沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應(yīng)用

沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應(yīng)用沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P634文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、前言

本工程用地為開山碎石土填海地質(zhì)，地質(zhì)條件復(fù)雜，與海水連通，滲透性好，因此樁基施工難度較大。工程部通過華潤(rùn)中心-威海灣九里一期樁基施工總結(jié)出一套較為適用的施工計(jì)劃及管控方法，為本工程后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)及類似地質(zhì)條件的項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

2、施工計(jì)劃

2.1項(xiàng)目概況及現(xiàn)場(chǎng)條件

2.1.1項(xiàng)目概況

根底采用沖擊鉆孔灌注樁根底，樁徑800-1400mm，單樁承載力5278―6514KN，總樁數(shù)約1224支，施工總工期55天，施工任務(wù)極重。

2.1.2現(xiàn)場(chǎng)條件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，場(chǎng)內(nèi)三通一平施工條件如下：

三通：

1、施工用水接入點(diǎn)位于工地西側(cè)如家酒店北，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)約800米。

2、電源工程部已在施工場(chǎng)地西南側(cè)安裝兩臺(tái)630KVA變壓器，租用抱海400KVA。施工電量存在缺口，殘余用電量由施工單位自行解決，施工單位聯(lián)系租用凈雅酒店兩臺(tái)800KVA變壓器，另行租用2臺(tái)630KVA變壓器。

3、進(jìn)入場(chǎng)地道路滿足施工條件。

一平：場(chǎng)地大部存在前期建港筑壩遺留的臨建建筑垃圾，需現(xiàn)場(chǎng)平整。

2.1.3施工進(jìn)度方案表

序號(hào)

施工工程

時(shí)間進(jìn)度

相應(yīng)材料、機(jī)械設(shè)備供應(yīng)

1

施工準(zhǔn)備

3天

沖擊鉆機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、吊車及其他配套設(shè)備進(jìn)場(chǎng)；材料進(jìn)場(chǎng)。

2

定位放線

全站儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、鋼尺等。

3

設(shè)備安裝

沖擊鉆機(jī)安裝及試運(yùn)行。

4

鋼筋籠加工

45天

鋼筋籠加工，日加工不少于30個(gè)

5

項(xiàng)目樁施工

50天

項(xiàng)目樁施工，日成樁不少于25根

6

竣工清理

1天

設(shè)備撤離現(xiàn)場(chǎng)

2.1.4施工現(xiàn)場(chǎng)主要數(shù)據(jù)

總量

每天

表明

樁數(shù)〔支〕

1052

25

按照50天工期，每天需成樁25支

砼量〔m3〕

26000

676

開鉆第3天需砼量約為2028m3(3倍的每天成樁量〕，以后每天需砼量逐漸平穩(wěn)為676m3

廢棄泥漿量〔m3〕

52000

1014

開鉆第3天廢棄泥漿3042m3(3倍的每天成樁量〕每天廢棄漿量1040m3

黃泥用量〔m3〕

20000

400

平均每天用量為400m3

電容量〔KVA〕

4500

鋼筋籠加工〔個(gè)〕

1237

25

每個(gè)籠子需2-3節(jié)，每天需要70節(jié)

道路

現(xiàn)場(chǎng)具有兩條道路，并用建筑垃圾壓實(shí)，門口50m范圍設(shè)置洗車池，并鋪設(shè)石子壓實(shí)

2.2人員組織

工程部由工程總經(jīng)理?yè)?dān)任總協(xié)調(diào)，下設(shè)技術(shù)、質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員，現(xiàn)場(chǎng)分6個(gè)施工區(qū)，采取分區(qū)管理方式，監(jiān)理、施工單位管理人員按區(qū)塊分配，分別對(duì)區(qū)塊內(nèi)的進(jìn)度、質(zhì)量、平安負(fù)責(zé)。

