樁基托換作業(yè)指導(dǎo)書

PAGE1-樁基托換作業(yè)指導(dǎo)書1、概況深圳市軌道交通二期3號線工程3101標包括兩站三區(qū)間，采用施工設(shè)計總承包的方式，其中老街站～曬布路站區(qū)間由于受老街站（車站采用上下重疊的側(cè)式站臺形式）控制，左右線隧道（左線在上，右線在下）以軌面高差7.6m的間距（兩隧道最小凈距為1.6m）從老街站以上下重疊的形式出發(fā)后，左右線以R=350m的曲線下穿多幢房屋、東門老街繁華商業(yè)區(qū)后，在接近東門中路時左右線隧道在平面上線間距逐漸拉開，縱斷面上軌面逐漸由上下重疊過渡到左、右平行的結(jié)構(gòu)形式。此時左線以R=350m、右線以R=600m的反向曲線進入東門站。ZDK8+270～+320段隧道以左右線上下重疊的方式斜穿太陽廣場東南角。老街站~曬布站線路平面圖1.1太陽廣場與隧道關(guān)系太陽廣場位于東門繁華商業(yè)區(qū)，為地面七層，地下二層的框架結(jié)構(gòu)。地面七層均為商場，地下室負一層為超市，地下室負二層為地下車庫。太陽廣場樁基礎(chǔ)為獨立樁基、人工挖孔樁，樁徑共有四種，分別為：1.2m、1.3m、1.4m、2.4m。樁基托換段位于太陽廣場東南角，ZB11'、ZB12'、ZB13'和ZB14'沿地下室側(cè)墻布置，樁上無柱，主要承受地下室兩層荷載；ZC14'、ZC13樁上有柱，柱截面為0.8×0.8m，承受地面七層及地下室兩層荷載。各樁詳細情況見下表：太陽廣場樁基詳情表隧道與樁基的平面關(guān)系見下圖：隧道與樁基平面關(guān)系圖各樁侵入隧道情況：ZB11'侵入隧道220mm、ZB12'侵入隧道1476mm、ZB13'侵入隧道1988mm、ZC14'侵入隧道1924mm。設(shè)計隧道與樁基立面關(guān)系圖1.2地質(zhì)水文情況太陽廣場位于東門商業(yè)區(qū),基礎(chǔ)加固范圍穿越?jīng)_洪積平面區(qū)，地勢平坦，地面標高一般5～6m。周圍街道、樓宇密布，商業(yè)發(fā)達。根據(jù)實地地質(zhì)鉆探，負二層地下室底板自上而下地質(zhì)地質(zhì)情況分別為素填土（0～2.0米）,主要由建筑垃圾經(jīng)回填而成；中砂層（2～4米）；粉質(zhì)沙粘土（4～12米）；全風化花崗片麻巖（12～18米本段無地表水系流過，地下水一般在1m左右，本工程的施工作業(yè)面為地下室負二樓，底板下標高為－4.55米。巖體的節(jié)理、裂隙發(fā)育地帶，地下水相對富集，透水性也相對較好，地下水具有承壓性。根據(jù)現(xiàn)場施工鉆孔的情況，可明顯看出孔內(nèi)有承壓水流出。2、目的對區(qū)間樁基托換施工技術(shù)的研究，主要從穩(wěn)壓封樁及主動托換施工技術(shù)、監(jiān)控量測技術(shù)等方面進行分析，總結(jié)樁基托換的施工經(jīng)驗和工藝要點，確保施工安全。3、適用范圍ZDK8+270～+320段隧道斜穿太陽廣場東南角影響的商場ZB11'、ZB12'、ZB13'、ZB14'、ZC14'、ZC13等6根樁基托換施工。4、編制依據(jù)4.1深圳軌道交通二期3號線3101工程施工總承合同文件、設(shè)計圖紙；4.2深圳軌道交通二期3號線3101工程詳細勘察階段《巖土工程勘察報告》；4.3本標段現(xiàn)場調(diào)查資料；4.4國家現(xiàn)行有關(guān)施工及驗收規(guī)范、規(guī)則、質(zhì)量技術(shù)標準，以及深圳特區(qū)在安全文明施工、環(huán)境保護、交通組織等方面的規(guī)定；5、技術(shù)標準及要求主動托換是通過千斤頂?shù)捻斏僮魍瓿蓪π聵兜某两?，同時消除建筑物的部分既有歷史沉降。被動托換技術(shù)是指原樁在卸載的過程中，其中部結(jié)構(gòu)荷載隨托負結(jié)構(gòu)的變形被動地轉(zhuǎn)換到新樁，托換后對上部結(jié)構(gòu)的變形無法進行調(diào)控，變形控制為被動適應(yīng)。