土钉墙及灌注桩的施工工艺.doc

浅谈土钉墙及灌注桩的施工工艺摘 要。基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉支护就是用加固和锚固现场原位土体的细长杆件(土钉)作为受力构件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。本文简要阐述了基坑土钉墙及灌注桩，支护施工的主要步骤及相关技术,分析了深基坑土钉墙及灌注桩支护主要施工工艺。关键词：土钉，锚杆，灌注桩、施工1.土钉墙施工方法1.1土钉墙支护的特点在水利工程中,为了维护边坡的稳定,防止江河堤坝的崩塌和水土流失,常用砌筑石块法或用浇筑砼墙等施工技术来加以解决。1.1.1采用本工法进行深基坑围护施工时，无需设支撑，坑壁变形较小，对周围环境影响较小。1.1.2.施工时可随基坑挖土同时埋设土钉与挖土基本同步施工。1.1.3.井点降水可保持基坑干燥、提高挖土、运土的效率。1.1.4.工工艺及施工工具简单、结构稳固、质量可靠。 同比效益较明显。1.1.5.支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.10.2，最大不超过0.3，超载能力强。 1.1.6.总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。 1.1.7.费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低1040左右。1.2土钉墙支护的作用机理及锚杆的作用机理。土钉通过滑裂面将坑周土体加固，土钉与土共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。而锚杆是主动受力，通过张拉自由段，锚具使其形成一定的拉应力，加固原位土体面层是复合土钉支护系统中的重要的组成部分，它的主要作用为承受水土压力、土钉端部拉力、地面超载引起的荷载以及限制土体坍塌等，所以对面层进行受力分析和设计是非常重要。但是，国内外无论是土钉支护还是复合土钉支护，对面层的工作机理和受力分析研究的都比较少，面层的设计方法和施工多采取经验方法。1.3 土钉墙支护应用现状 土钉墙支护作为一种基坑支护方法。由于其具有施工速度快、施工设备轻便、材料用量少、工程造价低的优点，应用发展很快，目前在基坑侧壁安全等级为二级。三级的基坑工程中应用甚广。由于土钉墙支护为一种依靠土体强度、钉体、面层共同作用而保持边坡稳定的基坑支护方法，对天然土层强度有一定的要求较适宜于黄土、地下水位以上粉土、粘性土等自立性较强的土层，对无天然粘聚力的松散状杂填土或地下水较高的场地不宜单独使用。对杂填土基坑开挖深度较小时采用打人土钉，深度较大时一般采取预注浆处理，注浆处理后其粘聚力可从无提高到l0kpa以上。能大大提高其自立能力；对地下水位埋深较浅，主要受大气降水或地下管道中渗漏出的生活用水补给的场地，一般采用注浆法组成防渗帷幕减少浅层地下水漏人基坑中，在基坑底布置排水沟，将坑水导入集水井，用水泵排至坑外。在坑壁设泄水孔，使土体中含水及早泄出，减少坑壁水压力等措施来保证土钉的顺利施工和基坑的安全1.4施工质量要求及验收标准1.4.1.认真讨论支护技术方案，做好向施工人员技术交底工作，使大家明确施工工艺，技术要领和质量标准。1.4.2.对土钉锚杆的安装、注浆、喷混凝土、焊接等关键工序实行工程技术人员跟班作业，确保质量符合设计要求。1.4.3.实行全面质量管理，对每一道工序严把质量关，符合以下质量标准，孔深偏差100mm，孔径允许偏差50mm。1.5土钉施工工艺1.5.1.开挖工作面：第一层土方基本完成后进行。工作面计划分四个层次。第一层工作面为坑面5m；第二层为坑面1.2m；第三层工作面为坑面-5.6m；第四层工作面为坑面-17.45m1.5.2.喷射第一层砼：砼为c20机械搅拌。采用425#普通水泥，水灰比为045，配合比参照水泥：中砂：碎石为1：2：25石子粒径为5-15mm，第一层砼厚度控制在40-50mm喷射前应先对机械设备、风、水管路和电线进行全面检查及试运行，埋设好喷射砼厚度的标志。喷射作业应按分段分片依次进行。同一公段喷射顺序应自下而上。1.5.3.安设土钉：包括钻孔、安装钢筋、注浆等几道工序。 钻孔：钻孔前采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线确定钻孔位置。土钉布孔距允许偏差为50mm成孔采用冲击钻、洛阳铲等机械。成孔中严格按操作规程钻进。钻孔偏斜度不大于30%，孔深允许偏差为50mm终孔后，应及时安设土钉，以防止塌孔。安装钢筋：土钉钢筋制作应严格按施工图施工，使用前应调直并除锈去污。