前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇旋挖樁施工總結范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
【關鍵詞】旋挖鉆機 鉆孔灌注樁施工 工藝 問題方案
一、旋挖鉆機施工工藝
1、鉆孔
旋挖鉆機就位埋設護筒鉆頭輕著地后旋轉開鉆當鉆頭內裝滿土砂料時提升出孔外旋挖鉆機旋回,倒出鉆頭內的土砂料關上鉆頭活門, 旋挖鉆機旋回到原位, 鎖上鉆機旋轉體放下鉆頭鉆孔完成
2、成樁
清孔并測定深度各指標合格滿足設計要求放入鋼筋籠和導管進行混凝土灌注拔出護筒并清理樁頭沉淤、回填成樁
二、旋挖鉆機、沖擊鉆、回旋鉆成孔優缺點比較
經過筆者長期的現場施工管理與組織,結合所在項目工程施工實際情況,就鉆孔樁施工做如下總結:
結果表明,旋挖鉆機在橋梁工程施工中具有相當大的優勢,值得大面積推廣使用。
三、旋挖鉆機施工過程中的常見問題及處理方案
問題:塌孔
由于旋挖鉆機成孔速度快,一般設計樁長在50米左右的樁,3小時內可成孔,正是由于成孔快,且成孔原理和沖擊鉆不同,沖擊鉆采用沖擊壓力,沖擊成孔,使孔壁向外擠壓,孔壁穩定;旋挖鉆機成孔,采用鉆頭不斷向下抓取孔內泥、砂成孔,孔壁不能很好固結,所以極易坍塌,若泥漿護壁未做好,很容易發生塌孔。
處理:
1、鉆孔前,應做好充分的準備工作,調制好泥漿是關鍵。結合大量工程施工實際情況總結,泥漿調制可采用優質膨潤土造漿。為提高泥漿黏度和膠體率,可在泥漿中摻入NaOH、Na2CO3、纖維素等輔助材料,摻量應經試驗確定。為實現樁基施工又好又快進行,根據樁基施工工程量大小,可在試驗室進行泥漿配合比設計,根據設計及規范要求,泥漿性能指標宜滿足:
1) 泥漿比重:入孔泥漿比重可為1.05―1.15,砂黏土不宜大于1.3,大漂石、卵石層不宜大于1.4,巖石不宜大于1.2。
2) 黏度:入孔泥漿黏度,一般地層為16―22s,松散易塌地層為19―28s。
3) 含砂率:新制泥漿≤4%。
4) 膠體率:≥95%。
5) PH值:應大于6.5。
2、泥漿池設置不可忽視。由于各工地地質情況不同,有的泥漿池,造漿之后,泥漿不易滲透流失;有的沙礫土質地帶,造漿之后,泥漿很容易滲透流失,造成巨大浪費,同時影響環水保施工。所以根據實際情況,必須進行泥漿池池底、池壁的防護,確保泥漿不滲透,不流失,提高泥漿利用率。
問題:孔底沉渣太厚
處理:
1、掏渣法。鉆孔過程中,當鉆進至孔底約1米左右,停止鉆進,等待約20分鐘,第二次量測孔深,基本確定沉渣量大小;待孔內沉渣回落后,再進行二次鉆孔,鉆至設計孔深位置,等待約10分鐘,再次量測孔深,進一步確定沉渣量大小,便于正確指導鋼筋籠和導管安裝。
2、成孔后,及時清孔,置換出孔內沉渣,清孔合格指標宜滿足:孔內排出泥漿手摸無2―3mm顆粒,泥漿比重≤1.1,含砂率<2%。
3、清孔合格后抓緊安裝鋼筋籠和導管,及時澆筑水下混凝土。
問題:下完鋼筋籠及導管后,沉渣回落,清不上來
由于在安裝鋼筋籠及導管時,耗費時間較長,該期間內,不能進行清孔等作業,導致孔底沉渣回落。
處理:
1、強化施工組織,盡量縮短成孔到灌樁間隔時間。鉆孔施工前,及時備好鋼筋籠,及時與拌和站預約混凝土,同時加強工人業務水平培訓,以確保成孔驗孔合格,立即下籠,立即安裝導管,立即灌樁,以縮短成孔到灌樁間隔時間,減少沉渣。
2、若回落沉渣較厚,嚴重影響設計孔深及樁長,宜將鋼筋籠和導管拔起,用旋挖鉆機重新掏渣成孔。檢查合格后,進行下道工序施工。
3、若回落沉渣較厚,且無法拔起鋼筋籠,可采用空壓機向孔內送風的方法進行灌筑施工。將PVC管深入孔底,插入沉渣中,然后用空壓機向孔內送風,使孔底沉渣不斷翻滾,多點測孔深,滿足設計要求后,立刻進行灌樁,此時繼續送風,確保封底成功。
問題:靠近河床,淺地表處遇流沙
處理:
1、結合地質資料及施工現場,掌握該地段地質實際情況,查看該墩臺各樁基上部是否均存在流沙,若均有流沙,可采用筑島圍堰法施工,在該墩臺位基礎上,挖至流沙面,重新填筑黏土料并壓實,筑島面積按鉆孔方法、設備面積等決定。
2、若局部樁基出現該情況,宜采用加深護筒的方法,將護筒埋置到河床下,較堅硬密實的土層中,以封住頂部流沙,可用錘擊、加壓、振動等方法下沉護筒。護筒埋置深度以在鉆孔過程中,不再出現流沙現象影響成孔而確定。
【關鍵詞】旋挖樁,特點,施工,應用
【 abstract 】 this paper analyzes spin the characteristics of the construction of pile digging, researches spin dig pile construction process and construction technology, expounds the digging pile construction of spin the attention, this paper introduces the engineering application, will in the future the construction technology of application and development provide valuable experience.
