土钉墙施工工艺
①分层、分段施工流程:
沿基坑内侧周边分层、分段均衡挖土,并进行土钉墙支护施工。
②施工工艺流程
a.土钉施工工艺流程是:挖土、修坡、喷射第一层砼、土钉埋设、注浆、挂网、焊接骨架钢筋及焊接土钉连接件、喷射第二层砼、养护。
b.基坑开挖边线定位。基坑底线满足地下室施工承台、底板的需要。
③土方开挖
土方开挖应严格按设计图纸开挖线及设计坡角进行。土方开挖顺序为沿基坑内侧周边,分层分段开挖,每层挖至土钉标高下0.3m左右,分段开挖长度第一层每段不得超过15m,第二层每段不得超过8m,挖到淤泥层时每段开挖长度不得超过6m,并采用跳槽开挖,开挖作业面后,应立即进行土钉墙支护,进入下一层开挖时必须等到上道土钉的抗拉强度达到设计值80 %方可进行,间隔时间宜为7d,最少为5d。最后一层土钉墙施工完成应立即施工地下室垫层及底板。土方开挖过程中,防止土方开挖设备碰撞支护结构,避免扰动基底原状土。
④土钉墙施工
a.按设计要求每一层土钉施工工作面的高度,预降水至每层工作面以下0.5m。
b.开挖土钉施工工作面,边壁宜采用小型机具或铁锹进行切削清坡,以保证边坡平整并符合设计规定的坡度。
c.在修整好的坡壁上埋设喷射混凝土厚度的控制标志。
d.清除坡面虚土,喷射第一层面层混凝土护坡,喷射时,应自下而上,喷头与受喷面应保持垂直距离宜为0.6-1.0m,喷射厚度不小于40mm。
e.喷射混凝土终凝2小时后,应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3-7天。
f.待面层混凝土终凝后,开始设置土钉。
g.按要求定出土钉孔并作出标记和编号。
h.钢筋应先作除油污,除锈处理,如有设计要求,可在钢筋外加环状塑料保护层或涂多层防腐涂料。
i.按照土钉打入的设计斜度制作一只操作平台,紧靠土钉墙墙面安放。
j.将螺旋钻机垂直于操作平台上开始钻孔,成孔后钻杆退出孔洞。
k.用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净,将钢筋放入孔中,钢筋上每隔2-3m焊置一个定位架。
l.在孔口处设置止浆塞及排气管,旋紧止浆塞使其与孔壁紧密贴合。
m.通过止浆塞上将注浆管插入注浆口,深入到孔底250-500mm处,注浆管连接注浆泵,边注浆边向孔口方向拔管,直至注满或排气管停止排气为止。放松止浆塞,将注浆管、排气管与止浆塞拔出,用粘性土或水泥浆充填孔口。
n.施工过程应作好相应的施工记录。
o.铺设、绑扎面层钢筋网,在土钉端部两侧沿土钉长度方向焊上短段钢筋,并与面层内连接相邻土钉端部的通长加强筋互相焊接。
p.喷射第二层面层混凝土。
q.待上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后,再开挖下层土方及进行的土钉施工。
⑤泄水管
视支护面上排出水量大小,在支护面上设置适量的泄水管(泄水管长度0.5~1.0m,PVC管壁上开适量孔,外包双层纱网,并用铁丝绑扎)将支护壁附近的地下水排出,以减小对支护壁的压力,且不影响喷锚网面层的施工。
⑥在需设置密排木桩部分应在挖至淤泥层顶面时设置,且木桩应一根紧挨一根压入,尽量靠紧。
二、施工质量管理技术措施
①严格按土钉墙工艺流程进行施工,严把工序质量关,每个工序岗位人员先自行检查合格,然后施工员、质检员进行抽检,层层负责,严把质量关。
②对土钉主体用材和挂网用材,要有厂家质保书。
③对注浆用和喷射用水泥,要有厂家质保书,并提供成分化验单。喷砼采用早强型硅酸盐水泥R425。
④喷射砼用砂应采用坚硬耐久的中、粗砂。
⑤喷射砼用石用采用坚硬耐久的卵石或碎石,石子最大粒径不宜超过8mm。
⑥喷射砼、注浆用水,不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不使用污水及酸性水。
⑦喷射面层外观要平整,应无侵入净空、空鼓、开裂、露筋。
⑧铺设钢筋网前,应先调直钢筋。钢筋网网格尺寸应符合设计要求,网格为正方形布置。钢筋网搭接可采用焊接或绑扎。
⑨施工中要及时收集资料,认真填写各项原始记录。按设计要求进行认真检查、核对。
⑩根据土钉墙工艺的要求,严格控制注浆、喷射砼配合比。
○11严格按土钉墙施工操作程序施工,前一道工序施工完毕后,必须经现场技术人员检查合格后,才能施工下一道工序,特别是隐蔽工程要待验收签字之后才能施工。
1.1土钉墙支护土钉支护是一种边坡原位加筋支护技术。在20世纪70年代,德国、法国、美国、日本等已开始研究并应用于实际工程中。目前,中国已出版了与土钉支护技术有关的规程、手册和专著,并且在全国各地基坑工程、边坡治理过程中得到一定的推广。1.2钢板桩支护钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。因此对基坑支护深度达7m以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板桩支护,除非设置多层支撑或锚拉杆, 但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。
