時(shí)間:2023-03-10 15:00:10
序論:在您撰寫旋挖樁基施工項(xiàng)目總結(jié)時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:樁基礎(chǔ);節(jié)能減排,創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用;
中圖分類號:TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、目前樁基礎(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用分類及代表
目前樁基礎(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)主要分為幾大類,首先是以深基坑支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化為主的支撐減排技術(shù);其次是趕作業(yè)灌注技術(shù);此外還有回收支護(hù)技術(shù)等。其中寧波軟土介紹研發(fā)的“鋼管護(hù)壁干取土灌注樁”工業(yè)與裝備,通過樁基優(yōu)化與提高樁承載力值的措施使樁數(shù)減少,節(jié)省資源達(dá)到節(jié)能的目的。目前的深基坑技術(shù)以樁排與支撐體系為主,支護(hù)樁全為圓形截面的樁,研發(fā)的矩形截面的支護(hù)樁受力鋼筋可減少40%,基坑支護(hù)費(fèi)用可降低25%。此外還有干作業(yè)矩形灌注樁的工藝與裝備,有沉管式矩形灌注樁、工字形灌注樁、鋼管護(hù)壁干取矩形灌注樁、提土同步壓灌矩形灌注樁、高頻振動(dòng)沉管旋挖干取土咬合灌注樁等通過對灌注樁的工藝及技術(shù)裝備的研發(fā),達(dá)到節(jié)能減排的目的。此外,特別是針對橋梁基礎(chǔ)技術(shù),結(jié)合節(jié)能減排,也有施工技術(shù)的突破,如樁底后注漿技術(shù)、預(yù)承力灌注樁、擴(kuò)底與嵌巖干取土灌注樁、剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基等。
二、樁基礎(chǔ)施工節(jié)能減排技術(shù)
按施工方法的不同,樁基礎(chǔ)施工技術(shù)可分為非擠土樁非擠土樁、部分部分?jǐn)D土樁擠土樁和和擠土樁擠土樁三大類型,三大類型再細(xì)分樁的施工方法超過300種。而在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工中,合理運(yùn)用不同的樁基礎(chǔ)選型,可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。根據(jù)節(jié)能減排原則,樁基礎(chǔ)選型要遵循以下原則條件:①因荷載制宜;②因土層制宜;③因機(jī)械制宜;④因環(huán)境制宜;⑤因造價(jià)制宜;⑥因工期制宜等等。
但是由于我國幅員遼闊,不同區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。而且東部沿海與中西部內(nèi)地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況差異較大,最終導(dǎo)致實(shí)際采用的樁基礎(chǔ)技術(shù)各不相同??傮w而言,存在以下特點(diǎn):從直徑來說,大直徑樁與普通直徑樁均有所采用;從制作工藝來說,預(yù)制樁與灌注樁均有應(yīng)用;從存在形式上來說,非擠土樁、部分?jǐn)D土樁與擠土樁都有所采用。而在非擠土灌注樁中鉆孔、部分?jǐn)D土樁與擠土樁也同時(shí)存在,在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖孔法并存。在擠土樁中,還分為錘擊法、沖抓成孔與人工挖孔法等方式。在部分?jǐn)D土灌注樁施工中,壓漿工振動(dòng)法與靜壓法均有應(yīng)用,在部分?jǐn)D土灌注樁的壓漿工藝法中,前注漿樁與后注漿樁工藝共存。由此可見,根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境,采用的各類樁型跨越了不同的施工工藝及手段,部分是比較先進(jìn)而且覆蓋范圍較大的,而部分則是應(yīng)用范圍比較小但是卻非常原始的。因此,任何一種樁型都不是萬能的,樁型都有其適用范圍,關(guān)鍵在于找到切入點(diǎn),揚(yáng)長避短;再好的樁型只要施工中不注意質(zhì)量或超過其適用范圍,就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。
三、橋樁基施工的機(jī)械選擇與節(jié)能減排
1、鉆孔灌注樁施工技術(shù)
鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔的手段在地基土中形成樁孔,并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,現(xiàn)代樁基鉆孔設(shè)備主要有旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)兩種。旋挖鉆機(jī)具有成孔速度快、環(huán)境污染小、施工現(xiàn)場干凈、操作靈活方便等特點(diǎn),已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設(shè)備之一,適用于素填土層、亞黏土層、亞砂土層、亞黏土夾粉細(xì)砂層,強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層,巖層要求均勻。 沖擊鉆設(shè)備構(gòu)造簡單,適用范圍廣,操作方便,適用各種地層,成孔效率一般,但能耗較高。
2、樁基施工技術(shù)應(yīng)用
例如某工程樁基管段內(nèi)地表上覆第四系全新統(tǒng)人工填土粉質(zhì)黏土及碎石土、沖洪積軟土(軟粉質(zhì)黏土)、松軟土(粉質(zhì)黏土)、粉質(zhì)黏土;坡洪積軟土(軟粉質(zhì)黏土)、松軟土(粉質(zhì)黏土)、粉質(zhì)黏土;坡殘積粉質(zhì)黏土; 下伏巖基為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組泥巖夾砂巖,下沙溪廟組泥巖夾砂巖,新田溝組泥巖夾砂巖,中下統(tǒng)自流井組泥巖夾砂頁巖及灰?guī)r,下統(tǒng)珍珠沖組泥巖夾砂巖。全風(fēng)化帶(W4)厚2~10m,強(qiáng)風(fēng)化帶(W3)厚5~20m。本區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)坡殘積、沖洪積(Q4al-pl)。地層巖性如下: 軟土:暗紫紅、褐灰色,軟塑~流塑狀,土質(zhì)較純,黏性較強(qiáng)。分布于測區(qū)丘包上,厚2~4m,屬Ⅱ級普通土。 粉質(zhì)黏土:褐黃色,硬塑,含少量砂、泥巖質(zhì)碎石角礫,頂部含植物根系。分布于測區(qū)丘包上,厚0~2m,屬Ⅱ級普通土。 泥巖夾砂巖:泥巖為紫紅色,巖質(zhì)較軟,易風(fēng)化剝落,具遇水軟化崩解、失水收縮開裂等特性:砂巖多為長石石英砂巖,淺灰、紫紅色,中厚~厚層狀,質(zhì)稍硬。全風(fēng)化帶厚0~2m,屬Ⅲ級軟石;強(qiáng)風(fēng)化帶厚2~10m,屬Ⅳ級軟石;以下為弱風(fēng)化帶,屬Ⅳ級軟石。根據(jù)上述地質(zhì)資料,地質(zhì)巖層均勻,具備旋挖鉆機(jī)施工的地質(zhì)條件。設(shè)置樁基1172根,總裝長:24071.76m,平均樁長:20.54m。
3、樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)
①鉆機(jī)安裝就位:鉆機(jī)就位前,須將場地墊平填實(shí),鉆機(jī)按指定位置就位,調(diào)整鉆桿的角度。鉆機(jī)安裝就位后,要精心調(diào)平,使得底座和端座平穩(wěn),在鉆進(jìn)運(yùn)行中定期用儀器或掛吊錘檢查和校正,確保鉆機(jī)不產(chǎn)生位移和沉陷。②旋挖鉆孔:全液壓旋挖鉆機(jī)整機(jī)自動(dòng)化程度很高,其水平、垂直度和鉆孔中心由指示燈控制,操作室配置鉆進(jìn)深度指示儀。本工程采用干鉆成孔,減少循漿時(shí)間及泥漿池布置。③鉆斗升降速度:旋挖成孔靠鉆斗挖裝巖土直接提升卸到地表,控制鉆斗升降速度,是成孔控制的關(guān)鍵,需要根據(jù)不同樁徑控制鉆斗升降速度,且樁徑愈大愈應(yīng)加強(qiáng)控制。④旋挖作業(yè)其他要點(diǎn):盡可能根據(jù)土層正確選擇鉆斗類型結(jié)構(gòu),軟土層選擇楔形齒、小切削角、小刃角、齒寬稍;粘土層的齒間距宜大些,以免糊鉆,影響進(jìn)尺。
四、施工管理過程中的節(jié)能減排措施
1、加強(qiáng)工程建設(shè)過程中的費(fèi)用控制和概預(yù)算管理,減少硬性設(shè)施及用品的消耗量,做到節(jié)能減排。對于項(xiàng)目管理費(fèi)用的指出,要在科學(xué)測算的基礎(chǔ)上,對各部門及管理施工隊(duì)伍進(jìn)行嚴(yán)格管控,費(fèi)用指標(biāo)進(jìn)行分解實(shí)施,而且以文件的形式進(jìn)行季度額度控制,超出罰款節(jié)儉獎(jiǎng)勵(lì)。
2、推行節(jié)儉節(jié)約措施,嚴(yán)格控制能源消耗,如電力、用水及辦公用品等,從本源著手降低施工管理能耗。
3、采用勞動(dòng)競賽以及節(jié)約獎(jiǎng)勵(lì)的模式,加強(qiáng)對節(jié)能減排工作的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào),及時(shí)總結(jié)和推廣項(xiàng)目管理過程中的節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)和典型,營造良好的節(jié)能減排工作氛圍。
4、做好樣板工程建設(shè),樹立節(jié)能減排標(biāo)桿項(xiàng)目,以點(diǎn)帶面,全面提高工程項(xiàng)目管理水平以及項(xiàng)目管理人員對于項(xiàng)目成本的控制能力,達(dá)到優(yōu)化管理意識,減少排放及能耗的目的。
5、逐條落實(shí)節(jié)能減排的舉措,例如臨時(shí)建筑采用周轉(zhuǎn)使用的材料或者可回收材料;施工支模等采用半框架模版體系;采用電渣壓力焊接頭以及機(jī)械接頭鋼筋接頭;大力提高計(jì)算機(jī)輔助管理作業(yè)水平及信息自動(dòng)化管理水平,確保材料及施工器械進(jìn)退場有序,減少冗余消耗,達(dá)到施工過程節(jié)能減排的目的。
五、結(jié)束語
在樁基施工時(shí)需根據(jù)地質(zhì)情況,合理選用施工方法和施工機(jī)械,既能節(jié)約能源,減少了施工費(fèi)用,又能提高施工效率,保證工程的按期完成。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳時(shí),采用節(jié)能減排措施減少污染,是我們應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。
參考文獻(xiàn):
1.張楊.施工企業(yè)項(xiàng)目管理研究[D].西南交通大學(xué),2003年.
2.張繼文.微型鋼管樁在橋臺樁基下沉處理中的應(yīng)用[J].北方交通,2011年08期.
關(guān)鍵詞:旋挖鉆中膨脹泥巖應(yīng)用
Abstract: rotary drilling technology in pile foundation construction has been widely used, but it is different in different geologic effects, auger drilling construction technology and technical measures of adjustment and constantly updated. According to Yun Gui railway Baise area of expansive mudstone geological, combined with rotary drilling construction technology, summed up in accordance with local special geology of rotary drilling technology in.
Key words: rotary drilling of expansive mudstone application
1.工程概況
新建云(昆明)桂(南寧)鐵路(廣西段)站前工程YGZQ-3標(biāo)段,正線起止里程DK138+000~DK174+800,長36.35km,位于廣西百色田東縣境內(nèi)。本標(biāo)段共有橋梁14座,樁基1304根,樁徑主要為125cm,樁基深度平均為16m,樁基主要為嵌巖樁。
2.地質(zhì)特點(diǎn)
施工項(xiàng)目所屬區(qū)域地處廣西百色盆地,屬華南褶皺系,測段上覆第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)之軟土、粉質(zhì)黏土、膨脹土、粉細(xì)砂、細(xì)圓礫土、粗圓礫土,坡殘積層(Q4dl+el)粉質(zhì)黏土、膨脹土;下伏基巖為下第三系古~始新統(tǒng)(E1-2)泥巖。泥巖呈紫紅色~棕紅色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),厚層構(gòu)造~塊狀構(gòu)造,暴露后很快風(fēng)化碎裂,具有中等膨脹性,飽和吸水率=18~47%,自由膨脹率=23~42%,膨脹力=184~506KPa,強(qiáng)度400~500 KPa,遇水易軟化、崩解,局部夾石膏薄層。
3.樁基施工工藝比選
本標(biāo)段橋梁分布較為分散,電力供應(yīng)緊張,毗鄰的右江為當(dāng)?shù)刂饕盟?,環(huán)保要求嚴(yán)格。常規(guī)的沖擊鉆施工,施工周期長,泥漿排放量大,不利于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求。而回旋鉆對于嵌巖樁,入巖工效不足,效率低下。采用旋挖鉆施工,成本低,污染少,效率高,工地適用性強(qiáng)。但對于百色地區(qū)的中膨脹泥巖基礎(chǔ),旋挖鉆必須克服膨脹巖遇水崩解塌孔,泥巖地質(zhì)導(dǎo)致的鉆頭打滑,巖層斜理發(fā)育導(dǎo)致的鉆孔傾斜等問題。
4.旋挖鉆樁基施工技術(shù)
通過綜合比選,根據(jù)旋挖鉆功率大小和適用性,本工地采用寶峨BG25C型旋挖鉆,本機(jī)型同比具有功率大,穩(wěn)定性強(qiáng),入巖工效優(yōu)異等特點(diǎn),對于中膨脹泥巖較為適用。在選擇好機(jī)型后,在施工工藝上根據(jù)膨脹泥巖特性也要不斷調(diào)整。通常旋挖鉆施工工序?yàn)椋簻y量放線·埋設(shè)護(hù)筒·鉆機(jī)就位準(zhǔn)備·泥漿的制備及處理·鉆孔·成孔檢查·清孔·下鋼筋籠·清孔·混凝土灌注。
4.1測量放線·埋設(shè)護(hù)筒
首先進(jìn)行測量放樣,準(zhǔn)確測設(shè)樁位。樁位確定后,復(fù)核相鄰樁位尺寸,并在中心樁位周圍埋設(shè)護(hù)樁。護(hù)筒采用10mm厚的鋼板,內(nèi)徑1.5m,長度6m。護(hù)筒埋設(shè)高出施工地面0.3m。鋼護(hù)筒的安裝利用旋挖鉆機(jī)邊鉆孔邊將護(hù)筒往下壓,直至達(dá)到要求深度。下壓過程中會(huì)有少量泥土進(jìn)入護(hù)筒內(nèi),造成平臺下降,因此應(yīng)及時(shí)補(bǔ)填、夯實(shí)作業(yè)平臺。
4.2鉆機(jī)就位準(zhǔn)備
樁位復(fù)核正確,施工作業(yè)平臺平整后,鉆機(jī)才能就位。
鉆機(jī)就位后進(jìn)行準(zhǔn)確穩(wěn)固定位,保證鉆桿中心線、回轉(zhuǎn)軸中心線與樁位中心線在同一直線上。
4.3泥漿的制備及處理
在鉆孔過程中,中膨脹泥巖孔壁遇水穩(wěn)定性差,容易崩解、塌孔,因此泥漿配置質(zhì)量直接影響護(hù)壁效果。選擇造漿能力強(qiáng)、粘度大的膨潤土進(jìn)行造漿,以提高泥漿稠度,確保鉆進(jìn)過程中不塌孔、不縮孔。
根據(jù)中膨脹泥巖地質(zhì)和鉆機(jī)形式,確定泥漿配合比,見表1。
表1泥漿配合比
地質(zhì)情況 配合比(%)
膨潤土 純堿 CMC 聚丙烯酰胺 水
中膨脹泥巖 6~8 0.3~0.5 0.05~0.1 0~0.05 100
注:CMC為中粘度羧甲基纖維素。
根據(jù)上述配比,泥漿應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)見表2。
