摘要 咬合樁樁身之間相互咬合、緊密聯(lián)系,不僅具有良好的施工性和受力性,而且其防水擋土的效果也適用于許多地質條件復雜的大型地下工程,是介于連續(xù)墻與常規(guī)樁之間的一種新型支護形式,優(yōu)點和適用性尤為突出。
關鍵詞 鉆孔咬合樁 巖溶 深基坑
1 引言
鉆孔咬合樁是指平面上沿一條直線布置的成排混凝土樁間彼此相互嵌合,從而形成整體連續(xù)的鋼筋混凝土“樁墻”。咬合樁一般情況下是由素混凝土A序樁和鋼筋混凝土B序樁相間施工形成,施作順序是先施作A序樁,后施作B序樁,B樁切割A樁部分混凝土從而形成咬合結構,因此A樁在澆筑過程中一般采用超緩凝型混凝土以便B樁順利完成切割,使之形成整體連續(xù)的、具有良好防水擋土作用的基坑圍護結構。
本文以六盤水市城市中心區(qū)某基坑工程為背景工程,經(jīng)詳細勘察發(fā)現(xiàn),擬建場地位于城市中心區(qū),周圍建(構)筑物及地下管線密集。地形起伏較大,從區(qū)域上看主要為北西-南東向斷裂構造體系控制。距場地北側約500m分布一條北西-南東向的逆斷層,斷層兩盤均為石炭系地層。場區(qū)地層為石炭系擺佐組(C1b)灰色灰白色白云質灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀220°∠40°左右,受區(qū)外斷層影響,場區(qū)巖層褶曲發(fā)育,巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育~發(fā)育,呈近垂直于巖面發(fā)育為特征。
場區(qū)基坑開挖影響范圍內的主要土層為:回填塊石、素填土(主要由粘土組成,含有碎石及角礫等,含量約為10-30%)、沖洪積土、淤泥質土、有機質土,白云質灰?guī)r、白云巖等。擬建場區(qū)地表水主要為自西向東流向的水城河。水城河流量約為15~30L/S,水量變化與降雨關系十分密切,季節(jié)變化性強?辈炱陂g擬建場地段河水水位標高約為1786.5m。場區(qū)內的地下水根據(jù)其埋藏條件可以分為巖溶裂隙水和土層內的孔隙水。而砂礫層的透水性相對較強,其上覆粘土層又較薄,使得下伏巖溶裂隙水與土層內的孔隙水有了較好的連通性;而且場區(qū)地下水受地表水滲透補給影響較大。
2 圍護體系設計
根據(jù)詳勘報告,針對該場區(qū)復雜的工程地質和水文地質條件,提出三種支護設計方案:邊坡預先采用Φ800mmC15素混凝土樁對邊坡進行截水帷幕后,邊坡采用抗滑樁局部土層較厚段輔以內支撐支護。但采取這種方案機械使用多樣,增加施工組織工作,額外增加截水帷幕措施占地面積,超出規(guī)劃用地范圍,支護結構由地下室邊線向外占地2.6m;若采用蓋挖法進行支護。頂板作為支撐結構,具有較大的橫撐力,可以避免圍護結構向基坑內部的變形,待將土回填后可將道路復原,使得交通在第一時間得到恢復,減少對市區(qū)交通和人們生活的影響。但缺點是結構防水在施工縫處施工困難,對后期施工及建筑使用產(chǎn)生一系列影響。在進行方案比選后,決定采用鉆孔咬合樁圍護形式,局部土層較厚段輔以內支撐對邊坡進行支護。咬合樁支護結構由素混凝土樁(即A序樁)樁徑1800mm+鋼筋混凝土樁(即B序樁)樁徑1800mm的咬合樁組成。采用這種支護方式支護結構與截水帷幕措施可以同時進行,施工機械既簡單,施工過程及工序又比較方便,便于施工組織;支護結構占地面積較小,由地下室邊線向外占地1.8m。
3 鉆孔咬合樁施工方法
