淺談鉆孔咬合樁的施工及質量控制

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鉆孔咬合樁作為一種新型的深基坑圍護結構,在我國得到了廣泛的應用和推廣。本文結合工程實踐,分析了鉆孔咬合樁的工藝原理,分析了施工中的關鍵環(huán)節(jié)的質量控制要點,并提出了特殊情況下的應急處理。實踐證明,只要事先對施工原理、要點及可能發(fā)生的特殊情況進行全面考慮和預防,鉆孔咬合樁在沿海地區(qū)地質條件下應用還是可以取得比較理想的效果。

關鍵詞:咬合樁;原理;質量控制;應急處理

鉆孔咬合樁是當前建筑施工領域中一種新型的深基坑圍護結構,采用全套管施工,樁與樁之間排列緊密且相鄰排樁間部分樁周相嵌,相互咬合。與以往人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻相比,鉆孔咬合樁具有造價低、施工相對容易、防滲性能高、環(huán)境污染小且安全風險低等獨特的優(yōu)點,適用性非常強。

1 工程概況

擬建工程征地面積為16620.5㎡,總建筑面積為56208.3㎡,其地上建筑面積44168.8㎡,地下建筑面積12039.5㎡,主要由26F和35F兩棟高層(1#、2#樓)住宅樓及其配套商業(yè)樓、物業(yè)管理用房、高壓配電房及門衛(wèi)等組成,該項目東側為湖前河(距離13m),有駁岸,南側為道路(距離10m),有煤氣、自來水、通信管線,西側為怡景小區(qū)住宅樓(距離9m),有雨水、污水管線,北側為鐵路(距離15m)。有路基和鐵軌,住宅樓、堆放的材料都對基坑產生額外的荷載,且基坑邊北側鐵路是重大的潛在不安全因素其中1#和2#住宅樓下部設二層滿堂地下室,地下室高度約為9.10~9.30m,建筑物最大高度約為98.30m,地下開外深度最大達10.2m。
根據地質勘探結果顯示,場地巖土層巖性及分布情況自上而下地層依次為:①雜填土、②粉質粘土、③層淤泥質土、④層粉質粘土、⑤層卵石、⑥層礫砂、⑦層全風化花崗巖、⑧層強風化花崗巖、⑨層中風化花崗巖。地下室底板在⑤層卵石層。③層淤泥質土含水量較高、土質松軟,因此為了盡量減小土體變形、避免開挖面失穩(wěn),本工程中采用鉆孔咬合樁+水平內支撐的圍護結構,鉆孔咬合樁樁徑1.0m,間距0.8m,咬合部分最大厚度為0.2m,灌注樁砼采用水下C30(止水樁為C15),坍落度為18~22cm。

2 鉆孔咬合樁施工工藝原理

鉆孔咬合樁施工一般采用全套管鉆機,同時配備一臺50t起重機進行。其施工工藝原理是在相鄰的混凝土樁身互相切割相嵌而形成的具有防滲連續(xù)擋土支護結構。1為了方便混凝土的切割,咬合樁的排列方式一般采用一條超緩混凝土(A樁)和一條鋼筋混凝土樁(B樁)間隔布置,成孔順序為先A樁后B樁。A樁采用超緩凝混凝土。B樁的施工必須在A樁混凝土初凝之前完成,施工時利用套管鉆機切割掉與A樁重疊的混凝土,從而實現樁與樁之間的咬合。

