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建筑工程中的深基坑支护技术的探讨

2018-02-11刘洋中冶置业华南公司广东珠海519000

中国房地产业 2018年1期
关键词:护壁钻机泥浆

文/刘洋 中冶置业华南公司 广东珠海 519000

高层及超高层建筑拔地而起,深基坑工程项目也越来越多,而深基坑支护技术由于具有受周边环境的影响较大、风险性与随机性等特点,施工难度极大,以下本文就以某工程为例,分析深基坑支护中采用三轴搅拌桩止水帷幕+旋挖灌注支护桩的施工技术。

1、三轴搅拌桩施工

1.1 施工前的准备

施工前应根据图纸设计要求,对场地进行清理整平,然后进行放样,测量放样包括两个内容:一是根据设计资料放出打设宽度;二是根据设计画出布桩平面图,标明排列编号,放出具体桩位,施工前必须经过监理复核。

1.2 开挖沟槽

根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC200挖机开挖槽沟,沟槽尺寸为宽1.2m,深1~1.2m,并清除地下障碍物。开挖导向沟槽余土应及时处理,以保证桩机水平行走。

1.3 桩机就位

由现场施工员、桩机班长统一指挥桩机就位,桩机下铺设钢板及路基板,移动前看清前、后、左、右各位置的情况,发现有障碍物应及时清除,移动结束后检查定位情况,及时纠正,桩位偏差不大于50mm。桩机应平稳、平正,并用经纬仪或线锤进行观测,确保钻机的垂直度,搅拌桩垂直度精度不低于1/200。

1.4 制备水泥浆液及浆液注入

水泥浆液的水灰比为0.45~0.55(建议为1.5~2.0),水泥掺量不小于15%,即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为140Kg。

注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合,注浆压力为1.5Mpa~2.5Mpa,注浆流量为80~120L/min/每台。

1.5 钻进搅拌提升

三轴水泥搅拌桩止水帷幕采用两搅两喷的施工工艺,水泥和原状土须均匀搅拌,下沉和提升过程中均为注浆搅拌,同时严格控制下沉和提升速度:下沉速度为1.0m/min,提升速度为0.6~1.0m/min,在桩底部分宜重复搅拌注浆。

另外,按照三轴搅拌桩的施工工艺,三轴搅拌机在下钻时,注浆的水泥用量占总数的70%~80%,而提升时为20%~30%。按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。

1.6 施工质量保证措施

施工场地应平整,路基承载力应满足重型搅拌桩机平移、行走稳定的要求,确保搅拌桩垂直度达到设计要求。

严格控制搅拌桩搅拌下沉速度和搅拌提升速度,并保持匀速下沉(提升),搅拌提升时不应使孔内产生负压造成基坑围护地基沉降,在桩机钻杆身上做好明显标志,严格控制隔水帷幕桩顶和桩底标高。

施工过程中随时检查施工记录,并对照规定的施工工艺对每组桩和检验批进行质量评定,检查重点是:水泥用量、桩长、制桩过程中有否断桩现象、搅拌提升时间。

2、旋挖灌注桩施工

2.1 旋挖灌注桩施工工艺流程

施工准备→测量定位→埋设护筒桩→配制泥浆→安装钻机→钻进→终孔→清孔→钢筋笼制作与安装→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土。

2.2 施工要求

钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实,场地位于浅水、陡坡、淤泥中时,可采用筑捣、或用枕木或型钢等搭设工作平台,当位于深水时,可插打临时桩搭设固定工作平台,在钻孔平台上拼装钢护筒导向架,采用起吊设备插打水中墩钢护筒。工作平台必须坚固稳定,能承受施工作业时所有静、活荷载,同时还应考虑施工设备能安全进、出场。

2.3 测量放样

根据工程测量控制轴线点,准确测量出桩的轴线和样线并及时设置可靠牢固的施工控制桩点。

认真进行场地范围内和周边的地下管线调查工作,并在施工现场对地下管线进行醒目的标识。开挖范围内的管线作好相应的保护措施。

认真编制施工技术交底和安全技术交底,并向全体施工人员进行施工技术交底和安全技术交底。

2.4 埋设钢护筒

钢护筒采用厚度为4—12mm的A3钢板卷制,内径应比桩径应大于20cm。

护筒埋置深度符合下列规定:粘性土不小于1m,沙类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。

旋挖施工时,孔口护筒应高出地面50cm,随着孔深的增加向孔内及时、连续的补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。