咬合樁支護結構由A樁(即素混凝土樁)樁徑1800mm和B樁(即鋼筋混凝土樁)樁徑1800mm的咬合樁組成,樁中心距為1600mm。A樁采用C15混凝土,B樁采用水下C30混凝土。相鄰兩樁咬合200mm。樁頂設置冠梁,冠梁尺寸1.2×1.8m,采用C30混凝土澆筑;鶐r面位于開挖標高以上,素混凝土樁進入基坑開挖標高以下不小于1.5m(為控制超挖現(xiàn)象),基巖位于開挖標高以下,素混凝土樁進嵌入中風化基巖不小于1.0m,鋼筋混凝土樁樁長不小于設計長度并進入巖層不小于6m。在灌注混凝土之前應對鉆孔進行清底,孔底深渣的厚度應小于100mm,施工中采用旋挖鋼套管全長護壁,鉆孔達到設計深度。樁頂應設置導墻,導墻單側寬度1.8m,導墻厚度0.5m。針對局部土層較厚地段,由于懸臂樁樁頂位移過大,為控制樁頂變形邊坡輔以內支撐支護。內支撐段兩側鋼筋混凝土樁對稱布置,基坑跨度大,基坑中部設置支撐立柱,抗滑樁上設置環(huán)梁,內支撐梁與環(huán)梁有效連接,使結構集體受力控制。內支撐采用φ609×11鋼管支撐,立柱擬采用φ450×11mm鋼管,端部固定桿件八字撐H400型鋼。坡頂設置截水溝及護欄,坡腳設置排水溝及集水井;臃侄问┕ざ祟^處采用Φ800mC15素混凝土樁進行截水帷幕,樁軸間距為0.7m。相鄰兩樁咬合100mm;鶐r面位于開挖標高以上,樁進入基坑開挖標高以下不小于1.5m(為控制超挖現(xiàn)象),基巖位于開挖標高以下,樁進嵌入中風化基巖不小于1.0m,待下一段施工時,邊開挖便拆除。
4 鉆孔咬合樁施工技術保證措施
、艦榱耸逛摻罨炷罛序樁順利完成成孔過程,在A序樁混凝土施工中要加入高效緩凝型減水劑,B序樁施作應在A序樁(素混凝土樁)混凝土達到初凝狀態(tài)前進行施作,利用套管機鉆孔同時澆筑混凝土,達到樁身之間的無縫接合同時消除對A序樁混凝土樁身的損害。根據(jù)設計安排,A序樁混凝土的配合比設計將初凝時間控制在60小時以內。
、茦痘鶎ξ唬涸谄秸蟮牡孛嫔线M行碾壓夯實,鋪30mm厚鋼板,然后移動支穩(wěn)調平鉆機以保證樁基鉆頭中心準確對準樁位中心。
、菫榱吮WC孔口定位有足夠高的精度,在鉆孔咬合樁頂部設置混凝土或鋼筋混凝土導墻,待鉆機就位以后,在定位孔中
插入第一節(jié)套管同時進行檢查和調整,確保定位孔與套管周圍的空隙保持均勻。導墻施工中允許偏差應符合以下規(guī)定:
、贅缎呐c導墻圓心的允許偏差值為±10mm;
、跇吨睆脚c導墻直徑的允許偏差值為0~25mm;
、蹆葔γ娲怪倍≤0.5%;
④導墻頂面平整度≤5mm。
、葮兜拇怪倍鹊目刂
1)、套管垂直度的檢查與校正
在施工鉆孔咬合樁前應對鉆孔咬合樁的垂直對進行檢查和校正,檢查和校正過程應在平整地面上進行,首先進行單節(jié)套管垂直度的檢查與校正,然后將預先配制好的套管順次連接起來,并保證垂直度偏差控制在2‰~3‰。
2)成孔過程中樁身垂直度的監(jiān)測與檢查
、俚孛姹O(jiān)測:處于地面以上部分套管的垂直度采用線錘進行監(jiān)測,選擇兩個相互垂直的方向進行,若發(fā)現(xiàn)偏差要即時進行糾正。每根樁在成孔過程中都要進行檢測,不能中斷。
、诳變葯z查:各節(jié)套管在下壓后安裝下一節(jié)套管之前都要用線錘進行孔內垂直度的檢查,隨時進行糾偏,確保合格后進行下一節(jié)套管的施工。
5 結論與展望
鉆孔咬合樁是地下基坑工程圍護結構的一種新型式、新工法,它獨特的優(yōu)點和適用性得到了地下工程專家的認可。在套管內采用旋挖鉆進行取土,與其他圍護方式相比無泥漿污染,對于城市施工中環(huán)保措施極高的要求與文明施工的要求具有顯著價值。成孔施工中采用旋挖鉆機與套管鉆機配合使用,使成孔時間單樁由原來的35小時縮短到5~7小時,加快了施工進度、提高了機械利用率、降低了施工成本,為鉆孔咬合樁成孔提供了新思路與新方法。同時也取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益,推廣應用前景光明。
參考文獻
[1] 李昌寧.杭州地鐵車站深基坑圍護結構-鉆孔咬合樁的施工.巖土工程界,2005,(1).
[2] 唐孝芝.淺談嵌巖鉆孔咬合樁施工技術.云南科技管理,2012,(5).