【 key words 】 spin digging pile, the characteristics, construction and application
中圖分類號:U443.15+4 文獻標識碼:A文章編號:
1.前言
旋挖鉆孔灌注樁是灌注樁的一種,是近年來才得到了較大應用和推廣的一種樁型,它與其他灌注樁的不同主要為成孔方式不同。由于旋挖樁機成孔方式、施工速度、適用范圍和環保等方面均具有一定的優勢,近年來隨著我國經濟的高速發展,青藏鐵路、奧運場館、城市地鐵和城際高鐵、亞運場館等大型基礎設施建設紛紛上馬,這些工程基礎施工具有質量要求高、工期短、強化以人為本和環保等特點和理念,與旋挖樁的特點非常契合,因此旋挖樁得到了廣泛的應用,國內也掀起了“旋挖樁熱潮”。而在廣州地區應用旋挖樁施工工藝較遲,近幾年才開始有大規模的應用,但發展速度十分快。
2.旋挖樁工作原理及施工特點
旋挖樁成孔工作原理:首先是通過鉆機自有的行走功能和桅桿變幅機構使鉆具迅速達到樁位,利用桅桿導向下放鉆桿將底部帶有活門的筒式鉆頭置放到孔位,鉆機動力頭裝置為鉆桿提供扭矩,加壓裝置通過加壓動力頭的方式將加壓力傳遞給鉆桿、鉆頭,鉆頭回旋破碎巖土,并直接將其裝入鉆頭內,然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土,這樣循環往復,不斷取土、卸土,直至鉆到設計孔深。
旋挖樁施工具備以下幾個特點
1)施工速度快。由于旋挖鉆機施工靠底部螺旋鉆頭、筒式鉆頭、旋挖鉆斗回轉破碎巖土,并直接將其裝入鉆斗內提升至地面,無需沖鉆孔灌注樁工藝中將巖土攪碎靠泥漿返出孔外,據有關資料顯示,旋挖樁平均速度可達0.5m/min,速度最快可達到1m/min。在適合的地層,旋挖樁施工效率可比沖鉆孔樁機提高5-6倍。
2)移機方便。旋挖鉆機靠履帶自行行走,只要場地承載力滿足期要求,無需其他機械配合。
3)對環境影響小,有利于環保。旋挖鉆機采用動力頭形式,其工作原理是用短螺旋鉆頭或旋挖斗,利用強大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥漿支護的情況下就可以實現干法施工,即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下,泥漿也只起支護作用,鉆削中的泥漿含量相當低,這使污染源大大減少,改善了施工環境,成孔效率大大提高。
4)適應性廣泛。旋挖鉆機可配備多種鉆頭,配以相應的技術控制,可以適應各種地層,在同一個樁的施工過程可以全部由旋挖鉆機完成,無需采用其他機械配合成孔。
5)施工精度高。旋挖鉆機配備機身電腦,可精確控制樁深度、垂直度、鉆壓等參數。
6)施工機械化程度高。相比較沖鉆孔等灌注樁,施工過程中無需人工進行鉆桿的拆除和組裝,無需進行泥漿清渣處理等,節約人力資源。
7)自有動力,無需電源。目前市場上使用的旋挖鉆機一般采用柴油作為動力能源,無需配備施工用電。這在工程基坑支護及工程樁施工階段,場地沒有施工用電的情況下,尤其適用。
8)單樁承載力較高。由于旋挖鉆機的特殊成孔工藝,其鉆頭的多次上下往復,使孔壁粗糙、同鉆孔樁相比孔壁幾乎沒有泥漿的“涂抹”作用。同條件下,旋挖樁比鉆沖孔灌注樁的承載力顯著提高。
3.旋挖樁施工流程及施工工藝
旋挖樁施工工序流程圖見圖1:
3.1 護筒埋設
護筒一般采用8~10mm厚的鋼板制作,高度1.50m左右,護筒的內徑較設計樁徑大300mm,分批埋設。旋挖鉆機移位機對位用擴孔器擴孔至適當深度,然后將護筒垂直壓入孔內,護筒周邊用粘性土回填壓實,護筒中心與樁中心偏差不得大于50mm。
3.2 泥漿制備
對粘結性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進工藝,無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層或有地下水分布、孔壁不穩定的土層,則須采用靜態泥漿鉆進工藝,向孔內注入護壁泥漿。在不同地基條件下采用的泥漿系統及黏度見表1:
表1不同地基條件的泥漿系統及泥漿黏度
地基條件 泥漿系統 對策 泥漿黏度(S)
爛泥地基 增大泥漿密度 高濃度膨脹土漿 100以上
黏土層粉土層 低濃度泥漿 膨潤濃度4%~6% 20~33
細砂-粗砂層 脫水量中等 7%~9% 32~38
砂礫層 濃度高CMC
降脫水量 8%~10% 50~80
3.4 鉆進成孔
鉆機就位后,調整鉆桿垂直度,注入調制好的泥漿,然后進行鉆孔。在鉆進過程中發現因地基造成傾斜,應及時進行調整以保樁的垂直度偏差達到設計要求。當鉆頭下降到預定深度后,旋轉鉆斗并施加壓力,將土擠入鉆斗內,儀表自動顯示筒滿時,鉆斗底部關閉,提升鉆斗將土卸于堆放地點。鉆機施工過程中保證泥漿面始終不得低于護筒底部,保證孔壁穩定性。通過鉆斗的旋轉、削土、提升、卸土和泥漿撐護孔壁,反復循環直至成孔。成孔時,凈孔距小于3米的鉆孔應隔孔施工,防止影響已經完成的樁質量。
旋挖鉆機鉆機過程中應嚴格控制鉆進速度,避免鉆進尺度較大,造成埋鉆事故。若鉆機升降鉆斗時速度過快,鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁,再加上鉆斗下部產生較大負壓作用,將會造成孔壁頸縮、坍塌現象。所以鉆斗提升時應嚴格控制其速度,鉆斗升降速度保持在0.75-0.80m/s。當鉆斗鉆入粉砂層或亞砂土層時,其升降速度應更加緩慢。
3.5 清孔
采用正循孔清孔和泵吸反循環清孔。置放鋼筋籠后,以灌漿導管為循環管道進行第二次清渣,可采用正循環方式清渣,遇清渣困難時則采用泵吸反循環方式清渣,直至泥漿指標符合下述要求:密度為1.10~1.20,粘度為17~22s,含砂率小于6%,膠體化率大于95%;沉渣厚度小于50mm時才能開始灌注砼。
3.6 吊放鋼筋籠、澆筑水下混凝土
鋼筋籠須使用汽車吊吊放。旋挖樁水下混凝土澆筑與一般灌注樁水下混凝土澆筑工藝類同。
4.旋挖樁施工有關注意事項
關鍵詞:旋挖鉆機、干作業、泥漿護壁、樁側摩擦阻力
中圖分類號:U443文獻標識碼: A
一、旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工的典型工程列舉:
某工程地基基礎采用鉆孔灌注樁,根據地質勘查報告所示,土層分布自上而下依次是素填土粉質粘土粘土粉質粘土交粉土層強風化砂質泥巖層中風化砂質泥巖,設計樁長38m,樁徑有1.2m,樁端進入持力層(中風化砂質泥巖)不小于2m,均樁底后注漿處理。
在工程樁施工前,依據規范和設計要求進行試成孔,核對地質資料,驗證所選設備、機具、施工工藝及技術要求,對試樁過程分析、研究,結論:成孔坍塌,干作業成孔工藝失敗。后調整施工工藝,將干作業旋挖鉆孔灌注樁調整為泥漿護壁鉆孔灌注樁。實踐證明:采用旋挖鉆機對泥漿護壁鉆孔樁進行試成孔,單樁成孔時間10小時以上,施工效率低且孔上部容易發現塌孔和縮孔情況,再次根據地勘報告和現場取土分析土質成分,為提高成孔作業效率和成孔質量,研究決定試將粘土土質調整為干成孔施工工藝,下部土層泥漿護壁成孔施工方案,再次試樁驗證該方案可行性且有效提高了成孔效率,即40m單樁成孔5小時內完成,且成孔質量較好。
二、簡述調整施工工藝后,旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工工藝:
粘土層約18米深,采用旋挖鉆機干作業鉆孔,下部采用旋挖鉆機泥漿護壁鉆孔,成樁工藝:定位放線埋設護筒干作業鉆進18米灌注泥漿泥漿護壁成孔一次清孔鋼筋籠吊放后注漿管安放混凝土導管安放二次清孔混凝土灌注,成樁后6~7小時內,采用清水對注漿裝置開塞,依據設計要求壓通注漿管路,成樁48小時后進行后注漿施工。
三、為保證成孔質量,旋挖鉆機鉆孔灌注樁施工難點分析:
1、針對粉質粘土交粉土及砂質泥巖泥漿的制備:
旋挖鉆機鉆孔自行造漿能力差,確保具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、鉆具,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內外滲流,防止塌孔作用,宜另制備泥漿,若泥漿太稀,排渣能力小、形成護壁效果差,導致孔壁穩定性差,容易造成塌孔或縮孔;泥漿太稠會大大降低鉆頭鉆進速度,孔壁形成泥漿皮的比重大、厚度大,易造成孔底沉渣量大,影響樁最終承載力發揮。故泥漿稠度控制,施工過程中需視地層土質變化和操作要求隨機調整。
2、對孔深及入巖控制:
列舉工程設計樁端進入持力層不小于2m。現場施工采用雙控措施:一控根據地質勘查報告所示各鉆探孔土層分布情況和巖層分布等高線圖,計算出每根樁的理論孔深,但鉆探孔之間巖層分布可能成傾斜、起伏變化,為保證樁基承載力滿足設計要求,適當加大安全系數,每根樁成孔加深0.3m,即入巖2.3m;二控是根據鉆機鉆進難易程度和鉆頭取巖芯來控制終成孔深度。現場先對施工的試樁組和單樁豎向抗壓承載力檢測,該控制措施取得了不錯的效果。
3、施工難度較大的孔底沉渣清理:
沉渣主要是指鉆機鉆孔時殘留的巖土和孔壁塌落的巖土,及因成孔時間過長沉淀而成的大稠度泥漿,在孔底形成的軟弱隔層,嚴重降低了樁端承載力。沉渣控制重點是提高泥漿質量、減少空孔時間和成孔后沉渣的清除。在成孔后清渣,吊鋼筋籠時避免碰撞孔壁,鋼筋籠下放完后,利用高壓泥漿泵和導管二次沖孔,沖孔后及時灌注砼,計算出首次灌注樁端所需砼量,利用砼墜入的沖擊力將孔底最后殘余沉渣徹底清除干凈。
4、水下混凝土灌注:現利用高壓汽泵灌注商品砼技術比較成熟。水下灌注砼質量控制要點:一是商品混凝土強度要進行試配比;二是連續灌注,控制灌入砼的標高和導管的埋置深度,以及導管內外混凝土灌注面的高差,掌握導管的拆卸長度,避免灌漿導管堵塞,斷樁和樁身砼強度達不到設計要求質量問題。
5、為提高樁的摩擦阻力和端阻力,后注漿處理十分關鍵,現建筑市場施工現場對灌注樁后注漿處理,欠缺管理意識和重視程度。為確保樁基工程質量,后注漿可以起到固化沉渣和泥皮,使樁身混凝土和孔壁緊密結合,并加固樁底和樁周一定范圍的土體,提高樁的摩擦阻力和端阻力,增強樁質量穩定性,減小樁基沉降作用。注漿過程控制漿液水灰比,控制最佳注漿量和注漿壓力,對提高后注漿可靠性和有效性至關重要。
現將列舉工程易出現后注漿質量問題,以及補救措施分析如下:
(1)采用兩套注漿管平均注漿工藝,注漿過程中發現有一根注漿管堵塞現象,可以將全部水泥漿通過另一套注漿管一次壓入樁端,補足注漿量。若兩根注漿管全部堵塞,必須采取補注漿措施;
(2)當注漿壓力長時間低于設計正常值或地面出現冒漿或周圍樁孔串漿,應改為間歇注漿,間歇時間30~60min,或降低漿液水灰比。否則采取補注漿措施;樁底補注漿措施:在樁側采用地質鉆機對稱鉆兩個直徑90mm的小孔,深度超過樁底端0.3m左右,然后在所成孔中重心放置兩套注漿管并在距離樁底端2m處用托盤封堵注漿管以外的空隙,托盤以上注漿管以外的空隙應在水泥漿液封堵至地面,待封堵5天后即進行重新注漿,補入設計要求的漿液量。
四、淺談采用旋挖鉆機干作業和泥漿護壁作業相結合的施工工藝特點:
旋挖鉆機干作業施工工藝的主要施工優點:施工工藝簡單、振動和噪音小、鉆孔速度快、成孔質量高,且相同土質條件下,干作業鉆孔樁的極限端阻力標準值qpk遠大于泥漿護壁鉆孔qpk,且樁側摩擦阻力發揮也優于泥漿護壁作業。其缺點:比較適合黏性土,地下水位以上,地質較好的土層,對于淤泥質土、砂土、碎石土、軟質巖石和風化巖石不宜采用。而泥漿護壁作業:適用土質條件廣,穿越土層能力強,但成孔速度慢,施工工藝較為復雜,成本高,且孔底易沉淀高稠度泥漿和沉渣,嚴重影響樁端阻力發揮;樁壁形成的泥皮未清理干凈也會直接影響到樁側摩擦阻力的發揮,嚴重降低樁側摩擦阻力,易造成質量事故,所以必須采取一些補救或輔助措施,如成孔后的清孔和二次沖孔,以及后注漿處理等。
