主要施工过程的施工方法
3.3.1 测量定位
(1)测量放线工作由专职的测量员负责,严格测设记录和校核建档制度,采用已经校验的仪器。根据设计图纸及交桩记录,核对水准点,建立临时水准点,做好保护工作,并进行闭合复测,尽量减少累集误差。
(2)所有测量控制点施工前均应进行复测,复测精度必须满足有关规范要求,施工过程中应妥善保护并进行定期复测。对于施工过程中需增设的临时测量控制点,其埋设和测量精度应满足有关规范要求,所有测量控制点和测量精度经监理人员同意后方可使用。
(3)原有导线点不能满足施工要求时,应进行加密,保证在道路施工的全过程中,相邻导线点间能互相通视。
(4)导线起讫点应与设计单位测定结果比较,测量精度应满足设计要求,坐标相对闭合差为±1/10000。
(5)恢复中线时应注意与结构中心、相邻施工段的中线闭合,发现问题应及时查明原因,并报送监理或业主。
(6)在使用设置的水准点之前应仔细校核,并与国家水准点闭合,超出允许误差范围时,应查明原因并即时报告有关部门。如发现个别导线点受施工影响时,应将其移出影响范围之外。
3.4 施工部署及施工段划分
本着抓关键,统筹安排的工作原则,合理调配机械及劳动力,做到不误工、不窝工,确保工程顺利完成,施工顺序如下(在互不影响的情况下做到统筹安排,交叉施工,以最大限度的缩短工期):
降水井施工→土方开挖→降水→CFG桩施工→基坑支护
3.4.1 CFG桩施工
1、施工工艺流程图如下页图
2、工艺特点
CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机和混凝土输送泵组成的完整的施工体系,该工艺具有穿透能力强,低噪音,无泥浆污染、成孔制桩时不产生扰动、桩身质量稳定,施工效率高,承载力提高幅度大等诸多优点。
3、主要施工方法
为保证成桩质量能满足设计要求,施工应严格按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和《建筑地基处理技术规程》施工。
(1)钻机就位
根据图纸找桩位,对桩位进行复核。确保钻尖定位准确,定位偏差<2cm。钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身垂直度,调整设备的平整度和垂直度,确保桩垂直度容许偏差不大于1%桩长。
(2)钻进成孔
要对现场场地进行抄平,根据设计要求和场地标高确定钻孔深度和砼灌注高度,并在钻机塔身处做醒目标记,作为施工时控制桩长的依据。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又易检查钻孔的偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。施工时还需考虑施工工作面的标高差异,相应的增减处理。施工桩长主要以地质报告和钻机钻进困难这两项指标为控制依据。
(3)灌注及拨管
长螺旋钻孔灌注混凝土桩成孔到设计标高后,停止钻进,提钻打开钻门后开始泵送混凝土,当钻杆芯管内混凝土达到一定高度后开始拨管。成桩的提拨速度宜控制在1.5—2.5m/分钟,成桩过程宜连续进行,应避免因后供料慢而导致停机待料。为保证施工中砼输送的连续性,混凝土的供应必须及时,平时做好设备的检查工作,避免因设备问题而使泵送中断。若施工中砼不能连续浇筑,芯管内必须保证一定高度的混凝土。特别对于水桩,更要尽量避免中间停顿。施工中每根桩的投料量不得小于设计灌注量。
(4)移机
当上一根桩施工完毕后,钻机移位进行下一根桩的施工。施工时由于长螺旋钻孔灌注混凝土桩排出的土较多,经常将临近的桩位覆盖,有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原定的桩位发生移动。因此,下一根桩施工时还应根据轴线或周围桩的位置对要施工的桩位进行复核,以保证桩位准确。
3.4.2 降水井计算及降水施工运行
降水的方法有多种,本工程采用管井降水,其优点有降水效果好,作业条件简单,运行管理方便,操作维修简便等。
1、降水计算
⑴基坑涌水量
Q1=1.366K(2H-S)S/lg(1+R/r0)
Q1—基坑涌水量;
