浅谈微型桩在基坑支护中的技术应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月10期   作者: 刘颜杰
[导读] 文章以内乡县灵山学校行政楼项目为背景,简要探讨深基坑支护施工中所采用微型桩施工工艺及控制措施,为后续类似项目提供技术支持。


        刘颜杰   
        中国水利水电第三工程局有限公司   710024
[摘要]
        文章以内乡县灵山学校行政楼项目为背景,简要探讨深基坑支护施工中所采用微型桩施工工艺及控制措施,为后续类似项目提供技术支持。
[关键词]    搅拌桩   桩机   喷浆
1 项目背景
        内乡县灵山学校行政楼主楼下基坑开挖深度约5.5m,基坑支护主要采用微型桩复合土钉墙及放坡挂网素喷支护方式。其中微型桩采用钻机成孔,孔径150mm, 桩长9m,桩间距1m,钻孔至设计深度后,放置事先加工好的DN60焊管,钢管底部2m为花管,管内投入0.5-1.0cm碎石后立即压力注浆,最终注浆压力不小于2.5MPa。

2 施工准备
        (1)设备:反循环钻机、配电箱、套丝机、台式电钻、角向抛光机、电焊机、切割机、灰浆搅拌机、高压注浆泵、高压注浆管,橡胶水管、25㎡电缆、钢制泥浆槽、手推车等施工机具一套。
        (2)材料:PO 42.5水泥、48mm×3.8mm钢管、Φ12钢筋、电焊条、劳动保护用品、5mm-10mm碎石。
3施工工艺
平整场地~注浆钢管制作焊接~测量放线~孔距定位~机械开挖循环集水坑、水沟和水坑~钻孔机就位钻孔(每2m接钻杆一次)~清洗钻孔~注浆机安装~安装下放钢管~细石填充~安装注浆管~拌制水泥浆~注水泥浆~二次加压注浆~三次加压注浆至上口翻浆。
        (1)50型铲车平整场地;根据设计要求放出基坑边线及定出桩位,使用Φ100洛阳铲对施工区域每隔5米进行探测;在确定地下无障碍物时开挖泥浆坑放水准备;安装钻机进行成孔作业;待施工完毕后泥浆外运至施工区域外,检查并保护成桩。
        (2)注浆钢管制作焊接:根据施工方案要求的深度进行下料,对于超过6m的进行加强焊接。
        (3)测量放线:根据设计要求的间距、排距及设计提供的标高进行测量放线。
        (4)孔距定位:根据设计的孔洞直径、间距、排距使用筷子打入地下进行定位。
        (5)微型桩定位:微型桩定位后采用人工开挖循环集水坑、水沟和水坑:因本工艺采用湿成孔,每间隔3m需要开挖1m*1m*1m的循环水池;水沟长度为微型桩设计长度端部加2m,深度为0.5m,宽度为外排微型桩加1m(即:2.7m);根据微型桩定位,在成孔位置上安装钻孔机底盘,采用长度1m,6根直径20钢筋地锚固定,确保其稳定。
        (6)就位钻孔:将钻孔机安放在指定位置,安放水平,防止倾斜;将钻杆抬至钻机旁,水管与钻杆接在一起,启动钻机与水管,慢慢钻进;每进深2m,需要接一次钻杆,直至得到设计有效深度。
        (7)钻孔:钻孔前按设计方案要求将钢管接长,搭接部位要用套筒搭接焊,套筒高度不小于钢管直径两倍,套筒壁厚不小于钢管壁厚,在套筒周边焊接,焊缝应饱满,并应检查钢管的垂直度,焊工必须有焊工证,施焊前应试焊;端部采用6mm钢板封闭,并在下部2m上钻出浆口,直径10mm,间距300mm,出浆孔呈梅花型交错布置;采用胶带封口,得到一定压力后自动开封。
        (8)清孔:在注水泥浆前,要对桩孔进行清孔,使孔内泥浆全部排出,要求孔底沉渣厚度不大于50mm。
        (9)注浆机安装:在现场指定位置固定注浆机,把拌制的水泥浆放入6mm钢板焊接制成的1m*1m*1m灰槽内,然后由注浆机注浆。注浆管需装设压力表,注浆压力为0.5Mpa,水灰比控制在0.45~0.5之间,注浆后暂不拔管,直至水泥浆从管外流出为止,拔出注浆管,密封钢管端部,加压数分钟,待水泥浆再次从钢管外流出为止。
        (10)安装下放钢管:待孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管,钢管露出地面200mm,便于接入注浆管。
        (11)细石填充:在下入好钢管的外侧进行细石填充,细石填充采用人工进行,使用手推车运输到现场,采用人工振荡入孔,直至填满为止。