6、施工程序和工藝流程在底板先施做鋼管樁破除底板開挖工作坑（土體加固、止水）施做承臺及托換梁托換及鋼管樁預(yù)壓作業(yè)恢復(fù)底板及側(cè)墻。6.1被動托換施工工藝流程見圖6.1清洗穩(wěn)壓孔清洗穩(wěn)壓孔放置千斤頂安裝橫梁壓樁安放替換千斤頂裝置（采用鋼墊塊）撤出千斤頂中心與鋼管樁中心一致安放平穩(wěn)安裝測試器皿百分表（測鋼管樁沉降量）反復(fù)移動鋼墊塊，使鋼墊塊受壓，盡量避免荷載損失澆注膨脹混凝土截樁每個托換梁鋼管樁預(yù)壓全部完成圖6.1被動托換施工工藝流程6.2主動托換施工工藝流程見圖6.2撤出千斤頂撤出千斤頂連接承臺與托換梁主筋（千斤頂位置）澆注膨脹混凝土連接油管、油表檢查千斤頂裝置安放千斤頂、千斤頂替換裝置（鋼墊塊）加載托換梁兩端承臺上各安放兩個500噸千斤頂卸載至設(shè)計荷載、墊鋼楔連接承臺與托換梁鋼筋、澆注混凝土（鋼墊塊位置）截樁至盾構(gòu)機通過如果托換柱下沉超設(shè)計沉降量，需進行調(diào)控如果托換柱下沉超設(shè)計沉降量，需進行調(diào)控待混凝土達到一定強度圖6.2主動托換施工工藝流程7、施工方法7.1無砂砼鋼管樁施工7.1.1為了有效的防止在鉆孔過程中的坍塌和涌水，在鋼管樁施工前在樁位處施做旋噴樁，旋噴直徑500～600mm，旋噴至中風化巖面。7.1.2鋼管樁施工流程見圖7.1圖7.1鋼管樁施工流程1）測量放樣根據(jù)設(shè)計圖紙現(xiàn)場進行測量放樣。2）鋼管的制作鋼管采用直徑180mm,厚度7mm的鋼管，加工成2.5～3.5m一節(jié)，套管長0.25m，直徑194mm，套管外緣與鋼管焊接。鋼管樁入巖部分對稱開孔四列，孔口尺寸為40×200，豎向間距400mm；鋼管上部出漿孔兩列對稱布置，豎向間距500mm，孔徑直徑40mm。根據(jù)托換梁的高度，鋼管頂部用直徑8mm的鋼筋，間距150mm3）鉆機的選配根據(jù)地質(zhì)情況及入巖要求，可選用300型或BXY－2BT型地質(zhì)鉆機。4）鋼管安裝=1\*GB3①安裝之前將直徑194mm的套管焊接在直徑180mm鋼管的一端，按照孔深配備鋼管節(jié)數(shù)，并提前12小時刷好環(huán)氧樹脂防腐劑，確保防腐劑具有足夠的強度。=2\*GB3②安裝時利用鉆塔吊放分段直徑180mm的鋼管入孔，鋼管安裝采用套管焊接的形式連接，鋼管接頭在套管內(nèi)須保證接頭密貼，每節(jié)安裝時須調(diào)整鋼管的垂直度，避免整條鋼管彎曲無法安裝至孔底。5）水泥漿置換及投放碎石=1\*GB3①鋼管安裝至設(shè)計深度后插入直徑40mm的注漿管，注漿管底部連接3米長的鋼管，鋼管下端部開口。=2\*GB3②注漿管插入至孔底后開始注漿置換孔內(nèi)泥漿。水泥漿采用425號普通硅酸鹽水泥配制而成，水灰比為1：1（質(zhì)量比），內(nèi)外碎石高差應(yīng)保持在1米左右。=3\*GB3③置換后孔口冒出新鮮的水泥漿后方可投放碎石，碎石粒徑10mm~30mm。投放碎石時先對鋼管內(nèi)進行投放，當管內(nèi)高度上升2米后對管外進行碎石投放，投放高度為1米。=4\*GB3④經(jīng)管內(nèi)外測繩量測達到要求后抽拔注漿管一米，確保注漿管在碎石內(nèi)有一米的埋深，再進行先管內(nèi)后管外的碎石投放，投放碎石的過程中新鮮的水泥漿應(yīng)不斷的補充。如此反復(fù)循環(huán)操作，直至碎石填滿整個樁孔。=5\*GB3⑤當碎石填至具孔口0.5米時停止碎石的投放，立即調(diào)制1：1的水泥漿+水玻璃（體積比）摻配碎石進行封孔。=6\*GB3⑥當孔內(nèi)無涌水時可在封孔時插入3米的注漿鋼管或PVC管進行二次注漿。二次注漿在封孔2～3小時后進行。注漿壓力：出壓0.5～0.8Mpa，穩(wěn)壓：1.0～1.5Mpa，并設(shè)專人作好記錄，注漿時應(yīng)密切關(guān)注孔口的密封情況以孔口不泄露為宜。