沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應用

沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應用沖擊鉆孔灌注樁在臨海地質(zhì)地基中的應用

中圖分類號：P634文獻標識碼：A

1、前言

本工程用地為開山碎石土填海地質(zhì)，地質(zhì)條件復雜，與海水連通，滲透性好，因此樁基施工難度較大。工程部通過華潤中心-威海灣九里一期樁基施工總結(jié)出一套較為適用的施工計劃及管控方法，為本工程后續(xù)項目建設(shè)及類似地質(zhì)條件的項目建設(shè)提供借鑒經(jīng)驗。

2、施工計劃

2.1項目概況及現(xiàn)場條件

2.1.1項目概況

根底采用沖擊鉆孔灌注樁根底，樁徑800-1400mm，單樁承載力5278―6514KN，總樁數(shù)約1224支，施工總工期55天，施工任務極重。

2.1.2現(xiàn)場條件

根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況，場內(nèi)三通一平施工條件如下：

三通：

1、施工用水接入點位于工地西側(cè)如家酒店北，據(jù)現(xiàn)場約800米。

2、電源工程部已在施工場地西南側(cè)安裝兩臺630KVA變壓器，租用抱海400KVA。施工電量存在缺口，殘余用電量由施工單位自行解決，施工單位聯(lián)系租用凈雅酒店兩臺800KVA變壓器，另行租用2臺630KVA變壓器。

3、進入場地道路滿足施工條件。

一平：場地大部存在前期建港筑壩遺留的臨建建筑垃圾，需現(xiàn)場平整。

2.1.3施工進度方案表

序號

施工工程

時間進度

相應材料、機械設(shè)備供應

1

施工準備

3天

沖擊鉆機、鏟運機、吊車及其他配套設(shè)備進場；材料進場。

2

定位放線

全站儀、水準儀、經(jīng)緯儀、鋼尺等。

3

設(shè)備安裝

沖擊鉆機安裝及試運行。

4

鋼筋籠加工

45天

鋼筋籠加工，日加工不少于30個

5

項目樁施工

50天

項目樁施工，日成樁不少于25根

6

竣工清理

1天

設(shè)備撤離現(xiàn)場

2.1.4施工現(xiàn)場主要數(shù)據(jù)

總量

每天

表明

樁數(shù)〔支〕

1052

25

按照50天工期，每天需成樁25支

砼量〔m3〕

26000

676

開鉆第3天需砼量約為2028m3(3倍的每天成樁量〕，以后每天需砼量逐漸平穩(wěn)為676m3

廢棄泥漿量〔m3〕

52000

1014

開鉆第3天廢棄泥漿3042m3(3倍的每天成樁量〕每天廢棄漿量1040m3

黃泥用量〔m3〕

20000

400

平均每天用量為400m3

電容量〔KVA〕

4500

鋼筋籠加工〔個〕

1237

25

每個籠子需2-3節(jié)，每天需要70節(jié)

道路

現(xiàn)場具有兩條道路，并用建筑垃圾壓實，門口50m范圍設(shè)置洗車池，并鋪設(shè)石子壓實

2.2人員組織

工程部由工程總經(jīng)理擔任總協(xié)調(diào)，下設(shè)技術(shù)、質(zhì)量、現(xiàn)場施工管理人員，現(xiàn)場分6個施工區(qū)，采取分區(qū)管理方式，監(jiān)理、施工單位管理人員按區(qū)塊分配，分別對區(qū)塊內(nèi)的進度、質(zhì)量、平安負責。

2.2.2對施工單位的要求

公司主要管理人員到工地辦公，提高工作效率及突發(fā)事件的處理能力；現(xiàn)場分6個施工區(qū)，每個施工區(qū)設(shè)置2名施工員，2名排漿人員，1名電工，1名平安員；樁機施工人員為固定獨自人員，每臺樁機6人，所有機械司機設(shè)2人，兩班倒；針對項目特點安頓專人，如交通指揮，砼調(diào)度，設(shè)備調(diào)度；砼調(diào)度每2個區(qū)設(shè)1名專職砼調(diào)度，獨自針對一家攪拌站進行調(diào)度。

2.3材料準備

2.3.1混凝土

砼總用量約26000m3工期50天，每天用量約670方。為避免一家混凝土攪拌站供給出現(xiàn)供給量缺乏、設(shè)備損壞等原因，現(xiàn)場選用3家混凝土供給商分別是蘭德、望島、鳳林。