K—含水层渗透系数,根据地勘报告取0.3m/d;
H—静止水位高度,为经验数值,可按H=1.85L计算,其中L为正常地下水位到井底的深度,井深暂按22米计算,可知L为14.6m,H=1.85L=1.85×14.6=27.01;
S—设计水位降深,根据设计图纸取4.6米;
R—抽水影响半径,R0=2S(HK)1/3=2×4.6×(27.01×0.3)1/3=26.2;
r0—引用半径,r0= ,F为基坑面积,代入数据r0 =72.3m;
将以上数据带入式中,基坑涌水量
Q1=1.366×0.3×(2×27.01-4.6) ×4.6/lg(1+26.3/72.3)=1812.2m3/d
⑵单井出水量
q=120 rlK(1/3)
q—单井出水量
r—过滤器半径,取0.15米
l—过滤器长度,取1米
q=120×3.1416×0.15×1.5×0.3(1/3)=37.9m3/d
⑶井点数量
n≥Q/q=1812.2/37.9=47.8
为防止施工过程中意外的发生,在基坑周围布置60口井,多余的井作为备用。
⑷井距布设
a=C/n=850/60=14.2m
除降水井外,再在基坑内布设5~10个井点作为观测井,也可用于辅助降水。当水位降至需要深度后,根据施工需要和降水情况可将观测井作废。
⑸井深的确定:
H=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5
Hw1为基坑深度,取10米;
Hw2为降水水位距离基坑底的距离,取2m;
Hw3=ir0,i为水力坡度,在降水井分部范围内宜为1/10~1/15,该处取1/10。r0为降水井分布范围的等效半径,可取基坑拐角处斜线长度的一半54米;
Hw4为降水井过滤器长度,取1m;
Hw5为降水过程中水位的变幅,根据地勘报告取3米。
降水井深H=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5=10+2+5.4+1+3=21.4m,井深暂定22米。
2、降水施工
⑴施工程序:
井位放样---井成孔---吊放井管---回填管壁与孔壁间的过滤层---安装抽水控制电路-----试抽------降水井正常工作----排水---降水完毕后井处置。
⑵施工时注意事项:
①昼夜进行降水;
②每天一次进行沉降观测,发现周围建筑物沉降数大时及时通知设计单位共同协商解决;
③防止雨季大量的地面水流入槽内;
④基坑开挖时,防止土块掉入井中;
⑶施工工艺
①成孔方法采用循环钻机成孔,成孔直径500。孔口四周必须设置醒目标志。
②成孔完毕后,及时安放井管,井管采用混凝土滤管,直径300mm,井管安放须垂直。井壁与管壁之间用碎石填充,作为过滤层,须一次连续完成。
③潜水泵应安放平稳,潜水泵每井一台并带直径50导水管,并配置井内水位的自动开关,注意潜水泵用电缆必须安全可靠。
④抽水系统安装完毕后,进行试抽,一切满足要求后再转入正常工作。排水应根据桩成型情况具体安排。
⑥排水管沿基坑周边布置,排往附近窨井内或就近排往河流。
⑦降水完毕后井孔用砂砾填充。
⑧施工中做好施工降水记录。
⑷安全技术措施
①降水施工前,进行安全教育。对施工人员进行必要的安全交底。
②在整个降水施工过程中,注意安全防护,做到安全用电,操作机械严格按照机械操作规程操作,防止触电及机械事故发生。
③排水期间24小时有人值班。
④成孔完毕及时加盖,确保安全。
3.4.3 基坑支护
基坑支护与土方开挖交叉同步进行,土方开挖时应分分层分段进行。如开挖后发现土层特性有重大地质隐患,应立即停止开挖,并通过各方协商采取相应补救措施。基坑分段开挖长度以20米为宜。
1、土钉施工
⑴工艺流程:
开挖并修整边坡面→成孔→制作、安置土钉→配制、灌注水泥浆→补浆→铺设ø6.5@250*250的钢筋网片→焊接加强钢筋→喷射混凝土面层。
⑵施工步骤
开挖作业面:作业段长度应根据现场工程地质条件的变化确定,一般应控制在20~30m左右。应尽量缩短边壁土体的裸露时间,边坡修整完后应立刻开始成孔工作。土钉锚固体达到设计强度的70%方可施工面层,为增加砼面层与土体的粘聚力,边坡不必修整得过于光滑。为减少对基坑侧壁原状土的扰动,边坡预留100~200mm土层采用人工修整。