3 鉆孔咬合樁施工中關鍵環(huán)節(jié)的質量控制

鉆孔咬合樁施工工藝流程為:場地平整→測放樁位→樁頂導墻施工→吊裝安放套管→套管鉆機就位對中→抓斗取土,套管鉆進→孔深和垂直度測量→清孔→B樁吊放鋼筋籠→安裝混凝土導管→混凝土澆筑→回樁填孔→樁機移位。在施工中不僅應嚴格執(zhí)行每一道工序,做好施工資料的收集和對比,也應明確施工中的關鍵環(huán)節(jié)所在,并在施工中進行良好的質量控制以保證工程質量。雄安隔震支座廠家www.62yt.com、北京隔震支座廠家www.phe-supershop.cn、山西減隔震網www.n590.com、聚氨酯密封網www.ju3n.com、水輪機密封網www.ml21.com、密封無憂網www.mf5u.com、空氣圍帶mfj.go-we.com
3.1導墻施工的質量控制
導墻施工是鉆孔咬合樁施工的第一步,主要目的在于保證咬合樁定位的精準性、確保鉆孔平穩(wěn)。施工前應根據施工設計和鉆機尺寸的要求,在樁頂設計混凝土導墻,導墻上定位孔直徑比樁大20mm,孔口定位誤差允許值:q=±10mm。2施工中的注意事項有:平整場地; 場地平整萬之后根據設計圖紙測放樁位;樁位放樣線符合要求后人工進行導槽開挖,之后將中心線引入溝槽下,確保導墻中心線無誤,并控制模板施工。導槽施工結束后依次進行鋼筋綁扎、模板施工、混凝土澆筑施工?;炷翝仓?2h內覆蓋并進行養(yǎng)護,拆模時立即架設2道支撐,避免導墻失穩(wěn)。為避免導墻受壓變形,禁止在導墻上放置重物。
3.2 單樁施工的質量控制
導墻施工完畢之后,導墻中心誤差定位不超過20mm,強度達到預設要求之后,定位排樁中心,將套管鉆機抱管器中心對準導墻孔位中心。對位之后安裝第一節(jié)套管(長度6~8m),用抓斗加壓下切從套管內取土,邊取土邊下壓套管,施工中要準確計算套管入土深度,確保入土深度至少比設計孔深大20cm。第一節(jié)套管全部壓入土中之后,及時清除孔底殘渣。為了保證樁底有足夠的咬合量,還須檢測成孔垂直度,主要有地面監(jiān)測和測環(huán)檢查這2種方式。地面監(jiān)測是對位于地面以上的套管外壁進行垂直度檢查,可以在地面選擇兩個相互垂直的方向,用線錘或測斜儀進行校核,并使用互相垂直的兩臺經緯儀復核,發(fā)現偏差及時糾正。每節(jié)套管壓完之后,要注意暫停施工,用測環(huán)對孔內垂直度進行檢查,檢測合格后將則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)施工。樁與樁之間的咬合厚度依據樁的長短來選取,樁越長,咬合厚度應越大。
3.3超緩混凝土的質量控制
超緩凝混凝土的質量控制是鉆孔咬合樁施工中尤為重要的部分,它不僅對緩凝時間有要求,對混凝土的后期強度、坍落度等也有嚴格的要求。
3.3.1 緩凝時間要求
第一序樁混凝土緩凝時間應該根據施工工序所要求的時間來確定,同時與施氣候、地質條件、樁長、樁徑等有直接的關系。計算時可以參考以下公式:
T=3t+k
式中,T為第一序樁混凝土緩凝時間,t為單樁成樁所需時間,k為預留時間(24h)。從工程經驗來看,為保證A樁的緩凝效果,保證兩樁的澆筑質量,素混凝土初凝時間應≥60h,終凝時間≥72h,3d強度≤3MPa,28d強度應達到設計要求。本工程由于工程需要,單樁成樁時間t為13h,由上述公式可以計算出,超緩混凝土緩凝時間需要達到63h以上。
3.3.2超緩混凝土配置和澆筑要點
工程中采用的超緩混凝土應協(xié)同廠家、施工方、監(jiān)理方三方參與進行試配。同時對混凝土的粘聚性、坍落度、抗壓強度等進行計算,確保到場的集料、水泥、緩凝減水劑等材料符合要求,堅決拒絕使用不符合要求的超緩凝混凝土。配置時,首先應擇確定所需材料如緩凝減水劑、摻和料的用量,其次是選擇水泥品種、強度等級、粗細骨料的級配與砂率、水灰比等。最后,充分攪拌混凝土,避免由于混凝土砂率過高或過低導致混凝土和易性發(fā)生改變。澆筑時應邊澆筑邊拔管,保證套管底低于混凝土面2.5m以上,直至達至設計標高。
3.4 鋼筋籠的加工及吊裝環(huán)節(jié)的質量控制
鋼筋籠制作嚴格按照相關規(guī)范和設計要求來進行,重點檢查長度、規(guī)格、間距、焊縫、直徑等指標。籠體要求完整牢固,并設置加強箍預防在運輸中和吊放中產生變形。底部應做30°角的收口,以便順利入孔。3同時底部設置鋼筋圓片,避免鋼筋籠上浮。吊裝前檢查鋼筋籠質量,觀察是否有內外側之分,不得放反方向。確認完后采用50t起重機進行吊裝,逐點下放。下放中,應吊直扶穩(wěn)鋼筋籠,對準孔位緩慢下沉,避免搖晃。

