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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上全套管鉆機(jī)+旋挖鉆機(jī)鉆孔咬合樁施工工法第三工程有限公司 潘龍一、前言鉆孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用全套管鉆機(jī),通過套筒護(hù)壁鉆進(jìn)成孔,使用超緩凝混凝土,使得鋼筋砼樁相鄰樁體能夠被套管切割而相互咬合,排列而成一個整體的墻體起到良好的止水效果,90年代在我國出現(xiàn)的新型深基坑支護(hù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。全套管鉆機(jī)又稱貝諾特(Benoto)鉆機(jī),由法國貝諾特公司于20世紀(jì)50年代初開發(fā)和研制而成,隨后日、德、英、意等國引進(jìn)和研制,機(jī)種和施工方法均有很大發(fā)展,產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,在海內(nèi)外廣泛采用,截止到1997年12月,日本已生產(chǎn)搖動式全套管鉆機(jī)770臺,全回轉(zhuǎn)式全套管鉆機(jī)433臺。據(jù)日本基礎(chǔ)建設(shè)
2、協(xié)會1993年對31家施工單位的10.1萬根灌注樁的調(diào)查,全套管工法占26%。目前在香港全套管鉆機(jī)的成樁數(shù)的市場份額約占45%。 我國于二十世紀(jì)七十年代開始引進(jìn)咬合樁工藝,九十年代中期由昆明捷程樁工公司首先在我國開始研制MZ系列搖動式全套管鉆機(jī),簡稱磨樁機(jī)(樁徑為0.8、1.0和1.2m)。在昆明、溫州、深圳、北京、南京、杭州及天津等地深基坑支護(hù)工程中采用捷程MZ全套管鉆機(jī)施工咬合樁逐漸得到廣泛應(yīng)用;但MZ套管鉆機(jī)在地下水豐富的密實的粉細(xì)砂地層中,沖抓錐受機(jī)械設(shè)備性能限制難以抓土,即使抓上的少量砂土也在提升時被地下水從抓錐的縫隙中沖漏下,因此無法成孔;且套管難以下壓,套管超前入土深度不夠,易發(fā)
3、生“管涌”現(xiàn)象。為此研究采用旋挖鉆機(jī)+套管鉆機(jī)相結(jié)合的新工法,解決了上述施工難題,該咬合樁的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。二、工法特點一)采用鋼套管護(hù)壁,不需要使用泥漿;噪聲低、振動小和機(jī)械化程度高,施工現(xiàn)場整潔文明,環(huán)保效果好。二)采用旋挖鉆機(jī)取土,能在高地下水位的密實砂土層中成樁,擴(kuò)大了MZ套管鉆機(jī)的適用范圍。三)在飽和致密砂層中,套管能夠超前入土一定的深度,孔壁不會坍方,易于控制樁斷面尺寸與形狀,成樁直徑和垂直度精度好,能保證樁間緊密咬合,形成良好的整體連續(xù)結(jié)構(gòu),能起到良好的止水作用。四)在高地下水位時,采用注水反壓工藝,能有效的防止孔內(nèi)流砂和涌泥;較容易處理孔底虛土,清底效果好;避免了普通鉆孔灌
4、注樁可能發(fā)生的縮頸、斷樁及混凝土離析等質(zhì)量問題,充盈系數(shù)小,節(jié)約混凝土。五)成樁過程中對周邊土體的擾動可減少到最小程度,沉降及變形容易控制,能緊鄰相近的建筑物和地下管線施工,安全性好,尤其適合于在市區(qū)內(nèi)繁華地段施工。;三、適用范圍旋挖鉆機(jī)+套管鉆機(jī)相結(jié)合,使套管咬合樁的適用范圍越來越大,可在各種雜填土(含有磚渣、石渣及混凝土塊等)、粘性土、砂性土和風(fēng)化巖層中施工。四、工藝原理該工法利用轉(zhuǎn)動液壓裝置,使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少,邊轉(zhuǎn)動邊壓入,套管始終應(yīng)超前挖土面250,造成一段“瓶塞”,阻止素樁的超緩凝砼的涌入;同時通過注水使套管內(nèi)水位高于地下水位,對地層產(chǎn)生反壓,防止發(fā)生“流砂”或“管涌
