貴州水電納電我們門社區(qū)的沖孔樁

貴州水電納電我們門社區(qū)的沖孔樁

1#、2#和3#樓位于貴州水城納電家園。該地塊位于喀斯特地形上。地理位置靠近水城河，水面平坦。工程所處位置地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜,巖溶發(fā)育程度高,規(guī)模大,溶洞成串出現(xiàn),地下暗河交錯。沖孔樁基礎(chǔ)要穿過多層溶洞,部分溶洞內(nèi)充填物復雜,多為流塑狀,部分溶洞為空溶洞。裂隙發(fā)育較突出,延伸較遠,施工時經(jīng)常遇到溶洞、鷹嘴、半邊巖,屬于比較典型的喀斯特地貌。單純采用常規(guī)的機械沖孔施工方法難以成孔。本文將施工時遇到的情況以及采取的相應(yīng)技術(shù)措施加以總結(jié),以供同行商討。1結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)概況水城納電家園1#、2#、3#樓的基礎(chǔ)采用人工挖孔樁(樁長4m以內(nèi))和機械沖孔樁(樁長4m以上),持力層為白云質(zhì)灰?guī)r,樁嵌巖深度為500mm,3棟塔樓的地下室連為一體作停車庫,共17層,建筑高度為49.95m,建筑面積為38481.09m2,結(jié)構(gòu)形式為短肢鋼筋砼結(jié)構(gòu),設(shè)防裂度為六度,抗震等級為四級。樁徑為800、1000、1200、1300、1400、1500、1600、1700mm共7種規(guī)格,樁長從3.9m到41m不等。2施工工藝2.1摻大量粘土和片石用沖錘下沉鋼護筒到巖面,可以維持孔內(nèi)泥漿穩(wěn)定,避免泥漿急劇下降造成孔口坍塌。當沖進充填物為軟塑或粘性土的較小溶洞地層時,投入適量粘土和片石,利用沖錘沖擊將粘土和片石擠入溶洞,還可摻入水泥和泥漿,增大孔壁自穩(wěn)能力。當沖錘穿過頂板,進入充填物為流塑或空洞較大溶洞時,將向孔內(nèi)投入整包水泥和大的片石和濕粘土,利用沖錘低沖程的沖擊將粘土、片石和整包水泥擠密實,擱置一兩天后再沖孔。2.2施工操作要點2.2.1施工準備(1)測量定位按照設(shè)計樁位,布置基線控制網(wǎng)采用交會法準確放出樁位。(2)鋼護罩和樁錘的加工按照設(shè)計樁徑,加工不同直徑的鋼護筒和樁錘,鋼護筒厚度為10～12mm。2.2.2單元裝載機的固定位置沖樁機組裝好后,利用沖樁機自身的設(shè)備將沖樁機移到位,沖樁機的滾軸下面鋪好枕木。2.2.3影響空間(1)施工過程根據(jù)溶洞分布情況,按先短后長、先易后難、先外后內(nèi)的原則確定各樁的施工順序,盡量避免相臨孔同時施工。(2)錨固巖面微膠囊鋼護筒下沉至巖面后,用沖錘往復沖擊,將沖孔中的土石破碎或擠入孔壁中,用高壓泥漿泵懸浮出渣。沖孔通過溶巖時應(yīng)注意以下幾個施工環(huán)節(jié):①加強泥漿質(zhì)量的控制,泥漿的體積密度控制在1.2～1.4,粘度不小于20s,含沙率小于4%,膠體率不小于95%,塑性指數(shù)不小于17。當缺少優(yōu)質(zhì)的粘土時,可在泥漿中摻入適量水泥和泥漿王,以提高泥漿的膠體率和懸浮能力;②當巖面傾斜較大時,沖錘易擺動,造成偏孔和塌孔。