[3] 杜平.深大基坑混凝土咬合樁支護結構工作性狀研究.
關鍵詞 鉆孔咬合樁 巖溶 深基坑
1 引言
鉆孔咬合樁是指平面上沿一條直線布置的成排混凝土樁間彼此相互嵌合,從而形成整體連續(xù)的鋼筋混凝土“樁墻”。咬合樁一般情況下是由素混凝土A序樁和鋼筋混凝土B序樁相間施工形成,施作順序是先施作A序樁,后施作B序樁,B樁切割A樁部分混凝土從而形成咬合結構,因此A樁在澆筑過程中一般采用超緩凝型混凝土以便B樁順利完成切割,使之形成整體連續(xù)的、具有良好防水擋土作用的基坑圍護結構。
本文以六盤水市城市中心區(qū)某基坑工程為背景工程,經(jīng)詳細勘察發(fā)現(xiàn),擬建場地位于城市中心區(qū),周圍建(構)筑物及地下管線密集。地形起伏較大,從區(qū)域上看主要為北西-南東向斷裂構造體系控制。距場地北側約500m分布一條北西-南東向的逆斷層,斷層兩盤均為石炭系地層。場區(qū)地層為石炭系擺佐組(C1b)灰色灰白色白云質灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀220°∠40°左右,受區(qū)外斷層影響,場區(qū)巖層褶曲發(fā)育,巖體節(jié)理、裂隙較發(fā)育~發(fā)育,呈近垂直于巖面發(fā)育為特征。
場區(qū)基坑開挖影響范圍內的主要土層為:回填塊石、素填土(主要由粘土組成,含有碎石及角礫等,含量約為10-30%)、沖洪積土、淤泥質土、有機質土,白云質灰?guī)r、白云巖等。擬建場區(qū)地表水主要為自西向東流向的水城河。水城河流量約為15~30L/S,水量變化與降雨關系十分密切,季節(jié)變化性強?辈炱陂g擬建場地段河水水位標高約為1786.5m。場區(qū)內的地下水根據(jù)其埋藏條件可以分為巖溶裂隙水和土層內的孔隙水。而砂礫層的透水性相對較強,其上覆粘土層又較薄,使得下伏巖溶裂隙水與土層內的孔隙水有了較好的連通性;而且場區(qū)地下水受地表水滲透補給影響較大。
2 圍護體系設計
根據(jù)詳勘報告,針對該場區(qū)復雜的工程地質和水文地質條件,提出三種支護設計方案:邊坡預先采用Φ800mmC15素混凝土樁對邊坡進行截水帷幕后,邊坡采用抗滑樁局部土層較厚段輔以內支撐支護。但采取這種方案機械使用多樣,增加施工組織工作,額外增加截水帷幕措施占地面積,超出規(guī)劃用地范圍,支護結構由地下室邊線向外占地2.6m;若采用蓋挖法進行支護。頂板作為支撐結構,具有較大的橫撐力,可以避免圍護結構向基坑內部的變形,待將土回填后可將道路復原,使得交通在第一時間得到恢復,減少對市區(qū)交通和人們生活的影響。但缺點是結構防水在施工縫處施工困難,對后期施工及建筑使用產(chǎn)生一系列影響。在進行方案比選后,決定采用鉆孔咬合樁圍護形式,局部土層較厚段輔以內支撐對邊坡進行支護。咬合樁支護結構由素混凝土樁(即A序樁)樁徑1800mm+鋼筋混凝土樁(即B序樁)樁徑1800mm的咬合樁組成。采用這種支護方式支護結構與截水帷幕措施可以同時進行,施工機械既簡單,施工過程及工序又比較方便,便于施工組織;支護結構占地面積較小,由地下室邊線向外占地1.8m。
3 鉆孔咬合樁施工方法
