文|廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 顏良
東莞市環(huán)莞快速路(成才路至?;⒘⒔欢?市政工程第十二、十三標(biāo)段位于東莞市虎門鎮(zhèn)、長安鎮(zhèn)。第十二標(biāo)段起止樁號為K9+000—K12+700,主路全長3.7公里;包括五座通道,最大跨度13.95米。道路等級為城市快速路,雙向六車道,設(shè)計行車速度為80km/h;第十三標(biāo)段起止樁號為K12+700—K15+160,主路全長2.46公里,包括常虎立交主線橋及A、H、M匝道橋,兩座通道,?;⒘⒔籄、C、D、E、F、G、H、M、J、K、P、R匝 道,S上山公路,Q地方公路,收費站廣場,蓮湖路連接道路,蓮湖路主路及蓮湖路立交V、U匝道,橋梁最大跨度57米;道路等級為城市快速路,雙向六車道,設(shè)計行車速度為80km/h。該工程主要內(nèi)容包括:道路工程;橋梁工程;通道工程;軟基處理工程;給排水工程;電氣工程;高邊坡防護(hù)工程;管溝基坑支護(hù)工程等。
施工過程中,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場某些施工區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變,存在破碎帶,對結(jié)構(gòu)非常的不利,經(jīng)甲方、設(shè)計、監(jiān)理、地勘及施工單位現(xiàn)場反復(fù)比選,確定破碎帶的范圍,破碎帶處理設(shè)計采用嵌巖型注漿微型鋼管樁。
1.采用的嵌巖微型注漿鋼管樁樁長估計15~29米,樁型為GGJ2鋼管規(guī)格 168X10,所有鋼管材料采用Q235號鋼材。要求樁端進(jìn)入微風(fēng)化巖內(nèi)長度不少于2000mm,單樁承載力設(shè)計值約1200KN。
2.鋼管樁采用普通地質(zhì)鉆機(jī)成孔,成孔直徑約220mm,孔內(nèi)灌注純水泥漿,水泥強(qiáng)度等級為425,水灰比不大于0.5,要求樁身水泥立方體抗壓強(qiáng)度不小于25MPa,注漿壓力不小于0.3MPa。
3.樁徑容許偏差(-20,+50),垂直度1.0%,樁位中心偏差不得大于100mm;
由于在破碎帶上施工,地質(zhì)條件比較差,會出現(xiàn)如下問題:
1.鉆孔施工時,孔壁周圍經(jīng)常有石塊等碎渣落下,往往導(dǎo)致鉆頭損壞或卡殼等現(xiàn)象發(fā)生。
2.孔壁往往由于土質(zhì)松軟,局部塌下后導(dǎo)致覆蓋層松動,而如果遇到大面積坍塌情況發(fā)生時,往往會發(fā)生埋鉆事故。
3.鉆進(jìn)過程中,出現(xiàn)鉆頭飄移而引起斜孔。
4.沉管過程垂直度不容易控制,后期注漿會引起樁位。
為了保證施工質(zhì)量,我司采取如下措施:
1.鉆頭加導(dǎo)向措施,確保鉆孔的垂直度。
2.創(chuàng)新使用雙鋼管的措施,即加大鉆孔直徑,外圍鋼護(hù)筒沉管,內(nèi)部鋼管樁鋼管沉管。外部鋼護(hù)筒起到保護(hù)鋼管樁鋼管免受破碎帶地質(zhì)影響,確保施工質(zhì)量。
3.采用對接焊接加內(nèi)襯管的形式,保證接口質(zhì)量,保證鋼管樁質(zhì)量。具體如下所述:
鋼管底部加工2個“V”型缺口,并在下部6米長度范圍內(nèi)每間隔1米開2個對稱φ20小孔,上下排小孔呈對稱正交布置。鋼管接長采用對接焊接,接頭位置采用內(nèi)襯管的形式,保證對接質(zhì)量。
場地整平——制作鋼管——定位測量放線孔距——鉆孔機(jī)按方位鉆孔——清理鉆孔——安裝注漿機(jī)——鋪設(shè)下放鋼管——固定注漿管——攪拌水泥漿——到入水泥漿——拔出外圍鋼護(hù)筒——鋼管與樁壁之間注漿。
1、50型鏟車平整場地,根據(jù)現(xiàn)場地勢找坡排水設(shè)置排水溝和集水井。
2、鋼管制作:鋼管底部加工2個“V”型缺口,并在下部6米長度范圍內(nèi)每隔1米開2個對稱φ20小孔,上下排小孔。
3、測量放線:根據(jù)設(shè)計孔洞直徑、間距、排距使用筷子打入地下定位。
