浅谈微型钢管桩基坑支护技术

发表时间:2018/12/7   来源:《防护工程》2018年第23期   作者:潘金壮
[导读] 随着城市不断发展,城市桥梁、地铁车站、排水管槽基坑支护技术,也在不断成熟、完善。
广州市净水有限公司
        摘要:随着城市不断发展,城市桥梁、地铁车站、排水管槽基坑支护技术,也在不断成熟、完善。因施工场地地质情况,施工环境的差异,基坑支护工艺也向多元化发展。作为基坑支护工艺之一的微型钢管桩基坑支护技术,有着其自身的特点,在特定环境中,也凸显其优越性。本文就工程实例浅析微型钢管桩基坑支护技术。
        关键词:空间限制;微型钢管桩;基坑支护
       
       
        1 工程概况
        石井污水处理系统管网工程——石井河上游(均禾涌、夏茅涌)截污渠箱工程,工程地点位于广州市白云区石井河流域,项目新建渠箱约8Km,渠箱均建于现状河涌内,因施工线路较长,渠箱基坑难免会穿越现状桥梁,桥下净空为3.0m。渠箱正常段基坑支护采用单排拉森钢板桩进行支护及止水,但桥梁段基坑施工,基坑靠桥梁承台较近,对基坑位移、止水效果要求较高,且受空间限制无法进行钢板桩施工。为此,桥梁段采用微型双排微型钢管桩+高压旋喷桩基坑支护工艺,桩顶设置冠梁,宽1.5m,高0.8m。基坑开挖深度约6.0m。
       
        微型钢管桩基坑支护断面图
        2 地质概况
        据本场地钻孔揭露,该区段地层按成因类型划分为:1.砾砂层,冲积而成,饱和,稍密,含少量粘粒,厚约2.2m。2.粉质粘土层,冲积而成、分布不均匀,厚度约1.0m;3.砾砂层,冲积而成,饱和,稍密-中密,厚度约2.5m。4.粉质粘土层,冲积而成、絮状结构,不均匀分布,厚度0.5-1.0m。5.微风化石灰岩,岩芯呈长柱状、短柱状,水平层理构造,风化裂隙较少。
        3 基坑支护施工技术要求
        1、基坑桩顶水平位移小于30mm,变化速率小于3-5mm/d;
        2、基坑桩顶竖向位移位移小于30mm,变化速率小于3-4mm/d;
        3、旋喷桩成桩后28d无侧限抗压强度部小于2.0Mpa。
        4、基坑要求止水效果较好,不能有渗漏水,高压旋喷桩须要求打入不透水层不少于1.0m。
        5、钢管桩施工过程中注意桩的垂直度,保证桩的垂直度不超过1%的要求。
        4 施工工艺
        4.1微型钢管桩基坑支护施工工艺:基坑支护采用微型钢管桩+高压旋喷桩组合形式。微型钢管桩采用双排Φ159壁厚10mm钢管桩,间距0.5m,排距1.0m,桩顶冠梁宽1.5m,高0.8m;双排钢管桩间设置Φ800@600二重管旋喷桩止水,旋喷桩需穿透不透水层不少于1.0m。
       
