蓋挖逆作車站工程AM樁施工工法

2014年度參評(píng)三級(jí)工法AM樁施工工法PAGE第4頁共8頁AM樁施工工法1.前言隨著城市的不斷斷發(fā)展，高層層建筑越來越多、地地面交通越來來越擁堵，城市軌軌道交通建設(shè)尤其是地鐵車車站面臨著施工場地越越來越狹小、建筑物保護(hù)成本及風(fēng)險(xiǎn)越來越高的窘境，地鐵車站如采用蓋挖逆作法施工可在一定程度上緩解以上壓力。蓋挖逆作法施工基坑暴露時(shí)間短可以盡快恢復(fù)地面交通，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小，有利于保護(hù)臨近建筑物和構(gòu)筑物。蓋挖逆作法中立柱施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)定位器施工方法安全風(fēng)險(xiǎn)大、定位精度低，而AM樁工法不但施工安全、速度快、精度高，而且可以有效縮短抗拔樁長度，是蓋挖逆作車站中立柱施工的一種理想方法。合肥地鐵大東門門站采用蓋挖挖逆作施工。車車站抗拔樁直直徑分2000mmm、1800mmm兩種樁型，直徑2000mmm灌注樁，設(shè)設(shè)兩道直徑3000mmm擴(kuò)大頭，分分別位于樁底底標(biāo)高及樁底底以上9.4m處，直徑1800mmm擴(kuò)底灌注樁樁，設(shè)1道直徑3000mmm擴(kuò)大頭，位位于樁底。永久性鋼管柱安安裝采用HPE液壓垂直插插入法施工，永永久性鋼管混混凝土柱根據(jù)據(jù)樁長直徑有有700、800、900mm三種，鋼管管壁厚20mm，最大法蘭蘭直徑1600mmm，鋼管插入入樁頂以下3.95m。2.工法特點(diǎn)2.1采用擴(kuò)底底抗拔樁可以以提高樁基抗抗拔能力30%以上。2.2全部機(jī)械械化作業(yè)，減減少人員進(jìn)入入樁底安裝定定位器的風(fēng)險(xiǎn)。2.3永久性鋼鋼管柱安裝垂直度度、平面位置置精度高，提提高工程質(zhì)量量。3.適用范圍本工法適用于土土層或軟巖地地層蓋挖逆作法建筑筑物抗拔樁、中立柱施工工，適用鋼管管柱直徑Φ300～2500mm，鋼管柱的長長度≤50m，鋼管柱的的重量≤80T。4工藝原理抗拔樁采用全液液壓可視可控控?cái)U(kuò)底旋挖鉆鉆機(jī)進(jìn)行擴(kuò)底底，保證樁基抗拔效果果；根據(jù)兩點(diǎn)定定位原理，通通過HPE插入機(jī)的夾夾具抱緊鋼管柱，HPE插入機(jī)上下下往復(fù)運(yùn)動(dòng)將將鋼管柱向下下插入，通過過安裝在鋼管管柱上的傳感感器在操作室利用電腦控制制系統(tǒng)調(diào)整鋼管柱垂垂直度及平面面位置，最后后結(jié)合人工測測量保證鋼管管柱安裝精度度。5施工工藝流程程與操作要點(diǎn)點(diǎn)5.1施工工藝藝流程（圖1）AM全液壓旋挖鉆機(jī)定AM全液壓旋挖鉆機(jī)定位施工現(xiàn)場準(zhǔn)備埋設(shè)鋼護(hù)筒等徑樁成孔利用擴(kuò)孔鉆頭第一次清孔安裝鋼筋籠等徑樁成孔至設(shè)計(jì)深度擴(kuò)底成孔結(jié)束，測量孔深灌注混凝土混凝土灌注完畢鋼筋籠制作鋼筋籠驗(yàn)收穩(wěn)定液循環(huán)穩(wěn)定液處理回收廢棄不合格穩(wěn)定液儲(chǔ)藏池邊鉆邊注入穩(wěn)