【摘要】隨著我國建筑用地日趨緊張,更多的建筑物建設(shè)在諸如巖溶、局部堅硬巖土層以及下臥基巖表面傾斜或坡度較大等不利地質(zhì)場地中。因此,本文主要是針對巖溶地區(qū)灌注樁成孔難的問題,探尋了巖溶地區(qū)灌注樁的施工技術(shù),以期為同類施工和同類技術(shù)的運用起到參考及借鑒的作用。
【關(guān)鍵詞】巖溶;BIM;全套管全回轉(zhuǎn);灌注樁
1、引言
隨著我國經(jīng)濟的高速增長及社會迅猛發(fā)展,伴隨著建筑用地日益緊張這一社會實情,越來越多的大型公共與民用建筑、地下空間結(jié)構(gòu)等建設(shè)在巖溶等不利地質(zhì)場地中,巖溶對建筑物的危害也越來越引起人們的重視【1】。因此,有必要對巖溶地區(qū)的灌注樁施工技術(shù)進行探討、研究。
2、工程概況
某高層建筑所處場地內(nèi)基巖埋藏深淺不一,全風(fēng)化粉砂巖層面埋深14.40~30.70m,微風(fēng)化灰?guī)r層面埋深16.50~38.80m,均位于基坑底以下。受巖性、裂隙及地下水影響,巖體存在大量溶洞和土洞,根據(jù)超前鉆顯示,遇溶洞率為56%,串珠狀溶洞及大型及特大型溶洞多,土洞洞高11m,無充填溶洞洞高達(dá)累計二十幾米。大型溶(土)洞的存在對其灌注樁基礎(chǔ)施工存在極為不利的影響,因此,為了確保施工質(zhì)量及施工安全,在本項目采用了基于BIM的全套管全回轉(zhuǎn)的灌注樁成樁技術(shù)。
3、工藝原理
在工程樁施工前期,運用BIM技術(shù)對地質(zhì)資料進行分析處理,將地下三維空間分布模擬出來,使溶洞與工程樁的空間關(guān)系更加直觀,進而能指導(dǎo)工程樁的施工;利用DTR全套管全回轉(zhuǎn)樁機的回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn),使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少,邊回轉(zhuǎn)邊壓入,同時利用沖抓斗、沖擊錘挖掘取土,直至套管下到樁端持力層為止【2】。挖掘完畢后立即進行挖掘深度的測定,并且確認(rèn)樁端持力層,然后清除虛土。在確定溶洞與工程樁的空間關(guān)系時,還應(yīng)制作特制的鋼筋籠,工程樁對應(yīng)有溶洞的位置,即鋼筋籠對應(yīng)位置亦有溶洞,在相應(yīng)位置設(shè)置鋼板網(wǎng),包裹鋼筋籠,再在鋼板網(wǎng)外側(cè)包裹尼龍網(wǎng)袋,從鋼筋籠底部開始包裹,在成孔后將鋼筋籠放入,接著將導(dǎo)管豎立在鉆孔中心,最后灌注混凝土成樁【3】。
4、施工工藝與施工要點
4.1施工工藝流程
運用BIM技術(shù)分析模擬地下空間與工程樁關(guān)系→平整場地→施放樁位→DTR全套管樁機就位對中→安置套管360°回轉(zhuǎn)→壓入第一節(jié)套管→校核垂直度→沖抓斗、沖擊錘交替使用、抓斗取土巖套管鉆進,直至孔底→測量孔深→第一次清孔→安放、對接鋼筋籠→放入導(dǎo)管→第二次清孔→灌注混凝土,逐次撥導(dǎo)管和套管→校核垂直度→成樁。
4.2施工要點
1)確保樁機就位時的平穩(wěn)及穩(wěn)固【4】。
2)套管就位:將底部配有鎢鋼刀頭的套管放入樁機中,并壓入土體。
3)垂直度的控制、調(diào)整
在樁機兩側(cè)分別豎一個2m高的觀測垂直度的白線吊錘以觀測套管是否垂直,并結(jié)合樁機上的水平觀測器,調(diào)整油缸控制垂直度,直到符合要求。
4)旋轉(zhuǎn)下壓套管并抓取土作業(yè)
5)連接套管
將第二節(jié)管吊入樁機中,與第一節(jié)管對位連接,并用保鮮膜密封連接部位,確保連接部位不滲漏。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下壓并抓土作業(yè)。在施工中應(yīng)在管中保留部分土體,盡量避免抓空,保持管內(nèi)盡量無水或少水,當(dāng)管內(nèi)水較多時,用專用水桶將水排出,以利抓土作業(yè)。循環(huán)以上步驟直到管底到達(dá)巖面位置。
6)切割巖石
當(dāng)管底達(dá)到巖面時,鎢鋼刀頭開始切割巖石,刀頭進入巖石后,將管內(nèi)土體抓干凈,配合重錘沖擊管內(nèi)巖石,破碎巖石,用抓斗將巖石抓出。繼續(xù)以上步驟,直到符合設(shè)計深度要求。
7)導(dǎo)管接頭宜選用螺紋套扣連接,使用前應(yīng)進行水壓試驗檢測接頭密封性能,安裝就位須注意距離孔底高度的控制,一般為300~500mm。
8)水下砼的封底的初灌量須經(jīng)計算確定,滿足導(dǎo)管埋入砼內(nèi)的長度0.8m。砼澆筑過程中,應(yīng)有專人測量孔內(nèi)砼面的高度,以便計算導(dǎo)管埋入深度并確定拔管長度。
9)在未澆灌混凝土之前(終孔后),測量工程師應(yīng)對護筒面再次進行測量,以保證水下灌注砼的實際樁頂標(biāo)高宜高出樁頂設(shè)計標(biāo)高800㎜。
10)樁底沉渣處理
挖孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后,應(yīng)及時進行孔底處理,必須做到平整、無松渣、污泥及沉淀等軟層。對樁不深,無水的樁,可以下人進行清理,對孔深較深的樁,可以采用反復(fù)沖抓,清理樁底。嵌入巖層深度要符合設(shè)計要求。并及時向駐地監(jiān)理工程師報檢。
總結(jié):
本文主要對巖溶地區(qū)的基于BIM的全套管全回樁鉆孔灌注樁的施工原理、工藝流程及施工操作要點進行了梳理。通過運用BIM技術(shù)及對遇到溶洞的工程樁鋼筋籠采取鋼板網(wǎng)+尼龍網(wǎng)袋的設(shè)置,能夠免去溶洞的預(yù)處理,既能達(dá)到理想的成樁的效果,又能進一步提高工程的經(jīng)濟效益,具有實現(xiàn)工程經(jīng)濟化的重大意義。
參考文獻:
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[4]何榮彬.大直徑沉管灌注樁施工技術(shù)探討[J].門窗,2003(06):153-155.
作者簡介:
聶秀娟,性別:女,1987.05.07,學(xué)歷:碩士研究生,畢業(yè)院校:武漢理工大學(xué)。