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南京地铁钻孔咬合桩的施工技术分析

2021-10-29

四川水泥 2021年9期
关键词:桩体围护结构套管

卜 璟

(南京市轨道交通建设工程质量安全监督站, 江苏 南京 210000)

南京地铁钻孔咬合桩的施工过程中已经总结了丰富、成熟的技术经验,不仅能够增强工程建设的水平和稳定性,还可以保障整体工程的良好建设、快速发展,具有重要意义。

1 工程概况分析

南京新庄地铁站属于地铁3号线的地下站点,位置在龙蟠路的东侧区域,属于地下两层岛式类型的车站,单主双跨箱类型的框架体系,地下一层为站厅,地下二层为站台,有效的站台长度为140米,宽度为10.4米。地铁车站在南京林业大学学校的西侧区域,标准段的基坑深度在16米左右,开挖区域中有杂填土、粉质黏土、粪土、淤泥质粉质黏土、粉细砂等类型的土壤。工程项目的位置是秦淮河漫滩,并且和玄武湖之间的距离很近,软土、粉土的含量多,地下水的水位浅,勘察的过程中发现地下水埋深为1.5米到2米之间,按照地铁车站当地区域的实际情况可以分成基岩裂隙水、岩溶水和松散岩类孔隙承压水等等,由于地下水位很高,传统性的基坑围护施工技术很难满足强度、稳定性的标准,止水效果低、刚度难以符合要求,而钻孔咬合桩施工技术的应用,就能够增强结构的刚度和止水性能,因此,在工程区域范围内拟定采用钻孔咬合桩的技术措施。

2 南京地铁钻孔咬合桩施工技术的应用

2.1 健全围护结构的方案

从该工程项目的地质特点、条件情况而言,浅层部分主要就是粉质黏土,车站的主体底板在土层范围之内,北端头的局部区域在土层范围内,整体情况而言地质的条件较为良好,非常简单,具有中等的富水性。在选择围护结构的过程中,需要按照车站的具体环境特点、地质特点、水文特点与埋深特点等操作,在满足施工要求、安全性标准的同时选择成本较低、技术合理的围护结构建设方案,按照本工程项目的特点与情况,使用钻孔咬合桩与内支撑的围护结构设计方案。围护结构方面主要使用Φ 1000@800的钻孔咬合桩,将进入土壤的深度维持在基坑底面之下的12米左右。基坑开挖的环节中,设置混凝土支撑的部分,相互的间距控制为6米,设计两道Φ609的钢管作为支撑的结构,相互间距控制为3米。设置四道混凝土支撑结构,其中一道混凝土支撑的尺寸设定为宽度80厘米,在地面下部分区域的1.5米范围内,第二道支撑则设置成为壁厚16毫米的材料,在地面下部分的6.5米范围内,第三道支撑壁厚16毫米,在地面下部分10米范围,第四道支撑壁厚16厘米,在地面下部分12米。设计整体施工方案计划的环节中应注意,使用全套管的施工技术执行钻孔咬合桩的建设任务,此类技术在应用期间,通过水平移动装置的转动形式,使得钢套管和土层相互的摩擦力有所降低,一边进行转动处理、一边执行压入操作,借助冲抓斗合理挖掘土壤,直到套管下部分区域达到设计标准。完成挖掘工作以后测定深度,去除虚土的部分,钻孔以后,A桩使用导管直接灌注混凝土,B桩则在灌注之前下放钢筋笼结构,之后利用导管灌注,套管随着桩体结构的灌注逐渐性的拔出来[1]。

2.2 科学掌控关键性的部分

关键性部分的施工操作过程中,应结合项目工程的特点与状况,完善关键技术模式和机制,发挥不同技术方式的价值。①超缓凝混凝土的最初凝结过程中的施工控制。A桩体结构的混凝土缓凝时间,需按照单个桩体的成桩时间明确最终的指标数据值,结合地质特点、桩体的长度、桩体结构的直径、钻机设备的性能等因素,在咬合桩施工的过程中,使用公式计算A桩的初期凝结时间:3t+ k ,其中t代表的是单个桩体的成桩时间,按照之前的工作经验可以了解到,t大约在14小时左右,k代表的是预留时间,可设定成为24小时,因此,将A桩结构的初期凝结时间设定成为66小时,工程项目建设的整改流程按照现场状况因地制宜做出调整[2]。②严格控制状态结构垂直度。工程项目中一旦发现状态结构垂直度的偏差问题,将会影响钻孔咬合桩的质量,因此,企业在工程建设的过程中,必须强化对桩体结构垂直度的控制,将偏差维持在0.3%之内,成孔之前找平并校正钻机机械设备,成孔过程中保证机具中心线和桩体结构中心线处于一致范围,埋设第一节、第二节套管的工作中应动态性的校核垂直度情况,如果现场区域存在土质松软的问题,可利用石子铺设的方式或是方木铺设的方式,预防机架设备偏移,套管重心偏移,以此增强垂直度控制效果。③有效预防管涌问题。成孔区域如若存在松软的淤泥,对套管进行转动,很容易出现淤泥流动的现象,最终发生淤泥上冒的问题,并且必装成孔的操作中,由于周围的环境素混凝土还没有初期凝结,在钻孔深度增加的情况下也可能会发生管涌的问题,因此,操作期间应做好套管超前处理,完成挖土之后,在挖土面与套管底部区域维持一段距离,打造反压性的土层,避免发生管涌问题。④间断施工过程中的技术方式。全套管的施工工作领域中最为主要的就是连续性的处理,但是如果在操作的过程中,因为机械故障问题或是没有合理制定规划方案等发生中断的现象,被咬合的混凝土已经有着一定的强度,就可能会导致周围的混凝土被切割,无法正常的压入套管,此情况下就应使用抓斗机械设备,先超挖45厘米左右,之后使用凿岩锤器械将两个相邻的桩体结构咬合的位置混凝土击碎,然后执行压管的操作,施工的过程中,如果使用很多台机械设备共同操作,交汇部分的窗体结构需要提前完成,如果混凝土的强度已经达到了标准化程度,不能将套管设置在桩深区,就要使用抓斗机设备超挖45厘米左右,但是此状况下,咬合桩结构的咬合效果不良,很容易出现渗漏的现象,因此在两个桩体相互结合的位置设置搅拌桩,提升围护结构的全面性,预防出现渗漏问题[3]。

