困难地层钻孔灌注桩施工技术
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.钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施.本文着重介绍了钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用,具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。
目前在国内地基基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占领了重要地位,但灌注桩地下施工不可估计因素多,施工工艺比较繁琐,工程质量较难控制;桩基施工既有机械操作,又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作,工序种类繁多,影响因素多,水下混凝土施工要求严格,稍有不慎,就可能浮现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等质量事故,因此,施工中从测量放样开始,每道工序、每一个环节都必须严格监管。
要确保钻孔灌注桩施工质量,首先要有一套完善的施工技术和措施来保证,编制详细且符合施工现场实际,具有针对性的施工组织设计;其次是有一支丰富经验和过硬技术的施工管理团队,加强过程质量验收和控制,采取有效措施,严把施工质量。
由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性,施工工艺复杂,质量较难控制,文章以中国杭州人寿大厦桩基工程为实例,结合钻孔灌注桩采用的正、反循环施工工艺和技术措施特点,详细分析和论述了施工工艺技术及质量控制要点。
1、钻孔灌注桩2、施工工艺3、技术措施4、质量控制一、前言 (1)二、正、反循环回转钻进施工工艺 (4)(一)正循环回转钻进施工工艺技术措施 (2)(二)反循环回转钻进施工工艺 (5)三、水下砼灌注施工工艺措施 (9)(一)钢筋笼制作 (9)(二)水下砼灌注 (9)四、钻孔灌注桩施工质量控制措施 (12)(一)桩位定位 (12)(二)成孔 (12)(三)钢筋笼 (13)(四)混凝土灌注 (13)五、钻孔灌注桩质量通病、主要原因分析和预防及处理办法 (14)(一) 桩基偏位 (14)(二) 缩径 (14)(三)坍孔 (14)(四)钢筋笼上浮 (15)(五)孔斜 (15)(六)断桩 (15)(七) 孔底沉渣过厚 (16)(八)桩身混凝土离析 (17)(九) 堵管、埋管 (17)六、结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)现在钻孔灌注桩在工程被普便使用,特殊是在高层建造的基础施工中,因其在同等地质条件下,可通过加大桩端的接触面,大幅提高桩的承载力,相应地可大幅减少工作量,降低工程成本而被逐步推广应用。
深厚杂填土复杂地层中灌注桩成桩技术研究灌注桩是一种常用的地基处理技术,特别适合于在深厚杂填土复杂地层中施工。
本文将以深厚杂填土复杂地层中灌注桩成桩技术为研究对象,探讨其施工技术和研究进展。
一、灌注桩成桩技术概述灌注桩是一种以增加地基承载力为目的的地基处理技术,它通过将水泥浆料或混凝土注入管道内形成的桩体来提高地基的承载力和抗侧力能力。
灌注桩可以采用预制桩或者直接灌注成桩的方式进行施工,适合于各种不同地质条件下的地基加固。
二、深厚杂填土复杂地层中灌注桩施工技术1. 剖面设计:在进行深厚杂填土复杂地层中灌注桩施工前,需要进行详细的地质勘测和设计工作。
根据地质勘测结果,确定灌注桩的直径、间距、长度等参数,并结合地层特点进行合理的剖面设计。
2. 施工工艺:深厚杂填土复杂地层中灌注桩的施工工艺通常包括钻孔、洗孔、注浆和加固等环节。
首先进行钻孔工作,根据设计要求选择不同的工具和设备进行钻孔,然后使用洗孔工具进行孔壁清洗,保证孔壁的清洁度。
