深基坑圍護(hù)樁孔咬合施工工藝

1、用作深基坑圍護(hù)的鉆孔咬合樁施工技術(shù)研究 【摘 要】上海市軌道交通 6 號線 21B 標(biāo)段長清路站上南路區(qū)間工程中, 軟土地基上首次大面積采用鉆孔咬合樁作為深基坑圍護(hù)體系, 針對鉆孔咬合樁施工中垂直度控制、B 樁抗管涌、接頭處理以及超緩凝混凝土研制等多項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并在施工過程中采取了相應(yīng)的措施保證了鉆孔咬合樁的施工質(zhì)量, 確保了整個基坑工程的安全施工, 取得了較好的效果?！娟P(guān)鍵詞】基坑圍護(hù) 鉆孔咬合樁 管涌 超緩凝混凝土 1 工程概況      上海市軌道交通 6 號線工程北起高橋鎮(zhèn)港城路, 南至世博園區(qū)主題公園,

2、是市重大交通建設(shè)項目。在 6 號線 21B標(biāo)段長清路站上南路區(qū)間段局部 267 延長米的基坑中, 首次在上海軟土地基中大范圍采用了鉆孔咬合樁作為基坑圍護(hù)體系。該區(qū)域的鉆孔咬合樁圍護(hù)既是基坑開挖時的圍護(hù)擋土墻和止水帷幕, 又緊貼區(qū)間結(jié)構(gòu)的外板墻并與結(jié)構(gòu)外墻共同受力。      本工程咬合樁樁長 25 m, 樁中心間距 800 mm, 咬合厚度為 200 mm, A樁與 B樁咬合交錯布置, B樁內(nèi)配鋼筋籠采用水下 C30 混凝土, A樁為 C30 素混凝土( 圖 1) 。2 工程地質(zhì)及周邊環(huán)境    

3、0; 工程地質(zhì)屬上海市典型軟土地基, 工程影響范圍內(nèi)從上至下主要包含素填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土等。      咬合樁施工范圍北側(cè)平行于基坑方向為已竣工使用的日月新苑小區(qū) 67 層住宅樓, 條形基礎(chǔ), 基礎(chǔ)底標(biāo)高約3.7 m, 設(shè)抗沉降樁為 250 mm×250 mm預(yù)制混凝土方樁, 樁長 18 m。咬合樁圍護(hù)外邊線距離小區(qū)住宅樓為 8.512 m( 圖 2) 。3 工程特點與難點      ( 1) 咬合樁垂直度控制難度較大。由于咬合樁在上海市軟土

4、地基尚無相關(guān)規(guī)范規(guī)定, 借鑒外地咬合樁控制要求, 確定咬合樁垂直度控制為 3/1000。一方面施工時垂直度控制難度大, 另一方面當(dāng)垂直度無法滿足時必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行糾偏。      ( 2) 咬合樁超緩凝混凝土的配制。由于咬合樁施工成敗重中之重為 A樁的超緩凝混凝土的配合比必須滿足其初凝時間不小于 60 h, 因此必須通過多次的配合比試驗以滿足混凝土的初凝要求。      ( 3) 咬合樁不同情況下的接頭處理難度大。工程采用多臺鉆孔咬合樁施工, 需要針對不同的接頭形式采用針對性的接頭處理。&

5、#160;     ( 4) 周邊環(huán)境要求高。日月新苑小區(qū)距離基坑近, 且基礎(chǔ)相對比較薄弱, 而咬合樁在軟土地基上變形通常會較大,施工中必須采用相應(yīng)措施減小基坑施工對周邊環(huán)境的影響。4 咬合樁施工關(guān)鍵技術(shù)4.1 單樁施工流程      場地平整測量放樣導(dǎo)墻施工樁機(jī)就位安放套管壓入套管、控制垂直度套管鉆進(jìn)、抓斗取土測量孔深孔底檢查吊放鋼筋籠導(dǎo)管安裝、澆搗混凝土逐次拔管、測量混凝土標(biāo)高樁機(jī)移位在咬合樁施工時對三個關(guān)鍵過程進(jìn)行重點控制, 其分別是導(dǎo)墻定位、套管垂直度控制、混凝土澆搗。4.2 導(dǎo)墻定位 

6、     由于咬合樁緊貼結(jié)構(gòu), 為抵消咬合樁在基坑開挖時的外側(cè)土壓力作用下的向內(nèi)位移而造成的基坑結(jié)構(gòu)凈空減小及自身的垂直度偏差, 咬合樁導(dǎo)墻放樣時外放 80 mm, 導(dǎo)墻單邊寬為 1 250 mm, 厚 300 mm。施工相鄰樁位時保證搭接長度為 200 mm( 圖 3) 。      導(dǎo)墻模板采用自制整體木模, 導(dǎo)墻預(yù)留定位孔模板直徑為套管直徑擴(kuò)大 3 cm即為 1 030 mm。模板采用鋼管支撐,支撐間距不大于 1 m, 嚴(yán)防跑模。混凝土澆注前對模板的垂直度和中線以及凈距進(jìn)行驗收。 

7、0;    導(dǎo)墻采用 C20 混凝土進(jìn)行澆注, 混凝土澆注時兩邊對稱交替進(jìn)行, 嚴(yán)防走模。如發(fā)生走模, 應(yīng)立即停止混凝土的澆注, 重新加固模板, 并糾到設(shè)計位置后, 方可繼續(xù)進(jìn)行澆注。振搗采用插入式振搗器, 振搗間距為 600 mm 左右, 防止振搗不均, 同時也要防止在一處過振而發(fā)生走?，F(xiàn)象。4.3 套管垂直度控制      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)定位在導(dǎo)墻孔位中心, 采用經(jīng)緯儀及線錘對鉆管進(jìn)行垂直度控制, 垂直度控制在 3以內(nèi)。找正樁管垂直度后, 磨樁下壓樁管, 壓入深度約為 2.5

