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摘要:本文是笔者结合多年工作经验,以及工程案例,主要针对案例中的基坑工程施工技术做出了简要阐述,以供参考。
关键词:基坑;钻孔灌注桩;施工技术
1工程概况
某工程项目由4幢11层、2幢10层、1幢12层高层建筑及一层地下室组成,总建筑面积约86867㎡,地上面积约64271 m2,地下室面积约22595m2,结构形式为框架结构,地下室层高车库部分3.4m,住宅部分4.85m,底板厚350㎜,顶板厚350㎜,基坑长约235m,宽120m,总挖土量约为12万m³,工程桩采用Ф600、Ф800、Ф1000钻孔灌注桩。
2地质概况
1、场地地层结构及特征
拟建场地地貌单元属冲湖积平原,类型简单,地形较平缓。勘察期间,场地现状为空地,地势较平坦。地层土质分部如下:
①杂填土全场分布。
②层粉质粘土大部分布。
③层淤泥质粘土全场分布。
④-1层粘土局部分布。
④-2层粉质粘土大部分布。
④-3层粘土夹粉质粘土全场分布。
④-3’層粘土仅见于场地东南侧。
④-4层粉质粘土全场分布。
⑤层砾砂大部分布。
⑥-1层强风化沉凝灰岩仅在部分孔处分布。
⑥-2层中风化沉凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑦-1层全风化凝灰岩仅在部分孔处分布。
⑦-2层强风化凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑦-3层中风化凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑧-1层全风化泥质粉砂岩广泛分布于场地东侧。
⑧-2层强风化泥质粉砂岩广泛分布于场地东侧。
⑧-3层中风化泥质粉砂岩仅在场地东北侧分布。
3基坑总体施工顺序
整平场地,清除障碍物,施工钻孔灌注桩和水泥搅拌桩 布置测斜管、沉降监测点等 待围护桩强度达到设计强度的80%以后,挖自然地面土体至冠梁及支撑梁底标高(从自然地面2.5m~冠梁底标高1.9m,支撑面整块开挖) 设冠梁、支撑梁及出土平台 修基坑外侧土体至设计标高,设坡面及地表混凝土面层,并设好地表排水沟及集水井 冠梁及支撑梁施工、养护(同步布置监测点) 待支撑和冠梁强度达到设计强度的80%以后,分批、分层、对称、均匀开挖土体至基础底板、承台垫层底标高(中心圆环处土体随挖随小,距离垫层底300mm处采用人工修底) 底板底垫层土方、地梁及承台位置人工开挖并应跳挖,边开挖土体边施工垫层,并设好坑底集中排水 浇筑基础承台、地梁及底板,传力带施工,按要求完成换撑措施 待换撑构件达到规定强度后拆除第一道支撑 地下室主体结构向上施工 地下室外防水与保护层施工 分层回填夯实 上部主体施工。
4钻孔灌注桩施工
钻孔灌注桩排桩采用跳打法施工(搅拌桩先施工),相邻桩混凝土达到一定强度后,方可进行另一根桩施工。围护钻孔灌注桩Ф600@900, 主筋Ф182022, Ф8@200螺旋箍,Ф14@2000加强箍,共846根。
4.1测量放线定位
测放出各桩桩位,拼装好桩架就位。根据预先测设的测量控制网(点),定出各桩位中心点。以双向十字线控制桩中心。开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化,以保证孔位的正确。
4.2成孔
成孔采用钻机钻进成孔,泥浆护壁、泥浆循环出碴。
在钻孔过程中要根据土层情况合理调节泥浆的比重:(1)在粘性土中成孔时应注入清水,以原土造浆护壁,循环泥浆比重应控制在1.1~1.3。(2)在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,采用制备泥浆或在孔中投入泥团造浆,泥浆比重应控制在1.1~1.3;在淤泥层成孔时,由于淤泥本身也有一定的造浆能力,泥浆比重应适当调小;在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,加大泥浆比重至1.3~1.5。依据土层情况,控制钻进速度,在淤泥层土质中,速度一般不宜大于1m/min。在松散的砂层中,钻进速度不宜超过3.0/h;成孔过程对垂直度要进行控制,其措施是:①场地必须平整,以便钻机安放平稳;②对不同的地层采用相应的钻进速度;③经常检查钻孔的倾斜度。