5、”現(xiàn)象,旋挖鉆機(jī)針對地層情況選用鉆頭挖掘取土,直至樁端持力層為止,經(jīng)檢驗合格后立即將鋼筋籠放入(素樁不放鋼筋籠),灌注水下混凝土(素樁為超緩凝砼)成樁。最終通過素樁與鋼筋砼樁相互咬合連成深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁墻。同排樁的成樁順序,原則是先施工A1樁(超緩凝砼樁),再施工A2樁(超緩凝砼樁),后施工B1樁(鋼筋混凝土樁),形成樁間互相咬合,成樁順序:A1A2B1A3B2A4B3,如此循環(huán)如圖所示:五、工藝流程與操作要點一)工藝流程導(dǎo)墻施工鉆機(jī)就位對中吊放并壓入第一節(jié)套管、校對垂直度、沖抓取土注水反壓、旋挖取土終孔檢查(B樁吊放鋼筋籠)安裝砼導(dǎo)管灌注水下砼樁機(jī)移位(重復(fù)上述工序)。二)工序操作要點1、導(dǎo)
6、墻施工:為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率,在樁頂上部設(shè)砼導(dǎo)墻,詳見導(dǎo)墻模板安裝圖。導(dǎo)墻寬3.5m、厚度為0.3m;定位孔直徑比樁徑大2cm;導(dǎo)墻頂高出地面10cm,以防止地表水流入。2、鉆機(jī)就位對中:導(dǎo)墻砼達(dá)到強(qiáng)度后,重新定位咬合樁中心位置,將點位反到導(dǎo)墻面上,作為鉆機(jī)定位控制點;移動套管鉆機(jī)至正確位置,使套管鉆機(jī)抱管器中心對應(yīng)咬合樁樁位中心。導(dǎo)墻模板安裝圖3、吊放并壓入第一節(jié)套管、校對垂直度、沖抓取土鉆機(jī)就位后,將第一節(jié)管吊裝在樁機(jī)鉗口中,找正套管垂直度后,磨樁下壓套管,壓入深度約為2.5m-3.5m,然后用沖抓斗從套管內(nèi)取土,一邊抓土、一邊下壓套管,保持套管底口超過開挖面的深
7、度2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中后(套管高出導(dǎo)墻頂面1.2m-1.5m,便于接管),檢測垂直度,如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整,如合格則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土。4、注水反壓、旋挖取土套管進(jìn)入中密密實砂層時,因砂土摩阻力大套管壓入困難,為防止出現(xiàn)涌砂,快進(jìn)入砂層時提前向套管內(nèi)注水反壓,保持套管內(nèi)外水土壓力平衡,后移走沖抓斗吊機(jī)改用旋挖機(jī)取土,邊壓入套管,并不斷向套管內(nèi)補(bǔ)水,直至挖至設(shè)計孔底標(biāo)高。5、終孔檢查將孔底的虛土全部清除,然后測量孔深、垂直度,直至滿足設(shè)計要求。6、灌注水下砼終孔檢查合格后(B樁須吊放鋼筋籠,鋼筋籠標(biāo)高誤差±20),然后安裝250導(dǎo)管進(jìn)行水下砼澆灌;澆筑時檢查每車砼
8、類型與標(biāo)號、坍落度情況,以免素樁與鋼筋樁砼混用或發(fā)生灌注事故;每根樁制取一組試件,監(jiān)測其緩凝時間及強(qiáng)度;施工時邊澆注砼邊拔管,但始終保持套管底低于砼面2.5m,樁頂標(biāo)高誤差±20。六、關(guān)鍵技術(shù)1.注水反壓控制在套管進(jìn)入地下水位下的中密密實砂層時,應(yīng)提前向套管孔內(nèi)注水,注水標(biāo)高控制在地下水位以上不小于2m;水注滿后旋挖鉆機(jī)才能施工,在旋挖鉆機(jī)施工過程中要及時對孔內(nèi)補(bǔ)水,維持水位以保持反壓,防止發(fā)生“流砂”或“管涌”。2.超緩凝砼“管涌”的控制在鋼筋砼樁成孔過程中因素砼樁的超緩凝砼尚處于流動狀態(tài),超緩凝砼有可能從素砼樁與鋼筋砼樁相交處涌入鋼筋砼樁孔內(nèi),形成“管涌”。防止方法如下:1)素樁
