时间:2022-05-30 21:39:11
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一、工程施工总体概述
某建筑工程主楼层高21层,局部22层,裙楼3层,建筑总面积约有2.7万平方米,建筑最大高度为89.6米,基础采用了桩筏基础,总体结构为框架剪力墙结构体系。
1.桩基设计
桩基工程采用了钻孔灌注桩为基础。主楼设计钻孔灌注桩径为Ф800,总桩数为128根,桩长为50米;裙房和抗浮桩采用Ф600,总桩数为80根,桩长20米。钢筋笼按设计规范要求制作,制作和安放过程均应符合《钢筋焊接及验收规程》,桩基混凝土工程合计约3800立方米。
2.基坑支护设计
该工程基坑支护采用了土钉墙+深搅止水桩+预应力锚杆+锚喷锚杆+旋喷桩+梁式冠梁复合支护体系。工程中有一层地下室,且建筑结构周边为沉降敏感区,对基坑的位移和变形要求较高,因此应做好基坑支护的施工工作。
二、桩基的选择与应用
针对不同的建筑工程的情况,可以考虑不同的桩基础方案:
1.当建筑中地基上部偏软弱,下部深处埋藏着坚实地层,适用桩基。如果软弱土层很厚,桩端部分不能达到良好地层是,应考虑桩基的沉降;如果较好土层将载荷传递到下卧软弱土层,应考虑桩基沉降的增加。
2.地基部分不能有不均匀沉降或者过大沉降的高层建筑或其他重要建筑物。如重型工业厂房、仓库和粮仓等;对烟囱、输电塔等高结构建筑物,应该采用桩基防止倾斜,并使其可以承受较大的水平力和上拔力;对于地基软弱或者一些特殊性土壤上搭建的永久性建筑,应采用桩基作为地震区结构抗震措施;对大型或者精密的设备基础,应控制基础沉降和沉降的速率,减少基础振动对结构的影响。
总之,建筑工程中桩基的设计应当考虑到地基变形和承载力的基本要求,并对地基仔细勘探,慎重选择施工方案,精心设计与施工,是桩基技术在工程建设中所必须遵循的准则。
三、桩基础常见施工技术
在工程的施工中,钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩是最为常用的施工技术,需根据工程实际情况,进行适宜的选择。
1.钻孔灌注桩施工技术
钻孔灌注桩是指采用不同的钻孔方法,在土中形成一定直径的井孔,当达到设计标高以后,再将钢筋骨架或钢筋笼吊入井孔中,灌注混凝土形成的桩基础。钻孔灌注桩的特点是施工噪声和震动相对较小;能够制造比预制桩直径大很多的桩;适用于建筑工程中各种地基的施工等等。
(1)埋设护筒
护筒的埋设是为了起到定位导向、保护孔口、维护泥浆面和防止塌方的作用。在护筒埋设时应稳定、准确,并控制护筒中心与桩位中心的偏差小于50毫米。护筒通常是采用4~8毫米的钢板制作,其内径需大于钻头直径100毫米,在上部适宜开设1~2各溢浆孔洞。护筒埋设的深度要求,一般在粘性土中不得小于1米,在砂土中不能少于1.5米,在高度上还应满足孔内泥浆面高度的要求。
(2)冲击成孔
在冲击前,护筒内需加入足够的水和粘土,然后边冲击边加粘土造浆,以保证粘土造浆护壁的可能性。为防止在冲击成孔时,出现桩位偏移和斜孔,应采取以下措施:冲击钻应对准护筒的中心,控制偏差在±20毫米以内,然后开始小冲程密击,锤高度在0.4~0.6米,并及时添加粘土泥浆护壁,使孔壁能够密实挤压;当孔深达到护壁下方3~4米后,可加快速度与冲程;在造孔时还需将孔内的残渣及时排出孔外,以避免残渣太多,出现埋桩的现象。
