前言:想要寫(xiě)出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了雙動(dòng)力頭咬合樁深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用范文,希望能給你帶來(lái)靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。
1工程概況
泉州臺(tái)商投資區(qū)雙山路工程道路全長(zhǎng)3.5km;道路等級(jí)為城市主干路兼一級(jí)公路,主路為雙向六車(chē)道,兩側(cè)輔路;本工程包含2座雨水泵站,其中2#泵站位于現(xiàn)狀沿海大通道中央,現(xiàn)狀地面標(biāo)高為8.00m,基坑底標(biāo)高為-11.1m,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼樁和素砼樁咬合,咬合寬度為0.25m,樁中心距為0.65m,樁徑為Φ900mm,樁頂標(biāo)高7.0m,樁長(zhǎng)24m,嵌固深度5.9m,共有191根咬合樁,泵站采用明挖法施工,泵站基坑的平面凈尺寸均為40.2m×22.1m。
2地質(zhì)、水文情況
2#泵站所在地貌為沖海積平原與沿海灘涂地貌,泵站場(chǎng)地巖土層的分布自上而下分述如下:素填土厚6.9m、中砂厚11.6m、粉質(zhì)粘土厚4.3m、全風(fēng)化花崗巖厚2.7m、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖厚2.6m、中風(fēng)化花崗巖厚5.25m。場(chǎng)地地下水位受季節(jié)影響,勘察期間測(cè)得地下水初見(jiàn)水位埋深為2.5~5.80m,混合穩(wěn)定水位埋深為2.5~6.1m。根據(jù)當(dāng)?shù)厮挠^察資料顯示,外海最高潮位為3.74m,最低潮位為-3.37m,場(chǎng)區(qū)常水位標(biāo)高為1.90m,常水位絕對(duì)標(biāo)高高出砂層頂標(biāo)高1.20m?;訑嗝媸疽鈭D如圖1。
3施工條件及重難點(diǎn)分析
(1)因2#泵站基坑處于海濱地帶,基坑地下常水位較高、高出中砂頂面標(biāo)高1.20m,砂層厚度為11.6m,砂層層厚占據(jù)整個(gè)開(kāi)挖基坑開(kāi)挖深度59.5%,砂層滲透系數(shù)大,富含地下水,開(kāi)挖過(guò)程中抽水量大,以及抽水過(guò)程中容易使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的土體塌陷,分層開(kāi)挖難度大。(2)因2#泵站基坑離海岸線近,最小距離僅為10m,基坑在開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)局部承壓漏水,漏水同時(shí)帶出砂子,且受潮汐影響大,容易使漏水上部出現(xiàn)地面塌陷,因此,如何選擇更好的止水效果、安全性高的圍護(hù)結(jié)構(gòu)將是本基坑支護(hù)方案考慮的重點(diǎn)。
4咬合樁成孔工藝選擇
綜合考慮到基坑平面尺寸大、開(kāi)挖深、離海距離小、地下水位高、砂層厚等特點(diǎn),基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用止水效果好、安全性高的咬合樁方案,而咬合樁成孔工藝有旋挖鉆機(jī)成孔、全回轉(zhuǎn)全套管成孔、雙動(dòng)力頭鉆機(jī)成孔等多種方法[1]。在保證基坑支護(hù)自身安全、穩(wěn)定的情況下,從工期、適用范圍、施工成本等角度分析,選擇合適的咬合樁成孔工藝。通過(guò)以上對(duì)比分析,本項(xiàng)目中咬合樁采用雙動(dòng)力頭鉆機(jī)成孔較為合適,因其鉆進(jìn)速度快,施工成本適中,在砂層鉆進(jìn)中也能保證成孔質(zhì)量;而旋挖鉆機(jī)雖然造價(jià)低,但在砂層中成孔質(zhì)量差,垂直度也無(wú)法保證;全回轉(zhuǎn)全套管成孔雖適用于各種地質(zhì)復(fù)雜的地層,滿足本項(xiàng)目砂層地質(zhì)條件,但相比雙動(dòng)力頭鉆機(jī)成孔,其施工工期較長(zhǎng)、造價(jià)高。
5雙動(dòng)力頭咬合樁施工技術(shù)
咬合樁采用鋼筋混凝土樁(B樁)與素混凝土樁(A樁)間隔布置形成咬合[2],鉆孔機(jī)具采用雙動(dòng)力頭套管鉆機(jī)。A、B樁咬合時(shí)間控制、垂直度控制以及外套筒轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)過(guò)程遇到困難時(shí)的處理方法等為雙動(dòng)力頭成孔咬合樁施工技術(shù)關(guān)鍵。
5.1樁體咬合時(shí)間控制