之后进行注浆工作,首先通入低压清水或低浓度水泥浆进行充填,然后注入高浓度水泥浆或混凝土进行灌注。
最后进行加固工作,使用钢筋或其他加固材料进行桩体加固和混凝土灌注。
3. 施工控制:深厚杂填土复杂地层中灌注桩的施工过程中需要进行严格的施工控制。
首先要对孔壁的清洁度进行控制,保证孔壁的清洁度和光滑度,以确保注浆材料能够充分填充孔洞。
其次要根据桩的设计要求控制注浆压力、注入速度和注入时间,以保证桩体的质量和性能。
最后要进行桩身加固和混凝土灌注时的加固和密实度控制,保证桩体的强度和稳定性。
三、研究进展目前,对于深厚杂填土复杂地层中灌注桩施工技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 施工方法改进:针对深厚杂填土复杂地层中灌注桩施工中存在的难题,如孔洞清洁困难、孔洞稳定性差等问题,研究者们提出了一些施工方法改进的方案。
引入钻孔机械的旋转喷气装置,可以提高孔壁清洁度和稳定性,提高施工效率。
2. 注浆材料改进:注浆材料是深厚杂填土复杂地层中灌注桩施工中至关重要的一环。
钻孔灌注桩施工难点分析及解决方案一、介绍当我们谈论建筑基础施工,不得不提的一种方法就是钻孔灌注桩施工。
这种方法在建筑领域应用广泛,但同时也是个技术难度不小的挑战。
今天我们就来聊聊,这个施工过程中会遇到哪些难点,以及我们怎样去解决这些问题。
说到钻孔灌注桩,可能听起来有点陌生,但只要你想象一下,那是在地下打洞然后灌入混凝土,为建筑物打造一个坚固的基础。
听起来就很有挑战性,对吧?别急让我们一起面对这些挑战,找到解决之道。
二、钻孔灌注桩施工难点分析在钻孔灌注桩施工过程中,我们经常会遇到一些挑战和难点。
首先地质条件复杂多变,不同的地质环境给钻孔工作带来不小的困难。
在松软或坚硬的地层中,都需要采用不同的钻进方法和技巧,这无疑增加了施工的复杂性和难度。
其次施工过程中容易出现孔壁坍塌的问题,一旦孔壁不稳定,不仅会影响施工进度,还可能带来安全隐患。
特别是在地下水位较高或地质条件较差的区域,孔壁坍塌的风险更是大大增加。
另外清孔换浆也是施工中的一个难点,钻孔完成后,孔底会留下许多泥渣和泥浆,如果不及时清理,会影响后续施工环节的质量。
然而清孔换浆过程需要精细操作,否则可能造成孔壁坍塌或泥浆流失。
施工过程中还可能遇到设备故障的问题,钻孔灌注桩施工依赖先进的机械设备,一旦设备出现故障,会影响施工进度和质量。
因此如何确保设备的正常运行,也是施工过程中需要重点关注的问题。
钻孔灌注桩施工过程中的这些难点和挑战,需要我们认真对待和分析。
只有充分理解这些难点,我们才能找到有效的解决方案,确保施工过程的顺利进行。
1. 地质条件复杂在很多工程中,我们经常会遇到地质条件复杂的情况,这可是给钻孔灌注桩施工带来了不小的挑战。
复杂的地质条件就像个“调皮鬼”,总是让施工者捉摸不透。
有时这里可能会有太多的石头,有时那里又会有软土层,这种情况下的施工难度就会大大增加。
工人们在这种环境下作业,就像是“摸着石头过河”,一不小心就可能遇到难题。
比如遇到硬岩石时,钻孔速度会变慢,还容易损坏钻头;遇到软土,则容易出现塌孔和泥水涌出的问题。
钻孔灌注桩施工重点难点对策分析钻孔灌注桩作为一种常见的地基处理工艺,广泛应用于建筑工程中。
在施工过程中,由于地质条件、施工环境等诸多因素的影响,钻孔灌注桩施工存在一些重点难点问题。
本文将对钻孔灌注桩施工的重点难点进行分析,并提出对应的对策。
一、钻孔灌注桩施工的重点难点1. 地质条件不确定性:地质条件对钻孔灌注桩施工影响巨大。
不同地质条件下的岩性、土层组合等因素,会直接影响桩基的承载力和稳定性。
2. 施工环境限制:在城市建设中,施工场地常常受到限制。
有时候需要在狭小的空间中进行钻孔灌注桩施工,施工条件受到限制,影响施工效率和质量。
3. 施工技术难度:钻孔灌注桩施工需要使用特殊的设备和技术。
施工操作复杂,对施工人员的技术要求较高。