(3)吊装钢筋笼
在钢筋笼的起吊和安装的过程中,为避免变形的出现,需设置支撑物。在安放入孔时应保持垂直状态,对准桩孔缓慢放入,并避免与孔壁出现碰撞。在下笼时如果遇到阻碍应停止,等原因查明处理后方能继续进行,并严禁强行下放和高起猛落。当钢筋笼全部入孔以后,检查其居中位置,同时采用钢丝绳和插杆进行固定,以防钢筋笼出现上浮或下沉。当混凝土灌注结束以后,才能对钢丝绳和插杆进行拆除。
2.人工挖孔灌注桩施工技术
人工挖孔孔灌注桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺。采用人工挖孔灌注桩做基础,具有施工操作方便,设备简单,占用施工场地小,施工质量可靠和造价低等优点,因此在工程建设中得到了广泛应用。就单根桩而言,人工挖孔的效率和速度不如钻孔,但人工挖孔可以在几个甚至十几个工作面同时开展作业,从而加快了施工进度。
(1)开孔
开挖时,应由上往下分层进行,每一层土方开挖区的厚度约为1米,形状呈上小下大的圆台体形状,在上底和下底的口径应分别大于设计桩径20厘米和40厘米。在开挖时,侧壁应做到光滑平整,并保持底面的水平。
(2)钢筋笼施工
直径在1.4米以内的挖孔钻,钢筋笼的制作与钻孔灌注桩的方式大致相同。对于长度和直径较大的钢筋笼,通常在主筋内侧加设一道加强箍,并在箍内设置加强支撑,与主筋焊接牢固形成骨架。为方便吊运,钢筋笼普遍采用分节制作,主筋接头使用对焊,主筋和箍筋的间隔则使用点焊固定。
(3)灌注桩身混凝土
2 施工准备
2.1 工程条件
项目所在地位于山东中部腹地,为暖温带亚湿润季风气候,四季分明,冬季干燥严寒,多冰雹、暴风雨、雷击等灾害天气,适值钻孔桩施工时间段处于冬季,环境恶劣,条件艰苦。
2.2 钻机的选型
鉴于黄河漫滩南、北两岸地质演变中地层发育的程度不同,导致南、北两岸地层有较大差距,北岸在设计桩长范围内多为沙土与粘土,自身造浆条件优越,对钻杆纽矩性能无特殊要求,适合于正循环成孔工艺;南岸则在上77m范围内多为沙土与粘土,但含有较多硬度大的姜石、铁锰质结块、角砾石及亚粘土等,下33m范围内为强风化辉长岩,质密,硬度大,且发育程度不一,分布不均匀,对钻机钻杆的纽矩、钻头合金齿的强度、机长的操作经验等要求高。因此选用机械性能较高的KP220型钻机加以反循环工艺成孔,由于2#墩区域东南角至西北角强风化岩强度逐渐减弱,渣样由块状风化岩变为颗粒状风化岩,因此在东南角选用钻杆标准节长度为3m的钻杆以达到最大纽矩值,而西北角则选用4m长标准钻杆。
3 钻孔桩成孔成桩施工
3.1 钻孔灌注桩钻进成孔施工
3.1.1 钻机定位
护筒沉放后,测量根据护筒的偏位在护筒上口放样出桩心的四角对称点,然后用细线拉出十字交叉线,找出中点,使钻机钻盘的中心对准护筒偏位中心,在垂直方向对齐,最后加以水平尺调整钻盘顶面的平整度,就技术指标而言,护筒的偏位控制在2cm以内;由于钻机时刻处于动态中,因此对钻机的平整度的观测显得相当重要,保证孔的倾斜度小于1/150。
3.1.2 造浆
