雙動力頭成孔咬合樁深基坑支護探討
時間:2022-08-30 08:46:58
導語:雙動力頭成孔咬合樁深基坑支護探討一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
建筑領域的深基坑支護施工中,會運用到不同類型的樁基,咬合樁是全新圍護結構,其中,包括雙動力頭成孔咬合樁深基坑支護技術,通過樁體與樁體的咬合排列達到支護效果。結合基坑支護技術手段的應用效果,具有良好適用性與應用優勢。因為城市建設規模的拓展,地下空間成為開發、利用的首選,咬合樁在擋土、止水這2個方面有非常顯著成效,也是市政、地鐵項目等地下工程常用的圍護結構。
1成孔咬合樁技術
1.1應用原理
建筑工程現場通過雙動力頭全套管鉆機進行咬合樁的施工,通過利用樁與樁的互相咬合排列,搭建基坑圍護結構(施工原理如圖1所示)。設定鉆孔咬合樁排列模式,其中第一序素混凝土樁(A1)、第二序鋼筋混凝土樁(B1),按照施工順序,素混凝土樁運用超緩凝混凝土,在初凝前結束鋼筋混凝土樁項目施工。進行到鋼筋混凝土樁的施工環節,通過套管鉆機所具備的切割功能,將臨近素混凝土樁部分混凝土切割掉,從而達到咬合的效果。素混凝土樁通過長螺旋鉆孔澆筑樁進行施工,而鋼筋混凝土樁則選擇旋挖鉆孔澆筑樁[1]。實施咬合樁施工,其中第1序樁需要進行C30水下混凝土的澆筑,當素樁處于緩凝狀態,要求初凝時間大于60h,終凝時間小于72h,混凝土素樁部分,3d內強度小于3MPa,5d檢測強度小于10MPa,28d強度達到設計規范;第2序樁應該密切跟進、鉆進施工,期間還需要澆筑混凝土,確保第2序樁混凝土完全融合,并完全轉變成嵌入咬合狀態,排樁結構為連續性[2]。
1.2成孔咬合樁工藝
因為基坑的平面規模比較大,開挖較深,所以基坑圍護結構也被賦予了良好的止水性和安全性,咬合樁施工方案可行性提高。采用咬合樁成孔工藝,按照基坑支護要求,選擇雙動力頭鉆機成孔,確保基坑支護整體安全性與平穩性。經過深基坑支護施工總結的經驗,咬合樁選擇雙動力頭鉆機成孔,有利于提高鉆進效率、節省成本。即便是在砂層鉆進中應用,也可以保障成孔施工質量。
2雙動力頭成孔咬合樁深基坑支護技術方案
2.1施工流程
雙動力頭成孔咬合樁施工,需要按照如下流程進行:(1)準備階段需測量放樣;(2)組織導墻混凝土部分施工;(3)施工現場放置鉆機,完成螺旋鉆桿、套管安裝,由施工人員檢查垂直度;(4)套管與螺旋鉆頭雙動力鉆孔作業,直至滿足設計深度要求,采用旋挖鉆方式,將孔底的虛土全部清理,在內部澆筑超緩凝混凝土,隨后按照順序將管拔出;(5)澆筑混凝土樁并且將導管、全套管拔出;(6)將鉆機移動到后續施工位置,開始套管和螺旋鉆頭雙動力鉆孔施工,直至滿足設計深度要求[3]??變葷仓從炷?,并且按照順序拔管,結束素混凝土樁的澆筑施工;(7)鉆機移動到鋼筋混凝土樁施工位置,采取旋挖陶土的方式,直到滿足設計孔深要求,隨后由施工人員對孔深進行測量,在內部放置鋼筋籠,并且安裝導管。完成混凝土澆筑施工后,依次將導管、套管拔出,結束澆筑,最后轉移鉆機位置即可結束。
2.2應用要點