9、的超緩凝砼的坍落度應(yīng)盡量小一些,不宜超過18cm。2)套管底口始終保持超前于開挖面一定距離(不宜小于2.5m),以便于造成一段“瓶塞”,阻止超緩凝砼的涌入。3)要隨時往套管內(nèi)注水,并保持水位維持反壓來平衡素砼樁砼和承壓水的壓力,阻止發(fā)生“管涌”事故。3.采用砂樁法處理咬合樁接頭:在施工段的端頭設(shè)置一根砂樁(成孔后用砂灌滿),待施工到此接頭時按常規(guī)下壓套管挖出砂,成樁后灌上砼即可;因砂樁施工處不可避免產(chǎn)生施工縫,開挖后會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,因此在基坑開挖前所施工的砂樁接縫外側(cè)另增加一至兩根旋噴樁作為防水處理。七、勞動組織每施工區(qū)(配置一臺旋挖鉆機(jī)與液壓套管鉆機(jī)),每天按8小時三班倒連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。每班所
10、需人員組織如下:1、 旋挖鉆機(jī)+ 液壓套管鉆機(jī)組:由班組長1人、液壓套管鉆機(jī)司機(jī)1人、旋挖鉆機(jī)司機(jī)1人、起重機(jī)司機(jī)1人和配合人員6人等組成,負(fù)責(zé)壓、拔鋼套管、套管監(jiān)測、咬合樁成孔作業(yè)、鋼筋籠吊放和樁身砼澆搗。2、鋼筋籠加工班組20人,負(fù)責(zé)咬合樁鋼筋籠的加工和運(yùn)輸。3、機(jī)電修理班組4人,負(fù)責(zé)修理吊車、樁機(jī)等機(jī)械設(shè)備,水電設(shè)施的維護(hù)。八、材料與機(jī)械設(shè)備1、材料素樁超緩凝砼:是咬合樁施工工藝所需的關(guān)鍵性特殊材料,其作用是延長素砼樁砼的初凝時間,為其相鄰鋼筋砼B樁套管鉆機(jī)素樁初凝之前切割素砼以達(dá)到的相互咬合成孔。超緩凝砼的技術(shù)參數(shù):砼標(biāo)號C20,三天強(qiáng)度不超過3Mpa;砼坍落度:素砼樁取16±
11、;2cm。緩凝時間TH計算如下:TH=1.2×(Ty+2Ta+Tb)式中:Ty:商品砼運(yùn)輸時間(hr);Ta:素樁單樁成樁時間(hr)Tb:鋼筋砼樁單樁成樁時間(hr)2、機(jī)械設(shè)備: 每施工區(qū)配置機(jī)械設(shè)備如下:序號機(jī)械設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量1履帶式起重機(jī)QU2512全套管液壓鉆MZ系列13高抬式旋挖機(jī)SD-61014潛水泵50m3/h1九、質(zhì)量控制一)樁垂直度控制為保證咬合樁底部有足夠厚度的咬合,確保止水效果,除對樁位定位誤差嚴(yán)格控制外,還應(yīng)對其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制,根據(jù)設(shè)計要求樁垂直度要求為3 。施工中應(yīng)抓好以下工作:1.鋼套管垂直度檢查和校正:施工前在平整地面上首先檢查和校正單節(jié)套
12、管的順直度,然后將按照樁長將所需的的套管全部連接起來進(jìn)行整根套管的順直度檢查(偏差宜小于10mm)。檢測方法:在地面上測放出兩條相互平行的直線,將套管置于兩條直線之間,然后用線錘和直尺進(jìn)行檢測。2.成孔過程中套管垂直度監(jiān)測和檢查:地面監(jiān)測:在地面選擇兩個相互垂直的方向,同時用線錘或經(jīng)緯儀監(jiān)測地面以上部分的套管垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差隨時糾正??變?nèi)檢查:每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前,都要停下來用測斜儀或“測環(huán)”進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查,不合格時需進(jìn)行糾偏,直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大,必須進(jìn)行糾偏調(diào)整,糾偏的方法有以下三種:1)利用鉆機(jī)油缸進(jìn)行糾偏:如偏差不大于或套管入土不深(5m