如不加以控制,易出现桩身质量不达标、桩端坍塌等问题。
二、钻孔灌注桩施工重点难点对策1. 在施工前进行全面的地质勘察和分析,了解地层情况,准确评估不同地质条件下的承载力和稳定性,制定相应的施工方案。
在处理复杂地层时,可以选择改良地基或采用嵌岩灌注桩等措施。
2. 合理规划施工流程,提前对施工现场进行平整处理和清理,为设备的安装和操作提供良好的条件。
根据场地限制,合理选择施工设备和工艺,并进行充分的施工组织和协调,确保施工进度。
3. 加强对施工人员的培训,提高其技术水平和操作能力。
定期组织技术交流和培训,提供最新的施工技术和经验,促进施工人员的技术成长。
同时,严格按照施工规范和工艺要求进行施工,保证施工质量。
4. 引入现代信息技术,在施工过程中进行实时监测和数据记录,及时掌握施工进度和质量变化。
通过数据分析,发现和解决潜在问题,提前预防施工事故的发生。
5. 加强施工现场的安全管理,确保施工人员的人身安全和施工设备的完好。
制定完善的安全制度和操作规程,加强施工现场的巡查和监督,防止施工安全事故的发生。
三、结论钻孔灌注桩施工是一项技术复杂、难度较大的工程,面临着不确定性和环境限制等多种问题。
钻孔灌注桩的施工方法和技术措施根据设计要求,地层情况,工期计划,采用M200型钻机成孔,自打自浇,灌注完毕后转入下一个孔施工,以此循环工作形成流水作业。
整个成孔过程采用正循环钻进,这样成孔方法能加快该地层的成孔速度,确保成桩质量。
根据此施工方法,制定出了相应的技术措施。
1、施工流程施工放、验线一绘制桩位编号图确定施工路线一钻机就位整平一钻孔一测量钻孔深度一提出钻杆一第一次清孔一钢筋笼安装一安放导管一第二次清孔一灌注水下砼一测桩顶标高一拔出导管一成桩。
2、施工路线安排在施工时,根据桩基的布置及场地情况,采用一台钻机从西向东施工,泥浆暂时堆放在最外边桩东位置,使其能够满足各自的施工空间;同时本公司使用的钻机为步履式钻机,所以在施工时,使钻机移位快捷。
这样,能够保证钻孔与灌料互不影响,相邻机械施工互不影响,运输车辆通道互不影响,在时间和空间上能够很好的保证工程质量和工期。
3、制定桩位编号图开工前,绘制桩位编号图,编号图要求大而醒目,复制多张,并按要求的份数交送监理,还要求现场施工技术员上班时随身携带。
按桩位编号图施工,既指导整个工程的进程及施工安排、调整,又对每根桩的施工质量进行记录跟踪。
4、桩位放样根据桩基平面布置图,测出桩位中心,打入定位桩。
5、护筒埋设1、以桩位中心为基准,埋设十字定位桩。
2、将护筒放到坑内,拉十字线,调整护筒位置,使护筒中心与十字线交点大致重合,再在护筒四周填粘土夯实。
3、复核桩位,插上钢筋。
4、在挖护筒坑时如遇地下电缆及管网,及时通知甲方。
6、挖泥浆池及泥浆沟每台钻机需挖泥浆池一个,对泥浆池要求有一定的容量,其容积为拟钻孔容积的2〜3倍。
泥浆沟做为钻孔与沉淀池之间的循环连接,其高宽为0.5X0.5m,要求其周围充填牢固,以防泥浆外溢。
泥浆性能的调节通过排运稠泥浆及加水进行。
7、泥浆的制备及循环净化采用桩位空地开挖泥浆池,泥浆采用原土造浆,保证泥浆自始自终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。
钻孔灌注桩在淤泥施工中的技术措施1.前期勘察:淤泥地层的性质复杂,容易产生大量的泥水,影响施工的质量和进度。
在施工前需要进行充分的勘察,确定淤泥的类型、厚度和稳定性等参数,为后续的施工提供依据。
2.选取合适的钻孔设备:在淤泥地层中施工时,需要选择符合地层特点的钻孔设备。
一般来说,可以使用螺旋钻杆、总承力旋挖钻等设备,能够有效地对淤泥进行钻孔。
3.钻孔技术措施:在钻孔过程中,需要注意控制钻孔速度和钻孔深度,避免过快过深导致地层的液化。
同时,为了减少钻孔中泥浆的排泄,可采用水平钻孔的方法,将泥浆排出反面。
4.孔壁支护:淤泥地层的稳定性较差,很容易造成孔壁坍塌,影响施工的顺利进行。
为了避免孔壁坍塌,可以采取一系列的孔壁支护措施,如套管、泥浆墙等。
