分析垃圾填埋场灌注桩施工技术

分析垃圾填埋场灌注桩施工技术摘要：垃圾填埋场土层具有土性成分复杂、厚度不均、土体结构复杂、力学性质差异大和高压缩性等特殊工程地质特点，对现场钻孔灌注桩施工极为不利。经工程地质分析和施工工艺分析研究，施工中采取了开挖施工基槽、砖渣铺垫、护筒护壁、黄土回填及混凝土超灌等处理措施，有效地保障了灌注桩的施工质量。关键词：垃圾填埋场；钻孔灌注桩；处理措施垃圾填埋场地基具有特殊工程地质特性，如不均匀沉降、高压缩性及污染性等］。在特殊场地进行钻孔灌注桩施工，不仅要了解灌注桩施工工艺及技术要求，更要按相关要求保证灌注桩施工质量。工程概述本合同段起点桩号为K21+526.743，终点桩号为K23+055.000，全长约1.528Km。本工程途径垃圾填埋场1处起点桩号为K21+703，终点桩号为K21+900，津滨高速互通式立交上部结构设计为预应力现浇箱梁。该垃圾填埋场垃圾堆放已达十年之久，地下垃圾已达液化状态，根据当地村民提供的信息，垃圾最大埋深达20m左右，另据当地村民反映，该垃圾填埋场在炎热夏天有沼气冒出，可点燃。同时，当地在整理垃圾场时，有一挖掘机陷入其中。根据目前地形地貌，垃圾堆放已经高出原地面2m之多，至今当地仍有垃圾运卸到此处。我方现场实际量测垃圾填埋场面积为33194.5m2（长197米，宽168.5米），其中红线内垃圾面积为11812m2，（长201.91米，高58.5米）。见下图施工方法2.1施工测量与放样开工前进行现场恢复和固定路线包括导线、中线和高程的复测、水准点的复查和增设、横断面的测量和绘制和工程量的复核，在现场放出垃圾填埋场内桥梁红线并标明其轮廓，提请监理工程师检查批准。2.2井点降水在桥梁灌注桩施工区域四周打设10口降水井，四角各设置一个降水井，长线位置中间各增设3个降水井，井深20m，直径0.8m。设置10个抽水泵抽水，待红线区域及周边8m范围内垃圾沉降稳定后，施做施工便道。抽水过程中，派专人监护，密切监控周边沉降状况，防止过度抽水造成周边沉降开裂。见下图2.3临时施工辅道施工区域内垃圾沉降稳定后桥梁红线外四周8米范围内修建临时便道，以利于工程施工时机械设备、材料等的进出。施工便道首先做试验段，8米范围内清除地面以上垃圾后下挖3m换填3m山皮土压实，若换填3m后其承载力能满足施工机械设备、材料等进出场地，则按照换填3m厚进行施工便道修筑，否则加厚换填，直至换填厚度满足其承载力要求。见下图2.4换填（灌注桩施工区域）灌注桩施工区域内垃圾沉降稳定后开始进行换填作业，挖除4m垃圾，然后换填4m山皮土压实，以保证灌注桩施工时机械设备安全进出以及护筒的埋设。为了防止局部下沉，准备充分的换填材料。2.5垃圾处理考虑到夏天垃圾场蚊蝇太多，气味难闻，施工人员难以进入场地施工，挖除的垃圾运输到红线外集中堆放处理，对于红线区域外的垃圾集中整治。垃圾表面覆盖生石灰已达到杀菌消毒作用，然后采用素土覆盖。红线外临时征地20亩作为垃圾堆放集中处理场地。3.垃圾层处理措施3.1钢套筒制作钻孔桩基套筒全部采用钢板制作而成，钢套筒内径尺寸与设计桩径等同，壁厚不小于8mm，钢套筒的长度根据垃圾层情况设置总长为不小于20m，分2节埋设，采取焊接连接。为了加强钢套筒整体刚度，在焊接接头处加设厚10mm钢带，钢套筒底脚处加厚14mm宽30cm的钢带作为刃脚。3.2设备安装首节钢套筒埋设结束后将冲孔机就位，冲孔机摆放平稳，钻机底座用钢管支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，吊线检查钻机摆放是否正确。3.3泥浆制备护壁方式，本工程冲孔护壁采用泥浆护壁工艺；根据本场地地质条件、施工工艺特点和施工场地条件，泥浆制备为自然造浆，为保证孔壁稳定符合设计要求，冲进作业时，保持泥浆液面高度，以形成足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆，泥浆比重取1.2,待灌注桩进入正常施工段后泥浆比重取1.05~1.2，泥浆池考虑采用钢板焊接拼装成箱。3.4钢套筒埋设方法首先埋设直径D+10cm长2m的钢护筒，并固定牢固，用以控制桩位平面位置及钢套筒垂直度，利用冲击钻冲击成孔，孔深达到20m后停钻。吊入第一节钢套筒并压入然后将第二节10m长钢套筒与第一节焊接焊接连接，焊接质量必须符合要求并经监理工程师验收合格后方可压入。钢套筒埋设深度穿过垃圾区域深入土层2-3为宜。钢套筒埋设严格按施工规范要求操作，控制偏差，钢套筒中心竖直线与桩中心线重合，误差不大于25mm，竖直线倾斜不大于1%，钻机就位前，将测量施放的桩位点沿对角十字交叉引出钢套筒外，距离至少2米，并进行固定保护，以备后面工序中根据桩位对中。混凝土灌注桩位于垃圾区域内，为了保证成桩及桩的质量，钢套筒不拔出。钢套筒穿过垃圾层深入土层2-3m后，后续工作按照常规钻孔灌注桩施工工艺施工。