由于2#墩地处水塘中,施工范围有限,安置钻机以后,钻机附带的设备较多,如泥浆箱,空压机等,加以反循环施工,因此现有的泥浆箱尺寸大小无法满足正常施工外的泥浆补救,所以因势而利,将有限的池塘化作泥浆储备器,在排浆、排渣的同时也在利用浆液以及粘土进行重新利用造浆,为应对紧急情况而需要大量的优质浆液时,也要求钻机储备了大量的膨闰土、纤维素、纯碱等外加试剂随时快速人工造浆。由于2#墩成孔施工采用的是反循环施工工艺,在不断的钻进和排渣的过程中,泥浆各项指标也在不断的下降,为保证泥浆能对孔壁起到很好的护壁作用,在钻进过程中对泥浆指标进行了即时监控,比重≥1.1,粘度≥20s,含沙率≤3%;在二次清孔过程中,为了使沉渣顺利排除,以保证砼浇筑的顺利进行,泥浆指标要控制在:比重介于1.03--1.1,粘度介于18s―20s,含沙率≤1%。
3.1.3 钻进
钻机进场后,根据钻机作业队按成孔要求提供的设备清单一样一样检查设备的完整性及合理性。
2#墩桩基为22根Ф2.0m群桩。钻机配备的钻头为三翼单环刮刀钻,单环外径Ф1.96m,前端锥底安装合金齿,齿断面最大外径Ф2.0m。
3.1.4 钻杆
在钻进过程中,因不同地层的钻进速度不一,钻机的稳定性也不一,所以每日都用水平尺检验钻机的平整度几遍,防止出现斜孔;护筒的埋入深度有限,外加地层的地质条件较差,为防止护筒出现徐徐沉降造成护筒底口有坍孔的隐患,将各钻进中护筒的顶面串联起来,相互作为基准面,每日测得相对高度,以观测。在钻杆上用电焊条嗤之编号,并给钻进配备正规的钻孔记录表,每下一节钻杆记录一次,将事先量好的每节钻杆、钻头的长度记录之,将基准面以下钻杆以及钻头的总长减去基准面的标高即可得出此刻孔底高程,以便控制成孔底标高。
3.2 钻孔灌注桩钻进成孔过程中注意事项及孔内事故的预防与处理
3.2.1 注意事项
钻孔过程中应注意的一系列事宜:
(1)检查每节钻杆及钻头的完整性,并做记号记录其长度;
(2)有计划的复测钻机钻盘顶的平整度及标高,防止斜孔等发生;
(3)定期复测护筒的顶面标高,防止护筒沉降;
(4)前期每隔两小时检测泥浆的各项指标,防止指标过低坍孔、过高糊钻;
(5)必须保留原始的渣样,并与相应的取样深度对齐,且与设计提供的地质勘察图做对比,如遇不同及时知会设计调整施工作业;
(6)一次清孔以清除孔底大块状沉渣为目的,清孔中要不断的空转钻头,将泥块彻底清除,但泥浆指标不能过低;
(7)导管的长度要满足管底高于孔底40cm左右,不宜过高或过低,导管的对接套丝要拧紧,防止导管受力过大而坠落;
(8)终孔后认真验算孔底标高是否达到设计要求,并及时调整泥浆指标;
(9)钢筋笼沉放过程中,不断的往返转动钢筋笼缓慢下沉,防止刮下大量孔壁泥皮、造成坍孔隐患;
(10)提钻后要保持孔内的水头高度,及时补充新鲜的浆液;
3.2.2 孔内事故的预防与处理
钻进前不仅要求钻杆、钻头的完整性良好符合该地层的钻进要求,而且还要配备钻具坠落时相应的应急设备如回旋钩、倒钩等。下面就各个问题论述一下处理过程。
(1)斜孔
钻机在钻进过程中如钻盘顶面平整度得不到控制容易造成斜孔;遇到强度较大的姜石层或进入强风化层后,钻头和孔底地层的磨阻力增大,造成钻机稳定性极差,也容易出现斜孔;防止斜孔的出现,开钻前要按程序请测量组验收钻机,开钻后每日必须勤检测钻盘顶的平整度,并做下相关记录以便日后查证,遇到硬度较大的地层应寻求平稳进尺,往返钻进,及时排渣的钻进方法,循序渐进,不可莽干。
(2)掉钻及孔内遗落铁件