鉆機(jī)就位前需注意導(dǎo)墻施工質(zhì)量,如導(dǎo)墻位置的放樣、夯實(shí)導(dǎo)墻基底、模板的選擇、混凝土的養(yǎng)護(hù)以及養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁堆載及車(chē)輛通行等。在雙動(dòng)力頭施工過(guò)程中,A、B樁的鉆進(jìn)時(shí)間間隔控制尤為重要,素混凝土樁(A樁)采用超緩凝混凝土,要求初凝時(shí)間60h以上,終凝時(shí)間72h以下,3d強(qiáng)度不超過(guò)于3MPa,5d強(qiáng)度小于等于10MPa,28d強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求[3]。本項(xiàng)目第一序樁(A樁)施工48h左右進(jìn)行第二序樁(B樁)施工,基坑整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn),僅有局部位置出現(xiàn)滲漏,可見(jiàn)二序樁的混凝土在該段時(shí)間間隔施工能夠形成一個(gè)密閉、牢固的圍護(hù)結(jié)構(gòu),止水帷幕效果較好,當(dāng)然,咬合質(zhì)量的好壞除了控制A、B樁的咬合時(shí)間間隔外,還需控制套筒垂直度、孔徑、孔型、鋼筋籠安裝質(zhì)量、水下混凝土灌注質(zhì)量等,在基坑轉(zhuǎn)角位置盡量布置鋼筋混凝土樁(B樁),確保素樁(A樁)在外套筒旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能對(duì)稱咬合不是樁體破壞。咬合樁(A、B樁)施工順序示意如圖2。
5.2樁體鉆孔作業(yè)控制
導(dǎo)墻強(qiáng)度滿足要求后,鉆機(jī)移至導(dǎo)墻邊緣,為防止導(dǎo)墻破壞需在導(dǎo)墻外側(cè)鋪設(shè)鋼板,鉆機(jī)外套筒與導(dǎo)墻孔位中心對(duì)齊,在鉆孔作業(yè)前需要調(diào)整鉆桿的垂直度。鉆機(jī)定位后,外套筒可以采用鉆進(jìn)過(guò)程接管或一次焊接完成后一次裝入驅(qū)動(dòng)鉆頭中,采用過(guò)程接管時(shí),在外套管鉆至離地面一定高度后,分離外套筒后用卷?xiàng)顧C(jī)吊起套筒接長(zhǎng)節(jié)段,與鉆入地下的套筒對(duì)接完成后進(jìn)行焊接,滿足要求后繼續(xù)鉆進(jìn)施工。在外套管鉆進(jìn)過(guò)程中,如果遇到孤石、卵石等堅(jiān)硬巖石或黏度層導(dǎo)致外套筒扭矩增大從而鉆進(jìn)困難時(shí),可用不拔出外套筒的情況下采用帶旋挖鉆頭(潛孔錘)或短螺旋鉆頭的鉆機(jī)配合使用,或采用雙動(dòng)力頭鉆機(jī)本身內(nèi)外驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆進(jìn),但后者對(duì)黏土導(dǎo)致的鉆進(jìn)困難時(shí)比較有效。在鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度過(guò)程中均需不斷調(diào)整鉆桿的垂直度,垂直度采用安裝在機(jī)內(nèi)操控臺(tái)中InterControl系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,如若出現(xiàn)輕微偏斜現(xiàn)象,可通過(guò)鉆機(jī)上的儀表調(diào)整。
5.3基坑過(guò)程監(jiān)測(cè)
2#泵站基坑監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有坡頂水平位移監(jiān)測(cè)、坡頂沉降監(jiān)測(cè)、周邊地表監(jiān)測(cè)、水位監(jiān)測(cè)、樁體深層水平位移、支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置分別為:沉降和位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于基坑各邊兩端及中部,共計(jì)8個(gè);深層土體位移監(jiān)測(cè)位設(shè)置于基坑四邊中間及短邊端部,共設(shè)置5點(diǎn);基坑的每層支撐布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn),共計(jì)20個(gè),設(shè)在各層最長(zhǎng)的4道斜撐以及基坑中部的1根對(duì)撐的端頭;地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置基坑各邊中部,監(jiān)測(cè)剖面應(yīng)與坑邊垂直,每個(gè)監(jiān)測(cè)剖面上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量至少5個(gè),距坑邊距離依次為1m、3m、6m、10m、15m;水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在支護(hù)樁外側(cè)2m處,基坑各邊中部各布置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),共計(jì)4個(gè)。基坑最后一道支撐拆除前各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果如下表所示。由上表可見(jiàn),各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在警戒值以內(nèi),采用雙動(dòng)力頭成孔咬合樁方案能夠確保基坑的安全與穩(wěn)定。