2.3.2鋼材

鋼材選用山東四大鋼廠〔濟南、青島、萊鋼、日照〕。

2.3.3造漿黃土

預計總用量為：20000m3。工地現(xiàn)有存量約4700m3，可供施工12天用。奠基儀式后3月2日-3月8日可進場12000m3，殘余缺乏量準備高價在望島村及橋頭磚廠購置。

2.4施工設(shè)備

樁機根據(jù)項目量及施工工期本項目方案投入87臺烏卡斯鉆機，20臺單繩鉆機。

吊車主要用于設(shè)備移位及下放鋼筋籠，方案投入6臺，每個施工區(qū)域1臺。

裝載機方案投入4臺，每2個施工區(qū)域1臺，殘余一臺用于漏漿嚴重區(qū)域臨時調(diào)配。

挖掘機用于臨時泥漿坑開挖，方案投入3臺每2個施工區(qū)域1臺。

3P泥漿泵方案投入10臺，泥漿車運輸車10臺，臨時泥漿周轉(zhuǎn)池內(nèi)用6臺，2臺用于泥漿裝車，2臺備用。

鋼筋加工設(shè)備按照3個鋼筋加工組配備〔每個加工組需配備6臺電焊機，1臺彎曲機，1臺截斷機〕。

鋼筋運輸采用拖拉機拖運，每2個施工區(qū)域1臺。

2.5車流量及施工道路

車流量

進入施工現(xiàn)場的車流量主要為砼運輸車輛及運送廢棄泥漿的車輛。砼運輸車輛每天按700m3計算約70車次，廢棄泥漿運輸車輛每天約110車次〔根據(jù)實地測試距泥漿拋棄地點往返路程需40分鐘，每臺車按24小時運送12車次計算〕，每天進入施工現(xiàn)場的車輛約為180車次。

施工道路

根據(jù)車流量施工現(xiàn)場設(shè)置3條〔2條11m寬的雙行道和1條5m寬的單行道〕臨時施工道路并形成環(huán)行。

場地內(nèi)施工道路采用砼塊等建筑垃圾回填壓實，要求高于地面不小于50cm。

進入工地50米內(nèi)施工道路采用1-2cm石子回填壓實，并設(shè)置洗車池，安頓專人沖洗進出車輛。

附?施工道路平面布置圖》

2.6樁基施工區(qū)域劃分

現(xiàn)場劃分為6個施工區(qū)，每個施工區(qū)域內(nèi)包含臨時施工道路、臨海面，主樓等，將施工難點分解到每個施工區(qū)?？傮w上采取臨時施工道路下、臨近大海一側(cè)及主樓樁基優(yōu)先施工、內(nèi)部車庫樁基后施工的順序，樁間距小于4D時采取隔孔施工的辦法。

因主樓施工在關(guān)鍵線路上，確保主樓滿負荷施工是本項目的重點，主樓樁機排布按最大限度進行，樁機數(shù)量以滿足主樓施工為主，樁機排布不僅能夠排開，要保證有混凝土罐車進出的通道，樁施工間距大于4D。先進行沙盤排演練再進行現(xiàn)場排布，在施工中遇到特殊情況及時調(diào)整。

