【word】 关于降低复杂地质条件下灌注桩充盈系数研究应用

【word】 关于降低复杂地质条件下灌注桩充盈系数研究应用 关于降低复杂地质条件下灌注桩充盈系数 研究应用 关于降低复杂地质条件下灌注桩充盈系数研究应用 梁耀枢 (东莞市虎门港供水有限公司) 摘要:根据穗莞深城际铁路圈护结构灌注桩的实际情况,f1对淤泥的特殊地质条件,介绍对该地层施f:的选择与优化,并总结该1==艺在施工过 程中的实际应用和社会效益,供类似的工程参考. 关键词:灌注桩;充盈系数 1工程概况 本工程过渡段基坑围护型式采片j灌注桩,其中灌注桩工程量为: ,混凝土1655.3m4,800@1100灌注桩407 4,~000@1150灌注桩201根 根,混凝土3364.8m3,灌注桩平面见图1.地层从上至下为:耕植土,流塑 状淤泥层,粉质粘土,全风化砾砂岩,局部仃淤泥质粉砂,强风化砾砂岩, 中风化砾砂岩,其中流塑状淤泥层平均厚度为4.88m,地质剖面见图2. 设计要求灌注桩桩底进入强风化砾砂岩和中风化砾砂岩层. m毪皇—一一 图1灌注桩平面图 垂}} 口I口一釜『0—, 同卜—重:萤l.田雾?羹一妻图2灌注桩地质剖面图 2研究分析 2.1现状调查 我们对2010年1月l7日试桩在不同地层充盈系数情况进行了现 状调查,见表1. 从表1看,流塑状淤泥的充盈系数为2,28,2,40,累积权重为 63.O%,是灌注桩充盈系数过大的主要地层. 2.2测算分析 由调查表可知:在流塑状淤泥层充盈权重占63.0%,同时,全风化层 充盈系数己在1.2范围以内,扣除全风化层进行计算,淤泥层实际权重 为:27.602/(27.602+6.758+0.618):78.9%. 经计算,只要将流塑状淤泥层充盈系数下降至1.17,目标值就可以 达到.其计算过程见表2. 2_3原因分析 表l试桩充盈系数调查表 允盈系数n厚B(m)各层充盈比重各层累积序号地层 (xl/x2)平均值(L1/L2)(x1xL1)+(x2xL2)权重% 1耕植上1.5l/1.581.550.20,0.20O.6181.4% 2流塑状淤泥2.28/2.402347.58/4.3027.602463.0% 3粉质粘土l26/l_3I1.293.1R/2.106.757815.4% 4全风化l08/l131.1lO.24/7.608.847220.2% 合计43盘2541o0 l?【{1lcn l,”Lit.:l}— j, . 1. 结论 f}砒I/ 6 一 0 15I I口_j},f-.淤.I.口衍艟}rJ-々,M化J 表2目标值测算分析表 A试桩代换后B试桩代换后A桩桩长B桩桩长各层允盈比各层充盈比地层 的充盈系数x1的充盈系数x2I1T1)L2(重(xlxLI)重2xL2) 耕植土151l580.2O.20.3020316 流塑状淤泥l17l177584.38.86865.031 粉质粘土l261313182.14.OO682.751 全风化l081130247.60.25928.588 合计112l42134366l6.686 充盈系数:累计充盈/桩长1.19969641.175O7O4 根据试桩成果,我们采用鱼刺法从人,机,料,法,环五个方面对充盈 系数过火的原因进行了仔细分析. 2.4确定要因 从关联图(图3)中可以看出,造成复杂地质条件下灌注桩充盈系数 过大的末端因素共有6项,其中流塑状淤泥地层是客观因素,为不可抗 拒因素,在此不作为确定主要原因的对象.为找出真正造成复杂地质条 件下灌注桩充盈系数过大的主要原因,我们制定了要因确认表,并 根据检查情况进行要因确认.最后确认了由于钻孔工艺选择不当是造 成允盈系数增大的主要原因. 3施工方案的优化 3.1方案一:冲击法施工 在原施工组织设计中,过渡段基坑围护结构灌注桩采用冲击法进行 施工,在大面积施工前采用冲击法进行试桩施工,试桩桩号为72#,567#, 试桩后计算混凝土充盈系数分别为1.95,1.56,平均值为1.76,发现冲击 钻成桩的充盈系数非常大,钻孔桩的充盈系数增大,充填的混凝土量随 之增大,增加的混凝土必然摊进钻孔桩的成本中,同时侵界凿除费用也 是高昂的成本,根据以往施工经验钻孔桩充盈系数一般为?1.2,冲击法 一…?….-.,一一._.一一一?一._.…...一.-.一一-._一….-.-._.-.-?….-.…+??_.. 花大力气搞好事故多发地点的顶板管理工作. (1)做好顶板事故多发地点的提前预测和预估工作,事先做到心里 有数,防忠于未然. (2)通过联合支护方式做好三岔口,十字口和大跨度巷道等地点的 支护强度. (3)加强回采工作面两端头,邻近采空等应力集中区域的顶板管理. (4)做好长时间支护和空顶区域的顶板管理. 蕉目圈 2011年10月 (5)对于较破碎顶板,必须采用严格的支护. 7结束语 总之,技术措旌完善,可行是顶板管理的基础,生产现场管理到位是 搞好顶板管理工作的前提,职工安全意识高低是顶板管理的关键,行业 嗡管力度大小是顶板管理措施落实的保证,这几个环节必须环环相扣, 链式配合,才能有效进行煤矿顶板管理,防止顶板事故发生. 图3 施工成本大. 3.2方案二:采用钻冲组合成孔法 采用上海300型回旋钻机+CZ一22型冲击钻机进行钻冲组合成孔法 施工,即先用上海300型回旋钻机钻至强风化面后,再用cz一22冲击钻 机成孔,并对1O根桩的充盈系数进行统计和效果确认.