選擇導槽模板時應該定制鋼模,每段鋼模長度以3m為宜,支撐模板則要采用地腳錨桿和方木。根據咬合樁位,采取軸線·158·FoundationandBasementBuildingTechnologyDevelopment第48卷第9期2021年5月定位的方式選定模板位置,要求內徑超過設計樁徑約30mm,設計到槽結構時,可以選擇HPB30010鋼筋、HRB40012鋼筋,前者橫向間距控制在30cm,后者橫向間距則要控制在16cm[4]。建議提前在加工廠將鋼筋加工成為網片半成品,運輸到施工現場集中安裝。確定導墻強度符合要求,便可以在外側鋪設鋼板雙動力。全套管鉆機放置在導墻邊緣處,并且要將導墻孔位的中心對準雙動力全套管鉆機外側動力頭帶鋼護筒,確定樁位之后,采用鉆機內外動力頭可以起到螺旋鉆套罐驅動鉆進的效果。內外動力頭通過驅動作用運轉,旋挖鉆桿取土鉆進以驅動套管鉆進,期間螺旋鉆頭突進至設計深度便可完成鉆進施工。進行到外側動力頭驅動護筒這一環節,要分別從x,y軸線方向實施套管垂直度的檢測。如果發現垂直度偏斜,那么工作人員便要觀察儀表,將桅桿垂直度與套管垂直度及時調整。當鉆孔滿足設計深度要求,便可采用螺旋鉆機、旋挖鉆機實施清孔作業,檢查孔深與垂直度,確定合格便可進入后續施工階段。在終孔環節,應用全套管法進行施工,如果孔內無水或者只有少量的地下水,可以直接將鋼筋籠和下導管吊放至孔內實施混凝土澆筑作業。如果孔內有大量積水,需先檢測孔底沉渣厚度,如果厚度超過20cm便要及時清孔。除此之外,現場施工人員還應該按照設計規范檢查孔深、孔徑等參數。確定孔底沉渣厚度,滿足設計要求,方可安放鋼筋籠。施工過程中,吊放鋼筋籠要在加工廠提前制作完成,確保鋼筋骨架平整,隨后集中運輸到施工現場。吊裝鋼筋籠建議選擇3點起吊法,通過大鉤平行起吊,再利用旋轉平移的方式將鋼筋籠轉移到樁孔位置。小鉤、大鉤間的有效配合,使鋼筋籠豎起調放置孔內[5]。完成鋼筋籠吊放之后便可澆筑混凝土,正式澆筑之前施工人員連接漏斗,連接工具一般會選擇套扣和導管活節。其中導管底口須要超過孔底0.25~40cm。導管內部采用鋼絲懸吊的方式固定吊球,當漏斗內部混凝土填滿,而且混凝土拌合運輸車中的混凝土、漏斗混凝土量總和超過4m3,便可將吊球拔起,壓出導管內部的水。混凝土拌合運輸車持續作業,使第一批混凝土拌合物能夠灌入孔底。隨后馬上測量孔內部混凝土高度,要求灌入施工結束后的導管埋深超過1m。經過計算,導管埋置深度符合常規要求便可持續性澆筑混凝土,導管埋深按要求埋深在2~4m。一旦開始澆筑混凝土,便要保證持續性,導管拔出也要快速。澆筑期間需實時探測孔中孔內部混凝土面所在位置,并且將導管埋置深度進行調整。考慮到樁頂部為混凝土質量,在施工過程中,混凝土澆筑樁頂標高必須要超過設計樁頂標高大約0.5m。完成澆筑混凝土之后操作全套管鉆機將套管拔出,隨后混凝土面有可能出現下沉,此時施工人員須馬上補方。
3雙動力頭成孔咬合樁深基坑支護技術的優化建議
(1)要注意樁體咬合時間的精準控制。鉆機就位之前施工人員需關注導墻施工情況,了解導墻位置放樣、模板基地及混凝土養護等,是否滿足規定。組織雙動力頭施工,素混凝土樁和鋼筋混凝土樁鉆進需要保證時間間隔的控制,其中素混凝土樁建議應用超緩凝混凝土,且初凝時間超過60h,終凝時間不能超過72h,3d強度小于3MPa,5d強度不大于10MPa,28d強度則要滿足設計規范[6]。第1序樁施工進行到48h,便可以開始第2序樁的施工作業。開挖基坑過程中,時刻關注是否有滲漏問題,保證圍護結構質量及止水帷幕的施工效果。咬合質量控制除了要關注咬合時間間隔這一項因素之外,還須對套筒垂直度、鋼筋籠吊放及水下混凝土澆筑施工等加以重視。基坑轉角處設置鋼筋混凝土樁,保證素裝外套筒旋轉期間可以對稱咬合。(2)樁體鉆孔這一施工環節確定導墻的強度符合規定,便可將鉆機轉移到導墻的邊緣處,以免在后續施工期間出現導墻破損問題。當鉆機定位后,外套筒通過鉆進過程接管或者一次焊接這兩種方式,一次裝入驅動鉆頭內保部,接管過程要保證外套管鉆進到與地面相離一定高度。分離外套筒之后,現場可以操作卷揚機,將套筒接長節段吊起對接,轉入地下套筒,隨后便可實施焊接。