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樹(shù)根樁在鐵路隧道施工中的應(yīng)用

徐如秀 · 2008-12-18 00:00
  摘要:介紹在尖山隧道出口端D3K147+805~D3K147+853基底加固,采用樁徑300mm,間距800×800mm,樁長(zhǎng)平均3.5m的樹(shù)根樁處理膨脹土地基的施工方法。 

  關(guān)鍵詞:樹(shù)根樁施工 鉆孔 高壓注漿 
   
  1、工程概況 

  尖山隧道DIK145+320~D3K147+853全長(zhǎng)2533m。隧道出口端D3K147+805~D3K147+853段為膨脹土,對(duì)隧道構(gòu)成影響的膨脹土最大厚度近9.5米,具有表層干硬,下部漸軟,遇水易膨脹,邊坡穩(wěn)定性差。地基處理設(shè)計(jì)采用樹(shù)根樁,直徑為300mm,間距800×800mm,樁長(zhǎng)平均為3.5m,內(nèi)置正方形的鋼筋籠;分布在尖山隧道出口端D3K147+805~D3K147+853基底。樹(shù)根樁加固如圖所示。 
   
  隧道出口端D3K147+805~D3K147+853地面以下11.8m~ 
  14.9m為弱膨脹土,容易塌孔,造成鉆孔困難。施工場(chǎng)地狹窄,對(duì)鉆機(jī)的就位和移位有較大影響。 
   
  2、樹(shù)根樁施工工藝 

  樹(shù)根樁施工工藝流程:樁孔定位→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→拔鉆桿→吊裝鋼筋籠→下注漿管→填碎石→注清水→第一次壓力注漿→第二次壓力注漿→拔注漿管→處理樁頭 

  2.1施工準(zhǔn)備 

  首先將施工場(chǎng)地墊實(shí)整平,測(cè)量確定樁位,并根據(jù)樁位鋪設(shè)鉆機(jī)的行走軌道。 

  2.2鉆機(jī)就位 

  鉆孔機(jī)采用MGJ-50型錨桿工程鉆機(jī),根據(jù)工程要求配備150mm回轉(zhuǎn)式鉆頭。 

  2.3鉆孔 

  開(kāi)鉆后,通過(guò)調(diào)整鉆機(jī)動(dòng)力頭輸出的轉(zhuǎn)速變化來(lái)適應(yīng)土層的變化,使鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)平穩(wěn)。鉆進(jìn)過(guò)程中,隨著鉆孔深度的增加,相應(yīng)接長(zhǎng)鉆桿,每節(jié)鉆桿長(zhǎng)度為2.0m;為防止鉆進(jìn)過(guò)程中塌孔,現(xiàn)場(chǎng)配置泥漿,由鉆桿充入進(jìn)行泥漿護(hù)壁。孔中不斷有泥漿冒出,在現(xiàn)場(chǎng)挖兩個(gè)3m×3m×1.5m泥漿坑,將鉆孔冒出的泥漿排入泥漿坑。 

  2.4清孔 

  鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,將鉆桿提起200mm左右,注入清水開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)空鉆,進(jìn)行清孔作業(yè),到孔中流出的泥漿比重小于1.2為止,從而完成了置換泥漿清孔的目的。 

  2.5吊裝鋼筋籠及安設(shè)注漿管 

  清孔后逐節(jié)拔鉆桿,吊裝鋼筋籠。鋼筋籠分節(jié)制作,上下兩節(jié)鋼筋籠豎向鋼筋采用焊接連接。鋼筋籠的四周設(shè)定位塊,鋼筋籠在定位塊的約束下,垂直插入樁孔內(nèi),施工時(shí)防止將周圍的土帶入孔內(nèi),將孔堵塞。在鋼筋籠中心綁扎一根PVC管作為注漿管,注漿管的下端距孔底為300mm左右。注漿管頂端外露部分與高壓泥漿泵的高壓膠管接頭連接,高壓膠管與PVC管接頭要箍緊。 