成孔施工要以地质资料为指导,对于施工中出现的各种问题,要判断正确,处理及时,若发生斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉降等情况应停止钻进,经采取下列措施后,再继续施工。①当钻孔倾斜时,可往复扫孔修正,如纠正无效,应在孔内回填粘土至偏孔处上部0.5m,再重新钻进;②钻进中如遇塌孔,应立即停钻,并回填粘土使孔壁稳定后再钻;③护筒周围漏浆可用稻草拌黄泥堵塞漏洞。
若成孔施工中遇到地质情况较复杂,夹层多或风化不均匀或有旧基础、孤石等地下障碍物,钻机成孔较困难,就采用我司设计的冲击钻机进行成孔,保证成孔工作顺利进行。
4.3泥浆系统及泥浆处理
沿基坑内侧每隔40m设一个泥浆池,共20个,每个泥浆池分别设置沉淀池、循环池、储浆池。桩孔内泥浆与池内泥浆主要通过泥浆泵进行循环。废浆通过泥浆沟排到沉渣池内。
拌制泥浆选用优质粘土或膨润土,经分离处理后的废渣,通过密闭的专用汽车外运。施工中做到泥浆不外溢,严禁将废浆直接排入场地周边的下水道或河道。
泥浆指标控制在:比重粘度18~22,含砂率不大于8%,胶体率不小于90%。
4.4清孔
清孔应按下列规定进行:
(1)对以原土造浆的钻孔,钻到设计深度后,可使钻头空转不进尺,循环换浆,清孔后距孔底外0.2~1m处的泥浆比重应控制在1.l左右;
(2)对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层,清孔后孔底泥浆的比重宜为1.15~1.25;
(3)清孔结束时,除应按一、二款的要求测定孔底泥浆的比重外,尚应测定含砂率及其粘度。清孔后孔底泥浆的含砂率应≤10%,粘度应≤28s;
(4)在灌注水下混凝土前必须复测沉碴厚度,沉碴超过规定者必须重新清孔,合格后方可灌注水下混凝土;
(5)桩垂直度允许偏0.5%,桩径允许偏差:不少于设计桩径30mm;不大于设计桩径50mm。
4.5钢筋笼的制作与安装
①、钢筋笼制作
根据配筋图制作钢筋笼,按桩孔深度分段制作。要确保钢筋的位置、间距及根数的准确。主筋的焊接应互相错开,35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。钢筋笼的保护层用预制砼垫块或环形钢筋来处理。
②、钢筋笼的吊装
在钢筋笼加工场地分段制作完成并验收合格后的钢筋笼,吊放上平板车运至孔口,用吊机将钢筋笼吊放入孔内。两段钢筋笼连接时采用单面焊,焊接长度为10d。
4.6水下混凝土浇注
(1)水下混凝土灌注应符合下列规定:
①、水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性,其配合比应通过试验确定,坍落宜为160~200mm(以孔口检验的指标为准),每立方米混凝土中的水泥用量不少于360kg。
②、细骨料宜选用级配良好的中至粗砂,混凝土拌和物中的砂率一般控制在40~50%;
③、粗骨料宜选用卵石或碎石,其粒径不得大于40mm,有条件时可采用二级配:
④、水下混凝土宜掺外加剂。现场制作的混凝土的初凝时间不得少于2h:预拌混凝土的初凝时间应视交通情况而定,宜从最不利的情况考虑控制缓凝时间;
⑤、配合比的设计强度应比设计要求的强度高配一级。
(2)导管的构造和使用应符合下列要求:
①、导管壁厚不宜少于3mm,直径宜为200~250mm,直径制作偏差不得超过2mm,宜采用无缝钢管制作。导管的分长度应按工艺要求确定。两管之间可用法兰头、穿绳接头或双螺纹方扣快速接头连接,底管长度不宜小于4m;
②、为避免提升导管时法兰挂住钢筋笼,应设置锥形护罩,或采用加焊三角形板等有效措施:
③、导管使用前应试拼试压,试压压力一般为0.6~1.OMPa。
