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咬合樁施工總結范文1
前言
樁的應用迄今至少有12000多年的歷史,從木樁發展到現在的鋼、水泥、混凝土和鋼筋混凝土,主要在近代運用鋼筋、水泥、混凝土為材料的樁。
樁基礎應用已是一種比較廣泛,比較成熟的一種工藝。我國于二十世紀七十年代開始引進,九十年代中期昆明捷程樁工公司首先在我國開發研制出MZ系列全套管鉆機,簡稱磨樁機。 鉆孔咬合樁是一種新型的基坑圍護結構形式,在深圳、南京圍護結構工程運用較為廣泛。
概況
隨著填海和軟基處理工程施工越來越多,同時許多海積淤泥、濱海魚塘地質條件較差的區域的陸域形成,對這類填海和軟基處理工程的基坑開挖和圍護結構施工,越來越要求施工技術更安全可靠。
某軌道交通圍護結構工程就是采用一種圍護結構較安全較可靠的施工工藝,圍護結構周長為1856.0m,基坑寬度40米,長度1856.0米,深度最深處達到13.0~16.5米;基坑開挖面積為75680平方米。本項目基坑圍護工程采用咬合樁+錨索或支撐的支護方案。
二、工程地質及水文情況
1 地形地貌
擬建場地原始地貌為海域和濱海魚塘,地面以下普遍分布深厚的海積淤泥,根據機場建設的要求,場地正在進行填海和軟基處理工程施工。
2 地層巖性
根據勘察報告,在工程場地范圍,分布的主要地層有人工填土(石)(Qml)、第四系全新統海相沉積層(Q4m)、及含有機質中粗砂、第四系晚更新統沖洪積(Q3al+pl)粘土、第四系殘積(Qel)粉質粘土。
三、咬合鉆孔灌注樁施工工藝
(一)工藝原理
鉆孔咬合樁,即采用機械鉆孔施工,樁與樁之間相互咬合排列的一種基坑圍護結構。施工主要采用“套管鉆機+超緩凝型砼”方案。鉆孔咬合樁的排列方式采用,為一個素砼樁(A樁)和一個鋼筋砼樁(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,利用套管鉆機的切割能力切割掉相鄰A樁相交部分的砼,則實現了咬合。
(二)工藝流程及操作要點
(1)導墻的施工
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墻,這是鉆孔咬合樁施工的第一步。
具體步驟:
①平整場地;②測放樁位;③導墻溝槽開挖;④鋼筋綁扎;⑤模板施工;⑥砼澆注施工;⑦等導墻有足夠的強度后,拆除模板,重新定位放樣排樁中心位置,將點位反到導墻頂面上,作為鉆機定位控制點。
(2)單樁的施工工藝流程
①鉆機就位
移動套管鉆機至正確位置,使套管鉆機抱管器中心對應定位在導墻孔位中心。
②取土成孔及外管入土深度控制
a.取土成孔:在樁機就位后,吊裝第一節管在樁機鉗口中,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取土,一邊抓土、一邊繼續下壓套管,始終保持套管底口超前于開挖面的深度≮2.5m。第一節套管全部壓入土中后(地面以上要留1.2~1.5m,以便于接管),檢測垂直度,如不合格則進行糾偏調整,如合格則安裝第二節套管繼續下壓取土……,如此繼續,直至達到設計孔底標高。
b.外管入土深度控制:樁機外管入土深度(外管刀頭和取土層的差距)是隨著土層結構的變化而變化,根據施工現場工程地質層面情況分析。
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)關鍵技術
(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,應對其孔口的定位誤差進行嚴格的控制,孔口定位誤差的允許值可按下表2來進行選擇。
(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,除對其孔口定位誤差嚴格控制外,還應對其垂直度進行嚴格的控制,根據我國《地下鐵道工程施工及驗收規范》規定,樁的垂直度標準為3‰。
成孔過程中要控制好樁的垂直度,必須抓好以下三個環節的工作:
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行套管順直度的檢查和校正,首先檢查和校正單節套管的順直度,然后將按照樁長配置的套管全部連接起來進行整根套管(15~25m)的順直度偏差宜小于10mm。
②成孔過程中樁的垂直度監測和檢查
a.地面監測:在地面選擇兩個相互垂直的方向線錘監測地面以上部分的套管的垂直度,發現偏差隨時糾正。這項檢測在每根樁的成孔過程中應自始自終堅持,不能中斷。
b.孔內檢查:每節套管壓完后安裝下一節套管之前,進行孔內垂直度檢查,不合格時需進行糾偏,直至合格才能進行下一節套管施工。
③糾偏
成孔過程中如發現垂直度偏差過大,必須及時進行糾偏調整,糾偏的常用方法有以下三種:
a.利用鉆機油缸進行糾偏:如果偏差不大于或套管入土不深(5m以下),可直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調節套管的垂直度,即可達到糾偏的目的。
b.A樁糾偏:如果A樁在入土5m以下發生較大偏移,可先利用鉆機油缸直接糾偏,如達不到要求,可向套管內填砂或粘土,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填砂或粘土而應填入與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根據樁長來選取,樁越短咬合厚度越小(但最小不宜小于100mm),樁越長咬合厚度越大,按下式進行計算:
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;K---樁的垂直度;q----孔口定位誤差容許值;d----鉆孔咬合樁的設計咬合厚度。
(4)如何克服“管涌”