4 施工中特殊情況的應急處理

由于特殊的地質條件和水文環(huán)境,沿海地區(qū)地下水分布位置和水量有所差異。為確保施工順利進行,應密切監(jiān)測基坑數據,遇到一些特殊情況及時進行科學判斷和處理,常見的情況主要有:
4.1 垂直度偏差過大
樁的垂直度應控制在<0.3%。4在施工過程中如果發(fā)現垂直度偏差過大,需要進行糾偏。如果套管下壓入土5m以下發(fā)現偏移,可利用鉆機直接糾偏,也可向套筒內填砂或混凝土,邊填邊把向上拔升套管直至上一次合格的位置重新調直套管。
4.2管涌
管涌的產生主要有兩種情況。其一: B樁的施工是A樁混凝土初凝前進行,由于這時候A樁混凝土尚未凝固,施工中混凝土有可能通過兩樁相交的區(qū)域用于B樁內,產生管涌現象。成空中應注意觀察相鄰兩樁的頂面,如發(fā)現A樁下沉應立即下壓套管停止施工,同時向B樁填土或注水,以阻止混凝土流動。其二:施工地面以下含有砂層,含水量高,套管剛壓入砂層時容易產生管涌。施工中應隨時觀察孔內情況,盡量把套管壓入砂層2~4m。管涌發(fā)生時,需向孔內注水。
4.3 事故樁
在施工時常常出現“抱管”現象,這是由于成樁之后提拔套管阻力過大,鉆機旋轉回拔,但套管與外側土的摩擦力大于設備的起拔力,導致鋼筋籠扭轉。因此,應增加設備的起拔力,小角度晃動起拔,避免全周旋轉套管。 施工時如果樁體出現缺損,則需要在開挖前進行補強,一般是在事故樁坑外位置增加背樁補強,不同的樁位和補強方法應根據施工設計來進行。隔震支座gz.go-we.com、四川隔震支座廠家www.b2p2.com、海南隔震支座www.20pr.com、新疆隔震支持www.ai3p.com、云南隔震支座廠家www.9w9x.com

5 小結

作為一種新型的基坑圍護結構,鉆孔咬合樁已經在我國建筑工程領域得到了廣泛的應用和推廣。該工法不僅可以保護建筑安全和周邊環(huán)境,也能實現良好的經濟效益。鉆孔咬合樁造價經濟,成樁垂直精度高,施工中由于采用全套管護壁,樁與樁之間在緩凝前咬合結成一體,終凝之后抗?jié)B能力強,可以有效預防管涌現象的產生,也很好地實現了支護、承重、止水的效果,適用于沿海地區(qū)地質條件下的地下工程施工。本工程的實踐也證明,盡管在施工過程中鉆孔咬合樁可能出現一些常見的特殊情況,但只要在設計時全面考慮到施工時的可能發(fā)生的特殊情況,加強對施工中關鍵環(huán)節(jié)的質量控制,應用鉆孔咬合樁進行施工還是可以取得理想的效果。

參考文獻:
1,中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.YB 9258-97建筑基坑工程技術規(guī)范[S].北京:中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部,1997.
2,劉建航.侯學淵.基坑工程手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.
3,劉勇 等.超緩凝大摻量礦物摻合料混凝土的配制及在鉆孔咬合樁中的應用[J],建筑施工,2014(11).
4,李金鎖.地鐵深基坑施工全套管鉆機鉆孔咬合樁的應用[J].施工技術,2014(03).

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