(3)灌注水下混凝土应遵守下列规定:
①、开始灌注时,隔水栓吊放的位置应临近泥浆面,导管底端到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为宜,一般为0.3~0.5m:
②、开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深底的混凝土储存量;
③、混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h,每根桩的灌注时间不得超过下列规定:
灌注量在10m3以内:≤2h;
灌注量在10~20m3以内:≤3h;
灌注量在20~30m3以内:≤4h;
灌注量在30~40m3以内:≤5h;
灌注量>40m3者不得超过6h。
④、随着混凝土的上升,要适时提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持2~4m,不宜大于6m,并不得小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面,避免造成断桩;
⑤、在水下混凝土灌注过程中,应有专人测量导管理深,填写好水下混凝土灌注记录表;
⑥、水下混凝土的灌注应连续进行,不得中断。因此,灌注前应有严密的施工组织设计及辅助设施,一旦发生机具故障或停电停水以及导管堵塞进水等事故时,应立即采取有效措施,并同时作好记录;
⑦、提升导管时应避免碰挂钢筋笼。当混凝土面接近钢筋笼底时,应严格控制导管的埋管深度不要过深,当混凝土面上升到钢筋笼内3~4m,再提升导管,使导管底瑞高于钢筋笼底端,以防钢筋笼上浮。
(3)应控制最后一次混凝土的灌注量,不使桩顶超高或偏低过多。一般应控制在设计桩顶标高以上约0.5m。
(4)灌注混凝土时,每根桩的留置试决不得少于一组。
结束语:
目前该工程已完工,并且通过严格的质量验收后交付甲方使用,通过一段时间的运营养护管理,没有发现任何工程质量问题,成为该区域的标志性工程,从而得到甲方和当地人民群众的一致好评。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:基坑;钻孔灌注桩;施工技术
1工程概况
某工程项目由4幢11层、2幢10层、1幢12层高层建筑及一层地下室组成,总建筑面积约86867㎡,地上面积约64271 m2,地下室面积约22595m2,结构形式为框架结构,地下室层高车库部分3.4m,住宅部分4.85m,底板厚350㎜,顶板厚350㎜,基坑长约235m,宽120m,总挖土量约为12万m³,工程桩采用Ф600、Ф800、Ф1000钻孔灌注桩。
2地质概况
1、场地地层结构及特征
拟建场地地貌单元属冲湖积平原,类型简单,地形较平缓。勘察期间,场地现状为空地,地势较平坦。地层土质分部如下:
①杂填土全场分布。
②层粉质粘土大部分布。
③层淤泥质粘土全场分布。
④-1层粘土局部分布。
④-2层粉质粘土大部分布。
④-3层粘土夹粉质粘土全场分布。
④-3’層粘土仅见于场地东南侧。
④-4层粉质粘土全场分布。
⑤层砾砂大部分布。
⑥-1层强风化沉凝灰岩仅在部分孔处分布。
⑥-2层中风化沉凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑦-1层全风化凝灰岩仅在部分孔处分布。
⑦-2层强风化凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑦-3层中风化凝灰岩仅在部分等孔处分布。
⑧-1层全风化泥质粉砂岩广泛分布于场地东侧。
⑧-2层强风化泥质粉砂岩广泛分布于场地东侧。
⑧-3层中风化泥质粉砂岩仅在场地东北侧分布。
3基坑总体施工顺序
