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【摘 要】 随着城市建设的发展,深沟高回填土的现象日益普遍。在高回填土方地址上建设高楼大厦对基础要求较高,并且根据重庆地质情况,桩基工程施工较为困难。高回填土地质采用人工挖孔桩安全风险较大,常出现缺氧、塌孔、有毒气体等工程事故,给施工带来很大麻烦。
【关键词】 深沟高回填土;旋挖灌注;施工技术
一、工程概况
1、本工程位于重庆市渝北区两路镇,其共有6栋16层建筑,2个2层地下室,总建筑面积为230560m2,基础为桩基,共1613根桩。该工程地址原为约70m的深沟,经土方回填而成。此桩基回填深度目前是中国首例。
2、因本工程地质情况很复杂,要求地勘单位对每根桩进行勘探,确定其回填土深度与中风化岩层深度。
3、桩径分别为1.0m、1.2m和1.5m。
二、施工工艺流程
该工程地质为高回填土方,对其回填密度、土石比例等指标的相关资料收集不全,使得施工过程很难进行,同时也会造成如毒气、塌孔、缺氧等安全事故。因此,进行每桩勘探充分了解该桩径范围内的内部土质组成结构和地质情况,准备好材料和工具,采用合理的施工方法和措施才能将该桩基工程施工完美。
1、对桩基地质勘探
根据桩基平面图纸、设计院给出的桩基方位坐标,测量人员对每根桩定位放线并标记牢固。地勘单位据桩位,对每根桩进行勘探、土质取样,并绘制本桩的土质分层图与各层土质的深度。
2、旋挖机械开挖流程
2.1、旋挖机械试挖
在通常情况下,测量人员对即将开挖桩进行定位放线并标记牢固,由旋挖机械专业人员指挥旋挖机械对此桩心进行机械校准、试挖。旋挖机械试挖1m左右停止施工,由测量人员对此桩进行定位复查,复查合格后才能继续施工。
2.2、全程钢护筒跟进
第一步:在桩孔开挖深度达到3~3.5m时,机械停止施工,正確安装底节护筒(底节护筒安装有钻齿、钢护筒壁厚为50mm)。
第二步:机械再次进行开挖,随开挖随安装钢护筒。当底节护筒上口离地约500mm时,机械停止施工,安装第二节护筒(护筒与护筒之间的连接用咬合加螺丝销)。
第三步、第四步............倒数第三步:机械开挖,桩深在30米以内时,可借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻;桩深超出30米以上时,护筒与桩壁摩擦力远远大于驱动花筒的扭矩力,驱动花筒完全不能扭矩护筒下钻,这时要借助搓管机,将护筒搓到施工要求的深度。当标准节护筒上口离地约500mm时,机械停止施工,安装标准节护筒。
倒数第二步:当桩孔开挖深度到达综合分析确定的深度时,护筒多出地面高度必须是2.5m以上、3.5m以下(这个高度是用来安装护筒拔管机的);
最后一步:机械用淸底平钻头清理桩孔底的沉渣。
3、钢筋笼安装工艺
钢筋笼是采用焊接技术完成的,它主要起抗拉作用,混凝土的抗压强度高但抗拉强度很低,对桩身混凝土起到约束作用,使其能承受较大的水平力。钢筋笼在钢筋加工房统一制作加工,批量生产标准节钢筋笼,根据每个桩身深度再制作底节和第一节钢筋笼。
4、浇注桩混凝土
桩孔钢筋笼安装好后,插入导管进行最重要的一项浇注混凝土。在桩基中连续不断的灌入大量的混凝土,保证桩孔底部的积水和少量沉渣能够被混凝土挤压在桩孔四周和混凝土表面,合理掌控混凝土浇灌速度以便混凝土的凝固。在浇注中,混凝土的塌落度应该控制在180~220mm之间,而且为了混凝土的浇注过程能够顺利进行,浇注面标高应该定位0.5m。
三、旋挖桩施工中发现的问题和处理措施
1、桩孔偏位
主要原因:①当钻孔遇到回填土中的大孤石、回填土石比例、探头石、斜岩面或土层软硬不均时,钻头会沿着软的一侧或斜岩面下滑而导致偏孔;②当旋挖机基底发生沉降或回填土软硬不均等时,旋挖机发生倾斜或产生水平位移导致偏孔;③护筒安装不垂直。
