单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护截水技术
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有关试验结果表明[3] ,水泥土的渗透系数随水泥掺入比 的增大而减小。 为提高单排深层搅拌桩截水帷幕的抗渗能 力,依据有关规范[1、2] ,深层搅拌桩水泥掺入量取 18%,即每 米桩体掺入水泥量 65 kg。 3.2 钻孔灌注桩支护方案
取钻孔灌注桩桩径 600 mm,桩间距 0畅9 m,桩数 16 根。 设计时取地面超载 20 kPa,基坑侧壁重要性系数为 1畅1,岩土 参数参照表 1 选取,依据文献[1]进行验算,其嵌固深度设计 值为 7畅4 m。 本工程有效桩长取 13畅5 m,桩顶标高 -1畅2 m, 桩底标高 -14畅7 m。 钻孔灌注桩桩顶设置 400 mm ×600 mm 的冠梁。
2 工程场地岩土工程条件 岩土工程勘察揭示,工程场地除地表 0畅8 ~1畅2 m 为杂
填土外,8畅5 m 以上为新近沉积粉土、粉质粘土,8畅5 ~15畅0 m 为静水相或缓流相沉积的粉土、粉质粘土。 其主要物理力学 性质指标见表 1。
表 1 岩土主要物理力学性质指标
层号
土层名称
平均厚 度 /m
重度 / ( kN· m -3 )
2002 年第 1 期 探矿工程(岩土钻掘工程)
21
单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护截水技术
贺为民, 尚 红, 孙铭心, 袁秉才, 刘明军
(中国地震局地球物理勘探中心,河南 郑州 450002)
摘 要:采用在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护截水技术,在仅 0畅7 m 宽的地下空间内完成了基坑支 护截水结构的施工。 该支护截水结构确保了地下室施工的顺利进行,确保了周边建(构)筑物的安全。 关键词:单排深层搅拌桩;钻孔灌注桩;套打;基坑支护截水 中图分类号:TU473.1 +4 文献标识码:B 文章编号:1000 -3746(2002)01 -0021 -02
(3)合理把握套打钻孔灌注桩时机。 若过早进行钻孔灌 注桩施工,有可能因深层搅拌桩桩体强度太低而塌孔,破坏 深层搅拌桩桩体;若套打施工过晚,钻孔灌注桩成孔时钻头 阻力较大,钻进困难,桩体垂直度不易控制,并且也可能引起 深层搅拌桩体破裂。 潘民源[4] 认为,在水泥土搅拌桩成桩后 的 1 周左右即开始插入打设钻孔围护灌注桩,此时已成桩的 水泥土搅拌桩的强度正好发展到 50%左右。 结合本工程实 际情况,深层搅拌桩成桩 3 天后开始套打钻孔灌注桩。 2 种 桩型施工时间间隔为 3 ~7 天,这期间深层搅拌桩桩体强度 发展到 30% ~50%。
基坑开挖后可见桩体垂直,深层搅拌桩之间搭接良好, 深层搅拌桩与钻孔灌注桩之间啮合紧密。基坑开挖后实测
监测时间
6 月8 日 6 月 14 日 6 月 19 日 7 月8 日 7 月 19 日 8 月8 日 8 月 27 日 9 月 25 日
表 2 水平位移监测成果
测 点
1
2
3
0
0
0
2 .0
(2) 千斤项机械抬动在本次施工中,由于支 撑 点强 度不 足(投水泥球制作支撑点后 3 天安装千斤顶,其强度不足),
施工中仅起辅助作用;另外,自制千斤顶机械化程度低,如何 提高其机械化程度仍是生产实践中值得探讨的问题。
(3)双液法灌浆较千斤顶机械抬动、循环 -纯压法相结 合的灌浆复位加固效果明显,但砼路面上升速度和灌浆压力 控制较困难。
18.5
10 25 120 7.1
7 粉质粘土 2.21
18.2
25
6 110 4.5
8 粉土
1 .98
18.3
6 26 175 12.9
9 粉质粘土 0.77
18.1
22
9 105 4.2
10 粉土
1 .81
18.3
10 25 160 11.2
11 粉质粘土 2.10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18.0
28
5 125 5.0
22
探矿工程(岩土钻掘工程) 2002 年第 1 期