5.孔内处理:在淤泥地层中施工时,常常需要对孔内进行处理,以确保施工的质量。
可采用水压喷射法或回填钻屑等方法,在孔内形成坚实的土柱或滤土层,增加地层的稳定性。
6.注浆技术措施:注浆是形成灌注桩的关键步骤之一、在淤泥地层中施工时,需要选择合适的注浆材料,如水泥土浆、聚合物浆液等。
注浆时需要控制注浆压力和注浆量,确保灌注桩具有足够的承载力和稳定性。
7.后处理措施:施工完成后,还需要做好桩身的后处理工作。
通常需要对桩身进行加固和保护,以提高其抗压和抗剪的能力。
综上所述,钻孔灌注桩在淤泥施工中需要采取一系列的技术措施,包括勘察、选取合适的钻孔设备、控制钻孔和注浆过程、孔壁支护、孔内处理和后处理等。
这些技术措施的合理应用可以保证施工的安全和质量,提高工程的稳定性和耐久性。
复杂地质条件下钻孔灌注桩钢筋笼外套钢丝网施工工法复杂地质条件下钻孔灌注桩钢筋笼外套钢丝网施工工法一、前言钻孔灌注桩是一种常用的地基处理工法,可以提高地基的承载能力和稳定性。
然而,在一些复杂的地质条件下,如软弱地层、充水层或者有大块岩层等情况下,传统的钻孔灌注桩施工工法往往会面临一系列的困难和挑战,为了解决这些问题,我们引入了钢筋笼外套钢丝网的施工工法。
二、工法特点钢筋笼外套钢丝网施工工法的特点如下:1. 通过外套钢丝网的使用,能够增加钢筋笼的强度和稳定性,防止在施工过程中钢筋笼发生变形或者断裂的情况;2. 钢丝网还能够起到护壁和过滤的作用,防止土层坍塌和颗粒物进入钻孔中;3. 该工法施工简便、效率高,能够适用于复杂地质条件下的各种桩基工程。
三、适应范围钢筋笼外套钢丝网施工工法适用于以下情况:1. 土层软弱或易坍塌,需要增加钻孔灌注桩的承载能力和稳定性;2. 存在大块岩层,需要增加钻孔灌注桩与岩层之间的粘结力;3. 存在充水层,需要防止水土失稳或者土体溶解。
四、工艺原理钢筋笼外套钢丝网施工工法通过以下技术措施来提高钻孔灌注桩的承载能力和稳定性:1. 在钢筋笼的外部套上一层密织的钢丝网,形成钢筋笼外套钢丝网的结构,增加钢筋笼的强度和稳定性;2. 钢丝网与钢筋笼的连接点采用焊接或者搭接的方式,确保钢丝网与钢筋笼形成紧密的联系;3. 钢丝网的孔径和材料选择需要根据实际工程条件进行合理的选择,以达到护壁和过滤的效果。
五、施工工艺钢筋笼外套钢丝网施工工法包括以下几个施工阶段:1. 钻孔:按照设计要求进行孔径和孔深的钻孔;2.钢筋笼制作:根据设计要求制作钢筋笼,并在外部套上密织的钢丝网;3. 安装钢筋笼:将制作好的钢筋笼用起重设备安装到钻孔中;4. 灌注混凝土:在钢筋笼周围灌注混凝土,并在施工过程中逐渐提升钢筋笼,确保混凝土灌注充实;5. 平整处理:将灌注完成的钻孔平整处理至设计要求的标高。
六、劳动组织钢筋笼外套钢丝网施工工法需要以下工种进行劳动组织:1. 钻孔工:负责进行钻孔的操作和监控;2. 钢筋工:负责制作钢筋笼和安装钢筋笼;3. 起重工:负责起重设备的操作和安装钢筋笼;4. 混凝土工:负责混凝土灌注的操作和控制;5. 平整工:负责钻孔平整处理的操作和监控。
灌注桩施工工艺流程中的施工难点与解决方法在灌注桩施工工艺流程中,施工难点是无可避免的。
本文将介绍灌注桩施工过程中常见的难点,并提出相应的解决方法。
一、土质条件下的施工难点与解决方法土质条件是影响灌注桩施工的重要因素之一。
在以下几种土质条件下,施工难点与解决方法如下:1.1 软弱土层:软弱土层在施工过程中容易发生坍塌、泥浆回流等问题,导致施工难度加大。
解决方法包括:(1)采用套管法进行施工,在进行灌注桩施工之前,先在孔内套设钢管,以增加孔壁稳定性;(2)在施工过程中,根据土壤情况及时调整灌注混凝土的流动性,以保证泥浆的稳定性。
1.2 岩石地层:在岩石地层进行灌注桩施工时,会遇到岩石硬度大、孔洞难以钻进等问题。
解决方法包括:(1)使用钎孔钻探机进行钻孔,以增加施工效率;(2)采用预先锚固爆破法破碎岩石,以便进行桩基施工。