预防处理措施:①旋挖机驱动花筒扭矩护筒下钻,回填片石、三合灰或混凝土保证孔径面积内土质软硬一致;②旋挖机械作业区域用片石、三合灰或混凝土平整;③每钻进1~2m时检查桩孔垂直度,随时把控桩孔倾斜情况;经常检查旋挖机桩孔垂直度监控仪有无异常,每次护筒安装完成后严格检查其垂直度,并及时校正纠偏。
2、桩孔塌孔
主要原因:①回填土石比例,粘土很少,土石窝裹效果很差;②桩孔四周积水较多,地下水丰富;③护筒埋置不急时或埋置深度不够,底部不牢固或放置在孤石上。
预防处理措施:①严格规范控制回填土石比例;②桩开挖前要求熟悉地勘资料,根据桩基平面图合理布置好降水井,将散水有组织排放;③桩孔随开挖随安装好钢护筒,借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻,将孤石排出在桩孔外,钢护筒犹如混凝土护壁。
3、护筒安装
主要原因:①突遇回填土中孤石、半边石等,导致护筒不能下沉至桩孔底部;②护筒埋置于30m以下时,回填土与护筒之间摩擦力增大,导致护筒无法向下跟进;③护筒埋置较深浇注混凝土后在内外摩擦力共同约束时,护筒无法拔出预防处理措施:①用粘土、三合灰或混凝土反压桩孔,待混凝土初凝时从新开挖桩孔,安装护筒;②桩深在30米以内时,可借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻;桩深超出30米以上时,护筒与桩壁摩擦力远远大于驱动花筒的扭矩力,驱动花筒完全不能扭矩护筒下钻,这时要借助搓管机,将护筒搓到施工要求的深度;③借助拔管机、搓管机合理结合,将护筒拔出地面。
4、旋挖机卡钻或埋钻
主要原因:①钻孔过程中突遇孤石、半边石等;②落钻和起钻过程中,旋挖机机手操作失误;③护筒未及时跟进,桩孔坍塌。
预防处理措施:①加强施工管理,认真施工;②钻孔前向旋挖机机手详细交代施工地质情况和施工注意事项;③护筒及时跟进,桩深每长1m就借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻到桩底部。
5、沉渣
主要原因:①地下水丰富,桩孔内积水较多,导致大量泥浆;②沉渣厚度控制;③桩孔成型时间过长未浇注混凝土,导致泥浆沉淀。
预防处理措施:①根据桩基平面图合理布置好降水井,使地下水降至桩底标高以下1.5m左右,桩底无积水;②沉渣厚度《建筑地基基础工程施工质量验收规范》做出的规定:端承桩小于等于50mm,摩擦桩小于等于150mm,采用重锤测绳、取样盒等检测;③对桩底采用专用清底平钻头,清理几遍。
6、钢筋笼、超声波检测管安装
主要原因:①钢筋笼保护层安装不合理,导致桩主筋未有保护层;②超声波检测管各个接头加固不牢,导致超声波检测管被水泥浆堵塞。
预防处理措施:①用直径16的钢筋制作成“吊筋”型构件,焊接在桩笼主筋上,间距控制在600~800mm;②在浇注混凝土时,将每根超声波检测管注满水,抵制混凝土浇注的挤压力,根据桩径不同多曾设一根检测管。
7、砼浇注控制和导管堵管处理
主要原因:①桩底沉渣不能反冲于混凝土面;②在灌注混凝土过程中,混凝土反灌;③混凝土时间间隔过长,先浇注混凝土开始初凝,导致导管堵塞。
预防处理措施:①浇注混凝土前现场混凝土必须在24方以上,导管底应距桩底400~500mm,首批混凝土必须装满漏斗(约2.5方);②导管埋置混凝土中的长度在1~3m,连续快速灌注,尽量缩短时间,使混凝土在同时间段完成初凝。③先将导管往上提高,再快速下放,突然停住(漏斗中可加满混凝土,导管不能拔出混凝土面)来回多提几次,决不能将导管拔出混凝土面从新浇注,结合面会有夹渣。