2.7質(zhì)量控制措施

2.7.1鉆孔灌注樁各工序質(zhì)量控制辦法

場地平整：場地的耐力滿足設(shè)備行走施工條件，場地標高高于設(shè)計樁頂標高0.6m以上，使用水準儀測量控制。

孔位放樣：軸線偏差小于1cm，樁位偏差小于2cm，并在場區(qū)內(nèi)沿軸線方向設(shè)置控制網(wǎng)，使用全站儀和鋼尺測量控制。

護筒埋設(shè)：埋設(shè)深度大于60cm，埋設(shè)要牢固，護筒頂高于地面20cm，護筒壁距離樁位相同，使用鋼尺測量控制。

鉆機就位：鉆機應牢穩(wěn)，錘頭起落鋼絲繩正對孔位偏差不得大于1cm，使用鋼尺測量控制。

孔位檢查：軸線偏差小于1cm，樁位偏差小于2cm使用全站儀和鋼尺測量控制。

鉆孔：須到達勘察報告入持力層深度，入巖后每鉆進20cm沖撈出的巖粉持續(xù)1.0米與前期勘察時巖樣相符，有效樁長使用標尺繩和鋼尺控制測量。

成孔檢查：成孔時孔位中心偏差不得大于10cm，使用鋼尺測量控制。

清孔：孔底沉渣去除干凈，泥漿含砂量小于4％，使用檢測儀器或撈砂斗測量控制。

清孔檢查：測錘入孔底時無粘稠感，與孔底巖石撞擊感覺明顯，使用測錘控制，檢查人員要熟練準確。

下鋼筋籠：控制鋼筋籠的樁頂標高，高出設(shè)計籠頂標高10cm，使用鋼尺測量控制。

導管安裝：導管下入必須居中，導管底口與孔底的距離為0.3～0.5m，導管接頭處采用法蘭連接，接口使用膠圈密封，使用鋼尺測量控制。

測量沉渣：沉渣厚度不應大于50《，測量大于50mm時，應繼續(xù)進行清孔，直至小于50mm，使用鋼尺和鋼制測錘測量控制。

灌混凝土：連續(xù)灌注砼，嚴禁中途停工，在灌注過程中經(jīng)常用鋼制測錘來探測砼面的回升高度，使用鋼尺和鋼制測錘測量控制。

停止灌注：砼灌注高度高出設(shè)計樁頂標高0.8m，使用鋼尺測量控制。

2.7.2減少潮汐對混凝土灌注影響的措施

臨一側(cè)樁基施工時受海水潮汐影響大，由臨海一側(cè)向場地內(nèi)的順序施工，臨海樁基施工完成后可對地基土產(chǎn)生一定的固化并起到一定阻水作用、減輕海水潮汐對場地內(nèi)的影響，降低漏漿、塌孔等事故的機率，從而在一定程度上加快施工進度。

根據(jù)潮汐表推算潮汐時間，盡量防止臨海面施工時在潮汐時間換漿、混凝土灌注。

2.8現(xiàn)場應急措施

2.8.1、道路通行

確定砼供給商后及時到交警部門匯報工地實際情況，并辦理臨時施工通行證。

盡量防止頂峰期灌注砼。

時刻關(guān)注現(xiàn)場施工道路通暢情況，現(xiàn)場24小時配備挖掘機隨時配合修路，保持道路正常通行。

突發(fā)車輛機械事故，第一時間把車輛拖到不影響道路通行的區(qū)域，并通知24小時待命維修組進行搶修。

2.8.2、設(shè)備維修

工地配足葉輪泥漿泵、樁機鋼絲繩、樁機離合片、樁機剎車片及維修錘頭用的軌道鋼等常用易損件。

現(xiàn)場機械設(shè)備出現(xiàn)故障后維修主體為樁機操作人員，同時工程部從項目維修車間調(diào)配6名設(shè)備維修技師，24小時常駐工地負責設(shè)備搶修。

2.8.3、砼供給

除了已經(jīng)商談好的3家攪拌站〔原方案每家供兩個施工區(qū)〕，增加瀚威和萬鑫攪拌站為應急供砼商，簽訂應急供給合同。

2.8.4黃泥供給

聯(lián)系蔬菜工地〔溫泉高架橋附近〕和西門工地供給，并與橋頭磚廠商談好，黃泥供給缺乏時，，從磚廠供給。

3沙盤演練

為確保華潤中心一期樁基項目保質(zhì)、保量、保平安且按進度要求順利完工，威海華潤中心住宅一期工程部針對樁基計劃的可行性進行論證，采取了“沙盤演練〞法，預先對施工過程中的機械施工行走路線進行模擬，在實際施工中取得了較好的效果。

3.1沙盤模型

3.2施工過程

3.2.1施工準備

〔1〕平整場地

〔2〕鋪設(shè)電纜、配電箱

〔3〕挖大小泥漿池和準備泥漿泵

〔4〕進場鋼筋檢測

〔5〕鋼筋籠制作、檢查

3.2.2測量放線、施放樁位

以規(guī)劃測量單位提供的水準點及測量控制網(wǎng)進行引測，在軸線的延長線上做點建立控制網(wǎng)，每個控制點采用不少于0.2m3砼澆筑，中間放置埋件，在埋件上刻十字作為軸線引測點，根據(jù)測量控制網(wǎng)施放樁位。在樁基施工過程中，每天對現(xiàn)場測量控制點和樁位進行校核并作好有效愛護,校核采用全站儀和尺量兩種辦法。