定液穩(wěn)定液配制安裝導(dǎo)管檢測沉渣擴(kuò)底成孔開始液壓垂直插入機(jī)就位垂直插入永久性鋼管柱鋼管柱內(nèi)澆筑砼鋼管柱安裝完成砼養(yǎng)護(hù)填充鋼柱外縫隙拔出鋼護(hù)筒圖-1AMM樁施工工藝藝流程5.2操作要點(diǎn)點(diǎn)5.2.1埋設(shè)設(shè)護(hù)筒樁位測量放樣后后用旋挖鉆機(jī)機(jī)鉆孔至鋼護(hù)護(hù)筒需埋設(shè)深深度，旋挖鉆鉆機(jī)移開，HPE液壓垂直插插入機(jī)就位。HPE液壓垂直直插入機(jī)的定定位器中心與與樁位中心對(duì)對(duì)齊，控制護(hù)護(hù)筒中心位置置；就位后HPE液壓垂直插插入機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼鋼護(hù)筒360度旋轉(zhuǎn)沉入入鋼護(hù)筒至地地面以下7.5m，護(hù)筒埋設(shè)設(shè)后移除HPE液壓垂直插插入機(jī)。本工程鋼管柱柱柱頂在地面以以下6m，埋設(shè)鋼管管柱后需拆除除鋼管柱送柱柱的工具柱，因因此鋼護(hù)筒的的長度應(yīng)不少少于8m，護(hù)筒直徑徑應(yīng)比樁直徑徑大200mm，確保人工工下入孔內(nèi)6m切除工具柱柱的安全。5.2.2成孔孔護(hù)筒埋設(shè)完畢后后，用泥漿泵泵向孔內(nèi)注入入穩(wěn)定液，使使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)機(jī)至中風(fēng)化巖巖層，隨后更更換沖擊鉆機(jī)機(jī)完成中風(fēng)化化巖層的成孔孔。鉆進(jìn)中根據(jù)嚴(yán)格格控制穩(wěn)定液液的質(zhì)量，及及時(shí)向孔內(nèi)注注入穩(wěn)定液使使孔內(nèi)水位高高出地下水位位2m以上。旋挖鉆鉆孔過程程中，用兩臺(tái)臺(tái)經(jīng)緯儀雙向向隨時(shí)檢測鉆鉆機(jī)鉆桿的垂垂直度，當(dāng)鉆鉆孔有傾斜時(shí)時(shí)，可往復(fù)進(jìn)進(jìn)行掃孔修正正，直至垂直直度符合要求求。沖擊鉆成孔過程程中經(jīng)常檢查查鋼絲繩在錘錘頭沖擊前后后的狀態(tài)，必必要時(shí)采用超超聲波檢測儀儀進(jìn)行垂直度度檢測，確保保成孔垂直度度滿足要求。在成孔過程中或或成孔后孔壁壁坍塌，輕度度塌孔應(yīng)加大大穩(wěn)定液密度度和提高水位位；嚴(yán)重塌孔孔，應(yīng)回填粘粘土，等待一一定時(shí)間后采采用低速鉆進(jìn)進(jìn)。鉆孔時(shí)經(jīng)常檢查查穩(wěn)定液的性性能，當(dāng)各項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)超過上上下限時(shí)，應(yīng)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。