深基坑圍護(hù)樁孔咬合施工工藝

【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納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操縱、B樁抗管涌、接頭處理以及超緩凝混凝土研制等多項(xiàng)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,取得了較好的成效?！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,是市重大交通建設(shè)項(xiàng)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疇采納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25m,樁中心間距800mm,咬合厚度為200mm,A樁與B樁咬合交錯布置,B樁內(nèi)配鋼筋籠采納水下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

工程地質(zhì)屬上海市典型軟土地基,工程阻礙范疇內(nèi)從上至下要緊包含素填土、粉質(zhì)粘土、污泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、污泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土等。

咬合樁施工范疇北側(cè)平行于基坑方向?yàn)橐芽⒐な褂玫娜赵滦略沸^(qū)6～7層住宅樓,條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)底標(biāo)高約3.7m,設(shè)抗沉降樁為250mm×250mm預(yù)制混凝土方樁,樁長18m。咬合樁圍護(hù)外邊線距離小區(qū)住宅樓為8.5～12m(圖2)。3工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

(1)咬合樁垂直度操縱難度較大。由于咬合樁在上海市軟土地基尚無相關(guān)規(guī)范規(guī)定,借鑒外地咬合樁操縱要求,確定咬合樁垂直度操縱為3/1000。一方面施工時垂直度操縱難度大,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刻不小于60h,因此必須通過多次的配合比試驗(yàn)以滿足混凝土的初凝要求。

(3)咬合樁不同情形下的接頭處理難度大。工程采納多臺鉆孔咬合樁施工,需要針對不同的接頭形式采納針對性的接頭處理。

(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,施工中必須采納相應(yīng)措施減小基坑施工對周邊環(huán)境的阻礙。4咬合樁施工關(guān)鍵技術(shù)4.1單樁施工流程

場地平坦→測量放樣→導(dǎo)墻施工→樁機(jī)就位→安放套管→壓入套管、操縱垂直度→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(diǎn)操縱,其分別是導(dǎo)墻定位、套管垂直度操縱、混凝土澆搗。4.2導(dǎo)墻定位

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80mm,導(dǎo)墻單邊寬為1250mm,厚300mm。施工相鄰樁位時保證搭接長度為200mm(圖3)。

導(dǎo)墻模板采納自制整體木模,導(dǎo)墻預(yù)留定位孔模板直徑為套管直徑擴(kuò)大3cm即為1030mm。模板采納鋼管支撐,支撐間距不大于1m,嚴(yán)防跑模?；炷翝沧⑶皩δ０宓拇怪倍群椭芯€以及凈距進(jìn)行驗(yàn)收。

導(dǎo)墻采納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)趕忙停止混凝土的澆注,重新加固模板,并糾到設(shè)計位置后,方可連續(xù)進(jìn)行澆注。振搗采納插入式振搗器,振搗間距為600mm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套管垂直度操縱

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,采納經(jīng)緯儀及線錘對鉆管進(jìn)行垂直度操縱,垂直度操縱在3‰以內(nèi)。找正樁管垂直度后,磨樁下壓樁管,壓入深度約為2.5～1.5m,下壓套管始終保持套管底口超前于開挖面的深度≮2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中(地面以上要留1.2～1.5m,以便于接管),第二節(jié)套管安裝后對其檢測垂直度,如不合格那么進(jìn)行糾偏調(diào)整。本工程取土方式采納抓斗取土,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0.5～1.5m。

成孔過程中要操縱好樁的垂直度,必須對以下三個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的操縱:4.3.1套管的順直度檢查和校正

鉆孔咬合樁施工前應(yīng)在平坦地面上進(jìn)行套管順直度的檢查和校正,第一檢查和校正單節(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(15～25m)的順直度檢查,偏差宜小于10mm。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納經(jīng)緯儀或線錘監(jiān)測地面以上部分的套管的垂直度,發(fā)覺偏差隨時糾正。這項(xiàng)檢測在每根樁的成孔過程中應(yīng)自始至終堅(jiān)持,不能中斷。

孔內(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)覺垂直度偏差過大,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:假如偏差不大或套管入土不深(小于5m),可直截了當(dāng)利用鉆機(jī)的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調(diào)劑套管的垂直度,即可達(dá)到糾偏的目的。

(2)A樁糾偏:假如A樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移,可先利用鉆機(jī)油缸直截了當(dāng)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點(diǎn),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樁差不多相同,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,否那么有可能在樁間留下土夾層,從而阻礙排樁的防水成效。4.4B樁成孔〝管涌〞現(xiàn)象的操縱

在B樁成孔過程中,由于A樁混凝土未凝固,還處于流淌狀態(tài),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)?？朔敼苡卡曈幸韵聨讉€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〞,阻止混凝土的流淌,超挖距離不應(yīng)小于2.5m。

(2)B樁成孔過程中應(yīng)注意觀看相鄰兩側(cè)A樁混凝土頂面,如發(fā)覺A樁混凝土下陷應(yīng)趕忙停止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,直到完全禁止住〝管涌〞為止。4.5分段施工接頭的處理方法

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。本工程中采納設(shè)置砂樁的方法對該類接頭進(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)采納旋噴樁防水。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專門材料(因?yàn)槠渚從龝r刻專門長,因此稱為超緩凝混凝土),這種混凝土要緊用于A樁,其作用是延長A樁混凝土的初凝時刻,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,如此便給套管鉆機(jī)切割A(yù)樁混凝土制造了條件。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)混凝土緩凝時刻≥60h;

(2)混凝土坍落度:180±20mm;

(3)混凝土的3d強(qiáng)度值不大于3MPa;

(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刻≥60h的要求,因此通過多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較(表1),得出的最符合工程施工要求的配合比。

依照表1結(jié)果,本工程采納嘉新京陽P042.5水泥和RH25的緩凝劑,緩凝劑摻量為1.6%,實(shí)際滿足施工要求,未發(fā)覺早凝現(xiàn)象。5實(shí)施成效