3.2.3護筒埋設(shè)的頂端和底端深度控制措施

埋設(shè)護筒時，護筒頂面高于周圍地面不少于800mm，護筒底端埋設(shè)深度不低于1500mm。在渙散地層中，地層的環(huán)箍效應作用小，再加上受潮汐變化的影響，極易造塌孔、埋錘頭現(xiàn)象，所以沖擊鉆進過程中，要不斷向孔內(nèi)補充泥漿，提錘頭、停機時，也要密切注意樁孔內(nèi)水頭高度，及時向樁孔內(nèi)補充泥漿，保持孔內(nèi)水位高于護筒內(nèi)底腳0.5m以上，提高樁孔內(nèi)水頭壓力來平衡外部地下水壓力至關(guān)重要。

護筒埋設(shè)的頂端和底端深度控制措施

3.2.4鉆機就位

鉆機就位時，要事先檢查鉆機的性能狀態(tài)是否良好，保證鉆機工作正常。使用吊車搬運，要求鉆機要鞏固、平整，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動，底盤要水平。沖擊鉆中心鋼絲繩、鉆頭中心和樁位中心點應位于同一鉛垂線上。

3.2.5泥漿指標控制

施工中要嚴格控制泥漿各項性能指標，在回填層鉆進時泥漿比重為1.3～1.5較適合，在一般地層鉆進時應控制在1.2～1.5。泥漿的含砂率越小越好，含砂率大時會降低粘度、增加沉淀、磨損鉆具，停鉆時易造成埋鉆、卡鉆事故。特別是存在易坍塌的大塊石填土地層，現(xiàn)場施工技術(shù)人員要重視泥漿的質(zhì)量控制和檢測，本項目要求泥漿密度1.2～1.5，粘度18～28s，含砂率≤4%，膠體率≥95%，失水率≤20mL/30min，泥皮厚≤3mm/30min。泥漿中可摻入膨潤土粉末，以提高泥漿性能指標。

現(xiàn)場測量泥漿稠度、含砂率、泥漿比重

3.2.6沖擊成孔

沖擊成孔灌注樁是利用沖錐式鉆頭提升一定高度后自由下落的沖擊力來破碎巖石、排除碎塊后成孔，再用掏渣筒、泥漿循環(huán)或其它辦法將鉆渣巖屑排出，從而形成樁孔。施工過程中，每鉆進2～3m，用直尺測量一次沖擊鉆中心鋼絲繩的偏位，以便隨時修正孔斜，答應垂直度偏差不得大于1%。

3.2.7清孔取樣

鉆進過程中及時清孔取樣，按順序置入巖芯箱內(nèi)，做好標簽記錄；正常鉆進未進入基巖前，每不大于3m，清孔取樣一次；計入基巖后，非樁端持力層每鉆進300~500mm，清孔取樣一次；進入樁端持力層每鉆進100~300mm，清孔取樣一次，確定進入持力層后，進入持力層深度要滿足設(shè)計要求。清孔取樣時，對照地質(zhì)報告，一般新破碎的巖樣顏色光亮，呈棱角狀，而砂石顏色暗淡，呈亞圓狀。

3.2.8清孔

清孔是沖孔灌注樁施工保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)，通過清孔確保樁孔的質(zhì)量指標、孔底沉渣厚度。項目樁孔因有較厚的渙散易坍土層，清孔后不能立即終孔，而在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導管后進行二次清孔作業(yè)，保證砼成樁質(zhì)量。

3.2.9鋼筋籠吊放

起吊鋼筋籠采用扁擔起吊法，起吊點設(shè)在鋼筋籠箍筋與主筋連接處，且吊點對稱并一次性起吊，以保證鋼筋籠在起吊時不變形。吊放鋼筋籠入孔時應對準孔位，保持垂直，輕放、慢放入孔，不得左右旋轉(zhuǎn)，假設(shè)遇妨礙應停止下放，查明原因進行處理，嚴禁高提猛落和強制下落。下放鋼筋籠時要求有技術(shù)人員在場，現(xiàn)場測護筒頂標高，準確計算長度，以控制鋼筋籠的樁頂標高及鋼筋籠上浮等問題。

3.2.10水下灌注砼

成孔和清孔質(zhì)量檢驗合格后開始灌注砼。本工藝采用自由塞隔水，導管下入必須居中，下入長度和實際孔深必須嚴格丈量，使導管底口與孔底的距離保持在0.3～0.5m。首澆砼必須保證埋管深度不小于1.5m，由于漏斗容積缺乏1m3，在實際操作中投入球膽、放入錐塞，當砼灌滿漏斗立即拔起塞子，繼續(xù)向漏斗補加砼，使砼連續(xù)澆注。灌注砼要連續(xù)從漏斗口邊側(cè)溜滑入導管內(nèi)，不可一次放滿