3.5成孔钻机就位前，应对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处的平整和加固，主要机具的检查和安装，配套设备的就位及水电供应的接通等。注意在小范围平整过程中，不要破坏周围的拴桩点。钻孔和开挖，在相距5m内的任何混凝土灌注桩完成后24h，才能开始，以避免干扰临桩混凝土的凝固。钻进连续进行，不得中断。钻进速度要随时根据穿越地层情况进行调整控制。穿越硬层时速度适当放慢，穿越软层时在做好泥浆护壁的前提下，钻进速度可以适当加快。钻孔时采用泥浆护壁，以保持孔壁在钻进过程中不塌陷。钻孔时需及时填写钻进记录，在土层变化处捞取渣样判明土层，以便与地质剖面图相核对，如果遇到砂层，采用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆。钻进施工控制施工过程中应反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。根据地质情况能随意控制钻进速度。（通过低液限土层时4〜6m/h，稍密细砂层时6〜8m/h，中密至密实的砂层8〜10m/h）。钻进成孔后及时进行质量检查。钻孔护壁采用泥浆护壁的形式。选用膨润土造浆，具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高等优点。根据不同的地质情况选择不同的泥浆比重。泥浆用多种材料组成，常用的材料有水、膨润土、重金石、CMC。为了防止坍孔，稳定液要有一定的粘度，按照不同的土质，选用不同粘度泥浆。3.6钢筋笼制作根据设计，计算箍筋用料长度、主筋分布段长度，将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。钢筋保钢套层采用自制直径6cm厚砼小块。在钢筋圈制作台上制作加劲箍并按要求焊接。主筋搭接焊采用双面焊，焊缝长度不小于5d（d为钢筋直径），将加劲箍按设计间距摆放在钢筋笼施工专用平台上，对准中心线，然后将主筋平直摆放在加劲箍上。将箍筋按设计要求套入主筋，箍筋按规定间距绕于主筋上，用绑扎丝绑扎并间隔点焊固定。制作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上，防止变形。钢筋笼过长的采用分段加工分段吊装的方式。3.7钢筋笼的吊装起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼箍筋与主筋连接处，且吊点对称并一次性起吊，钢筋笼设置4-6个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。在确认清孔完成并符合设计要求后，将焊接好的钢筋笼骨架分段用汽车吊吊入桩孔，吊入下段后将其临时固定在孔口位置，再吊放上段钢筋笼，并在孔口与下段钢筋笼进行对接；在上、下段钢筋笼对位固定好后进行单面帮条焊焊接，焊接长度10d（d为钢筋直径）。对接完成后下放至设计深度，并在孔口牢固定位，以免在灌注砼过程中发生浮笼现象。吊放钢筋笼入孔应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，不得左右旋转。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下入。下放钢筋笼时，要求有技术人员在场，现场测钢套筒顶标高，准确计算吊筋长度，以控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等问题。4.灌注砼施工过程成孔和清孔质量检验合格后，开始灌注混凝土。本灌注工艺，采用自由塞隔水（即充气球胆），充气球胆直径大小能自由通过导管即可。导管下入长度和实际孔深必须做严格丈量，使导管底口与孔底的距离能保持在0.3〜0.5m左右。灌注混凝土，首批混凝土量为v>nD2（H1+H2）/4+nd2h1/4v——灌注首批混凝土所需数量（m3）D一一孔径直径（m）H1—一桩孔底至导管底端间距，一般为0.4mH2——导管初次埋置深度（m）d 导管直径（m）h1—一桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=Hwyw/vcHw——井孔内水或泥浆的深度（m），取45mYw——井孔内水或泥浆的重量（KN/M3），取1.2KN/M3YC——混凝土拌合物的重量（取24KN/M3）h1=HwYw/YC=45*1.2/24=2.25m桩径为1.0m：v>nD2（H1+H2）/4+nd2h1/4=3.14*1.02*（0.5+2）/4+3.14*0.32*2.25/4=2.1m3灌注桩施工泥浆池，沉淀后的多余泥浆外运至指定地点丢弃，不得随意排放及丢弃。泥浆池的设置及排放均以不污染周围环境为原则。结论垃圾填埋场钻孔灌注桩施工可采取先开挖，后进行桩基施工的方式。通过开挖，减小了垃圾填埋层的厚度，从而减小了钢护筒护壁深度，护壁成功率得到了一定提高；