接。 保证钻孔灌注桩“ 正套”在深层搅拌桩内,避免钻孔灌注 桩一部分位于深层搅拌桩内,一部分位于深层搅拌桩外土体 中。
(2)深层搅拌桩成桩采用二次喷浆四次搅拌工艺。 这样 克服了因水泥掺入量(18%) 较高而使配制的水泥浆无法全 部注入桩体内的困难。 在深层搅拌桩成桩过程中,密切监视 消防蓄水池池壁和附近地面土体。 工程施工中没有出现土 体上隆、水池壁损伤等问题。
c /kPa
φ /( °)
fk /kPa
Es /MPa
1 杂填土 1.03
2 粉质粘土 1.30
18.4
15 12 120 4.7
3 粉质粘土 0.86
18.0
17
8 90 3.5
4 粉土
1 .03
18.8
14 20 115 6.5
5 粉质粘土 0.92
18.9
18 10 96 4.0
6 粉土
0 .87
1 问题的提出 拟建的郑州市电信局多媒体通信机房楼位于郑州市政
七街东侧,基坑开挖深度 6畅8 m。 基坑周边建 ( 构) 筑物众 多,环境复杂。 基坑采用双排深层搅拌桩( 桩径 500 mm),搭 接 200 mm 和钻孔灌注桩(桩径 600 mm,桩间距 1200 mm)联 合支护截水方案。 施工放线时发现拟建基础外边线距与之 平行的消防蓄水池(长 12畅6 m,宽 5 m,深 2畅5 m)北壁仅 0畅8 m,蓄水池底板外凸 100 mm,拟建基坑支护截水结构在此处 能够使用的地下空间仅 0畅7 m,上述支护截水方案无法实施。 考虑工程场地岩土工程条件,结合现场施工设备状况,决定 在该处采用在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护 截水方案。
工程场地地 下 水 类 型 为 潜 水, 勘 察 期 间 地 下 水 位 埋 深 2畅8 m,施工时实测水位埋深 1畅5 m。 开挖深度范围内地层综 合渗透系数 0畅5 m /天。
3 套打支护截水方案 3.1 单排深层搅拌桩截水帷幕方案 3.1.1 桩径、桩长、搭接长度
依据工程场地岩土工程条件,结合郑州地区截水经验、 施工空间和施工设备条件,深层搅拌桩桩径取 500 mm,有效 桩长取 11 m。 桩顶标高 -1畅2 m,桩底标高 -12畅2 m,桩端穿 过第 9 层粉质粘土。 截水帷幕因地下施工空间限制只能由 单排深层搅拌桩组成,截水幕墙很薄,为保证截水效果,结合 有关规范[1、2] ,深层搅拌桩与桩之间搭接取 250 mm。 单排深 层搅拌桩截水帷幕总长度 13 m,共需深层搅拌桩 52 根。 3.1.2 水泥掺入量
(3) :19 -21.
(上接第 20 页) 度的增加,沉降会逐渐消失。 可见,复位加固过程中,并没有 产生明显的附加沉降,复位加固后回落量逐渐减弱,直到恢 复原路面为止,复位加固效果良好。
6 施工体会 (1) 采用千斤顶机械抬动,灌浆作业对沉降 砼 路面 进行
复位加固,施工设备简单,操作方便;与传统的公路桥涵施工 ( 开挖后重新铺路) 相比,具有成本低、工期短、复位加固效果 良好等优点;同时本次施工是在保证公路正常运行条件下进 行的,并不影响公路运输。
6 结语 (1 ) 在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩支护截水技术
可以作为基坑开挖深度不大(5 ~8 m)、地下空间狭窄(0畅7 ~ 0畅9 m)的支护截水结构。
(2 ) 套打关键技术为:把握套打时 机,确 保桩 体垂 直,确 保深层搅拌桩和钻孔灌注桩啮合紧密。 本工程在深层搅拌 桩成桩后 3 ~7 天套打钻孔灌注桩,成桩较顺利,支护截水效 果较好。
(3 ) 科学把握套打最佳时机和支护截水结构变形规律等 问题尚需进一步深入研究。
参考文献:
[1] JGJ 120—99,建筑基坑支护技术规程[ S] . [2] YB 9258—97,建筑基坑支护技术规范[ S] . [3] 叶书麟.地基处理工程实例应用手册[ M] .北京:中国建筑工业
出版社,1998.460 -470. [4] 潘 民 源.基 坑 围 护 桩 套 打 施 工 技 术 [ J] .建 筑 施 工,1998,20
5 基坑支护截水效果 5.1 变形监测
