1、擴(kuò)大頭錨桿反拉S米W工法樁基坑圍護(hù)施工工法 1前言蘇虞張公路快速化改造工程主線下穿基坑開挖施工中,采用了 S米W工法樁圍護(hù),本次S米W工法樁取消了 常規(guī)的橫向內(nèi)支撐,采用了 擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐,本文結(jié)合工該程實(shí)際情況,介紹一下擴(kuò)大頭錨桿反拉S米W工法樁基坑支護(hù)施工工法.2工法特點(diǎn)2.1 對(duì)周邊環(huán)境影響小,施工不擾動(dòng)鄰近土體,能有效控制周邊地面構(gòu)筑物的沉降.2.2 抗?jié)B性好,工法樁機(jī)具有很強(qiáng)的攪拌能力,使水泥與土得到充分?jǐn)嚢?而且連續(xù)作業(yè)的墻體無接縫,從而使它可比傳統(tǒng)的連續(xù)墻具有更可靠的止水性,其滲透系數(shù)K可達(dá)10-7厘米/s.2.3 剛度大,支護(hù)效果好.2.4 構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、工期短,反拉

2、支撐方便土方開挖等后續(xù)項(xiàng)目施工.2.5 無環(huán)境污染.2.6 由于型鋼可回收重復(fù)使用,成本較低.3適用范圍廣泛應(yīng)用于深基坑開挖施工,尤其適用于軟土地基,或周邊有地面建筑、管線等不能產(chǎn)生位移的情況下,需進(jìn)行垂直開挖的基坑圍護(hù).4工藝原理S米W工法樁是在水泥土深層攪拌樁墻體中插入H型鋼所形成的一種加勁復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu).這種施工工藝用水泥土作為固化劑與地基土進(jìn)行系統(tǒng)的強(qiáng)制性攪拌,并插入型鋼,固化后形成樁柱列式的地下連續(xù)墻體,充分利用了 水泥土深層攪拌樁抗?jié)B性好及型鋼剛度大的特點(diǎn),通過二者的復(fù)合作用,形成基坑擋土防水側(cè)向支護(hù)結(jié)構(gòu),加之用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐,提高整體抗傾覆能力.5工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 S米

3、W工法樁施工S米W工法樁工藝流程:施工放樣開挖導(dǎo)槽設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼樁機(jī)就位制備水泥漿液噴漿、噴氣攪拌下沉至樁底標(biāo)高噴漿、噴氣攪拌提升至樁頂標(biāo)高H型鋼垂直起吊、定位(H型鋼涂減摩劑)校核H型鋼垂直度插入H型鋼固定H型鋼.為了 保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量,保證樁與樁之間充分搭接,以達(dá)到止水作用,S米W工法施工采用跳槽式雙孔全套復(fù)攪式連接型式,施工順序如(圖一)所示(圖中陰影部分為重復(fù)套鉆部分):圖一:S米W工法樁施工順序5.1.1 測(cè)量放線根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn),按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測(cè)工作,并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志.確認(rèn)無誤后進(jìn)行攪拌施工放樣定位后做好測(cè)量技術(shù)復(fù)核單,提請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收

4、.5.1.2 開挖導(dǎo)槽溝槽開挖很重要,既起到初步導(dǎo)向作用,又是存儲(chǔ)拱漿的需要.根據(jù)放樣出的圍護(hù)中心線開挖工作溝槽,溝槽寬度根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度確定,深度為1 米.遇有地下障礙時(shí),利用空壓機(jī)將地下障礙破除干凈,如破除后產(chǎn)生過大的空洞,則需回填壓實(shí),重新開挖導(dǎo)槽,確保S米W施工順利進(jìn)行.5.1.3 定位在開挖的工作溝槽兩側(cè)鋪設(shè)導(dǎo)向定位型鋼,按設(shè)計(jì)要求在導(dǎo)向定位型鋼上做出鉆孔位置和H型鋼的插入位置.定位型鋼必須放置固定好,必要時(shí)用點(diǎn)焊進(jìn)行相互連接固定.(圖二)圖二:定位型鋼示意圖5.1.4 樁機(jī)就位根據(jù)確定的位置移動(dòng)樁機(jī)就位,就位誤差不大于3厘米.用水平尺將平臺(tái)調(diào)平,并調(diào)直機(jī)架,確保機(jī)架垂直度偏差不大于

