摘要本文主要介紹了水泥攪拌樁在淺海淤泥質(zhì)軟土地基基坑支護中所發(fā)揮的良好作用,在水泥攪拌樁支護下科學(xué)合理組織基坑土方開挖的實例。
關(guān)鍵詞攪拌樁圍堰基坑安全性先鋒槽摩擦角
一、概況
水利建設(shè)圍海工程水閘基坑開挖中經(jīng)常出現(xiàn)已施工的灌注樁傾斜、挖斷等造成工程樁不合格及圍堰向基坑方向滑移等不良施工工況,寧波市大嵩圍涂工程Ⅱ標段聯(lián)勝新矸水閘基礎(chǔ)利用水泥攪拌樁進行支護后土方開挖,取得較好效果。本工程圍堰封閉內(nèi)區(qū)域80*125m,主體工程水閘基礎(chǔ)占用面積50*95m,主體工程邊線與圍堰內(nèi)側(cè)石壩坡腳距離約15m;釉嫉乇順烁-1.5m,開挖最深處標高-4.0m,最大開挖深度2.5m。
二、支護體系
2.1支護體系布局
地基土體為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,內(nèi)摩擦角7-9°,開挖后成型效果差。采用水泥攪拌樁進行地基基礎(chǔ)支護處理,由于主體工程距離圍堰較近,開挖時必須考慮圍堰外荷載對土體產(chǎn)生的外力。因此,支護體系應(yīng)距離圍堰盡量遠,緊鄰主體建筑輪廓布置外圍圍護墻,主體工程內(nèi)部支護體系根據(jù)工程結(jié)構(gòu)分塊布置。
為確保圍堰穩(wěn)定和基坑土方開挖安全,布置水泥攪拌樁墻和單根攪拌樁組成支護體系。其中攪拌樁墻布置2道:沿水閘主體結(jié)構(gòu)邊線布置最外圍一道深度8m攪拌樁墻,成型后墻體有效寬度60cm;在水閘閘室段與上下游消力池布置第二道深度6m攪拌樁墻,該道攪拌樁墻兼做水閘基礎(chǔ)防滲墻。同時在閘室段與上下游消力池結(jié)合處布置兩條單排攪拌樁墻。在閘室和消力池中間部位布置梅花型單樁。
2.2攪拌樁施工
根據(jù)設(shè)計布局,采取先外后里的程序先組織攪拌樁墻施工,再組織單樁施工。成墻攪拌樁間距為530mm,梅花型布置的攪拌樁樁距為1.5m。攪拌樁固化劑采用425號普通硅酸鹽水泥,水泥摻入量為15%,要求攪拌樁水泥土齡期28天后抗壓強度fc大于0.8Mpa,齡期90天后抗壓強度fc大于1.6Mpa。
1、施工要求
。1)施工場地事先應(yīng)予以平整,清除地上、地下一切障礙物。
。2)測放建筑物軸線所依據(jù)的基準點經(jīng)復(fù)核后應(yīng)妥善保護。測放軸線的控制點離施工操作區(qū)的距離不宜小于5m。布置的樁位與設(shè)計圖上的誤差不得大于2cm。
。3)水泥攪拌樁采用濕噴工藝,施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計進行工藝性試樁,數(shù)量不少于2根。
(4)攪拌翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配,以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點均能經(jīng)過20次以上的攪拌。
(5)施工中應(yīng)保持攪拌樁機底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直,攪拌樁的垂直偏差不得超過1%;樁位的偏差不得大于50mm;成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計值。
。6)施工前應(yīng)確定灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù),并根據(jù)設(shè)計要求通過工藝性成樁試驗確定施工工藝。
。7)所使用的水泥應(yīng)確保新鮮、顆粒均勻,制備好的漿液不得離析,泵送必須連續(xù)。拌制水泥漿液的罐數(shù)、水泥和外摻劑用量以及泵送漿液的時間等應(yīng)有專人記錄。攪拌機噴漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求,并應(yīng)有專人記錄。
。8)當水泥漿液到達出漿口后,應(yīng)噴漿攪拌30s,在水泥漿與樁端土充分攪拌后,再開始提升攪拌頭。攪拌預(yù)攪下沉?xí)r不宜沖水,當遇到硬土層下沉太慢時,方可適量沖水,但應(yīng)考慮沖水對樁身強度的影響。
。9)施工時如因故停漿,應(yīng)將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處,待恢復(fù)供漿時再噴漿攪拌提升。若停機超過三個小時,宜先拆卸輸漿管路,并妥加清洗。
