化学泥浆深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术
特别是保证雨季泥浆池的设置、施工道路疏通,6加强现场施工组织管理。对于保证旋挖桩正常施工有着重要影响。
深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术
化学泥浆
极易出现坍孔现象,摘 要:深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时。以致对旋挖桩的成孔、成桩质量和施工平安造成极大隐患。今根据试桩时探明的地质情况及混凝土的灌注情况,验证了坍孔部位即为淤泥或砂层,于是结合工程地质勘察演讲,采用钢长护筒穿过淤泥或砂层进行旋挖桩施工。此技术在深厚淤泥或砂层中取得了良好的施工效果,保证了旋挖桩的施工质量和施工进度。
关键词:化学泥浆;砂层;旋挖桩
适用地层较广泛,旋挖桩施工适用于黏土、砂土、粉土、碎/卵石土及局部岩层中。具有施工速度快、施工精度比较高,可自行行走、移机方便、机械化水平比较高,无须提供动力电源,以及单桩承载力比钻孔灌注桩高等特点。但旋挖桩机前期投入比较大、自重大,对场地要求比较严格、孔壁护壁差。
并取得了很好的技术、经济、社会效益,旋挖桩施工技术已经广泛地应用于桩基工程施工中。已经成为桩基工程施工中不可或缺的技术之一。但是对于存在深厚淤泥或砂层的地质条件,旋挖桩施工时经常会遇到坍孔等问题,以致严重影响了旋挖桩的施工质量和施工安全,同时增加了工程的施工本钱。因此,必需针对特定的地质条件采取相应的施工措施,以继续发挥旋挖桩施工技术的优势。
1深厚淤泥或砂层对旋挖桩施工技术的影响
旋挖桩机在深厚淤泥或砂层中一成孔,砂土具有较大的内摩阻力而无粘结力[1]淤泥无任何强度。立即会出现向孔内塌陷的现象,形成较大扩孔,灌注混凝土的充盈系数较大,严重时导致无法成孔,甚至会造成地面沉陷,对施工机具、人员造成极大的平安隐患,同时砂的沉淀速度很快,易出现埋钻现象。
不能采取惯例的施工工艺,深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时。必需有针对性地采取如加大泥浆相对密度、放慢成孔速度,特别是降低提升速度或采用钢长护筒穿越淤泥或砂层等措施,以此保证旋挖桩机的正常施工。
对旋挖桩成孔质量有较大影响的因素主要有以下几个方面:深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时。
1.1护壁泥浆质量
泥浆质量会因淤泥、砂的混入而降低。如果泥浆相对密度、黏度较低,护壁泥浆的质量对于防止孔壁坍塌、确保钻孔成形效果有着重要影响。淤泥或砂层中施工时。钻孔的侧壁很容易被冲刷和出现坍孔事故。
1.2钻具形式
保径条厚度10mm左右,施工中经常采用的直筒钻斗。这种钻斗在施工过程中其侧壁与孔壁之间接触,地层会因负压和粘合作用受到较大的影响,并造成缩径或坍孔现象。
1.3钻具一次进尺
钻斗的一次进尺和装载量不宜过大,深厚淤泥或砂层中施工。钻斗提升过程中,钻斗内的砂会漏出并混入泥浆中,从而影响泥浆质量、降低泥浆的护壁效果。
1.4钻具提升速度
钻斗的顶部和底部存在负压,钻斗提升过程中。这种压差与钻斗提升速度成正比,钻斗内的水流速度也会随着钻斗的提升速度而加快,从而对孔壁造成较大冲刷,穿越砂层时,会造成砂混入泥浆中,影响了泥浆的质量,同时也增加了孔底沉渣厚度。
2深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术要点
2.1工程实例概况
本工程总建筑面积为31万m2包括一栋220m超甲级写字楼和一栋160m公寓,以广州市海珠区某项目为例。地下室4层,基坑开挖深度19.5520.75m基坑面积2.1万m2基坑周长623m基坑支护设计采用“桩撑+桩锚”组合支护形式,设置三道内撑,基坑北侧的止水帷幕采用直径 850mm三轴搅拌桩,其他部位的止水帷幕采用直径550mm双排单轴搅拌桩,并在桩间设置双管旋喷桩,本工程的基坑形状见图1
本工程基坑支护桩所处的工程地质情况自上而下为:素填土、淤泥质土、粉细砂、中粗砂、粉质黏土、强风化泥岩、中风化泥岩、微风化泥岩等,根据地质勘察报告。还存在碎石层、混凝土硬层及孤石等不良地质情况。其中,淤泥质土约2.33.7m厚,粉细砂、中粗砂约3.24.5m厚。支护桩设计桩径为1.20m桩间距1.40m桩长21.524m桩底基本处于中风化泥岩。支护桩的典型地质剖面见图2