二、施工设备与材料选用的难点与解决方法2.1 施工设备:灌注桩施工中,选择合适的施工设备对保证施工质量至关重要。
解决方法包括:(1)合理选择施工设备,确保其功能齐全、性能稳定;(2)对施工设备进行定期检修和维护,保证其正常运转。
2.2 施工材料:灌注桩施工所使用的材料要求高强度、耐久性好。
解决方法包括:(1)选择优质的水泥、骨料等材料,确保灌注混凝土的强度和稳定性;(2)进行严格的质量检测,确保所使用的材料符合设计要求。
三、施工安全的难点与解决方法施工过程中,安全问题是一项重要的考虑因素。
以下是施工安全的难点及解决方法:3.1 施工现场管理:灌注桩施工现场存在坍塌、高处作业等风险。
解决方法包括:(1)建立完善的安全管理制度,确保施工人员严格按照规章制度操作;(2)加强现场安全巡查和监控,及时消除安全隐患。
3.2 设备操作安全:施工设备操作过程中存在操作不当、设备故障等风险。
解决方法包括:(1)对施工人员进行必要的培训和考核,确保其熟练掌握设备操作技巧;(2)加强设备维护保养,及时处理设备故障,确保设备安全可靠。
第一节灌注桩施工重点难点及处理措施一、空位偏斜1、引起原因:施工承台不稳定、钻机支撑不牢固、地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致出现偏孔现象。
2、处理措施:①、因钻机倾斜造成的应先移开钻机,加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积,将钻孔回填至原地面,待地层静置稳定后重新开始钻孔。
②、因地质构造不均匀引起的,先分析清楚地质情况,而后采用适当的回填材料将钻孔回填至计算确定的高程处,静置一段时间致使沉降稳定后恢复施工。
二、串浆及护筒脱落1、引起原因:由于护筒埋植过浅及护筒四周回填质量不好、受地面水流及孔内泥浆的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。
2、处理措施:①、出现地表串浆情况,应立即停止钻孔,将钻机移位并回填至施工承台顶,待回填层稳定后,重新进行护筒的埋设并将护筒埋设到原地面以下,重新进行开钻。
②、出现护筒脱落应立即停止钻孔,将钻机移开,采取相应措施处理。
由于地面流水引起的可先排除流水,在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏,而后重新安装护筒(作好护筒背后填筑)恢复钻孔施工。
三、串孔1、引起的原因相邻的桩位同时施工及地质情况复杂,有暗沟、地穴等因素造成。
2、处理措施①、严禁相邻的两桩位同时施工,应交叉进行施工。
②、因地质原因出现串孔应移开钻机,采用砖渣黏土及黏土+片石等回填料进行回填,待回填沉降稳定后再进行钻机就位,进行施工。
四、卡钻1、引起原因:钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起的。
2、处理措施:由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
五、缩孔1、引起原因:缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土及流砂等条件下造成的,特别是流塑性状态的土层中会出现这种特有现象,其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。
2、处理措施:针对发生缩孔的原因,采取块、卵石土回填,而后用重量较大的冲击钻冲击、挤紧钻孔孔壁的办法处理;六、掉钻1、引起原因:由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象,通常称“掉钻二2、处理措施:①、钻孔壁稳定的情况,直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。
钻孔灌注桩施工技术模版钻孔灌注桩是一种常见的地基基础工程施工技术,用于增强地基承载力和稳定土体。