2.5 泥浆配置

(1)旋挖钻机的护壁泥浆采用膨润土造浆,护壁泥浆可经泥浆净化装置(沉淀池)净化后重复利用;

(2)泥浆材料的选定及配合比:7~10%膨润土;0.5~1%工业用碱;0.1%羟甲基纤维素(CMC);拌和用水为自来水;

2.6 钻孔

旋挖桩机停位回转中心距孔位在3-4.5m之间,在允许的情况下,变幅油缸尽可能将桅杆缩回,这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响,检查在回转半径是否有障碍物影响回转。

旋挖桩机成孔首先动力头转动底门镶嵌斗齿的筒式钻斗切削岩土,并将原状岩土装入斗内,然后在由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取出卸土,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。

成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径,钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换。

成孔中按试桩施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度,地质特征,机械设备损坏,障碍物等情况。记录必须认真,及时,准确,清晰。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度,通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度;由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加钻孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

旋挖钻机在钻进时,根据地层选用钻斗的同时,还要注意在钻进时进尺的控制,在使用旋挖斗时依据斗体的容量,一般在斗体三分之二为合适,钻斗倒土堆放点距桩孔口需大于6.0m。进尺深度根据桩直径而定,也要根据地层的密度控制进尺深度。进尺过多,导致卸土困难,还会导致埋钻卡钻的事故发生,过少会延误施工进度与设备,能源的消耗,成本提高,降低了效益。

2.7 终孔

按设计要求控制桩长,采用旋挖桩机数字钻进深度控制和测线双层控制,在桩机数字显示达到桩底标高50cm以上时,采用测线进行测量,确认需再钻孔深度,再钻进取土达到设计桩底标高,再采用测线复测,保证不少挖,不超挖。终孔时应由监理工程师确认。

孔深偏差应控制在规范允许范围内,规范规定孔深的允许偏差为-0~+30mm。

2.8 清孔

当挖斗抵达设计标高,钻机应停止进尺,原地保持钻机慢档旋转,不断搅碎桩尖处的土块。、

清孔标准符合设计及规范要求,即:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含沙率小于2%,粘度17~20s;浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度;柱桩孔底沉渣厚度应不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

在清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍孔、缩颈。

2.9 钢筋笼及钢构柱制作、安装

钢筋笼在施工现场按照规定要求制作完成。钢筋笼安装对准桩孔中心放入孔内。为了保证钢筋笼的垂直度和笼顶标高,桩钢筋笼顶部加焊两根Ф10的悬吊筋,钢筋笼在孔口按桩位中心定位及标高控制,使其悬吊在孔内。

安放钢筋笼时应防止碰撞孔壁。如下放受阻,应查明原因,不得强行下插。一般采用正反旋转,缓慢逐步下入。安装完毕后,经有关人员对钢筋笼的位置、垂直度等进行检查验收,合格后才能下导管灌注混凝土。

2.10 混凝土灌注

灌注混凝土前检测孔底沉渣厚度及泥浆指标,直至达到设计和规范要求再拆除封头,接上混凝土初灌漏斗,检测孔底沉渣厚度,符合规范要求后,并开始灌注混凝土。

计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土1m~3m深,当桩身较长时,导管埋入混凝土中的深度可适当放大。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。

在灌注过程中,导管的埋置深度应控制在2~6m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深。

混凝土灌注过程中应严格控制水灰比、灌注数量,以防止导管进水。

灌注开始后,应紧凑连续地进行,中途不得停歇。在灌注过程中,应防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使探测不准确。灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指导导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管法兰挂钢筋骨架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,再移到钻孔中心。

在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。

结语:

现在深基坑工程项目越来越多,基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集,且地质条件复杂多变,深基坑支护的难度也越来越大。近年来,我国基坑工程的设计理论有了很大发展,建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中要坚持理论与实践相结合的原则,结合工程实际选用合理的支护方法。

[1]刘孝龙,张可法.浅谈建筑工程施工技术的常见问题分析[J].科技致富向导,2013.

[2]王隽.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J]安装,2013.

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