2.2旋挖桩首次试桩情况
本工程基坑支护旋挖桩施工前依照设计要求进行试桩[2]试桩情况如下:
护筒高度2.0m护筒直径1.30m1先埋设护筒。
泥浆相对密度1.152采用膨润土在现场制造泥浆。
3严格控制钻进速度不大于10m/h钻头提升速度不大于0.2m/
孔底泥浆相对密度不大于1.1含砂率小于8%泥浆黏度小于28s孔底沉渣厚度小于150mm4严格执行二次清孔工艺。
5导管直径280mm管节长3.0m严格控制导管在混凝土的埋深为26m设计桩长21.5m混凝土超出桩顶设计标高0.7m
6灌注混凝土理论方量25.1m3实际灌注混凝土方量37.5m3超量12.4m3混凝土充盈系数达1.49
标高6.50-1.00m位置,混凝土灌注记录显示。混凝土上升高度与实际灌注的混凝土方量严重不符,根据地质剖面图,此段正好是淤泥或砂层,可以判断出旋挖桩穿过淤泥或砂层时,坍孔严重。
2.3旋挖桩首次试桩小结
说明采用普通的旋挖桩施工工艺不能适应现场情况。1混凝土灌注量超方严重。
无法应对淤泥或砂层的坍孔问题。2普通的泥浆护壁措施。
钢长护筒是一个重要方法。3采取防止孔壁坍塌措施。
2.4旋挖桩二次试桩情况
护筒内径1.25m壁厚10mm保证钢护筒底面穿过砂层底面1.0m先旋挖引孔,采用11.5m超长钢护筒。然后采用振动桩锤辅助下沉钢护筒。
灌注混凝土理论方量为25.1m3实际灌注混凝土方量为28.6m3超量3.5m3混凝土充盈系数达1.14二次试桩完成后。
淤泥或砂层的坍孔问题得到解决,采用超长钢护筒后。混凝土超灌量得到有效地控制,说明在深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工,超长钢护筒是一种有效的方法。
2.5深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术要点
2.5.1施工准备
必要时针对具体部位进行超前钻探,施工前根据地质勘察报告。根据现场地质情况选用合适的钻机型号及钻头,特别是对存在孤石、混凝土硬层等地质情况,选择钻机型号及钻头非常重要。
选择优质的膨润土制造泥浆,另外。控制好泥浆相对密度、粘度,合理设置泥浆池的位置,对于保证泥浆护壁作用和正常施工有着重要影响。
2.5.2钢护筒压入及拔出
以保证钢护筒的护壁效果。采用振动锤下沉钢护筒时,选用的钢护筒深度应逾越淤泥层及砂层底面1.0m以上。速度要慢,以此保证钢护筒的垂直度及不对附近已经施工完毕的支护桩、止水帷幕造成不良影响。对于存在孤石、混凝土硬层等地质情况,可先用旋挖机进行引孔,待引孔穿越孤石、混凝土硬层后再下沉钢护筒。
应及时拔出钢护筒。拔出钢护筒过程中也应严格控制拔出速度,支护桩混凝土灌注完毕后。防止断桩事故的发生。
2.5.3控制清孔质量
采用旋挖钻机专用的清孔钻具进行清孔。混凝土灌注导管装置完成后进行二次清孔,终孔后检查孔深前。二次清孔可采用气举反循环技术,此法清孔质量高、速度快,且有利于清除较大的颗粒沉渣,以保证沉渣厚度符合设计要求。
2.5.4施工组织管理
成孔、清孔、下钢筋笼、灌注混凝土等工序之间的时间衔接非常重要,对于存在深厚砂层、淤泥层的地质情况。因此,加强施工现场组织管理,保证各个工序在时间上的顺利衔接,这对于减少沉渣厚度,减少坍孔、缩颈风险有着重要影响。
2.6现场实施效果
采用长钢护筒,实践证明。对于旋挖桩的外形成型质量较好,基坑土方开挖后,支护桩的桩壁平整,桩身完整性良好,且对止水帷幕未造成影响,本工程基坑支护未出现漏水情况。本工程基坑支护现场实施效果见图3
化学泥浆
应先仔细阅读地质勘察演讲,1旋挖桩施工前。并依照规定进行试桩,准确记录成孔和混凝土灌注情况,充分掌握工程地质情况和现场实际情况。
采用钢长护筒,2对于存在深厚淤泥或砂层的地质情况。能有效解决坍孔现象,但必需保证钢长护筒穿过淤泥或砂层,同时,应保证钢护筒的壁厚,以提高钢护筒的刚度。
要注意不能强振,3钢长护筒采用振动锤下沉时。以免影响旁边已经成型的旋挖桩及止水搅拌桩。
如孤石等,4对于浅层(4.0m以内)遇到硬层。超长钢护筒无法压入情况,可采用挖机将其挖除,回填后重新引孔埋设钢护筒。
如孤石等,5对于深层(4.0m以上)遇到硬层。超长钢护筒无法压入情况,可采用大功率旋挖桩机钻冲硬层引孔后埋设钢护筒。
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