土钉长12m以内，原则采用通长筋不接驳，如需接长时，采用绑条焊接长，每条焊缝不小于5d土钉定位器按图施工，以保证钉钢筋保护层厚度。土钉安装之前进行隐蔽检查验收。安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250mm-500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管。 注浆：注浆用水灰比各04-05的纯水泥浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水泥浆结晶体强度等级c20若采用钢管压浆时，注浆采水灰比为045-06的纯水浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥。钢筋钢管压浆锚杆控制在15mpa以内，并根据试验锚杆由设计单位确定注浆技术质量要求。 注浆前，将孔内残留及松动的废土清理干净，注浆开始或中途停止不能超过30min，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。 1.5.4.绑扎钢筋网：钢筋网为200*200双向，与土钉连结牢固，保证在喷射砼时钢筋不晃动。搭接度为35d，全部采用梅花型绑扎。加强筋220及l1006角钢在钢筋网安装合格后进行，并与锚杆筋或钢管焊牢。钢筋网安装完毕，自检查合格后及时进行隐蔽验收。 1.5.5.喷射第二层砼：喷射第二层砼操作基本上与第一次喷射第一层砼一致。不同之处在于喷射第二层砼时，应对第一层砼检查松散、松动部分除去并湿润。第二层砼控制砼总厚100mm，同时，又应将所在钢筋网盖住，并保证面层25mm厚钢筋保护层。1.5.6.养护：第二层喷射完毕终凝后，应及时喷水养护，日喷水不少于3次，养护时间不少于7d2.灌注桩的施工工艺2.1.机具旋挖钻机bg25c,水准仪，全站仪，钢尺，塔尺，装载机，吊筋；2.2.施工现场准备工作 包括材料，场地，照明设施等，施工前应进行场地平整，清除杂物，钻机位置处平整夯实，准备场地，同时对施工用水、泥浆池位置，动力供应，砂石料场，拌和机位置，钢筋加工场地，施工便道，做统一的安排。2.3.桩位放样桩位放样，按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差在规范要求内。1.3.1.测量放线及高程控制采用全站仪坐标控制的方法确定桩位平面位置。高程测量由建设方提供基准点，用水准仪测定各桩孔的井口标高，并在钻机上挂牌记录，测量放线，根据设计图纸用经纬仪（或全站仪）现场进行桩位精确放样，在桩中心位置钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员进行复核，施工中护桩要妥善看管，不得移位和丢失2.4.钻孔机就位2.4.1.钻孔机就位时，要事先检查钻孔机的性能状态是否良好。保证钻孔机工作正常。成孔达到设计标高后，方可开钻。成孔检查方法根据孔径的情况来定，钻孔为干孔，可用重锤将孔内的虚土夯实，采用直接用测绳及测孔器测。2.4.2. 钻机就位前，须将基础垫平填实，钻机按指定位置就位，在技术人员指导下摆平放稳，保证冲锤垂直对准桩位。钻机安装就位后，应精心调试，确保施工中不发生倾斜、移位等影响施工质量的情况。2.5.埋设护筒护筒因考虑多次周转，采用3一10mm钢扳制成，护筒内径，使用旋转钻机时比桩径大10一20cm，使用冲击钻时比桩径大20一30cm，埋置护筒要考虑桩位的地质和水文情况，为保持水头护筒要高出施工水位（或地下水位）1.5m，无水地层护筒宜高出地面0.30.5m，为避免护筒底悬空，造成蹋孔，漏水，漏浆，护筒底应坐在天然的结实的土层上（或夯实的粘土层上），护筒四周应回填粘土并夯实，护筒平面位置的偏差应不超5cm。护筒埋置深度：在无水地区一般为1一2倍的护筒直径。在有水地区一般为入土深度与水深的0.8一1.1倍（无冲刷之前），护筒采用坚实不漏水的钢护筒，人工配合机械开挖护筒坑，坑尺寸为护筒直径增加1m，基坑挖掘完毕，人工安装护筒，护筒直径比桩径大200mm，其位置校核无误后，护筒周围分层回填粘土并夯实，护筒埋设深度为24m。2.6.钻孔施工螺旋钻机稳固后其钻头吊钻杆绳应与桩位中心线相互重合，方可开钻，以后每班核对位置一次。钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行检验，不符合要求及时处理改正。同时，要注意岩层变化，及时捞取渣样，认真做好记录，与地质剖面图进行核对。如发现地质条件与设计不符，及时报请监理工程师及主管部门，核对并确认后，报请设计单位等上级主管部门。为提高成孔质量，成孔过程中，钻机的钻进速度应严格控制。钻孔应连续进行，不得间断，视土质及钻进部位调整钻进速度。