2.2.2對(duì)施工單位的要求

公司主要管理人員到工地辦公，提高工作效率及突發(fā)事件的處理能力；現(xiàn)場(chǎng)分6個(gè)施工區(qū)，每個(gè)施工區(qū)設(shè)置2名施工員，2名排漿人員，1名電工，1名平安員；樁機(jī)施工人員為固定獨(dú)自人員，每臺(tái)樁機(jī)6人，所有機(jī)械司機(jī)設(shè)2人，兩班倒；針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)安頓專人，如交通指揮，砼調(diào)度，設(shè)備調(diào)度；砼調(diào)度每2個(gè)區(qū)設(shè)1名專職砼調(diào)度，獨(dú)自針對(duì)一家攪拌站進(jìn)行調(diào)度。

2.3材料準(zhǔn)備

2.3.1混凝土

砼總用量約26000m3工期50天，每天用量約670方。為避免一家混凝土攪拌站供給出現(xiàn)供給量缺乏、設(shè)備損壞等原因，現(xiàn)場(chǎng)選用3家混凝土供給商分別是蘭德、望島、鳳林。

2.3.2鋼材

鋼材選用山東四大鋼廠〔濟(jì)南、青島、萊鋼、日照〕。

2.3.3造漿黃土

預(yù)計(jì)總用量為：20000m3。工地現(xiàn)有存量約4700m3，可供施工12天用。奠基儀式后3月2日-3月8日可進(jìn)場(chǎng)12000m3，殘余缺乏量準(zhǔn)備高價(jià)在望島村及橋頭磚廠購(gòu)置。

2.4施工設(shè)備

樁機(jī)根據(jù)項(xiàng)目量及施工工期本項(xiàng)目方案投入87臺(tái)烏卡斯鉆機(jī)，20臺(tái)單繩鉆機(jī)。

吊車主要用于設(shè)備移位及下放鋼筋籠，方案投入6臺(tái)，每個(gè)施工區(qū)域1臺(tái)。

裝載機(jī)方案投入4臺(tái)，每2個(gè)施工區(qū)域1臺(tái)，殘余一臺(tái)用于漏漿嚴(yán)重區(qū)域臨時(shí)調(diào)配。

挖掘機(jī)用于臨時(shí)泥漿坑開挖，方案投入3臺(tái)每2個(gè)施工區(qū)域1臺(tái)。

3P泥漿泵方案投入10臺(tái)，泥漿車運(yùn)輸車10臺(tái)，臨時(shí)泥漿周轉(zhuǎn)池內(nèi)用6臺(tái)，2臺(tái)用于泥漿裝車，2臺(tái)備用。

鋼筋加工設(shè)備按照3個(gè)鋼筋加工組配備〔每個(gè)加工組需配備6臺(tái)電焊機(jī)，1臺(tái)彎曲機(jī)，1臺(tái)截?cái)鄼C(jī)〕。

鋼筋運(yùn)輸采用拖拉機(jī)拖運(yùn)，每2個(gè)施工區(qū)域1臺(tái)。

2.5車流量及施工道路

車流量

進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的車流量主要為砼運(yùn)輸車輛及運(yùn)送廢棄泥漿的車輛。砼運(yùn)輸車輛每天按700m3計(jì)算約70車次，廢棄泥漿運(yùn)輸車輛每天約110車次〔根據(jù)實(shí)地測(cè)試距泥漿拋棄地點(diǎn)往返路程需40分鐘，每臺(tái)車按24小時(shí)運(yùn)送12車次計(jì)算〕，每天進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的車輛約為180車次。

施工道路

根據(jù)車流量施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置3條〔2條11m寬的雙行道和1條5m寬的單行道〕臨時(shí)施工道路并形成環(huán)行。

場(chǎng)地內(nèi)施工道路采用砼塊等建筑垃圾回填壓實(shí)，要求高于地面不小于50cm。

進(jìn)入工地50米內(nèi)施工道路采用1-2cm石子回填壓實(shí)，并設(shè)置洗車池，安頓專人沖洗進(jìn)出車輛。

附?施工道路平面布置圖》

2.6樁基施工區(qū)域劃分

現(xiàn)場(chǎng)劃分為6個(gè)施工區(qū)，每個(gè)施工區(qū)域內(nèi)包含臨時(shí)施工道路、臨海面，主樓等，將施工難點(diǎn)分解到每個(gè)施工區(qū)?？傮w上采取臨時(shí)施工道路下、臨近大海一側(cè)及主樓樁基優(yōu)先施工、內(nèi)部車庫(kù)樁基后施工的順序，樁間距小于4D時(shí)采取隔孔施工的辦法。