钻机的钻杆与钻杆以及钻杆与钻头之间都是采用螺轩连接,螺轩如没有扭紧则在强大的纽矩以及自重的作用下容易出现脱钻,从而导致钻杆或钻头坠落孔底。在钻进深度不断增加的情况下,钻杆要承受着越来越大的纽矩,而钻杆自身的抗纽力有一定的限度,如不正确操作或者操之过急则极易造成钻杆脆断,已有事例验证过。在下钻前必须严格检查钻杆、螺轩、法兰盘的完整性,如有破损必须及时调换以防万一,在钻进过程中要严密观测钻杆的力矩值,配备一套性能良好的压力表;万一出现钻杆纽断或钻头坠孔的事故,则采取上述措施进行打捞,而大块铁件的坠落则必须用大吸铁石进行深孔吸附,在粘土层中小块铁件可以考虑下钻将其挤入孔壁粘土中。
(3)扩孔
通常钻头的大小与设计孔径的大小一致,在理论上钻机垂直平稳的钻进是不易造成扩孔的,但实际中钻机的定位盘经多次使用容易松动从而造成钻杆的左右摆动形成扩孔。钻进过程中泥浆指标过低对孔壁的保护作用减小,特别是遇到砂层和块石层也易造成扩孔。扩孔的形成增大了泥浆护壁的被动力、不利于孔壁的稳定。遇到扩孔的情况,则必须立即调整泥浆指标并提高孔内的水头高度,及时增强护壁效果,防止孔壁的进一步扩大而导致坍孔。
(4)缩孔
护筒四周堆放大量的钻杆、泥浆管道、钻头等静荷载外加钻机自身的重量少则20t多则28t,致使地表承受压力过大,随着钻进深度的不断增加,孔内壁的反心向作用力总体上逐渐增大,迫使孔内径缓慢缩小。泥浆浓度的指标不够大,指使护壁效果不明显,孔壁自身的握裹力减小,在上部及反心向土壤的静荷载作用下逐渐向孔内缩小,导致缩孔;护筒周围均为软质土壤,单位面积承载力有限,钻机就位时必须在底部铺设钢板,使之受力均匀,且不得有多余的荷载,钻杆及钻头应放置在远处随用随调,及时控制泥浆的各项指标,形成良好的护壁效果;缩孔后,应及时调整泥浆的浓度等指标,先形成良好的护壁,然后用钻头至上而下进行扫孔,达到原有的设计孔径。
(5)糊钻
在钻孔过程中,特别是正循环成孔作业时,它的成孔工艺就是利用孔内土质的良好性能进行自身造浆,利用浆液的浮力将钻头搅碎的小颗粒上浮起来排出孔外,待排出的浆液内小颗粒沉淀后在浆上面的浆液重新抽入孔内,如此循环直至成孔,但是如果孔底粘土质较好、粘性较高,孔内泥浆浓度过大时,钻头扫下的土质就会糊住钻头,造成糊钻;预防糊钻的最有效措施就是根据地址勘测图及时观测土层的变化,控制孔内泥浆的浓度,使其不至于过高,必要时向孔内补入清水,降低浆液浓度。一旦糊钻后可以充分利用钻机操作者的经验来回上下提动钻头、空钻,利用离心力分散钻头上附带的土质,最后只得提钻清除土质再下钻。
4 结束语
黄河漫滩处的桩基施工地质条件复杂,本工程的桩基施工极大的丰富了技术工作者的桩基施工经验,总结出一套应对复杂桩基施工的施工方法,有力的指导了后继各类工程条件下的桩基施工。
参考文献
一、本年度的工作和成绩
针对我们近年长期合作的战略伙伴——五星电器,比较以往的合
作伙伴——苏果超市以及苏宁电器,从各家的企业文化及其装饰工程的发包价格,结合现今形势下的工人队伍,各个施工单位的经营手段,以及材料市场的不断变化。在裘总的正确引导下,我们从全方位进行了分析、对比,最终得出的结论是:五星电器的企业文化较为合适,卖场装修的工期相对充裕,工程回款也较为及时。因此,我们要充分利用国有品牌的良好信誉,依靠我们赖以生存的设计力量,把握好施工现场的每一个环节,用我们的真诚服务去感动他们,用装饰中的真材实料让建设方信服。
