任斌斌
摘? ? 要:本文以中鐵卓越城一期項目樁基礎施工為依據(jù),著重分析了對傳統(tǒng)預制樁基礎施工方案和工藝的改進,希望為同行提供樁基礎施工方面的借鑒。
關鍵詞:樁基礎施工技術;工藝創(chuàng)新;方法總結
1? 工程概況
(1)本工程為中鐵卓越城一期工程,總建筑面積15萬㎡,地下室面積4.6萬㎡,施工時間為2016年6月,正處于雨季。(2)擬建場地位于成都市天府新區(qū)興隆鎮(zhèn),為閑置農(nóng)田,地勢較開闊、交通便利。場地內無影響工程穩(wěn)定性的不良地質作用,屬穩(wěn)定場地。(3)場地地基土主要由第四系全新統(tǒng)(Q4ml)雜填土、素填土、耕土、淤泥質土,第四系中下更新統(tǒng)冰水堆積(Q1+2fgl)成因的粉質粘土、粉土、稍密卵石組成,下伏白堊系上統(tǒng)灌口組(K2g)泥巖。
2? 初步工藝選擇
經(jīng)調查類似工程,本工程可采用的樁基礎有三種形式:①預制PHC管樁②人工挖孔樁③旋挖灌注樁。對三種工藝的測算對比如下:
成本方面,采用預制PHC管樁需865萬元,采用人工挖孔樁需1452萬元,采用旋挖灌注樁需1374萬元,預制PHC管樁最經(jīng)濟。
工期方面,打一根預制樁的時間為20min~30min,遠快于人工挖孔樁和旋挖灌注樁,且預制樁不需要在現(xiàn)場等待強度上升,為后續(xù)的工作節(jié)省了大量時間。
安全文明施工方面,預制樁現(xiàn)場不需要泥漿池,工人也不需要下到孔底,安全文明施工方面也更勝一籌。
經(jīng)過經(jīng)濟、工期、安全文明施工對比后,初步計劃選用預制PHC管樁,為端承樁。
主要工程量, PHC-400AB-95型312根,PHC-500AB-100型983根,PHC-600AB-110型1360根,三種樁型共2655根。單樁承載力分別為1200kN、1800kN、2500kN,樁端持力層均為中風化泥巖,且樁端進入持力層不小于0.5m,有效樁長為6m。
初步施工工藝:測量放線——樁機就位——打樁——接樁——封底
3? 試樁
對三種規(guī)格的樁型分別做了三根試樁,在試樁過程中發(fā)現(xiàn),按常規(guī)PHC管樁施工方法,以最后三陣的貫入度控制收錘,承載力滿足設計要求,但樁身入土深度不能滿足設計要求,還差1.5m。繼續(xù)錘擊,樁頭均發(fā)生破裂。結合《建筑樁基技術規(guī)范》,經(jīng)過設計院同意后,有兩種解決辦法:①改成旋挖灌注樁②在打樁前,先用旋挖鉆機引孔,進入中風化巖層,這樣管樁方可達到設計深度。
本工程計劃采用TRM200旋挖鉆機引孔,設計為PHC-400AB-95型的管樁引孔成孔后直徑為350mm,設計為PHC-500AB-100型的管樁引孔成孔后直徑為450mm,設計為PHC-600AB-110型的管樁引孔成孔后直徑為550mm。
引孔深度的要求:引孔需進入中風化巖層300mm以上。在達到預定深度時,需有專人查看巖樣情況,確保進入持力層的深度。
引孔措施將增加費用206萬元,但該方法仍比旋挖灌注樁經(jīng)濟,施工速度占優(yōu),且樁身位置和垂直度因為有引孔的引導,質量更有保障,所以選擇了第二種方法。試樁可行后,開始大面施工。
4? 施工準備
(1)繪制整個工程的樁位編號圖,確定施工順序,對每一根管樁,計算出理論樁長、入土標高、引孔深度。(2)將場地標高降至承臺頂標高以上500mm。(3)做好場地降排水措施。(4)選定管樁供應單位。(5)預備8臺HD-62型柴油錘打樁機。
5? 施工工藝和方法
5.1? 施工工藝
測量放線——鉆機引孔——樁機就位——打樁——接樁——封底
5.2? 施工方法
5.2.1? 測量放線
(1)以測繪院提交的測量控制基準點為控制點,建立閉合導線控制網(wǎng),閉合導線控制網(wǎng)建立在場地四周;(2)由專職測量人員分批測定標出場地的樁位,其編差不及大于20mm。