整平场地,清除障碍物,施工钻孔灌注桩和水泥搅拌桩 布置测斜管、沉降监测点等 待围护桩强度达到设计强度的80%以后,挖自然地面土体至冠梁及支撑梁底标高(从自然地面2.5m~冠梁底标高1.9m,支撑面整块开挖) 设冠梁、支撑梁及出土平台 修基坑外侧土体至设计标高,设坡面及地表混凝土面层,并设好地表排水沟及集水井 冠梁及支撑梁施工、养护(同步布置监测点) 待支撑和冠梁强度达到设计强度的80%以后,分批、分层、对称、均匀开挖土体至基础底板、承台垫层底标高(中心圆环处土体随挖随小,距离垫层底300mm处采用人工修底) 底板底垫层土方、地梁及承台位置人工开挖并应跳挖,边开挖土体边施工垫层,并设好坑底集中排水 浇筑基础承台、地梁及底板,传力带施工,按要求完成换撑措施 待换撑构件达到规定强度后拆除第一道支撑 地下室主体结构向上施工 地下室外防水与保护层施工 分层回填夯实 上部主体施工。
4钻孔灌注桩施工
钻孔灌注桩排桩采用跳打法施工(搅拌桩先施工),相邻桩混凝土达到一定强度后,方可进行另一根桩施工。围护钻孔灌注桩Ф600@900, 主筋Ф182022, Ф8@200螺旋箍,Ф14@2000加强箍,共846根。
4.1测量放线定位
测放出各桩桩位,拼装好桩架就位。根据预先测设的测量控制网(点),定出各桩位中心点。以双向十字线控制桩中心。开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化,以保证孔位的正确。
4.2成孔
成孔采用钻机钻进成孔,泥浆护壁、泥浆循环出碴。
在钻孔过程中要根据土层情况合理调节泥浆的比重:(1)在粘性土中成孔时应注入清水,以原土造浆护壁,循环泥浆比重应控制在1.1~1.3。(2)在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,采用制备泥浆或在孔中投入泥团造浆,泥浆比重应控制在1.1~1.3;在淤泥层成孔时,由于淤泥本身也有一定的造浆能力,泥浆比重应适当调小;在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,加大泥浆比重至1.3~1.5。依据土层情况,控制钻进速度,在淤泥层土质中,速度一般不宜大于1m/min。在松散的砂层中,钻进速度不宜超过3.0/h;成孔过程对垂直度要进行控制,其措施是:①场地必须平整,以便钻机安放平稳;②对不同的地层采用相应的钻进速度;③经常检查钻孔的倾斜度。
成孔施工要以地质资料为指导,对于施工中出现的各种问题,要判断正确,处理及时,若发生斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉降等情况应停止钻进,经采取下列措施后,再继续施工。①当钻孔倾斜时,可往复扫孔修正,如纠正无效,应在孔内回填粘土至偏孔处上部0.5m,再重新钻进;②钻进中如遇塌孔,应立即停钻,并回填粘土使孔壁稳定后再钻;③护筒周围漏浆可用稻草拌黄泥堵塞漏洞。
若成孔施工中遇到地质情况较复杂,夹层多或风化不均匀或有旧基础、孤石等地下障碍物,钻机成孔较困难,就采用我司设计的冲击钻机进行成孔,保证成孔工作顺利进行。
4.3泥浆系统及泥浆处理
沿基坑内侧每隔40m设一个泥浆池,共20个,每个泥浆池分别设置沉淀池、循环池、储浆池。桩孔内泥浆与池内泥浆主要通过泥浆泵进行循环。废浆通过泥浆沟排到沉渣池内。
拌制泥浆选用优质粘土或膨润土,经分离处理后的废渣,通过密闭的专用汽车外运。施工中做到泥浆不外溢,严禁将废浆直接排入场地周边的下水道或河道。
泥浆指标控制在:比重粘度18~22,含砂率不大于8%,胶体率不小于90%。
4.4清孔
清孔应按下列规定进行:
(1)对以原土造浆的钻孔,钻到设计深度后,可使钻头空转不进尺,循环换浆,清孔后距孔底外0.2~1m处的泥浆比重应控制在1.l左右;
(2)对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层,清孔后孔底泥浆的比重宜为1.15~1.25;
(3)清孔结束时,除应按一、二款的要求测定孔底泥浆的比重外,尚应测定含砂率及其粘度。清孔后孔底泥浆的含砂率应≤10%,粘度应≤28s;
(4)在灌注水下混凝土前必须复测沉碴厚度,沉碴超过规定者必须重新清孔,合格后方可灌注水下混凝土;