在该段钻孔灌注桩顶部圈梁上共布设了 3 个水平位移 监测点,其监测成果列于表 2。 可见,基坑支护截水结构变形 比较协调,水平变形在基坑开挖后很快趋于稳定。 5.2 渗漏监测
基坑开挖后,在截水帷幕上出现了一条竖直裂缝,长 1畅2 m,宽 1 mm,裂缝下部漏水,水体清澈,流量很小并且稳定。 渗漏处不必作堵漏处理,明排解决问题。 5.3 支护截水效果
4 套打施工 4.1 套打施工主要工艺和工序
精确放线确定深层搅拌桩桩位→深层搅拌桩施工→随 施工随清除打桩冒出的泥浆→精确放线确定钻孔灌注桩桩 位→待构成截水帷幕的深层搅拌桩桩体强度达到 30% ~ 40%时,开始套打钻孔灌注桩施工→桩顶冠梁施工→待桩体 强度达到设计值时开挖基坑,同时加强支护截水结构变形和 渗漏的监测。 4.2 套打施工主要技术要求
1 .8
1.6
4 .8
3 .6
4.3
21 .7
18 .2
19.1
21 .6
19 .1
20.7
23 .9
17 .6
18.3
20 .3
18 .1
19.2
19 .3
18 .7
19.5
mm 备注
开挖前 挖 2.6 m 开挖结束
部分回填
基坑内外水位差达 5 m,达到了基坑支护截水的目的。 将其 中 3 根钻孔灌注桩局部稍加剔凿( 剔凿厚度 1 ~3 cm) 后,该 段支护截水墙体还满足了兼作浇筑基础底板模板的需要。
(1) 确保桩位精确,防止施工时桩位跑位和桩架倾斜,提 高桩体垂直度。 确保成桩过程中不损伤消防蓄水池池壁,少 扰动该蓄水池基础下土体。 保证深层搅拌桩之间的有效搭
收稿日期:2000 -11 -13; 改回日期:2001 -11 -11 作者简介:贺为民(1965 -) ,男( 汉族) ,河南洛宁人,中国地震局地球物理勘探中心工程地质处副总工程师,水文地质工程地质专业,硕士, 主要从事岩土工程和地质灾害防治设计与施工工作,河南省郑州市文化路 104 号,(0371)3856504。
(4) 灌浆复位加固时,浆液的流向随机性较大,如何控制 浆液的有效扩散,减少材料浪费,降低工程成本仍是今后生 产实践中研究和探讨的问题。
参考文献:
[1] SL 62—94,水工建筑水泥灌浆施工技术规范[ S] . [2] 周汉荣.土力学地基与基础[ M] .武汉:武汉工 业大学出版社,
1993.
取钻孔灌注桩桩径 600 mm,桩间距 0畅9 m,桩数 16 根。 设计时取地面超载 20 kPa,基坑侧壁重要性系数为 1畅1,岩土 参数参照表 1 选取,依据文献[1]进行验算,其嵌固深度设计 值为 7畅4 m。 本工程有效桩长取 13畅5 m,桩顶标高 -1畅2 m, 桩底标高 -14畅7 m。 钻孔灌注桩桩顶设置 400 mm ×600 mm 的冠梁。
2 工程场地岩土工程条件 岩土工程勘察揭示,工程场地除地表 0畅8 ~1畅2 m 为杂
填土外,8畅5 m 以上为新近沉积粉土、粉质粘土,8畅5 ~15畅0 m 为静水相或缓流相沉积的粉土、粉质粘土。 其主要物理力学 性质指标见表 1。
表 1 岩土主要物理力学性质指标
层号
土层名称
平均厚 度 /m
重度 / ( kN· m -3 )
2002 年第 1 期 探矿工程(岩土钻掘工程)
21
单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护截水技术
贺为民, 尚 红, 孙铭心, 袁秉才, 刘明军
(中国地震局地球物理勘探中心,河南 郑州 450002)
摘 要:采用在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护截水技术,在仅 0畅7 m 宽的地下空间内完成了基坑支 护截水结构的施工。 该支护截水结构确保了地下室施工的顺利进行,确保了周边建(构)筑物的安全。 关键词:单排深层搅拌桩;钻孔灌注桩;套打;基坑支护截水 中图分类号:TU473.1 +4 文献标识码:B 文章编号:1000 -3746(2002)01 -0021 -02
(3)合理把握套打钻孔灌注桩时机。 若过早进行钻孔灌 注桩施工,有可能因深层搅拌桩桩体强度太低而塌孔,破坏 深层搅拌桩桩体;若套打施工过晚,钻孔灌注桩成孔时钻头 阻力较大,钻进困难,桩体垂直度不易控制,并且也可能引起 深层搅拌桩体破裂。 潘民源[4] 认为,在水泥土搅拌桩成桩后 的 1 周左右即开始插入打设钻孔围护灌注桩,此时已成桩的 水泥土搅拌桩的强度正好发展到 50%左右。 结合本工程实 际情况,深层搅拌桩成桩 3 天后开始套打钻孔灌注桩。 2 种 桩型施工时间间隔为 3 ~7 天,这期间深层搅拌桩桩体强度 发展到 30% ~50%。