8、1.5 m, 下壓套管始終保持套管底口超前于開挖面的深度2.5 m。第一節(jié)套管全部壓入土中( 地面以上要留 1.21.5 m, 以便于接管) , 第二節(jié)套管安裝后對其檢測垂直度, 如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整。本工程取土方式采用抓斗取土, 利用抓斗自重下落取土。在接近孔底時,取土采取輕放輕抓, 以免擾動底部土層, 終孔時外管超前0.51.5 m。      成孔過程中要控制好樁的垂直度, 必須對以下三個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制:4.3.1 套管的順直度檢查和校正      鉆孔咬合樁施工前應(yīng)在平整地面上進(jìn)行

9、套管順直度的檢查和校正, 首先檢查和校正單節(jié)套管的順直度, 然后將按照樁長配置的套管全部連接起來進(jìn)行整根套管 ( 1525 m)的順直度檢查, 偏差宜小于 10 mm。檢測方法: 于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。4.3.2 成孔過程中樁的垂直度監(jiān)測和檢查      地面監(jiān)測: 在地面選擇兩個相互垂直的方向采用經(jīng)緯儀或線錘監(jiān)測地面以上部分的套管的垂直度, 發(fā)現(xiàn)偏差隨時糾正。這項檢測在每根樁的成孔過程中應(yīng)自始至終堅持, 不能中斷。      孔

10、內(nèi)檢查: 每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前, 都要停下來對孔內(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。4.3.3 糾偏      成孔過程中如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大, 必須及時進(jìn)行糾偏調(diào)整。      ( 1) 利用鉆機(jī)油缸進(jìn)行糾偏: 如果偏差不大或套管入土不深( 小于 5 m) , 可直接利用鉆機(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) A樁糾偏: 如果 A樁在入土 5 m

11、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) B樁的糾偏: B樁的糾偏方法與 A樁基本相同, 其不同之處是不能向套管內(nèi)填土, 而應(yīng)填入與 A樁相同的混凝土, 否則有可能在樁間留下土夾層, 從而影響排樁的防水效果。4.4 B 樁成孔“管涌”現(xiàn)象的控制      在 B樁成孔過程中, 由于 A樁混凝土未凝固, 還處于流動狀態(tài),

12、A樁混凝土有可能從兩樁相交處涌入 B樁孔內(nèi), 稱之為“管涌”( 圖 4) 。克服“管涌”有以下幾個方法:      ( 1) 套管底口應(yīng)始終保持超前于開挖面一定距離, 以便于造成一段“瓶頸”, 阻止混凝土的流動, 超挖距離不應(yīng)小于2.5 m。      ( 2) B樁成孔過程中應(yīng)注意觀察相鄰兩側(cè) A樁混凝土頂面, 如發(fā)現(xiàn) A樁混凝土下陷應(yīng)立即停止 B樁開挖, 并一邊將套管盡量下壓, 一邊向 B樁內(nèi)填土或注水, 直到完全制止住“管涌”為止。4.5 分段施工接頭的處理方法  &#

13、160;   本工程一臺鉆機(jī)施工無法滿足工程進(jìn)度, 需要多臺鉆機(jī)分段施工, 這就存在與先施工段的接頭問題。本工程中采用設(shè)置砂樁的辦法對該類接頭進(jìn)行處理。在施工段與段的端頭設(shè)置一個砂樁( 成孔后用砂灌滿) , 待后施工段到此接頭時挖出砂灌上混凝土即可( 圖 5) 。      由于砂樁部位容易產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象, 因此在砂樁外側(cè)采用旋噴樁防水。4.6 混凝土澆搗      超緩凝混凝土是鉆孔咬合樁施工工藝所需的特殊材料( 因為其緩凝時間特別長, 所以稱為超緩凝混凝土) , 這種混凝

14、土主要用于 A樁, 其作用是延長 A樁混凝土的初凝時間,以達(dá)到其相鄰 B樁的成孔能夠在 A樁混凝土初凝之前完成,這樣便給套管鉆機(jī)切割 A樁混凝土創(chuàng)造了條件。因此超緩凝混凝土是鉆孔咬合樁施工工藝成敗的關(guān)鍵。      為了滿足鉆孔咬合樁的施工工藝的需要, 超緩凝混凝土必須達(dá)到以下技術(shù)參數(shù)的要求:      ( 1) 混凝土緩凝時間60 h;      ( 2) 混凝土坍落度: 180±20 mm;   

15、60;  ( 3) 混凝土的 3 d 強(qiáng)度值不大于 3 MPa;      ( 4) 最終強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。      由于咬合樁施工成敗重中之重為 A樁的超緩凝混凝土的配合比必須滿足其初凝時間60 h 的要求, 因此通過多次實驗進(jìn)行比較( 表 1) , 得出的最符合工程施工要求的配合比。      根據(jù)表 1 結(jié)果, 本工程采用嘉新京陽 P042.5 水泥和RH25 的緩凝劑, 緩凝劑摻量為 1.6%, 實際滿足施工要求, 未發(fā)現(xiàn)早凝現(xiàn)象。5 實施效果