列舉工程通過對干作業和泥漿護壁作業施工工藝比較和分析,將這兩種施工工藝結合,上部土質較好的黏性土采用旋挖干作業成孔,下部砂質泥巖采用旋挖泥漿護壁工藝成孔,加快了施工進度、提高了成樁質量、節約了施工成本。該工程旋挖樁屬于端承摩擦型樁,要保證單樁承載力的達到設計要求,既要保證樁側摩擦阻力,又要兼顧樁端阻力的有效發揮,所以18米以下采用泥漿護壁成孔工藝,樁壁的泥皮清理和樁底沉渣清除,以及樁底后注漿處理,顯得尤為重要,施工中應加強控制,確保樁基工程質量符合要求。
總結:樁基礎工程施工質量決定了上部主體結構的穩定和可靠,涉及的隱蔽工程量大,參建單位應加強對工程質量控制,嚴格按照規范和設計要求進行施工,保證樁身質量和單樁承載力達到設計指標,各施工工序應做到的相銜接、相結合、相輔助,如樁基入巖深度的控制和成孔后的清理,加大樁的入巖深度,其主要目的是增加樁側摩擦阻力,要使入巖段樁的側摩擦阻力充分發揮,又必須使砼和孔壁很緊密的結合在一起,所以一味的強調入巖深度,而忽視了清孔工藝,有時效果可能適得其反,所以要嚴格控制每道工序質量,才能保證樁基工程質量。
參考文獻:
《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300—2001
《建筑地基基礎施工質量驗收規范》GB50202—2002
《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008
關鍵詞:隧道超前預加固、水平旋噴樁、富水粉細沙層、應用
1、 工程概況
新建蘭渝鐵路桃樹坪隧道1#斜井全長420米,縱坡4.5%,斷面凈空尺寸6.8*6.2m,全斷面為粉細砂,施工過程中先后遇到富水粉細砂層,在水的浸泡下多呈流塑狀,多次發生塌方變形地質災害,經過多次反復降水試驗,各種降水辦法降水效果不明顯,這給隧道工程的安全施工以及工程建成后的運營安全造成十分重要的影響,施工進度十分緩慢,困難時期月進度斜井僅為0―5米左右;為確保蘭渝鐵路全線安全施工和以后安全運營,中鐵二十一局蘭渝項目經理部一分部通過多方面咨詢、多渠道溝通、了解和學習,采用水平旋噴施工技術克服富水粉細沙巖隧道中塌方變形和水的影響,取得了一定的效果。
2、加固機理
水平旋噴樁是在水平鉆孔內以高壓旋噴的方式壓注水泥漿,在隧道開挖外輪廓形成拱形預襯砌(水平旋噴樁護拱),以防護掌子面和地表下沉的超前支護施工方法。水平旋噴樁護拱,是由水泥旋噴柱體互相咬合(或相切)而成,在砂礫土和中細砂層中,水平旋噴效果較好,固結體平均抗壓強度接近C15等級混凝土,在水平旋噴柱體相互咬合形成的旋噴拱棚的保護下,隧道內土方開挖采用短推進,勤支護、快施工,能安全地通過淺埋暗挖隧道的含水砂層和軟弱松散土質,能較有效地控制地面沉降,確保掌子面的安全作業,在一定程度上起到了防流沙、抗滑移、防滲透的作用。實踐證明,水平旋噴樁是目前國內外行之有效而又快速經濟的隧道超前支護技術,具有廣闊的運用前景。
3、施工參數
新建蘭渝鐵路桃樹坪隧道1#斜井全斷面施作水平旋噴樁,斷面凈空尺寸為6.2米(高)*6.8米(寬),計劃施作38根,每根長15米,具體參數如下:
① 鉆桿鉆進速度:0. 15 ~ 0. 25 m/ min ;
② 鉆桿(軸) 的轉速:70 ~ 120 r/ min ;
③ 水泥漿配合比: m W ∶m C = 0.8:1 ;
④ 每延米水泥用量:77.3 kg ;
⑤ 鉆桿每節長3 m , 旋噴鉆頭外徑80 mm , 噴射頭單孔孔徑2 mm ;
⑥ 旋噴壓力:35 MPa ;
⑦ 漿液流量:80L/min~90L/min ;
⑧ 旋噴樁體直徑:Φ=600 mm ;
⑨ 樁長:15 m
4、施工工藝流程圖
5、施工工藝