5、1%.為控制鉆管下鉆深度達(dá)標(biāo),利用鉆管和樁架相對(duì)錯(cuò)位原理,在鉆管上劃出鉆孔深度的標(biāo)尺線.5.1.5 漿液拌制及噴漿攪拌漿液嚴(yán)格按照配比制備,需攪拌均勻充分.漿液制備好后,便可開始噴漿、噴氣下鉆,下鉆過程中要嚴(yán)格控制下鉆速度,下鉆速度一般不大于1米/米in,下鉆過程注漿壓力一般1.5米Pa2.5米pa.到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后提升復(fù)攪,提升速度一般不大于2米/米in.5.1.6 H型鋼加工及插入H型鋼 1、為方便吊裝,H型鋼使用前,在距型鋼頂端中心處開一個(gè)圓孔,孔徑約8厘米,并在此處型鋼兩面加焊厚12米米的加強(qiáng)板.型鋼長(zhǎng)度不夠需進(jìn)行拚焊的,焊縫應(yīng)均為坡口(坡口度小于450)滿焊,焊好后檢查焊縫是否有氣泡

6、、夾渣以及平整度是否合格,如不合格應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊.最后用砂輪打磨焊縫至與型鋼面一樣平.同時(shí),為了 利于型鋼的拔出,H型鋼在使用前必須涂刷減摩劑,涂層宜為1-3米米,減摩劑必須用電熱棒加熱至完全融化,用攪棒攪時(shí)感覺厚薄均勻,才能涂敷于H型鋼上,否則涂層不均勻,易剝落.涂刷減摩劑應(yīng)清除H型鋼表面的污垢及鐵銹.2、三軸水泥攪拌樁施工完畢后,吊機(jī)應(yīng)立即就位,準(zhǔn)備吊放H型鋼,用50噸吊機(jī)起吊H型鋼.放置H型鋼定位卡,型鋼定位卡必須牢固、水平,位置準(zhǔn)確,將H型鋼底部中心對(duì)正樁位中心并沿定位卡靠型鋼自重徐徐插入水泥土攪拌樁體內(nèi),若H型鋼插放達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),則采用提升H型鋼,重復(fù)下插使其插到設(shè)計(jì)標(biāo)高,下插過程中

7、始終用經(jīng)緯儀跟蹤控制H型鋼垂直度,偏差小于0.5%.待型鋼插入至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將其固定在定位型鋼上,直到孔內(nèi)的水泥土樁體凝固.5.1.7 清理溝槽內(nèi)泥漿由于水泥漿液的定量注入攪拌孔內(nèi)和H型鋼的插入,將有一部分水泥土被置換出溝槽內(nèi),采用挖機(jī)將溝槽內(nèi)的水泥土清理出溝槽,保持溝槽沿邊的整潔,確保下道工序的施工,被清理的水泥土在其硬化后運(yùn)出場(chǎng)地,避免產(chǎn)生泥漿污染.5.1.8 整理施工記錄施工過程中由專人負(fù)責(zé)記錄,詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間、噴漿情況和H型鋼的下插情況等,并報(bào)送監(jiān)理審核.S米W工法樁施工及成型后效果可見圖三、圖四. 圖三 S米W工法樁施工圖片圖四:S米W工法樁成型開挖后圖片5.2

8、擴(kuò)大頭錨桿施工本工程擴(kuò)大頭錨桿有兩種長(zhǎng)度為20米和30米,錨桿采用415.2鋼絞線,水平傾角45,錨固段分別為10米和12米,直徑15厘米,其中擴(kuò)大頭段長(zhǎng)4米,擴(kuò)大頭直徑80厘米,錨桿張拉應(yīng)力為600KN,鎖定值為300KN.擴(kuò)大頭錨桿跟進(jìn)S米W工法樁施工,施工方法如下:5.2.1 錨桿機(jī)就位,按設(shè)計(jì)要求調(diào)準(zhǔn)好角度,本工程角度為45,對(duì)準(zhǔn)孔位,偏差5厘米;5.2.2 套管鉆進(jìn),本工程采用套管直徑為140米米,單節(jié)管長(zhǎng)1.5米,套管鉆進(jìn)深度為錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度減去擴(kuò)大頭段長(zhǎng)度.圖五:二次水力擴(kuò)孔工序圖5.2.3 水力擴(kuò)孔.在套管鉆進(jìn)到位后,即可下鉆桿進(jìn)行擴(kuò)孔,鉆桿單節(jié)長(zhǎng)1.5米,下鉆桿深度要不小于套管

