朱守見
近年,隨著江蘇沛縣鋁工業(yè)園區(qū)的建立,鋁板帶加工產(chǎn)業(yè)在沛縣地區(qū)飛速發(fā)展,但是在鋁板帶生產(chǎn)工藝的的土建施工中,鑄造車間的鑄造井的施工為施工單位、建設(shè)單位帶來了難題。鑄造井的井底標高多在-20m左右,井頂標高多在-10m左右,截面為¢2m的圓筒,上部為矩形的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(見附圖一)。因沛縣地區(qū)地質(zhì)條件復雜,多淤泥和地下水,采用放坡開挖受地質(zhì)條件、周圍建筑物及費用問題的制約很難實現(xiàn)。采用沉井方法施工,因本構(gòu)筑物體積小、質(zhì)量輕,經(jīng)設(shè)計院驗算,靠自重不能切土下沉,該方案被否決。若采用凍結(jié)法施工,可以施工,但費用太高,方案不可行。
筆者及所在項目部經(jīng)過反復研究,借鑒鉆孔灌注樁的成孔工藝,利用施工橋梁灌注樁的鉆孔機鉆直徑2m,深度21m的孔洞,然后用10厚鋼板焊接1個直徑為2m和一個1.2m的圓筒,做為鑄造井的內(nèi)外模板,然后按圖紙要求綁扎鋼筋,待矯正好位置、垂直度和標高后澆筑混凝土。具體施工步驟如下:
一、平整場地及測量放線
先放出施工平臺范圍,然后用機械平整場地,人工配合,以保證鉆機置于平坦、穩(wěn)固的地基上,同時作好水池及排水通道,防止施工時泥漿污染附近環(huán)境,做到文明施工。 整平場地符合要求后,測量放井位;精確放出井位中心點,并測設(shè)出引樁。樁位中心位置誤差控制在100mm以內(nèi)。
二、泥漿制備處理
鉆孔泥漿由水、粘土(膨脹土)和分散劑組成。泥漿具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具、增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內(nèi)外滲流,防止塌孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿,應根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度,泥漿稠度應根據(jù)地層變化或操作要求機動掌握。泥漿太稀,排渣能力小,護壁效果差;泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊能力,降低鉆進速度。
1、 制漿材料
⑴ 粉土⑵ 水:自來水。⑶ 分散劑:選用工業(yè)用純堿。
2、 新制泥漿配比
對于一般地層或易漏失的砂層,選用下表兩種配合比制漿,其它地層,可參照此配比,并根據(jù)實際情況加以調(diào)整。
泥漿配合比
序號 配合比(%)
粘土 純堿 水
1 7 0.45 100
2 8 0.4 100
三、鉆進成孔
1、反循環(huán)鉆機鉆進成孔:
⑴直徑2 m的鉆孔分三次鉆孔成型。第一次用¢600的鉆頭,鉆至-21米處。提升鉆桿,換成¢1.2m鉆頭鉆至設(shè)計標高。最后用¢2m的鉆頭鉆至設(shè)計標高處。
⑵鉆機就位要求平整、穩(wěn)定。天車、轉(zhuǎn)盤中心、孔位中心在一條垂線上即“三點一線”,偏差不超過10mm。鉆進過程中保證鉆機牢固穩(wěn)定,防止鉆機因振動移位,確保不偏孔。
⑶鉆進過程中,控制好鉆進速度,隨時取渣觀測地層的變化情況,并與地質(zhì)堪查圖對照比較,按不同土層調(diào)整泥漿比重。鉆進垂直,使鉆進的垂直度偏差<1%。同時控制好內(nèi)外的水頭差。
⑷鉆孔過程中,始終采用減壓鉆進,鉆具的主吊鉤始終承受部分鉆具的重量,使鉆桿始終在受拉狀態(tài)下進行工作,鉆壓最大不超過鉆具扣除浮力后總重力的80%,以避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現(xiàn)象。
2、 清孔及孔位檢查
⑴ 鉆進至設(shè)計孔深后,將鉆斗留在原處機械旋轉(zhuǎn)數(shù)圈,將孔底虛土盡量裝入斗內(nèi),鉆孔深度達到設(shè)計要求后,用撈砂斗進行清孔,并對孔深、孔徑進行檢查。
⑵ 孔位檢查:成孔后,當孔深、清孔泥漿指標合格后,鉆機移位,搭設(shè)三角架,將檢孔器(檢孔器外徑采用比設(shè)計樁徑小2cm)放入孔內(nèi),檢孔器進入孔內(nèi)后,在護筒頂放樣十字線,通過吊繩進行檢孔器對中。檢孔器對中后,上吊點(三角架、下落鋼絲繩點),必須位置固定且在整個檢孔過程中不能變位,否則重新對中。檢孔器在孔內(nèi)下落時,靠自重下沉,不借助其他外力。
四、套筒制作、安放與鑄造井澆筑
1、 套筒采用鋼護筒,用10mm厚鋼板卷制。護筒直徑2m(較樁徑大10cm)。套筒上部設(shè)吊環(huán),底節(jié)套筒下部設(shè)刃腳,套筒底部做成圓錐型,便于封底,下口留出300的孔洞,以便安放套筒時,不產(chǎn)生漂浮現(xiàn)象。(見附圖二)
2、套筒安放前,用十字交叉法將引樁上的點用施工引至鉆好的孔洞上。
2、套筒安放選用一臺25噸汽車吊和一臺16噸汽車吊配合進行。25噸吊車將鋼制套筒由頭部吊起,16噸吊車將套筒由尾部吊起,配合25吊車將套筒垂直立起,就位后,校正垂直度后,徐徐放入充滿泥漿的孔洞中。待套筒不再自然下沉后,測量套筒的入井深度,滿足要求后,套筒外側(cè)對稱均勻的填入豆石,將套筒固定好。
3、用導管將商品混凝土輸入套筒底部將倒圓錐孔洞封閉,防止地下水滲入。
4、待混凝土終凝后,用泥漿泵將套筒內(nèi)的泥漿抽完,并清洗干凈筒壁。
5、將加工好的鋼筋籠吊放進鋼套筒內(nèi),鋼筋籠的制作應符合規(guī)范要求,吊放鋼筋籠采用吊車進行,吊放時注意防止泥土等雜物帶入孔內(nèi)。在鋼筋籠外側(cè)綁扎砼墊塊或焊接鋼筋耳環(huán),以保證鋼筋的保護層厚度。鋼筋籠綁扎好后整體吊放,吊入后校正軸線位置和垂直度,并牢固定位,以免在灌注砼時發(fā)生浮籠現(xiàn)象。
6、內(nèi)模選用6mm厚度鋼板卷制,吊車吊運就位。封好內(nèi)模后,澆筑井底及井筒混凝土,-20m—10m處井筒施工完畢。
6、-10m米以上矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用分階梯放坡開挖的方法施工,待上部土方開挖后,將套筒多余部分截掉。
五、小結(jié)
利用鉆孔灌注樁施工工藝施工鑄造深井,解決了在本地區(qū)因地下土質(zhì)中多淤泥、粉土和地下水對超深基坑的限制,為同類深基坑的施工提供了寶貴經(jīng)驗。該技術(shù)應用能大幅的降低鑄造井的建造成本,具估算,本施工方法比全部放坡開挖節(jié)省費用30%,比凍結(jié)法施工節(jié)省約80%。該施工技術(shù)的推廣應用,為沛縣地區(qū)鋁板帶加工業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻。
參考文獻:鉆孔灌注樁施工規(guī)程(DG/T)08-202-2007
鉆孔灌注樁施工工藝標準
注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。