基坑开挖后可见桩体垂直,深层搅拌桩之间搭接良好, 深层搅拌桩与钻孔灌注桩之间啮合紧密。基坑开挖后实测
监测时间
6 月8 日 6 月 14 日 6 月 19 日 7 月8 日 7 月 19 日 8 月8 日 8 月 27 日 9 月 25 日
表 2 水平位移监测成果
测 点
1
2
3
0
0
0
2 .0
(2) 千斤项机械抬动在本次施工中,由于支 撑 点强 度不 足(投水泥球制作支撑点后 3 天安装千斤顶,其强度不足),
施工中仅起辅助作用;另外,自制千斤顶机械化程度低,如何 提高其机械化程度仍是生产实践中值得探讨的问题。
(3)双液法灌浆较千斤顶机械抬动、循环 -纯压法相结 合的灌浆复位加固效果明显,但砼路面上升速度和灌浆压力 控制较困难。
18.5
10 25 120 7.1
7 粉质粘土 2.21
18.2
25
6 110 4.5
8 粉土
1 .98
18.3
6 26 175 12.9
9 粉质粘土 0.77
18.1
22
9 105 4.2
10 粉土
1 .81
18.3
10 25 160 11.2
11 粉质粘土 2.10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18.0
28
5 125 5.0
22
探矿工程(岩土钻掘工程) 2002 年第 1 期
接。 保证钻孔灌注桩“ 正套”在深层搅拌桩内,避免钻孔灌注 桩一部分位于深层搅拌桩内,一部分位于深层搅拌桩外土体 中。
(2)深层搅拌桩成桩采用二次喷浆四次搅拌工艺。 这样 克服了因水泥掺入量(18%) 较高而使配制的水泥浆无法全 部注入桩体内的困难。 在深层搅拌桩成桩过程中,密切监视 消防蓄水池池壁和附近地面土体。 工程施工中没有出现土 体上隆、水池壁损伤等问题。
c /kPa
φ /( °)
fk /kPa
Es /MPa
1 杂填土 1.03
2 粉质粘土 1.30
18.4
15 12 120 4.7
3 粉质粘土 0.86
18.0
17
8 90 3.5
4 粉土
1 .03
18.8
14 20 115 6.5
5 粉质粘土 0.92
18.9
18 10 96 4.0
6 粉土
0 .87
1 问题的提出 拟建的郑州市电信局多媒体通信机房楼位于郑州市政
七街东侧,基坑开挖深度 6畅8 m。 基坑周边建 ( 构) 筑物众 多,环境复杂。 基坑采用双排深层搅拌桩( 桩径 500 mm),搭 接 200 mm 和钻孔灌注桩(桩径 600 mm,桩间距 1200 mm)联 合支护截水方案。 施工放线时发现拟建基础外边线距与之 平行的消防蓄水池(长 12畅6 m,宽 5 m,深 2畅5 m)北壁仅 0畅8 m,蓄水池底板外凸 100 mm,拟建基坑支护截水结构在此处 能够使用的地下空间仅 0畅7 m,上述支护截水方案无法实施。 考虑工程场地岩土工程条件,结合现场施工设备状况,决定 在该处采用在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩基坑支护 截水方案。
工程场地地 下 水 类 型 为 潜 水, 勘 察 期 间 地 下 水 位 埋 深 2畅8 m,施工时实测水位埋深 1畅5 m。 开挖深度范围内地层综 合渗透系数 0畅5 m /天。
3 套打支护截水方案 3.1 单排深层搅拌桩截水帷幕方案 3.1.1 桩径、桩长、搭接长度
依据工程场地岩土工程条件,结合郑州地区截水经验、 施工空间和施工设备条件,深层搅拌桩桩径取 500 mm,有效 桩长取 11 m。 桩顶标高 -1畅2 m,桩底标高 -12畅2 m,桩端穿 过第 9 层粉质粘土。 截水帷幕因地下施工空间限制只能由 单排深层搅拌桩组成,截水幕墙很薄,为保证截水效果,结合 有关规范[1、2] ,深层搅拌桩与桩之间搭接取 250 mm。 单排深 层搅拌桩截水帷幕总长度 13 m,共需深层搅拌桩 52 根。 3.1.2 水泥掺入量
(3) :19 -21.