如圖3 “B型樁施工過程中的砼管涌現場示意圖”所示,在B樁成孔過程中,由于A樁混凝土未凝固,還處于流動狀態,A樁混凝土有可能從A、B樁相交處涌入B樁孔內,稱之為“管涌”,克服“管涌”有以下幾個方法:
①A樁混凝土的坍落度應盡量小一些,不宜超過18cm,以便于降低混凝土的流動性。
②套管底口應始終保持超前于開挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動,如果鉆機能力許可,這個距離越大越好,但至少不應小于2.5m。
③如有必要(如遇地下障礙物套管底無法超前時)可向套管內注入一定量的水,使其保持一定的反壓力來平衡A樁混凝土的壓力,阻止“管涌”的發生。
④B樁成孔過程中應注意觀察相鄰兩側A樁混凝土頂面,如發現A樁混凝土下陷應立即停止B樁開挖,并一邊將套管盡量下壓。一邊向B樁內填土或注水,直到完全制止住“管涌”為止。
⑤應考慮A樁比B樁的樁長短50cm。
(5)遇地下障礙物的處理方法
套管鉆機施工過程中如遇地下障礙物處理起來都比較困難,特別是施工鉆孔咬合樁還要受時間的限制,因此在進行鉆孔咬合樁施工前必須對地質情況十分清楚,否則會導致工程失敗。對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
由于套管內壁與鋼筋籠外緣之間的空隙較小,因此在上拔套管的時候,鋼筋籠將有可能被套管帶著一起上浮。其預防措施主要有:
①B樁混凝土的骨料粒徑應盡量小一些,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成孔垂直度必須達到設計要求。
④鋼筋籠制作必須滿足設計規范要求。
⑤砼塌落度、和易性必須達到設計規范要求。
⑥澆砼時,若孔底水位較高情況下導管密封必須完好,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
往往一臺鉆機施工無法滿足工程進度,需要多臺鉆機分段施工,這就存在與先施工段的接頭問題。采用砂樁是一個比較好的方法。在施工段與段的端頭設置一個砂樁(成孔后用砂灌滿),待后施工段到此接頭時挖出砂灌上砼即可。因砂樁施工處不可避免產生施工縫,開挖后會出現滲水現象,因此建議在基坑開挖前所施工的砂樁接縫外側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+超緩凝混凝土”方案,超緩凝混凝土的質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
在確定混凝土相關參數后,委托混凝土供應商進行混凝土的配比設計和生產。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定,不能波動,否則將有可能給工程帶來很大的損失,因此要求混凝土供應商設置專用生產線來生產超緩凝混凝土,其所用的設備、人員、原材料都相對固定,以減少出錯的機會,確保混凝土的質量。
(2)超緩凝混凝土的使用
使用過程中必須制定嚴格的檢查制度和監控措施:
a.每車混凝土在使用前在監理的見證下進行坍落度檢驗及觀感質量是否符合要求,坍落度超標或觀感質量太差的堅決退回,決不使用。
b.每樁混凝土均在現場取一組試件,監測其緩凝時間及坍落度損失情況,直至該樁兩側的B樁全部完成為止,如發現問題及時反饋信息,以便采取應急措施。
五、事故樁的補救措施
在鉆孔咬合樁施工過程中,因停電、砼早凝、設備因素等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進行而形成事故樁。事故樁的補救措施主要分以下幾種情況:
(一)平移樁位側咬合
如圖4所示,B樁成孔施工時,其一側A1樁的砼已經凝固,使套管鉆機不能按正常要求切割咬合A1、A2樁。在這種情況下,應向A2樁方向平移B樁樁位,使套管鉆機單側切割A2樁施工B樁,并在A1樁和B樁外側另增加一根旋噴樁作為防水處理。
(二)背樁補強
如圖5所示,B1樁成孔施工時,其兩側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,調整樁序繼續后面咬合樁的施工,以后在B1樁外側增加三根咬合樁及兩根旋噴樁作為補強、防水處理。在基坑開挖過程中將A1和A2樁之間的夾土清除噴上混凝土即可。
(三)預留咬合企口
如圖6所示,在B1樁成孔施工中發現A1樁砼已有早凝傾向但還未完全凝固時,此時為避免繼續按正常順序施工造成事故樁,可及時在A1樁右側施工一砂樁以預留出咬合企口,待調整完成后再繼續后面樁的施工。此砂樁處以后需在外側增加一根旋噴樁作為防水處理。、
六、結論
咬合樁施工總結范文2
【關鍵詞】城市地鐵;全套管咬合樁;控制措施
1 工程概況
靜港路站為青島地鐵四號線的第21座車站。車站兩端均為盾構區間,且盾構機在大小里程端均為接收吊出。車站位于規劃靜港路與李沙路交叉路口,沿李沙路“一”字型布置。地面標高6.46~7.04m,車站頂板覆土2.8~3.4m,車站底板埋深16.51~17.51m。本站設計站臺長276.0m,為11m島式站臺,車站形式為地下兩層雙跨(局部三跨)矩形框架結構。車站標準段結構凈寬19.7m。本站設3個出入口、1個安全出入口和2組風亭,車站區域及兩側均分布有熱力、電力、燃氣、有線電視、污水、雨水暗渠、自來水等管線、管溝等,管線一般埋深1~3.5m,其中燃氣管道鋪設于李沙路路面以下約3m處,車站南段有一條排洪水渠近乎垂直穿過車站,水渠寬5.5m、埋深2m,結合外部環境及設計要求,本站采用半明挖半蓋挖形式。
2 水文地質情況
根據地質勘查報告,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、沖洪積粉質黏土、沖洪積粗礫砂、碎石土、強~微風化基巖。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;強風化凝灰巖厚度1.7~3.9m;中~微風化凝灰巖穩定較好,基巖埋深19~22m。基坑底部為碎石土層。