2.3 严格执行钢筋笼制作吊装工作

钢筋笼的制作和吊装也是整个工程中最为重要的项目,加工环节中应运用切割机设备,弯曲机设备下料处理使用搭接焊接的方式连接附近的材料,焊缝的长度控制在合理范围之内,避免出现问题,对于其中的,主筋接头需错开性的处置,焊接完成之后,明确是否达到设计标准,检验各个点位、各个结构的质量,符合标准之后使用履带吊装设备进行钢筋笼的吊装处理,完成吊装工作任务之后就要进行水下混凝土的灌注操作,关注之前使用测绳针对孔的深度沉渣厚度检测分析,通过螺丝扣套橡胶密封圈的形式对灌注导管进行连接处理,如图2所示,使用吊装机械设备将导管缓慢的放入孔内,之后向孔内浇筑混凝土,随着混凝土灌注的增加套管逐渐拔出[4]。

图2.设备的应用

3 南京地铁钻孔咬合桩的施工技术质量控制

3.1 重点控制接头的质量

工程项目领域中安排一台套管钻孔机设备进行一段项目的施工,需要其他多种机械设备的配合使用,等待机械设备返回连接位置的时候,此类区域的桩体结构已经初凝,无法实现最终的切割处理目的,因此,施工期间应重点在桩体周围设置砂桩,成孔使用砂材料回填处理,完成工程建设之后,将接头区域的砂抽出,如图1所示,设置钢筋笼材料和结构灌注混凝土,就能够预防接头的质量问题,并且砂桩结构周围区域的混凝土凝结完成之后强度较高,在进行接头区域的施工,能够避免与其他部分出现裂缝问题[5]。

图1.钢筋笼的吊放

3.2 超缓凝混凝土的质量管理

要求所使用的材料质量性能指标与设计的要求相符,只有保证质量符合标准,才能确保钻孔咬合桩的成功高效化施工,因此,在应用技术的过程中,必须重视超缓混凝土的质量,将初凝时间控制在66小时以上,着重结合情况使用效果较高的缓凝减水剂材料,施工之前做好现场的实验,利用实验的方式明确材料配合比是否合理,在材料配合比合格的情况下才能正式施工。

3.3 垂直度质量的管理

首先,导向槽的应用能够起到锁口作用与导向作用,直接影响整体咬合桩成孔的精确度,因此,可借助高精确度的导向槽,维持整体结构的垂直度,将导向槽轴线的误差控制在10毫米之内,内墙面结构区域的垂直度维持在2%之内,导墙顶面平整度控制在5毫米左右。其次,在现场区全面并且严格的检验导管顺直度,钻孔咬合桩结构施工建设以前在平整的场地中校正检验套管顺直度,先明确单节套管的情况之后,将所有套管连接在一起明确整体顺直度,偏差控制在2%之内。最后,成孔的环节中动态性监测桩体的垂直度,在地面区利用两个互相垂直方向的线锤监测整体垂直度,预防出现偏差问题,一旦发现有偏差,必须中断纠正处理,同时还需强化孔内的检验力度,每下一节导管都必须检验孔内的垂直度,合格之后才能允许下导管[6]。

4 结语

综上所述,近年来在地铁车站工程围护结构施工的过程中,传统的桩体施工技术已经无法满足特殊状况下的基本要求,尤其是南京地铁站,在施工的过程中由于地下水位高,传统的技术已经不能保证刚度和稳定性,因此,应结合工程区域的情况,着重使用钻孔咬合桩技术措施,在各个技术环节严格管理操作手段,有效控制工程质量,发挥技术的价值和作用,切实增强南京地铁围护结构的建设刚性、抗渗性能与稳定性程度。

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