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施工论文:高回填旋挖灌注桩全钢护筒施工技术总结结

来源:未知 2020-11-07 09:07

摘要:

  国际货运站主库处于填方区,共124根旋挖钻孔灌注桩,桩径有Ф600mm(9群桩)、Ф1000mm、Ф1200mm、Ф1300mm及Ф1400mm五种类型,桩端进入持力层设计深度不小于1.5d(d为桩径)(其中桩基Ф600m

  施工论文:高回填旋挖灌注桩全钢护筒施工技术总结

  1工程概况

  1.1旋挖钻孔桩

  国际货运站主库处于填方区,共124根旋挖钻孔灌注桩,桩径有Ф600mm(9群桩)、Ф1000mm、Ф1200mm、Ф1300mm及Ф1400mm五种类型,桩端进入持力层设计深度不小于1.5d(d为桩径)(其中桩基Ф600mm的桩端持力层设计深度不小于3d);岩土承载力特征值800~1300KN。国际特运库共20根旋挖钻孔灌注桩,桩径Ф1200,桩端以6@-2中等风化泥质砂岩为持力层,抗压强度标准值均取frk=6MPa,桩端全断面进入完整持力层不少于7.0d。

  1.2工程水文地质

  1.2.1按地勘报告描述回填区内压实性填土由风化泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩混合而成,含较多岩石碎块,碎块含量>50%,粒径为5~10cm,个别达15cm,厚度0.5~23.1m。部分存在淤泥质黏土,褐灰色~黄灰色,流塑为主,局部软塑,夹有机物及腐植质,无摇振反应,稍有光泽,韧性低,干强度低。该层局部分布,厚度0.7~6.0m。

  1.2.2货运站80%回填区高度在20m~23m左右。部分回填区下层有0.7~6m黏土层和淤泥层。特运库回填区高度在18m~20.4m回填区下层有0.7~9m黏土层。

  1.2.3关于机场的盲区图显示:场区内存在一条主盲沟。按盲沟图显示,场区南向北80m区域属于排水板区。主盲沟离特运库最近约1m距离,从货运站1/E轴~J/1~J/2轴穿过。

  1.2.4按机场地形、等高线综合分析,场区位于机场主、次盲沟水流汇聚地。地下水流动性大,地质情况极为复杂。

  1.3桩基工艺确定

  根据《成都天府国际机场四川航空基地工程航空食品与货运板块监理专题会议纪要》(编号:JYZ-2018-006)第2.(3条)精神:本着既要保证钢护筒的刚度,不变形,又要节约成本的原则,根据设计桩径规格和现土层构造的实际情况,为此选用内径为设计桩径+200mm的钢护筒。设计桩径φ600mm、φ1000mm、φ1200mm、φ1400mm,旋挖施工护筒(Q235B)内径分别为φ800mm、φ1200mm、φ1400mm、φ1600mm壁厚分别为δ=10mm、10mm、12mm、14mm。

  2主要设备和机具

  全钢护筒旋挖灌注桩施工过程中,主要需要以下设备和机具:2台旋挖机(SR250),1台振动锤(SK480),1台55T履带吊(SCC550A),1台25T汽车吊,1台全站仪(RTS112SL),2台水准仪(AL17-32D),1台50米高扬程水泵(Φ5),混凝土泵车。

  钢护筒(Ф800mm、Ф1200mm壁厚为10mm,Ф1400mm、壁厚为12mm,Ф1600mm、壁厚为14mm。)以及一些辅助工具等。

  3施工方法

  3.1工艺简述

  3.1.1制作长度(综合考虑)由9米、2米、1米组成,根据每根桩的具体情况并依据实际深度现场焊接钢护筒长度作为桩基成孔后的永久护壁。

  3.1.2钢护筒采用500KW以上机械动振沉入法沉入地基内,待钢护筒下沉至基岩层后,钻头换用设计桩径钻头进行钻孔施工。施工时注意加快施工速度,及时使钢护筒穿过软土层或流砂层(遇流砂层太厚且流速快时,及时采用高压污水泵抽取细砂并同时沉放钢护筒使钢护筒穿过细砂层)。 采用旋挖钻机的施工工艺出渣,出土和出泥。成孔验收合格后,再按导管法灌注基桩混凝土。

  3.2工艺流程

  测量放桩位→制作钢护筒→桩机就位→采用大于设计桩径200mm的钻头开钻→复测桩位→钻进至塌孔深度→埋设钢护筒→钻机二次就位、成孔→钢筋笼安装→声测管安装→安装浇注导管→浇注水下混凝土→拔出浇注导管→移机下一桩位。