四、结束语
在城市土地急剧减少的压力下,深沟高回填土地上建设高楼已经比比皆是。由于此类地质情况,其内部结构很复杂,更是不尽相同,因此施工技术及方法就应该符合当地的具体情况,不能一成不变。
【关键词】 深沟高回填土;旋挖灌注;施工技术
一、工程概况
1、本工程位于重庆市渝北区两路镇,其共有6栋16层建筑,2个2层地下室,总建筑面积为230560m2,基础为桩基,共1613根桩。该工程地址原为约70m的深沟,经土方回填而成。此桩基回填深度目前是中国首例。
2、因本工程地质情况很复杂,要求地勘单位对每根桩进行勘探,确定其回填土深度与中风化岩层深度。
3、桩径分别为1.0m、1.2m和1.5m。
二、施工工艺流程
该工程地质为高回填土方,对其回填密度、土石比例等指标的相关资料收集不全,使得施工过程很难进行,同时也会造成如毒气、塌孔、缺氧等安全事故。因此,进行每桩勘探充分了解该桩径范围内的内部土质组成结构和地质情况,准备好材料和工具,采用合理的施工方法和措施才能将该桩基工程施工完美。
1、对桩基地质勘探
根据桩基平面图纸、设计院给出的桩基方位坐标,测量人员对每根桩定位放线并标记牢固。地勘单位据桩位,对每根桩进行勘探、土质取样,并绘制本桩的土质分层图与各层土质的深度。
2、旋挖机械开挖流程
2.1、旋挖机械试挖
在通常情况下,测量人员对即将开挖桩进行定位放线并标记牢固,由旋挖机械专业人员指挥旋挖机械对此桩心进行机械校准、试挖。旋挖机械试挖1m左右停止施工,由测量人员对此桩进行定位复查,复查合格后才能继续施工。
2.2、全程钢护筒跟进
第一步:在桩孔开挖深度达到3~3.5m时,机械停止施工,正確安装底节护筒(底节护筒安装有钻齿、钢护筒壁厚为50mm)。
第二步:机械再次进行开挖,随开挖随安装钢护筒。当底节护筒上口离地约500mm时,机械停止施工,安装第二节护筒(护筒与护筒之间的连接用咬合加螺丝销)。
第三步、第四步............倒数第三步:机械开挖,桩深在30米以内时,可借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻;桩深超出30米以上时,护筒与桩壁摩擦力远远大于驱动花筒的扭矩力,驱动花筒完全不能扭矩护筒下钻,这时要借助搓管机,将护筒搓到施工要求的深度。当标准节护筒上口离地约500mm时,机械停止施工,安装标准节护筒。
倒数第二步:当桩孔开挖深度到达综合分析确定的深度时,护筒多出地面高度必须是2.5m以上、3.5m以下(这个高度是用来安装护筒拔管机的);
最后一步:机械用淸底平钻头清理桩孔底的沉渣。
3、钢筋笼安装工艺
钢筋笼是采用焊接技术完成的,它主要起抗拉作用,混凝土的抗压强度高但抗拉强度很低,对桩身混凝土起到约束作用,使其能承受较大的水平力。钢筋笼在钢筋加工房统一制作加工,批量生产标准节钢筋笼,根据每个桩身深度再制作底节和第一节钢筋笼。
4、浇注桩混凝土
桩孔钢筋笼安装好后,插入导管进行最重要的一项浇注混凝土。在桩基中连续不断的灌入大量的混凝土,保证桩孔底部的积水和少量沉渣能够被混凝土挤压在桩孔四周和混凝土表面,合理掌控混凝土浇灌速度以便混凝土的凝固。在浇注中,混凝土的塌落度应该控制在180~220mm之间,而且为了混凝土的浇注过程能够顺利进行,浇注面标高应该定位0.5m。
三、旋挖桩施工中发现的问题和处理措施
1、桩孔偏位
主要原因:①当钻孔遇到回填土中的大孤石、回填土石比例、探头石、斜岩面或土层软硬不均时,钻头会沿着软的一侧或斜岩面下滑而导致偏孔;②当旋挖机基底发生沉降或回填土软硬不均等时,旋挖机发生倾斜或产生水平位移导致偏孔;③护筒安装不垂直。