咬合樁支護結構由A樁(即素混凝土樁)樁徑1800mm和B樁(即鋼筋混凝土樁)樁徑1800mm的咬合樁組成,樁中心距為1600mm。A樁采用C15混凝土,B樁采用水下C30混凝土。相鄰兩樁咬合200mm。樁頂設置冠梁,冠梁尺寸1.2×1.8m,采用C30混凝土澆筑;鶐r面位于開挖標高以上,素混凝土樁進入基坑開挖標高以下不小于1.5m(為控制超挖現(xiàn)象),基巖位于開挖標高以下,素混凝土樁進嵌入中風化基巖不小于1.0m,鋼筋混凝土樁樁長不小于設計長度并進入巖層不小于6m。在灌注混凝土之前應對鉆孔進行清底,孔底深渣的厚度應小于100mm,施工中采用旋挖鋼套管全長護壁,鉆孔達到設計深度。樁頂應設置導墻,導墻單側寬度1.8m,導墻厚度0.5m。針對局部土層較厚地段,由于懸臂樁樁頂位移過大,為控制樁頂變形邊坡輔以內支撐支護。內支撐段兩側鋼筋混凝土樁對稱布置,基坑跨度大,基坑中部設置支撐立柱,抗滑樁上設置環(huán)梁,內支撐梁與環(huán)梁有效連接,使結構集體受力控制。內支撐采用φ609×11鋼管支撐,立柱擬采用φ450×11mm鋼管,端部固定桿件八字撐H400型鋼。坡頂設置截水溝及護欄,坡腳設置排水溝及集水井;臃侄问┕ざ祟^處采用Φ800mC15素混凝土樁進行截水帷幕,樁軸間距為0.7m。相鄰兩樁咬合100mm;鶐r面位于開挖標高以上,樁進入基坑開挖標高以下不小于1.5m(為控制超挖現(xiàn)象),基巖位于開挖標高以下,樁進嵌入中風化基巖不小于1.0m,待下一段施工時,邊開挖便拆除。
4 鉆孔咬合樁施工技術保證措施
、艦榱耸逛摻罨炷罛序樁順利完成成孔過程,在A序樁混凝土施工中要加入高效緩凝型減水劑,B序樁施作應在A序樁(素混凝土樁)混凝土達到初凝狀態(tài)前進行施作,利用套管機鉆孔同時澆筑混凝土,達到樁身之間的無縫接合同時消除對A序樁混凝土樁身的損害。根據(jù)設計安排,A序樁混凝土的配合比設計將初凝時間控制在60小時以內。
、茦痘鶎ξ唬涸谄秸蟮牡孛嫔线M行碾壓夯實,鋪30mm厚鋼板,然后移動支穩(wěn)調平鉆機以保證樁基鉆頭中心準確對準樁位中心。
、菫榱吮WC孔口定位有足夠高的精度,在鉆孔咬合樁頂部設置混凝土或鋼筋混凝土導墻,待鉆機就位以后,在定位孔中
插入第一節(jié)套管同時進行檢查和調整,確保定位孔與套管周圍的空隙保持均勻。導墻施工中允許偏差應符合以下規(guī)定:
、贅缎呐c導墻圓心的允許偏差值為±10mm;
、跇吨睆脚c導墻直徑的允許偏差值為0~25mm;
、蹆葔γ娲怪倍≤0.5%;
④導墻頂面平整度≤5mm。
、葮兜拇怪倍鹊目刂
1)、套管垂直度的檢查與校正
在施工鉆孔咬合樁前應對鉆孔咬合樁的垂直對進行檢查和校正,檢查和校正過程應在平整地面上進行,首先進行單節(jié)套管垂直度的檢查與校正,然后將預先配制好的套管順次連接起來,并保證垂直度偏差控制在2‰~3‰。
2)成孔過程中樁身垂直度的監(jiān)測與檢查
、俚孛姹O(jiān)測:處于地面以上部分套管的垂直度采用線錘進行監(jiān)測,選擇兩個相互垂直的方向進行,若發(fā)現(xiàn)偏差要即時進行糾正。每根樁在成孔過程中都要進行檢測,不能中斷。
、诳變葯z查:各節(jié)套管在下壓后安裝下一節(jié)套管之前都要用線錘進行孔內垂直度的檢查,隨時進行糾偏,確保合格后進行下一節(jié)套管的施工。
5 結論與展望
鉆孔咬合樁是地下基坑工程圍護結構的一種新型式、新工法,它獨特的優(yōu)點和適用性得到了地下工程專家的認可。在套管內采用旋挖鉆進行取土,與其他圍護方式相比無泥漿污染,對于城市施工中環(huán)保措施極高的要求與文明施工的要求具有顯著價值。成孔施工中采用旋挖鉆機與套管鉆機配合使用,使成孔時間單樁由原來的35小時縮短到5~7小時,加快了施工進度、提高了機械利用率、降低了施工成本,為鉆孔咬合樁成孔提供了新思路與新方法。同時也取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益,推廣應用前景光明。
參考文獻
[1] 李昌寧.杭州地鐵車站深基坑圍護結構-鉆孔咬合樁的施工.巖土工程界,2005,(1).
[2] 唐孝芝.淺談嵌巖鉆孔咬合樁施工技術.云南科技管理,2012,(5).
[3] 杜平.深大基坑混凝土咬合樁支護結構工作性狀研究.