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临近三污干管桩基施工工艺研究和优化

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  摘要:本文以杭州市对施工区内三污干管保护为背景,通过改进桩基施工工艺,减小对周边的影响,以达到保护三污干管的目的。
  关键词:三污干管保护;桩基;钢套管
  1工程概况
  三污干管是城市排污系统的命脉,直接影响城市居民的生活,在目前大规模城市基础建设中,不可避免的会影响三污干管的安全。所以,城市基础建设中对三污干管的保护,成为建设过程中的一项重要工作。
  在杭州某快速路工程中,三污干管基本位于南侧非机动车道下,距离高架下部结构距离较近(详见下表),因此下部结构施工时将影响三污干管的安全,需加以保护。
  2三污干管保护方案选择
  根据物探资料,三污干管与桥梁下部结构的关系,在桩基施工中需采取措施对三污干管给予保护。地质勘察报告显示涉及的地层均为杂填土、粘质粉土、砂质粉土,地下水位埋深和变化幅度受季节和大气降水的影响。
  经研究论证,可通过优化钻孔桩施工工艺,减小施工中对三污干管的影响,达到保护三污干管的目的,且提高施工效率、降低成本。桩基施工采用钢套管将钻孔桩与三污干管隔离的钢套管方案,樁基施工前,采用液压全套管桩机下沉钢套管,套管长度范围考虑从地表面到三污干管底以下5D(D为桩基直径)深度,总长约10m-18m。钢套筒直径1.4米,壁厚为22mm。
  3准备工作
  (1)根据综合管线图纸以及高架桥梁设计施工图,结合现场实际情况,按照每承台、每桩基位置,对三污干管进行降水、开挖暴露的方式确定三污干管的具体位置。距离三污干管南北两侧3-5m范围内设置降水井,降水井深度控制在三污干管顶部以上范围。
  (2)确定管线的具体位置后,暴露三污干管顶部10-20cm高度,并使用明显的标牌标明,进行保护。在暴露出的管顶上部使用φ150PVC管道与三污干管使用环氧树脂可靠粘结,作为后期桩基施工时对管顶沉降的观测孔使用。PVC管道埋设深度为露出地面50cm以上,并用明显的标志加以保护。考虑施工期间不确定因素,监测孔埋设范围按照施工区域两头各5m范围进行监测。
  (3)再次根据施工图设计桩基位置进行放样,埋设桩基钢套管(钢套管加工在钢结构加工厂加工,钢套管制作采用钢板卷管焊接管,内径比设计桩径大200mm),钢套管上部高出地面1.2-1.5m,以便后续钢套管加长焊接方便。
  4成孔工艺
  采用MLC200型液压全套管桩机自带抓机及KH280型旋挖钻机配合施工。采用全套管桩机埋设钢套管配合抓机成孔,压人第一节套管,然后用抓机从套管内取土,一边取土,一边继续下压套管,始终保持套管底口距掏土开挖面大于5m。第一节套管压入土中后(地面上留1.2-1.5m,以便于接管),检测垂直度,如不合格则进行纠偏,如合格则安装第二节套管继续下压取土,如此重复,直至达到三污干管基底设计标高后采用旋挖钻机成孔。骑跨及避让一个墩台有数根的桩基,每根施工间隔大于24小时,施工过程中做好三污干管监测工作。
  5三污干管保护变形监测
  本工程监测工作为桩基施工期间对三污干管的变形监测,施工期间由于挤土效应,会对周边环境产生一定的消极影响,必须周期性进行观测,及时发现隐患,并根据监测成果相应地及时调整施工速率及采取相应的措施,确保安全。通过将监测数据与预测值作比较,判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求,同时实现对下一步的施工工艺和施工进度控制。
  三污干管保护监测主要是污水管的垂直位移及水平位移监测。为保证监测数据的精度,监测工作采用整体布设,分级布网的原则,基准网按照国家Ⅱ等水准测量规范要求执行,高程监测基准网使用徕卡DNA03电子水准仪及配套因瓦尺,外业观测严格按规范要求的二等精密水准测量的技术要求执行,按间接平差法进行严密平差计算,得到两期垂直位移变化量和累计变化量。监测点水平位移测量采用轴线投影法,得到垂距两期变化量及累计变化量,垂直变化以向上为正、向下为负,水平变化以顺桩号方向向左为正、向右为负。
  本工程报警设计指标为日变化量不大于2mm,累计变化量不大于10mm,在压人长套管及桩基施工期间基本保持每天监测3次的监测频率。摘选4个承台处的三污干管最近点的监测数据如下表。
  通过监测数据分析发现,水平方向最大日变化量为0.5mm,累计变化最大0.59mm,垂直方向最大日变化量为0.41mm,最大累计变化量为0.83mm,改进优化后的桩基施工工艺对三污干管影响很小,达到了桩基施工中保护三污干管的目的。
  6结束语
  经全标段临近三污干管26根桩基实践证明,采用全套管桩机施工,精确度高(水平定位和垂直度);利用的是现有的成熟的施工工艺,工艺简单可靠、施工简便;属于静压无振动施工,不改变周边土体结构,不对临近管线采取措施加固,所以对周边影响很小;70米长桩基一天完成,施工速度快;相比一般的桩基施工,只增加了压入钢套管的费用,三污干管保护成本低。这种方法在其他周边管线比较复杂的工程中可以推广使用。
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