因主樓施工在關(guān)鍵線路上，確保主樓滿負(fù)荷施工是本項(xiàng)目的重點(diǎn)，主樓樁機(jī)排布按最大限度進(jìn)行，樁機(jī)數(shù)量以滿足主樓施工為主，樁機(jī)排布不僅能夠排開，要保證有混凝土罐車進(jìn)出的通道，樁施工間距大于4D。先進(jìn)行沙盤排演練再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排布，在施工中遇到特殊情況及時(shí)調(diào)整。

2.7質(zhì)量控制措施

2.7.1鉆孔灌注樁各工序質(zhì)量控制辦法

場(chǎng)地平整：場(chǎng)地的耐力滿足設(shè)備行走施工條件，場(chǎng)地標(biāo)高高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.6m以上，使用水準(zhǔn)儀測(cè)量控制。

孔位放樣：軸線偏差小于1cm，樁位偏差小于2cm，并在場(chǎng)區(qū)內(nèi)沿軸線方向設(shè)置控制網(wǎng)，使用全站儀和鋼尺測(cè)量控制。

護(hù)筒埋設(shè)：埋設(shè)深度大于60cm，埋設(shè)要牢固，護(hù)筒頂高于地面20cm，護(hù)筒壁距離樁位相同，使用鋼尺測(cè)量控制。

鉆機(jī)就位：鉆機(jī)應(yīng)牢穩(wěn)，錘頭起落鋼絲繩正對(duì)孔位偏差不得大于1cm，使用鋼尺測(cè)量控制。

孔位檢查：軸線偏差小于1cm，樁位偏差小于2cm使用全站儀和鋼尺測(cè)量控制。

鉆孔：須到達(dá)勘察報(bào)告入持力層深度，入巖后每鉆進(jìn)20cm沖撈出的巖粉持續(xù)1.0米與前期勘察時(shí)巖樣相符，有效樁長(zhǎng)使用標(biāo)尺繩和鋼尺控制測(cè)量。

成孔檢查：成孔時(shí)孔位中心偏差不得大于10cm，使用鋼尺測(cè)量控制。

清孔：孔底沉渣去除干凈，泥漿含砂量小于4％，使用檢測(cè)儀器或撈砂斗測(cè)量控制。

清孔檢查：測(cè)錘入孔底時(shí)無粘稠感，與孔底巖石撞擊感覺明顯，使用測(cè)錘控制，檢查人員要熟練準(zhǔn)確。

下鋼筋籠：控制鋼筋籠的樁頂標(biāo)高，高出設(shè)計(jì)籠頂標(biāo)高10cm，使用鋼尺測(cè)量控制。

導(dǎo)管安裝：導(dǎo)管下入必須居中，導(dǎo)管底口與孔底的距離為0.3～0.5m，導(dǎo)管接頭處采用法蘭連接，接口使用膠圈密封，使用鋼尺測(cè)量控制。

測(cè)量沉渣：沉渣厚度不應(yīng)大于50《，測(cè)量大于50mm時(shí)，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行清孔，直至小于50mm，使用鋼尺和鋼制測(cè)錘測(cè)量控制。

灌混凝土：連續(xù)灌注砼，嚴(yán)禁中途停工，在灌注過程中經(jīng)常用鋼制測(cè)錘來探測(cè)砼面的回升高度，使用鋼尺和鋼制測(cè)錘測(cè)量控制。

停止灌注：砼灌注高度高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.8m，使用鋼尺測(cè)量控制。

2.7.2減少潮汐對(duì)混凝土灌注影響的措施

臨一側(cè)樁基施工時(shí)受海水潮汐影響大，由臨海一側(cè)向場(chǎng)地內(nèi)的順序施工，臨海樁基施工完成后可對(duì)地基土產(chǎn)生一定的固化并起到一定阻水作用、減輕海水潮汐對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的影響，降低漏漿、塌孔等事故的機(jī)率，從而在一定程度上加快施工進(jìn)度。

