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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-04 14:58 熱度:
摘要:本文研究了連續墻施工中入硬巖的技術處理。實踐證明,連續墻入微分化巖預處理兼吊腳施工法在基坑安全、降低施工成本和縮短整體工期方面是有保障和積極有效的。
關鍵詞:
前言
某車站工程南端基巖披露特別高,按設計要求,該段連續墻入微風化花崗巖深度平均約為5m,給地下連續墻施工帶來很大的困難,嚴重影響工期。在投入大量沖樁機后連續墻施工速度仍未能明顯提高,并且鉆頭損壞嚴重,伴隨偏孔卡錘現象經常發生。使用地下連續墻入微風化巖特殊處理技術可以有效減小連續墻在微風化巖層中沖巖難度,同時明顯加快施工進度。因此,該項技術工法是本工程連續墻施工的關鍵技術之一。地下連續墻入微風化巖層的特殊施工處理技術的原理是通過采用超前精鋼鉆對硬巖層進行提前鉆孔,加大巖層破碎度以利于沖孔,減少施工難度,同時減少連續墻入巖深度,改為吊腳地下連續墻,墻體外放500mm,對底部則采用預應力錨桿鎖定連續墻及土釘噴錨圍護進行加固的方法。
1工程概況
本工程地下連續墻的插入(持力層)深度要求:插入殘積土層和全風化為6.5m;插入強風化層為3.5m;插入中風化為2.5m;插入微風化為1.5m;即墻體深度17.4~31.2m。圍護結構連續墻將近有1/3的槽幅須嵌入微風化花崗巖,為燕山期花崗巖,中粗粒結構,塊狀構造,巖石質量指標RQD值為40~80,巖石天然抗壓強度范圍值fc=30.5~97.1MPa,平均值為fc=65.4MPa,標準值fc=59.6Mpa。
2超前鉆施工工藝
(1)工藝流程圖見圖1。
圖1超前鉆施工工藝流程圖
(2)施工要點
連續墻導向孔施工順序見圖2:
圖2連續墻導向孔布置圖
導向孔孔徑按連續墻厚度確定,本工程為800mm。施工中按先主導向孔,后輔導向孔,再修槽孔的順序施工,對此,在主導向孔位布置3個超前鉆孔,輔導向孔位布置2個超前鉆孔,使巖層有足夠臨空面,以利于沖孔鉆破碎巖石。本工程采用TJ18-HZQE型精鋼鉆機,鉆孔需確定其位置和垂直度不偏離導向孔位置。
經現場實踐試驗后,在相同入巖深度時,采用該預處理方法在成本上雖然有所增加,但明確地避免了偏孔、卡錘現象,沖孔效率也有明顯提高,修錘頻率也明顯地降低,極大減少了機械維修的時間,并通過鉆孔與沖孔的流水作業,對工期有了可控性的保障。
3吊腳墻施工工藝
(1)工藝流程見圖3。
圖3吊墻施工工藝流程圖
(2)預應力錨索施工
預應力錨索施工工序為:測放孔位→鉆機定位、定角度→鉆孔→下錨索→清孔→制備漿液→一次注漿→二次注漿→達到設計要求強度→張拉鎖定。
1)按設計圖測放出預應力錨索的孔位,并做好孔位標記。
2)采用鉆機或錨桿機成孔,移機就位后調整方向及角度,預應力錨索的傾角為25°。
成孔直徑為φ150mm。鉆孔過程中及時清理孔口排出的鉆渣,鉆至設計深度后將孔內鉆渣清理干凈。鉆孔過程中遇到流砂、松散的雜填土層時應采用泥漿或套管護壁,防止塌孔;本工程預應力錨索的錨固段按入巖深度進行控制。
3)預應力錨索的錨筋采用3×3φ12.9,另H1~4采用4×7φ15.24高強度鋼絞線,按設計長度在加工場里制作加工完成,錨筋應按要求的間距設對中支架。
4)預應力錨索一次注漿管采用φ33mm高壓軟管,在錨桿制作時將注漿管穿過定位支架的鋼管固定于錨桿上,注漿管端部距錨桿底部約30cm;二次注漿管采用φ15硬塑管,并分段設置出漿孔及止漿裝置,制作錨索時綁扎在定位支架的外側。
5)預應力錨索的自由段長度為5.0m,自由段鋼絞線采用波紋管套住,使之與錨桿固結體分離;制作好的錨桿應按錨桿孔號進行編號并掛牌標識。
6)當鉆孔鉆至設計深度后,通過鉆桿泵送大泵量清水將鉆孔內的鉆渣清出孔外,隨即將制作好的錨桿下入孔內。然后通過注漿管向孔內泵送大泵量的清水,將孔內的泥漿及鉆渣沖出孔外,直至孔口返出清水。
7)預應力錨索采用二次注漿工藝,鉆孔清干凈后隨即可開始注漿,一次注漿時通過一次注漿管向孔內注漿,注漿壓力為0.4~0.6MPa,當漿液滿出孔口后,可一邊用慢檔向孔內注漿一邊緩慢地將注漿管拉出孔外,拉出注漿管后隨即對孔內進行補漿,并采用注漿塞或壓漿袋進行壓漿。當一次注漿初凝后(一般為6~12小時),即可開始二次注漿,二次注漿壓力應保持在2~3Mpa。
8)一次注漿體采用純水泥漿,水灰比采用0.4~0.45,為提高其早期強度應加入5‰的FDN早強減水劑,漿液的攪拌嚴格按水灰比進行且要求攪拌均勻,并經過篩選后方可泵送;二次注漿體應采用水灰比0.5~0.6純水泥漿。