4、成孔:采用高速油壓鉆機(jī)成孔,鉆孔前復(fù)核測量基線、水準(zhǔn)點及樁位,鉆孔過程中不斷檢測樁中心及直徑,并隨時觀察土質(zhì)變化,對照復(fù)核地質(zhì)報告,出入較大時應(yīng)和勘察、設(shè)計單位聯(lián)系,采取處理措施。每進(jìn)深2m需要接一次鉆桿,直至得到設(shè)計有效深度,成孔直徑為220mm,管內(nèi)灌注素水泥漿,樁端進(jìn)入微風(fēng)化巖層不小于2000mm。鉆孔過程中,垂直度難以控制,我司采取以下方法。
1)確保鉆機(jī)機(jī)身的平穩(wěn)
在鉆機(jī)鉆進(jìn)的過程中,由于鉆機(jī)沖擊力很大,機(jī)身必然受到很大的反作用力,機(jī)身在鉆孔的過程中必然是不斷地震動,那么我們要做的防護(hù)措施是:保證工作面的平整,將機(jī)身的四個角用鋼筋與地面焊接牢固。
2)確保鉆頭的垂直鉆進(jìn)
鉆頭在遇到同一均勻地質(zhì)時,會垂直的鉆下去,當(dāng)鉆頭處的地質(zhì)不均勻時,鉆頭會向相對軟弱的地址偏孔,我們的處理方法:在鉆桿上加固導(dǎo)向,以通過減小鉆桿的離心力,而保證在鉆進(jìn)過程中鉆頭不偏心。
5、清理樁孔:在倒入水泥漿之前,需對樁孔做干凈清理,必須使孔底沉渣厚度小于40mm。
6、安裝注漿機(jī):在施工現(xiàn)場按要求確定位置把注漿機(jī)固定住,把攪拌的水泥漿倒入6mm鋼板焊接制成的1m×1m×1m槽內(nèi),最后再由注漿機(jī)注入水泥漿。
7、鋼管安裝下放:采用起吊設(shè)備,將制作好的鋼管,放入孔內(nèi),預(yù)估樁端埋深15.0~29.0m(現(xiàn)地面計起),待外鋼護(hù)筒安放好后,安放鋼管樁鋼管。
1)鋼管的對接焊接質(zhì)量
鋼管接長采用對接焊接,接頭位置采用內(nèi)襯管的形式,由于鋼管長在7.2m—9.6m之間,而成樁的深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼管長度,需要通過焊接工藝保證鋼管樁所需鋼管長度,由于作業(yè)面限制,我們必須在下完一節(jié)管后,焊接第二節(jié)管。在管對接焊接過程中,管的左右設(shè)置兩個3米高的吊錘,呈十字交叉放置,在X方向、Y方向控制鋼管的垂直度。
2)下管,通過拉繩擺動鋼管,確保鋼管沉管的垂直度。
>>鋼管安裝下放
8、安裝下放注漿管:注漿機(jī)把注漿管直接聯(lián)接到下入孔內(nèi)的鋼管底部,注漿管使用橡膠管輸送。
9、攪拌水泥漿:水泥漿由專用機(jī)械拌漿,按水灰比按照0.45~0.5配制,采用42.5R水泥。
10、灌漿:即采用孔底返漿灌漿法,灌漿管插至孔底,直至孔口反出純漿體為止時停止灌漿。注漿管要安裝上壓力表,注漿壓力值一般為0.5Mpa,水灰比例一般在0.45~0.5之間,注漿后暫時不把管拔出,直到水泥漿從管外流出為宜,拔出注漿管,把鋼管端部密閉,加壓幾分鐘后,等到水泥漿再次從鋼管外流出為止。
11、用吊車迅速將鋼護(hù)筒在漿體未凝固前拔出。
12、加壓注漿需多次:因一次注漿往往很難達(dá)到充盈系數(shù)要求,如果需要確保注漿壓力達(dá)到0.5Mpa,需要多次間斷性注漿,一般是4~5次,當(dāng)漿液至管口時,即停止灌漿,關(guān)閉進(jìn)漿閥,拆除注漿管。
灌漿后,由于漿體的凝固收縮及沉淀,要及時進(jìn)樁管內(nèi)補(bǔ)漿及采用水泥漿進(jìn)行充填密實鋼管與混凝土間隙,特別在樁孔內(nèi)壁與鋼管樁外側(cè)會有空隙出現(xiàn),所以施工中在水泥漿初凝后,必須對其空隙位進(jìn)行補(bǔ)灌漿處理,使孔口位達(dá)到灌漿、充填飽滿。
我司采用鉆桿增加導(dǎo)向,雙鋼管措施,鋼管對接焊接的措施,保證了鋼管樁在破碎帶地質(zhì)條件下的施工質(zhì)量,產(chǎn)生了一定的社會影響,取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,對我司以后相似項目具有一定的指導(dǎo)作用,同時,為鋼管樁在破碎帶施工技術(shù)方面做出了一定的貢獻(xiàn)。