根據(jù)潮汐表推算潮汐時(shí)間，盡量防止臨海面施工時(shí)在潮汐時(shí)間換漿、混凝土灌注。

2.8現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急措施

2.8.1、道路通行

確定砼供給商后及時(shí)到交警部門匯報(bào)工地實(shí)際情況，并辦理臨時(shí)施工通行證。

盡量防止頂峰期灌注砼。

時(shí)刻關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)施工道路通暢情況，現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)配備挖掘機(jī)隨時(shí)配合修路，保持道路正常通行。

突發(fā)車輛機(jī)械事故，第一時(shí)間把車輛拖到不影響道路通行的區(qū)域，并通知24小時(shí)待命維修組進(jìn)行搶修。

2.8.2、設(shè)備維修

工地配足葉輪泥漿泵、樁機(jī)鋼絲繩、樁機(jī)離合片、樁機(jī)剎車片及維修錘頭用的軌道鋼等常用易損件。

現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障后維修主體為樁機(jī)操作人員，同時(shí)工程部從項(xiàng)目維修車間調(diào)配6名設(shè)備維修技師，24小時(shí)常駐工地負(fù)責(zé)設(shè)備搶修。

2.8.3、砼供給

除了已經(jīng)商談好的3家攪拌站〔原方案每家供兩個(gè)施工區(qū)〕，增加瀚威和萬鑫攪拌站為應(yīng)急供砼商，簽訂應(yīng)急供給合同。

2.8.4黃泥供給

聯(lián)系蔬菜工地〔溫泉高架橋附近〕和西門工地供給，并與橋頭磚廠商談好，黃泥供給缺乏時(shí)，，從磚廠供給。

3沙盤演練

為確保華潤(rùn)中心一期樁基項(xiàng)目保質(zhì)、保量、保平安且按進(jìn)度要求順利完工，威海華潤(rùn)中心住宅一期工程部針對(duì)樁基計(jì)劃的可行性進(jìn)行論證，采取了“沙盤演練〞法，預(yù)先對(duì)施工過程中的機(jī)械施工行走路線進(jìn)行模擬，在實(shí)際施工中取得了較好的效果。

3.1沙盤模型

3.2施工過程

3.2.1施工準(zhǔn)備

〔1〕平整場(chǎng)地

〔2〕鋪設(shè)電纜、配電箱

〔3〕挖大小泥漿池和準(zhǔn)備泥漿泵

〔4〕進(jìn)場(chǎng)鋼筋檢測(cè)

〔5〕鋼筋籠制作、檢查

3.2.2測(cè)量放線、施放樁位

以規(guī)劃測(cè)量單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)及測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行引測(cè)，在軸線的延長(zhǎng)線上做點(diǎn)建立控制網(wǎng)，每個(gè)控制點(diǎn)采用不少于0.2m3砼澆筑，中間放置埋件，在埋件上刻十字作為軸線引測(cè)點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量控制網(wǎng)施放樁位。在樁基施工過程中，每天對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制點(diǎn)和樁位進(jìn)行校核并作好有效愛護(hù),校核采用全站儀和尺量?jī)煞N辦法。

3.2.3護(hù)筒埋設(shè)的頂端和底端深度控制措施

埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒頂面高于周圍地面不少于800mm，護(hù)筒底端埋設(shè)深度不低于1500mm。在渙散地層中，地層的環(huán)箍效應(yīng)作用小，再加上受潮汐變化的影響，極易造塌孔、埋錘頭現(xiàn)象，所以沖擊鉆進(jìn)過程中，要不斷向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，提錘頭、停機(jī)時(shí)，也要密切注意樁孔內(nèi)水頭高度，及時(shí)向樁孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，保持孔內(nèi)水位高于護(hù)筒內(nèi)底腳0.5m以上，提高樁孔內(nèi)水頭壓力來平衡外部地下水壓力至關(guān)重要。

護(hù)筒埋設(shè)的頂端和底端深度控制措施

3.2.4鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位時(shí)，要事先檢查鉆機(jī)的性能狀態(tài)是否良好，保證鉆機(jī)工作正常。使用吊車搬運(yùn)，要求鉆機(jī)要鞏固、平整，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)，底盤要水平。沖擊鉆中心鋼絲繩、鉆頭中心和樁位中心點(diǎn)應(yīng)位于同一鉛垂線上。