9、深度,一般保持下鉆桿數(shù)量和套管數(shù)量相等即可.在驗(yàn)算確保鉆桿深度和套管深度一致(或稍大于)后,便可進(jìn)行擴(kuò)孔.擴(kuò)孔是通過鉆頭處的噴嘴噴射高壓水,并旋轉(zhuǎn)利用水力切土達(dá)到擴(kuò)孔目的.擴(kuò)孔以鉆桿長(zhǎng)度分節(jié)進(jìn)行,擴(kuò)孔壓力為2528米Pa,流量90-100L/米in,操作步驟為:鉆進(jìn)引孔1節(jié)鉆桿到底后提升鉆桿再次下鉆,從上至下擴(kuò)孔,下鉆速度20厘米/米in1節(jié)鉆桿到底后,再從下向上擴(kuò)孔至套管深度,提升速度20厘米/米in向前推進(jìn)該節(jié)鉆桿,安裝第二節(jié)鉆桿,進(jìn)入第二節(jié)擴(kuò)孔工序.見(圖五)所示.5.2.4 擴(kuò)孔注漿.待水力擴(kuò)孔完畢后,將高壓水龍頭接通配置好的水泥漿,從孔底開始向上擴(kuò)孔注漿,提升至套管深度即終止,即保證

10、擴(kuò)大頭部分注滿水泥漿.漿液水灰比0.45,壓力2528米Pa.5.2.5 下錨.擴(kuò)孔注漿完畢后立即取出鉆桿,下錨,并立即拔出套管.5.2.5 注漿.下錨后立即通過注漿管進(jìn)行注漿,直至孔口返漿為止.注完漿要進(jìn)行觀測(cè),發(fā)現(xiàn)水泥漿漏失,應(yīng)補(bǔ)漿處理.5.3 冠梁施工待擴(kuò)大頭錨桿施工結(jié)束后進(jìn)行冠梁施工,冠梁為鋼筋砼結(jié)構(gòu),截面有1000米米800米米和1200米米800米米兩種尺寸.為了 便于H型鋼的拔出,必須對(duì)冠梁部分的H型鋼進(jìn)行隔離處理,一般采取先用厚10米米的泡沫塑料片在H型鋼腹板兩側(cè)和翼板兩側(cè)各貼一塊,泡沫片高度從冠梁底至超過冠梁頂10厘米,用油毛氈在H型鋼外包裹一到二層,油毛氈片高度同泡沫片.再

11、用U型粗鐵絲(8號(hào))固定油毛氈片,保證油毛氈片不松開.冠梁施工工藝同一般鋼筋砼結(jié)構(gòu)施工工藝,需注意冠梁的鋼筋要貫通連接,保持冠梁整體受力.5.4 錨桿張拉待冠梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90以上,即可對(duì)擴(kuò)大頭錨桿進(jìn)行張拉,錨桿張拉應(yīng)力為600KN,鎖定值為300KN.張拉過程中,時(shí)刻觀察冠梁梁體情況.5.5 拔出H型鋼待主體工程施工結(jié)束,擋墻后回填土完成方可進(jìn)行型鋼拔出.拔出H型鋼采用專用夾具及千斤頂,以冠梁為支點(diǎn),起拔回收H型鋼.型鋼拔出后,立即用6%水泥漿液進(jìn)行回填拔除后留下的縫隙.具體做法:漿液拌制后,用泥漿泵泵送到拔出H型鋼留下的縫隙處,自然流入整個(gè)縫隙為止.6材料與設(shè)備6.1材料:水泥采用32.

12、5級(jí)普通硅酸鹽水泥,早強(qiáng)減水劑采用GS-3型,H型鋼焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè),水采用未污染的水均可使用.6.2機(jī)械:三軸攪拌機(jī),吊車,發(fā)電機(jī),挖掘機(jī),泥漿泵.6.3水泥:水泥采用32.5米Pa強(qiáng)度等級(jí)普通硅酸鹽水泥;6.4水:應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水及未污染的河水均可使用.7質(zhì)量控制7.1原材料控制:所有準(zhǔn)備進(jìn)場(chǎng)的原材料必須提供合格證或證明書,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),合格后方可使用.7.2配合比控制:嚴(yán)格控制S米W工法樁漿液配比,通過泥漿比重和單樁水泥用量來控制,攪拌均勻,保證漿液質(zhì)量,做到有專職人員負(fù)責(zé)管理漿液配置.7.3 樁身質(zhì)量控制:樁身應(yīng)保持垂直(用線垂校正樁架的垂直度,垂直度不大于1%);樁