表2泥漿性能指標(biāo)
地質(zhì)情況 泥漿性能指標(biāo)
相對密度 粘度/s 含砂率/% 膠體率/% 失水率
/(ml/30min) PH值
中膨脹泥巖 1.35~1.45 19~28 ≤4 ≥95 ≤15 8~10
混凝土澆筑時(shí),將排出的泥漿引入泥漿池,待下一個(gè)樁位開孔后再引入孔內(nèi)或用泥漿泵抽吸到孔內(nèi)循環(huán)使用,并將沉淀池的廢漿或沉砂清理干凈。
4.4鉆孔
鉆機(jī)工作過程中的壓力和扭矩的輸出效率則取決與鉆桿和鉆頭,鉆斗的關(guān)鍵參數(shù)是斗齒
刃前角(鉆齒與水平面的夾角)。對于相同的地層使用同一鉆進(jìn)扭矩,不同的斗齒刃前角度,鉆進(jìn)效率不同。因此,只有選擇合適的刃前角,在合適的壓力作用下,才能提高鉆進(jìn)效
率。根據(jù)中膨脹泥巖遇水易軟化、崩解的特性,選擇楔形齒、小切削角、小刃角、齒寬稍大的斗齒鉆斗。
1)鉆進(jìn)前,先調(diào)整鉆機(jī)的水平、垂直儀,氣泡居中,然后伸縮鉆塔,使鉆頭底部導(dǎo)向尖對準(zhǔn)孔位中心,鉆頭自然放松,再根據(jù)護(hù)樁到鉆頭外壁的距離進(jìn)行對位校核,嚴(yán)格控制孔位偏差在允許誤差范圍內(nèi)。
2)在鉆進(jìn)過程中,要注意檢查樁孔的垂直度,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)因中膨脹泥巖中局部夾層的軟硬差異導(dǎo)致的斜孔現(xiàn)象。施工中可采用嵌巖筒鉆配合撈砂鉆斗的方法來解決這類問題。
3)在進(jìn)入膨脹泥巖后,放慢鉆孔進(jìn)尺和速度,能夠減少對孔壁的擾動(dòng),避免塌孔。施工中要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)配置合格的泥漿,避免自由水對樁孔的影響;鉆頭每次進(jìn)入液面時(shí),速度要緩慢,等鉆頭完全進(jìn)入泥漿后再勻速下降至孔底,每次提鉆、下鉆速度控制在0.5m/s以內(nèi),鉆進(jìn)速度控制在每斗進(jìn)尺0.3m左右,以減小對孔壁的擾動(dòng)。
4)鉆齒角度(鉆齒的切入角與水平面的夾角)跟鉆進(jìn)速度有很大關(guān)系。若鉆齒角度偏小,很難切入巖層,發(fā)生空鉆,不進(jìn)尺,且若加壓過大,容易損害鉆齒;若鉆齒角度偏大,旋挖鉆機(jī)功率達(dá)不到,而且對鉆具的扭矩要求很大,易造成鉆桿扭曲變形,誘發(fā)機(jī)械事故,損壞機(jī)器設(shè)備。因此,在膨脹泥巖鉆孔過程中,當(dāng)鉆頭打滑進(jìn)尺緩慢時(shí),檢查并調(diào)整泥漿指標(biāo)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),選用鉆齒角度大于45度的鉆斗,隨著孔深的增加逐步加大加壓力度。
5)隨著孔深的增加,鉆機(jī)所傳出的扭矩會(huì)隨地層逐層耗減,當(dāng)鉆機(jī)本身扭矩較小或者局部巖層較堅(jiān)硬時(shí),若扭矩不足會(huì)導(dǎo)致打滑鉆進(jìn)困難,此時(shí)可更換加壓鉆桿,增加鉆桿壓力;或先用加重鉆斗鉆進(jìn)然后用嵌巖筒鉆擴(kuò)孔至設(shè)計(jì)孔徑,最后用撈砂鉆斗撈取松散鉆渣。
6)在鉆孔接近設(shè)計(jì)標(biāo)高后,旋挖鉆應(yīng)減少鉆進(jìn)速度和壓力,避免破壞樁底基巖的完整性和承載力。
4.5成孔檢查·清孔
成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,對孔深、孔徑、垂直度等進(jìn)行檢查。成孔檢查合格后進(jìn)行清孔。
清孔采用二次清孔工藝。第一次清空在成孔檢查合格后進(jìn)行,一次清孔重點(diǎn)控制泥漿相對密度及含砂率兩個(gè)指標(biāo) :相對密度 1.15~1.3,含砂率≤4%。第二次清空在鋼筋籠調(diào)放完畢混凝土澆筑之前進(jìn)行。二次清孔泥漿指標(biāo)控制如下:相對密度 1.03~l.l0、粘度l7~20s、含砂率≤2%、膠體率≥96%。清孔采用換漿法清孔,用沉渣處理鉆斗排除沉渣,同時(shí)注入凈漿進(jìn)行泥漿置換。
4.6下鋼筋籠·混凝土灌注
鋼筋籠采用鋼筋廠統(tǒng)一加工制作,吊車現(xiàn)場吊裝的方式施工。鋼筋制安過程中,注意檢查鋼筋籠直徑、主筋間距、鋼筋籠順直度、焊接質(zhì)量。
混凝土灌注前對導(dǎo)管進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn),合格后吊放入孔內(nèi)。灌注時(shí),隨時(shí)用測繩檢查混凝土面高度和導(dǎo)管埋置深度,嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深在1~3m,防止導(dǎo)管提漏或埋管過深拔不出而出現(xiàn)斷樁。
5.關(guān)鍵工藝控制要點(diǎn)
1) 膨脹泥巖樁基在成樁工序上銜接緊湊,工序間隔時(shí)間不能太長,尤其是在混凝土灌注時(shí)間上,一般控制在鋼筋籠安裝完成4小時(shí)內(nèi)灌注完成。
2)旋挖鉆在鉆孔完畢后,應(yīng)及時(shí)開啟泥漿泵循環(huán)泥漿,避免泥漿靜置時(shí)間過長造成孔壁坍塌。另外,泥漿在降比重時(shí),要循序漸進(jìn),防止泥水分離。
3)旋挖鉆在鉆孔過程中,必須及時(shí)、定時(shí)檢測鉆孔垂直度,發(fā)現(xiàn)鉆桿傾斜應(yīng)及時(shí)調(diào)整鉆桿或更換鉆頭。
4)由于膨脹性泥巖地質(zhì)斜理發(fā)育,巖層經(jīng)常夾雜礫石,需要經(jīng)常更換鉆頭。因此鉆機(jī)平臺應(yīng)夯實(shí),避免因鉆機(jī)經(jīng)常移位擾動(dòng)地表層。
5)旋挖鉆在鉆孔過程中,遇到破碎膨脹性泥巖層時(shí),除了按照工藝要求仔細(xì)操作外,還應(yīng)定時(shí)量測孔深,檢測孔內(nèi)是否塌孔,防止孔壁大面積坍塌導(dǎo)致埋鉆。
6)在灌樁完成后,利用旋挖鉆鉆桿提升上拔鋼護(hù)筒時(shí),必須保證樁頭質(zhì)量,合理把握上拔護(hù)筒時(shí)間,防止塌孔或混凝土超灌不足影響整樁質(zhì)量。
6.結(jié)束語
關(guān)鍵詞: 旋挖鉆機(jī);樁基;施工;控制方法
中圖分類號:TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1引言
灌注樁基礎(chǔ)是公路橋梁構(gòu)造物經(jīng)常采用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),常用的成孔方法有人工成孔、沖抓鉆機(jī)成孔、沖擊鉆機(jī)成孔、旋挖鉆機(jī)成孔等。我們在麥喀高速公路橋梁樁基施工和新疆烏市田字路2期中,選擇靜態(tài)泥漿護(hù)壁旋挖成孔工藝,本工藝采用旋挖鉆機(jī)用鉆頭將孔內(nèi)渣土直接取出,并同時(shí)加注提前制備的泥漿護(hù)壁。該法不僅成孔速度快,且有沉渣厚度小、可提高孔口水位和加強(qiáng)泥漿護(hù)壁等有效措施,防止塌孔和縮孔、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
隨著高速公路的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁在公路橋梁基礎(chǔ)中日益增多,鉆孔灌注樁在橋梁基礎(chǔ),尤其在特大中橋應(yīng)用中,越來越重要,相應(yīng)地促進(jìn)了橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的快速發(fā)展,2012 年在麥喀高速公路葉爾羌河特大橋施工中,我公司采用雷沃220D中聯(lián)280C-1型旋挖鉆設(shè)備,使成孔工藝創(chuàng)下了新的施工記錄,同時(shí)使廣大工程技術(shù)人員掌握了新技術(shù),加快了施工進(jìn)度,保證了工程質(zhì)量。
2 特大橋灌注樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)
2.1樁基礎(chǔ)分類
2.1.1按材料可分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁及組合材料樁等,其中鋼筋混凝土樁又可分為普通鋼筋混凝土樁;預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁;預(yù)應(yīng)高強(qiáng)度混凝土樁;鋼筋混凝土樁使用最廣泛。
2.1.2按樁的使用功能可分類豎向抗壓樁、豎向抗撥樁、水平受荷樁、復(fù)合受荷樁。
2.1.3按成樁方法可分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。
2.1.4按承載性能分為摩擦型樁和端承型樁,摩擦型樁又可分為摩擦樁和端承摩擦樁;端承型樁又分為端承樁和摩擦端承樁。
2.2樁基的特點(diǎn)
關(guān)于樁基的特點(diǎn),我簡略介紹灌注樁中的鉆孔樁和預(yù)制樁中的預(yù)制鋼筋混凝土方樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。
2.2.1鉆孔灌注樁
灌注樁采用泥漿護(hù)壁,水下澆筑混凝土的施工工藝,樁徑一般在900-2500mm之間,它是一種非擠土性樁,目前大直徑樁體較長,優(yōu)點(diǎn)是對周圍環(huán)境要求低,對鄰近建筑物及管線的影響小,可以和圍護(hù)樁同時(shí)施工,減少工期,可以進(jìn)入貫入阻力PS值較大的砂土層摩擦樁,充分利用砂土層的高摩陰力,提高單樁承載力。缺點(diǎn)是采用現(xiàn)場混凝土的地下澆筑,鉆孔泥漿護(hù)壁,因此成樁質(zhì)量難以控制及造成環(huán)境污染。
2.3特大橋灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)
樁基礎(chǔ)由許多根打入或沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_所構(gòu)成的基礎(chǔ)。外力通過承臺分配到各樁頭,再通過樁身及樁端把力傳遞到周圍土及樁端深層土中,故屬于深基礎(chǔ)。施工作業(yè)面在無水滿足施工作業(yè)寬度的進(jìn)行整平,其上鋪筑戈壁料滿足施工作業(yè)面及樁基施工要求。平臺填高依據(jù)各個(gè)樁位的實(shí)測地面或水面標(biāo)高,一般高于水位1.2-1.5m來保證施工正常展開。在上游開挖河道將其河水引入施工區(qū)外,在主河道進(jìn)行圍堰處理形成筑島,保證高度并對主河床進(jìn)行改道處理。用戈壁料進(jìn)行作業(yè)面整平。
2.3.1樁基施工
樁基礎(chǔ)適用于土質(zhì)深厚處。在所有深基礎(chǔ)中,它的結(jié)構(gòu)最輕,施工機(jī)械化程度較高,施工進(jìn)度較快,是一種較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
2.3.2埋設(shè)護(hù)筒
護(hù)筒選擇厚度為3-6mm以上的鋼護(hù)筒,護(hù)筒應(yīng)堅(jiān)實(shí)具有一定的剛度,制作的護(hù)筒內(nèi)經(jīng)較設(shè)計(jì)樁直徑大0.1m,每節(jié)長度2米,護(hù)筒埋設(shè)較深時(shí),可采用多節(jié)護(hù)筒連接使用,接頭要圓順,滿足剛度、強(qiáng)度及抗漏水的要求,上下護(hù)筒接頭應(yīng)對準(zhǔn),必要時(shí)可加設(shè)勁肋。節(jié)間用30cm長16#短鋼筋沿護(hù)筒縱向焊接。護(hù)筒頂端側(cè)面開30cm方孔作為出水口。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)要將護(hù)筒中心與樁位中心對準(zhǔn),其誤差不大于5cm,護(hù)筒上下要豎直,其誤差不大于孔深的1%。護(hù)筒埋設(shè)頂面應(yīng)比原地面高出30cm左右,四周用粘土嵌填密實(shí)。
2.3.3泥漿拌制及處理方法
鉆孔泥漿采用優(yōu)質(zhì)粘土(或膨潤土),也可采用孔內(nèi)投放粘土方法,注水后自行沖擊造漿。在灌注水下混凝土?xí)r,擠出的泥漿,可作為下一個(gè)孔樁鉆孔使用的泥漿,泥漿性能指標(biāo)符合下列技術(shù)要求:泥漿相對密度1.25,泥漿粘度量28S,含沙率〈4%,膠體率〉95%,失水率〈30ml/30min。提高孔口水位和加強(qiáng)泥漿護(hù)壁等有效措施,防止塌孔、縮孔。泥漿頂標(biāo)高始終高于地下(或河水)水位至少1.5m,當(dāng)在一般地層中鉆孔時(shí),泥漿相對比重控制在1.05-1.20左右。
2.3.4鉆孔施工
根據(jù)本工程地質(zhì)情況,計(jì)劃在施工時(shí),對土質(zhì)地層采用旋挖鉆機(jī)成孔。旋挖鉆機(jī)開鉆前需對鉆機(jī)平臺、鉆盤中心及樁位進(jìn)行檢查,三者應(yīng)在同一鉛垂線上,保證空位偏差不超過5cm。鉆進(jìn)過程中,操作人員隨時(shí)觀察鉆桿是否垂直,并通過深度計(jì)數(shù)器控制鉆孔深度。鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,鉆進(jìn)速度一般不宜大于1m/min,在松散砂層,鉆進(jìn)速度不宜超過3m/h。重復(fù)以上過程,直至鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
2.3.5清孔
終孔后,應(yīng)立即進(jìn)行清孔。清孔方法根據(jù)土質(zhì)情況,孔底沉淀厚度要求和施工機(jī)具條件可選用換漿清孔,抽漿清孔或噴射清孔等方法進(jìn)行施工。當(dāng)泥漿指標(biāo)達(dá)到相對密度1.06-1.10,粘度20-28S時(shí),含砂率〈1%后,測得孔底沉渣厚度若〈15cm,可停止清孔,拆除鉆具,移走鉆機(jī),進(jìn)行下道工序的施工。清孔過程中須保持孔內(nèi)水頭,防止坍孔。
2.3.6鋼筋籠制作與安裝
鋼筋籠在鋼筋加工場地統(tǒng)一制作,考慮到吊車臂長應(yīng)分段制作,分段長度以26-28m左右為宜。并在孔口進(jìn)行焊接接長,豎向主筋在同一斷面的鋼筋接頭不超過50%,焊接接頭長度區(qū)段內(nèi)是指35d(d為鋼筋直徑)長度范圍內(nèi),但不得小于500mm。鋼筋籠下端制作整齊,使混凝土導(dǎo)管能順利升降,防止在鋼筋籠內(nèi)卡住。
2.3.7灌注水下混凝土
混凝土采用的粗、細(xì)骨料應(yīng)采用級配良好的碎石、中粗砂?;炷涟柚坪笠WC良好的流動(dòng)性,砼出倉時(shí)的坍落度要達(dá)到160-200mm以上。水灰比宜采用0.5-0.6.骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)經(jīng)的1/6―1/8和鋼筋最小間距的1/4,同時(shí)不應(yīng)大于20mm,為提高混凝土和易性,混凝土中摻用外加劑、粉煤灰等材料,其技術(shù)條件及摻用量通過試驗(yàn)確定。孔內(nèi)泥漿密度達(dá)到規(guī)范要求,及時(shí)灌注水下混凝土,每根樁混凝土灌注要連續(xù)進(jìn)行,不得中斷?;炷凉嘧㈤_始后,應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行,并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間,及時(shí)指揮調(diào)整導(dǎo)管埋深,要保證導(dǎo)管埋置深度,一般控制在2m -6m 左右。
橋梁基礎(chǔ)多置于水中,故要求樁材不僅強(qiáng)度高,而且要耐腐蝕。在橋梁中常用的樁材為鋼筋混凝土和鋼材。鋼筋混凝土樁的強(qiáng)度和耐久性均較為優(yōu),多用于較大或重要橋梁,但當(dāng)遇到含鹽量較高的水文地質(zhì)條件,也有腐蝕問題,應(yīng)采取防護(hù)措施。本人在葉爾羌河特大橋施工中為摩擦樁地質(zhì)為細(xì)粉砂、流砂土質(zhì)差采用了直徑為1.7m樁長為52m高抗硫鋼筋混凝土鉆孔樁。自50年代以后,曾廣泛采用工廠預(yù)制的鋼筋混凝土空心的管樁、樁外徑多為40和55厘米,如1953~1954年在武漢修建的漢水鐵路橋和公路橋,以及60年代修建的南京長江橋引橋的大部分基礎(chǔ)均采用這種樁基。此外,鋼筋混凝土鉆孔灌注樁(也稱鉆孔樁),近幾十年在世界范圍內(nèi)發(fā)展很快,如1972年在中國山東北鎮(zhèn)建成的黃河公路橋,采用直徑1.5米、最大入土深達(dá)107米的鋼筋混凝土鉆孔樁;70年代末在阿根廷建成跨巴拉那河的兩座斜張橋,全部采用直徑達(dá)2.0米,最大入土深達(dá)73米的鋼筋混凝土鉆孔樁。至于鋼樁主要是鋼管樁及H形鋼樁,其強(qiáng)度甚高,在土中穿透能力強(qiáng),在工業(yè)發(fā)達(dá)國家使用較多,在中國有少數(shù)橋梁(如上海黃浦江橋)也使用過。