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土層中,富水性中等。基巖裂隙水主要賦存于基巖裂隙發育的風化帶中,賦水量小,埋藏較深,水質好,無侵蝕性?;鶐r裂隙水的透水性因地層的巖性、風化程度、裂隙發育程度等因素存在較大差異,表現出強烈的不均勻性和各向異性。該類型地下水補給來源主要為大氣降水及第四系孔隙潛水;巖體中節理、裂隙為良好的徑流通道,徑流方向隨裂隙變化,無規律可循;主要排泄方式為大氣蒸發。
3 咬合樁施工工藝流程
經設計專家通過技術方面及經經濟方面比較,本車站主體級附屬圍護結構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結構。由于其樁心相交咬合,與傳統樁心相切樁相比,防水效果良好,投資節約顯著。
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。總的原則是先施工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型樁混凝土緩凝時間要求:T=3t+K
式中T-A型樁混凝土的緩凝時間(h);
t-單樁成樁所需時間(h);
K-儲備時間,一般取1t;
T的基準值般為大于等于60h。
圖1
3.2 單樁施工工藝。(見圖2)
4 咬合樁施工設備的選擇
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水文因素及外界環境因素;
(2)施工所采用設備因素,成樁進度,控制垂直度等所影響成樁質量的因素;
(3)基坑開挖方式、土體加固方式、混凝土的質量、成孔成樁工藝等施工因素。
4.2 咬合樁施工設備介紹:目前國內全套管鉆機主要采用兩種設備:
(1)360度全套管全回轉鉆機
優點: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,可對回轉扭矩、回轉速度、拉拔力等多種參數進行設置;
4)設備扭矩強大,在A型形樁強度生成時,仍能進行切割施工。
缺點:1)設備施工單價高,施工總成本高;
2)成樁施工周期長,投入設備多,設備占用場地較大,不利于現場施工組織,施工進度不可控。
(2)27度全套管搖動式鉆機
優點:1)設備施工單價低,施工總成本低;
2)設備施工使用占地小,對施工場地的要求不高,利于組織足夠設備進場施工,施工進度可控。
缺點:1)設備工作壓力、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,剛好滿足設計要求的最底限度,施工過程中,一旦出現偏斜,必須通過拔管回填重新成孔,降低施工工效,費工時費成本。
5 咬合樁施工重難點及有效控制措施
5.1 樁孔傾斜
首先要考慮的是地質原因,在鉆孔施工取土過程中檢查地質是否存在一部分軟層,一部分硬層;其次鉆機的傾斜是否及時校正,施工過程中抓斗取土沖力較大,極易造成傾斜;再是在拔套管的過程中混凝土樁體扭曲或一邊攪動過大。
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)堅持多次監測和檢查成孔過程中樁的垂直度
1)實時監測:采用線錘或經緯儀監測地面以上部分的套管的垂直度,發現偏差隨時糾正。在每根樁的成孔過程中應從開始施工到成孔結束始終堅持,不能中斷。
2)屢次檢查:每節套管壓完后安裝后,在下一節套管之前,都要停下來進行孔內垂直度檢查,不合格時需及時糾偏,直至合格后才能進行下一節施工。
(3)樁身糾偏,成孔過程中如發現垂直度偏差超限,必須及時進行調整糾偏。
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,前期進行地質勘查有時也不能完全探測。
控制措施:采用“分階段成孔法”進行處理:
(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,從套管內用沖擊錘沖鉆至樁底設計標高,成孔后向套管內回填土,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行,逐步施工直至完畢。
5.3 管涌
發生管涌有兩種情況:一是,隨著鉆孔深度增加和套管的搖動,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型樁成孔過程中,由于A型樁混凝土還處于流動狀態,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,發生管涌。
控制措施:
(1)針對第一種情況,主要采取套管底口始終保持超前于開挖面一定距離,以便于造成一段“瓶頸”增加水頭路徑,阻止飽和砂土的流動,或者在樁內適當注水,保持水壓力平衡。
(2)針對第二種情況,常用以下3種方法進行處理:
1)控制A型樁混凝土的坍落度,不宜超過18cm,降低混凝土的流動性;
2)套管底口應始終保持超前于開挖面一定距離,控制在2.5m以上,以便于造成一段“瓶頸”,阻止混凝土的流動。
3)B型樁成孔過程中,應注意觀察相鄰兩側A型樁混凝土頂面,如發現A型樁混凝土下陷,應立即停止B型樁開挖,并一邊將套管盡量下壓,一邊向B型樁內填土或注水,直到完全止住“管涌”。
B型樁施工過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程中,因B型樁素樁澆筑的超緩凝混凝土早凝或發生機械設備故障等原因,造成鉆孔咬合樁的施工未能按正常要求進行而形成缺陷樁。
處理方法有以下三種:
(1)背樁補強:B型樁成孔施工時,其兩側A型1樁、A型2樁的混凝土均已凝固,處理方法為放棄B型樁的施工,調整樁序,繼續后面咬合樁的施工,最后在B型樁外側增加適當的旋噴樁作為補強措施。
咬合樁施工總結范文3
關鍵詞:工法樁 復核重力墻 管樁 基坑支護 應用分析 施工控制 效果 經驗