  3.3施工工序

  3.3.1放样定位

  根据施工图及测量控制资科,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样。钻机施工前放出准确的桩位线,根据设计图纸使用全站仪定桩位,在桩位点打木桩或钢筋桩,埋深300,桩上定出桩位中心,并用“十字栓桩法”做好标识,并加以保护。会同有关人的对轴线、桩位进行测量复核,并做好复核记录,经复核确认桩位轴线正确无误,方可埋设护筒。

  3.3.2钢护筒选择和施工

  钢护筒采用壁厚δ=10~14㎜的钢板,在厂家用机械集中卷制加工制作,焊缝全部为双面坡口,钢护筒护筒长6米/节,根据地勘资料算出各承台桩点位的的护筒长度(岩层表面至设计桩顶标高-150mm)后,现场组装焊接长度为岩层表面至设计桩顶标高-150mm,具体根据现场实际情况,适当调整,钢护筒制作的内径D′=D+200mm,(D为设计桩径)。护筒运输至工地后,吊放的履带吊起重机附近进行组装焊接。

  3.3.3旋挖机就位

  (1)钻机就位后,钻头中心与桩位中心应对正准确。误差控制在2cm以内。

  (2)徐工集团SR250型旋控机钻进。该钻机转速高,成孔效率高。适合在强风化层中钻进。钻机在就位时应重新测型、定位,旋挖机在钻穿上层回填(页岩杂填层)时,进入地下水位停止钻桩。并移开桩机,进入下道工序。

  3.3.4钢护筒埋设

  (1)根据钢护筒的长度,确定钢护筒的吊点个数(三个至四个)。钢护筒的捆绑采用卡绳捆绑法,一头绳头用卸扣锁在钢丝吊索上,另一头绳头挂在吊钩上的捆绑法。钢护筒在吊离地面采用三个或四个吊点时,利用三根或四根钢丝绳使用卡绳法捆绑钢护筒,用履带吊车的主钩进行提升。钢护筒的竖直作业采用一根钢丝绳同样使用卡绳捆绑法,用吊车副钩在钢护筒完全提升一定高度后进行竖直作业。当钢护筒完全竖直后,应校正就位并下放基桩内。

  (2)用履带吊起重机将护简吊至孔位,钢护筒平面位置与垂直度应准确,埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样。再把钢护简吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部。然后移动钢护简,使钢护简中心与钻机钻孔中心位置重合,护筒中心与桩位偏差≤2cm,同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒竖直,采用履带吊辅助振动锤(大于500KW)振动打入,将钢护筒打入土层中。

  (3)钢护筒接头焊接采用全满焊。孔口处高度控制在桩基设计标高-150mm左右,在此高度之上的护筒高度等同混凝土超灌高度,和桩孔以下钢护筒接头采用均匀4~8个点位焊接,焊接长度不小于50mm,便于混凝土浇灌完初凝后切割拔出。

  3.3.5旋挖机二次就位及钻桩成孔

  (1)旋挖钻机采用筒式钻头,在孔内将钻头下降到预定深度后,旋转钻头并加压,将旋起的土挤入钻筒内,待泥土挤满钻筒后,反转钻头,将钻头底部封闭并提出孔外,自动开启钻头底部开关,倒出弃土。钻机就位后,即可开始钻进,钻进时得回进尺深度控制在60cm左右。开始钻进时钻机要轻压慢转,并注意放斗要稳,提斗要慢,特别是开孔时至旋挖至地下6-8m的过程,要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行调整。

  (2)通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。旋挖钻机钻至设计深度,嵌入岩层深度必须满足设计要求。

  3.3.6孔深和孔底沉渣检测

  (1)孔深和孔底沉渣采用标准测绳检测。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。测法如下:使用满足灌注桩高度的测锤,慢慢地沉入孔内,探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉渣厚度。沉渣厚度控制在50mm以内。

  3.3.7清孔

  经过钻孔完成后,清孔采用自制的平底清孔钻头进行反复清孔和对孔深和孔底沉渣再次检测。测法如下:使用满足灌注桩高度的测锤,慢慢地沉入孔内,探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉渣厚度。经过实践现场证明,采用该清孔钻头清孔时可将孔内残留细小石渣、粉末及积水全部清除干净,达到最终孔底沉渣厚度小于50cm的设计要求。

  3.3.8钢筋笼安装

  (1)钢筋笼制作根据长度采用分节制作吊装入孔,分节制作的节数及长度视钢筋笼总长而定。节段钢筋笼成型并经检查合格后,由吊车吊起第一节钢筋笼,吊点位于顶部第一根加劲箍。

  (2)吊放钢筋笼入孔时应对准孔径,保持垂直,轻放、慢放入孔,入孔后应徐徐下放,不宜左右旋转,严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。