9)預應力錨索錨固體砼及腰梁砼強度達到70%的設計強度后(一般為7天),方可進行張拉鎖定。預應力錨索張拉鎖定采用分級加載法,加載為10KN/次,約2~3分鐘加載一次,每根錨桿錨索都應預力施加至設計值后再進行鎖定,鎖定后的預應力值為設計軸力的0.6倍,施工時采用的鎖定力值應考慮錨頭松弛等造成的預應力損失,適量取大些鎖定值。
10)鎖定后方可繼續往下開挖,當該層錨桿或錨索還沒施工完畢,嚴禁繼續開挖。
(3)注意事項:
1)制做鋼筋籠時,需注意安裝錨索孔位的準確性和角度,并做好相關記錄,以利于開挖后找到該孔位,縮短錨索的成孔時間。
2)注意錨索處墻體內暗梁鋼筋的施工,保證該部位具有足夠強度,避免錨索造成的應力集中。
3)若開挖后發現預埋錨索孔位破壞或丟失,可采用成孔機在連續墻上相應位置補孔。
4)各幅連續墻底標高差距不宜過大,應盡量保持在同一標高上,或有一定坡度,以利于開挖后錨索的施工,避免因標高不一致導致開挖及施工困難。
4錨桿
錨桿的施工工序為:定孔位→鉆機就位→調好鉆孔角度→鉆孔→下入錨索(筋)→灌漿→補漿。
(1)根據各支護剖面段錨桿的標高、孔距測放出錨桿的孔位,孔位測定后應用短鋼筋或油漆做好孔位標記。
(2)移機就位,并調整錨桿機的方向及角度,錨桿的傾角為20°,施工時應注意按各支護剖面段嚴格控制角度。
(3)錨桿成孔采用專用錨桿鉆機或XY-1型工程鉆機,成孔孔徑為100mm,鉆孔過程中及時清理孔口排出的鉆渣,鉆至設計深度后將孔內鉆渣清理干凈。鉆孔過程中遇到流砂層時應采用泥漿或套管護壁,防止塌孔。
(4)錨桿成孔過程中若遇不明障礙物時,不得強行鉆進,應先予以查明,若遇地下設施時應在其上下或左右移孔另鉆,幅度不超過0.4m,同時用水泥砂漿封堵廢孔。
(5)Φ20錨筋可先在鋼筋制作場裁接好,并按間隔在鋼筋上設置對中支架。
(6)錨筋下入孔底后,再下入1寸水管至離孔底0.3m處,外接高壓注漿管進行灌漿,當水泥漿返至孔口時,即用注漿塞或注漿袋封堵孔口,使漿液在壓力下擴散進而加固土體。
(7)拔出灌漿管后在孔口補漿,保證漿液充滿孔內,漿液終凝收縮后應及時補漿。
(8)注漿材料采用42.5R普通硅酸鹽水泥砂漿,水灰比為0.38~0.45及灰砂比為0.5~1,為加速其凝固,可添加適量的早強劑,注漿壓力一般不低于1MPa。
5掛網及噴射混凝土
噴砼的工序如下:修整坑壁坡面→設立厚度標記及泄水孔→噴射底層砼→綁扎鋼筋網→施工錨桿→焊接骨架筋→噴射面層砼。
(1)當人工修好坑壁面時,用短鋼筋或鐵線在坑壁按1m×1m的間距做好厚度標記,同時在坑壁局部滲水部位設立φ15mm泄水孔(梅花狀分布,間距2m×2m)。
(2)噴射混凝土標號為C20,其配合比為42.5R水泥:砂:石(粒徑<1cm)=1:2:2(或1:2.5:2.5),噴射砼的水灰比一般采用0.4~0.45;粉狀速凝劑的摻量一般為水泥重量的3%左右。配合比應通過實驗室試配確定,并現場取樣制作試件檢驗強度。
(3)噴射底層砼,底層厚度應控制在50mm左右,同時預留好鉆孔位置,噴面初凝后即可進行注漿土釘或預應力錨索施工。噴射砼接茬應斜交搭接,搭接長度一般為噴射砼厚度的2倍以上。
(4)對應部位錨桿或預應力錨索完成后,用人工按200×200mm的網度綁扎φ8鋼筋網,鋼筋網搭接長度不少于100mm,接頭應適當錯開,鋼筋網應緊貼底層砼。
(5)網筋焊接綁扎完成后,隨即焊接雙向骨架筋(水平及垂直方向)。骨架筋采用單面焊接的搭接長度不小于10d。
(6)骨架筋及錨頭鎖定筋焊好后,隨即噴射面層砼,噴砼表面應盡量平整。噴砼時應控制好水量,使噴面呈濕潤光澤,且無干斑或滑移流淌現象。噴射混凝土終凝2小時后,應澆水養護,養護時間不少于7天。
(7)錨桿施工后,部分錨桿頭可能出現滲水現象,對滲水部位應設置噴砼面泄水孔進行排水。
(8)預應力錨桿部位在面層噴砼完成后,應立即施工錨桿腰梁;
(9)噴錨施工時,應盡量避免在降雨量大的雨天或大雨過后立即開挖工作面,同時做到緊湊快速,盡量減少坡壁裸露時間。
結束語
本次對連續墻入巖層進行預處理及采用吊腳墻施工屬首次應用,地下連續墻入微風化巖的預處理施工技術在提高生產效率的同時,產生良好的經濟效益。實踐證明該技術工法運用,成功地提前了工期,支護結構質量和基坑各項監測指標都能滿足設計和相關規范的要求,同時能在一定成度上節省成本,另外,特別對在微風化的節理發育不完全的巖層中較為適用。
參考文獻
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文章標題:淺析地下連續墻入微風化巖特殊處理技術
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