢筋笼起吊后的垂直度。

(2)按照规范要求加保护垫块,尤其在桩顶位置应多加设一些。

(3)钢筋笼下放至孔中后,在钢筋笼骨架钢筋上拉十字线确定中心点,然后通过引桩和定好的方向进行距离交汇恢复桩位的中心,通过吊垂线与钢筋笼的中心进行比较,如果不重合,就通过吊机微移钢筋笼进行调整,直至两个中心重合,然后焊接定位筋,使定位筋抵在护筒壁上,以达到稳固钢筋笼的目的。如果桩顶位置离护筒顶位置距离较大时,需焊接假笼至护筒顶,同时用上述的方法进行定位,需要注意的是要保证假笼具有一定的刚度。

(4)当所灌注的混凝土接近钢筋笼时, 适当放慢混凝土的灌注速度, 待导管底提高至钢筋笼内2 m以上方可恢复正常的灌注速度, 确保钢筋笼不会因为混凝土的反冲力造成钢筋笼上浮偏移,同时导管位置居于孔中心,避免偏向一侧,以免灌注过程中混凝土反力不均而造成骨架移位。

(5)为了防止护筒拔出的过早,造成定位筋失去依托,导致钢筋笼偏位。在浇筑完成8小时后,用吊机垂直拔出护筒。

3 结语

由于旋挖钻的诸多优点,使得它在桩基施工领域的应用越来越广泛,不断的在施工过程中总结控制桩位偏位的措施,对旋挖机钻孔灌注桩的施工工艺有着很重要的意义,是桩基质量的有效保障之一。

参考文献:

[1]JTGF80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S].

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【关键词】旋挖桩;施工流程;质量控制

1.工艺流程

旋挖机施工工艺流程:

旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。施工工艺流程主要分为以下七点:

(1)桩基定位:根据勘测单位提供的水准点及测量控制网引测,在轴线的延长线上做点,桩施工过程中对现场测量控制点进行校核,并做好有效保护。

(2)埋设护筒:护筒中心线对准测定的桩位中心,严格保护护筒的垂直度,确保其中心线与桩中心重合;护筒固定正确位置后,用粘土回填夯实以保证其垂直度。

(3)桩机就位:钻机安装就位后,应将钻头中心对准桩位中心,确保施工中不发生孔位偏移。(旋挖钻机一般都带有定位后的锁定功能,只要钻机不整体移位,钻杆可以自由旋转,经操作手的操作,就会仍对准原定桩位中心。)

(4)成孔:利用泥浆箱和泥浆池配合使用,采用人工(采用泥浆泵搅拌造浆,泥浆采用钠基或钙基膨润土制作,掺量按泥浆比重的要求进行换算或用泥浆比重仪控制即可。)搅浆护壁成孔,泥浆比重应根据具体底层条件而定,根据试桩及施工经验确定各层地层条件下的钻进参数(泥浆比重选取范围一般为1.05~1.10之间);成孔后对孔径、孔深、沉渣、泥浆比重等各项指标进行检查。(旋挖钻孔最大的优势就是泥浆可以反复利用,第一次造浆后,以后做适当补充即可)。

(5)安放钢筋笼:利用吊车将钢筋笼垂直吊入孔内,放到设计标高面后固定好钢筋笼。

(6)安装导管:利用吊车将导管放入,导管直径、长度应与孔深配套,管距孔底0.3m,初灌量应保证混凝土扩散后,导管埋入深度不小于1m。

(7)浇注混凝土:每注入一定量的混凝土,利用吊车向上拔管,每提0.3m, 反插一半,保证混凝土的扩散和密实,如此循环,直至顶面。最小埋入深度不能小于0.5m,最大埋深可达到10m以上,这主要是因为旋挖施工所需要的泥浆比重较小、沉渣较少、砼与泥浆重量差明显。

2.施工过程控制要点

2.1旋挖桩施工质量的控制要点

2.1.1施工质量质量预控

(1)桩机性能检查。桩机组装完成后,应督促施工单位对桩机主要性能进行检查。对于自控系统的准确性,监理应对桩机底座、导杆垂直度等用经纬仪、水准仪核查,确保自控系统偏差在规范允许范围内。