由于我们提高了认识,统一了思想,即使在实际工作中遇到各种各样的困难,也能知难而上,义无反顾地投入其中。新年伊始,赶在春节前夕,我们前往镇江中山桥卖场,进行了空调外机铝合金防雨百叶的装修工程。尽管工程利润微乎其微,但为了维系关系,我们不惜代价全力完成。
春暖花开的时节,三月底我们同时接到五星电器工程部的通知,一举完成了扬州文昌路卖场、南京水西门卖场以及宁波慈溪卖场的装修改造工程,为全年经济指标的顺利完成打下了坚实的基础。
首先进行的是南京水西门卖场的改造工程。考虑到三地同时开工,公司调兵遣将,在人员搭配上全力支持,委派撒世华同志协助李甪同志完成此项任务。李甪同志虽是第一次单独承担五星卖场的工程装修,但她凭着强烈的工作责任心和女同志特有的细心,在裘总的指挥下,紧密和甲方配合,现场组织和选购材料两不误,较为圆满地完成了为期10天的施工任务,保证了卖场的顺利开业。
几乎同步进行的扬州文昌路卖场的改造工程,相比较是此三项工程中较大的项目,由本人担任项目经理,公司调刘斌同志配合工作。经过近20天的艰苦奋战,在人员配备不甚齐全(因“清明节”施工人员紧张),甲方要求颇高的不利因素下,克服重重困难,顶着巨大的压力,裘总也为此先后跑了三趟,最终于四月十七号将工程交付使用,卖场如期开业。
第三个工程地点较远,在宁波慈溪,由种诚同志担任现场负责,公司增派赵明同志协助其工作。在甲方的发包价迟迟不确定的情况下,种诚同志独当一面,根据以往的经验和实践,扬长避短,积极配合甲方,如期地完成了卖场的改造工程。在整个装修过程中,做到及时汇报、主动沟通和请示问题,在10天内完成了任务,展现了年轻人的朝气和灵活性,取得了一定的成绩。
2事故桩种类及产生原因
1)短桩。天元西路站基坑西侧靠近围护结构存在一条原有污水管道,埋深约2.5m。沿基坑纵向影响部分围护桩混凝土无法浇筑至设计标高。污水管道影响桩号:90号,113号,115号,117号,118号,119号,120号,121号,122号,135号。2)桩侵限。天元西路站围护桩侵限主要存在于基坑东侧。a.因基坑东侧围护桩施工过程中,原始路面为软土层,钻机就位过程中易出现倾斜,导致实际钻孔过程中,钻杆垂直度达不到设计要求。b.因施工过程中,开钻没有定好位,出现偏差,从而导致出现桩侵限。3)塌孔。此类事故桩产生原因:a.因为地质情况,土层中存在一层残积土层(k1g-0),残积土层含砂量较高,且透水性较好,遇水容易出现塌孔现象。b.由于成孔时间到混凝土浇筑完毕后相隔时间太久,出现塌孔现象。c.由于管线土方开挖,在此处钻孔桩混凝土浇筑过程中,出现上层土方塌孔现象。4)窜孔。天元西路站263号与260号两根围护桩由于实际地质情况,残积土层含砂量较高,含水量较丰富,在260号桩成孔后,混凝土还未浇筑完毕,泥浆液面较高,而263号桩成孔过程中采用干做法,两根桩之间残积土层在水的作用下产生较大压力差,最终形成窜孔。
3事故桩处理措施