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
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
目前,隨著我國城市建設的快速發展,建筑在向高空發展的同時,地下空間也得到了充分利用,促使深基坑工程也越來越多,同時,對深基坑支護的設計與施工也提出了更高的要求。不同的基坑支護方案對基坑安全、施工進度,成本造價都會產生不同的結果,因此,工程有關各方對此應綜合考慮,認真比較以確定最合理的基坑支護方案。
一、兩種支護體系的比較
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,場地距現有道路、建筑均較近。場地地層分布自上至下分別為人工填土層、粘土層、粉土層、粉質粘土層。根據本基坑的挖深及周邊環境,確定基坑安全等級為二級,重要性系數取1.0。最初基坑支護設計采用工法樁、灌注樁支護加水泥攪拌樁止水帷幕的支護體系,西部采用SMW工法樁加內支撐的支護形式,工法樁頂設冠梁,將工法樁連成整體,同時作為內撐支點,工法樁兼做止水帷幕,內支撐設鋼筋混凝土梁角撐及對撐,支撐梁下設格構柱及柱下灌注樁;北部東側及南部東側采用雙排鉆孔灌注樁的支護形式,樁頂均用冠梁連接,前后排樁間用連梁拉結,雙排灌注樁間設雙排攪拌樁止水帷幕;東側因場地條件允許采用放坡開挖雙排攪拌樁止水帷幕止水為通常做法,故本文不再贅述。
該項目基礎施工工期僅為4個月時間,經多次施工方案論證,采用該支護體系施工周期至少需要5個月時間,遠遠不能滿足工期要求,最終經方案比較,施工中大膽采用了管樁及工法樁復合重力墻的聯合支護體系。由于新的支護體系完全省去了內支撐,從而完全節省了內支撐制作及拆除的時間,理論上不但可以節省工期而且減少了造價,提高了經濟效益。
二、管樁、工法樁復合重力墻聯合支護體系分析
1、工法樁復合重力墻的應用分析
SMW工法樁是一種勁性復合圍護結構,結構抗滲性好,剛度大,不擾動鄰近土體,可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應用。目前對水泥土與型鋼之間的粘結強度的研究還不充分。通常認為:水土側壓力全部由型鋼單獨承擔;水泥土樁的作用在于抗滲止水。試驗表明,水泥土對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構體中水泥土的強度很難發揮,設計中可忽略水泥土的剛度貢獻,而將其作為安全儲備。但是,水泥土對型鋼的包裹能起到套箍作用,防止型鋼失穩,使型鋼強度得到充分的發揮。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生的剪力,因而在工程中水泥土須具有一定強度和較好的抗滲性能。
本支護體系西部采用工法樁復合重力墻支護兼做止水帷幕,為雙軸水泥攪拌樁橫向共8排咬合布設(見圖1-1剖面)。其中攪拌樁1:樁徑700mm,樁頂位于場地地表下1.0m,有效樁長12.0米,組內、排間、組間咬合均為200mm;攪拌樁3:樁徑700mm,樁頂位于場地地表下6.0m,有效樁長5.0米,組內、排間、組間咬合均為200mm?!皵嚢铇?”里排及外排每組內插普通熱軋20a型工字鋼,型鋼頂位于場地地表下0.8m,長12.0m,中心距1.0m。
“攪拌樁1”為4排,起基坑的支護作用,水泥采用P.S32.5,摻入比為15%,水灰比0.5~0.55,要求全程復攪復噴,樁頂設400mm厚鋼筋混凝土蓋板同樁寬,混凝土強度等級C30。 “攪拌樁3”為4排,作為復合重力墻,位于開挖基坑的坑底以下不開挖的土體中,起到對“攪拌樁1”的支頂作用,限制了“攪拌樁1”的側移,使其不但充分發揮了支護止水的作用,而且有效解決了單純工法樁不設內支撐的過大變形問題。
2、管樁的應用分析
PHC 管樁樁身混凝土強度較高(強度不得低于C80), 再加上使用了高強度、低松弛率的預應力鋼筋使樁身具有較高的有效預壓力, 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, 其抗彎剛度較實心樁要小, 故在水平荷載作用下易發生撓曲。采用其作為基坑支護樁時,在基坑開挖過程中, 支護樁側土體將會發生位移,并對樁體施加側向作用力,同時使樁產生撓曲和內力。樁周土體按移動情況可分為穩定層和不穩定層, 滑動面介于這2 層之間。根據土壓力理論, 將不穩定土層中承受土體側向位移的上部樁段稱為“被動”部分;而穩定土層中的下部樁段受到上部樁段傳來的荷載,這與樁頭直接承受水平荷載的樁類似,稱之為“主動”部分。在這一過程中, 樁周土可能達到極限狀態并產生極限土壓力。
基坑開挖后, 坑內土體卸除, 土體的側向位移由Δ1和 Δ2兩部分組成:Δ1 為原狀土體側向卸荷后產生的側向變形;Δ2 為重塑區土體卸荷后產生的回彈變形。由于土體側向變形量相對較大,不利于對管樁的變形控制,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,本支護體系北部東側及南部東側采用具有一定抗彎、抗折強度的PHC預應力管樁為擋土排樁,在管樁外側設置雙軸雙排水泥土攪拌樁止水帷幕的擋土支護形式(見圖2-2剖面)。其中:支護管樁采用PHC500×100 AB型,樁頂位于場地地表下2.2m,有效樁長11.0m,樁中心距1.0m,樁頂設900×500鋼筋混凝土冠梁,混凝土強度等級C30;攪拌樁2,樁徑700mm,樁頂位于場地地表下1.0m,有效樁長9.0米,組內、組間咬合均為200mm,與“攪拌樁1”排間咬合200mm。
三、施工控制重點
1、水泥攪拌樁的控制重點