(表3) 表3钻冲组合成L法充盈系数统计表 宁号桩号设计方量实际方量允盈系数 l41l037l0.51.0l 2328.67lO.O115 34810.19l201.18 4308.75111.26 544l0.3ll2.51.2l 646lO-25l2.O1.17 7421O37l2.0116 8l7919lO.01.09 924lO43l1.5110 lO40l0.43l1511O 平均值9896l13l14 实施方案后,允盈系数平均值从实施前的1.34降低到1.14,发现 混凝十的充盈系数明显降低,93.84%的桩基充盈系数减小到T1.20以 , 减少了混凝t的浪费. 两个方案经比较,方案一:充盈系数大,成本费用大,施工难度大:方 案:充盈系数符合要求,大大减少施工成本,缩短后期凿除侵界混 凝土时间.综上所述,方案二比方案一节省成本,综合效益高,我司提出 按照方案二进行施工,并经业主,设计,精理等单位同意,采用钻冲组合 成孔法进行施工 4应用实施 (1)根据钻冲组合方法是采用上海300型回旋钻机+CZ一22型冲击钻 机进行钻冲组合成孔法施工,即先用上海300型回旋钻机钻至强风化面 后,用CZ一22冲击钻机冲击强风化及中风化层直至设计孔底标高,就完 成’个造孔. (2)钻冲成孔施工工艺流程见图4. 5施工过程中的注意问及其处理措施 5.1护筒冒水 原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时 碰撞. 措施:在埋护筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实. 在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0,1.5m的水头高度.钻头起落 时,应防止碰撞护筒.发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在暇周 填实加阎,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒. 5-2孔壁坍陷 原因:成孔过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡或泥浆突然 漏失,则可能有孔擘坍陷迹象.主要是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周 围末用粘土紧密填封以及护筒内水位不高.钻进速度过快,空钻时间过 长,成孔后待灌时间过长也会引起孔擘坍陷. 一—————一 制作护筒_—埋设护筒i — 厂赢]—J煳惜机和设备 匹磊 厂_————上————] l回旋钻移机,冲击钻就I【 ............................................. ——厂i 测量钻孔济麈,Il_====‘——一 L型_啦厂—]I滑tL; 匣I制作,黉蝓lL———————叫一L——————-j 臣[卜匪至匝 图4钻冲成孔施工工艺流程图 措施:在松散易坍塌的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒 四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高 于地下水位.吊装钢筋笼时,要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时 要缩短焊接时间,尽可能缩短沉改时间.成孔后,待灌时间一般不应大于 3h,并控制混凝士的灌注时间,在保证施丁质量的前提下,尽量缩短灌注 时间.采用优质泥浆,降低失水量.采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔 径. 53桩底沉渣量过多 原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量 不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位中心而碰撞孔 壁使泥土坍落桩底:清孔后,待灌时问过长,致使泥浆沉积. 措施:成孔后,钻头提高离孔底10,2Ocnn维持循环清孔时间不少于 30rain.钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔 壁.灌注混凝土时,利用混凝土的巨大冲击力溅起L底沉渣,达到最终清 除孔底沉渣的目的. 5.4钻孑L漏浆 原因:护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密;或水头过高 等. 措施:加稠泥浆或倒入粘土慢速转动;或回填土掺卵石,片石反复冲 击增加护壁:护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞. 5.5糊钻 原因:钻渣大或泥浆比重和粘度太人,出浆口堵塞,造成糊钻(吸 锤). 措施:冲击钻进时,可降低冲程,降低泥浆稠度,在粘土层上回填部 分砂,砾石防止吸住冲击钻头. 6结语 在复杂地质条件下灌注桩施工采用钻冲组合施工方法不仅提高了 钻(冲)L灌注桩的工程质量,加快了施工进度,降低充盈系数,节约施工 成本,具有一定的社会效益,而且取得了较好的经济效益.为以后类似的 地质情况下桩基旋工应用和方案的设计提供了宝贵的经验. 参考文献 …《建筑基坑支护工程技术规.DBJ/T15—20—97 【2】《水利水电工程施丁》(第1卷地基与基础工程/全国),2004版. I3J3《建筑地基处理技术规范》(DBJI5—38—2005). 一钻苷{I}囊系羹较大一 月 利一O 大