3 施工質(zhì)量控制方法
3.1 鉆孔施工質(zhì)量控制
灌注樁是一項(xiàng)地下施工工序多,精確度高,質(zhì)量要求高,施工時(shí)間短,工作連續(xù)不間斷的一種地下隱蔽工程,要保證工程質(zhì)量,在施工前應(yīng)根據(jù)施工項(xiàng)目質(zhì)量計(jì)劃的組織方案從嚴(yán)要求,合理地安排施工流程,以便指揮現(xiàn)場施工。
灌注樁成孔后應(yīng)逐孔進(jìn)行檢測,檢測內(nèi)容包括空位偏差、孔深、孔徑、孔的垂直度、空底沉渣厚和澆筑混凝土前孔內(nèi)泥漿的主要指標(biāo)等。鉆機(jī)施工過程中保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部,保證孔壁穩(wěn)定性。鉆孔過程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度:由硬地層鉆到軟地層時(shí),可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度;當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r(shí),要減速慢進(jìn);在易縮頸的地層中,應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù),防止縮頸;對硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),以提高鉆進(jìn)效率;砂層則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度。掌握鉆孔施工的質(zhì)量控制方法防止出現(xiàn)鋼護(hù)筒變形,坍孔、偏孔、卡孔、埋孔等現(xiàn)象的發(fā)生‘
3.2灌注樁砼質(zhì)量控制
3.2.1材料的質(zhì)量控制
根據(jù)試驗(yàn)檢測選用合格的材料,主要材料水泥、鋼材必須有產(chǎn)品合格證,砂、石材料進(jìn)場時(shí)都需進(jìn)行檢查驗(yàn)收,使用時(shí)仍需進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn),以確保原材料的質(zhì)量。工地試驗(yàn)室嚴(yán)格把關(guān)配合比,并做好現(xiàn)場施工檢測。
3.2.2配合比的控制
鉆孔灌注樁水下砼使用導(dǎo)管灌注,現(xiàn)場的配合比要隨水泥的品種,砂、石規(guī)格及用水量的變化而進(jìn)行調(diào)整。為使每個(gè)工作的施工配合比都能準(zhǔn)確無誤,施工現(xiàn)場選用生產(chǎn)量高的1000 型拌和站生產(chǎn)砼混合料,1000 型砼拌和站各項(xiàng)功能全部電腦操作,其特點(diǎn)是:計(jì)量準(zhǔn),生產(chǎn)能力強(qiáng),產(chǎn)量高,適用于砼用量大的結(jié)構(gòu)工程,施工中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)自動(dòng)控制,準(zhǔn)確無誤?,F(xiàn)場施工各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)試驗(yàn)檢測全部達(dá)規(guī)范要求,每道工序存有詳細(xì)技術(shù)資料,可存檔保存,各項(xiàng)施工原始記錄齊全。
3.2.3坍落度控制
施工現(xiàn)場試驗(yàn)員跟蹤把關(guān),在灌注砼時(shí)不定時(shí)加強(qiáng)對坍落度的控制,砼坍落度采用18 cm~20 cm為宜。當(dāng)灌注至距頂點(diǎn)標(biāo)高8 m~10 m時(shí),及時(shí)調(diào)整砼坍落度,降低到12 cm~16 cm以提高砼的強(qiáng)度。
4 結(jié)語
綜上所述,鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程都是隱蔽工作,每道工序都必須從嚴(yán)要求,保證施工質(zhì)量,任何一道工序出現(xiàn)問題都將帶來嚴(yán)重的后果。因此,要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,必須選擇先進(jìn)的設(shè)備,合格的施工人員,嚴(yán)格把握每道工序質(zhì)量,現(xiàn)場指揮人員應(yīng)具備周密的組織協(xié)調(diào)能力,以及高度的責(zé)任心,各部門全面配合,只有到精益求精,才能保證結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量。同時(shí),通過對我國大橋鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工研究發(fā)現(xiàn),旋挖鉆機(jī)施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),從而顯著地提高工程施工效率和工程質(zhì)量。在合理選取施工方法與施工工藝的同時(shí),能最大限度地節(jié)省物力,財(cái)力,人力等資源,對企業(yè)效益和社會(huì)安全具有雙贏意義。。
參考文獻(xiàn):
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【 pick to 】 : if the tunnel in the west-east gas transmission project yu as a huge steel dragon, so, security is its life. 4 years of sweat and wisdom casting pipe, now hidden in underground. How to prevent against the safety of pipeline behavior, build the west-east gas pipeline smooth the safety of operating safety of the barrier, is the important problem that nots allow to ignore.
【關(guān)鍵詞】: 地道深基坑施工大管徑天然氣管道 保護(hù)技術(shù)
中圖分類號:U291.6+5文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
1.工程概述
1.1西氣東輸工程被稱作是繼長江三峽工程之后又一個(gè)世界級的特大工程項(xiàng)目。投資上千億元,西氣東輸工程全線投產(chǎn)以來,不僅是中國管道建設(shè)史上的重要里程碑,同時(shí)將在改善中國生態(tài)環(huán)境方面產(chǎn)生積極作用。"西氣東輸"工程的實(shí)施,不僅會(huì)加速改善東、西部地區(qū)的能源結(jié)構(gòu),而且會(huì)強(qiáng)有力地拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè),激活東、西及沿途省市區(qū)鋼鐵、水泥、土建安裝和機(jī)械電子等企業(yè)的發(fā)展?jié)摿?,從而形成一條新的經(jīng)濟(jì)增長帶。因此,西氣東輸管線保護(hù)在此工程施工中非常重要
1.2西氣東輸管線自2004年12月30日全線運(yùn)營以來,地道下穿西氣東輸天然氣管道保護(hù)工程在全國為首次運(yùn)用。在沒有類似施工經(jīng)驗(yàn)可借鑒的基礎(chǔ)上,對隧道下穿西氣東輸天然氣管道保護(hù)工程施工中必須用到的、遇到的技術(shù)進(jìn)行深化研究和總結(jié),可以達(dá)到指導(dǎo)同類工程施工的目的。
2.樁基施工對天然氣管線的保護(hù)
本工程地道施工與天然氣管線保護(hù)所涉及的樁工程有:Ø800SMW工法樁內(nèi)插HN700*300*13*24型鋼、Ø800高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、Ø800鉆孔灌注樁。主要介紹傳統(tǒng)的樁基施工技術(shù)在此所面臨的問題和采取的相應(yīng)的對策。
2.1Ø800SMW工法樁施工要點(diǎn)
在5m深的鉆探范圍內(nèi),采用人工開挖樣洞標(biāo)識、回填、儀器觀測等方法保證大型樁基穩(wěn)定、鉆桿不碰撞天然氣管道。密插型鋼
在天然氣管道兩邊,為了確保土體穩(wěn)固,型鋼為兩排密插型鋼,在施工需要插入型鋼的樁孔,按規(guī)范要求,進(jìn)行慢檔套打,套打完成后,對需要插入型鋼的樁孔進(jìn)行復(fù)鉆,復(fù)鉆采用快檔,快速鉆完后,立即插入型鋼。
2.2Ø800高壓旋噴樁施工要點(diǎn)
基坑圍護(hù)及圍護(hù)外側(cè)高壓旋噴樁施工時(shí),在只有2.4m寬的工作面,高壓旋噴樁機(jī)在基坑內(nèi)根本沒有停機(jī)的工作面,且高壓旋噴樁施工會(huì)造成土體上涌的情況下,采用采用人工開挖,暴露出天然氣管道,利用型鋼在標(biāo)高4.000搭設(shè)鋼平臺,高壓旋噴樁機(jī)停留在4.000標(biāo)高的鋼平臺上,鉆桿緊靠天然氣管道外壁進(jìn)行下鉆,為了防止鉆桿擾動(dòng)碰撞天然氣管道,在天然氣管道外側(cè)包裹三層土工布,并用1.5cm厚的竹膠板隔離天然氣管道和鉆桿。鉆桿采用慢檔鉆進(jìn),加壓旋噴時(shí),土體會(huì)上涌,天然氣管底和開挖面之間還有50cm的距離,派專人進(jìn)行觀察,上涌土體靠近天然氣管底時(shí),立即停機(jī)并采用人工清除上涌土方,確保天然氣管道安全。
2.3Ø800鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)
有10根樁分布在天然氣管線兩側(cè),距離十分近,鉆孔灌注樁施工由于受地質(zhì)條件影響,在成孔時(shí)進(jìn)場容易造成塌孔,若塌孔將造成天然氣管線下沉。對此采用套筒埋深深度加深,為天然氣管線的兩倍凈覆土距離加上天然氣管線管徑的距離;另采用膨潤土造漿成孔,進(jìn)口處泥漿粘度應(yīng)控制在22%,以確保成孔時(shí)不塌孔。
3.A30臨時(shí)便道對天然氣管線的保護(hù)
由于既有A30需大修整治半幅翻交施工,阿克蘇路地道需結(jié)合A30大修工程同步進(jìn)行,A30南側(cè)先施工,北側(cè)正常通行。當(dāng)南側(cè)施工前,需提前修筑三車道A30臨時(shí)便道,便于南幅高速公路車輛通行。根據(jù)管線位置及埋深,同時(shí)考慮A30公路便道將來通行車輛以重車為主,為保護(hù)管線,針對這根管線采用上部架設(shè)砼護(hù)管橋的保護(hù)方案。
護(hù)管橋跨徑為10m,寬度為A30公路便道路基外各放1m,總寬為81m。A30臨時(shí)車行輔道天然氣管線護(hù)管橋兩側(cè)擋墻采用Φ600鉆孔灌注樁,橋頂采用鋼筋砼空心板梁,并鋪裝80mm鋼筋砼、80mm瀝青砼。 4.大型施工機(jī)械跨越天然氣管道的保護(hù)
4.1現(xiàn)場條件
根據(jù)地道A1節(jié)、C10節(jié)施工需要,我單位施工有一條施工便道需要跨越本煤氣管道,由于我單位施工時(shí)有大型機(jī)械和重型汽車在便道通過,為此特編制本方案給予保護(hù)。
4.2現(xiàn)場需要的大型機(jī)械和重型汽車
序號 機(jī)械名稱 通行頻率 重量 備注
1 步履式樁機(jī)JB160 兩次 約160T 圍護(hù)SMW工法樁
2 土方運(yùn)輸車 經(jīng)常 約30T 土方開挖
3 混凝土運(yùn)輸車 經(jīng)常 約30T 地道結(jié)構(gòu)施工
4.3具體保護(hù)措施
4.3.1混凝土便橋
在我施工便道過天然氣管道上方設(shè)置一個(gè)混凝土便橋,便橋?qū)挾葹?m(大于等于便道寬度),便橋長度為5m(跨越813天然氣管道),混凝土等級為C30。
為了增加便橋的剛度和整體穩(wěn)定性,減少沉降,便橋兩端設(shè)置兩根寬500,高600的鋼筋混凝土梁,混凝土梁坐落在夯實(shí)的便道路基上,橋面板為250厚C30混凝土,內(nèi)配縱向¢20@200,橫向¢14@200的鋼筋。
便橋在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后才能允許車輛通行。
便橋在平時(shí)使用時(shí),要加強(qiáng)監(jiān)測,主要檢測其變形和沉降。
4.3.2步履式樁機(jī)JB160進(jìn)出場
步履式樁機(jī)JB160為我現(xiàn)場需要跨越天然氣管道的重量最大的機(jī)械,樁機(jī)進(jìn)場時(shí)為解體分別運(yùn)輸過天然氣管道后再進(jìn)行整體拼裝;出場時(shí)也采用現(xiàn)場解體,分塊運(yùn)輸?shù)霓k法進(jìn)行,以確保天然氣管道的安全。
4.3.3鋪設(shè)道板箱
在施工機(jī)械或汽車需要通過天然氣管道的地方鋪設(shè)道板箱,把對管道的壓力分解到管道兩邊的土體中。
5.作用意義
5.1直接經(jīng)濟(jì)效益
5.1.1利用本保護(hù)技術(shù)與傳統(tǒng)保護(hù)技術(shù)相比較,成本節(jié)約約為1300萬元、工期節(jié)約為60天。
5.1.2有了地下管道對構(gòu)件各種性能影響的結(jié)果,利用其規(guī)律,可以正確指導(dǎo)和組織施工,最大限度的加快施工進(jìn)度,節(jié)約工期,為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
5.1.3通過完成這一創(chuàng)新性的成果,申請國家級獎(jiǎng)勵(lì)和將成果寫入施工規(guī)范,提高企業(yè)在這一獨(dú)特領(lǐng)域的知名度,使得企業(yè)在組合結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,從而獲得很多的施工項(xiàng)目。
5.1.4通過該項(xiàng)目,使得施工技術(shù)符合國內(nèi)要求,從而使企業(yè)在國內(nèi)站穩(wěn)腳步。
5.1.5該施工技術(shù)為企業(yè)今后類似工程提供可視化科學(xué)管理,節(jié)省分析開支,為企業(yè)創(chuàng)造了效益。
關(guān)鍵詞:樁基施工專業(yè)延伸
Abstract: the professional extension is enterprise innovation of the sustainable development of a kind of reflect, also be enterprise in the process of development in order to avoid risk, to open up new markets, for the new profit growth point way; Can do zilpah self, environment, insight into market, perspective to seize the opportunities and tests the enterprise policymakers often ability; With the development of science sustainable development is a hard truth, based on the original professional, and extending the new professional sustainable development is form of a kind of expression. And for mobile base for engineering branch, how in traditional precast pile foundation increasing competition market, and the economic benefit is increasingly reduce environment beckoning, continuous, stable out of a sustainable development of professional extension road seem to be increasingly urgent. This article in view of the foundation engineering in recent years in the professional extension on the road has a little achievements and professional extension to the understanding of the process of a discussion.