應(yīng)回填堅硬片石,以低沖程反復沖砸,使孔底出現(xiàn)一個平臺后再正常沖孔;③對溶洞較小,充填物多為松散不穩(wěn)定的土層采用泥漿護壁方法,使用優(yōu)質(zhì)泥漿,保持孔內(nèi)的水位高度,適時向孔內(nèi)投入潮濕泥塊或袋裝粘土和粒徑不大于150mm的片石,采用低沖程將拋填物擠入溶洞孔壁或溶洞裂縫,以加固護壁,使之形成封閉環(huán),防止漏漿和塌孔。2.2.4孔底沉重壓下道工序終孔后,用掏碴桶掏碴后,再投入水泥、泥漿、黃土混合物(配合比為1:0.01:0.4),用小沖程沖砸造漿1h,使泥漿體積密度達到1.5左右,然后反復掏碴,直到泥漿中無2mm以上大的顆粒為止。孔底沉碴厚度小于5cm即可進行下道工序。為使沖孔樁混凝土與孔底巖體粘接良好,灌注水下混凝土之前需用高壓水沖洗排出殘碴。2.2.5混凝土導管節(jié)數(shù)的確定清孔完畢,吊裝鋼筋籠時,為避免浮籠現(xiàn)象,將其中4根鋼筋籠主筋與鋼護筒焊接牢固。該工程的樁鋼筋采用通長鋼筋,施工時,鋼筋籠分段入孔,接頭用搭接焊?；炷翆Ч苤睆綖?00mm,底節(jié)管長4m,中間節(jié)長2m,頂管調(diào)節(jié)管為1.0m。導管使用前先根據(jù)樁深計算出導管的節(jié)數(shù)。導管架設(shè)在用方木搭制的井字架上,井字架扣于護筒口上,導管與導管之間用法蘭盤連接,導管下口懸空高度控制在0.5m左右,灌注水下混凝土時,為確保導管底節(jié)埋入,首批混凝土在800mm以上,連續(xù)灌注,灌注中埋管深度保持在1m以上?；炷凉嘧⒚鎽?yīng)控制在樁頂設(shè)計樁高以上0.8～1.2m,以便清除浮漿。3沖孔施工時事故品喀斯特地貌地質(zhì)情況相當復雜,難以準確預測,因此在沖孔施工中漏漿、塌孔、偏孔、斜孔、梅花孔、橢圓孔、卡錘、掉錘事故時有發(fā)生。除采取和執(zhí)行嚴格的質(zhì)量標準外,還需制定相應(yīng)的控制措施。3.1質(zhì)量標準孔垂直度偏差不大于1%;孔頂水平偏差不大于10cm;底沉渣厚度不大于5cm。3.2質(zhì)量控制措施3.2.1施工組織管理措施(1)制定切實可行的施工方案,采取倒排工期,3班倒連續(xù)作業(yè)。(2)制定相應(yīng)的規(guī)章制度,使施工人員有章可循,強化組織指揮。3.2.2施工技術(shù)的對策(1)孔內(nèi)漏漿漏漿沖孔過程中泥漿體積密度較大,孔底水壓大于暗流水壓造成漏漿;當沖錘擊穿無充填或半充填溶洞頂板時孔壁失去孔內(nèi)的壓力,孔內(nèi)水位急劇下降,外部地下水滲透壓力過高而產(chǎn)生動壓力,引起孔壁坍塌。如3-72#樁,沖錘擊穿頂板時,3min內(nèi)水位下降了16m,漏漿量達到27.98m3補水一下難以完成,造成打樁機傾覆,鋼護筒被埋,再如3-24#樁,當沖到21.4m深時,32.6m3泥漿在2min內(nèi)突然消失,孔內(nèi)失水失壓發(fā)生孔塌地陷。為此,要求機械操作人員隨時檢查孔內(nèi)水位高度、泥漿稠度,排渣時要及時補水并認真分析泥漿顏色,渣樣是否與拋填物和提供的鉆探資料相符,發(fā)現(xiàn)異常及時處理。將堅硬片石、粘土及水泥作成混合物,視漏漿程度反復拋填、沖擊,一次1～3m直至不漏為止。當漏漿太快,散填難以達到目的時,應(yīng)采取集中拋填,即將黃土裝袋,水泥整包,片石集中,短時間內(nèi)大方量投入。如3-59#、2-15#、2-64#樁平均漏漿量高達19m3之多,散填全部失效,采用集中拋填才取得成功。