  (3)下至最后一根加强筋断面时,用两根钢管平等对穿其中,压在孔口两侧枕木上,再将第二节钢筋笼吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合,两钢筋笼主筋接头对正,因采取分段制作及逐节施工,则上下段钢筋笼采取点焊绑扎接头的连接方式,接头在同断面接头搭接率≤50%,为了保证钢筋笼上下段的在一条直线上,要求不得出现转折。同时考虑绑扎接头的牢固性,则在接头处至少选择不少于3根纵向主筋采用单面焊连接,焊接长度为10d,同时注意连接段螺旋箍的绑扎点是否牢固。将螺旋箍筋按规范要求绑扎、搭接好,并在主筋接头附近(约1000mm范围内)将箍筋点焊在主筋上,以加强其搭接。

  (4)在钢筋笼安装完成后,采用三角钢筋定位防止钢筋笼偏位。

  3.3.9声测管安装

  (1)声测管安装与钢筋笼吊装同步。

  (2)声测管安装材料选择专用金属管,底管先用堵头封闭,从下往上随同钢筋笼下放时逐一安装,每隔1m用扎丝和封口胶带固定在主筋上,管接头处用专用金属接头丝扣连接,保证声测管接头位置不漏水并垂直于孔内。声测管沿桩钢筋笼通长设置,且顶端高出桩顶混凝土表面500mm,各声测管管口高度应一致。

  (3)声测管布置要求见下图:

  3.3.10导管安装

  (1)导管采用直径300mm的钢导管。导管管节长度,中间节为 2000~3000mm等长,底节可为 4000mm,漏斗下用500mm~1000mm导管。

  (2)导管使用前必须进行试拼,按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于100mm。

  (3)导管长度按孔深和工作平台高度决定,导管底口距孔底的距离为300mm。导管接头采用有防松装置的螺旋丝扣型接头,底节导管下端必须为直口。

  3.3.11混凝土浇筑

  (1)施工采用混凝土输送管输送至导管顶部的漏斗中,输入管。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18cm~22cm之间,并保持良好的和易性。

  (2)混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后,导管埋入混凝土的深度不得小于1000mm并且不大于3000mm;当桩身较长时,导管埋入混凝土中的深度可适当加大。漏斗底口处必须设置严密、可靠的隔水装置,该装置必须有良好的隔水性能并能顺利排出。

  (3)水下混凝土连续浇筑,中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间,每根桩的浇筑时间不应太长,须在2小时内浇筑完成。

  (4)在浇筑混凝土过程中,测量孔内混凝土顶面位置,保持导管埋深在1m~3m范围。

  (5)测量桩身混凝土的顶面标高,达到要求后停止浇筑,拔出导管。

  3.3.10移机下一桩位

  钻机移至下一个桩位,进行开孔钻进。

  3.3.12试孔护筒取出

  一次性拔出刚浇筑完混凝土试装孔内的护筒,移位到下一个桩位。在护筒起拔过程中,根据需要可补充混凝土,以保证设计桩顶标高。

  4关键点控制

  4.1桩位控制

  4.1.1桩位控制一定要分两步走,分别是桩位坐标点控制和钢护筒控制。桩位坐标点放样偏移量误差允许2mm,护筒偏移量误差即成桩偏移量误差,应符合设计图纸要求的桩位偏移量。

  (1)桩位坐标点:测量员按设计坐标进行放线,确定桩位坐标点打入钢钎做为标记点。

  (2)钢护筒控制:桩身中心线及高程采用双人复核测量,确保线位准确。特别是在安装导向架时,其中心线保持一致,且导向限位装置必须焊接牢靠,防止在下沉钢护筒时脱落。

  4.2钢护筒埋设困难

  因回填区内存在大量大直径高强度岩石,致使钢护筒不能顺利振压下沉,当钢护筒下沉至基岩层后,钻头换用设计桩径钻头进行钻孔施工。施工时注意加快施工速度,及时使钢护筒穿过软土层或流砂层(遇流砂层太厚且流速快时,及时采用高压污水泵抽取细砂并同时沉放钢护筒使钢护筒穿过细砂层)。

  5结束语

  5.1全钢护筒优点

  在松散回填土层,对钢护筒支护深度超前分析,钢护筒通过接长一直下放到稳定地层,全机械化施工,保证了孔壁的稳定性,避免了塌孔现象,提高了成孔质量,保证了桩基质量。

  5.2全钢护筒缺点

  5.2.1安装难度大,针对回填土质种类多,质量差,护筒埋设有可能不到位。

  5.2.2设备性能要求高。

  5.2.3护筒长度太长,起吊安装及吊车行走安全隐患大。

  5.2.4一次性投入全钢护筒,投入成本大。

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