本文将介绍钻孔灌注桩的施工技术模版,其中不包含首先、其次、另外、总之,最后等分段语句。
一、钻孔准备工作1.确定钻孔位置和孔径,根据设计图纸和地质勘察报告进行决定。
2.清理施工区域,并确保无障碍物,提供足够的空间供设备和工人操作。
3.设置钻孔起钻台和支架,确保稳定和安全。
4.准备好所需的钻具和注浆材料,并检查设备的运行状况。
二、钻孔操作1.根据设计要求将钻头安装到钻具上,并将钻具下放到预定的孔深。
2.控制钻孔的方向和位置,确保准确地钻到设计要求的位置。
3.根据设计要求及现场土质情况,采用合适的钻进方式,如旋转钻进、冲击钻进等。
4.通过连续取心和取样,进行现场土质的实时监测,确保钻孔的准确性和施工质量。
三、孔内清洁与灌注1.完成钻孔后,及时清理孔内的岩屑和泥浆,确保孔内的清洁度和光滑度。
2.根据设计要求和孔深,将灌浆管安装到孔底,并通过吊板或其他设备固定。
3.通过注浆泵将灌浆材料注入到孔中,同时保持注浆压力和速度的稳定。
4.在注浆过程中,通过提前设定的测量点,实时监测灌浆压力和注浆量,确保施工质量。
四、桩顶处理1.注浆完成后,等待一定时间使灌浆材料充分硬化和稳定。
2.根据设计要求,对桩顶进行修整和处理,确保桩顶的平整度和垂直度。
3.根据设计要求,预留桩顶的接头或定位钢筋,以便进行后续的桩体连接或增长。
五、施工记录和资料整理1.制作详细的施工记录,记录施工过程中的关键参数和操作。
2.收集并整理现场的土质样品和监测数据,形成完整的施工档案。
3.及时报告施工进展和质量问题,以便进行及时的调整和解决。
六、施工安全注意事项1.严格遵守安全操作规程,佩戴好防护装备,确保工人的人身安全。
2.定期检查和维护施工设备,确保设备的正常运行。
3.进行必要的地质勘察,分析土质情况,减少施工风险。
4.严禁违规操作和违章指挥,确保施工安全和质量。
以新加坡管理大学基桩工程谈困难地层钻孔灌注桩施工技术毕元顺 张怀仁(德国宝峨机械设备有限公司北京代表处 100004)摘要:本文介绍钻孔灌注桩在紧邻建筑物和地铁隧道、场地狭窄、地层中含大量坚硬孤石及高粘性“牛肉土”的情形下,采用的施工设备和工艺,并就钻头选择和双护筒隔绝基椿磨擦力的特殊处理作重点说明,供日后基桩设计及施工者参考,冀能使椿基工程品质在国内能更臻完善。
关键词:新加坡管理大学 困难地层 钻孔桩 施工技术1 概述新加坡管理大学维多利亚院区 (SMU) 座落于市中心繁华商业区,紧临已运行的东北地铁(EAST-NORTH MRT LINE)和面南地铁线(WEST-SOUTH MRT LINE)。
工区范围长约115m,宽约45m,距地铁隧道最近的距离仅6m。
SMU 建筑基础及挡土结构设计采用钻孔灌注桩,需贯入含大量孤石的困难地层最深达15.5m。
整个项目的工区依距离地铁隧道的远近,分为地铁施工保护区第1、2、3级 (图1),基桩施工全程禁用重锤,避免震动影响邻房安全和运行中的地铁。
1、2级保护区内钻孔桩护筒埋设(最深达15m),并严格规定不得使用振动锤,仅能以钻机动力头将护筒挤压旋入地层内。
本工程于2003年11月19日开始试桩,2004年6月16日完成灌注桩施工,基桩完工数量见表1。
图1 新加坡管理大学维多利亚街北侧院区基础平面图表1 基桩完工数量桩径 数量 (支) 平均深度 (m)进入困难地层 (m)800mm 141 30.0 9.0 1000mm 8 28.5 7.51300mm 54 34.5 13.5 1500mm 68 36.5 15.5总计271B A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C Em b H F I C EB A U E R M A S m b H B E I J I NG R E P R E S A N A T I V EO F F I C E2 工程地质施工区域内地层自上而下简化为六层,各层特征见表2。