(2)通過拋填沖孔加強沖孔因溶溝、溶槽巖面凹凸不平,溶洞頂板厚度不均勻,加上溶洞內(nèi)孤石侵入孔徑,孔底處于一邊軟一邊硬的狀態(tài)(半邊巖),于是出現(xiàn)偏孔。偏孔容易造成臺階,影響鋼筋籠的安放。糾偏是喀斯特地貌地區(qū)沖孔最頻繁的內(nèi)容,貫穿于整個沖孔過程,其方法是否得當關(guān)系到?jīng)_孔的質(zhì)量和進度。為此,當沖孔穿過覆蓋層或溶洞填充物接觸溶洞頂板時,由于巖面傾斜被溶溝、溶槽切割成塊狀或蜂窩狀產(chǎn)生偏孔。此時沖孔速度會明顯降低,主繩擺動大。遇此情況應(yīng)馬上提出沖錘,拋入料徑300mm左右的堅硬片石和塊狀黃土,將孔回填1.5～2.0m,保證沖錘平穩(wěn),以45cm小沖程沖擊,待沖到原位后第二次拋入相同配比的混合物1.0～1.2m以80cm大沖程沖孔。如仍有偏孔將第二次方法重復進行。反復拋填仍難以達到目的時,則進行孔內(nèi)水壓爆破或掏渣清孔,將孔底洗凈用C20級水下混凝土,擱置7d再沖孔處理。當溶洞頂板厚度不均,薄弱部位被擊穿,沖錘進入溶洞時,較厚的部位會形成探頭石或臺階,嚴重者使錘頭斜臥在溶洞內(nèi),如3-9#樁就出現(xiàn)這種情況,處理難度極大。由于當時無經(jīng)驗,我們花高價請武漢港務(wù)局的潛水員來現(xiàn)場打撈,才將沖錘提起來。后來在施工其它樁時我們采取了措施,在距溶洞頂板以上0.5m開始用小沖程,同時觀察孔內(nèi)泥漿稠度及顏色變化,若帶有漏漿則拋填0.5～1.0m厚片石(粒徑30cm左右)和黃土,每循環(huán)進尺5～10cm,直至使填充物完全擠入溶洞內(nèi),再加大沖程沖孔。當溶洞側(cè)壁侵入孔徑產(chǎn)生偏孔,則以加入大塊片石為主,并適當降低泥漿濃度,回填3～5m后以小沖程沖擊,沖錘平穩(wěn)后再加大沖程沖孔。(3)沉重壓沖錘卡錘是喀斯特地貌地質(zhì)沖孔中頻率最高最棘手的事故。若沖錘卡在孔底往往使孔報廢,重新補孔,經(jīng)濟損失極大。歸納起來有以下幾個方面的原因:①巖面傾斜卡錘;②沖穿溶洞頂板因鋼絲繩回彈和沖錘本身搖擺改變了沖錘十字形方向而卡錘;③孤石、探頭石卡錘;④沖錘轉(zhuǎn)向裝置不靈活(如副鋼絲繩過緊,吊環(huán)不靈活)產(chǎn)生梅花孔而卡錘;⑤溶洞內(nèi)涌沙埋住錘頭;⑥漏漿塌孔埋住沖錘;⑦因停電或因沖機事故,致使停機時間長,沉碴埋住沖錘。對此:①預防為主,主要措施有:機械操作人員隨時觀察沖機負荷和主繩擺動情況,嚴格按照機械沖孔工藝操作,杜絕出現(xiàn)探頭石、石階等,發(fā)現(xiàn)卡錘征兆及時提起錘頭進行拋填處理。②在距溶洞頂板以上30～50cm處改變沖孔沖程和沖擊次數(shù),采用慢打輕擊,進入溶洞后反復拋填片石、黃土及水泥,拋一次進1.5m左右,直至達到人工造孔的目的。③改變沖錘形式。在原十字形錘頭上焊圈(用鋼軌加工成弧形),把十字形連接起來,使之減慢沖進速度,一次成孔并圓順。④卡錘后防止強行提主繩,強扭和操作不當使鋼絲繩斷裂而增加處理難度,應(yīng)及時測量沖錘被卡標高,查明原因采取以下相應(yīng)對策。慢試法:沖錘卡在中間任何部位時,應(yīng)將主繩徐放—收緊—徐放—收緊,反復進行使沖錘旋轉(zhuǎn)從原位提出。該工程采用此法處理了2-34#樁的卡錘。沖擊法:將主繩放松3～5m,用沖錘副繩吊一重物向下沖擊沖錘,使之產(chǎn)生松動,主繩重復慢試法。