(2)成孔工艺评定。通过试成孔,确定钻机在场地不同土层的钻进速度,护壁泥浆比重、成孔质量情况作初步分析,为下一步施工提供参考数据。

(3)审查施工组织设计,提倡方案的先进性、可行性、安全合理、质保措施工得力。监帮组合,积极协调,为工程质量保证提供良好的作业条件。施工方案优化对施工阶段的质量控制和工效起到了重要作用。

(4)督促施工单位按工程要求建立、健全、完善施工现场的质量管理体系,并检查管理体系的正常运行。

(5)对旁站内容、关键部位、控制目标进行策划,落实旁站人员,建立旁站工作制度。

2.1.2施工过程的质量控制要点

根据《建筑地基基础工程施工质量验 》要求,对桩基础施工工艺流程和灌注桩易出现的质量通病,在施工过程应设立以下质量监控点:

(1)桩位测量:施工前应复核基础轴网,建立控制桩,妥善保护;对每根桩定位,可插端头有油漆标志的短钢筋;在每根桩护筒埋设前,还要再次复测,利用轴网上的两根控制桩作基点,矢量前方交汇法复核桩位,防止施工期间挠动造成桩位偏差。

(2)护筒埋设:用十字交叉检查护筒中心应与桩中心重合,护筒周边土要填实,保护护筒稳定。

(3)桩机就位调整:某些型号的旋挖钻机具有自动调整显示,但监理人员应定期对自控系统复核。

(4)成孔:在钻孔过程中,应始终保持孔内泥浆液面位于地下水位以上2m左右。检查自控仪表显示,防止钻头偏移出现孔斜,取出的碴土应及时清运出工作面。

(5)入岩:在钻至入岩时,根据最后一挖斗取出的石渣与标准岩样比较,确定入岩界面。如岩层坚硬可换螺旋钻头,钻至不少于设计要求的深度(具体深度可现场根据岩层标高而定)。

(6)终孔检查:利用测绳、孔规(或孔径仪)检查孔深、孔径、垂直度等。

(7)清孔:按照试成孔经验,可在钢筋笼吊起后开始清孔,有利于减少沉碴厚度。清孔后应立即测量孔深,与导管安装后的孔深比较,确定沉碴厚度。

(8)混凝土水下浇灌:砼浇灌过程是成桩的关键阶段,也是质量问题易发阶段,隐蔽性较强,事后难以补救。因此监理全过程旁站监督,发现问题要及时解决,不留质量隐患。

2.2旋挖机成孔特点

通过与传统钻孔桩机的比较,我们可以得出旋挖桩机成孔工艺有明显的优势之处,其主要优势归纳如下:

(1)成孔速度快,是普通循环钻机的5倍以上,有效地保证了工程进度。旋挖钻机钻杆为伸缩式钻杆,提钻速度快。按直径1m, 孔深17m左右的基桩在1h左右即可完成。旋挖钻机对不同的地质情况适应性强,适用广泛。

(2)移位方便,旋挖钻机多为液压履带式伸缩底盘,可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像普通循环钻机移位那么繁琐,同时又保证了整机稳定性及良好的机动性能。

(3)定位速度快且定位准确度高。开孔前通过人工指挥钻头中心对准桩位,再由机械手将对应坐标设置为轴心坐标,施工过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态。

(4)钻孔深度、垂直度可自动检测及控制。因钻机自身自动化程度高,钻孔深度和垂直度可由电子系统控制并在荧屏实时显示。

(5)安全、环保特点突出。整机采用全液压传动,整机调平和行走移位均借助液压马达或油缸,不仅过载保护性好,运转平稳,安全可靠,操作灵活轻快,震动小、噪音低,大大减轻了操作者工作强度,而且钻机还设置了主、副卷扬机的高度限位与动臂幅度限位以及驾驶室内液控开关等安全保护装置,从而促进了文明施工和安全生产;钻孔过程不用循环泥浆,使用的泥浆可以循环利用,钻渣可以通过提升旋挖斗时和泥浆分离后运走,减少了污染,施工现场较为整洁干净。

(6)成孔后沉渣少。旋挖钻机成孔采用静态泥浆护壁,钻渣是通过旋挖斗提出,故沉渣量很小;而其它钻机钻渣是通过泥浆的循环排出,故两三米沉渣是常见的。

(7)由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,其钻头多次上下往复,使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比,旋挖桩的承载力显著提高,承载桩的施工质量有所保证。