表2 施工区地层特性地层 厚度说明1 非常松散的海砂 粉砂 及软弱海洋黏土 标贯值 N< 4 2中硬到硬粉质黏土, 标贯值 N= 4 ~ 103 松散海砂, 粉砂, 夹砂质黏土, 标贯值 N=4 ~ 10 4 中等紧密的砂及黏土质砂, 标贯值 N= 10 ~ 30 5非常紧密砂层夹砂质黏土, 标贯值 N= 30~100 6非常坚硬的粉质黏土夹带大量砂岩孤石及漂石,标贯值 N> 100, (孤石及漂石含量约占总体积70%) 岩石抗压强度 100 ~ 158 MPa3 设备选用和主要技术措施3.1 设备选用针对上述工程施工的实际难题和紧迫的工期(每日施工时间为早上8点至晚上10点),业主和承商选用了下列主要施工设备: 12台宝峨旋挖钻机BG 30(图2),动力头扭矩输出达300kNm ,不仅可直接迅速的安装护筒,保持精确的垂直度,同时搭配六键锁扣式嵌岩钻杆,粗壮稳定的桅杆及大三角支撑系统,能有效在此种复杂的困难地层中进行钻孔桩施工。
图2 宝峨旋挖钻机BG 302不同地层中使用的配套钻头(图3),在此项目中每种桩径都选配了4种钻头。
其中的短动力头扭矩 输出300kNm大三角支撑系统六键锁扣式嵌岩钻杆B A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C EB A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C EB A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C E螺旋钻SBF-P2适用于护筒内的干孔施工,嵌岩旋挖斗KBF-K 主要用于泥浆中破岩取土,岩芯钻KRR 及球齿岩芯钻KRR-M 分别用于不同程度的坚硬地层的突破。
因为宝峨旋挖钻机凯氏钻掘系统的特性, 可以因应不同地层快速更换钻具, 当遇到艰难地层必须反复使用2~3个不同的钻头时, 可以在1分钟之内迅速更换钻头,维持最佳钻掘效果确保进度。
除了4个主要的挖掘用钻具,为因应严格的成桩质量控制要求 还配置了特别用于清除孔底淤泥的清底旋挖斗KB-L ,在抽砂换浆之前可以迅速的除去大部分的沉淀泥砂,提高工效。
SBF-P2KBF-KKB-L KRR KRR-M图3 不同地层中使用的配套钻头3.2 主要技术措施 (1) 困难地层的钻掘在一般的硬地层挖掘中 通常以嵌岩旋挖斗KBF-K 辅以一般的岩芯钻KRR 即可相当有效的掘进。
本项目钻掘过程中最主要困难点在第六层 大孤石及漂石包覆于坚硬的粉质黏土中 岩体占整个土体比例高达70%以上 由于岩石强度非常高 一般KRR 型岩芯钻的锥形齿无法有效的切入岩体。
因此特别为此项目搭配了KRR-M 球齿岩芯钻 利用球型齿上的钨钢头对岩体辗压切割 有效的切断分割岩体 再利用嵌岩旋挖斗将当中分隔出的岩体绞碎并取出钻孔外 (图4) 。
有时岩芯钻KRR-M 可以将整个被切断的岩芯提出 经钻芯取样送交岩土试验室进行岩体强度测试 砂岩孤石的单压强度高达168MPa 超过了原先的预估值. 钻头能否有效的切割这些高强度的岩体 成了整个钻孔桩项目的重心 球齿岩芯钻高效能钻进 对整体工程进度起了至关重要的影响。
来自钻机的下压力图4 球齿工作原理和球齿岩芯钻取出的孤石(2) 试桩钻掘 深度为确认旋挖钻机及选用的钻头能有效克服本工区的困难地层,在钻孔灌注桩正式施工前,首先B A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I N G R E P R E S A N T A T I V EO F F I C EB A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C EB A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C E做了1根试作桩,嵌入困难地层约15.5m。