外套管鉆進期間若有堅硬巖石或者是粘度層存在,致使外套筒扭距提升而增加鉆勁難度,在不拔出外套筒的情況下,建議鉆機更換旋挖鉆頭、短螺旋鉆頭。也可以直接采取雙動力頭鉆機。但在選擇時要注意,雙動力頭鉆機更適用于因粘土引發的鉆進問題。當鉆進到設計深度便要注意觀察鉆桿垂直度,在調整垂直度時需要實時監控。一旦發現輕微偏斜,便要利用鉆機上方的儀表及時調整。(3)基坑支護施工過程的監測,通常會選擇坡頂水平位移監測、附近地表監測、坡頂沉降監測等方法。在施工現場設置監測點,例如,基坑各個邊的兩端位置與中間分別設置沉降監測點與位移監測點,深層土體位移監測,可在基坑的4邊中間部位與短邊端部設置監測點,對于每層支撐監測點的設置,可在各層斜撐與基坑中間部位對撐端頭設置監測點,地表監測點建議在基坑各邊的中間位置設置,對于剖面的監測,需要和坑邊保持垂直。各個監測剖面所有監測點數量不能少于5個,與基坑邊之間的距離也要精準計算后確定。通過監測總結所有監測點數據是否處在警戒值范圍內,由此也可以認識到通過雙動力頭長孔咬合樁這一深基坑支護技術,有利于加強基坑支護穩定性及施工的安全性。(4)如果外套管旋轉上升期間混凝土面突然下沉且下沉的深度超過2.5m,此時施工人員須及時總結原因??赡芘c套管孔壁間隙有直接關系,或者螺旋鉆頭在鉆進期間有塌孔現象產生,當套管上升便會產生空洞。若外套管旋轉上升期間遇到流砂層,此時拔管產生擴孔現象均會導致混凝土面下沉。施工人員可再次插入導管,并且將下沉的混凝土補足,雙動力頭鉆機在鉆進至流砂層之后,套管鉆進對比螺旋鉆頭的鉆進需更為前突,以免出現螺旋鉆頭前突鉆孔坍塌這一現象[7]。與此同時,雙動力頭咬合樁進行施工,期間外套筒接縫位置有裂縫出現,可能是焊接質量影響,或外動力頭驅動套管進行旋轉與鉆進,增加了和地層中砂摩擦力,從而因套管接縫處磨損導致裂縫。建議提升接頭焊縫施工質量,并且定期對其進行檢查,一旦發現嚴重磨損,須馬上補焊。套管的兩端位置應該定期更換,使套管接縫部位磨損周期延長。
4結束語
雙動力頭成孔咬合樁在深基坑支護中運用,是現階段建筑領域基坑支護的常見方法,有利于提高基坑支護施工質量。為發揮出雙動力頭成孔咬合樁的作用,施工人員在開始支護前要結合現場實際情況,制訂雙動力頭成孔咬合樁方案,對比其他基坑支護技術,擋土、止水效果更加理想,為今后建筑工程基坑支護施工提供技術參考,提高深基坑支護技術水平。
參考文獻
[1]張軍新,黎鴻,宋志堅,等.成都地區常見深基坑支護措施及其運用的探討[J].四川建筑科學研究,2020,46(S1):90–96.
[2]王琦芳.建筑工程深基坑支護的施工技術探析[J].科技創新與應用,2020(34):151–152.
[3]卓宗琪,蔡磊,彭川海.混合配筋預制工字樁在高靈敏度軟土深基坑設計中的應用與分析[J].工程勘察,2020,48(11):24–29.
[4]王金龍,朱利民,謝毅洋,等.鉆孔樁咬合攪拌樁支護在超深基坑中的應用[J].建筑科學,2020,36(S1):174–179.
[5]王恒.試論復雜地質深基坑咬合支護體系新型施工工藝[J].建材與裝飾,2019(36):3–4.
[6]呂成煒.全套管鉆孔咬合樁在深基坑支護的應用探討[J].安徽建筑,2019,26(12):141–142.
[7]黃峻峰,趙愛濤.鉆孔咬合樁施工技術在水中承臺基坑圍護結構中的應用[J].珠江水運,2019(10):101–102.
作者:胡瑛 施繼余 單位:昆明冶金高等專科學校
- 上一篇:軟土地區某深基坑支護設計研究
- 下一篇:土建工程深基坑支護施工要點