“攪拌樁1”及“攪拌樁2”須連續施工,相鄰樁間間歇不得超過12小時,超過則應采取補樁或在后施工樁中增加水泥摻量20%~30%;但因施工機械及施工工藝所限,“攪拌樁1”與“攪拌樁3”之間的咬合在12小時的間隔時限內無法完成,但其并不影響整個體系的支護效果,因為間隔時限的要求是保證帷幕施工的連續性以達到止水效果,施工中只要保證起止水作用的“攪拌樁1”能夠連續施工即可,“攪拌樁3”施工時只要能夠與“攪拌樁1”緊密貼合以達到對“攪拌樁1”的Φ支撐作用即可。
2、型鋼插入偏差控制
2.1.H型鋼在插入過程中的平面位置和垂直度要用兩臺經緯儀采用前方直角交匯法控制,調整垂直度偏差在1%以內,再插入攪拌樁內,在沉放過程中還應及時糾偏。
2.2.型鋼插入時間應控制在攪拌樁成樁后30min~60min 內插入,若水灰比或水泥摻量較大時,插入時間允許適當延長,但不能超過60min。
3、PHC管樁的控制重點
3.1.管樁采用單節管樁,靜壓施工,嚴禁接樁。
3.2.為防止管樁的擠土效應擠斷水泥攪拌樁,管樁必須先于攪拌樁施工。
3.3.管樁施工時應控制沉樁順序,采取引孔壓樁、設應力釋放孔等措施,以減小擠土效應對臨樁及周邊環境的影響。
四、支護效果評價及經驗總結
本工程基坑開挖后,監測結果顯示基坑開挖后支護樁和梁頂最大位移均在可控范圍內,可見該聯合支護體系對控制支護結構的變形效果明顯,不但節省了1個月的計劃工期而且取得了明顯的經濟效益。但施工過程也并非一帆風順,以下幾點在施工中尤應加以重視:
1、重視開挖順序及墊層的作用。
由于施工場地狹窄,基坑開挖之初未能嚴格按照施工方案要求分層開挖,致使基坑西部邊緣一側一步開挖到位,3天內其中間區域樁頂最大累計位移已達47mm,遠超設計給定的監測預警值25mm,此時立即組織進行了墊層的施工,隨著墊層混凝土強度的逐漸提高,3天后位移已趨于穩定,并一直維持波動狀態,未在繼續發展。后續開挖工作嚴格按照分段分層開挖的原則施工,使基坑土應力逐漸釋放,并且開挖一段澆筑一段墊層混凝土。從實際施工效果看,分段分層開挖可以明顯減少樁頂的過快過大變形;同時通過對基坑監測數據的分析,墊層對支護結構的支撐作用還是顯而易見的,因此開挖過程中必須注意墊層的及時澆筑。需要強調的是,為起到墊層的支撐作用,墊層澆筑前必須將支護樁壁上的土體清理干凈,墊層澆筑時必須完全頂到樁壁上。
2、因該支護體系是工法樁復合重力墻與管樁兩種支護形式組成的,其交接處
必然是變形與防滲的薄弱環節,這一點設計中必須給予充分考慮,當場地條件允許時,應使兩種支護體的搭接處于基坑可能變形最小處。
3、根據場地土條件不同,管樁的擠土效應會有不同,該工程管樁壓樁過程中地表土雖未出現大面積隆起,但土體內力仍波及到相鄰道路,引起路面裂縫。鑒于此,在后續壓樁施工中,采取在未施工管樁中心每隔3根樁預先鉆Φ100mm圓孔釋放壓樁應力,實踐效果不錯。
4、進行基坑動態監測。
基坑監測的重點是周圍環境的變化和基坑本身的動態變化,按施工進度跟蹤進行監測,及時報出動態數據控制施工進度,當出現報警值時,應加密監測頻率,調整施工進度及方案, 并采取有效措施以確保支護結構及鄰近建筑物的安全。
咬合樁施工總結范文4
關鍵詞: 粉細砂層;水平旋噴樁;咬合;換拱
中圖分類號:U451+.2 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)16-0117-03
1 工程概況
大西客運專線上白隧道為單洞雙線隧道,全長1717m,最大開挖斷面168.23m?,最大埋深126.22m。黃土臺塬地貌,沖溝發育,地形起伏較大。隧道大部分洞身全斷面或半斷面穿越粉細砂層,該砂層干燥、致密,砂粒之間無粘結。隧道基本為Ⅴ級加強圍巖,采用I25鋼拱架、ф42鎖腳錨管,超前支護采取環向間距10cm、縱向間距60cm密排小導管措施。該砂層開挖施工出現多次涌砂,涌砂方量幾方到幾十方不等。
工程特點如下:①施工進度緩慢,從隧道進、出口掘進施工已不能滿足工期要求,又增設2座斜井。②該砂層受開挖擾動后易呈現流砂或涌砂狀態,短時間內即形成堆積體,無封閉阻擋時間。③施工采取密排超前小導管,結合雙液及改性水玻璃注漿處理方案。因砂層致密導致漿液無法有效擴散,砂層圍巖固結范圍小、強度不足,開挖支護后易產生較大的變形。
2 關鍵技術控制要點
①通過砂層地質開挖支護后的大變形判斷地質災害產生的機理,及初期支護的強度要求。②確保施工開挖支護的安全性,加大支護參數,防止塌方事故的發生。③針對砂層地段易變形,采取仰拱、二次襯砌緊跟掌子面措施。
3 初期支護變形情況
上白隧道砂層開挖過程中,進口全斷面都為砂層,涌砂情況特別嚴重,五臺階法、插板施工、密排小導管、注水、注漿固結等方法根本起不到作用,掘進幾十米后便停止施工。出口和斜井為半斷面砂層,涌砂情況也時有發生,采取密排小導管注漿施工措施,堵砂固結效果不明顯。從施工情況看,超前支護強度不足,初期支護易發生變形。上白隧道1號斜井和出口初期支護均發生過變形,出口變形較為典型,以此為例進行詳細闡述。
上白隧道出口DK596+214~+199段為大變形段,大變形發生時隧道掌子面里程DK596+199,仰拱距掌子面21m,二襯距掌子面35.7m。本段在開挖過程中不斷從小導管縫隙中漏砂(見圖1)。最大一次涌砂量約10m?。初期支護施工后及時對漏砂部位進行注漿回填,由于砂層不斷塌落,空洞位置不確定,注漿不能有效固結砂層、回填空洞。開挖過程中,初期支護背后砂層不斷漏出,導致拱部上方砂層形成較大的空腔。拱部砂層整體移動,初期支護在較大荷載作用下,沉降明顯,出現鋼拱架扭曲變形,噴射混凝土開裂、剝落。經斷面量測侵限最大處位于DK596+209處(見圖2)。原25cm預留沉降被侵占后最大侵限尺寸還有
-59.5cm。地表多處出現開裂,局部塌陷成坑。
4 處理方案
變形處理原則:在確保人員及機械設備安全的情況下,對變形段初期支護進行換拱處理。換拱完成后,還需將仰拱、二次襯砌跟進至變形段,封閉成環、共同承載。
4.1 洞內反壓回填 為防止變形進一步加劇導致隧道塌方事故的發生,大變形發生的第一時間,果斷采取反壓回填措施。從洞外棄碴場拉土運進洞內,挖掘機倒土將洞內反壓回填至上臺階拱腳上0.5m處。立即加強初期支護監控量測,由正常的每日1次改成3次,并及時匯總。根據幾天的量測數據分析,變形段初期支護反壓回填后趨于穩定。