(5)桩垂直度允许偏0.5%,桩径允许偏差:不少于设计桩径30mm;不大于设计桩径50mm。
4.5钢筋笼的制作与安装
①、钢筋笼制作
根据配筋图制作钢筋笼,按桩孔深度分段制作。要确保钢筋的位置、间距及根数的准确。主筋的焊接应互相错开,35倍钢筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。钢筋笼的保护层用预制砼垫块或环形钢筋来处理。
②、钢筋笼的吊装
在钢筋笼加工场地分段制作完成并验收合格后的钢筋笼,吊放上平板车运至孔口,用吊机将钢筋笼吊放入孔内。两段钢筋笼连接时采用单面焊,焊接长度为10d。
4.6水下混凝土浇注
(1)水下混凝土灌注应符合下列规定:
①、水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性,其配合比应通过试验确定,坍落宜为160~200mm(以孔口检验的指标为准),每立方米混凝土中的水泥用量不少于360kg。
②、细骨料宜选用级配良好的中至粗砂,混凝土拌和物中的砂率一般控制在40~50%;
③、粗骨料宜选用卵石或碎石,其粒径不得大于40mm,有条件时可采用二级配:
④、水下混凝土宜掺外加剂。现场制作的混凝土的初凝时间不得少于2h:预拌混凝土的初凝时间应视交通情况而定,宜从最不利的情况考虑控制缓凝时间;
⑤、配合比的设计强度应比设计要求的强度高配一级。
(2)导管的构造和使用应符合下列要求:
①、导管壁厚不宜少于3mm,直径宜为200~250mm,直径制作偏差不得超过2mm,宜采用无缝钢管制作。导管的分长度应按工艺要求确定。两管之间可用法兰头、穿绳接头或双螺纹方扣快速接头连接,底管长度不宜小于4m;
②、为避免提升导管时法兰挂住钢筋笼,应设置锥形护罩,或采用加焊三角形板等有效措施:
③、导管使用前应试拼试压,试压压力一般为0.6~1.OMPa。
(3)灌注水下混凝土应遵守下列规定:
①、开始灌注时,隔水栓吊放的位置应临近泥浆面,导管底端到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为宜,一般为0.3~0.5m:
②、开灌前储料斗内必须有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深底的混凝土储存量;
③、混凝土灌注的上升速度不得小于2m/h,每根桩的灌注时间不得超过下列规定:
灌注量在10m3以内:≤2h;
灌注量在10~20m3以内:≤3h;
灌注量在20~30m3以内:≤4h;
灌注量在30~40m3以内:≤5h;
灌注量>40m3者不得超过6h。
④、随着混凝土的上升,要适时提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持2~4m,不宜大于6m,并不得小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面,避免造成断桩;
⑤、在水下混凝土灌注过程中,应有专人测量导管理深,填写好水下混凝土灌注记录表;
⑥、水下混凝土的灌注应连续进行,不得中断。因此,灌注前应有严密的施工组织设计及辅助设施,一旦发生机具故障或停电停水以及导管堵塞进水等事故时,应立即采取有效措施,并同时作好记录;
⑦、提升导管时应避免碰挂钢筋笼。当混凝土面接近钢筋笼底时,应严格控制导管的埋管深度不要过深,当混凝土面上升到钢筋笼内3~4m,再提升导管,使导管底瑞高于钢筋笼底端,以防钢筋笼上浮。
(3)应控制最后一次混凝土的灌注量,不使桩顶超高或偏低过多。一般应控制在设计桩顶标高以上约0.5m。
(4)灌注混凝土时,每根桩的留置试决不得少于一组。
结束语:
目前该工程已完工,并且通过严格的质量验收后交付甲方使用,通过一段时间的运营养护管理,没有发现任何工程质量问题,成为该区域的标志性工程,从而得到甲方和当地人民群众的一致好评。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。