3.2.5泥漿指標(biāo)控制

施工中要嚴(yán)格控制泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)，在回填層鉆進(jìn)時(shí)泥漿比重為1.3～1.5較適合，在一般地層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)控制在1.2～1.5。泥漿的含砂率越小越好，含砂率大時(shí)會(huì)降低粘度、增加沉淀、磨損鉆具，停鉆時(shí)易造成埋鉆、卡鉆事故。特別是存在易坍塌的大塊石填土地層，現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員要重視泥漿的質(zhì)量控制和檢測(cè)，本項(xiàng)目要求泥漿密度1.2～1.5，粘度18～28s，含砂率≤4%，膠體率≥95%，失水率≤20mL/30min，泥皮厚≤3mm/30min。泥漿中可摻入膨潤(rùn)土粉末，以提高泥漿性能指標(biāo)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量泥漿稠度、含砂率、泥漿比重

3.2.6沖擊成孔

沖擊成孔灌注樁是利用沖錐式鉆頭提升一定高度后自由下落的沖擊力來破碎巖石、排除碎塊后成孔，再用掏渣筒、泥漿循環(huán)或其它辦法將鉆渣巖屑排出，從而形成樁孔。施工過程中，每鉆進(jìn)2～3m，用直尺測(cè)量一次沖擊鉆中心鋼絲繩的偏位，以便隨時(shí)修正孔斜，答應(yīng)垂直度偏差不得大于1%。

3.2.7清孔取樣

鉆進(jìn)過程中及時(shí)清孔取樣，按順序置入巖芯箱內(nèi)，做好標(biāo)簽記錄；正常鉆進(jìn)未進(jìn)入基巖前，每不大于3m，清孔取樣一次；計(jì)入基巖后，非樁端持力層每鉆進(jìn)300~500mm，清孔取樣一次；進(jìn)入樁端持力層每鉆進(jìn)100~300mm，清孔取樣一次，確定進(jìn)入持力層后，進(jìn)入持力層深度要滿足設(shè)計(jì)要求。清孔取樣時(shí)，對(duì)照地質(zhì)報(bào)告，一般新破碎的巖樣顏色光亮，呈棱角狀，而砂石顏色暗淡，呈亞圓狀。

3.2.8清孔

清孔是沖孔灌注樁施工保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)，通過清孔確保樁孔的質(zhì)量指標(biāo)、孔底沉渣厚度。項(xiàng)目樁孔因有較厚的渙散易坍土層，清孔后不能立即終孔，而在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導(dǎo)管后進(jìn)行二次清孔作業(yè)，保證砼成樁質(zhì)量。

3.2.9鋼筋籠吊放

起吊鋼筋籠采用扁擔(dān)起吊法，起吊點(diǎn)設(shè)在鋼筋籠箍筋與主筋連接處，且吊點(diǎn)對(duì)稱并一次性起吊，以保證鋼筋籠在起吊時(shí)不變形。吊放鋼筋籠入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，保持垂直，輕放、慢放入孔，不得左右旋轉(zhuǎn)，假設(shè)遇妨礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高提猛落和強(qiáng)制下落。下放鋼筋籠時(shí)要求有技術(shù)人員在場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)護(hù)筒頂標(biāo)高，準(zhǔn)確計(jì)算長(zhǎng)度，以控制鋼筋籠的樁頂標(biāo)高及鋼筋籠上浮等問題。

3.2.10水下灌注砼

成孔和清孔質(zhì)量檢驗(yàn)合格后開始灌注砼。本工藝采用自由塞隔水，導(dǎo)管下入必須居中，下入長(zhǎng)度和實(shí)際孔深必須嚴(yán)格丈量，使導(dǎo)管底口與孔底的距離保持在0.3～0.5m。首澆砼必須保證埋管深度不小于1.5m，由于漏斗容積缺乏1m3，在實(shí)際操作中投入球膽、放入錐塞，當(dāng)砼灌滿漏斗立即拔起塞子，繼續(xù)向漏斗補(bǔ)加砼，使砼連續(xù)澆注。灌注砼要連續(xù)從漏斗口邊側(cè)溜滑入導(dǎo)管內(nèi)，不可一次放滿