        微型钢管桩基坑支护结构平面图
        4.2 施工顺序
       
        4.3施工前的准备工作
        1、场地布置
        采用袋装粘土围堰挡水,袋装粘土围堰顶面标准高出常水位0.3m,并设施好过水管,以保证顺利过水。排光围堰内的积水,清理淤泥平整场地。
        2、测量放线
        根据设计方案要求的间距、排距及设计提供的标高等进行测量放线定位,定出钢管桩以及高压旋喷桩桩位并用钢筋打入地下进行定位做好标记。
        3、施工材料、施工设备准备
        现场严格钢管、水泥、防腐剂等进场材料检验,如有不合格材料,立即返回。同时组织施工机械、设备和工具进场,并应进行相应的保养和试运行。
        4、微型钢管桩采用MXL-150D履带式正循环钻机施工。
        4.4钢管桩成孔施工
        1、平整好施工场地,MXL-150D履带式钻机步行至指定位置,调整机位,支好支腿并保证钻机稳固,平台水平,防止倾斜。
        2、成孔直径为300mm,成孔采用正循环钻进施工,泥浆护壁,钻进过程中严格控制钻进速度,控制好泥浆配比,及时进行泥浆补充,提高泥浆护壁效果,保证施工顺利。
        4.5 微型钢管桩施工
        1、钢管桩制作
        (1)钢管选用Ф159Q345焊缝钢管,壁厚10mm,每节钢管定制为2m。焊条采用E50焊条,桩头设置成契形状焊密。
        (2)钢管分级焊接,焊接方法采用外包钢管,满焊,外包钢管长度不少于20cm,钢管应刷防锈漆(底漆2道,面漆1道,涂刷前应将钢管表面清理干净)。
        (3)微型钢管底部2m范围,在四周梅花布设Φ20mm的注浆孔,间距200mm,桩身注浆孔采用胶带封口,受到一定压力后能够自动开封。
        2、微型钢管桩施工
        微型钢管采用人工搬运,采用钻机进行起吊,定位下放,对接。钢管桩定位,应按要求,桩中桩位偏差不得大于 1/2 桩径。吊放钢管桩时应对微调对准底节钢管、平稳对接。若遇阻碍应停止下放,查明原因进行处理。钢管桩压入深度不得小于基坑支护设计深度。采用60kg重锤砸入孔中,每20击下沉量小于5cm方可收锤。垂直度不超过1% 桩长。微型钢管安装时应在钢管中预放一根直径50mm的二次注浆管。
        4.6微型钢管桩注浆施工
        微型钢管桩注浆采用二次加压注浆,以保证注浆效果。
        1、一次注浆,注浆管由注浆机直接接入微型钢管上,接口要密封,注浆管采用橡胶管输送。第一次注浆从微型钢管上直接注浆,注浆压力为1-2Mpa,注浆直至水泥浆从管外流出为止,然后每隔10-15分钟进行间隔注浆,重复三至五次。
        2、一次注浆完成后,密封微型钢管桩,1小时后进行二次注浆,注浆从∅50mm二次注浆管注入,二次加压注浆控制注浆压力5Mpa左右,待水泥浆再次从微型钢管外流出为止。
        4.7 高压旋喷桩施工
        1、就位钻孔
        (1)旋喷桩成孔孔径为800mm,间距为600mm,采用正循环钻机成孔,钻进过程中严格控制钻进速度,控制好泥浆配比,及时进行泥浆补充,提高泥浆护壁效果,保证引孔顺利。
        (2)成孔过程中应注意机架的平整和导向架垂直度,垂直度偏差不大于1.5%。桩位的偏差不大于50mm,桩径偏差不大于4%。
        2、拌制水泥浆
        旋喷桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,水灰比为0.8-1.0。
        3、灌注水泥浆
        (1)高压水射流压力不小于25MPa,水泥浆液流压力不小于1MPa;
        (2)提升速度8~12cm/min;
        (3)每延米水泥用量不小于380kg/m;
        (4)施工过程中必须随时检查施工记录,并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定,检查重点是水泥用量、桩长、桩径、注浆压力等。
        5 微型钢管桩基坑支护施工质量控制措施
        5.1人员控制
        成立一个施工经验丰富、组织管理能力强、形式结构合理的施工管理组织,微型钢管桩施工应有专业的施工队伍,丰富的施工经验,良好的施工技能是保证钢板桩施工质量的重要方面。
        5.2材料控制
        施工前需要对微型钢管、水泥等材料进行全面检查,检查进场材料合格证,出厂证明,原材料需送检合格,方能投入适用。
        5.3 微型钢管桩施工控制
        1、保证成孔钻机施工平台基础稳定,平台平整,施工中沉降需满足要求,机身要直立,成孔时不发生倾斜,成孔过程中严格控制进尺,防止塌孔,保证泥浆质量,及时补浆,确保成孔质量。
        2、钢管加工要保证切口平整,注浆孔临时封堵效果良好,且在注浆时能有效开封。钢管在接管时,应对正,接口平顺,焊接饱满,且要确保整条微型钢管的垂直度。
        3、微型钢管下放时,要保证钻机平台基础稳定,下放位置准确,缓慢下放过程中,不得硬性击入,遇到阻碍应查明原因,处理好后继续下放钢管。
        5.4 支撑与土方开挖
        严格控制基坑土方开挖与支撑体系施工,内支撑应坚持“分层开挖,先撑后挖”的原则,土方开挖应分层分区连续施工,并对称开挖,开挖至设计支撑标高下200-300cm应及时施加支撑,随挖随支撑。
        6效果检验
        本次基坑监测成果显示,基坑顶部水平位移累计19.3mm;基坑顶部沉降累计最大值-10.53mm;周边地面沉降累计最大值-12.84mm;旋喷桩28d无侧限抗压强度部最小值2.2Mpa。
        7 结束语
        本次通过微型钢管桩基坑支护施工,总结现场微型钢管桩基坑支护施工经验,综合分析钢管桩基坑支护施工质量因素,采取合理措施,以提高施工质量。综上所述,在空间限制的条件下,采用微型钢管桩基坑支护施工技术,也可以较好地控制基坑变形,确保基坑施工安全。在施工过程中,从人、机、料、法等各方面着手分析各因素,加强钢管桩施工质量控制,提出有效地控制措施,从而更好地提升施工工艺和施工质量。
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