7.2被動托換施工7.2.1清孔、找平千斤頂安放前，采用高壓清洗機對鋼管樁孔內(nèi)沉渣進行清理，用打磨機對鋼管樁頂部不平齊的鋼管進行打磨，確保千斤頂安放平穩(wěn)。7.2.2反力架安裝1）樁架由四根Φ32精軋螺紋鋼組成，橫梁由兩塊450a工字鋼組成，樁架與工字鋼采用套絲連接，連接處用14×14mm鋼墊塊固定。工反力架安裝過程中確保鋼板，千斤頂、樁身在同一軸線上。2）反力架安裝示意見圖7.2所示。圖7.2反力架安裝示意圖7.2.3壓樁1）預(yù)壓應(yīng)沿基礎(chǔ)梁兩側(cè)對稱進行，預(yù)壓時應(yīng)嚴格控制兩端千斤頂?shù)捻斏Γ乐沽寒a(chǎn)生傾斜，同時穩(wěn)壓過程中梁的抬升量不得大于1mm。2）第一級加載完后，在第5min、15min、30min、60min分別測量沉降值，然后進行第二級加載，第三級、第四級、第五級、第一級卸載，第二級卸載。第一根加（卸）載每隔1h進行一級，以后的穩(wěn)壓時間根據(jù)前面的經(jīng)驗來確定。3）判斷穩(wěn)壓完成標準：樁卸載到第二級力后，樁沉降量在半小時內(nèi)小于1mm時停止穩(wěn)壓。4）停止穩(wěn)壓后用C50微膨脹混凝土澆筑封樁孔。7.3主動托換施工7.3.1預(yù)埋鋼墊板、鋼支座托換梁加載過程中，為保證承臺和梁底的混凝土不被壓碎，施工過程中需在承臺頂和梁底預(yù)埋600×600×20mm鋼墊板、400mm×400mm×20mm鋼支座。7.3.2安裝千斤頂托換梁施工完畢并達到設(shè)計強度后，將4臺千斤頂以及600mm鋼墊塊分別放置于預(yù)埋墊板和支座上，并調(diào)整到設(shè)計位置。然后連接千斤頂油管及配套的油表，并調(diào)節(jié)到設(shè)計高度。安裝時保持千斤頂?shù)捻斏εc水平托換梁垂直。預(yù)埋件、千斤頂位置示意見圖7.3-1.千斤頂安裝示意見圖7.3-2圖7.3-1預(yù)埋件、千斤頂位置示意圖7.3-2千斤頂安裝示意7.3.3主動托換加(卸)載1）主動托換梁加載前，需通過回歸曲線方程換算油表與力的關(guān)系，控制加載力。2）加載分5級進行，每級加載值為控制力的20%，加載到預(yù)頂力控制值時停止加載；卸載為2級進行，卸載至預(yù)頂力控制值的70%左右停止卸載。7.3.4截樁1）當托換梁沉降穩(wěn)定后，對其'進行截樁處理。樁的截除位置在梁底以下50cm處，首先用紅油漆沿樁四周標出水平切割線，然后采用人工鑿除的方法進行截樁，一圈每次刨去7cm，需對稱、緩慢鑿除，目的使被托換樁荷載勻速、緩慢轉(zhuǎn)移到新鋼管樁上。2）在截樁過程中，如果被托換柱底發(fā)生沉降，應(yīng)立刻停止截樁，利用千斤頂進行調(diào)控，使被托換柱底沉降為0。3）對鋼墊塊部位鋼筋進行連接、澆注混凝土4）待混凝土達到強度后，撤出千斤頂5）連接千斤頂部位托換梁與承臺鋼筋6）澆注C50膨脹混凝土7.4監(jiān)控量測7.4.1監(jiān)測項目1)建筑物前期檢查及監(jiān)測2)托換梁變形監(jiān)測3)鋼管樁內(nèi)力監(jiān)測4)被托換樁上部結(jié)構(gòu)柱及相鄰柱應(yīng)力監(jiān)測5)托換梁應(yīng)力監(jiān)測6)被托換樁和相鄰柱沉降監(jiān)測7)建筑物梁板應(yīng)力監(jiān)測8)被托換樁和托換梁相對位移監(jiān)測9)鋼管樁和托換梁相對位移監(jiān)測7.4.2測點布置及測試方法1）建筑物前期檢查及監(jiān)測對建筑物原有結(jié)構(gòu)是否已經(jīng)受損以及損害程度需進行前期調(diào)查，主要針對結(jié)構(gòu)的裂縫進行檢查，記錄裂縫的走向，量取裂縫的長度和寬度，并拍攝相應(yīng)照片，在后續(xù)的施工過程對裂縫的發(fā)展需進行監(jiān)測。