Keywords: pile foundation construction professional extension
中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、樁基施工市場現(xiàn)狀
任何市場都是機(jī)遇與挑戰(zhàn)同在,利益與風(fēng)險(xiǎn)并存,建筑市場也不例外。而其中的預(yù)制樁施工市場由于推廣時(shí)間長,市場準(zhǔn)入門檻較低,使得涉足企業(yè)數(shù)量迅猛增長,尤其是私營樁基施工單位更是飛速發(fā)展,從而更加重了市場的競爭。回顧基礎(chǔ)工程部二十多年的發(fā)展,從最開始的建設(shè)寶鋼的機(jī)動(dòng)打樁隊(duì),到逐漸進(jìn)入市場站穩(wěn)市場的樁基工程部,再到如今專業(yè)延伸的基礎(chǔ)工程部。改變的雖然只是一個(gè)名稱,但是也表明了我們不斷轉(zhuǎn)變思想、不斷開拓市場、不斷堅(jiān)持持續(xù)發(fā)展,走專業(yè)延伸道路的決心。
二、專業(yè)延伸的必然性
1、外部市場必然性
我們常說的地基處理工藝就是按照上部結(jié)構(gòu)對地基的要求,對地基進(jìn)行必要的加固或改良,提高地基土的承載力,保證地基穩(wěn)定,減少房屋的沉降或不均勻沉降,消除失陷性黃土的失陷性,提高抗液化能力等。常用的人工地基處理方法有預(yù)制樁、SMW工法、地下連續(xù)墻、碎石樁、灌注樁、換土墊層法,重錘表層夯實(shí),強(qiáng)夯法,振沖法,注漿法,深層攪拌,化學(xué)加固等方法。地基處理的對象是軟地基和不良地基。地基處理的目的是:提高地基的強(qiáng)度以保證地基的穩(wěn)定性;降低地基的壓縮性,減少地基的沉降和不均勻沉降;加強(qiáng)地基固結(jié)過程,提早完成沉降;防止地震時(shí)液化和震陷等。而預(yù)制樁施工工藝僅僅只是地基處理工藝中的一種,隨著我國城市化進(jìn)程的加快,各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的興建,不可避免的在不良地基場地上建造,而且對地基質(zhì)量的要求也將越來越高。這就意味著地基處理建筑市場前景非常廣闊,這就為專業(yè)延伸打下了市場基礎(chǔ)。
2、內(nèi)在發(fā)展必然性
受2008年下半年開始的金融危機(jī)影響,國內(nèi)建筑市場嚴(yán)重受挫,建設(shè)項(xiàng)目急劇減少,整個(gè)預(yù)制樁施工市場是僧多粥少,全面進(jìn)入惡性競爭時(shí)代,迫使我們要轉(zhuǎn)變思想,立足創(chuàng)新,走專業(yè)延伸的道路。當(dāng)前我們正處在企業(yè)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),不斷苦練內(nèi)功,大力開辟新的市場,拓展產(chǎn)業(yè),是我們肩負(fù)的歷史重任。
三、專業(yè)延伸過程的探討
當(dāng)企業(yè)因市場環(huán)境或其它因素使得發(fā)展過程或預(yù)期目標(biāo)受到影響時(shí),或者說因不能繼續(xù)適應(yīng)市場環(huán)境和規(guī)則而導(dǎo)致其業(yè)務(wù)績效不佳、發(fā)展前景暗淡時(shí),專業(yè)延伸或轉(zhuǎn)型即成為企業(yè)尋找并適應(yīng)新的市場環(huán)境,增加新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),尋求持續(xù)發(fā)展的必然選擇。正是有了上述的原因,堅(jiān)持走專業(yè)延伸的道路就成了我們堅(jiān)定不移的發(fā)展信念。結(jié)合我們基礎(chǔ)工程部專業(yè)延伸的實(shí)際情況,有以下幾點(diǎn)同大家分享:
1、審時(shí)度勢,未雨綢繆
專業(yè)延伸它不僅要求具備內(nèi)在的條件,而且還必須強(qiáng)調(diào)對時(shí)機(jī)的把握,即外界環(huán)境對專業(yè)延伸的影響?!皩彆r(shí)度勢”,就是強(qiáng)調(diào)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)必須認(rèn)清企業(yè)外部環(huán)境和企業(yè)自身?xiàng)l件,并尋找出企業(yè)現(xiàn)在及未來可能的市場機(jī)會(huì);“未雨綢繆”,就是強(qiáng)調(diào)在資金、人才、技術(shù)、設(shè)備、資質(zhì)等各類資源配置方面提前做好準(zhǔn)備,待機(jī)而動(dòng)。我們提出的專業(yè)延伸正是基于外部市場環(huán)境的變化(金融危機(jī)爆發(fā)、傳統(tǒng)市場競爭劇烈、利潤率不斷降低),自身發(fā)展的需求(企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、職工收入增長的預(yù)期)。2009年5月樁基工程部正式更名為基礎(chǔ)工程部,雖然當(dāng)年的合同簽約額僅為1.07億元,但是從數(shù)據(jù)分析得知,其中有2200萬元為其他地基處理工程。而到2010年全年的合同簽約額則達(dá)到2.8億元,其中傳統(tǒng)樁基施工合同簽約額約1.8億元,剩余1.0億元均為其它形式的地基處理工程。圓滿地完成了公司下達(dá)的年度指標(biāo)。不難發(fā)現(xiàn),我們的專業(yè)延伸工作已經(jīng)邁出了可喜的一步。
2、同心多元,關(guān)聯(lián)互補(bǔ)
“同心多元化”或“無關(guān)多元化”通常是建筑施工企業(yè)專業(yè)延伸的基本方向?;A(chǔ)工程部的做法是先走同心多元化之路,然后再拓展其它業(yè)務(wù)。在同心多元化方面,工程部注重以傳統(tǒng)樁基施工市場為源點(diǎn),實(shí)施產(chǎn)業(yè)的延伸和拓展;在業(yè)務(wù)拓展方面強(qiáng)調(diào)主業(yè)突出,多專業(yè)、跨行業(yè)、綜合性;在區(qū)域營銷方面,強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)長三角地區(qū)、天津環(huán)渤海區(qū)域、泉州石化基地等市場并重。區(qū)域發(fā)展的亮點(diǎn)是以天津?yàn)橹行牡沫h(huán)渤海區(qū)域,我們以基礎(chǔ)工程部的傳統(tǒng)專業(yè)-預(yù)制樁施工為打入當(dāng)?shù)厥袌龅钠鯔C(jī),扎根天津市場,自09年10月份中標(biāo)天津空港加工區(qū)A區(qū)樁基項(xiàng)目開始,工程部利用在建工程的良好契機(jī),努力探索區(qū)域化營銷,充分利用在建項(xiàng)目打下的良好基礎(chǔ),敢于出擊,陸續(xù)在天津市場承接了渤龍湖項(xiàng)目、長城汽車天津項(xiàng)目、下朱莊街改造項(xiàng)目、長城汽車徐水項(xiàng)目??傆?jì)中標(biāo)額達(dá)4500.6萬元。走出了一條區(qū)域擴(kuò)展、滾動(dòng)經(jīng)營的經(jīng)驗(yàn)。
3、明確戰(zhàn)略,貫徹實(shí)施
企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略是企業(yè)開展各項(xiàng)活動(dòng)的核心?;A(chǔ)工程部按照中冶集團(tuán)提出的“創(chuàng)新提升,做強(qiáng)做大,持續(xù)發(fā)展,長富久安”的發(fā)展戰(zhàn)略,對工程部的發(fā)展戰(zhàn)略定位為:“主業(yè)突出,多專業(yè)、跨行業(yè)、跨區(qū)域、專業(yè)化的地基處理施工隊(duì)伍”?!爸鳂I(yè)突出”就是要努力鞏固原有傳統(tǒng)預(yù)制樁施工市場,例如2010年中標(biāo)簽約的昆山龍飛光電有限公司廠房一期新建樁基工程。該項(xiàng)目合同簽約額達(dá)13250萬元是基礎(chǔ)工程部歷史上單個(gè)施工合同額最大的項(xiàng)目,確保了在傳統(tǒng)預(yù)制樁施工市場的優(yōu)勢地位。“多專業(yè)”就是要在地基處理的其他領(lǐng)域取得突破和發(fā)展。我們從2009年下半年開始,立足傳統(tǒng)專業(yè),積極向其他地基處理專業(yè)延伸,成立專門的地基室,選派專業(yè)技術(shù)扎實(shí)、具有吃苦精神的同志負(fù)責(zé)。加強(qiáng)學(xué)習(xí),積極進(jìn)取,先后在中化泉州石化項(xiàng)目地基處理(強(qiáng)夯專業(yè))、菏澤電廠碎石樁施工項(xiàng)目、桂箐路99號研究中心二期樁基及基坑圍護(hù)工程(水泥攪拌樁加鉆孔灌注樁)、大西客運(yùn)專線站前四標(biāo)段橋涵線下鉆孔樁工程(旋挖樁)、長沙博瑞地基長湘高速樁基工程(旋挖樁)投標(biāo)中發(fā)揮了積極的作用,確保了項(xiàng)目的中標(biāo)和有效實(shí)施?!翱缧袠I(yè)”就是要走出冶金行業(yè)這個(gè)傳統(tǒng)的市場,積極參與電子、電力、房地產(chǎn)、化工等國家重點(diǎn)扶持的行業(yè)。從目前的實(shí)施效果來看,我們先后承接的昆山龍飛電子、華潤菏澤電廠、啟東恒大房產(chǎn)項(xiàng)目、天津渤龍湖住宅項(xiàng)目、泉州石化地基處理項(xiàng)目等均表明我們的行業(yè)領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大,戰(zhàn)略目標(biāo)完成了預(yù)期。
4、搶抓機(jī)遇,量力而為
專業(yè)延伸不僅要充分評估企業(yè)內(nèi)、外部環(huán)境,把握稍縱即逝的機(jī)遇,還要全面、客觀的分析自身的能力,量力而為。成立專門的地基室,加強(qiáng)人員、資金的投入,制定有效地激勵(lì)措施和分配方案,均是我們加強(qiáng)自身建設(shè),提高自身能力的舉措。應(yīng)當(dāng)說,基礎(chǔ)工程部的專業(yè)延伸從2009年正式起步到2010年的穩(wěn)步發(fā)展,再到目前全面投身多專業(yè)市場的競爭,是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程,絕非一蹴而就。專業(yè)延伸所需的資金、人才、技術(shù)、設(shè)施等各類資源是實(shí)現(xiàn)專業(yè)延伸的關(guān)鍵因素,必須做到量力而為方能確保專業(yè)延伸的穩(wěn)步實(shí)施并取得成功。中化泉州石化項(xiàng)目地基處理強(qiáng)夯工程就是一個(gè)非常成功的案例:2009年基礎(chǔ)工程部跟蹤該項(xiàng)目時(shí),主要的原因是瞄準(zhǔn)了強(qiáng)夯后的樁基施工。但是在業(yè)主進(jìn)行資質(zhì)審查和業(yè)績申報(bào)時(shí),我們有意識的將強(qiáng)夯的業(yè)績進(jìn)行了申報(bào),取得了業(yè)主的認(rèn)可。當(dāng)強(qiáng)夯開始招標(biāo)時(shí),地基室的同志積極向特種分公司取經(jīng),了解強(qiáng)夯工藝流程、特點(diǎn)和技術(shù)要求,并結(jié)合工程部的現(xiàn)有各種資源及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)提出解決方案,在自身能力許可的前提下,編制出可行的施工方案和準(zhǔn)確的報(bào)價(jià)。中標(biāo)后,工程部十分重視,組織精干施工管理班子進(jìn)駐現(xiàn)場。邊學(xué)習(xí)、邊總結(jié),邊消化,逐步形成了自己的專業(yè)優(yōu)勢,在同期施工的2個(gè)標(biāo)段的施工競賽中,連續(xù)獲得業(yè)主、監(jiān)理的好評和認(rèn)可,成為了業(yè)主的合格協(xié)作單位。截止到目前,中化泉州石化項(xiàng)目的強(qiáng)夯施工(含動(dòng)力站樁基工程)合同簽約額達(dá)3000萬元,有力的驗(yàn)證了專業(yè)延伸的正確性。
四、結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】旋挖樁;質(zhì)量控制;監(jiān)理措施
前言:
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市建設(shè)進(jìn)程的加快,工程建設(shè)規(guī)模越來越大,高層、超高層和其他組合結(jié)構(gòu)以及地下空間開發(fā)的大量涌現(xiàn),樁基礎(chǔ)施工越來越多,且深度和難度不斷加大。由于樁基工程施工從鉆孔到完成混凝土澆筑大多都是在水下進(jìn)行,具有極強(qiáng)的隱蔽性和不可逆轉(zhuǎn)性,受到施工中各道環(huán)節(jié)與各種因素(地質(zhì)條件、施工隊(duì)伍技術(shù)水平、操作條件、鉆孔工藝、鋼筋籠上浮、護(hù)壁、混凝土配置、混凝土灌注等)的影響,成樁的好壞直接關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的安全和建筑物(構(gòu)筑物)的沉降。監(jiān)理工程師作為質(zhì)量控制的主體,應(yīng)在施工質(zhì)量控制的三個(gè)階段,即施工準(zhǔn)備階段(事前)、施工階段(事中)、工程驗(yàn)收階段(事后),運(yùn)用一系列的監(jiān)控手段與控制措施,達(dá)到旋挖樁施工質(zhì)量控制的目的。結(jié)合筆者曾監(jiān)理過的工程實(shí)踐,闡述對該種樁基工程施工質(zhì)量的監(jiān)理控制措施。
1 工程概況
中南民族大學(xué)教師二期周轉(zhuǎn)房工程地上建筑面積100881.69 m2,其中1、3、4#樓17401.65 m2,2#樓14922.48 m2,5、6#樓16877.13 m2,總居住戶數(shù)為784戶;建筑物總高度:99m; 1-4#樓33層,5、6#樓32層;±0.000相當(dāng)于23.2m;地下一層,地下總建筑面積11871.82 m2,按平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì),平時(shí)為汽車庫,停車位243輛,戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩護(hù)部;建筑基礎(chǔ)采用純樁基筏板箱型基礎(chǔ);主樓與地下室停車場部分均采用鉆孔灌注樁,共1253根,其中主樓部分為抗壓樁共913根,地下室停車場部分為抗拔樁共340根;樁徑Ф800;樁端持力層分別為第(5)層―中風(fēng)化石英砂巖、第(6-2)層―中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、第(7-2)層―中風(fēng)化泥巖;樁端全截面進(jìn)入持力層深度分別大于4.0米、4.0米、6.0米,樁長分別為17米、17米、19米,有效樁長必須同時(shí)滿足樁端進(jìn)入持力層深度和樁長要求;樁頂相對標(biāo)高為-7.1m(主樓部分)和-6.6m(地下室停車場部分);單樁抗壓承載力特征值2200KN,單樁抗拔承載力設(shè)計(jì)值600KN;樁身混凝土強(qiáng)度為C30,保護(hù)層厚50mm,充盈系數(shù)不得小于1.05,孔底沉渣厚度應(yīng)小于50mm;鋼筋籠設(shè)計(jì)要求:全樁段配置鋼筋籠,其中樁頂3米范圍內(nèi)螺旋箍筋加密為Ф8@100,非加密螺旋箍筋為Ф8@250,主筋與承臺的錨固長度為40d;樁身主筋分別為:12Ф14(主樓部分)及16Ф16(地下室停車場部分);樁身加勁箍為Ф14@2000;施工采用泥漿護(hù)壁,SWDM25型旋挖鉆機(jī)成孔技術(shù)。
