基坑围护结构施工 钻孔灌注桩加水泥土拌和桩
本车站工程基坑开挖前,先进行围护结构的施工,基坑支护设计为密排混凝土灌注桩φ800@900作为围护结构,车站部分和折返线采用外贴双排φ600@450水泥搅拌桩作为止水帷幕,出入口、风道采用外贴单层φ600@450水泥搅拌桩作为止水帷幕。
车站基坑支护结构平面布置见图6-1。
图6-1 车站基坑支护结构平面布置示意图
6.1.1 密排钻孔灌注桩
6.1.1.1 施工顺序
采取隔桩施工方法,分两序作业。先施工一序孔,待一序孔混凝土达到设计强度70%后,再施工二序孔。
钻孔灌注桩施工顺序示意图见图6-2。
图6-2 钻孔灌注桩施工顺序示意图
6.1.1.2 施工方法
钻孔采用GPS-10型回转钻机,根据本合同段地区的地质特点,采用湿式泥浆护壁,泥浆正循环回转法成孔工艺。现场绑扎钢筋笼,汽车吊配合人工分节吊装安放,搅拌运输车运送商品混凝土,导管法灌注水下混凝土。钻孔灌注桩施工程序见图6-3。
图6-3 钻孔灌注桩施工程序示意图
土加于6.1.1.3 施工工艺
一、工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程见图6-4。
图6-4 钻孔灌注桩施工工艺流程图
二、工艺要点
1、施工准备
桩基施工前,清除桩基位置上的杂物,整平场地,确认地下管线处理完毕,使机械能顺利进场,且施工中钻机保持稳定。采用全站仪、经纬仪测定桩孔位置,并埋设孔位护桩。
2、泥浆制备
正循环成孔的泥浆系统由泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵等设施设备组成,为最大限度减少对环境的影响,利用集装箱制作活动泥浆池,选用优质膨润土造浆,并投放一定量的Na2CO3,以降低地下水酸性腐蚀的影响,泥浆比重控制在1.1~1.3范围。试验泥浆的全部性能指标,并在钻进中定期检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等,填写泥浆试验记录表。泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后运至业主指定的位置进行处理。
钻孔用泥浆技术指标见表6-1。
泥浆技术指标表 表6-1
序号 | 项目 | 技术指标 |
1 | 比重 | ≤1.15,排除泥浆指标:≤1.30 |
2 | 粘度 | 18~22S,排除泥浆指标:20~26S |
3 | 含砂率 | 新制泥浆不大于4% |
4 | 胶体率 | 不小于95% |
5 | PH值 | 大于6.5 |
3、埋设护筒
孔口护筒采用4~6mm厚钢板制作,内径比桩径大10cm。采用人工开挖埋设护筒,护筒底部与土层相接处用粘土夯实,护筒外面与原土之间用粘土填满、夯实,严防地表水顺该处渗入。顶部高出施工地面30cm~40cm,护筒底埋入原土深度在20cm以上。护筒埋设竖直准确,护筒中心与桩位中心偏差小于20m,护筒竖向的倾斜度不大于1%。
4、成孔试验
施工时先在不同区段进行成孔试验,根据地质条件、钻机性能等选择合理的泥浆配置、各阶段的进尺速度、清孔方式与时间等钻进参数。获取较为详细的地质条件参数和可靠的钻孔参数,并根据获得的技术数据及时修正钻孔参数,以保证钻孔质量。
5、成 孔
(1)、钻孔
钻机就位时用方木垫平,钻机定位要准确、水平、稳定,将钻头中心线对准桩孔中心,钻机回转盘中心与护筒中心,差控制在2cm以内。钻孔过程中,孔内严格保持泥浆稠度适当、水位稳定,及时添加泥浆,以维持孔内水头差,防止坍孔。并对钻碴作取样分析,核对设计地质资料,根据地层变化情况,采用相应的钻进参数、泥浆稠度。钻进过程中,经常测定钻孔深度、倾斜度,发现问题,及时处理。
(2)、故障预防与处理
①、钻孔偏斜
安装钻机时保证钻杆、钻头及护筒三者均在同一竖直线上,并经常进行检查校正。钻杆、接头及时调整,防止弯曲。
在出现钻孔偏斜后,查明偏斜位置和深度,一般在偏斜处反复扫孔,使钻孔垂直。倾斜严重时回填粘土到偏斜处,待沉积密实后重新施钻。
②、糊钻
在软塑状土层中旋转钻进时,因进尺快、钻碴大,出浆口堵塞后易造成糊钻(吸钻)。一般采取控制进尺速度,选用刮板齿小,出浆口大的钻头,以防糊钻。如糊钻严重,将钻头提出孔口,清除钻头残碴。
③、缩孔、扩孔
施工时为防止缩孔采用上下反复扫孔的方法,并及时补焊钻头,防止因钻头磨耗使钻孔孔径小于设计桩径。防止扩孔采取加大泥浆比重、控制进尺速度的方法。
(3)、施工注意事项
①、保证钻杆垂直,初钻时,以低档慢速钻进,且护筒内有一定数量的泥浆后方可钻进,每台钻机配备两套泥浆泵轮换使用,经常检查排浆系统,加速泥浆循环。
②、根据不同土层,选用不同的钻进速度和钻进方式。
③、起落钻头均匀,避免撞击孔壁;接卸钻杆时采取可靠措施,严防钻头脱落;钻杆拆除后,进行检查清理,涂油保养。
(4)、成孔质量检查
钻进成孔后及时进行质量检查,质量标准见表6-2。
钻进成孔质量标准表 表6-2
项目 | 容许偏差 | 检测方法 |
钻孔中心位置 | ≯30mm | 用TJY型井径仪 |
孔径 | -0.05~+0.10d | 超声波测井仪 |
倾斜度 | ≤0.5% | 用TTX型测斜仪,超声波测井仪 |
孔深 | 比设计深度深300~500mm | 核定钻头和钻杆长度 |
6、第一次清孔
清孔的目的是使孔底沉碴(虚土)、泥浆浓度、泥浆中含钻碴量和孔壁厚度符合规范质量要求和设计要求,为灌注混凝土创造良好的条件。钻孔至设计高程,经过检查,孔深、孔径、孔的偏斜符合要求后,将钻渣抽净。本工程所处区域地质情况较差,为粘土和粉质粘土,清孔采用泥浆循环换浆法,在钻进至设计深度后,稍稍提起钻头,同时保持原有的泥浆比重进行循环浮碴,随着残存钻碴的不断浮出,孔内泥浆比重和含量不断降低,然后注入清水继续循环置换,随时检查清孔质量;个别孔底沉渣采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。清孔应符合下列规定:距孔底0.2~1.0m范围内的泥浆相对密度控制在1.15~1.25,含砂率≤10%,粘度≤28s。清孔过程中必须及时补给足够的泥浆以保持孔内浆液面的稳定;第一次清孔结束后,孔底沉碴允许厚度为200~300mm。
7、绑扎、吊装钢筋笼
(1)、钢筋笼绑扎
钢筋笼在钢筋加工厂严格按设计和规范要求制作。分段制作的钢筋笼长度以5~8m为宜,钢筋笼制作偏差要求见表6-3。
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