(上接第 20 页) 度的增加,沉降会逐渐消失。 可见,复位加固过程中,并没有 产生明显的附加沉降,复位加固后回落量逐渐减弱,直到恢 复原路面为止,复位加固效果良好。
6 施工体会 (1) 采用千斤顶机械抬动,灌浆作业对沉降 砼 路面 进行
复位加固,施工设备简单,操作方便;与传统的公路桥涵施工 ( 开挖后重新铺路) 相比,具有成本低、工期短、复位加固效果 良好等优点;同时本次施工是在保证公路正常运行条件下进 行的,并不影响公路运输。
6 结语 (1 ) 在单排深层搅拌桩中套打钻孔灌注桩支护截水技术
可以作为基坑开挖深度不大(5 ~8 m)、地下空间狭窄(0畅7 ~ 0畅9 m)的支护截水结构。
(2 ) 套打关键技术为:把握套打时 机,确 保桩 体垂 直,确 保深层搅拌桩和钻孔灌注桩啮合紧密。 本工程在深层搅拌 桩成桩后 3 ~7 天套打钻孔灌注桩,成桩较顺利,支护截水效 果较好。
(3 ) 科学把握套打最佳时机和支护截水结构变形规律等 问题尚需进一步深入研究。
参考文献:
[1] JGJ 120—99,建筑基坑支护技术规程[ S] . [2] YB 9258—97,建筑基坑支护技术规范[ S] . [3] 叶书麟.地基处理工程实例应用手册[ M] .北京:中国建筑工业
出版社,1998.460 -470. [4] 潘 民 源.基 坑 围 护 桩 套 打 施 工 技 术 [ J] .建 筑 施 工,1998,20
5 基坑支护截水效果 5.1 变形监测
在该段钻孔灌注桩顶部圈梁上共布设了 3 个水平位移 监测点,其监测成果列于表 2。 可见,基坑支护截水结构变形 比较协调,水平变形在基坑开挖后很快趋于稳定。 5.2 渗漏监测
基坑开挖后,在截水帷幕上出现了一条竖直裂缝,长 1畅2 m,宽 1 mm,裂缝下部漏水,水体清澈,流量很小并且稳定。 渗漏处不必作堵漏处理,明排解决问题。 5.3 支护截水效果
4 套打施工 4.1 套打施工主要工艺和工序
精确放线确定深层搅拌桩桩位→深层搅拌桩施工→随 施工随清除打桩冒出的泥浆→精确放线确定钻孔灌注桩桩 位→待构成截水帷幕的深层搅拌桩桩体强度达到 30% ~ 40%时,开始套打钻孔灌注桩施工→桩顶冠梁施工→待桩体 强度达到设计值时开挖基坑,同时加强支护截水结构变形和 渗漏的监测。 4.2 套打施工主要技术要求
1 .8
1.6
4 .8
3 .6
4.3
21 .7
18 .2
19.1
21 .6
19 .1
20.7
23 .9
17 .6
18.3
20 .3
18 .1
19.2
19 .3
18 .7
19.5
mm 备注
开挖前 挖 2.6 m 开挖结束
部分回填
基坑内外水位差达 5 m,达到了基坑支护截水的目的。 将其 中 3 根钻孔灌注桩局部稍加剔凿( 剔凿厚度 1 ~3 cm) 后,该 段支护截水墙体还满足了兼作浇筑基础底板模板的需要。
(1) 确保桩位精确,防止施工时桩位跑位和桩架倾斜,提 高桩体垂直度。 确保成桩过程中不损伤消防蓄水池池壁,少 扰动该蓄水池基础下土体。 保证深层搅拌桩之间的有效搭
收稿日期:2000 -11 -13; 改回日期:2001 -11 -11 作者简介:贺为民(1965 -) ,男( 汉族) ,河南洛宁人,中国地震局地球物理勘探中心工程地质处副总工程师,水文地质工程地质专业,硕士, 主要从事岩土工程和地质灾害防治设计与施工工作,河南省郑州市文化路 104 号,(0371)3856504。
(4) 灌浆复位加固时,浆液的流向随机性较大,如何控制 浆液的有效扩散,减少材料浪费,降低工程成本仍是今后生 产实践中研究和探讨的问题。
参考文献:
[1] SL 62—94,水工建筑水泥灌浆施工技术规范[ S] . [2] 周汉荣.土力学地基与基础[ M] .武汉:武汉工 业大学出版社,
1993.