市政工程長、深基坑支護樁垂直度控制方法

市政工程長、深基坑支護樁垂直度控制方法

Summary：本文選取排樁支護的城市地下空間工程，以管廊為例，研究其鉆孔灌注樁排樁支護的施工過程，從施工準備到過程控制，采用PDCA的質(zhì)量控制程序，不斷總結經(jīng)驗，最終將支護樁的垂直度控制在允許范圍內(nèi)，進而保證了后期工程的施工質(zhì)量和進度。Keys：鉆孔灌注樁；垂直度；案例引言隨著我國城市內(nèi)部的現(xiàn)代化改造，采用深基坑支護的工程越來越多，市政工程中基坑排樁支護質(zhì)量的有效控制是后期防水、主體工程控制的關鍵，這其中對于排樁的垂直度控制，已成為行業(yè)內(nèi)各類研究人員的熱點問題。1鉆孔灌注樁垂直度偏差帶來的影響目前較多市政地鐵、隧道、管廊的外墻設計為單側模板設計，即灌注樁樁身經(jīng)過掛網(wǎng)噴護后將直接做主體外模使用（如圖1所示），鉆孔灌注樁樁身距兩側主體往往只有5~10cm，按照設計要求，灌注樁樁身經(jīng)過掛網(wǎng)噴護后將直接做主體外模使用，根據(jù)設計及《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012關于樁垂直度的允許偏差≤0.5%，當樁身垂直度不滿足要求時，樁身會侵入側墻，影響主體結構質(zhì)量。經(jīng)過統(tǒng)計分析，由于樁基侵線造成的鑿樁等返工維修費用約100元/m2，這將給項目帶來巨大的經(jīng)濟損失且嚴重影響施工進度。當設計止水帷幕為在灌注樁樁間補打高壓旋噴樁時，高壓旋噴樁與灌注樁咬合130mm，高壓旋噴樁垂直度設計允許偏差為1%，當樁長超過9米且灌注樁垂直度超過0.5%時，鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁之間或無法形成有效搭接（9000*0.5%+9000*1%=135＞130），造成基坑止水帷幕漏水，引起地表沉降，影響基坑及周邊建筑物安全。樁身垂直度偏差過大，影響樁身受力，支護結構整體失穩(wěn)。常見的有兩種情況，一是支護結構頂部發(fā)生較大位移，嚴重的向基坑內(nèi)滑動或傾覆；二是支護樁底發(fā)生較大的位移，樁身后仰，支護結構倒塌。2鉆孔灌注樁垂直度控制方法采用PDCA的控制方法對樁身垂直度進行控制，下面我們以徐州綜合管廊項目為例來進行闡述。項目背景：徐州綜合管廊項目地址位于徐州市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，管廊全長13.2Km，基坑采用鉆孔灌注樁+樁間旋噴樁止水+鋼支撐支護形式，管廊主體與灌注樁結構關系如圖4所示：現(xiàn)狀調(diào)查：小組對已施工完成的120根鉆孔灌注樁，抽取100根樁，根據(jù)設計及《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012進行樁身垂直度情況調(diào)查，不合格13根，合格率87%。制定相關對策：排除末端因素，確定3個主要原因：1、設備選型不當；2、地基不牢機械易發(fā)生傾斜；3、鉆進過程中，鉆桿垂直度無法保證。項目部根據(jù)實際情況，擬定對策表如下：根據(jù)地勘報告，選擇樁基設備，統(tǒng)計不同樁基設備施工的樁基段落，基坑開挖后對比不同樁基施工段落的樁基垂直度效果。挖機提前平整壓實樁基施工區(qū)域，挖臨時排水溝，松軟地基可下墊鋼板。根據(jù)設計要求確定樁機施工參數(shù)，固定垂直度觀測儀器，專人負責垂直度測量，保證垂直度測量的連續(xù)性，重點觀測巖層交界面的垂直度。實施對策實施一：分析不同機械成樁效果，綜合地質(zhì)報告，選用適宜機械根據(jù)勘察報告，本工程地層分布主要有素填土、粉土、黏土、砂姜黏土、強風化粉砂巖、強風化泥巖、局部中風化泥巖等，項目結合工程地質(zhì)條件和鉆機設備性能選取旋挖鉆和長螺旋為主要施工機械。