6遇到問(wèn)題原因分析及解決措施
(1)外套管旋轉(zhuǎn)上升過(guò)程,混凝土面出現(xiàn)下沉,深度達(dá)2.5~3.5m,如J20樁。原因分析:1)、套管所占體積及套管與孔壁之間的間隙;2)螺旋鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)塌孔,套管上升后形成空洞;3)遇流沙層,拔管時(shí)出現(xiàn)擴(kuò)孔。解決的措施:1)重新插入導(dǎo)管進(jìn)行補(bǔ)足混凝土;2)在雙動(dòng)力頭鉆機(jī)鉆進(jìn)流沙層時(shí),套管鉆進(jìn)應(yīng)比螺旋鉆頭鉆進(jìn)凸前,避免螺旋鉆頭凸前鉆孔坍塌。(2)雙動(dòng)力頭咬合樁施工過(guò)程中外套筒接縫處出現(xiàn)裂縫,如J62、J96樁。原因分析:1)焊接質(zhì)量不佳;2)外動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)套管在旋轉(zhuǎn)、鉆進(jìn)過(guò)程中,與地層中砂、堅(jiān)石等不斷摩擦,使得套管接縫位置磨損嚴(yán)重,出現(xiàn)裂縫。解決措施:1)提高接頭焊縫質(zhì)量;2)、經(jīng)常對(duì)接頭焊縫進(jìn)行檢查,在磨損嚴(yán)重位置進(jìn)行補(bǔ)焊;3)、將套管兩端進(jìn)行周期性調(diào)換使用,延長(zhǎng)套管接縫處的磨損周期。(3)基坑開(kāi)挖過(guò)程中,咬合樁樁間出現(xiàn)滲水、承壓漏水,基坑平面轉(zhuǎn)角地面位置局部沉降,如J158樁。原因分析:1)咬合樁A、B樁的施工時(shí)間間隔未控制好、樁體垂直度、水下混凝土澆筑質(zhì)量等施工工藝控制不到位,導(dǎo)致止水帷幕效果不好;2)混凝土的和易性差;3)基坑轉(zhuǎn)角位置為素咬合樁,咬合時(shí)不對(duì)稱咬合,導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土塊薄層,形成薄弱面漏水,砂層流失,局部出現(xiàn)沉降。解決的措施:1)若出現(xiàn)滲水,應(yīng)先處理滲水處的雜質(zhì)并找準(zhǔn)滲水點(diǎn),在滲水位置鑿除松散的邊角料,清除后采用堵漏寶進(jìn)行封堵,堵漏寶:水=1kg:1L比例進(jìn)行拌和;2)若出現(xiàn)承壓漏水時(shí),優(yōu)先采用土工布堵漏防止砂流失。3)在基坑轉(zhuǎn)角位置設(shè)置成鋼筋混凝土樁,使得素樁盡量對(duì)稱咬合,避免形成混凝土薄弱面。本基坑離海岸線近,受海水潮汐影響大,堵漏宜選擇退潮后進(jìn)行。
7結(jié)束語(yǔ)
(1)雙動(dòng)力頭成孔工藝施工咬合樁有效的利用了外套筒正反旋轉(zhuǎn)和內(nèi)旋轉(zhuǎn)桿相結(jié)合,在黏層、流砂等地層鉆機(jī)過(guò)程中利用內(nèi)外驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆進(jìn),能夠有效解決外套筒扭矩增大問(wèn)題。(2)在遇到孤石、卵石等地層鉆進(jìn)過(guò)程中,如需要采用帶旋挖鉆頭(潛孔錘)或短螺旋鉆頭的鉆機(jī)配合使用時(shí),雙動(dòng)力頭鉆機(jī)可使外套筒留在孔內(nèi)護(hù)臂,特別適用于砂層較厚地層中。(3)雙動(dòng)力頭成孔工藝在砂層較厚的濱海地帶施工,具有鉆進(jìn)速度快、成孔質(zhì)量高、垂直度易控制、造價(jià)低等特點(diǎn),優(yōu)勢(shì)明顯。
參考文獻(xiàn)
[1]李坤,黃敏,苗家利.某礦砼井塔工程鉆孔灌注樁旋挖鉆機(jī)成孔與循環(huán)鉆機(jī)成孔的比較[J].科技信息,2010(16):721-722.
[2]易垚.拱形咬合樁在橋梁深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].北方交通,2019(7):27-32.
[3]劉人太,等.一種新型動(dòng)水注漿材料的試驗(yàn)與應(yīng)用研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2011(7).1454-1459.
作者:吳衛(wèi)開(kāi) 單位:福建第一公路工程集團(tuán)有限公司
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):--
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)