5.2.2? 鉆機引孔
樁位放線并復核完成后,旋挖鉆機就位,鉆機必須水平、穩(wěn)固,確保施工中不發(fā)生傾斜、移動、沉陷。特別需要注意控制引孔深度。
5.2.3? 樁機就位
本工程計劃采用的打樁設備為HD-62型柴油錘打樁機,共8臺,按計劃依次入場。管樁施工控制以貫入度為準,樁長為輔。
5.2.4? 打樁
(1)打樁機械按預先的打樁順序就位后,第一節(jié)前樁起吊后,馬上焊好樁尖(因引孔內有水,如不焊樁尖,在打樁過程中,孔內水進入樁芯內,樁芯內的水無法釋放,就會造成樁芯內水的壓力增大,從而導致樁頭漲爆),樁就位插入地面后,認真檢查樁位及樁身垂直度偏差,樁位偏差不得大于20mm。
(2)施打過程中,應保持樁錘、樁帽和樁身的中心線在同一條直線上,宜重錘低擊,錘擊高度控制在1.8m~2m。
(3)群樁基礎應從中心位置向外施打,承臺四周邊緣的樁宜待其他樁全部打完后,重新測定樁位再立樁施打。
(4)收錘控制以貫入度為主,樁長為輔。400mm、500mm樁最后3陣(每陣10錘)每陣的貫入度不大于25mm,600mm的樁不大于20mm。
(5)需將管樁打入地面以下的,通過送樁器送樁。
5.2.5? 接樁
由于部分區(qū)域中風化泥巖埋深較深,單節(jié)樁在送樁后仍無法滿足貫入度要求時,采用焊接的方法。
5.2.6? 封底
為防止樁端水軟化持力層,在終樁后12h內往樁孔中灌注高不小于2m的C20混凝土封底。
6? 塌孔的解決辦法
在后續(xù)引孔過程中,因降雨量增大,不斷出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,導致鉆機沉陷,造成安全隱患,無法繼續(xù)施工。套管護壁法鉆(挖)孔灌注樁通過不斷研究,選用了下鋼護筒的方法。下每個鋼護筒的時間為2min,速度快,不影響總工期,且鋼護筒可反復使用。
鋼護筒采用10mm厚鋼板制作,護筒內徑為680mm,護筒長度為6m,護筒配備40套,根據(jù)施工進度,逐步安排進場。
護筒定位時應先對樁位進行復核,然后以樁心為中心,定出相互垂直的十字控制樁線,吊放入護筒,保證護筒中心位置與樁中心偏差小于20mm。
使用振動錘壓沉鋼護筒。護筒長度較長,在振沉過程中可能會因振動而使護筒傾斜。在振沉過程中安排專人用水平尺進行垂直度檢查,每下去2m檢查一次,發(fā)現(xiàn)異常情況及時糾偏,并反復提升、下沉進行糾正。振沉結束后,安排測量人員對護筒中心及樁位進行復核檢查,保證樁位偏差在設計允許范圍。如測量人員發(fā)現(xiàn)護筒中心與樁位偏差超過設計要求,應拔起重新振沉。護筒沉入地面后護筒頂標高應高于施工面200mm~300mm。
打入護筒后,進行旋挖機引孔,引孔按前述引孔工藝進行,引孔完成后對孔進行回填,回填后拔出鋼護筒吊至下一樁位施工。
此項措施將增加費用124萬元,對總工期無影響。
7? 最終的施工工藝
測量放線——下鋼護筒——鉆機引孔——回填并拔出鋼護筒——樁機就位——打樁——接樁——封底
8? 達到的效果
本工程樁基礎共發(fā)生費用1195萬元,比旋挖灌注樁經(jīng)濟179萬元,比人工挖孔樁經(jīng)濟257萬元。工期方面,按原定計劃,在兩個月內完成了樁基礎施工。質量方面,樁身位置和垂直度因為有鋼護筒和引孔的引導,得到了更好的控制。樁身完整性檢測和靜載試驗全都合格,滿足設計要求。該工藝得到了參建各方的一致認可。
9? 結語
綜上所述,采用預應力管樁加鉆機引孔和鋼護筒工藝,相比旋挖灌注樁和人工挖孔樁在經(jīng)濟性、施工速度、安全文明施工、成型質量方面均有較大的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)預制樁無法滿足設計要求的情況下,可以酌情借鑒本工藝。
參考文獻:
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