5.2.3擴(kuò)底底AM工法可視全全液壓擴(kuò)底旋旋挖鉆機(jī)更換換AM工法擴(kuò)底魔魔力鏟斗進(jìn)行行擴(kuò)底成孔作作業(yè)，本工程程為Φ2000mmm擴(kuò)至3000mmm,在擴(kuò)底施工工時(shí)，通過映映像監(jiān)視系統(tǒng)統(tǒng)，在自動(dòng)管管理中心的指指揮下，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)擴(kuò)底鏟斗在在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)中中切削土體實(shí)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔作業(yè)業(yè)，鏟斗的刀刀排鑲嵌鈦合合金，被平均均分成二份或或四份進(jìn)行巖巖土的切削挖挖掘，實(shí)施水水平擴(kuò)底，期期間產(chǎn)生的巖巖土砂礫被鏟鏟斗所容納，收收回鏟斗交帶帶到地面。擴(kuò)擴(kuò)底成孔結(jié)束束后，測量孔孔深并組織監(jiān)監(jiān)理單位進(jìn)行行確認(rèn)。圖-2AM可可視全液壓擴(kuò)擴(kuò)底旋挖鉆機(jī)機(jī)成孔作業(yè)圖-3AAM可視擴(kuò)底影影像管理裝置置AM可視全液壓壓旋挖擴(kuò)底鉆鉆孔灌注樁護(hù)護(hù)壁采用人造造穩(wěn)定液，穩(wěn)穩(wěn)定液比重應(yīng)應(yīng)控制在1.2以內(nèi)。清孔時(shí)時(shí)將擴(kuò)底魔力力鏟斗（桶式式，帶檔板）放放至孔底，通通過鏟斗旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆進(jìn)渣土達(dá)達(dá)到清孔目的的。安裝鋼筋筋籠后采用所所舉反循環(huán)進(jìn)行二次清清孔。5.2.4澆筑筑混凝土鋼筋籠采用1000噸履帶吊整整體吊裝,要嚴(yán)防碰撞撞、變形。在穩(wěn)定液比重、粘粘度、含砂率率及沉渣厚度度等控制指標(biāo)標(biāo)滿足規(guī)范要要求后，方可可進(jìn)行下道工工序。清孔結(jié)束后必須須在30分鐘內(nèi)灌注注混凝土，否否則必須重新新清孔，水下下混凝土采用用C35，考慮慮灌注樁混凝凝土澆筑完成成后安裝鋼管管柱，混凝土土的初凝時(shí)間間控制在36小時(shí)以上，考考慮鋼管柱插插入需要一定定的時(shí)間，單單樁澆注混凝凝土的澆注時(shí)時(shí)間應(yīng)控制在在4小時(shí)內(nèi)。首次混凝土灌注注料，初灌料料不應(yīng)小于計(jì)計(jì)算初灌方量量，混凝土必必須連續(xù)灌入入，控制導(dǎo)管管埋深在2～5米。要嚴(yán)格檢查混凝凝土的坍落度度及和易性，坍坍落度一般控控制在18～22㎝。混凝土灌注時(shí)，提提升導(dǎo)管要慢慢并平穩(wěn)提升升，嚴(yán)防碰撞撞鋼筋籠。在保證樁頭混凝凝土質(zhì)量的前前提下，最后后一次混凝土土澆灌量要考考慮插入鋼管管柱所占體積積。5.2.5HPPE垂直插入入機(jī)就位對(duì)中中混凝土灌注完成成后，重新放放出樁位為中中心，并將十十字線標(biāo)記在在護(hù)筒上。復(fù)復(fù)核樁位后，將將HPE液壓插插入機(jī)械的定定位器中心與與基礎(chǔ)樁位中中心在同一垂垂直線上，然然后吊裝HPPE垂直插入入機(jī)就位，HPE液壓壓插入機(jī)根據(jù)據(jù)定位器就位位對(duì)中。