2 旋挖樁施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.1 明確質(zhì)量控制目標(biāo)
旋挖樁施工質(zhì)量必須滿足設(shè)計(jì)承載力和樁身完整性兩大控制目標(biāo)。為保證該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),必須確保成樁過程各項(xiàng)指標(biāo)(包括:樁位、樁長、樁徑、孔底沉渣、終孔垂直度、各種成樁材料質(zhì)量、鋼筋籠制作與安裝、混凝土澆筑等)達(dá)到設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收規(guī)范要求(以下簡稱達(dá)到要求),并確保預(yù)留混凝土試塊標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度及其數(shù)理統(tǒng)計(jì)評定達(dá)到要求;樁身完整、勻質(zhì)、連續(xù)性好,無夾渣、縮頸、斷樁等缺陷;樁基極限承載力達(dá)到要求。
2.2 掌握施工工藝流程
施工前必須全面掌握旋挖樁的施工工藝。其主要施工工藝流程為:場地平整孔位測定埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位開鉆成孔提鉆清孔檢孔安放鋼筋籠下導(dǎo)管水下混凝土灌注提拔導(dǎo)管成樁拔出護(hù)筒檢測。
2.3 審查施工單位資質(zhì)
樁基工程作為特種工程,其施工單位必須具有巖土專業(yè)施工資質(zhì)。在施工單位確定前,必須審查其資質(zhì)等級與有效期、施工承包的業(yè)務(wù)范圍、技術(shù)與管理水平、以往的施工業(yè)績、施工各級管理人員和各種特種作業(yè)人員上崗證書等。
2.4 審查施工方案
施工方案應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際特點(diǎn),重點(diǎn)指出工程的特殊性和施工方法等內(nèi)容;施工方案應(yīng)明確設(shè)備選型能適合工程地質(zhì)條件要求;投入設(shè)備數(shù)量能保證施工進(jìn)度要求;結(jié)合場地實(shí)際情況對勞力、打樁機(jī)械行走路線作出合理調(diào)控,明確跳打施工順序;合理確定泥漿溝排放流向與泥漿池位置,并滿足安全與文明施工要求;在試樁后進(jìn)行完善和總結(jié),積累本施工區(qū)域的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),也應(yīng)及時(shí)編入施工方案。監(jiān)理部門除重點(diǎn)審查上述內(nèi)容外,還應(yīng)加強(qiáng)審核施工與檢查驗(yàn)收程序,明確監(jiān)控點(diǎn),尤其對關(guān)鍵工序工程質(zhì)量的控制及保證措施進(jìn)行詳細(xì)審查,主要包括:樁位控制、鉆孔控制、鋼筋籠制作與安裝、水下混凝土的灌注等方面,要求施工方案滿足可操作性,做到切實(shí)可行。在施工中督促施工單位嚴(yán)格按施工方案各項(xiàng)具體要求組織落實(shí)。
2.5 編制監(jiān)理細(xì)則
監(jiān)理細(xì)則對于指導(dǎo)現(xiàn)場監(jiān)理工作是非常重要的。細(xì)則要對工程的具體情況進(jìn)行詳實(shí)分析,提出有針對性的質(zhì)量與安全控制措施,還應(yīng)對重點(diǎn)、難點(diǎn)和可能出現(xiàn)突發(fā)事件提出應(yīng)對預(yù)案。工程監(jiān)理細(xì)則中應(yīng)將以下內(nèi)容作為關(guān)鍵控制點(diǎn):樁位、孔深、樁孔垂直度、持力層判定、孔底沉渣厚度量測,鋼筋籠制作與安裝,水下混凝土的澆筑(尤其是第一斗混凝土)及導(dǎo)管的上提。監(jiān)理部將該細(xì)則提供給施工項(xiàng)目部,要求他們在打樁前對各班組進(jìn)行技術(shù)交底,使樁機(jī)施工人員對要求一清二楚。
2.6 審查進(jìn)場原材料
原材料的質(zhì)量是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)保證,如果不嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān),想要得到好的施工質(zhì)量與工程質(zhì)量是不可能的。原材料的質(zhì)量控制是監(jiān)理質(zhì)量控制的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
在對商品混凝土進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí),項(xiàng)目監(jiān)理部在施工前要先行考察商品混凝土生產(chǎn)廠家及其質(zhì)量保證體系,要求每次灌注混凝土前必須提供混凝土開盤鑒定和配比報(bào)告。由于澆筑水下混凝土存在深水、淺水或水流速度大小,以及是否滲進(jìn)泥漿等不同的復(fù)雜情況,為確保工程質(zhì)量,混凝土的配制強(qiáng)度應(yīng)在一般配制強(qiáng)度的基礎(chǔ)上再提高10%~20%。粗骨料應(yīng)使用連續(xù)級配,當(dāng)導(dǎo)管直徑為300mm時(shí),最大粒徑應(yīng)小于40mm并不得大于鋼筋間最小凈距的1/3。含砂率宜為40%~50%,并宜選用中粗砂。膠凝材料的初凝時(shí)間不宜小于2h,膠凝材料的用量不宜小于360kg/m3,坍落度宜為180~220mm,水下混凝土應(yīng)具有足夠的流動(dòng)性和良好的和易性,在運(yùn)輸和灌注過程不發(fā)生離析和泌水。
對鋼筋原材及焊接接頭的質(zhì)量控制。檢查鋼筋原材料,應(yīng)查看鋼筋進(jìn)貨出廠質(zhì)量證明單或試驗(yàn)報(bào)告單,每捆(盤)均應(yīng)有標(biāo)示牌,進(jìn)場材料應(yīng)按不同鋼種、等級、牌號、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分批驗(yàn)收,并按規(guī)定進(jìn)行見證取樣?,F(xiàn)場截取一定長度的鋼筋棒,實(shí)測長度和重量,計(jì)算鋼筋線重量,如滿足材料標(biāo)準(zhǔn)要求,便將抽樣原材送滿足資質(zhì)要求的第三方檢測單位進(jìn)行檢測,合格后方可使用。同時(shí)做好施工臺賬,記錄下每批進(jìn)場鋼筋的具體使用部位(樁號),以便追索。
鋼筋籠在安裝過程中的連接一般采用電弧焊接。由于鋼筋焊接頭現(xiàn)場制作成型后,隨即灌注混凝土成樁,即使現(xiàn)場按見證取樣代表批量要求,隨機(jī)截取焊接頭,但待檢測報(bào)告返回現(xiàn)場時(shí),已不能滿足施工進(jìn)度要求。為了保證鋼筋焊接接頭施工質(zhì)量,監(jiān)理部要求現(xiàn)場焊工必須定員定崗定量;必須持證(勞動(dòng)部門頒發(fā)的焊工特種工上崗證)上崗;上崗前必須進(jìn)行試焊,試焊試件必須一次檢測合格。從而確保每批鋼筋焊接頭檢測合格。
2.7 測量定位控制
要采取施工單位自檢及監(jiān)理人員復(fù)檢、驗(yàn)收相結(jié)合的程序措施,對業(yè)主提供的控制點(diǎn)坐標(biāo)、高程,要求施工單位進(jìn)行復(fù)測,監(jiān)理旁站核對,同時(shí)要求施工單位定期對控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。對施工單位建立的現(xiàn)場二級測量控制網(wǎng)點(diǎn),定期要求施工單位進(jìn)行復(fù)核與校驗(yàn),并落實(shí)保護(hù)措施。認(rèn)真檢查、審核施工單位工程放線、定位測量成果及報(bào)告,并進(jìn)行現(xiàn)場測量復(fù)核,嚴(yán)格控制樁位偏差在設(shè)計(jì)或規(guī)范允許的范圍內(nèi)。在測量放線時(shí),應(yīng)選用全站儀采用極坐標(biāo)定位法放樣;樁位測量后對每個(gè)樁位進(jìn)行復(fù)核,主要方法是在護(hù)筒定位、固定后,要求施工單位以重錘吊繩找出護(hù)筒中心點(diǎn)作為樁位中心,用卷尺與相鄰樁位進(jìn)行校核,保證該孔位中心與樁中心坐標(biāo)偏差小于20mm。
2.8 機(jī)具選型與就位
機(jī)具的性能對于能否保證施工質(zhì)量以及工效的高低有很重要的作用,監(jiān)理人員也應(yīng)該熟悉機(jī)具性能。旋挖樁機(jī)有許多性能指標(biāo),如功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、提升能力、通徑、機(jī)架高度、平面尺寸、移動(dòng)能力、對樁位能力等等,一般首先要看功率和扭矩夠不夠,樁徑越大,鉆進(jìn)時(shí)切削阻力越大,要求功率和扭矩也越大。
旋挖樁施工之所以稱為無循環(huán)鉆孔灌注樁,就是在鉆進(jìn)過程中,通過提斗,將孔內(nèi)泥渣直接帶出孔外,泥漿的主要作用是護(hù)壁。但是如需要二次清孔時(shí),最好采用泵吸反循環(huán)清孔,若采用正循環(huán)清孔,要排出巖渣和泥團(tuán),須加大泥漿比重和粘度,且清孔速度慢。泥漿泵送量必須與樁長、樁徑相匹配,對于直徑小于1m的樁來說,泥漿泵的泵送量應(yīng)在600~1200L/min之間選擇。泵量太大或太小都是不適宜的,太小時(shí)切削產(chǎn)生的泥漿不能全部排出,泥漿會(huì)變得很粘稠,影響進(jìn)度與質(zhì)量;太大易在軟弱的孔段形成擴(kuò)徑,也會(huì)對砂層造成擾動(dòng),影響樁的承載力。
開孔時(shí)應(yīng)遵循小水量、輕壓力、滿轉(zhuǎn)速,以防擴(kuò)徑過大。護(hù)筒底部附近要慢速鉆進(jìn),使護(hù)筒底部有一定厚度的粘泥皮。正常鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)根據(jù)土層變化、孔徑、孔深等因素,合理地選擇鉆進(jìn)參數(shù),結(jié)合常見地質(zhì)特點(diǎn):①雜填土,松散,該層鉆進(jìn)速度快,鉆進(jìn)參數(shù)選用中等壓力,快轉(zhuǎn)速,采用高粘度、大密度的泥漿護(hù)壁,力求快速鉆穿;②粘土,可塑,鉆進(jìn)參數(shù)選用中等壓力,快轉(zhuǎn)速,低密度泥漿;③淤泥,飽和,軟塑,宜用籠式鉆頭鉆進(jìn),采用快轉(zhuǎn)速,低密度泥漿并反復(fù)掃孔;④粉質(zhì)粘土,中硬塑,選用中等壓力,快轉(zhuǎn)速,低密度泥漿;⑤泥巖,中厚-薄層狀構(gòu)造,屬極軟巖類,宜用合金鋼鉆頭鉆進(jìn),選用大壓力,中等轉(zhuǎn)速,低密度泥漿;⑥泥質(zhì)粉砂巖,宜用金剛石鉆頭,選用大壓力,低轉(zhuǎn)速,高密度泥漿;⑦石英砂巖,宜用金剛石鉆頭,選用大壓力,低轉(zhuǎn)速,高密度泥漿。
2.9 泥漿控制
在旋挖樁施工過程中,為了防止塌孔,穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于挾帶鉆渣,必須采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿護(hù)壁的作用是利用泥漿與地下水之間的壓力差來控制水壓力,以確??妆诘姆€(wěn)定;同時(shí)泥漿可使孔內(nèi)鉆渣呈懸浮狀態(tài),有利于將鉆渣排出孔外。施工中泥漿通過鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)攪動(dòng),在離心力的作用下,泥漿被甩落到孔壁上,形成一定厚度的泥皮,加之孔中水頭作用,孔壁空隙基本得到封閉,土層中的地下水、承壓水很難進(jìn)入孔中,從而孔壁得到加固。在砂類土、碎(卵)石土或粘土夾層中鉆孔,宜采用膨潤土造漿護(hù)壁。
旋挖鉆機(jī)應(yīng)配備泥漿池,在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取提高泥漿比重、摻入鋸末、摻入增粘劑提高泥漿粘度等維持孔壁穩(wěn)定的措施。泥漿制備的能力應(yīng)大于鉆孔時(shí)的泥漿需求量,每臺套鉆機(jī)的泥漿儲(chǔ)備量應(yīng)不少于單樁體積的兩倍。應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)速度同步向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿,以保持應(yīng)有水頭和足夠的泥漿壓力。施工期間泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上,在受水位漲落影響時(shí),泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上。
泥漿質(zhì)量控制是護(hù)壁鉆孔灌注樁最重要的施工控制環(huán)節(jié)之一,泥漿比重、黏度、含砂率、膠體率均應(yīng)符合要求。如果鉆孔中的泥漿比重過?。ㄐ∮?.1 g/cm3),孔內(nèi)負(fù)壓過大,泥漿護(hù)壁就容易失去阻擋土體坍塌的作用,易產(chǎn)生塌孔;較大比重的泥漿,護(hù)壁效果更佳,但是如果泥漿的比重過大(大于1.3 g/cm3),則會(huì)影響鉆進(jìn)速度,也易使孔壁泥皮過厚,影響樁與土壁的接觸,并容易使泥漿泵產(chǎn)生堵塞,甚至使混凝土的置換產(chǎn)生困難,使成樁質(zhì)量難以得到保證。
作為現(xiàn)場監(jiān)理,應(yīng)做好對護(hù)壁泥漿性能的檢測,主要控制兩大方面:一是泥漿備制應(yīng)選用高塑性粘土或膨潤土,杜絕施工方圖省事盲目地就近取用不合要求的泥土制備;二是在鉆孔過程中,加強(qiáng)對護(hù)壁泥漿的比重(稠度)、粘度、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)的跟蹤檢查,特別是對泥漿比重的測定,應(yīng)選用婆美氏比重計(jì),在清空后在距孔底500mm處取樣,這需要專用的取樣容器,實(shí)踐中,作業(yè)人員往往會(huì)在孔口取樣,影響實(shí)測準(zhǔn)確性。監(jiān)理部應(yīng)隨時(shí)對不符合要求、影響成孔質(zhì)量的泥漿及時(shí)督促施工單位進(jìn)行調(diào)整與更換。
3 旋挖樁施工階段質(zhì)量控制要點(diǎn)
3.1 鉆孔
