江西省核工业地质局二六一大队江西南昌 330096
摘要:钻孔灌注桩在基础工程中发挥了重要作用,因其对各种土层的适当性强,具有承载力高和无挤土效应、无震害、噪音小等优点,故工程中应用广泛。本文介绍了老城区复杂地质环境条件地段灌注桩施工的成功经验,可为类似工程的设计和施工提供参考。
关键词:复杂地质环境;钻孔灌注桩;应用
1. 前言
中大丽景位于南昌市董家窑路228 号,东、南面紧临锦和嘉园,西至赣江沿江路,东至青山路。拟建物由1#、2#、3#、4# 楼(1#、2# 间一层地下室)组成,楼高6 ~ 17 层,总建筑面积9724m2。工程基础采用反循环钻孔灌注桩,桩径有600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm 五种,混凝土强度等级C30, 桩长约20m,钢筋笼按赣97G309 图集(4)通长配制,桩尖进入中风化泥质粉砂岩2 倍的桩身直径。桩基于2009 年10 月3 日开工, 11 月26 日竣工,历时53 天,共施工基桩283 根,浇筑水下混凝土2280m3,钢筋笼制安70T。基桩质量经静载、取芯、高应变和低应变检测,桩身完整,Ⅰ类桩100%,极限承载力、砼强度等级达设计规范要求,房屋工程质量经建设、设计、监理、施工等单位组织验收,被评为优质工程。
2. 地质环境条件
场地为旧房拆迁区,地上垃圾、砼块、碎砖、瓦片等杂填物多,地下局部排污管、老基础较密集,场地狭窄。地貌属于赣江Ⅱ级阶地,地面标高19.40 ~ 20.50m,高差小。据核工业江西工勘院的地质勘察报告,场区地层自上而下为:
第①层 杂填土(Q4ml):杂色,稍湿~饱和,松散,成分杂, 均质性差。层厚3.20 ~ 7.80m。
第②层 淤泥质粉质粘土(Q4h):灰、灰褐色,饱和,流塑。层厚0.00 ~ 3.60m。
第③层 细砂(Q 4al):黄色,稍密,饱和,泥质成分含量较高。层厚0.00 ~ 2.30m。
第④层 圆砾(Q3al):黄色,中密,饱和,颗粒矿物成分主要为石英、长石,卵石粒径大者1 ~ 5cm,含量45% 左右,颗粒磨圆度、级配较好。层厚8.10 ~ 12.80m。
第⑤层 砾砂(Q3al):黄色,中密,饱和,石英砾卵石粒径大者1 ~ 3cm,小者0.5cm 不等,含量15% 左右,磨圆度、级配较好。层厚3.10 ~ 5.30m。
第⑥层 强风化泥质粉砂岩(E1):紫红色,芯呈半土半岩、碎片状,强度较低。层厚0.70 ~ 1.20m。
第⑦层 中风化泥质粉砂岩(E1):紫红色,局部灰色,较完整, 岩芯呈柱、短柱状为主,少量碎块状,岩石饱和单轴抗压强度标准值6.8Mpa。
上层滞水埋深1.40 ~ 3.10m,分布不均,水量较小;孔隙潜水埋深6.10 ~ 7.00m,赋存于砂砾层中,水量大,与赣江有水力联系。
3. 施工现场布置
3.1 布设施工便道
根据拟建筑物的平面分布并结合场地情况,精心编制施工组织设计。为便于施工,在场地中修筑了一条长230m、宽5m 的环形便道,同时新修的部分便道与原建筑物砼地面结合起来,局部边角地带临时加铺长6m、宽1.6m 的钢板,为施工机械设备、材料和混凝土泵车的进出提供了方便。同时进口处设有整齐明显的工程概况牌、管理人员名单及监督电话牌、消防保卫牌、安全检查生产牌、文明施工牌、施工现场总平面图等“五牌一图”。施工现象布置见图1。
图1 桩基工程施工现场布置图
3.2 安装供电给水设施
为使4 台GPS-15 型钻机和配套砂石泵、立泵及3 台电焊机、一台空压机正常工作,选用的变压器功率为400KW,安装在场地偏辟的北西角处,总电缆架空布设,每台设备安装了二级以上漏电保护器;供水水管沿围墙环形布设,采用规格De50 的PVC 管, 四周挖好排水沟。
3.3 布设钢筋笼制安
钢筋笼制安场所布置于进门左侧的空地上,面积约200m2, 桩基扫尾阶段挪至大门右侧临舍边。采用在模具架上分节制作, 人工抬钢筋笼至灌注桩孔边,根据设计图纸中桩顶标高及测量出的地面、铁轨标高的数值准确计算出所需的吊筋长度后,进行吊车双吊点法放入孔中心插厚壁钢管、铁轨就位,分节钢筋笼电弧立焊搭接固定。
4. 钻孔灌注桩施工
反循环钻孔灌注桩系直接在桩位上就地成孔,采用泥浆护壁方式,然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成,能适应各种地层, 无挤土、噪音小。主要工艺流程为平整场地→施放桩位→孔口开挖埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→泥浆制备→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→反循环清孔→灌注水下混凝土→钻机移位→拔出护筒→检查质量。
5. 关健工序控制措施
桩基隐蔽工程中的桩位、孔深、桩体质量、混凝土强度、承载力是主控项目,垂直度、桩径、泥浆比重、泥浆面标高、沉渣厚度、混凝土坍落度、钢筋笼安装深度、混凝土充盈系数、桩顶标高是一般项目,针对场地复杂地质环境条件及施工中易出现问题的关健工序,提出了针对性的解决办法,主要具体措施如下:
5.1 准确无误地从桩基cad 图中量取各桩位点坐标,再导入全站仪中,现场设置3 个左右通视性好、不易破坏的控制点,桩位放点误差控制在1cm 之内。
5.2 桩位地基结实平整,软弱地段垫上钢板或枕木加固,钻机对中准确、水平,枕木砂包采用纯净的中粗砂,以防土层压缩性大致钻机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响。
5.3 安放护筒以隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和对钻头导向等,保持孔壁地下水位高的水头,选用稠度较大的泥浆,防止坍孔。
5.4 合理布置钻孔顺序,使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。钻孔达到设计要求深度后,对孔深、孔形、孔径等进行检查,完全符合设计要求时,安放钢筋笼、下导管、清孔、灌注,并掌握好拔管、终灌深度。
5.5 施工前准确测量出地下排污管、深大老基础梁位置,采用人工、挖掘机、空压机相结合的手段处理好地上、地下障碍物,防止破坏排水系统和浪费钻进时间。
5.6 施工时特制了两个φ800mm 的捞渣钻头,较快速地清除了孔里的障碍物,减少了机械损耗,极大地提高了钻进速度和质量, 捞渣钻头见图2。特制了一个电动机导管振捣器,对因地质环境条件复杂等原因造成的卡管起拔发挥了重要作用,消灭了因埋管造成的质量事故,电动机导管振捣器见图3。
图2 捞渣钻头图3 电动机导管振捣器
6. 结语
由于灌注桩的特殊性和隐蔽性,其质量主要在施工前和施工过程中进行控制,因此,施工人员必须全面详细的熟悉整个施工工艺流程,注意收集有关地质资料及积累各种复杂条件下基础施工经验,从而达到预期的质量控制目标,为上部结构的施工提供良好的基础。