5.2.6調(diào)整整HPE垂直插插入機(jī)水平度度就位對(duì)中后，HHPE液壓插插入機(jī)械可手手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)調(diào)整水平度，并并重新復(fù)核中中心位置，滿滿足要求后即即可吊裝鋼管管柱入孔。5.2.7吊裝裝鋼管柱鋼管柱對(duì)接工具具柱后的長度度在41m以上，為保保證吊裝時(shí)不不產(chǎn)生變形、彎彎曲，采用二二臺(tái)吊車多點(diǎn)點(diǎn)抬吊，將鋼鋼管柱垂直緩緩慢放入HPPE垂直插入入機(jī)上，抬吊吊的設(shè)計(jì)是保保證鋼管柱不不產(chǎn)生變形、彎彎曲的前提，根根據(jù)我公司的的經(jīng)驗(yàn)，吊點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)如下圖圖：圖-4HPPE液壓垂直插插入機(jī)圖-5鋼管柱吊裝5.2.8HPPE垂直插入入機(jī)液壓插入入鋼管柱鋼管柱吊放至HHPE垂直插插入機(jī)內(nèi)，下下入孔內(nèi)至第第二道法蘭（頂頂部向下第二二道）后，由由HPE垂直插插入機(jī)抱緊鋼鋼管柱，并復(fù)復(fù)測鋼管柱垂垂直度，滿足足要求后垂直直插入孔內(nèi)，剛剛開始下放鋼鋼管柱時(shí)，由由于鋼管柱的的自重，鋼管管柱能自由下下入孔內(nèi)一定定深度，當(dāng)浮浮力大于鋼管管柱重量后，由由HPE垂直插插入機(jī)將鋼管管抱緊，由液液壓插入裝置置的液壓下壓壓力將鋼管柱柱下壓插入孔孔內(nèi)，當(dāng)插至至混凝土頂面面后，重新復(fù)復(fù)測鋼管垂直直度，此時(shí)根根據(jù)安裝在鋼鋼管柱上的垂垂直儀來檢測測鋼管柱的垂垂直度，測定定數(shù)據(jù)可根據(jù)據(jù)電腦分析確確定鋼管柱的的垂直度，滿滿足垂直度要要求后繼續(xù)下下壓插入至混混凝土中；如如不滿足要求求可調(diào)整HPPE垂直插入入機(jī)的水平度度直至鋼管柱柱垂直度滿足足要求。圖-6HPPE插入機(jī)圖-7插入鋼管柱柱5.2.9鋼管管柱四周回填填碎石HPE液壓垂直直機(jī)垂直插入入永久性鋼管管柱后，根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)圖紙鋼鋼管柱安裝完完成后在四周周回填細(xì)沙，考考慮到細(xì)沙在在護(hù)壁穩(wěn)定液液中無法沉淀淀密實(shí)，在鋼鋼管柱安裝后后可對(duì)永久性性鋼管柱四周周進(jìn)行碎石回回填，碎石的的粒徑不得大大于25mm，一般采用5-25連續(xù)級(jí)配的的碎石，回填填時(shí)碎石在鋼鋼管柱四周均均勻填入，碎碎石回填高度度與永久性鋼鋼管柱頂標(biāo)高高以下500mm，上部等工工具柱拆除后后回填；回填填時(shí)排出的穩(wěn)穩(wěn)定液用泥漿漿泵抽至廢漿漿池后外運(yùn)清清除。5.2.10澆澆筑鋼管柱內(nèi)內(nèi)砼永久性鋼管柱四四周回填后，可可澆筑永久性性鋼管柱內(nèi)混混凝土，先下下放永久性鋼鋼管柱內(nèi)的鋼鋼筋籠，采用用吊筋將鋼筋筋籠固定在永永久性鋼管柱柱上口，控制制鋼筋籠頂標(biāo)標(biāo)高，再下放放導(dǎo)管進(jìn)行永永久性鋼管柱柱內(nèi)的混凝土土灌注，永久久性鋼管柱內(nèi)內(nèi)混凝土為干干作業(yè)灌注，在在灌注時(shí)需特特別注意永久久性鋼管柱法法蘭部位的混混凝土密實(shí)度度，當(dāng)灌注到到法蘭部位時(shí)時(shí)，需上下抽抽動(dòng)導(dǎo)管使混混凝土充分填填筑法蘭底部部的空隙，混混凝土澆筑至至鋼管柱頂以以下200mm，便于后續(xù)續(xù)接柱。