一、工程概况
据勘探,该区主要含水层为粉质黏土及砂类土,为潜水—微承压水,九州路桥附近稳定地下水位埋深2.4-2.8m,标高47.73-47.93m。
二、挖孔方法的选择
由于地层复杂,且工期较紧,在施工中不断地探索适合于本工程实际的挖孔方法。 1.井点降水.
通过降低地下水位,使细砂层处于无水状态,但在抽水过程中,大量的粉细砂随水抽出,若大面积的井点降水,可能导致地面塌陷,以及铁路下沉,因此在施工中只是在基坑周围设置无沙降水井降水。
2.钢护筒护壁及孔下预制钢筋砼沉筒护壁止水
人工挖孔通过粉质粘土时均很顺利的挖至细砂层面,对通过较薄的流砂层采用钢筒护壁,对较厚的流砂层采用预制的钢筋砼沉筒护壁的止水办法,阻挡住流砂,然后在筒内挖掘至设计标高,清基后灌筑砼。
三、含水流砂层中的成孔施工
含水流砂层厚约3.0—5.7m,根据各桩孔需穿过的流砂层厚度,施工时主要采用两种护壁方法成孔。
1.钢护筒护壁法:钢护筒采用5mm厚钢板切割拼装而成。钢护筒的整体刚度较差,拼装大孔径的桩孔护壁尤其如此,因而只适宜用于流砂层厚度较小的桩孔。具体做法是根据桩孔中需要护壁的上口和下口尺寸,在地面上将钢板切割成一定形状和大小的梯形等小块,加工成适宜弧度,在两侧拼装连接边预留长方形连接孔,以便孔下螺检连接并保证桩孔直径。钢护筒在分片下孔前要试拼装,当桩孔将挖至流砂层上表面时,将钢护筒分块吊下,在孔下拼装成型后继续下挖,下挖过程中配以水泵抽水,边挖边使护筒下沉。上下两相邻钢护筒就位后,在搭接缝隙处可填灌素混凝土,以增加接头处密封性和纵向稳定性。
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2.孔下预制钢筋砼沉筒护壁法:流砂层厚度大的桩孔钢筒所受压力大,易变形,难以阻挡流砂,桩孔尺寸很难满足设计要求,钢筋笼下放困难,通过将砼沉井(沉管)加以改进,作为护壁。 本工程中无法在孔口外或加工厂预制套管,因为若要使桩孔尺寸不减小,预制套管便无法从孔口下放,为此提出在处理流砂层时,提前做扩大护壁,在孔下做砼内滑模套管,待此套管砼达到一定强度后,边挖边沉。关键有以下三点:其一,确定提前做大护壁的准确位置和合理高度,既要满足顺利通过流砂层的需要,又要避免因提前扩大头高度过大,增加桩身砼的浇筑量。经分析和实施比较,提前扩大护壁高度在2m左右较为适宜,有利于孔下制作砼护筒的支模和浇筑砼及保证形状的规则性;其二,预制砼护筒的外模支设既要保证砼护筒外壁的形状尺寸和表面基本平滑,还必须在挖取砂层时保证其容易脱落,使之易于分离,并顺利下沉;其三,因所穿越砂层流动性很大,故保证上下护筒的连接牢固和密封性十分重要,将上下两节套筒的钢筋用弯钩连接,并在圈口做成企口连接,效果较好。
孔下预制钢筋砼沉筒法的主要施工步骤如下:(1)在流砂层顶面以上约2m位置开始做扩大护壁并施工至流砂层顶面以上10—20cm处;(2)支设预制沉筒外侧模板,绑钢筋网片;(3)支设预制沉筒内侧模板,浇筑砼;(4)满足强度要求后开挖砂层,边挖边使沉筒下沉;(5)第一节沉筒上口沉至流砂层顶面上10—20cm时,按上述方法预制第二节钢筋砼沉筒;(6)重复以上操作直至桩孔顺利通过流砂层。 五、成孔质量控制
1.桩孔检查验收:项目主要有桩孔直径、扩大头直径、护孔高度、桩孔垂直度偏差等。桩孔全深范围内分两次查验进行控制,在通过流砂层时进行第一次检查,以便护筒纠偏和保证下部孔壁的位置准确,在扩大头已支护成型,准备突击开挖清底时进行第二次检查,对整个桩孔质量进行认可。
2.桩端持力层验收:施工前由勘察和设计单位提供中密碎卵石层的直观标准,桩孔挖至设计要求的持力层时,应组织地质勘察、设计、施工、建设、质监等部门共同进行实地勘察检验。 六、桩身砼浇筑
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1.水下浇筑封底砼即桩孔验收合格后用地泵往下浇筑砼,导管下端距孔底30~50cm为宜连续浇筑砼,浇筑前准备20袋沙加混凝土(1:1),准备浇注前停止抽水待水泵提升时,迅速把准备的沙加混凝土倒入桩内,然后浇注混凝土直至砼浇筑至设计高度。 七、结语
用钢筒护壁及预制钢筋砼沉管法穿越流砂层,施工简单,易于加工,在本工程成孔中切实可行,均获得成功,桩身质量有保证,在灌注的9根桩均达到设计承载力要求,到达了很好的效果。
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