該工程采用此法處理了3-1#樁的卡錘。水下松動爆破法:測準沖錘被卡高度后,迅速將乳化防水炸藥捆成兩組,加配重對稱放入沖錘刃腳部位,藥量視地質(zhì)情況而定,根據(jù)卡錘類型決定將藥豎立或水平放置,之后將鉆機主繩帶緊,采用電雷管起爆。該工程采用此法處理了2-16#、3-49#、3-52#、2-33#樁的卡錘,成功率達100%,未發(fā)生任何塌孔,落石等不良現(xiàn)象。(4)卡環(huán)沖錘補牢掉錘與鋼材材質(zhì)、地質(zhì)及人為因素有很大關(guān)系,最容易出現(xiàn)在卡錘處理中,但發(fā)生機率較小。它比處理卡錘難度更大。其主要原因為:①卡環(huán)與沖錘連接不牢或斷裂掉錘。②處理卡錘將鋼絲繩提斷或沖錘提起又掉入孔內(nèi)將主繩蹬斷而掉錘。對此,①在沖孔過程中要經(jīng)常檢查卡環(huán)鋼絲繩,發(fā)現(xiàn)超限及時更換。②隨時準備好打撈工具,一旦掉錘及時打撈,防止沉渣埋鉆。我們在處理3-60#,3-15#樁掉錘時就利用掏渣桶外側(cè)加焊四個錨鉤來提升。用錨鉤鉤住沖錘的吊環(huán)往上提升,效果都比較好,都將沖錘提了起來。(5)支護系統(tǒng)注意事項灌注水下混凝土是沖孔成樁的關(guān)鍵階段,往往由于機具、材料準備工作及管理抓不好出現(xiàn)斷樁、短樁事故,處理起來時間長、難度大。其原因是:①由于工期緊,在現(xiàn)場上我們布置了13臺沖樁機同時作業(yè),加上溶洞相互溝通,灌注混凝土時難以準確測出所灌混凝土數(shù)量。水下混凝土流失嚴重,造成斷樁(如1#樓80#樁,混凝土理論方量是5.79m3,而實際灌出的方量達到149m3;②混凝土拌合,輸送設(shè)備出現(xiàn)故障;③導管接頭密封不緊以至漏水;④拌合操作人員疏忽,加水過多,使?jié){液分離或灌注混凝土中途停電造成輸送泵堵管處理時間長;⑤提拔導管測量不準;拆卸導管不及時,埋管太深。對此,①每次灌注混凝土前要對拌合機(留一臺備用),輸送泵進行試運輸,對導管進行高壓水試驗檢查,使設(shè)備保持良好的工作狀態(tài),并備足水泥和砂石;②組織好人員,分工明確,各司其職,嚴把工序銜接關(guān),保證混凝土灌注質(zhì)量和連續(xù)性;③導管一般埋管2～4m,通過漏漿處理位置時埋管以4～6m為好(防止混凝土擠破人造孔壁造成斷樁);④測量混凝土面上升速度,若上升緩慢必定是混凝土流失,埋管至少要保持2m,隨灌混凝土隨提升導管,減少對下部混凝土的擾動,并防止上部混凝土初凝結(jié)殼造成夾泥斷樁;⑤短樁接長前,將淤泥浮渣清除,用高壓水洗凈樁頭及鋼筋籠(絕對不能留有夾層),灌注同等級的混凝土。4納電其他建筑主要因火點10%執(zhí)行國家《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程》有關(guān)規(guī)定,結(jié)合機械沖孔樁工程特點,還應(yīng)注意以下事項:(1)沖樁機就位要平穩(wěn),滾輪下面要鋪枕木。(2)鋼絲繩安全系數(shù)需大于12,斷絲超過10%者需更換,鋼絲繩及卡子要勤檢查,勤保養(yǎng),連接鋼絲繩的繩卡不得少于4個,鋼絲繩的搭接部分長度不小于800mm,并加強檢查,防止掉錘事故發(fā)生。納電家園1#、2#、3#樓根據(jù)各施工作業(yè)狀況共制定了8項現(xiàn)