5.2.11切切除工具柱當(dāng)鋼管柱四周回回填并澆筑鋼鋼管柱內(nèi)混凝凝土后，四周周回填碎石已已固定永久性性鋼管柱，即即可拆除上部部送柱工具柱柱，割除永久久性鋼管柱與與送柱工具柱柱連接部位，拆拆除送柱工具具柱后由吊車車將HPE垂直插入機(jī)機(jī)移位即可。5.2.12回回填孔口拔除除鋼護(hù)筒永久性鋼管柱內(nèi)內(nèi)的混凝土達(dá)達(dá)到初凝后，對(duì)對(duì)鋼管柱內(nèi)上上口未澆筑混混凝土的回填填細(xì)砂，便于于今后開挖清清理；其余部部位回填碎石石或易密實(shí)的的砂土至孔口口，拔除鋼護(hù)護(hù)筒。6主要材料與與機(jī)具設(shè)備(見表6-1)表6-1主主要材料及主主要機(jī)具設(shè)備備序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)號(hào)數(shù)量（臺(tái)）備注1鋼墊板4×2m62碎石若干根據(jù)回填數(shù)量備備用3氣割設(shè)備14挖掘機(jī)15AM工法擴(kuò)底旋旋挖鉆機(jī)AM620016旋挖鉆機(jī)SWDM-28817履帶吊150噸18履帶吊80噸19沖擊鉆機(jī)CZ-8若干巖層，數(shù)量根據(jù)據(jù)實(shí)際確定10HPE液壓垂直直插入機(jī)311全站儀112紅外線水平儀LS627113超聲波地下連續(xù)續(xù)墻檢測儀UDM150QQ17．質(zhì)量控制7.1抗拔樁樁基底為土層層時(shí)宜用旋挖挖鉆機(jī)成孔，基基底為巖層時(shí)時(shí)宜用沖擊鉆鉆機(jī)成孔，以以保證樁孔的的垂直度，樁樁孔的垂直度度控制在L/3000以內(nèi)。7.2鋼管柱、工工具均在工廠廠加工，并根根據(jù)其長度及及運(yùn)輸能力考考慮是否需在在現(xiàn)場對(duì)接，在在現(xiàn)場對(duì)接后后經(jīng)探傷檢測測合格方可使使用。鋼管柱及工具柱柱的加工要求求①鋼管柱對(duì)接接的焊縫，外外表面必須光光潔、平整，不不得出現(xiàn)凹凸凸不平的現(xiàn)象象，格構(gòu)柱搭搭接板焊接在在內(nèi)側(cè)。②對(duì)接鋼管柱柱表面平整度度要控制在1/600。③縱面彎曲值值：F≤1/600且f≤5mm。④鋼管柱橢圓圓度f/D≤3/600。⑤起吊撓度≤≤1/600。7.3鋼管柱安安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)①立柱中心線和和基礎(chǔ)中心線線允許偏差±5mm；②立柱頂面不平平度允許偏差差±5mm；③立柱頂面標(biāo)高高和設(shè)計(jì)標(biāo)高高允許偏差00~-20mmm；④立柱不垂直度度允許偏差LL/1000mmm，最大不大大于15mm（傳統(tǒng)工法最高精度度僅能滿足小小于1/500）；⑤各柱間距離允允許偏差小于于柱距的1/10000mm；⑥各柱上下兩平平面相應(yīng)對(duì)角角