每根樁在鉆孔前均應(yīng)安設(shè)鋼護(hù)筒。根據(jù)地質(zhì)情況和地下水位情況以及孔內(nèi)泥漿高度的需求確定鋼護(hù)筒的安設(shè)深度,鋼護(hù)筒的最小長度不宜小于4.0m;鋼護(hù)筒應(yīng)采用4mm~8mm厚鋼板制作,其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑100mm,上部應(yīng)對稱設(shè)兩個(gè)溢漿孔口;鋼護(hù)筒起吊時(shí)應(yīng)采用鋼扁擔(dān),埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確穩(wěn)固,護(hù)筒周圍應(yīng)用粘土填封緊密。護(hù)筒中心和樁位中心偏差應(yīng)小于50mm,護(hù)筒安設(shè)垂直度偏差應(yīng)不大于0.5%。護(hù)筒頂面宜高出施工水位或地下水位2米,還應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求,在旱地或筑島時(shí)還應(yīng)高出施工地面0.5m。
旋挖鉆機(jī)重量大、機(jī)架高、設(shè)備昂貴,施工時(shí)應(yīng)保證作業(yè)安全,必要時(shí)應(yīng)在地面先墊設(shè)能保證其安全的鋼板或路基板,防止塌陷、傾覆。旋挖鉆機(jī)成孔前和每次提出鉆斗時(shí),應(yīng)檢查鉆斗和鉆桿鏈接銷子、鉆斗門連接銷子以及鋼絲繩的狀況,并清除鉆斗內(nèi)的土渣。當(dāng)樁距小于3.5倍樁徑時(shí)應(yīng)跳打施工,這是基于混凝土初凝時(shí)間考慮的,也就是說對于樁距過小,不滿足相關(guān)要求,在混凝土初凝前如若不采取跳打施工,很容易造成相鄰樁混凝土初凝前內(nèi)部擾動(dòng),影響混凝土正常凝結(jié),降低強(qiáng)度,影響工程質(zhì)量。另外旋挖鉆機(jī)鉆斗倒出的土距樁孔口的最小距離應(yīng)大于6m,并應(yīng)及時(shí)清除。
為避免鉆孔時(shí)出現(xiàn)擴(kuò)徑,監(jiān)理人員應(yīng)檢查鉆機(jī)是否穩(wěn)固,要求減壓鉆進(jìn),防止鉆頭擺動(dòng)或偏位,以便形成良好的孔壁,要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位。為避免出現(xiàn)縮頸,鉆孔前監(jiān)理人員應(yīng)詳細(xì)了解地質(zhì)資料,判別有無遇水膨脹等不良地質(zhì)條件的土層,如有則應(yīng)要求施工單位采用失水率小于3~5ml/30min的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁,如遇地質(zhì)原因引起的鎖孔,應(yīng)采用加大泥漿比重,控制鉆孔速度,對局部進(jìn)行修正處理。施工中應(yīng)經(jīng)常對鉆頭的直徑進(jìn)行校正,鉆頭直徑一般比所需成孔直徑小20~25mm為宜。
鉆孔前應(yīng)對樁機(jī)鉆桿垂直度進(jìn)行調(diào)整,施工中應(yīng)加強(qiáng)對鉆桿的檢查,并用檢孔器吊入孔內(nèi)檢查垂直度。檢孔器采用較粗鋼筋焊成圓籠狀,其外徑為樁的設(shè)計(jì)直徑,長約樁徑的4~6倍,當(dāng)檢孔器不能沉至已鉆的深度,或發(fā)現(xiàn)鉆桿傾斜、吊繩偏移護(hù)筒中心,應(yīng)考慮發(fā)生斜孔。傾斜度檢測方法:檢孔器頂用粗鋼筋焊接十字架,鋼絲繩系一端在十字架中間,另一端通過鉆架頂部滑輪與卷揚(yáng)機(jī)相連,鉆架頂部滑輪投影為鉆孔樁中心,在檢孔器下沉過程中,測量鋼絲繩相對鉆孔中心的偏離距離,其數(shù)值與護(hù)筒頂部中心點(diǎn)到鉆架頂滑輪的距離之比值,即為傾斜度,其值不能大于1%。
現(xiàn)場應(yīng)配置專業(yè)的巖土工程師,對入巖的巖樣進(jìn)行判斷、分析,并根據(jù)試樁積累的一些技術(shù)參數(shù),對入巖前后不同的地質(zhì)情況下,單位時(shí)間鉆進(jìn)深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,總結(jié)規(guī)律,同時(shí)結(jié)合巖土工程勘察報(bào)告上標(biāo)示的等高線、巖樣色澤、性狀、硬度等作為入巖判斷的輔助依據(jù);同時(shí)在入巖后加大取樣的頻率,以進(jìn)一步對巖樣進(jìn)行確認(rèn)。
對測孔的各種設(shè)備、儀器等進(jìn)行檢查,在施工單位現(xiàn)場測試的基礎(chǔ)上,監(jiān)理部同樣配置相關(guān)檢測工具,對成孔進(jìn)行檢查,確保入巖深度和孔徑尺寸??咨顪y量宜采用測繩測量,由于測繩在使用中精度會(huì)發(fā)生變化,故在每次檢測前,先用鋼尺校核測繩精度,再用測繩進(jìn)行孔深測量,孔深以測繩不再下沉并不松弛為度,根據(jù)鉆孔護(hù)筒頂標(biāo)高計(jì)算出孔底標(biāo)高,判斷鉆孔深度是否到位。
3.2 清孔
當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)樁長以及進(jìn)入持力層規(guī)定深度后,直接利用鉆具進(jìn)行換漿清孔工作,利用鉆頭葉片的攪動(dòng)作用和泥漿對沉渣的浮力,將孔底沉渣排出孔外。清孔時(shí)應(yīng)另行輸入比重在1.1g/cm3以下的經(jīng)沉淀除渣后較潔凈的泥漿,逐步置換出孔內(nèi)較粘稠、含較多泥砂的泥漿,而不能直接輸入清水,以防止發(fā)生孔壁坍塌。清孔后孔底500mm以內(nèi)泥漿比重應(yīng)小于1.25,含砂率不大于8%,粘度不大于28s。第一次清孔是能否達(dá)到技術(shù)要求的根本基礎(chǔ),第一次清孔的沖力大,清孔能力強(qiáng),可以把絕大部分沉渣和較大的泥塊都清除孔外,而第二次清孔是利用導(dǎo)管來進(jìn)行的,沖力要小得多,不能讓它來承擔(dān)主要的清孔任務(wù)。如果第一次清孔能達(dá)到規(guī)定的沉渣厚度要求,第二次清孔作為儲(chǔ)備,要保險(xiǎn)很多。沉渣厚度(第一次清孔孔深―混凝土灌注前實(shí)測孔深)必須滿足:端承型樁,不應(yīng)大于50mm;摩擦型樁,不應(yīng)大于100mm;抗拔、抗水平樁,不應(yīng)大于200mm。
3.3 鋼筋籠制作與安裝
在鋼筋籠安放前,現(xiàn)場監(jiān)理人員必須對鋼筋籠的主筋長度、截面尺寸、箍筋間距、保護(hù)層厚度、鋼筋接頭焊接質(zhì)量等方面進(jìn)行檢查驗(yàn)收。為保證在運(yùn)輸過程中不變形,鋼筋籠內(nèi)用鋼筋十字支撐焊接加固。在制作、運(yùn)輸、吊放過程中,防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形,確保鋼筋的保護(hù)層厚度。對變形的鋼筋籠應(yīng)整理成型后再安裝,嚴(yán)重變形的必須報(bào)廢。鋼筋籠下端一根加勁箍應(yīng)焊到主筋端頭上,也可以采用主筋下部向籠外傾斜10~15mm。樁身如有箍筋搭接接頭,應(yīng)保證搭接處的彎鉤朝上,避免朝下或朝內(nèi),搭接處應(yīng)多點(diǎn)固定牢固,避免松脫,拖掛導(dǎo)管。
鋼筋籠比較容易出問題的是混凝土保護(hù)層厚度不夠。為保證保護(hù)層厚度,鋼筋籠上應(yīng)設(shè)置保護(hù)墊塊,設(shè)置數(shù)量一般是每節(jié)鋼筋籠不少于2組,每組3~5塊,且應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置。本工程監(jiān)理部中就明確要求每3m布置一組。為避免保護(hù)層墊塊陷入孔壁泥層內(nèi),造成樁位偏移,應(yīng)采用中心穿孔的圓形砂漿塊,其半徑即為保護(hù)層的厚度,鋼筋籠制作時(shí)就穿掛在螺旋筋上,這樣墊塊與孔壁的接觸面積大,效果好。鋼筋籠下沉?xí)r應(yīng)采用對稱的兩根吊環(huán),確保鋼筋籠下沉?xí)r的垂直度與下沉速度,避免鋼筋籠碰撞孔壁和自由下落,就位后應(yīng)立即固定鋼筋籠。
3.4 導(dǎo)管安裝
確保導(dǎo)管質(zhì)量良好,壁厚均勻(不宜小于3mm),內(nèi)壁光滑、圓順,內(nèi)徑一致,橡膠圈質(zhì)量良好,螺旋絲扣用加力桿擰緊,接口嚴(yán)密。導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝和試壓,試水壓力為0.6MPa~1.0MPa。每次澆注完混凝土后應(yīng)及時(shí)對導(dǎo)管內(nèi)外進(jìn)行清洗,使用前應(yīng)檢查是否有水泥漿塊附著在導(dǎo)管內(nèi)壁。
導(dǎo)管接頭應(yīng)采用絲扣或雙螺紋方扣快速接頭,不宜采用法蘭接頭,可設(shè)置三角形加勁板或設(shè)置錐形法蘭護(hù)罩。導(dǎo)管應(yīng)設(shè)在鋼筋籠中間,導(dǎo)管接頭處外徑應(yīng)比鋼筋籠的內(nèi)徑小100 mm以上。提升導(dǎo)管時(shí),避免掛碰鋼筋籠。導(dǎo)管應(yīng)有多種可調(diào)節(jié)長度,除3米的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和4米的接頭外,還應(yīng)有2m、1.5、1m等短節(jié),根據(jù)每根樁的成孔深度進(jìn)行導(dǎo)管長度配置,將導(dǎo)管下端下放到距孔底渣面0.3~0.5m范圍。
成孔后及時(shí)清孔,抓緊安裝鋼筋籠、下導(dǎo)管灌注混凝土,最好把從清孔到混凝土灌注時(shí)間的間隔控制在2小時(shí)以內(nèi),避免已成樁孔放置時(shí)間過長,造成塌孔或沉渣超標(biāo)。灌注水下混凝土前應(yīng)再次檢查沉渣厚度,不符合要求時(shí),必須進(jìn)行二次清孔。
3.5 混凝土灌注
混凝土灌注質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于第一斗混凝土的灌注,而第一斗混凝土的控制最緊要的是初灌量的計(jì)算。要保證將導(dǎo)管內(nèi)的泥漿一次性排出,里外隔絕。混凝土澆筑時(shí)應(yīng)使用隔水栓,如預(yù)制混凝土隔水栓球、砂包、細(xì)石混凝土隔水栓外裹棉布等,本工程從施工的方便程度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,以及對樁身影響等方面綜合考慮,采用在料斗卸料口處設(shè)置料閘,將料斗與導(dǎo)管接口堵住,待料斗灌滿并大于初灌量后再打開料閘,這樣才能保證后續(xù)灌入的混凝土不會(huì)混入泥漿造成夾樁。初灌后導(dǎo)管下口應(yīng)被埋入混凝土1.2m以上。
關(guān)于初灌量,可以用以下公式計(jì)算:V=0.25πd2h1+0.25πD2Kh2,式中h1為導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿壓力平衡所需高度,h1=(h- h2)rw/rc;h2為第一斗混凝土灌入后導(dǎo)管外混凝土面距孔底的高度,應(yīng)≥1.5m;h為樁孔深度(m);rw為泥漿密度(t/m3),取1.15~1.25;rc為混凝土密度(t/m3),取2.4;d為導(dǎo)管內(nèi)徑(m);D為設(shè)計(jì)樁徑(m);K為充盈系數(shù),可取1.3。
控制好導(dǎo)管提升高度,隨時(shí)檢查導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度,導(dǎo)管埋深任何時(shí)候不得小于1m,一般宜為2m~6m,使樁內(nèi)混凝土在灌注過程中自然密實(shí)。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面,并應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度,應(yīng)設(shè)專人同步測量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差,埋深太淺容易出現(xiàn)斷樁,埋深太深容易出現(xiàn)堵管等意外情況。并以此要求來計(jì)算確定導(dǎo)管每次提升的高度與拆除的節(jié)數(shù)。
在灌注樁無鋼筋段的混凝土?xí)r應(yīng)盡量加快,當(dāng)孔內(nèi)混凝土面接近鋼筋籠時(shí),應(yīng)保持較深的埋管,放慢灌注速度,控制在20m3/h以內(nèi),即每斗在2min內(nèi)慢慢滑入導(dǎo)管內(nèi),以控制混凝土上返速度,減少其對鋼筋籠的攜帶能力,防止鋼筋籠上??;當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠5m左右(h=5m)時(shí),要把導(dǎo)管底端提升到籠底以上2m處,導(dǎo)管組配時(shí)應(yīng)預(yù)先計(jì)算好,如不滿足2m要求,則應(yīng)繼續(xù)澆灌混凝土,既能保證取管又能滿足導(dǎo)管埋深要求。此時(shí)導(dǎo)管以下2m鋼筋籠便被該段非流動(dòng)混凝土壓住,再繼續(xù)灌注時(shí),隨著混凝土面的上升,該段鋼筋籠受到的壓持力也隨之增加,有了這段安全距離,鋼筋籠就不易上浮。
混凝土灌注到樁頂后必須進(jìn)行翻漿超灌,將和泥漿混合在一起的混凝土浮漿翻出孔外,直至新鮮混凝土冒出樁頂,不讓浮漿裹入樁內(nèi)而影響樁身混凝土質(zhì)量。超灌高度宜為0.8~1.0m,超灌部分最終作為浮漿層被鑿除,從而保證樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級。
每根樁混凝土的灌注時(shí)間應(yīng)按第一盤混凝土的初凝時(shí)間,控制在4h內(nèi)完成,每小時(shí)的灌注高度不宜小于10m。一經(jīng)灌注,應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,中途任何原因中斷時(shí)間不得超過30min。如因特殊情況,混凝土供應(yīng)不及時(shí),中途間歇時(shí)間較長,應(yīng)定時(shí)反復(fù)提降導(dǎo)管,讓混凝土在導(dǎo)管內(nèi)自然上下竄動(dòng),延長混凝土的初凝時(shí)間,避免導(dǎo)管與混凝土凝固在一起,拔斷導(dǎo)管,導(dǎo)致斷樁。對澆注過程中的一切故障均應(yīng)記錄備案,并及時(shí)采取有效措施(水下接樁等措施)。
直徑大于1m或單樁混凝土量超過25m3的樁,每根樁樁身混凝土應(yīng)留有1組試件;直徑不大于1m的樁或單樁混凝土量不超過25m3的樁,每個(gè)灌注臺班不得少于1組;每組試件應(yīng)留3件。
4 旋挖樁工程驗(yàn)收階段質(zhì)量控制要點(diǎn)
在工程驗(yàn)收階段,監(jiān)理人員的工作主要包括成樁檢測和質(zhì)量評價(jià)兩個(gè)部分。
4.1 成樁檢測
成樁檢測包括樁位偏差實(shí)測、樁身完整性檢測、樁身承載力檢測等內(nèi)容。
現(xiàn)場實(shí)測樁位偏差均應(yīng)在設(shè)計(jì)和規(guī)范允許范圍以內(nèi),樁頭預(yù)留高出樁頂鋼筋長度也應(yīng)滿足設(shè)計(jì)錨固長度要求。
