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浅析填石区域围护桩、工程桩施工技术措施

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  摘 要 以深圳地铁6号线翰岭站围护桩、工程桩施工为例,阐述了在填石回填区域复杂地质条件下采用土方换填、深护筒、桩机械选型,提高围护桩、工程桩等施工工艺,并较详细地分析经济、技术、施工工艺特点。
  关键词 地铁;翰岭站;桩施工
  1 施工、监理重难点分析
  (1)翰岭车站地质复杂,杂填块石多、粒径大、区域广,在填石地层中钻进,极易偏孔,因填石地层漏浆严重,无法使用泥浆护壁工艺,导致塌孔可能性增大,施工难度大。
  (2)桩基施工垂直度卡控,由于钻孔咬合桩施工先施工两侧素混凝土桩,在进行钢筋混凝土桩施工,在进行钢筋混凝土桩施工时,由于两侧素混凝土桩施工完成时长不等,导致存在强度差别,极易造成偏孔。
  (3)地质较为复杂,地下水位较高,存在有机质砂与中砂层,易塌孔。
  (4)基底深16.2m~16.6m,围护桩,工程桩根据地质情况要深入基底1.5m~6.0m不等。
  (5)存在人工填石区,易发生泥浆渗漏,防止泥浆渗漏较关键。
  (6)克服钢筋笼上浮、和安装下放不到位。
  (7)防止串孔、管涌控制[1]。
  2 施工、监理技术细节
  2.1 填石地层垂直度控制技术措施
  (1)通过优化设计参数,降低“素”桩混凝土强度,将素桩强度由C35P10调整至C25P10,减小素桩混凝土与桩间土体强度差异,防止荤桩成孔过程因切削桩体混凝土与桩间土体强度软弱不均导致桩体倾斜。
  (2) 合理选择干切素桩成孔荤桩时机,避免由于素桩混凝土强度的增长,加大与素桩之间土体强度的差异增加干切荤桩时钻头趋软避硬的风险。
  (3)钻机进场垂直度调整。在旋挖钻机进场后,由厂家相关人员使用全站仪对X、Y两个方向对钻杆初始垂直度进行校对,并校准旋挖钻机垂直度卡控仪表。
  (4)技术人员定期检查。每旬由监理、施工专业测量人员对钻杆再次校核,防止长时间钻进导致钻机垂直度自动监测调整仪表失准。
  (5)操作司机实时监控。旋挖钻机操作司机在钻进过程中,时刻留意钻机垂直度自动监测调整仪表,保证X、Y轴两个方向的垂直度偏差不超过0.2°
  (6)技术人员现场卡控。①对较长护筒下压埋设时,作业队必须派专业人员现场卡控护筒垂直度。卡控方法为:设置不同方向的两个吊线锤,不同方向人员同时卡控,使铅锤线与护筒边平行,并及时沟通钻机司机进行护筒位置调整。②旋挖钻机在钻进过程中时刻根据吊线锤卡控钻杆垂直度,保证垂直度偏差不大于1/100。
  2.2 填块石地层钻孔咬合桩、工程桩防止塌孔关键技术措施
  根据地址详勘、补勘及现场挖探资料表明,翰岭站场地表填块石层厚度约9m,填石粒径0.4~2m,块石含量大于50%,填石分布整个车站。旋挖钻机在填块石地层中钻进过程易发生塌孔、倾斜等风险,钻进困难。如何在填石地层中保证钻进过程中不塌孔是难点。
  (1)对车站围护桩基施工位置上部填块石层进行开挖,并使用水泥土进行换填。水泥土使用含水率约为1%~3%的黏土与P.O.42.5普通硅酸盐水泥进行搅拌而成,水泥含量约为回填土方质量的5%。换填深度4~5m,换填宽度3~4米。回填时需使用挖机分层夯实,保证上部回填土的稳定性。
  (2)在进行编号k5素桩钻进时,护筒埋深不足,护筒底部存在轻微塌孔,于是研究更换9米长护筒,钻进速度降低。后期进行“素”桩施工,均使用9米长护筒,后来施工均未出现塌孔现象。护筒穿过人工堆积层,以此来保证旋挖钻机在钻进过程中,上部松散回填区孔壁的稳定,保证成孔质量。
  2.3 桩位对中、护筒埋设及垂直度卡控
  (1)在钻孔桩开孔前需再次对钻头中心与桩心进行核对,保证钻机钻头中心与设计桩心误差不大于2cm。在下钻之前保证钻筒与导墙中心对应,并在埋设护筒前钻进时多次复核确保孔位中心偏差满足要求,为护筒的准确埋设提供基础。
  (2)对较长护筒下压埋设时,作业队必须派专业人员现场卡控护筒垂直度。
  (3)护筒埋设准确后,在围护桩钻进过程中,钻机辅工在每一钻下钻前,必须严格对钻头位置进行卡控,并将位置信息准备告知钻机司机,保证钻头中心即为护筒中心。并且在钻进过程中时刻卡控钻杆垂直度。保证垂直度偏差满足规范要求。
  2.4 混凝土灌注
  (1)  水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级,必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定。 现场钻孔咬合桩、工程桩混凝土浇筑使用导管法。
  (2)浇筑前要求施工单位检查每一车的混凝土坍落度,监理认真旁站,不满足要求的(200±20)混凝土及时退回搅拌站。
  (3)浇筑前监理对孔深再次测量,确认孔深是否发生变化,是否存在塌孔现象,浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上。
  (4)水下灌注砼应连续进行,严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为2~6米。
  (5)导管提升过程中,应保持位置居中,轴线垂直,逐步提升。
  (6)混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度,现场取1.0m。
  (7)钻孔咬合桩灌注完成后,及时拔出导管,并将导管及料斗冲洗干净,在干净位置堆码整齐,并及时拔出护筒,防止断桩。
  (8)中立柱灌注完成后,待混凝土初凝后在拔出护筒,防止护筒拔出过程中碰撞中立柱导致中立柱偏移。
  (9)严格按照技术人员交底混凝土灌注高度进行灌注,勤量测,防止混凝土欠、超灌。
  2.5 填石区泥浆渗漏措施
  (1)将钻头迅速提出,加入沙质黏土,并掺入3%水泥浆进行回填,至液面不再下降。
  (2)若液面急剧下降时,回填水泥绊和黏土至孔口,或低标号砼回填,重新钻进。
  (3)根据相邻孔位出现的泥浆渗漏情况,调整施工方法,加设套筒,至施工完空隙区域后再正常钻进。
  2.6 克服钢筋笼上浮、安装不到位措施
  (1)加强桩成孔检测,控制垂直度,含沙指标,钢筋笼验收后防止措施不当变形。
  (2)及时浇筑砼,控制浇筑速度,控制好砼坍落度,和易性。
  (3)钢筋笼上头要与护筒固定,底部可加焊一块比钢筋笼小的薄钢板,增加其抗浮能力。
  (4)钢筋笼安装不到位,要防止塌孔。
  (5)围护桩、工程桩防回填区塌孔措施。
  (6)根据回填区深度,加护筒4m、6m、9m不等。
  (7)控制好泥浆的浓度、比重,可以先高一些1.3左右,浇砼前泥浆比重等指标要达到规范要求。
  3 结束语
  本文通过对填石区域桩施工的理论分析與实践总结,上述一系列的措施,确保翰岭站工程得以安全、及时、经济合理的完成了围护桩、工程桩施工,为以后相似地质、工艺提供了参考。
  参考文献
  [1] GB/T50299-2018.地下铁道工程施工质量验收标准[S].北京:中国标准出版社,2018.
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