2）托換梁變形監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：在托換梁頂千斤頂1處、千斤頂1與被托換樁間梁頂面、被托換樁處梁頂面、被托換樁與千斤頂2間梁頂面、千斤頂2處梁頂面各布置2個變形測點。=2\*GB3②測點安裝方法：采用鉆機在被測物上成孔，并植入φ12的鋼筋。=3\*GB3③測試方法：根據(jù)現(xiàn)場條件可采用拓普康DL-111C精密電子水準儀和百分表兩種方式進行監(jiān)測=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理：通過實測數(shù)據(jù)計算鋼管樁的沉降和托換梁撓度，并結(jié)合工況繪制沉降時程和撓度曲線。3）鋼管樁內(nèi)力監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：在托換新樁樁身選取4個截面，每截面對稱布置4個鋼筋應(yīng)變計。=2\*GB3②測點安裝方法：擬定在下鋼管前，把應(yīng)變計焊接于鋼管外表，并安裝保護罩，由于應(yīng)變計在外表難以保證其完好率，具體將根據(jù)現(xiàn)場鋼管樁的施工工藝調(diào)整鋼管樁應(yīng)力的安裝方法。=3\*GB3③測試方法：采用電阻式應(yīng)變讀數(shù)儀采集數(shù)據(jù)。=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理：計算每次量測的應(yīng)變和累計應(yīng)變，并計算鋼管軸力，根據(jù)工況繪制應(yīng)變時程曲線。4）被托換樁上部結(jié)構(gòu)柱及相鄰柱應(yīng)力監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：只對主動托換樁及相鄰柱進行應(yīng)力監(jiān)測，被托換樁外貼振弦式應(yīng)變計，每根樁沿四周各貼1根振弦式應(yīng)變計，3根樁共布置12根振弦式應(yīng)變計。=2\*GB3②測點安裝方法：被托換樁在托換梁底距梁底50~100cm位置安裝鋼弦應(yīng)變計；相鄰樁在其上部對應(yīng)的結(jié)構(gòu)柱四周外貼振弦式應(yīng)變計，并引好導(dǎo)線和編上號加以保護，截面選擇在距節(jié)點50~100cm處。=3\*GB3③測試方法：采用電阻式應(yīng)變讀數(shù)儀和頻率接收儀進行數(shù)據(jù)采集。=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理：計算每次量測的軸力和累計軸力，并根據(jù)工況繪制時程軸力曲線。5）托換梁應(yīng)力監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：只對主動托換的托換梁進行應(yīng)力監(jiān)測。托換梁應(yīng)力主要針對梁的受拉區(qū)進行監(jiān)測，即在被托換樁位置兩側(cè)，沿梁的縱向按間距30cm布置一個應(yīng)變計。每片托換梁布置10個。=2\*GB3②測點安裝方法：均采用外貼鋼弦應(yīng)變計。=3\*GB3③測試方法：采用振弦式應(yīng)變讀數(shù)儀采集數(shù)據(jù)。=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理：計算每次量測的應(yīng)變和累計應(yīng)變，并根據(jù)工況繪制應(yīng)變時程曲線。6）新樁、被托換樁和相鄰柱沉降監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：在新樁承臺兩側(cè)、被托換樁和相鄰跨樁各布置1個沉降測點，共11個沉降點。=2\*GB3②測點安裝方法：采用鉆機在被測物上成孔，并植入φ12的鋼筋。被托換樁和相鄰跨樁沉降測點布置在對應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)柱上，地下室地板沉降測點直接布置在地板表面。