钻孔灌注桩施工常见问题及控制措施
通过地铁车站基坑围护结构钻孔桩施工实例,简要介绍了在钻孔灌注桩施工中的常见问题、成因及控制措施。
1、工程概况
北京地铁某车站为地下双层三跨岛式车站,车站主体采用明挖顺作法施工,基坑长178.4m,标准段宽20.9m,端头井宽26.6m。基坑开挖深度标准段为17.05m,端头井为18.03m。车站主体采用钻孔灌注桩及旋喷桩围护结构,钻孔灌注桩设计桩径800mm,沿车站结构外墙布置,桩间间距1200mm.基坑中部为1#桩,桩长21.05m,共计229根;东、西端头井为2#桩,桩长22.03m,共计125根。钻孔灌注桩采用C25混凝土浇筑;钢筋笼主筋为3028(双层),内加强筋为20,外螺旋筋为12。
2、工程地质及水文
2.1工程地质根据地质勘察报告,车站的地层自上而下依次为:
(1)人工堆积层:粉质粘土填土、杂填土,层底标高45.43~42.61m。
(2)新近沉积层:粉土、粉粘土、粉细砂及粒径为10~20mm的圆砾,D大=200mm,分布在标高38.09~35.28m之间。
(3)一般第四纪沉积层:粉土、粉质粘土,层底标高36.37~32.08m;粉细砂,层底标高35.07~30.88m;粉质粘土、粘土层、粉土层、细中砂层,层底标高24.69~20.88m;卵石、粉细砂,层底标高22.09~10.52m;粉质粘土、粘土、粉土、细中砂,层底标高10.79~7.63m;粉细砂、粉质粘土,层底标高8.38~7.03m.
2.2水文地质
(1)潜水:含水层主要为圆砾、粉细砂,透水性好,水位标高为39.51~41.59m,水位埋深为4.50~6.50m,处于车站结构站厅层中。此层地下水与地表水系联系密切,由于受附近水塘、湖渗漏影响,本层地下水直接接受地表水补给。
(2)第一层承压水。含水层主要为粉土、粉细砂,透水性一般,水位标高为32.41~35.88m,水位埋深为10.10~13.50m,处于车站结构站台层上部,水头高度1~4m.第一层承压水与地表水及潜水联系极密切。
(3)第二层承压水。含水层主要为卵石及粉细砂层、渗透系数大,为强透水层,水位标高为29.33~33.13m,水位埋深为13.00~16.40m,处于车站结构站台层下部,水头高度7~9m.。
3、施工安排
根据工期要求,为加快工程进度,提高工作效率,结合场地及地质水文条件,采用旋挖钻机施工,直升导管灌注混凝土成桩的施工方法。另外配备一台冲击钻机(只做为辅助使用,当旋挖钻机难以通过卵石、圆砾地层时,可采用冲击钻机通过)配合施工。为防止钻孔时两桩相距太近或时间间隔太短,造成塌孔,采取按每间隔两孔分批跳孔施作的顺序。
4、施工工艺流程图
5钻孔灌注桩在施工中常见问题及过程控制措施
5.1孔壁坍落
(1)原因分析:
①护壁泥浆密度和浓度不足,起不到可靠的护壁作用;
②护筒埋深位置不合适,埋设在砂或粗砂层中;
③成孔速度太快,在孔壁上来不及形成泥膜;
④孔内水头高度不够或出现承压水,降低了静水压力;
⑤掏除钻渣或下放钢筋笼时,撞击孔壁;
⑥排除较大障碍物形成较大空洞而漏水致使孔壁坍塌。
(2)控制措施:
①在松散砂土中钻进时,应控制进尺,对泥浆的密度、粘度和胶体率进行调整;
②将护筒底部贯入粘土中0.5m以上;
③根据地质情况合理选取成孔速度;
④如地下水位变化大,应采取升高护筒、增大水头,或用虹吸管连接等措施;
⑤从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫块设置等环节均予以充分注意;
⑥如孔口发生坍塌,应先探明坍塌位置,将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上1~2m,如坍孔严重,应全部回填,等回填物沉积密实后再进行钻孔。
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