预防处理措施:①旋挖机驱动花筒扭矩护筒下钻,回填片石、三合灰或混凝土保证孔径面积内土质软硬一致;②旋挖机械作业区域用片石、三合灰或混凝土平整;③每钻进1~2m时检查桩孔垂直度,随时把控桩孔倾斜情况;经常检查旋挖机桩孔垂直度监控仪有无异常,每次护筒安装完成后严格检查其垂直度,并及时校正纠偏。
2、桩孔塌孔
主要原因:①回填土石比例,粘土很少,土石窝裹效果很差;②桩孔四周积水较多,地下水丰富;③护筒埋置不急时或埋置深度不够,底部不牢固或放置在孤石上。
预防处理措施:①严格规范控制回填土石比例;②桩开挖前要求熟悉地勘资料,根据桩基平面图合理布置好降水井,将散水有组织排放;③桩孔随开挖随安装好钢护筒,借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻,将孤石排出在桩孔外,钢护筒犹如混凝土护壁。
3、护筒安装
主要原因:①突遇回填土中孤石、半边石等,导致护筒不能下沉至桩孔底部;②护筒埋置于30m以下时,回填土与护筒之间摩擦力增大,导致护筒无法向下跟进;③护筒埋置较深浇注混凝土后在内外摩擦力共同约束时,护筒无法拔出预防处理措施:①用粘土、三合灰或混凝土反压桩孔,待混凝土初凝时从新开挖桩孔,安装护筒;②桩深在30米以内时,可借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻;桩深超出30米以上时,护筒与桩壁摩擦力远远大于驱动花筒的扭矩力,驱动花筒完全不能扭矩护筒下钻,这时要借助搓管机,将护筒搓到施工要求的深度;③借助拔管机、搓管机合理结合,将护筒拔出地面。
4、旋挖机卡钻或埋钻
主要原因:①钻孔过程中突遇孤石、半边石等;②落钻和起钻过程中,旋挖机机手操作失误;③护筒未及时跟进,桩孔坍塌。
预防处理措施:①加强施工管理,认真施工;②钻孔前向旋挖机机手详细交代施工地质情况和施工注意事项;③护筒及时跟进,桩深每长1m就借助机械钻杆上的驱动花筒扭矩护筒下钻到桩底部。
5、沉渣
主要原因:①地下水丰富,桩孔内积水较多,导致大量泥浆;②沉渣厚度控制;③桩孔成型时间过长未浇注混凝土,导致泥浆沉淀。
预防处理措施:①根据桩基平面图合理布置好降水井,使地下水降至桩底标高以下1.5m左右,桩底无积水;②沉渣厚度《建筑地基基础工程施工质量验收规范》做出的规定:端承桩小于等于50mm,摩擦桩小于等于150mm,采用重锤测绳、取样盒等检测;③对桩底采用专用清底平钻头,清理几遍。
6、钢筋笼、超声波检测管安装
主要原因:①钢筋笼保护层安装不合理,导致桩主筋未有保护层;②超声波检测管各个接头加固不牢,导致超声波检测管被水泥浆堵塞。
预防处理措施:①用直径16的钢筋制作成“吊筋”型构件,焊接在桩笼主筋上,间距控制在600~800mm;②在浇注混凝土时,将每根超声波检测管注满水,抵制混凝土浇注的挤压力,根据桩径不同多曾设一根检测管。
7、砼浇注控制和导管堵管处理
主要原因:①桩底沉渣不能反冲于混凝土面;②在灌注混凝土过程中,混凝土反灌;③混凝土时间间隔过长,先浇注混凝土开始初凝,导致导管堵塞。
预防处理措施:①浇注混凝土前现场混凝土必须在24方以上,导管底应距桩底400~500mm,首批混凝土必须装满漏斗(约2.5方);②导管埋置混凝土中的长度在1~3m,连续快速灌注,尽量缩短时间,使混凝土在同时间段完成初凝。③先将导管往上提高,再快速下放,突然停住(漏斗中可加满混凝土,导管不能拔出混凝土面)来回多提几次,决不能将导管拔出混凝土面从新浇注,结合面会有夹渣。
四、结束语
在城市土地急剧减少的压力下,深沟高回填土地上建设高楼已经比比皆是。由于此类地质情况,其内部结构很复杂,更是不尽相同,因此施工技术及方法就应该符合当地的具体情况,不能一成不变。