線差允許偏偏差20mmm；7.4工具柱長長度應(yīng)能保證證其重復(fù)使用用，一般按柱柱頂至地面高高度+設(shè)備高度4.5m+預(yù)留操作高高度1m計(jì)算，根據(jù)據(jù)計(jì)算取最長長的加工，工工具柱的數(shù)量量900直徑不少于4根，800mm直徑不少于4根，700mm直徑不少于1根，工具柱柱的直徑、壁壁厚與鋼管柱柱相同，鋼管管柱與工具柱柱對(duì)接時(shí)接頭頭部位需增加加內(nèi)襯管，內(nèi)內(nèi)襯管外徑宜宜比鋼管柱直直徑小10～20mm，便于工具具柱與鋼管柱柱對(duì)接，做法法詳見下圖：：圖-8鋼管管柱現(xiàn)場探傷傷檢測圖-9鋼管柱與工工具柱連接詳詳圖7.5為了保證證鋼柱定位的的精確度和垂垂直度，在鉆鉆孔灌注樁澆澆灌完成后，必必須馬上進(jìn)行行場地的平整整。場地平整整時(shí)，土體要要擠壓密實(shí)，地地面的平整度度要一致，以以確保HPE液壓插入機(jī)機(jī)械就位、定定位的準(zhǔn)確。7.6在鉆進(jìn)過過程中?？變?nèi)內(nèi)穩(wěn)定液液面面始終高于地地下水位2m以上，以保保證孔內(nèi)穩(wěn)定定液起到平衡衡孔壁的作用用。7.7抗拔樁鋼鋼筋籠頂鋼筋在不大于于樁孔直徑的的情況下宜成成喇叭狀向外外張開，以便于鋼鋼管柱的插入入。7.8抗拔樁需需灌注超緩凝混凝凝土，緩凝時(shí)間在36小時(shí)以上，混混凝土灌注前前必須有專人人負(fù)責(zé)復(fù)核混混凝土性能是否符合合要求。7.9抗拔樁樁混凝土灌注注量要考慮鋼鋼管柱插入所所占體積，避避免后期鑿除除工作量過大。7.10鋼管管柱用HPE機(jī)安裝到位位后有須進(jìn)行我工測量復(fù)核核，確保安裝裝精度。7.11鋼管柱柱內(nèi)混凝土在在灌注時(shí)需特特別注意鋼管管柱法蘭部位位的混凝土密密實(shí)度，當(dāng)灌灌注到法蘭部部位時(shí)，需上上下抽動(dòng)導(dǎo)管管使混凝土充充分填筑法蘭蘭底部的空隙隙。7.12鋼管外外回填碎石粒粒徑不宜過大大，一般控制制在50mm以內(nèi)，以免免損傷鋼管柱柱及其防腐涂涂層。7.13鋼管柱柱對(duì)接后、工工具柱焊接后均需進(jìn)進(jìn)行垂直度檢檢測，只有滿滿足要求后才才能使用。8.安全措施8.1施工過程程吊裝作業(yè)較多多，應(yīng)經(jīng)常檢查查吊索吊具；；吊裝作業(yè)時(shí)時(shí)施工人員在在要站在吊車車回轉(zhuǎn)半徑之之外，防止造造成人身傷害害。8.2鋼管柱下下插過程是通過液液壓實(shí)現(xiàn)的，在在下插過程中中，施工人員員距離HPE機(jī)、泵車不得得小于4m，防止液壓壓油噴出傷人人。8.3鉆機(jī)和擴(kuò)擴(kuò)孔機(jī)等施工工機(jī)械應(yīng)停放放于平坦處，防防止因機(jī)械失失穩(wěn)造成人員員、機(jī)械受損損。8.4鋼管柱內(nèi)內(nèi)回填碎石須沉降4小時(shí)以上可進(jìn)入護(hù)筒內(nèi)切割工具柱柱，進(jìn)入人員員應(yīng)佩戴安全全帶。8.5樁孔四周周為硬化地面面且在成孔過程中中保存較好的的可在HPE機(jī)放置普通鋼板，否否則應(yīng)下墊特特制大型鋼墊墊板。9.環(huán)保措施9.1施工過程程中產(chǎn)生的泥泥漿盡