。10)樁連鎖搭接,相鄰樁的施工時間間隔不宜超過24h。如間隔時間太長,與相鄰樁無法搭接時,應(yīng)采取局部補樁或注漿等補強措施。
2、施工工藝
。1)樁體對位:根據(jù)設(shè)計,首先確定加固機體的位置,使攪拌軸保持垂直。
。2)下鉆:啟動攪拌鉆機,鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進。為了不致堵塞噴射口,此時并不是噴射漿液量材料,而是加大泵送壓力。隨著鉆進,準備加固的土體在原位受到攪動。
。3)鉆進結(jié)束:鉆至設(shè)計標高后停鉆。
。4)提升:啟動攪拌鉆機,鉆頭呈反向旋轉(zhuǎn),邊提升,同時通過漿體發(fā)送器將加固漿體料噴入被攪動的土體中,使土體和漿體材料進行充分拌合。沿深度方向,加固材料的混合量,系根據(jù)發(fā)送器輸出的加固材料數(shù)量與攪拌葉片提升速度的關(guān)系確定。
。5)提升結(jié)束,樁體形成:當鉆頭提升至距離地面30~5Ocm時,發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射漿料,成樁結(jié)束。
。6)移位:重復(fù)上述5個步驟后,即可進行下一根樁的施工。
3、質(zhì)量檢查方法
。1)成樁7d后,采用淺部開挖樁頭(深度宜超過停漿面下0.5m),目測檢查攪拌的均勻性,量測成樁直徑。檢查量為:總樁數(shù)的5%。
(2)成樁后3d內(nèi),可用輕型動力觸探(N10)檢查每米樁身的均勻性。檢查數(shù)量不少于1%,并不少于3根。
。3)豎向承載水泥攪拌樁地基竣工驗收時,承載力檢驗采用復(fù)合地基載荷試驗和單樁載荷試驗。試驗方法按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(J220-2002)。
。4)荷載試驗必須在樁身強度滿足試驗荷載條件時,并宜在成樁后28天后進行。檢查數(shù)量為樁總數(shù)0.5%,且每項單體工程不應(yīng)少于3點。
經(jīng)觸探和載荷試驗檢驗后對樁身質(zhì)量有懷疑時,應(yīng)在成樁后28天后,用雙管單動取樣器鉆取芯樣作抗壓強度試驗,檢驗數(shù)量按具體情況確定。
三、土方開挖
基坑開挖在樁基工程完工達到設(shè)計強度后進行。開挖采用機械開挖與人工開挖相結(jié)合。建基面上要留有50cm厚保護層用人工開挖,以保護地基不受擾動及開挖場地平整。
距離圍堰坡腳5m處開始起坡開挖,向第一道圍護墻方向以1:4的放坡系數(shù)分段開挖。利用反鏟挖掘機倒退法分層開挖,開挖的土方由自卸車及時運出?拷S護樁處,預(yù)留50cm左右土體以免碰撞攪拌樁,利用人工鍬挖。由于開挖最大深度2.5m左右,挖掘機在停機面上即可一次性開挖到位,
為保證土方開挖過程安全、有序,施工過程中做到以下幾點:
1、外圍護與圍堰之間靠近圍堰坡腳盡量減少開挖量,采取緩坡自內(nèi)圍堰坡腳向第一道圍護墻開挖,以保證圍堰的安全。
2、在土方開挖前,選擇有代表性區(qū)域開挖先鋒槽至設(shè)計標高,經(jīng)過一晝夜觀察,不出現(xiàn)坍塌、隆起等不良情況后再組織分段開挖。
3、利用第一道圍護墻的支護作用,開挖基坑土方至設(shè)計標高。
4、已經(jīng)開挖的地段,嚴禁挖掘機等重型機械在基坑邊沿行走。
5、及時排除基坑內(nèi)外積水,確保干地作業(yè)。
由于本工程地質(zhì)條件差,根據(jù)主體工程項目分布情況,采取分段分塊開挖、及時跟進組織主體工程后續(xù)項目施工。開挖中先組織閘室段、上下游翼墻基礎(chǔ)區(qū)域施工,在澆筑完成水閘底板和翼墻底板混凝土后,再組織上下游消力池開挖,利用已經(jīng)澆筑的混凝土底板及基礎(chǔ)灌注樁形成新的支護體系,保證了消力池土方開挖順利進行。
四、結(jié)語
本工程開挖深度不大,采取單排攪拌樁墻即可滿足施工需要,如果開挖深度大,則應(yīng)考慮加厚攪拌樁墻或增設(shè)土釘墻等工藝。土方開挖過程,布設(shè)先鋒槽可有效觀測周邊地形及建筑物變化情況,對全面展開工程施工具有重要意義。
通過本工程的實踐,采取攪拌樁支護效果良好,保證了基礎(chǔ)灌注樁的垂直度,使得小應(yīng)變質(zhì)量檢測一次性通過。
參考
文獻 1、中國圍海工程中國水利學(xué)會圍涂開發(fā)專業(yè)委員會.,中國水利水電出版社,2000
2、軟土地基加固理論、設(shè)計與施工作者李彰明
中國電力出版社2006.1
3、軟土地基加固高宏興上?茖W(xué)技術(shù)出版社1990.9
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