13、以下),可直接利用液壓套管機(jī)的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度,即可達(dá)到糾偏的目的。2)素砼樁糾偏:如果素砼樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移,可先利用鉆機(jī)油缸直接糾偏,如達(dá)不到要求,可向套管內(nèi)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(diào)直套管,檢查其垂直度合格后再重新下壓。3)鋼筋砼樁糾偏:與素砼樁處理方法基本相似,但不能向套管內(nèi)填砂或粘土而應(yīng)填入與素樁相同強(qiáng)度的超緩凝砼,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.終孔檢測:在每根樁成孔完畢,必須選兩個相互垂直的方向進(jìn)行垂直度檢測(在需注水情況下,注水前提前進(jìn)行垂直度檢測)。二) 超緩凝商品
14、砼質(zhì)量控制: 1.根據(jù)砼運(yùn)輸時間和A樁和B樁的施工時間,考慮20%的富余時間確定緩凝時間。2.砼標(biāo)號必須服從緩凝時間要求。3.拌和材料符合規(guī)范要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。4.通過試驗最終確定配合比與緩凝時間,同時根據(jù)條件變化及時調(diào)整。十、安全與環(huán)保措施一)安全措施因在地面作業(yè),只需采取下列常規(guī)的安全防護(hù)措施:1. 起重吊裝安全措施。2. 機(jī)械操作安全措施。3. 電氣設(shè)備使用安全措施。二)環(huán)保措施由于套管咬合樁環(huán)保性好,但需加強(qiáng)棄土管理,防止污染周邊環(huán)境。十一、效益分析 將套管咬合樁與常用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁+旋噴樁止水和SMW工法樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式相比較,列表如下:各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式效益比較表序號比較項目套
15、管咬合樁地下連續(xù)墻鉆孔灌注樁+旋噴樁SMW工法樁1護(hù)壁材料套管護(hù)壁泥漿護(hù)壁泥漿護(hù)壁無需護(hù)壁2成樁精度好差差較好3適用范圍有限制有限制廣泛有限制4施工難易較易較難較易容易5環(huán)境保護(hù)好差差較好6施工進(jìn)度慢慢較快快7工程造價中高較低低十一、工程實例南京地鐵二號線BT項目所街站基坑深約14m,基坑安全防護(hù)等級為一級;其圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計為直徑1000800mm的套管咬合鉆孔灌注樁,樁間咬合20mm,最深樁長達(dá)28m。根據(jù)地質(zhì)資料,在樁長范圍內(nèi)地面以下68m出現(xiàn)中密密實的飽和3d2-3粉細(xì)砂層;地下水位在地面以下1m左右,并具有承壓性,易出現(xiàn)突涌、流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。十二、咬合樁施工情況進(jìn)場后,采用MZ液壓套管樁機(jī)在坑外進(jìn)行成孔試驗,當(dāng)?shù)孛嬉韵?8m遇到中密密實粉細(xì)砂層(有承壓水
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