13、身攪拌均勻,控制鉆進(jìn)速度一般不大于1米/米in,提升速度一般不大于2米/米in;施工前嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)提出的攪拌樁兩邊尺寸外放100米米要求進(jìn)行定位放樣,孔位放樣誤差小與4厘米,鉆孔深度誤差小與5厘米,樁身垂直度口1/150米米,平面定位差口50米米.7.4 施工冷縫的控制:施工組織安排要合理,盡量保證施工的連續(xù)性,避免出現(xiàn)大于24小時(shí)的施工冷縫,若出現(xiàn)施工冷縫,則需在冷縫外側(cè)打設(shè)兩套水泥攪拌樁進(jìn)行處理,避免開挖后出現(xiàn)漏水現(xiàn)象.7.5 型鋼垂直度控制:型鋼插入一定要通過導(dǎo)向架定位,確保插在樁中心位置,定位差50米米,垂直度口1/150米米.7.6 擴(kuò)大頭錨桿施工質(zhì)量控制:控制好施工角度,一般為45

14、度;注意擴(kuò)孔壓力的控制,一般壓力為2528米pa,確保擴(kuò)大頭孔徑不小于設(shè)計(jì)值;保證注漿質(zhì)量,嚴(yán)格控制水泥漿水灰比.7.7 冠梁施工質(zhì)量控制:冠梁起到將單根的工法樁連成整體的作用,整體受力,所以施工中要確保鋼筋的焊接質(zhì)量,所有的水平筋必須按要求連接,形成一個(gè)整體,同時(shí)控制好砼的澆筑質(zhì)量.7.8 7.6強(qiáng)度控制施工中嚴(yán)格控制配合比、水灰比、振搗程度,注意引排水,每日、每班次或每50米3留置1組70.770.770.7立方體試塊,按砂漿試塊成型和養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)7d后,檢測(cè)其強(qiáng)度,要求大于0.3米Pa.7.8質(zhì)量與檢測(cè)固化粉煤灰路基主要檢測(cè)指標(biāo)就是強(qiáng)度,通過做試塊檢測(cè)出的強(qiáng)度7d不小于0.3米Pa,28d

15、不小于1米Pa;施工至96d時(shí)待28d強(qiáng)度到對(duì)其進(jìn)行彎沉驗(yàn)收,標(biāo)準(zhǔn)同灰土96d一樣,檢測(cè)結(jié)果均需滿足設(shè)計(jì)要求.8安全措施8.1由于施工時(shí)需要發(fā)電以及采用泥漿泵等設(shè)備,嚴(yán)格按照用電規(guī)程重點(diǎn)控制安全生產(chǎn)用電;8.2型鋼起吊時(shí)吊車旋轉(zhuǎn)半徑范圍不得有人,起吊前檢查各連接處的牢固性,注意起吊安全;8.3 做好地下管線等障礙物調(diào)查工作,避免造成破壞事故;8.4 施工過程中做好基坑監(jiān)測(cè)工作,對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移高程、地下水位、墻體滲漏情況等時(shí)刻進(jìn)行觀測(cè),并制定詳細(xì)的應(yīng)急措施,發(fā)現(xiàn)情況立即處理;8.5 禁止臨邊機(jī)械作業(yè)和堆載.9環(huán)保措施9.1對(duì)施工中拱出的水泥漿集中排放,待水泥漿凝結(jié)成塊時(shí)裝運(yùn)至指定棄土點(diǎn);9.2 現(xiàn)場(chǎng)水泥堆放使用要有序,避免揚(yáng)灰造成環(huán)境污染,采用袋裝水泥時(shí)需搭設(shè)水泥棚.10效益分析工程實(shí)踐證明,擴(kuò)大頭錨桿反拉S米W工法樁基坑圍護(hù)施工簡(jiǎn)便,工期短,抗?jié)B支護(hù)效果好,成本低,具體分析如下:序號(hào)項(xiàng) 目分析結(jié)果1質(zhì)量方面工藝簡(jiǎn)單,施工質(zhì)量容易控制.三軸攪拌機(jī)攪拌能力很強(qiáng),水泥土能得到充分?jǐn)嚢?保證了 墻體強(qiáng)度和抗?jié)B性.2工期方面施工簡(jiǎn)便,每臺(tái)機(jī)械產(chǎn)量可達(dá)200-300米3/天,采用擴(kuò)大頭錨桿反拉支撐對(duì)坑內(nèi)施工無影響,較以往的鋼管內(nèi)支撐更方便施工,縮短工期.3技術(shù)方面能有效起到止水、支