4.2 洞頂地表處理 洞內反壓回填的同時,對地表的開裂和塌陷坑洞進行處理。為防止雨季地表水下滲,沿著地表裂縫采取人工開挖50cm寬、40cm深溝槽,溝槽周邊設防水板并用粘土回填,機械夯實處理。在該范圍內鋪設彩條布,封閉地表。
對塌陷的坑洞先平整夯實,然后綁扎鋼筋網,采用Φ20鋼筋,網格尺寸30cm×40cm,網下設置砂袋。鋪設3層鋼筋網,每層都填土夯實。最后一層鋼筋網頂部采用60cm厚粘土進行回填夯實。
4.3 跟進二襯及仰拱 反壓回填完成時,先及時跟進1模二次襯砌,此后還有2幅仰拱和1模二次襯砌的施工,需在變形初期支護完成套內層支護的情況下進行。仰拱和二次襯砌里程均施工至DK596+214里程處。
4.4 水平旋噴樁施工 根據砂層的特點,如果對初期支護大變形部位采用普通管棚施工方法,對于未擾動的致密砂層注漿起不到有效固結作用。另外,經過其它隧道口施作管棚開挖砂層的經驗來看,不僅管棚的抗彎強度不夠,而且管棚管間隙不斷涌砂。經多方考察和論證,采取水平旋噴樁施工。
水平旋噴樁施工方案確定后,還需考慮方案細節。變形部位是從掌子面向洞外15m的長度范圍,如果從洞內未變形的部位向掌子面方向施作水平旋噴樁,要鑿除初期支護噴射混凝土,存在很大的安全風險,又因鋼架影響無法調整合適的旋噴樁角度,該方案不可行。通過分析確定,掌子面正向先施工一環水平旋噴樁,開挖支護后創建反向水平旋噴樁工作室,再從掌子面向洞外施工兩環反向水平旋噴樁,逐步進行換拱的方案。
為確保正向水平旋噴樁的施工安全,施工前,先將DK596+214~+200段初期支護再套一層初期支護。內套I25鋼拱架14榀,間距60cm,掛設ф8鋼筋網片,焊接的Φ22縱向連接筋。所套鋼拱架與變形的初期支護之間存在較大的空隙,考慮到噴射混凝土噴射的難度、鋼拱架的承重能力以及后期鋼拱架拆除方便,采取掛板噴射C25混凝土封閉支護,層間空隙采用密度小的蛭石混凝土泵送回填密實。鋼拱架接到階,并在階設置臨時仰拱,封閉成環。
4.4.1 正向水平旋噴樁施工 水平旋噴樁設備采用普通旋噴樁設備改裝而成,鉆頭附近的鉆桿上配有精密導向裝置,配備大功率高壓注漿設備,工作壓力可達40MPa。在拱部開挖輪廓線110°范圍內施工正向水平旋噴樁,水平旋噴樁設計樁長18m,樁徑60cm,樁間距35cm,咬合25cm。其目的是使拱部在砂層圍巖中形成60cm厚的水泥墻拱形帷幕,確保開挖安全。平整場地、調整高度,安置旋噴鉆機工作平臺。根據現場掌子面輪廓線各點實測高程,計算確定旋噴樁水平傾角。施鉆時,利用鉆桿端部固定的精密導向裝置,通過無線接收器顯示施鉆數據,控制施鉆角度。(見圖3)
同時通過鉆桿中心向鉆頭注水,以增大砂粒之間的粘結作用,暫時固結砂層使其不宜塌孔。鉆到設計深度后,旋出鉆頭更換注漿鉆頭再旋進設計深度,從里往外勻速旋轉進行高壓旋噴注漿。正向水平旋噴樁完成后,采取人工開挖,每循環開挖1榀距離,架立I25鋼拱架,間距60cm。由于旋噴樁入鉆位置較低,初期支護DK596+199~+185施工鋼拱架需逐榀太高,逐步加大開挖輪廓線,形成反向水平旋噴樁工作室,工作室半徑擴大至7.75m。其中DK596+199~+190段,架立的鋼拱架及旋噴樁都處于侵限位置,拱架支護都為臨時支護。
4.4.2 第一環反向水平旋噴樁及換拱施工 反向水平旋噴樁工作室形成后,開始施工第一環反向水平旋噴樁。第一環反向水平旋噴樁入鉆里程DK596+190,入鉆半徑7.50m。設計樁長15m,樁徑60cm,樁間距30cm,咬合30cm。每根樁的入鉆位置準確放樣定位,但因超前密排小導管的緣故,要適當調整施鉆位置。反向水平旋噴樁施工工藝與前面工藝相同,唯一不同的是因工作室空間有限,將6m長的鉆桿換成3m長。
第一環反向水平旋噴樁施工完成后,對DK596+199~+190段進行換拱施工和鑿除正向水平旋噴樁部分樁體。換拱從洞內向洞外倒退進行,采取破碎錘、人工風鎬鑿除方法。為減少對砂層的擾動,將上臺階每榀鋼拱架分成5個單元,按照單元從左往右逐節進行更換,分部進行噴射混凝土封閉。換拱過程中,初期支護半徑逐榀加大形成第二環反向水平旋噴樁工作室。上臺階初期支護換拱施工完成后,及時接階鋼拱架并安裝臨時仰拱,保證初期支護封閉成環。
4.4.3 第二環反向水平旋噴樁及換拱施工 第二環反向水平旋噴樁入鉆里程DK596+199,入鉆半徑7.55m。設計樁長20m,樁徑60cm,考慮樁長發散、入鉆調整、施工誤差等因素,為確保樁的咬合效果,樁間距定為25cm,咬合35cm。該環水平旋噴樁樁頭已深入二次襯砌5.0m,與二次襯砌形成有效承載拱。
第二環反向水平旋噴樁完成后,對DK596+214~+199侵限段依舊從洞里向洞外進行換拱施工。按照順序先拆除內套的一層初期支護,再拆除侵限的初期支護,逐榀進行換拱施工。換拱的方法與前面的施工方法相同,只是換拱過程中,原施工的密排超前小導管要分段進行割除。在鋼拱架與旋噴樁水泥墻拱形帷幕之間,全部用噴射混凝土回填密實。
4.5 仰拱、二襯跟進施工,恢復掌子面掘進 侵限部位換拱完成后,不能立即恢復掌子面掘進,還要跟進仰拱和二襯。仰拱每次開挖2榀并及時封閉成環。仰拱混凝土每次澆筑長度不超過4m,逐步跟進至DK596+195處。二襯主筋由設計的Φ22鋼筋換成Φ25鋼筋,跟進至DK596+200處。完成仰拱和二襯的跟進后,恢復掌子面掘進施工。
上白隧洞出口從發生變形開始到掌子面恢復掘進,歷時近8個月。
5 施工總結
①對致密干粉細砂圍巖,超前小導管、超前大管棚已不適用,采用水平旋噴樁超前施工能有效解決涌砂問題,并確保施工安全。②水平旋噴樁適用于圍巖特別差的隧道初期支護的變形及塌方處理。③水平旋噴樁費用較高,施工進度緩慢。
參考文獻:
[1]明,任習祥.輸水隧洞流砂層施工過程中塌方及涌水處理措施探討[J].廣東建材,2009(06).