成孔:根据地勘报告,开挖范围内以粉土为主,成孔可采用人工洛阳铲或小型钻机,成孔直径110mm。深孔大于土钉长度100~200mm。成孔前,管理人员根据本方案土钉布置及现场实际情况在土壁上定出成孔位置。但遇特殊情况可采取换位或其他补强措施。
制作、安置土钉:根据设计图纸,按照下料单制作土钉,待检验合格后,将钢筋置入孔内,为保证钢筋设置居中,在钢筋上每隔2~3m设置一个船型定位支架。
注浆:注浆前,孔内如有残留或松动的杂土,可采用压力为0.5~0.6MPa的压缩空气清孔。注浆浆液采用纯水泥浆,水灰比0.45~0.5,水泥采用普通42.5R硅酸盐水泥,用注浆泵进行压力注浆,注浆压力不大于0.6Mpa。为保证土钉与周围土体紧密结合,在孔口处设置止浆塞,注浆时,注浆管插入孔内,随着水泥浆的灌入,逐步地把灌浆管向外拔出直至孔口,要保证管口始终埋在水泥浆内以保证质量。
补浆:由于周围土体的吸水性及浆液自身的收缩,要将土钉完整的包裹需要一次甚至多次补浆,并可添加一定量的外加剂减少收缩。最终以土钉裸漏长度不大于止浆器长度为准。
铺设钢筋网:采用绑扎连接ø6.5@250*250,搭接长度为300mm,设置砼垫块,钢筋与坡面空隙不小于20mm。土钉与面层钢筋网的连接通过 12加强筋直接焊接在土钉上。
喷射砼面层:面层采用细石混凝土,砼标号C20,喷射厚度100mm。喷射砼前清理受喷面,用短钢筋或其它办法埋设好控制喷射砼厚度的标志。
喷射时,喷头与喷面应垂直,宜保持0.8~1.5m的距离,喷射手要控制好水灰比,保持砼表面平整,呈湿润状,无干斑或流淌现象。在钢筋的部位可先喷钢筋的后方以防止钢筋背面出现空隙,喷射砼的路线可从壁面开挖层底部逐步向上进行,及时清理下脚料。喷射至土钉头350mm范围时,厚度增加50mm。
喷射砼2小时后进行洒水养护,养护时间宜不小于7天。
2、锚索施工(工艺流程如下页图)
⑴定位:方法同土钉墙。
⑵钻孔:准确放出各锚孔的位置,搭设脚手架,架装钻机并稳固。在钻进过程中随时检查倾斜度,钻孔端部的斜偏尺寸不应大于锚杆长度的2%。
相邻锚孔施工方位调整平行,严格定向定位,钻机安装牢固,钻孔口径为Φ150 mm。钻孔达到设计深度后,继续超钻10~20cm。钻孔完毕后,用高压风清除孔内残留物。
钻孔是锚固工程费用最高、控制工期的作业,因而是影响锚固工程经济效益的主要因素。锚杆钻孔应满足设计要求的孔径、长度和倾角,采用适宜的钻孔方法确保精度,要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利地进行。
⑶锚索制作与安装
采用钢绞线(1×7),直径15.2mm,强度标准值1860Mpa,安装前作除锈、除油处理。按照图纸要求的长度截取,杆体上要安放对中支架以使杆体在孔中居中,最后对杆体按要求进行防腐处理。
对于锚索总的要求如下:
Ⅰ、严格按照设计进行钢绞线的选材。对进场的钢筋或钢绞线必须验明其产地、生产日期、出厂日期、型号,并核实生产厂家的资质证书及其各项力学性能指标。同时须进行抽样检验,以确保其各项参数达到锚固施工要求。
Ⅱ、编制前应对钢绞线进行逐一检验,把有绣坑的钢绞线清除不用,然后对合格的钢绞线进行处理,为避免采用电弧和乙炔切割时由于高温而改变其物理力学性能,所以应采用机械切割。且应尽量避免切割头的变形。
Ⅲ、钢绞线采用(1×7,强度标准值为1860Mpa),切割好的钢绞线应分类放置,以免在编制过程中出现错误。
Ⅳ、编制过程中,要确保钢绞线的平行,不产生交叉、缠绕等现象。在锚固段每隔1.5m设置一个对中支架,自由段每隔2m设置一个对中支架,以确保锚索安装在钻孔中心,并使锚索有均匀厚度的灌浆凝固体。对中支架与锚索之间要绑扎牢固,防止锚索入孔时对中支架与锚索发生相对滑移。
Ⅴ、锚束放入钻孔之前,应检查孔道是否阻塞,并检查锚索体的质量,确保锚束组装满足设计要求。安放锚束时,应防止锚束扭压、弯曲, 注浆管宜随锚体一同放入钻孔,注浆管端部距孔底宜为50mm~100mm,锚束放入角度应与钻孔角度保持一致,在入孔过程中,注意避免移动对中器,避免自由长度段无粘结护套或防腐体系出现损伤,锚索套管长度为2000mm,在套管底端设置止浆袋,防止注浆时浆液外漏。锚束插入孔内深度不应小于锚束长度的95%。