《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ 106―2003規(guī)范規(guī)定:對單位工程內(nèi)且在同一條件下的工程樁,當(dāng)符合下列條件之一時(shí),應(yīng)采用單樁豎向承載力靜載試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)收檢測:①設(shè)計(jì)等級為甲級的樁基;②地質(zhì)條件復(fù)雜、樁施工質(zhì)量可靠性低;③本地區(qū)采用的新樁型或新工藝;④擠土群樁施工產(chǎn)生擠土效應(yīng)。抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的 l%,且不少于3根;當(dāng)總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí),不應(yīng)少于2根。對于承受拔力和水平力較大的樁基,應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗拔、水平承載力檢測。檢測數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的l%,且不應(yīng)少于3根。
該工程檢測單位由業(yè)主確定,檢測過程由監(jiān)理部進(jìn)行見證。共做低應(yīng)變檢測1253根(全數(shù)檢測),全部為Ⅰ、Ⅱ類樁,無Ⅲ、Ⅳ類樁。靜荷載試驗(yàn)采用堆載法,共檢測13根;抗拔檢測抗拔樁4根,最大加載量與最大變形沉降(提升)量均滿足設(shè)計(jì)要求;檢測結(jié)果表明樁體質(zhì)量較理想。
4.2 質(zhì)量評價(jià)
監(jiān)理部在完工后,根據(jù)樁基施工過程記錄、成樁檢測、鋼筋原材及焊接頭試驗(yàn)結(jié)果、混凝土試塊試驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)測樁位圖等內(nèi)容對施工質(zhì)量作了評估,施工質(zhì)量監(jiān)理評估報(bào)告闡述了樁基施工過程,列出了鋼筋、混凝土等主要材料的報(bào)驗(yàn)、見證取樣情況以及監(jiān)理部對樁位偏差實(shí)測情況等內(nèi)容,并做出了監(jiān)理部對樁基工程的質(zhì)量評價(jià)意見。評價(jià)的內(nèi)容包括施工檢驗(yàn)批、混凝土試塊檢驗(yàn)結(jié)果及其數(shù)理統(tǒng)計(jì)綜合評定、樁基檢測結(jié)果、施工質(zhì)保資料收集整理情況等,最后綜合說明本子分部工程的質(zhì)量評定情況。
5 結(jié)束語
由于旋挖樁的施工具有較強(qiáng)的隱蔽性和技術(shù)性,監(jiān)理人員對其進(jìn)行質(zhì)量控制需要豐富的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在樁基施工過程中,涉及的工序多、環(huán)節(jié)復(fù)雜,監(jiān)理人員必須全面詳細(xì)地熟悉施工圖紙、地質(zhì)報(bào)告和整個(gè)施工工藝流程,事先提出質(zhì)量控制要求和各階段檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)技術(shù)交底,做好施工旁站監(jiān)督,貫徹質(zhì)量驗(yàn)收與隱蔽驗(yàn)收程序,督促施工單位嚴(yán)格按照施工方案和施工規(guī)范的各項(xiàng)要求遵守執(zhí)行,從而達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量控制目標(biāo),為上部結(jié)構(gòu)施工打下良好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008
[2]《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》DB42/242-2003
[關(guān)鍵詞]地下工程;凍土;水下工程;隧道;施工技術(shù)
青藏鐵路的開工建設(shè)和順利實(shí)施,為解決高原凍土區(qū)地下工程的施工提供了良好的試驗(yàn)基礎(chǔ);同時(shí),城市地鐵工程的建設(shè)也對解決復(fù)雜城市地質(zhì)環(huán)境條件下地下工程施工提出了新的挑戰(zhàn);而大型橋梁、跨江隧道和海上設(shè)施的建設(shè)使水下的地下工程施工面臨更高的技術(shù)要求。一系列大型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)并完工極大地促進(jìn)了地下工程施工技術(shù)水平,及時(shí)總結(jié)和完善這些地下工程施工新工藝和其他技術(shù)成果將為今后的地下工程施工提供良好的技術(shù)支持和保證,對推動(dòng)我國地下工程的施工帶來巨大的促進(jìn)作用。本文結(jié)合近年來我國一些大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程,如青藏鐵路、深圳地鐵、上??缃淼赖仁┕み^程中取得的地下工程施工技術(shù)成果,對新工藝進(jìn)行介紹,以便為今后類似工程的施工提供借鑒。
1凍土區(qū)地下工程施工新工藝
青藏鐵路格爾木至拉薩段全長1100多km,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之稱、施工條件惡劣的青藏高原。在高海拔多年凍土區(qū)修建鐵路在世界上也是第1次,無成熟的施工經(jīng)驗(yàn),技術(shù)含量高。
1.1 多年凍土區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝
其關(guān)鍵工藝是減少施工過程產(chǎn)生的各種熱量,如鉆孔的摩擦熱、回填料的熱量、灌注樁混凝土的水化熱等,避免樁周地基土溫度場急劇變化,引起樁周地基土一定范圍升溫和融化。同時(shí)由于凍土區(qū)有季節(jié)的變化,表層的季節(jié)融化層隨季節(jié)的變化將產(chǎn)生凍脹力,消除這些凍脹力也是鉆孔灌注樁的一個(gè)重點(diǎn)。
為減少施工熱量對凍土區(qū)的影響,盡快形成新的熱平衡狀態(tài),多年凍土區(qū)鉆孔灌注樁樁身混凝土澆筑后,須經(jīng)過一個(gè)階段的熱交換過程后方可進(jìn)行承臺以上部分施工,一般熱交換的時(shí)間為60d,60d后方可認(rèn)為樁基已基本穩(wěn)定。
樁基在使用過程中由于凍土季節(jié)的變化將產(chǎn)生凍脹力。根據(jù)凍脹力作用于基礎(chǔ)表面的部位和方向,可劃分為3種:切向凍脹力、水平凍脹力和法向凍脹力(見圖1)。水平凍脹力相互抵消,對工程造成破壞的主要是凍脹產(chǎn)生的切向力和法向力。在工程建設(shè)中,采取以下措施可以防止樁基礎(chǔ)凍脹:①為避免樁基礎(chǔ)受到法向凍脹力,將樁基礎(chǔ)嵌入多年凍土天然上限以下一定深度;②將鋼制擴(kuò)筒埋入多年凍土上限以下至少0.5m,護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大10cm,并于護(hù)筒外圍涂渣油,成樁后不拆除護(hù)筒,減少外表面的親水程度;③盡量采用高樁承臺,凍脹嚴(yán)重地區(qū)采用鉆孔擴(kuò)底樁;④在護(hù)筒外側(cè)、低樁承臺底部采用渣油拌制粗顆粒土回填。以上措施能有效地減小切向凍脹力,降低凍土對護(hù)筒的上拔凍脹力(見圖2);⑤鉆孔采用旋挖鉆機(jī)干法成孔保證孔位置正確和鉆孔的垂直度;⑥采用低溫早強(qiáng)耐久混凝土,避免了混凝土低溫澆筑帶來的強(qiáng)度增長慢的問題。
1.2 多年凍土隧道施工工藝
高原多年凍土隧道工程施工可借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少,其核心在于盡量減少氣溫升高對凍土的影響,避免凍土融化壓縮下沉和凍脹力造成施工災(zāi)害和運(yùn)營隱患。
凍土的抗壓強(qiáng)度很高,其極限抗壓強(qiáng)度甚至與混凝土相當(dāng)。凍土融化后的抗壓強(qiáng)度急劇降低,所形成的熱融沉陷和下一個(gè)寒季的凍脹作用常常造成工程建筑物失穩(wěn)而難以修復(fù)。
含水的松散巖石和土體,溫度降低到0℃時(shí),伴隨有冰體的產(chǎn)生,這是凍結(jié)狀態(tài)的主要標(biāo)志。水結(jié)成冰時(shí),體積增加約9%,使土體發(fā)生凍脹。土凍結(jié)時(shí)不僅原位置的水凍結(jié)成冰,而且在滲透力(抽吸力)作用下,水分將從未凍區(qū)向凍結(jié)鋒面轉(zhuǎn)移并在那里凍結(jié)成冰,使土的凍脹更加強(qiáng)烈。
土在凍結(jié)過程中由于水變冰體積增大,并引起水分遷移、析冰、凍脹、土骨架位移,因而改變土的結(jié)構(gòu)。在融化過程則必然伴隨著土顆粒的位移,充填冰融化排出的空間,產(chǎn)生融化固結(jié),從而引起局部地面的向下運(yùn)動(dòng),即熱融沉陷(熱融下沉)。
為避免隧道施工中熱融沉陷,凍土隧道施工的關(guān)鍵工藝是作好保溫措施。
隧道保溫施工工藝主要包括:優(yōu)選寒季施工明洞及洞口工程,開挖施工時(shí)增設(shè)遮陽保溫棚,阻隔太陽輻射能量對凍土的影響。正洞采用弱爆破及光面爆破技術(shù)減少對凍土的擾動(dòng)和超欠挖,開挖后清除拱(墻)夾層散碎冰塊,迅速噴混凝土封閉巖面;采用有軌運(yùn)輸減少洞內(nèi)廢氣污染,減少通風(fēng)次數(shù)和風(fēng)量;暖季采用夜間放炮通風(fēng)和冷風(fēng)機(jī)通風(fēng)等措施將洞內(nèi)掌子面溫度控制在5℃以下,盡量縮小洞室開挖斷面外的凍土融化圈。隧道全長全斷面鋪設(shè)“防水層+保溫板+防水層”,阻隔隧道竣工后洞內(nèi)溫度變化對凍土的擾動(dòng),確保運(yùn)營安全。
影響土體凍脹的主要因素是土體類型、含水狀況和凍結(jié)條件。凍土學(xué)家經(jīng)過長期的試驗(yàn)證明:粗顆粒土凍脹小甚至不凍脹,而細(xì)顆粒土一般凍脹較大。土體含水量大則凍脹嚴(yán)重,當(dāng)土體含水量小于某一值時(shí),土的凍脹率為零。為防止凍脹對明洞及洞口工程結(jié)構(gòu)的影響,將明洞及洞口仰坡周邊凍脹影響范圍內(nèi)的富冰凍土、飽冰凍土和含土冰層挖除,用粗顆粒土換填,嚴(yán)格控制粗顆粒土的含水量,換填后作好防排水設(shè)施。
工程實(shí)例:青藏鐵路風(fēng)火山多年凍土隧道全長1338m,是世界上海拔最高的凍土隧道,多年凍土上限1~1.8m,凍土層厚達(dá)100~150m。洞身全部位于凍土之中。在施工過程中充分把握凍土的工程性質(zhì),采用注漿管棚、注漿錨桿、洞內(nèi)光面爆破等開挖技術(shù)并綜合運(yùn)用粗顆粒土換填明洞覆蓋層,全長、全斷面設(shè)置多重保溫層,以及保溫、控溫、供氧、噴射混凝土、信息監(jiān)控等多項(xiàng)技術(shù),盡量縮小凍土融化圈,使凍土隧道重建新的熱量平衡系統(tǒng),滿足了安全、優(yōu)質(zhì)、高效的建設(shè)要求。
此外凍土區(qū)防溫措施還有傾填片石通風(fēng)路基施工工藝,高溫細(xì)粒土鋪設(shè)保溫板路基施工技術(shù),高溫細(xì)粒土熱棒路基施工技術(shù)等,這些措施都可以大大減少路基承載后對凍土的熱融影響。
2 地鐵和過江隧道施工新工藝
隨著我國城市化快速發(fā)展,大城市的交通壓力日益增大,大規(guī)模的城市地鐵建設(shè)勢成必然。對于沿江規(guī)劃的城市過江隧道的建設(shè)也越來越多。這類工程建設(shè)往往規(guī)模大,施工環(huán)境惡劣,施工技術(shù)復(fù)雜,下面簡單介紹幾種施工新工藝。
2.1 地鐵施工中的樁基托換技術(shù)
地鐵建設(shè)中不可避免遇到樁基托換工程。深圳地鐵百貨廣場大軸力樁基托換技術(shù)研究,解決了大軸力樁基托換的主要關(guān)鍵技術(shù)問題,豐富了樁基托換工程的施工工藝。
樁基托換形式是我國托換技術(shù)應(yīng)用的常見形式。樁基托換的核心技術(shù)在于新樁和舊樁荷載的轉(zhuǎn)換,要求在轉(zhuǎn)換過程中托換結(jié)構(gòu)和新樁的變形限制在上部結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)。針對上述變形的控制,托換的機(jī)制可分為主動(dòng)和被動(dòng)托換。主動(dòng)托換主要是在舊樁截樁之前,對新樁和托換結(jié)構(gòu)加載,消除部分新樁和托換結(jié)構(gòu)的變形,使得托換后樁和結(jié)構(gòu)的變形限制在允許范圍內(nèi)。該技術(shù)應(yīng)用于大軸力、結(jié)構(gòu)物對變形要求嚴(yán)的情況。被動(dòng)托換是在舊樁切除過程中,將荷載傳遞到新樁,托換后的樁和結(jié)構(gòu)變形難以控制,該技術(shù)適用于小噸位和對結(jié)構(gòu)變形控制不嚴(yán)的情況。深圳地鐵國貿(mào) 老街區(qū)間百貨廣場大廈樁基托換工程具有托換樁多(6根)、軸力大(18000kN)、樁徑大(2000mm)、地質(zhì)條件差、地下水頭高、托換位置深(地下2層)、使用環(huán)境復(fù)雜(中間穿越地鐵,振動(dòng)影響)等特點(diǎn),目前國內(nèi)外尚無類似大軸力托換施工經(jīng)驗(yàn)(國外日本類似托換最大軸力8750kN,國內(nèi)5900kN)可借鑒。
深圳地鐵一期工程線路由于受走向及最小半徑(Rmin=300m)等條件限制,必須從百貨廣場大廈裙樓下穿越。由此產(chǎn)生樁基礎(chǔ)托換問題。百貨廣場主樓22層,裙樓9層,地下室3層,為框梁 剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為獨(dú)立樁基端承樁。樁端持力層(強(qiáng)風(fēng)化層)承載力標(biāo)準(zhǔn)值2700kPa,樁身直徑最大2000mm的人工挖孔樁(C25),根據(jù)樓層估算托換樁最大設(shè)計(jì)軸力約18900kN。
區(qū)間隧道通過百貨廣場、深南東路、華中酒店,由于暗挖隧道位置及其上部建筑物的影響,部分樁在隧道內(nèi)或緊靠隧道,須托換百貨廣場9層裙樓樁6根(樁徑2000mm,樁基持力層均在隧道結(jié)構(gòu)面以下基巖),最大軸力18000kN。
根據(jù)百貨廣場的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)形式及操作空間,百貨廣場樁基托換采用梁式托換結(jié)構(gòu)柱的形式,托換新樁采用人工挖孔樁,整個(gè)托換工程在地下3層室內(nèi)進(jìn)行。
根據(jù)高層結(jié)構(gòu)變形要求,裙樓樁基采用主動(dòng)托換。托換時(shí),在托換梁和新樁之間設(shè)置加載千斤頂,利用千斤頂加載,使上部結(jié)構(gòu)有微量頂升位移,同時(shí)使新樁的大部分沉降位移在頂升時(shí)預(yù)壓完成,從而通過主動(dòng)加載實(shí)現(xiàn)作用在原結(jié)構(gòu)樁上的荷載經(jīng)托換大梁轉(zhuǎn)移至新樁上,且原樁(柱)頂升值和新樁沉降也得到有效控制。截樁在開鑿人工孔至托換梁底下后逐步進(jìn)行。截樁后隧道暗挖、襯砌變形穩(wěn)定后(期間千斤頂裝置及時(shí)調(diào)整),托換梁與新樁連接形成永久結(jié)構(gòu),托換完成。樁基托換及隧道施工全過程都實(shí)行嚴(yán)格的全過程監(jiān)控、量測,確保了結(jié)構(gòu)安全。