咬合樁施工總結范文5
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.
咬合樁施工總結范文6
關鍵詞 預應力錨索 施工技術
1工程概況
該工程,全段總長1260m。其中:道路長209m;U型槽長204m;遮陽棚長141m;明挖隧道長464m,暗挖隧道長242m,隧道全長706m。
其中遮陽棚和明挖隧道開挖基坑圍護采用咬合樁+鋼筋混凝土水平支撐+預應力錨索(2-4道錨索)聯合支護。
2工程地質及水文地質
2.1工程地質狀況
場區在地貌上屬于平原,沉積著較厚的砂質粉土層,場區曾經發生海侵與海退,沉積韻律發育明顯,在以陸相沉積地層之間發育著海相淤泥質粉質粘土地層。
沿線地基土淺部主要為第四系土層,土層的厚度、分布及性質均較穩定,下部以全新世濱海淤積形成的粘性土層,性質及均一性相對較差,之下為晚更新世形成的沖湖相粘性土層及砂礫土層,性質較好,均一性較差。
2. 2水文地質條件
本工程地下水,主要有第四系松散巖類潛水和第四系松散巖類承壓水兩類,場區內主要是潛水。潛水賦存于淺部人工填土及其下部粉、砂性土層內,富水性和透水性具有各向異性,特別是表部填土層,透水性良好,下部粉性土層透水性弱,含水層厚度在16,5m―21.8m。地下水位埋藏較淺,一般在1.0m ―1.5m之間,該含水層多為微咸水,水化學類型為CO:CL―Na型。滲透系數一般在10―4cm/s數量級左右。
第四系孔隙承壓水主要賦存于下部圓礫、卵石層內,其上覆粘性土,是相對隔水層,含水層頂板埋深為33.95m―40.55m,厚度大于10.90m,透水性良好,沿線全場均有分布,具有明顯的埋深、污染少、水量大的特點,單井開采量1000m3/d-3000m3/d,水位標高+5.5m-―4.5m,隨季節變化,動水位埋深通常為0.8m―10.6m,施工中若導通將會引起涌水。
3預應力錨索在工程中的選定
本工程原設計,遮陽棚和明挖隧道段基坑開挖支護采用咬合樁+鋼筋混凝土水平支撐((1-2道)或咬合樁+Q609鋼管水平支撐(2-3道)聯合支護,基于以下方面的因素:(1)工期壓力大,原設計在施工時存在著“換撐”的問題,循環施工周期較長;(2)地下水豐富,工程防水等級要求高,由于換撐造成施工側墻時存在多道水平施工縫,增大工程防水難度,容易給工程今后使用帶來隱患。
鑒于預應力錨索技術在深基坑加固方面有比較廣泛、成熟的應用,它與圍護樁聯合使用是抑制基坑變形,防止基坑失穩行之有效的辦法,而且具有工期短、投資少、不占開挖空間的優點,因而提出修改設計的遮陽棚和明挖隧道開挖圍護為咬合樁+鋼筋混凝土水平支撐+預應力錨索(3―4道錨索)聯合支護的方案。
4預應力錨索施工
4.1設計參數
錨索根據基坑開挖深度的不同,分為兩種:甲式,錨索由5根7股d=15.24mm高強度低松弛鋼絞線制作,錨固段長度為19m,自由段長度為5m,設計錨索抗拔力為600t;乙式,錨索由3根7股d:15.24mm高強度低松弛鋼絞線制作,錨固段長度為12m,自由段長度為5m,設計錨索抗拔力為450t。錨索角度除第一排為15o,其余均為30o。錨索間距1.6m,排距2.0m-2.5m。全孔范圍采用42.5R純水泥漿灌注,水灰比為0,45―0.5,注漿分二次,第一次待漿液從孔口流出后停止注漿,注漿壓力0.4MPa-0.6MPa,第二次采用高壓注漿,注漿壓力一般為2.0MPa―2.MPa。自由段采用塑料套管隔離防護,錨孔孔徑130mm,錨索墊塊采用C30鋼筋混凝土鎖口腰梁,上墊鋼板。
4.2錨索施工工藝
4.2.1施工工藝流程
見圖1。
根據設計錨索位置,測量放孔,錨索編號標識在對應圍護樁上。
②鉆機就位
鉆機基底用方木或木板支撐墊平,孔位要求水平方向誤差不大于50mm,垂直方向孑乙距誤差不大于100mm。
③鉆孔
采用MK―5型鉆機,先用金剛石鉆頭或合金鉆頭破樁開孔,然后改長螺旋鉆具或三翼鉆頭成孔,為保證成孔順利不塌孔,采取套管跟進措施,成孔直徑130mm,成孔深度比設計的錨索長度大1m。要求水平方向孔距誤差不大于50mm,垂直方向孔距誤差不大于10mm,同時用羅盤定出鉆孔傾斜角度,以保證鉆孔底部偏斜尺寸不大于錨索長度的3%。鉆孔深度乙=乙s―乙,+乙d,其中:乙s一設計錨索長度,乙。一預留張拉段長度,0.7m,乙d一導向錐及預留沉碴段長度1.Om,鉆孔深度不得小于乙值,也不宜大于乙值的1%。
④錨索編制