以桃樹坪隧道1#斜井為例,施工通道凈空6.8m(寬)*6.2m(高),水平旋噴樁的中心間距40cm,設計成樁直徑600mm,全斷面布置,外插腳13°,長度15米,2010年4月21日進場,4月22日正式施作,共計施工38根,6月7日下午完成最后一根樁,平均每天成樁1根15米左右;根據現場實際情況及施作情況,總結水平旋噴樁施工工藝及過程主要有以下幾個方面:
① 施工準備
封閉上臺階和下臺階工作面,噴射混凝土厚度不小于20 cm , 精確測量中線、水平搭設工作平臺,平臺上鋪設木板和枕木,將鉆機、高壓泵及其他機具一字排列就位。設置臨時邊溝及廢漿池。
② 漿液配制
漿液用高速攪拌機攪制,拌制漿液必須連續均勻,攪拌時間不小于3分鐘,一次攪拌使用時間亦控制在4h以內。
③ 鉆孔及旋噴
按照“從右邊墻開始,依次往左”的順序進行旋噴施工, 按設計外插角(上導坑180o范圍內外插角12%,邊墻外插角4%),分孔計算每根樁的偏角和仰角,利用三維坐標,使鉆機精確定位。
④ 封孔
噴漿至孔口掌子面1.0m時,應停止噴漿,快速拔出鉆桿和鉆頭,關閉大球閥。
⑤ 清洗管道及設備
每根樁施工完畢后都應用清水高壓沖洗管道及設備,確保管道內不留在殘渣,清洗完畢后移至下一樁位。
⑥ 檢查樁體
鉆機移到下一孔位開鉆前,應核查相鄰樁的成樁時間,后施工的樁必須在相鄰樁成樁時間超過初凝時間后,前一根樁漿液達到一定強度時才能開鉆,確保相鄰樁相互咬合,因此移至下一孔位時應跳過1至3根后再施做較合適。
6、成樁效果及其優缺點:
水平旋噴樁在桃樹坪隧道1#斜井施工完成后,經過下一步開挖支護效果來觀察,旋噴樁效果大部分部位樁間咬合較好,但有一兩個部位由于施工角度原因,樁間咬合較差,再次發生涌水涌沙現象,致使拱部局部樁折斷,再次發生溜塌;通過此次事件,我們總結分析認為,水平旋噴樁既有他的優點,但也存在一些缺點:
優點:
(1).施作質量若較好,樁間咬合緊密,則能達到預期的效果;
(2).效率高:每天可以成樁一根;
(3).安全可靠;
(4).操作方便:機器設備運輸方便
(5).經濟實用;
缺點:
(1).樁長受限制,一般8-18m,若樁長過大易偏離設計樁位;
(2).如果遇到卵石層或者其他障礙物則難以處理,一旦卡鉆則只有將鉆桿鉆頭丟棄;
(3).用于軟弱圍巖隧道施工,方位控制不易,雖然用導向儀等設備,但孔偏位仍然會發生;
(4).不同土性及沙層施工工藝施作要求不同;
(5).泥漿及水泥漿液流失較大,最大達到30%-40%;
(6).鉆機不靈便,需要機械人工配合;
8、結束語
水平旋噴樁在我國應用和研究起步較晚,目前大多數還處于試驗階段,在施工工法、數值模型、理論研究和機械選型配套方面還有大量的工作要做。通過水平旋噴樁目前在新建蘭渝鐵路桃樹坪隧道中的應用和實踐,希望能對相似或者相同圍巖情況的隧道超前預加固起到借鑒作用。
9、參考文獻
[1]王圣濤、賈敬軍.水平旋噴樁在深圳地鐵大一科區流蘇狀粘性土中的應用.北京:鐵道工程學報.2002年8月
[2] 水平旋噴樁在富水軟弱沙層中的應用:建筑科技.2010年01期
關 鍵 詞:城市地鐵;富水;軟弱圍巖;水平旋噴樁;井點降水
Abstract:The test section of a subway project in Qingdao City Qingdao City's first underground railway project, the Design Ⅳ grade rock section of sand, water-rich, and there are two-story building made of brick, construction difficulties, risky. The actual situation at the scene to take the level of jet grouting pile of new construction methods, technology assisted construction.