⑷注浆施工
锚固的注浆是锚杆施工过程中的一个重要环节,注浆质量的好坏将直接影响锚杆的承载能力。因此,在锚杆注浆施工时应当严格把握浆材质量、浆液性能、注浆工艺和注浆质量。浆体要求:
Ⅰ、按设计规定选择水泥浆体材料。采用P.C42.5水泥,配合比为1:0.4:0.1:0.06(水泥:水:膨胀剂:减水剂),注浆锚固体强度不小于25Mpa,对进场水泥应复查力学性能。搅拌浆液所用水中不含有影响水泥正常凝结、硬化的有害物质。选用砂料的含泥量按重量计不得大于3%,砂中有害物质(如云母、轻物质、有机物、硫化物等)含量应低于1%~2%,砂的粒径以中砂(平均粒径0.3~0.5mm)较好,但要求含水量不应大于3%。外加剂的品种与用量由试验确定:提高浆液扩散能力和可泵性的表面活性剂(或减水剂),如三乙醇胺等,其掺量为水泥用量的0.02~0.05%;为提高浆液的均匀性和稳定性,防止固体颗粒离析和沉淀而掺加的膨润土,其掺量不宜大于水泥用量的5%。
Ⅱ、注浆作业应连续紧凑,中途不得中断,使注浆工作在初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成;实际注浆量不得少于设计锚索的理论计算量,即注浆充盈系数不得小于1.0。当孔内浆液初凝后应及时进行二次注浆,以保证注浆饱满。第一次注浆压力为0.6~0.7Mpa,二次注浆压力为2.5~5.0Mpa。
⑸锚索的张拉与锁定
该锚索加固边坡防护采用高强度、低松弛钢绞线,钢绞线标准强度为1860Mpa。锚索施工完成两周后,开始进行预应力张拉锁定,锁定荷载为100KN,分三次张拉。根据设计图纸和施工需要,锚索端头制作方法为2根1×7的钢绞线。准备工作完成后,开始进行张拉。第一次张拉至锁定荷载的30%,持荷3分钟,记录伸长量;第二次张拉至锁定荷载的60%,持荷3分钟,记录伸长量;第三次张拉至锁定荷载,持荷5分钟,记录伸长量,并进行锁定。
一般要求如下:
Ⅰ、张拉设备要根据锚索的材料和锁定力的大小进行选择。同时张拉设备应能使预应力筋的拉力既能从已有荷载上增加或降低,又能在中间荷载下锚固。
Ⅱ、张拉前对张拉设备进行标定。对于1000kN以下的千斤顶,可用2000kN的压力机标定,标定的数据与理论出力误差应小于2%。
Ⅲ、安装锚夹具前,要对锚具进行逐个严格检查。锚具安装必须与孔道对中,夹片安装要整齐,裂缝要均匀,理顺注浆管后依次套入锚垫板、工作锚、限位板,在限位板上用千斤顶预拉,每根预拉一定荷载后,再套入千斤顶、工具锚、工具夹片等。
Ⅳ、张拉前,必须待锚固段、承压台(或粱)等构件的混凝土强度达到设计强度方能进行张拉,同时必须把承压支撑构件的表面整平,将台座、锚具安装好,并保证和锚索轴线方向垂直(误差<50)。
3、微型桩施工
微型桩的作用对坡脚土体进行加固,防止由于坡脚失稳而使坡体滑移。在基坑开挖至设计注浆锚管顶时停止开挖,留足施工作业面,待注浆锚管施工完毕后再进行最后一层的开挖。
⑴工艺流程
定位→钻孔→锚管制作→锚管安装→注浆
⑴施工工艺
定位:利用全站仪和钢卷尺定位,并做好标记,便于寻找。
①钻孔:采用机械钻孔,钻孔直径为150mm,孔深6m,钻进过程要严格控制,避免孔斜过大,如果发现,及时纠正。
②锚管制作:锚管采用Φ48钢管,壁厚3.5mm,长6m,底端以下800mm处开始设置Φ8@400梅花形布置注浆孔。
③锚管安装:锚管下端做成锥形,便于插入已成孔内。人工将已制作好的锚管放入孔内,若无法放至设计标高,可用锤击强迫其下沉至设计标高。
④回填石子:石子采用碎石,粒径小于15mm。回填石子前要将注浆管扶正,使之位于桩孔中央,并将上端固定,避免回填石子时由于冲击力而使其倾斜。
⑤注浆:浆液采用水泥浆,配合比为1:0.4:0.1:0.06(水泥:水:膨胀剂:减水剂),水泥采用P.C42.5普通硅酸盐水泥,注浆压力控制在0.4~0.5Mpa。将锚管与注浆泵连接,采取措施封闭接头,并在孔口处设置注浆塞。然后开动注浆泵开始注浆,当浆液由钢管周围冒出时可停止,将机械移至下一桩位。
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