鋼護筒在淤泥樁施工中的方案.doc

鋼護筒在淤泥樁施工中的方案 1、工程概況機電及汽車實訓中心在人工挖孔樁施工中，當深度達到1012m后，有15根樁出現(xiàn)了較厚的淤泥層，經(jīng)現(xiàn)場釬探，淤泥層厚度大約在1.53.5m之間，且含水量高，流動性強導致無法正常成孔。起初我們采取了縮短護壁、打鋼筋樁等方法，以期通過淤泥層，但在開挖時，淤泥向上涌，且存在塌孔等安全隱患。若繼續(xù)施工最嚴重的樁孔四周土體將產(chǎn)生下陷，出現(xiàn)裂紋，甚至垮塌等情況，將無法保證安全。2、方案的選擇于是最初的人工挖孔樁施工方案對此不適用，需修改施工方案，所以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，我們提出兩種施工方案：使用鋼護筒代替混凝土護壁成孔；壓力注漿。針對以上兩種施工方法，我們咨詢了中國建筑西南勘察設計研究院有限公司、中國建筑西南設計研究院有限公司的專家、技師，項目主要負責人討論，進行了綜合施工效果論證比較：方法1能保證施工安全，周期短，簡便易行且造價最低，但有斜孔、成孔橢圓等可能；方法2也能保證施工安全，但因淤泥質(zhì)土層，注漿的效果將不是很好，而且受大部分樁成孔已成型的影響，注漿機械難以進入，因此我們認為應先采取鋼護筒代替混凝土護壁成孔施工。3、原理簡介鋼護筒護壁法就是利用振動器將鋼護筒振入地層中，依次接長鋼護筒，然后繼續(xù)振入鋼護筒，如此循環(huán)，直至基巖表面，以此來維護軟弱土層的孔壁穩(wěn)定性，保證沖擊鉆的正常鉆進施工。此法根據(jù)鉆孔成孔和鋼護筒安放的先后次序可分為鋼護筒超前護，鋼護筒拖后護，鋼護筒跟進護3種護壁方法，混凝土澆筑后護筒不再取出。（1）鋼護筒超前護就是鋼護筒的振入先于人工挖孔樁施工，即在挖空之前，先用振動頭將備好的鋼護筒振入土層中，接長鋼護筒，如此反復，直至巖面標高。然后在鋼護筒護壁的情況下，工人在護筒內(nèi)施工，直至樁底設計標高。這種方法須在鋼護筒制作加強肋板和刃角，且只能在基巖表面為強風化或中風化巖層和軟弱土層中應用。（2）鋼護筒拖后護就是先鉆進成孔，后下沉鋼護筒，直至基巖巖面。在鋼護筒下沉前，對不穩(wěn)定巖層及軟弱土層的孔壁進行造漿護壁，方法同泥漿護壁法。（3）鋼護筒跟進護，當挖至不穩(wěn)定巖層或軟弱土層時需要護壁，則先振入鋼護筒，再邊挖邊下沉護筒，至基巖巖面。本工程在挖樁的過程中，將根據(jù)實際情況采用（1）、（3）相結(jié)合施工。4、施工準備針對方法1有斜孔的可能，進行平衡樁孔周圍土壓力，將孔口處土體較高部分挖除，填至土體較低處，多余的土石及時運走，以使樁孔混凝土護壁四周均勻受壓，從而保證砼護壁受力均勻，在鋼護筒施工時周圍受力均勻，以免產(chǎn)生側(cè)移，造成斜孔，導致施工失敗。5、鋼護筒加工5.1鋼護筒強度計算按護筒均勻受力計算，暫不考慮失穩(wěn)護筒承受的土壓力P=H=2015=300(kN/m2 )(0.3Mpa)。式中，為流體容重，取值為20k N/m 3；H為護筒深度，取值為15 m（淤泥層深度在1015m之間）。如圖1所示，取1m高的護筒作為計算單元，沿徑向取一截面，截面厚度，高度1m。該截面所受的壓力即為：f=P10.97=3000.973.14/2=913.74（kN）。f4.35 (mm)。鋼護筒厚度大于4mm即可滿足要求，但由于計算中只考慮了鋼護筒為均勻受力，所以加大了安全系數(shù)，鋼板厚度定為5mm，且在鋼護筒的上中下用C16的螺紋鋼作加勁勒，充分滿足抗壓強度要求。圖1 鋼護筒受力簡圖5.2護筒加工本著安全、實用、節(jié)約的原則，經(jīng)過計算施工用鋼護筒采用5mm厚鋼板制成，根據(jù)現(xiàn)場材料規(guī)格及重量，每節(jié)長度1.5m，直徑A970，兩節(jié)之間采用焊接連接，如圖2、圖3。第一節(jié)鋼護筒應在施工前通過焊接加長至3m左右，這樣有利于施工過程中減少斜孔機會，保證鋼護筒中心準確，同時也提高了施工人員的安全性；但又不宜太長，鋼護筒過長，進入孔口有困難。每個樁孔最下部的一節(jié)需加工刃口，刃口采用16Mn鋼板制成，長度為100mm，焊接在護筒上；上、下部加工出倒棱，如圖3所示。6、淤泥樁成孔施工由于鋼護筒外徑為970mm，而樁孔的最小直徑是960mm。為保證鋼護筒能順利進入淤泥層，施工時需將已完成的砼護壁突出端削去15mm，如圖3所示。然后，使用卷揚機將鋼護筒吊入樁孔內(nèi)，當鋼護筒達到淤泥層時，邊挖淤泥邊用大錘敲擊鋼護筒，使鋼護筒能沉入淤泥中。施工中每進尺300mm進行一次對中測量檢查，發(fā)現(xiàn)有偏心、傾斜現(xiàn)象及時進行調(diào)整，保證鋼護筒中心準確，滿足標準要求。每節(jié)鋼護筒沉入一半后，吊入下一節(jié)鋼護筒，使用焊接的方式將相鄰兩節(jié)護筒焊在一起，為保證接口鋼度，在接口內(nèi)側(cè)環(huán)向每200mm使用250mm長20鋼筋進行幫條焊。焊接牢固，繼續(xù)施工。直至通過淤泥層500mm以后再進行正常挖孔施工。為安全起見，一般應使鋼護筒與已完成的砼護壁搭接1.5m左右。如圖4所示。另外穿過淤泥層后，按原人工挖孔樁施工方案施工，但必須將鋼護筒進行加固，可在混凝土護壁上打膨脹螺栓，用鋼絲繩拴在鋼護筒內(nèi)側(cè)的吊環(huán)上，避免鋼護筒下墜，澆筑好的護壁混凝土將鋼護筒進行支撐。施工中，嚴格保證通風，尤其兩節(jié)鋼護筒連接，進行孔內(nèi)焊接時，送風量不得小