Key words: City subway; rich water; weak surrounding rock; level jet grouting pile; well point dewatering
中圖分類號: U231+.12文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
一、工程概況
青島市地鐵一期工程為網線規劃中的M3線,是位于青島城區中部的一條南北向骨干線路,保兒站至河西站區間為M3線試驗段工程,區間位于黑龍江路西側,區間范圍地面建筑物一1~2層磚房結構為主,局部為3層磚混房,區間設計全部為馬蹄形斷面,復合式襯砌暗挖結構,采用礦山法施工,地下水極發育。
該區間河西站富水VI級軟弱圍巖段,全長178.35米。左右線單洞單線平行布設,為復合型襯砌暗挖結構,埋深8.15~13.1m。隧道所穿越的底層為富水的粗砂~礫砂~碎石土層和強風化花崗巖地層,地質條件差,開挖困難,施工風險高。
二、水平旋噴樁超前支護施工工藝
水平旋噴的布設范圍為隧道全環布設,環向間距控制在400mm,水平旋噴樁徑為700mm,環向咬合搭接300mm,沿隧道開挖輪廓線環向形成一圈旋噴樁套拱,強度高,支撐圍巖應力,還能堵水;在旋噴樁施工過程中,控制水平旋噴退桿速度和鉆桿旋轉速度及注漿壓力是關鍵,控制好退桿、鉆桿的旋轉速度及注漿壓力,就能有效的使旋噴注入的水泥漿液與切割的土體混合后的體積遠遠大于原土體的體積,并完全密實的充填原有土體的空間,凝固后形成一個與未被切割的土體保持緊密接觸的圓柱樁,從而有利于控制圍巖變形。此外,在開挖掌子面按照間距1x1m梅花型布設斷面旋噴樁,其樁徑根據沿縱向的深度不同,采取差別樁徑:端頭樁徑達到1200mm,長度為3~5m,其他部位(對洞口附近地表旋噴加固段,不打設水平旋噴樁)樁徑控制在400mm左右。這樣可以保證掌子面端頭能夠較好的封閉,阻擋掌子面正前方涌砂、來水;其他位置旋噴樁,僅起改良掌子面地層的作用,樁徑縮小,還能減少開挖時破除工作量。
下圖為水平旋噴樁施工工藝流程圖
水平旋噴樁施工工藝流程圖
采取水平旋噴樁加固技術措施后,應當及時進行初期支護的施工,架立格柵鋼架,打設鎖腳錨桿并噴射混凝土封閉支護,必要時進行超前小導管支護施工,注水泥-水玻璃雙夜漿來彌補超前旋噴加固的薄弱環節。施工時采用臺階法施工,臺階不宜過長,要及早封閉成環;背后回填注漿及時跟進,以控制沉降,防止初支面嚴重滲水。
三、施工步驟
檢查鉆機運行是否正常。回油管的快速接頭是否完好,機臺各種油管有無損傷。啟動柜是否完好、三聯泵有無損傷,檢查液壓油液面高度是否在油箱2/3的高度以上,電機是否受潮,鉆具、工具是否齊全;
測量放線定樁位。在隧道兩側測量放線定出兩個同一里程點,隧道軸線,并在掌子面測量標出隧道開挖輪廓線,測量定出樁位,用鋼筋作好樁位標志,并編好每個樁號。
鉆機安裝
(1)平整工作平臺,鋪設軌道,安裝立柱。場地要求平整,并挖設排水溝。
(2)油泵、高壓泵安裝。要求場地平整,場地硬化,高壓泵安裝平穩,管路安裝擺放整齊。
對孔位。設備安裝好后,按技術交底調整鉆機角度、方位,對準孔位,孔位誤差控制在±50mm以內。
制定漿液。根據施工方案和技術交底要求的配比配制水泥漿,漿液攪拌必須均勻。攪拌時間不小于3分鐘,一次攪拌使用時間亦控制在4h以內。