        (12)安装注浆管:细石填充完毕后,要及时进行注浆,注浆管由注浆机直接接入到钢管上,接口采用丝口连接,注浆管采用橡胶管输送。
        (13)拌制水泥浆:水泥浆采用专用机械进行拌制,水灰比控制在0.45~0.5之间,把拌制的水泥浆放入钢制的1m*1m*1m灰槽内,然后由注浆机注浆。
        (14)注水泥浆:注浆管需装设压力表,注浆压力为0.5Mpa,水灰比控制在0.45~0.5之间,注浆后暂不拔管,直至水泥浆从管外流出为止,拔出注浆管,密封钢管端部,加压数分钟,待水泥浆再次从钢管外流出为止。
        (15)多次加压注浆:因一次注浆难以得到冲盈系数要求,得到注浆压力为0.5Mpa,需要多次间隙注浆,一般为三到五次,直至细石填充中翻浆为止。
        (16)微型桩施工中,应仔细测量孔深、钢管长度及注浆管长度,避免出现假桩断桩现象。
        (17)严格控制桩顶桩底标高。一般在钢管上口焊接一根钢筋,钢筋直径为20,长度为0.5m,来避免钢管下落。
        (18)微型桩桩径150㎜,内置钢管为60mm×4.2mm钢管。注浆钢管下部2米范围为内每隔30㎝梅花型布设出浆孔,出浆孔直径8㎜,注浆下管前用透明胶带封孔。
        (19)水灰比0.5:1,石料粒径0.5~1.0㎝,水泥P.O42.5,每米水泥用量不少于40㎏。
        (20)第一次注浆压力0.4~1.0 Mpa,并保持3分钟,以保证压力压破胶带,使浆液压出管外注满桩体。第二次注浆压力不小于1.5Mpa,两次注浆间隔时间不小于1.5~4小时之间。
        (21)桩位偏差不得大于50㎜,桩径偏差不得大于4%,垂直度不超过1%。
        (22)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、石子级配等。
4 质量要求及控制措施
桩长9m,桩径150mm,注浆管采用60mm×3.8mm钢管,施工注浆水泥采用PO42.5级水泥;石子采用0.5~1.0cm碎石;注浆水泥浆水灰比0.5~1.0;注浆采用多次注浆法:一次注浆压力0.4~1.0MPa,二次注浆压力不小于1.5 MPa;注浆管底部2m范围内每隔30cm梅花形设置出浆孔,出浆孔直径8mm,注浆下管前用透明胶带封孔,注浆管底部封死。成孔时如遇到流沙,采用膨润土泥浆护壁。
        (1)成孔
        成孔前为保证桩的垂直度,需有水平尺前后、左右调整好钻机的平整度,为控制桩位偏差,成孔前先用仪器精确定出桩位,每个桩位上定上筷子,开钻时,钻头中心对准筷子头方可开钻。为保证桩径开钻前要用尺子测量钻头尺寸,发现直径不够立即调换或补焊钻头。钻机每进尺累计达到200米之后要测量钻头一次。因成孔为钻机带水成孔,成孔至设计标高后,要用钻机直接洗孔,目测孔内泥浆不再浑浊方可放置钢管投放石料,并做好施工记录。
        (2)注浆管制作
        注浆管采用60mm×4.2mm钢管,本工程桩长9.0米,施工中钢管需要焊接。钢管焊接采用内径大一个型号的300mm钢管套筒连接,外侧采用3根长15㎝、Φ12钢筋绑焊加强。注浆钢管下部2米范围为内每隔30㎝梅花型布设出浆孔,出浆孔直径8㎜,注浆下管前用透明胶带封孔。
        (3)水泥浆液配制要求
        水泥浆液要严格按照0.5:1的比例配置,配置时水泥以每袋50公斤计算,水的用量在水箱内画上刻度线,水泥浆在搅拌桶内至少搅拌3分钟后才可以开始注浆,从而达到搅拌均匀。如果因设备出故障或其它原因致使浆液搅拌时间超过30分钟,为不影响桩身质量把浆液废弃。
        (4)施工检查
        施工过程中对每个施工班组及时检查,检查重点是桩长、水灰比、水泥用量。桩长可直接量注浆钢管长度;水灰比可直接用比重计现场监测;每注完10根桩以后,及时核实水泥实际用量,如果以上不符合设计要求应及时调整,并对已施工过的桩进行补灌。
5结语
        微型桩支护对施工条件要求不高,进出场地周转速度快,施工场地可以灵活调整,对地面环境产生的影响较小,并且施工占地少,工程造价低,施工速度快,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,在后续类似工程施工中可广泛应用。
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