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摘 要 通过杭州解放路延伸工程的施工实例,介绍了全套管灌注咬合桩施工技术,并具体介绍了施工中所遇到的问题及其处理预防措施,对今后类似工程有一定的借鉴作用。
关键词 灌注咬合桩 全套管钻机 施工技术
1 前言
全套管钻机又称贝诺特钻机,是由法国贝诺特公司于二十世纪五十年代初开发和研制的一种新型钻机。我国于二十世纪七十年代开始引进,九十年代中期昆明捷程桩工公司首先在我国开始研制MZ系列摇动式全套管钻机,简称磨桩机。利用摇动式全套管钻机钻孔结合超缓凝字昆凝土技术,在深圳地铁一期工程中,中铁隧道集团与昆明捷程桩工公司成功开发出一种新型挡土围护桩施工技术——全套管灌注咬合桩施工技术。
由于该技术和传统的灌注桩支护结构相比具有良好的止水性能和强维护功能,在含水软土基坑工程中得到了广泛的应用。这里以杭州解放路延伸工程为例,对全套管灌注咬合桩施工技术进行概括介绍。
2 工程概况
杭州解放路延伸工程一标段位于杭州市,全长1260m(K0+000”K1+260),西起杭州建国路口,沿线穿越解放路、环城东路、沪杭铁路、贴沙河、清泰水厂、凯旋路最后与新安江东路连接,共由5段明挖段、4段暗挖段和2段道路改造三个部分组成。
明挖段基坑施工设计分别采用中1000mm咬合200mm的灌注咬合桩+钢筋混凝土支撑+预应力锚索和c1)800mm咬合100mm的灌注咬合桩+ (b609mm钢管进行基坑支护。C30钢筋守濒土和C15超缓凝昆凝土桩间隔布置,灌注咬合桩设计长度为基坑设计开挖深度的1.8倍,桩长12.2m—31.1m,平均21.70m,共计1072根,总长度约23266m,混凝土浇注总方量约18273m’。围护结构总长度858m,基坑开挖深度6.6m”17.5m.。
工程地质属于钱塘江冲积平原,以陆相沉积地层为主,沉积着较厚的砂质粘土层,间夹海相淤泥质沉积层,根据勘探揭露的地层资料表明,自上而下分八个基本土层。其中基坑开挖范围内主要通过砂质粉土层及砂质粉土夹粉砂层。
地下水主要有第四系松散岩类潜水和承压水两类,本工程主要是潜水。潜水主要赋存于场区浅部人工填土及其下部粉、砂性土层内,富水性和透水性具有各向异性,特别是表部填土层,透水性良好,下部粉性土层透水性弱,渗透系数一般在10—4c心s数量级左右。含水层厚度在16.5m-21.8mo地下水位埋藏较浅,一般在1.0m—1.5m之间,该含水层多为微咸水,水化学类型为C03Cl—Na型,地下水对混凝土无腐蚀性。
3 全套管灌注咬合桩施工技术
3.1 施工顺序
全套管灌注咬合桩的施工顺序如图1所示。
图1中A是第一序桩,为素字昆凝土桩,B是第二序桩,为钢筋混凝土桩,趴为砂桩,目的是实现桩的闭合衔接。
施工JI匝序:A1—趴(砂桩)—A2—B2—A3—B3—A4—以—A5—B5
3.2 工艺流程及其工序要点
a.全套管灌注咬合桩施工工艺流程全套管灌注咬合桩施工工艺流程图见图2。
b.地基处理
地基处理是全套管灌注咬合桩施工的第一步,包括场地内防碍施工的高架线路拆除、地下构筑物 的挖除、地下管线、障碍物的探明和处理、软土的加固硬化及地下洞穴的回填夯实等,以保证在钻孔施工作业中套管下切J1匝利。地基承载力要满足全套管灌注咬合桩施工作业的要求,保证混凝土在灌注时的成桩质量。
c.灌注咬合桩导墙的施作
灌注咬合桩导墙的施作应满足三项要求:一是能够给磨桩机提供作业平台,承受磨桩机在压、拔、扭动套管时的巨大作用力;二是能起到给套管定位、导向的作用;三是灌注桩导墙的安设能满足测量的要求,并与地面有足够的摩擦力,施工钻孔时灌注桩导墙不得发生位移。
d.磨桩机就位对中
磨桩机就位对中应保证套管在钻孔跟进时其中心和设计孔位中心一致,精确度应控制在5mm以内,并应做好检查记录。
e.冲抓取土
冲抓取土时应控制冲抓的落差高度。一是避免因落差过大引起震动过大而造成地表沉降超过施工允许范围;二是避免冲抓切人土层的深度过大,造成冲抓被管靴卡住而无法取出。根据经验,冲抓的落差高度应控制在8m—15m以内。
f.套管垂直度的控制
钻孔过程中套管垂直度的控制,是通过设在互相垂直方向的两台经纬仪的全过程监测实现的。尤其应加强对第一、二节套管(人土深度在15m左右)及套管连接时垂直度的监测。确保成孔精度控制在 3%o以内。
g.套管接头的密封处理
套管接头的密封问题是全套管灌注咬合桩工法中的一个薄弱环节。在基坑围护桩施工过程中,套管常常会穿越二定厚度的透水层,如果套管接头的密封不好,地下水就会从套管接头处流向套管内;更有甚者,地下土体会随涌水一起流向套管内,形成水土流失,造成桩孔周围的地表下沉、开裂。
h.混凝土灌注工艺
根据成孔是否存有水来决定混凝土灌注工艺。
当进行水下混凝土灌注时,必须严格按照水下混凝土灌注施工工艺进行施工,尤其应加强对套管从混凝土中拔出的时间控制。如果套管从混凝土中拔出过晚,很容易发生套管不能拔出或连带字昆凝土一起拔出来的现象。
i.混凝土质量
全套管灌注咬合桩施工对混凝土的质量有较高要求。一是缓凝时间的要求,第二序次桩是在第一序次桩间实现切割咬合的,这一施工特点要求第一序次桩的混凝土必须有一定的缓凝时间(缓凝时间应大于第二序次桩施工所需的时间)。二是对混凝土坍落度的要求,干孔素混凝土桩灌注要求混凝土坍落度控制在12m-14cm,干孔钢筋混凝土桩灌注要求混凝土坍落度控