高壓旋噴
⑴、噴漿前應檢查的項目
a.鉆桿接頭處是否漏氣,如漏氣,則應將鉆桿退回,查出漏氣位置重新密封,或更換鉆具。
b.噴嘴是否堵住,噴嘴如堵死,則應將鉆桿全部退回進行疏通,疏通后重新下管到設計深度后再進行旋噴。
⑵、在孔底高壓噴漿時應停留一定時間,然后再緩慢外拔鉆桿,同時高壓噴漿;
⑶、在高壓噴漿時,應安排專人觀察泵壓變化,一旦發現泵壓過低時應及時通知機臺停止噴漿,查明原因后再恢復高壓噴漿;
⑷、當鉆桿拔至孔口0.50m時停止注漿,關閉漿液通道,再緩慢拔出鉆桿,進行封孔作業;
⑸、每根高壓旋噴鉆桿拔出后應立即用清水高壓沖洗干凈,避免殘留漿液凝固,避免下次旋噴時殘留顆粒物堵噴嘴。
⑹、噴漿參數:漿液要求水:水泥為1:1;注漿壓力為35—40Mpa;
每根樁施工完畢后都應用清水高壓沖洗管道及設備,確保管道內不留在殘渣,清洗完畢后移至下一樁位。
鉆機移到下一孔位,應核查相鄰樁的成樁時間,后施工的樁必須在相鄰樁成樁時間超過初凝時間后,前一根樁漿液達到一定強度時才能開鉆,確保相鄰樁相互咬合,因此移至下一孔位時應跳過1至3根后再施做較合適。
四、水平旋噴樁技術參數
1.鉆進主要參數:邊墻外插角不大于4.6度,仰角為0度,拱頂仰角控制不大于8度,離開挖輪廓線4厘米,樁間距45cm,鉆孔水壓為2 MPa左右,鉆孔轉速為60 r/min,扭矩為2 MPa左右,轉速3Min/米;
高壓回噴拔桿速度0.2米/ Min,拔桿壓力控制在11 Mpa左右;
注漿壓力控制在35MPa左右,注漿時鉆桿轉速18r/min。注漿噴嘴孔徑3mm。使用1:1純水泥漿高壓旋噴;
為減少超挖、控制水平旋噴樁施工效果,水平旋噴樁一次施工進度控制為20米。
五、水平旋噴樁的特點
水平旋噴沿隧道全環布設,環向間距控制在400mm,旋噴樁徑為700mm,環向咬合搭接300mm,沿隧道開挖輪廓線形成一圈旋噴樁套拱來達到對土壤的超前加固效果。
通過高壓水泥漿液對土壤進行切割、攪拌、凝固形成設計的水泥樁利用樁與樁之間的強度、樁間咬合來達到對隧道環向加固、止水的效果。常規的大管棚施工是無法達到這個止水效果的。
旋噴樁施工過程中,控制退桿速度和鉆桿旋轉速度及注漿壓力,就能使旋噴注入的水泥漿液與切割的土體混合后的體積遠遠大于原土體的體積,并完全密實的充填原有土體的空間,凝固后形成一個與未被切割的土體保持緊密接觸的圓柱樁,從而有利于控制地表沉降。
旋噴樁其高壓噴射的水泥漿的走向在一定情況下是可控的,這樣就能減少水泥漿的用量降低成本。
利用高壓和旋噴的運動方式在水平方向形成高強度的樁體,在水平環向方向形成棚護區可使開挖處在一個安全的環境中。
旋噴樁工藝實際上就是在水平方向實施置換或是換填成以弱變強的超前支護方式。
傳統的注漿方式都是以劈裂、擴散來填充縫隙、溶洞等起到加固作用,有明顯的漿脈,漿液走向是不可控的;在欲加固區可能不會有水泥漿,可能跑到加固區外引起地面隆起、管線破壞、市政管網堵死、河流污染等。旋噴則是利用高壓的切割能力對有效的范圍內的土壤進行環向的邊切割邊攪拌做工方式;在切割、攪拌的同時又在向后運動這樣就會對周邊的土壤勻速攪拌、混合形成強度較高的樁柱。對施工范圍以外的地質破壞力很小,也減少了不必要的浪費。
旋噴樁還是很好的超前地質預報設備,在鉆進的過程中就可以真實可靠的了解到即將開挖前方地質情況。
六、總結