錨索采用5(3)X15.24mm低松馳鋼鉸線編制,鋼鉸線標準強度1860MPa,先把整卷的鋼鉸線用鋼管架固定好,再拆捆放線。根據設計確定鋼絞線下料長度,下料時同孔各股鋼絞線長度誤差不大于50mm。對鋼絞線進行除油、除銹處理,并按規律平直排列,沿鋼絞線方向每隔1.5m設置一個橡膠隔離架。隔離架與鋼絞線間用扎絲綁扎,隔離架保護 層不小于2cm。鋼絞線自由段進行防腐處理,外套塑料管,兩端用扎絲扎緊。鋼絞線端頭焊在導向錐上,導向錐采用F50mm鋼管,一端加工成錐形。注漿管用F20mm塑料管從隔離架中心穿過用扎絲扎緊,一端緊臨導向錐,用細鐵絲捆住。自由段涂黃 油,套裝塑料螺紋管,以便絕緣。
錨時重新核定錨索全長、錨固段長度、自由段長度及各部分焊接、捆扎情況。確認合格后抬至現場平順擺放,待吹孔完畢,將錨索緩慢平直放人孔內,孔口預留0.7m張拉長度。
⑤下錨
由于錨索較長、較重、基坑較深,所以下錨必須集中人員,錨索人孔要慢,要讓錨索慢慢送人,要求錨索在孔內平直不扭,錨索在擴張環支撐下居中,下錨過程中如遇塌孔,應拔出掃孔后再下人,為預防下錨過程中注漿管被土堵塞,也可連接注漿泵,開小水,邊下錨邊送水,錨索人孔深度不得小于設計長度的95%。
⑥洗孔、第一次注漿下錨后,利用捆扎在鋼絞線上的注漿塑料管用高壓水清孔,按照配合比將水泥漿攪拌均勻,待孔中泥漿清凈后立即注漿。注漿采用BW―250型泥漿泵,注漿材料注漿采用42,5R普通硅酸鹽水泥制成的純水泥漿,水灰比0.40-0.50,另加早強劑1%,減水劑6%0,保持0,6MPa―0.8MPa的注漿壓力,待孔口溢出濃水泥漿時第一次注漿結束。
⑦第二次高壓注漿
當第一次注漿體達到5MPa時進行二次高壓補漿(根據漿液試塊強度來決定二次高壓補漿的時間,一般在6h―8h之間),注漿壓力根據情況而定,太小造成孔壁與砂漿體之間未充滿,摩阻力較小,抗拔力不高,位移較大,當壓力太大時,由于土體強度不高導致土體破壞而使漿液從孔壁或鄰近孔流失,也影響錨索的抗拔力,影響基坑穩定,通過試驗錨確定二次高壓補漿終壓控制在2.0MPa-2.5MPao其注漿量統為錨索長24m時1.4m’;錨索長19m時1.2m3。
⑧腰梁制作
錨索注漿結束后,立即進行鎖口腰梁制做。先鑿出圍護樁主筋并利用錨固筋與圍護樁主筋焊接將鎖口腰梁與圍護樁聯接成整體,然后根據設計圖及規范要求現場綁扎鋼筋,采用組合鋼模板制模,鋼管扣件及對拉螺栓加固模板,斗吊混凝土人模,插人式振搗棒振搗混凝土。鎖口腰梁混凝土采用C30混凝土,坍落度120±10mm??紤]基坑施工的時空效應,混凝土中摻加早強劑,以便盡快張拉錨固。腰梁制作時應把錨索用PVC管套裝,以免鋼筋混凝土與鋼鉸線粘結。
⑨張拉鎖定
張拉前對張拉設備進行標定,在張拉過程中根據標定曲線找到與控制張拉力N值相對應的壓力表讀數P值。
錨孔砂漿達到設計強度的70%和錨墊板混凝土抗壓強度大于15MPa后對錨索進行張拉鎖定作業,張拉設備采用OVM油泵及YCWl50B千斤頂,鋼墊板為30emx 30emx2cm鋼板,中心挖孑L直徑6em,錨索張拉分5級加載,分級荷載分別為10%Nt、25%Nt、50%Nt、75%Nt、100%Nt(5根7股d=15.24錨索Nt取600KN)。每次加載后觀測一定的時間(見表1),并記錄錨頭位移量,繪制P―s曲線,與標準P―s線比較,驗證實際伸長值是否大于理論伸長值的80%,小于自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論伸長值。
張拉時先取10%Nt(Nt為設計錨固力,本工點為600KN),即60kN為預張拉力,對錨索預張拉l―2次。使錨索各部分接觸緊密,并使鋼絞線平直,以免鋼絞線因受力不均被拉斷。同時減少加荷時初伸長值。過大的影響因素。
施工前,先對鋼絞線進行試驗,測出其彈性模量和截面積,用采計算其理論伸長值。(錨索理論伸長量占=PL/EA,其中:戶一張拉力、乙一自由段長度、Z一鋼絞線彈性模量、A一鋼絞線截面積)根據預加應力戶與伸長值s同步遞增,拉力“雙?!睓z驗。表2為隨機6根錨索(自由段長度不同)的預加應力戶與實測伸長值矽對應表。
5砂土層預應力錨索施工難點及其解決措施
將高強度預應力錨索用于富含水砂土層基坑圍護,據了解在整個華東地區尚屬首次,主要面臨的難點是:由于地下水位高,錨索孔在鉆進的過程中出現涌砂、涌水,如何實現預應力錨索的成孔、下錨。為
此在總結失敗教訓的基礎上,最后確定了接長套管,泥漿護壁,利用泥漿壓力平衡地下水壓力的施工方案,最終獲得成功。