开始钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层中时，应低档慢速钻进。钻进过程中，要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上，泥浆如有损失、漏失，应及时补充，并采取堵漏措施。钻进过程中，每进2-3m应检查孔径、竖直度，在泥浆池捞取钻渣，以便和设计地质资料核对。钻进时，为减少扩孔、弯孔和斜孔，应采用减压法钻进，使钻杆维持垂直状态，使钻头平稳回转。2.7.下钢筋笼2.7.1为了吊放钢筋笼的方便，钢筋笼不宜太长，每节810米左右，因此钢筋笼长度可根据桩孔深度及其总长度分节绑扎，又为了增加钢筋笼的起吊刚度，可采取临时措施，用直径约15厘米的圆木，长为钢筋笼长度的一半，绑扎于钢筋笼内的中部，钢筋笼竖直以后，即将圆木解除，然后下放。2.7.2根据三脚架的高度和钢筋笼的长度采取如下的方法吊放： 钢筋笼分节吊放，但要在三脚架上端立一独脚扒杆，以增加起吊高度，把第一节钢筋笼吊放孔内，并把它挂起来，即把第二节吊上去，对好第一节，进行焊接，焊接完毕，撤掉吊挂钢筋笼的设施，然后继续吊放下去。 在起吊和下放钢筋笼时，要控制吊放速度。起吊要慢，速度要均匀，使钢筋笼沿着三脚架的脚徐徐上升，逐渐竖起来。起吊过猛，可能使钢筋笼变形，钢筋笼起吊竖立以后，要使之顺直徐徐下去，要防止钢筋笼在孔内摆动。碰撞孔壁，引起坍孔。2.8.清孔 钢下好之后，即进行清孔工作。在孔口附近将清孔导管两节一拼，拼成几大节。下节接好进气管，上节安好喷嘴弯头。然后利用吊架的顶滑轮顺序吊放。首先把最下一大节吊入孔内，下至适当位置挂住，随即将第二大节吊上去与之连结，如此更续吊装下放，直至全导管安装完毕。导管要高出地面34米，喷嘴要对准出水口，为了防止导管转动出事故，用两根圆木将导管夹住，即控制喷水方向，还起压住导管的作用。同时接通水源。清孔开始之后，即向孔内灌水，以保持孔内水位，避免造成坍孔。 空压机和抽水机同时开动。空压机的气压不小于67个大气压。按照吹砂器的一般原理，空压机不断向导管内输送高压气，导管内形成一般强大的高压气流向上跑，被搅动泥渣随着高压气流向上涌，从喷嘴喷出来（如下图），直至孔口喷出清水为止。这样一般小于清孔管直径的卵石都可以被清除出来，留在孔底的只是个别的大于清孔管直径的卵石，这对于混凝土的质量是没有什么坏处的。 根据实践经验，认为这种清孔方法，基本上是可以达到要求的。2.9.灌注水下混凝土2.9.1清孔时，即进行灌注混凝土的准备工作，并且要求在清孔完毕之前准备就绪。清孔完毕，撤除清孔设备，吊出清孔器，随即吊装混凝土导管。混凝土导管必须事前试拼，并分成几段，依次摆好，以便吊装。对导管的要求：必须顺直，不要有弯曲不平，以免阻碍隔水球下落；导管连结法兰盘的螺栓要拧紧，不要漏水漏浆。2.9.2混凝土导管利用三脚吊架起吊安放。2.9.3导管应安放在桩孔的中心，加以固定。下端出口距离孔底3040厘米，不能太大。这里采用的导管直径是30厘米的，混凝土的隔水球尺寸也较大，所以导管出口距离孔底较大，因此最初流出的混凝土发生较重的水洗。导管直径以20或25厘米为宜，隔水球的尺寸也要减小，这样导管口距离孔底可控制在3035厘米以内，混凝土水洗现象当可减轻。导管顶端高出地面或水面34米，隔水球悬吊在水面以下（如下图）。2.9.4灌注混凝土：2.9.4.1混凝土流动性不宜太大，其坍落度一般控制在1820厘米左右。 2.9.4.2在剪球之前必须储备足够的混凝土，计算须使混凝土埋没导管五、六十厘米深。剪球之后，混凝土须不断下入漏斗，毋使导管内混凝土发生中断。2.9.4.3控制导管埋置在混凝土内的深度，一般当导管下部埋入混凝土22.5米时，就要提管，提管必须谨慎，防止提出混凝土以外，务使导管下端仍埋没在混凝土内100厘米左右，以免翻浆出事故。如果埋设太深，提管将发生困难。2.9.4.5混凝土打完即将护桶撤 ，技术人员应对钻孔灌注桩各项原始记录及时整理签认。2.10，钢筋笼及灌注桩质量检验（见下表） 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验（mm）项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1主筋间距10mm钢尺量2长度100mm钢尺量一般项目1材质检验设计要求抽检送检2箍筋间距20mm钢尺量3直径10mm钢尺量混凝土灌注桩质量检验(mm)项序检测项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1桩位70mm开挖前量护筒2孔深300mm绳测3状体质量检验建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范4混凝土强度设计要求试件检测5承载