3.1短桩处理措施天元西路站围护结构钻孔灌注桩施工过程中出现短桩的有:90号,113号,115号,117号,118号,119号,120号,121号,122号,135号。此处地面以下2.5m存在一根污水管道,受污水管道的影响,在施工这些桩的期间,其混凝土无法浇筑到设计要求的标高。这10根受污水管道影响的围护桩,在施工冠梁及此处混凝土支撑之前进行接桩处理。接桩处理质量控制要求:1)采用挖机挖除两侧土方,桩体两侧土方开挖按照1∶3进行放坡。2)土方开挖过程中应保护好原始钢筋笼主筋。3)开挖到混凝土浇筑面后,应采用人工进行混凝土面破除,露出新鲜混凝土面。4)再对桩体钢筋进行调直,按照设计要求施工箍筋。5)下护筒,确保原始桩位置于护筒中心位置。6)周围土体回填,土体回填应密实,防止混凝土浇筑过程中侧向移动。7)待混凝土浇筑完毕后,护筒应旋转、垂直、缓慢拔出。3.2桩侵限处理措施围护结构施工过程中,根据以往施工经验,围护结构整体进行外扩15cm。避免围护桩施工过程中出现桩侵限,而无法满足车站主体结构设计尺寸。在施工104号桩及101号桩时,开钻至3m位置,钻杆出现倾斜情况,经现场取出的土质及孔内土质观测情况观察,倾斜的主要原因在于地质问题,孔内一边土质松软,一边坚硬,导致出现钻杆倾斜。针对104号桩及101号桩所出现的问题,立即停止对这两根桩继续施工。采取孔内C20混凝土回填的措施,确保孔内两边土质情况一样,以便满足桩体施工质量的要求。在钻进过程中所出现的桩体倾斜造成的侵限情况,此类事故桩,在确保基坑开挖安全的前提下,对桩体侵限部分进行凿除,确保满足主体结构的设计尺寸。侵限桩桩体凿除施工安全质量控制措施:1)采用风镐破除侵限桩体部分,严禁采用凿岩机进行破除施工。2)应根据测量班的测量线进行破除,严禁超破。3)对于破除后桩体主筋需要割除的,应及时上报监理部,严禁私自割除。4)所有侵限桩处理施工应在最短时间内完成,从而避免基坑开挖暴露时间长造成安全隐患。3.3塌孔所造成的事故桩处理措施3.3.1残积土层塌孔事故桩处理对于施工过程中出现塌孔的桩体,首先确保混凝土浇筑至设计桩顶位置。此类桩体土层塌孔情况,可以分为基底以上部分塌孔和基底以下部分塌孔两种情况。基底以下出现塌孔的桩体,因为不影响主体结构的整体施工,故不用采取措施进行处理。对于基底以上出现塌孔的桩体,一般都会在塌孔的位置形成混凝土块,俗称“大肚子桩”。对于这些问题桩,必须采取混凝土块的凿除,以便满足主体结构的设计要求。3.3.2桩体上部塌孔事故桩处理由于7号桩位置存在一根高压线顶管,埋深6m,在具置不确定的情况下,只有通过开挖此段土方,找出高压线顶管的具置,以便施工此处的围护桩。在土方开挖确定高压线只影响7号桩后,项目部采取回填处理,对8号桩进行施工,由于此处属于干孔作业,但孔内仍然有2m的水深。混凝土浇筑过程中,随着混凝土浇筑的进行,2m深水被翻上来,遇到之前回填的土方后,上部出现塌孔现象,导致混凝土浇筑无法继续施工。对于8号桩的处理措施,待桩混凝土终凝后采取开挖至混凝土面,凿除松散混凝土,埋设钢套筒,回填土方,在钢套筒内浇筑混凝土,待混凝土初凝后缓慢将钢套筒拔出,确保桩身满足设计要求。3.4窜孔桩处理措施在263号桩成孔安放钢筋笼后钻进260号桩,260号桩在施工至18m位置时,发现260号桩中的泥浆流入263号桩孔内,此时已经不能确定其具体窜孔位置。根据实际施工进度及施工质量的要求,决定263号桩继续钻进,成孔后与260号桩一起进行浇筑。这两根桩的浇筑要求是:同时浇筑,保证两根桩的混凝土液面时刻都处于同一液面位置。这样就保证混凝土浇筑过程中不会出现断桩情况。由于桩间需要继续施工旋喷桩,但不确定其窜孔具置的情况下,在这两根桩外侧30cm处施工一排相互咬合的旋喷桩,形成一道止水帷幕。