  2.6填碎石 

  在鋼筋籠下入孔內(nèi)后,直接往孔內(nèi)填入5~13mm粒徑的碎石,下料不宜太快;下料過(guò)程中應(yīng)輕輕敲擊鋼筋籠,確保填料密實(shí)。 

  2.7注漿 

  注漿采用衡陽(yáng)機(jī)械廠生產(chǎn)的BW-250型高壓泥漿泵,水泥用425號(hào)普通硅酸鹽水泥。水泥漿攪拌過(guò)程攪拌罐中不得有雜物和硬塊,隨后進(jìn)行首次打壓注漿,直到水泥漿溢出孔外為止。首次注漿后穩(wěn)定半小時(shí)后,再進(jìn)行第二次注漿,第二次注漿邊注漿邊將注漿管向外拔。拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取混凝土制成試塊,然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 
   
  3、施工質(zhì)量控制措施 

  (1)鉆孔前校核樁位,樁位偏差控制在20mm以內(nèi)。 

 ?。?)鉆孔過(guò)程中尺量樁體垂直度,樁體垂直度不超過(guò)1%。 

 ?。?)鉆孔時(shí)用泥漿護(hù)壁或清水護(hù)壁,不用套管時(shí)在孔口附近下一段套管;作為端承樁時(shí)必須下套管成孔。鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,直到孔口泛水為止。 

  (4)吊放鋼筋籠,節(jié)間鋼筋搭接焊縫長(zhǎng)度不小于5倍鋼筋直徑(雙面焊)。施工時(shí)盡量縮短吊放和焊接時(shí)間。 

 ?。?)碎石用水沖洗后計(jì)量填放,填入量不小于計(jì)算體積的0.8-0.9倍。填灌過(guò)程始終利用注漿管注水清孔。 

 ?。?)注漿選用能兼注水泥漿和砂漿的注漿泵,最大工作壓力不大于1.5Mpa。注漿時(shí)控制壓力,使?jié){液均勻上冒,直至泛出孔口為止。 

 ?。?)拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取混凝土制成試塊,然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 

 ?。?)樹(shù)根樁如出現(xiàn)縮頸和塌孔現(xiàn)象,將套管下到產(chǎn)生縮頸和塌孔的土層深度以下。 

  (9)樹(shù)根樁施工時(shí)防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象,樹(shù)根樁額定注漿量不應(yīng)超過(guò)樁身體積計(jì)算的三倍,當(dāng)漿液達(dá)到額定注漿量時(shí)應(yīng)停止注漿。此時(shí)可采用跳孔施工、間歇施工和添加速凝劑等措施來(lái)解決漿液流失的問(wèn)題。 
   
  4、質(zhì)量檢驗(yàn) 

 ?。?)施工過(guò)程做好現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄,包括鋼筋籠制作、成孔和注漿等各項(xiàng)工序檢查。 

  (2)每三根樁做一組試件,每組三塊150ⅹ150ⅹ150mm,以便測(cè)定樁身混凝土強(qiáng)度。 

 ?。?)對(duì)承受垂直荷載的樹(shù)根樁,采用荷載試驗(yàn)方法檢驗(yàn)其承載力和沉降特性,也可用動(dòng)測(cè)法檢驗(yàn)樁身質(zhì)量。在建造上部結(jié)構(gòu)前檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)和樁頭強(qiáng)度。 

 ?。?)當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷樁現(xiàn)象時(shí),及時(shí)采取加固措施。 
   
  5、實(shí)施效果 

  樹(shù)根樁施工完畢后,中南大學(xué)檢測(cè)中心對(duì)樁的完整性進(jìn)行檢測(cè),抽檢12根,完整11根,基本完整1根,完整性達(dá)到100%。樁身混凝土試件經(jīng)駐地監(jiān)理見(jiàn)證試驗(yàn),其強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。 
   
  6、結(jié)束語(yǔ) 

  尖山隧道隧底加固結(jié)束后,經(jīng)測(cè)量沒(méi)有發(fā)生明顯的沉降現(xiàn)象。采用樹(shù)根樁處理地基效果好,這一施工方法解決了狹窄施工場(chǎng)地情況下地基處理施工技術(shù)的難題,類似的隧道工程施工均可以此為鑒。

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