=3\*GB3③測試方法：采用拓普康DL-111C精密電子水準儀進行監(jiān)測。=4\*GB3④數(shù)據(jù)處理：每次量測提供各測點本次沉降和累計沉降報表，并結(jié)合工況繪制縱沉降時程曲線，必要時對沉降變化量大而快的測點繪制沉降速率曲線。7）被托換樁和托換梁相對位移監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：在被托換樁兩側(cè)各布置1個位移測點。=2\*GB3②測點安裝方法：先在被托換樁安裝支架，支架頂部距托換梁底部30cm，然后在支架上安裝百分表。=3\*GB3③測試方法：采用百分表進行監(jiān)測。8）鋼管樁和托換梁相對位移監(jiān)測=1\*GB3①測點布置：在兩新樁承臺頂部各布置2個位移測點，每側(cè)1個，共4個測點。=2\*GB3②測試方法：采用百分表進行監(jiān)測。7.4.3監(jiān)測儀器見表7.4.3監(jiān)測測量儀器序號監(jiān)測項目儀器名稱儀器型號儀器監(jiān)測精度1內(nèi)力測試振弦式應(yīng)變計4000型±1με電阻式應(yīng)變計±1με2位移和傾斜監(jiān)測全站儀徠卡TC1201+1＂，13沉降監(jiān)測電子水準儀拓普康DL-111C±0.3mm/km4裂縫監(jiān)測刻度放大鏡±0.01mm5梁樁相對位移百分表0.1mm8、勞力、機具配置8.1勞力配備表序號分工人數(shù)工作內(nèi)容1現(xiàn)場總指揮1指揮協(xié)調(diào)施工2地基加固6地基進行旋噴加固或注漿3樁基班12包括鉆孔、清孔、安裝鋼管、澆筑砼4鋼筋班10承臺、托換梁鋼筋加工、制作及安裝5木工班5模型制作及加固6砼班5負責砼的澆筑7托換班8負責千斤頂?shù)木臀弧⒂捅貌僮?、加墊塊等8監(jiān)控量測組4托換過程中的監(jiān)測及記錄9技術(shù)組3施工過程的技術(shù)工作10安檢組2負責施工過程中的安全管理工作11合計568.2主要施工機具設(shè)備8.2主要施工機具設(shè)備序號設(shè)備名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1注漿泵BW500臺1地基加固及鋼管樁施工機具2地質(zhì)鉆機XY－2型輛33水泥凈漿攪拌機把14鋼筋彎曲機GJ7-40根1鋼筋砼施工機具5鋼筋調(diào)直機GT4-10把16鋼筋套絲機HGS-40把17鋼筋切斷機GQ40A部18交流電焊機BX3-500臺29插入式震動器把510砼輸送泵HB30把111發(fā)電機200KW部112千斤頂500T臺4托換頂升設(shè)備13千斤頂100T臺49、質(zhì)量控制9.1嚴格按照GB50202-2002《建筑地基基礎(chǔ)工程質(zhì)量驗收規(guī)范》、JGJ94-94《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、GBJ203-83《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》有關(guān)規(guī)定控制建筑地基加固及鋼管樁的施工質(zhì)量。9.2嚴格按照BB50330-2002《砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》、GB50208-2002《地下防水工程質(zhì)量及驗收規(guī)范》、GB50299-1999《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》、GB50108-2001《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》控制主體結(jié)構(gòu)砼及防水的施工質(zhì)量。9.3嚴格按要求進行監(jiān)控量測，信息化指導(dǎo)