統(tǒng)計旋挖鉆和長螺旋施工的區(qū)段，安排挖掘機進行基坑開挖，驗證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，分析哪種設備更有利于提高鉆孔灌注樁的樁身垂直度一次合格率。樁號：西83-西105（23根）使用旋挖鉆機，擴孔嚴重平均7cm，最大13cm、樁身垂直度平均為0.51%，最大0.8%，地質(zhì)情況:粉質(zhì)黏土（入巖（強風化）深度約1.5米）;樁號：東96-東118（23根）使用長螺旋鉆機，擴孔平均4cm，最大7cm，樁身垂直度平均為0.52%，最大0.7%，存在少數(shù)樁無效樁長超過1.5米，地質(zhì)情況：粉質(zhì)黏土（入巖（強風化）深度約1.5米）。經(jīng)過分析比對，旋挖鉆機在樁身垂直度控制上與長螺旋相當，但擴孔嚴重，后期處理難度大、代價大，且旋挖鉆機采用濕成孔工藝，須配合挖泥漿池，下全護筒（每延米增加成本40元），成本較高。長螺旋鉆機采用干成孔作業(yè)，成孔后及時澆筑混凝土，幾乎不產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象，另根據(jù)統(tǒng)計，旋挖鉆每天成孔約6根樁，長螺旋每天成孔約13根樁，長螺旋的施工效率遠遠高于旋挖鉆，因此綜合考慮，在設備選型上，選取長螺旋樁基施工。實施二：雨季施工，機械易傾斜樁基施工大干正值雨季，地表沉降明顯，本項目所用長螺旋機械噸位大，移動緩慢，對基礎要求較高，因此如何處理基礎穩(wěn)固，對提高鉆孔灌注樁樁身垂直度一次合格率有很大的影響。1、整平施工場地，并碾壓，提高地基承載力。2、開挖臨時排水溝，排除雨天降水，防止雨水長期浸泡場地。3、雨后拖拽四塊1.5m*6m*0.02m的鋼板下墊至長螺旋機械的四個支座下，設備調(diào)整完成后，確保樁基垂直度在0.5%以內(nèi)，由測量工程師監(jiān)測樁機設備的不均勻沉降情況。4、在地面上鋪設鋼板后，長螺旋樁基設備減少了因雨季施工造成的不均勻沉降，經(jīng)過測量監(jiān)測，在施工過程中機械設備的垂直度為0.4%，小于0.5%，有效的控制了鉆桿垂直度。采用鋪設鋼板的方法切實可行。實施三：鉆進過程中，鉆桿垂直度無法得到保證。根據(jù)設計地質(zhì)條件及設計樁基質(zhì)量要求，通過工藝型試樁獲得樁基施工工藝參數(shù)。鉆機垂直度：≤0.5%，提升速度：≤2m/min，樁位偏差：≤2cm。長螺旋施工過程中測量工程師使用全站儀（固定儀器）配合鉆機自帶鉛錘在鉆進前、鉆進中、鉆進快結束時核對鉆桿垂直度，當垂直度超過誤差范圍時要求操作工人及時微調(diào)鉆桿，保證鉆桿垂直度≤0.5%。另外，要求鉆機操作工嚴格控制長螺旋回轉速度、提升速度，及時填寫鉆桿垂直度復核記錄，由現(xiàn)場施工員簽字，交質(zhì)檢工程師復核確認。長螺旋鉆進前：垂直度0.2%，鉆進中：垂直度0.6%，調(diào)整控制為0.3%，鉆進至入巖（強風化）深度時：垂直度0.8%.現(xiàn)場調(diào)整鉆機平臺、鉆桿垂直度控制為0.4%4、由數(shù)據(jù)可知，在風化程度較高的地質(zhì)條件，長螺旋鉆桿垂直度受影響較小，但根據(jù)本項目地質(zhì)勘查報告顯示，鉆孔灌注樁入巖深度約為1.5m，而長螺旋鉆機在風化程度較低的地質(zhì)情況下鉆進困難，鉆桿垂直度易出現(xiàn)較大偏差，這也印證了記錄表的數(shù)據(jù)。因此在入巖處控制鉆機回轉速度，調(diào)整鉆桿垂直度尤為關鍵。5、通過專人檢查記錄鉆桿垂直度，控制鉆桿鉆進速度，矯正鉆機設備，可以及時調(diào)整鉆機垂直度，通過專人監(jiān)測鉆機垂直度，樁基垂直度為0.43%，小于0.5%。5）最終效果項目部在采取以上措施之后，對采取控制措施的施工段樁基隨機抽查了100處，不合格有7處，合格率達到93%，其中樁身垂直度平均0.43%，無明顯擴孔現(xiàn)象。3結束語本文通過