该试验桩桩径为1300mm 设计深度34.2m 在软土区域 几乎达到每小时10米的进尺 每小时13m 3进入到含大量孤石的硬地层后 仍能非常稳定的维持每小时约850mm的平均掘进速度 每小时 m 3 此数值包括了用岩芯钻及嵌岩旋挖斗交互搭配的挖掘方式。
图5显示着入岩之后钻挖到达要求孔深 整个钻掘过程一直保持几乎成线性的掘进速度。
这些都归功于旋挖钻机的优异性能及搭配钻头的出色表现。
纯钻时 (HRS)度 (M )纯钻时 :20.14 hrs软 层 钻 率 : 9.86m/hr坚 层 钻 率 : 0.85m/hr图5 试挖桩钻掘记录(3) 泥浆循环除砂为确保成桩质量和满足灌注混凝土前泥浆含砂量<3%的严格要求,成孔后不仅先以清底钻清除孔底淤泥,并使用潜水泵搭配除砂器(BE250,能量250m 3/hr )进行泥浆循环除砂,避免淤泥积存桩底,甚至被混凝土推挤至桩身周围,损及桩身下段之磨擦力及桩端之点承力。
(4) 双护筒隔绝基桩磨擦力依据新加坡地铁施工规范,在1、2级施工保护区内,钻孔灌注桩上段需设置双层钢护筒隔绝基桩磨擦力,其目的是为了避免地铁隧道将来受到基桩的荷重影响,承受额外的应力甚至产生沉陷问题,危及地铁隧道的安全性。
本项目采取的施工方式为设置三支注浆管于内外层钢护筒之间(图6),在钻孔桩浇注混凝土期间同时进行水泥浆灌注。
图6 双层钢护筒隔绝基桩磨擦力剖面 A-AB A U E R M A S CG m B E I J I N G R E P F F I C B A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C EN G m b H B E I V EO F F I C E4 施工进度(图7)图6显示着整体钻孔桩项目的施工进度。
在有效率的工地调配安排 旋挖钻机的高运转率搭配适当的嵌岩钻头,在2003年11月中旬到2004年四月中旬,这短短的5个月时间即完成整个项目95%的钻孔桩。
而后由于剩余钻孔桩数量减少,部分机具出场,并且剩余的钻孔桩因距离地铁非常近,都是双护筒隔绝式施工,钻孔完成后的后续工作繁多,造成工进减慢。
然就整个钻孔桩项目而言,仍是在要求工期之内顺利完工。
10002000300040005000600070008000900011/19/0312/19/0301/18/0402/17/0403/18/0404/17/0405/17/0406/16/04挖掘方数 (m 3)图7 新加坡管理大学维多利亚街北侧院区钻孔桩施工进度5 结语BG30型大扭力旋挖钻机,动力头埋设护筒、六键扣锁式凯利钻杆,慎选的嵌岩钻头,泥浆循环和除砂装置,这些设备的选用,证明是非常适合新加坡管理大学维多利亚院区困难地层钻孔灌注桩施工工艺的要求,并保质保量地在要求工期内完成了全部钻孔桩工程。
要在邻近地铁隧道和遭遇困难地层的情况下进行钻孔桩施工,项目开始之初,需有着充分且详细的地勘报告和岩石抗压强度,并根据现场试作桩的施工情形和工期,来选择恰当的挖掘设备和配套工艺。
本文藉由一个在地层中含有大量孤石且邻近地铁隧道的钻孔桩施工案例,提出说明与探讨,供国内设计和施工单位在日后类似条件下基桩工程的参考。
参考文献1 Bauer Technologies Taiwan Limited (2003), Comprehensive Proposal for Construction of Bored Pile atSingapore Management University.B A U E R M A S CH I m b H B E I J I NG R E P R E F I C EB A U E R M A S CH I N E B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EB A U E R M A S CH I N E N G m b H B E I J I NG R E P R E S A N T A T I V EO F F I C E。