通過嚴(yán)格的計(jì)算和施工操作,通過技術(shù)攻關(guān),解決了軟弱地層樁基開挖支護(hù)、托換梁以及截樁、力的轉(zhuǎn)換等技術(shù)難題,保證了百貨廣場等高層建筑物、地下管線的安全和正常使用。
該工程樁基托換原理如圖3所示。
轉(zhuǎn)貼于 2.2 過江隧道施工中的水平凍結(jié)法
地下隧道之間的連接通道凍結(jié)法施工是利用人工制冷技術(shù),使地層中的水變冰,把天然土變成凍土,增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道施工的一種特殊施工方法。
制冷技術(shù)是用氟里昂作制冷劑的三大循環(huán)系統(tǒng)完成的。三大循環(huán)系統(tǒng)分別為氟里昂循環(huán)系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。制冷三大循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成熱泵,將地?zé)嵬ㄟ^凍結(jié)孔由低溫鹽水傳給氟里昂循環(huán)系統(tǒng),再由氟里昂循環(huán)系統(tǒng)傳給冷卻水循環(huán)系統(tǒng),最后由冷卻水循環(huán)系統(tǒng)排入大氣。隨著低溫鹽水在地層中的不斷流動(dòng),地層中的水逐漸結(jié)冰,形成以凍結(jié)管為中心的凍土圓柱,凍土圓柱不斷擴(kuò)展,最后相鄰的凍結(jié)圓柱連為一體并形成具有一定厚度和強(qiáng)度的凍土墻或凍土帷幕。水平凍結(jié)加固原理如圖4所示。
在實(shí)際施工中,通過水平鉆進(jìn)凍結(jié)孔,設(shè)置冷凍管,并利用鹽水為熱傳導(dǎo)媒介進(jìn)行凍結(jié)。一般是在工地現(xiàn)場內(nèi)設(shè)置凍結(jié)設(shè)備,冷卻不凍液(一般為鹽水)至-22~-32℃。其主要特點(diǎn)有:
(1)可有效隔絕地下水,對于含水量>10%的含水、松散、不穩(wěn)定地層均可采用凍結(jié)法施工。
(2)凍土帷幕的形狀和強(qiáng)度可視施工現(xiàn)場條件、地質(zhì)條件靈活布置和調(diào)整,凍土強(qiáng)度可達(dá)4~10MPa,能有效提高工效。
(3)凍結(jié)法施工對周圍環(huán)境無污染,無異物進(jìn)入土壤,噪聲小。
(4)影響凍土強(qiáng)度的因素多,凍土屬于流變體,其強(qiáng)度既與凍土的成因有關(guān),也與受力的特征有關(guān),影響凍土的主要因素有凍結(jié)溫度、土體含水率、土的顆粒組成、荷載作用時(shí)間和凍結(jié)速度等。
凍結(jié)法的關(guān)鍵施工技術(shù)包括:
(1)確定凍結(jié)主要技術(shù)指標(biāo),即根據(jù)實(shí)際工況,確定積極凍結(jié)期和維護(hù)凍結(jié)期的鹽水溫度、凍土墻平均溫度和凍土強(qiáng)度。
(2)凍結(jié)孔布置和施工,即根據(jù)連接通道平面尺寸和結(jié)構(gòu)受力特征,設(shè)計(jì)布置凍結(jié)孔,同時(shí)凍結(jié)孔布置應(yīng)根據(jù)管片配筋圖微調(diào)凍結(jié)孔偏斜,控制孔徑向外的偏角在0.5°~1 0°范圍。
(3)凍結(jié)站設(shè)計(jì)、積極凍結(jié)和維護(hù)凍結(jié)施工,計(jì)算凍結(jié)冷量,根據(jù)冷量需要選擇冷凍機(jī)組。
(4)連接通道開挖與構(gòu)筑施工方法及其順序。
(5)施工監(jiān)測監(jiān)控。
上海市大連路越江隧道工程由東、西2條隧道組成,2條隧道之間設(shè)有連接通道,均位于黃浦江底下,相距約400m。位于浦西岸邊的連接通道(一),東西線隧道中心間距35.705m,隧道間高差3.565m,連接通道凈距約25.665m;位于浦東岸邊的連接通道(二),東西線隧道中心間距27.575m,隧道間高差0.345m,連接通道凈距為17.175m。2條連接通道所處地層為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土,滲透系數(shù)大、承壓水頭高,為滿足通道的施工安全采用凍結(jié)法施工。工程實(shí)踐表明,連接通道凍結(jié)施工技術(shù)具有凍結(jié)速度快、凍土強(qiáng)度高、帷幕均勻性好、抗?jié)B漏性能高、與隧道管片結(jié)合嚴(yán)密、施工安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。對于長距離、大深度、高承壓水條件下的江底連接通道的施工,其安全可靠性較能保證。融沉作為凍結(jié)法施工中不可避免的情況,可通過隧道及連接通道預(yù)留的注漿孔,及時(shí)地對地層進(jìn)行補(bǔ)償注漿,減小融沉量。在數(shù)條連接通道的施工中,已經(jīng)充分顯示出其優(yōu)越性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.3 地鐵車站三拱兩柱結(jié)構(gòu)暗挖中洞施工工藝
隨著我國城市地鐵和交通快速軌道的發(fā)展,修建地鐵的大城市也越來越多。由于地鐵所經(jīng)過的地段大部分為繁華的商業(yè)區(qū),有些地段受拆改費(fèi)用、交通占道、地下管線保護(hù)、古文物保護(hù)、環(huán)境保護(hù)等方面的影響,明挖(蓋挖)地鐵車站受到限制,只能采用暗挖法施工,從而出現(xiàn)了暗挖地鐵車站。
北京地鐵五號線磁器口車站、天壇東門站、崇文門站工程,采用三拱兩柱暗挖車站中洞法綜合配套施工技術(shù),保證了工程質(zhì)量和安全,按期完成了施工任務(wù),取得了良好的社會(huì)效益。該技術(shù)適用于圍巖自穩(wěn)能力較差的地鐵大跨雙層暗挖車站及多連拱等地下停車場、地下商場、大跨公路、鐵路隧道的施工。
暗挖車站中洞法施工的技術(shù)特點(diǎn):
(1)采用CRD(CrossDiaphragm)施工方法完成中洞開挖,形成安全中洞初期支護(hù)體系。
(2)在中洞內(nèi)完成底板、底梁、鋼管柱、中板、頂梁和中拱,形成穩(wěn)定中洞支撐體系,承受圍巖主要荷載,為邊洞開挖提供安全條件。
(3)采用CRD法對稱完成邊洞開挖。
(4)拆除臨時(shí)初期支護(hù)體系,完成邊洞二襯施工。
(5)體系轉(zhuǎn)換過程中,合理確定分段長度,同時(shí)加設(shè)鋼支撐。
(6)充分發(fā)揮監(jiān)控量測作用,信息化指導(dǎo)施工。
暗挖車站中洞法施工的工藝原理:把大跨地質(zhì)較差的隧道分成三部分,各部分條塊分割,保證開挖期間安全,先形成中洞初期臨時(shí)結(jié)構(gòu),在臨時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)施做永久襯砌結(jié)構(gòu),形成中部穩(wěn)定支撐,承受圍巖主要荷載,然后對稱開挖邊洞部分的各分塊,最后形成整體結(jié)構(gòu)。體系轉(zhuǎn)換過程中,結(jié)合監(jiān)測情況加設(shè)鋼支撐。其工藝流程為:施工準(zhǔn)備超前管棚注漿加固中洞各部開挖防水層鋪設(shè)中洞底板、底梁立柱中洞中板頂梁、中拱超前管棚注漿加固邊洞各部開挖臨時(shí)隔壁拆除防水層鋪設(shè)邊洞底板邊墻、中板邊拱二次襯砌背后注漿。地鐵車站三拱兩柱結(jié)構(gòu)暗挖中洞法施工如圖5所示。
磁器口車站是北京地鐵5號線與規(guī)劃北京地鐵7號線的換乘站,車站全長180m,寬21.87m,高14.933m。車站建筑面積為12244.2m2,車站主體覆土深度為9.8~10.3m。車站為雙層島式三拱兩柱結(jié)構(gòu),車站地下1層為站廳層,預(yù)留通道實(shí)現(xiàn)與七號線換乘,地下2層為站臺層。車站施工采用本法,保證了工程施工安全和質(zhì)量,獲得了成功。
3 水下基礎(chǔ)施工工藝
3.1 海上基礎(chǔ)工程施工
隨著基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),跨海大橋等海上工程逐漸增多,一批規(guī)劃和在建的大橋,如渤海灣跨海工程、長江口跨江工程、杭州灣跨海工程(在建)、珠江口伶仃洋跨海工程以及瓊州海峽工程等對海上基礎(chǔ)施工帶來了新的挑戰(zhàn)。大型跨海、跨江工程基礎(chǔ)采用大直徑、長基樁是必然的趨勢,結(jié)構(gòu)鋼管樁、臨時(shí)鋼護(hù)筒及海上平臺臨時(shí)鋼管樁將大量采用。這些都對打樁船提出了新的要求。而配有高樁架,強(qiáng)大吊樁動(dòng)力系統(tǒng),大能量打樁錘及先進(jìn)的海上沉樁GPS測量定位系統(tǒng)的打樁船能出色的完成海上錘擊沉樁的任務(wù)。
從大的方面來看,海上沉樁系統(tǒng)包括打樁船、運(yùn)樁船、拋錨艇、拖輪及交通船等船舶組合。單從鋼管樁的沉入工序來看,打樁船為鋼管樁沉入的主體,其主要由以下幾個(gè)部分組成:船體系統(tǒng)(包括船體、錨位系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng))、樁架及其吊樁系統(tǒng)、錘擊沉樁系統(tǒng)(包括打樁錘、替打)、海上沉樁GPS測量定位系統(tǒng)等。尤其是GPS能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)離岸邊施工船的定位和定位過程中數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與處理,并以圖形和數(shù)字的形式反映施打樁的當(dāng)前和設(shè)計(jì)位置,便于操作人員調(diào)整船位進(jìn)行施工打樁,同時(shí)還能自動(dòng)生成打樁報(bào)表以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的回放,從而給海上沉樁帶來便利。
海上沉樁定位采用“海上沉樁GPS RTK測量定位系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn),如圖6所示。
安裝在打樁船上的3個(gè)GPS接收機(jī)接收建立在陸地的基準(zhǔn)站及海中參考站發(fā)射的固定頻率數(shù)據(jù)鏈,以此作為定位的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。其工作原理:定位時(shí),由固定在打樁船上的GPS流動(dòng)站以RTK方式控制船體的位置、方向和姿態(tài),同時(shí)配合2臺固定在船上的免棱鏡測距儀測定樁身在一定標(biāo)高上的相對于船體樁架的位置,由此可推算出樁身在設(shè)計(jì)標(biāo)高上的實(shí)際位置,并顯示在系統(tǒng)計(jì)算機(jī)屏幕上。通過與設(shè)計(jì)坐標(biāo)比較,進(jìn)行移船糾位,直至偏位滿足要求。樁身的傾斜坡度由樁架控制。樁頂標(biāo)高根據(jù)由免棱鏡測距儀發(fā)出的紅色水平光束所指涂畫在樁身上的刻度,通過系統(tǒng)計(jì)算得出。具體定位前,將所要定位樁的設(shè)計(jì)中心坐標(biāo)、高程、平面扭角等參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi),定位時(shí),可在顯示屏上顯示實(shí)時(shí)樁位數(shù)據(jù)與圖形,同時(shí)也顯示設(shè)計(jì)沉樁位置和偏差,打樁船指揮人員根據(jù)顯示的有關(guān)信息指揮打樁船正確就位。
本工藝適用于海洋、大江中的橋梁、碼頭的結(jié)構(gòu)鋼管樁、臨時(shí)鋼護(hù)筒及水中平臺臨時(shí)鋼管樁的沉入施工,有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):①能在海況惡劣的海域中進(jìn)行作業(yè);②能夠適應(yīng)超長、大直徑鋼管樁的沉樁施工;③能滿足不同傾斜度和平面偏角斜樁的沉樁施工;④能使鋼管樁穿過不同的土層;⑤測量定位簡單快捷,精度滿足要求;⑥施工周期短(單根直徑1.6m,長80m左右的鋼管樁沉樁施工全過程僅為2.5h)。這在在建的杭州灣大橋工程中得到了實(shí)踐。
3.2 無導(dǎo)向船雙壁鋼圍堰下沉施工技術(shù)
基礎(chǔ)施工中,傳統(tǒng)采用的鋼板樁圍堰鉆孔樁基礎(chǔ)和沉井沉至基層的基礎(chǔ),存在著影響工程進(jìn)度的2個(gè)薄弱環(huán)節(jié):①鋼板樁圍堰鉆孔樁基礎(chǔ)采用單層鋼板樁, 沉井沉至基層的基礎(chǔ)在沉井頂上安設(shè)的防水圍堰,一般強(qiáng)度較小,圍堰內(nèi)抽水工序的安排受到施工水位的限制;②沉井基礎(chǔ)嵌入巖層清除風(fēng)化巖的消基工作非常費(fèi)工費(fèi)時(shí),特別是在深水急流中工程進(jìn)度直接制約著整個(gè)基礎(chǔ)的安全渡洪。相比而言,雙壁鋼圍堰鉆孔樁基礎(chǔ)采用雙壁鋼圍堰防水結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)吸收了上述2種施工結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)圓形浮式井筒和防水圍堰結(jié)合起來的施工結(jié)構(gòu),能夠承受較大的向內(nèi)或向外的水壓力,一般情況下,基礎(chǔ)施工工序的安排不受外界季節(jié)性水位變化的影響。
雙壁鋼圍堰由內(nèi)外兩板壁組成,板壁間以剛性支撐予以連接,由于兩板壁之間為空腔,底部以環(huán)形刃腳封閉,使其具有自浮能力,在底節(jié)處于浮起的情況下可以根據(jù)設(shè)備起重能力逐節(jié)加高板壁,在空腔內(nèi)注水配重并通過吸泥機(jī)吸泥促使其下沉,直至將鋼圍堰下沉至設(shè)計(jì)指定位置,并通過灌注水下封底混凝土使其保持穩(wěn)定,而后根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔樁施工,鉆孔平臺可直接搭設(shè)在鋼圍堰頂面。
采用無導(dǎo)向船雙壁鋼圍堰下沉施工,由于取消了龐大的導(dǎo)向船、聯(lián)結(jié)梁體系等,錨碇系統(tǒng)所承受的風(fēng)力和水流作用力大大減少,從而簡化了錨碇設(shè)備的配置與施工,加快了施工進(jìn)度,節(jié)省了鋼料和水上設(shè)備。同時(shí)雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)為浮式沉井,既便于浮運(yùn)就位又能夠承受較大的水壓力,還可以克服下沉?xí)r底部翻砂的弊病,而且圍堰吸泥下沉就位時(shí)間短,施工安全。特別適用于通航條件要求高,施工區(qū)域狹窄,砂粘土及卵石土地層,無法設(shè)置導(dǎo)向船的水上施工項(xiàng)目。
該工藝應(yīng)用于四川隆納鐵路瀘州長江大橋水中基礎(chǔ)施工,順利完成了深水基礎(chǔ)施工任務(wù),確保大橋按期完工。對于類似的深水基礎(chǔ)施工,有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。