一、桩端后压浆加固机理 桩端后注浆技术是在钻孔灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后,采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液,浆液渗透到疏松的桩端虚尖中,结合形成强度较高的混凝土;随着注浆量的增加,水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透,在桩端形成“梨形体”,增加了桩端的承压面积,相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体”不断增大时,渗透能力受到周围致密土层的限制,使压力不断升高,对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集,将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,使桩土间界面的几何和力学条件得以改善,提高了桩端土体的承载力,从而大幅度提高了单桩承载力。 二、桩型的选择和设计 随着国民经济的高速发展,我国高层建筑事业也得到了极大的发展。从已建工程现状来讲,在施工质量方面存在诸多问题,这些问题的大量存在将导致建筑物损坏情况的产生,甚至造成极大的财产损失及人员伤亡。桩端后注浆技术作为高层建筑工程桩基施工的重要组成部分,其施工质量的优劣直接影响着建筑工程施工的整体质量,为有效提升高层建筑工程施工的整体质量,必须从以下几个方面入手: 1、桩形的选择 一般单桩承载力特征值要求不小于4500kn,荷载要求高,由于是高层建筑,对沉降变形敏感。以5层含粘性土碎石层作为持力层,桩径φl000mm,桩长40m(进入持力层8.8m)的钻孔灌注桩抗压承载力估算值为5498kn。 设计经过对普通钻孔灌注桩、支盘桩和钻孔灌注桩桩底压浆三种方案进行对比,考虑到5层土厚达26m,为含粘性土碎石,采用桩底压浆技术大幅度提高承载力。因此基础设计为φ1000mm钻孔灌注桩360根,桩长33.5m(桩底进入选用的持力层5层1m),对桩底进行压浆处理,单桩抗压承载力特征值为6000kn。由于5层的碎石中含有大量粘性土,需要对压浆孔、压浆量和压浆压力慎重设计和试桩检验。 2、压浆孔的设计 根据桩直径大小和桩底持力层空隙率大小沿着灌注桩钢筋笼周边均匀布置2~4个压浆管,一般桩径大,空隙率小的,压浆管布置多。考虑到本工程桩直径100cm,桩底碎石中含有粘性土,为了保证压浆能够包裹桩底,沿钢筋笼圆周均匀设置2个φ32压浆管。 三、建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用 随着我国科学技术的不断进步,在建筑工程施工中,只有根据施工现场的具体要求,选择与之相适应的施工方式技术,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。将桩基础应用到现代高层建筑工程施工中,不仅可以缩短施工工期,还可以提高建筑工程质量,为建筑工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。 1、制作压浆管 通常情况下,必须同时进行钢筋笼与压浆管的制作。选用直径为25毫米左右的铁管进行压浆管的制作,选用丝扣进行接头连接,选用丝进行两端封堵并确定其密封性符合施工要求。压浆管长度相比钢筋笼必须长出55厘米左右,桩底部要比钢筋笼多出5厘米,上部比桩项混凝土面高出50厘米。压浆管在最下部20毫米处进行压浆喷头的设置,在这个位置通过钻头进行4排压浆孔的均匀钻出,将其间距设为3厘米、直径设为3毫米,并利用图钉封堵压浆孔,在最外面将直接相同的自行车内胎套上并利用胶带将两端封严,并将压浆喷头向单向装置进行改装。压浆管中的压力在注浆过程中将车胎迸裂,同时弹出图钉,通过注浆孔和图钉的孔隙将水泥浆向碎石层中压入,这种方式可以对堵塞压浆管情况进行有效防止。 2、压浆管分布 相互对两根压浆管的位置进行调整,并在钢筋笼外侧进行捆绑作业。在成孔施工结束后,必须遵循相关施工作业流程如清孔、提钻及下钢筋笼等进行施工作业。在吊装放置钢筋笼时必须对压浆管加强维护,避免扭曲钢筋笼现象的出现,及在丝扣连接处避免产生压浆管松动等情况,应选用混凝土垫块对喷头位置进行保护,防止孔壁摩擦出现车胎破裂等现象,进而造成堵塞压浆孔情况的发生,在混凝土灌注的整个过程中必须严格按照施工要求进行。 3、压浆施工 压浆作业必须一次完成,其最佳施工方式为选用整个承台群桩进行一次性压浆。压浆过程中必须先施工周圈桩位,随后进行中间桩作业。压浆施工中必须选用两根桩进行循环压浆作业,首先对第一根桩的A管进行压浆作业,压浆量占总量的65%,压浆结束后向另一根桩的A管进行压浆作业,随后进行第一根桩的B管和第二根桩的B管的压浆作业,遵循上述施工顺序进行有效压浆作业。能够使同一根桩两根管压浆时间保持在30分钟以上,为水泥浆扩散提供充足的空间,为桩端后注浆施工提供便利。 四、桩端后注浆施工的质量控制 1、在桩底注浆时,如若发生压力达到10MPa以上仍然打不开注浆喷头等造成一根注浆管发生堵塞,可将全部的水泥浆量通过另一根畅通导管一次压入桩端,补足注浆数量。对桩端全部不通的桩,必须采取补注浆措施。对注浆开始时即发生桩顶大量返浆的桩,应认真检查并停止注浆,分析是注浆管接头漏浆还是堵塞,并采取相应补救措施,确保其达到设计要求。 2、注浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆,注浆量也满足或接近了设计要求,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少,可将该注浆管用清水或压力水冲洗干净,等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新注浆。 3、对注浆管堵塞而无法继续压入浆液的桩,本工程在施工前制定了补注浆应急预案。补注浆工作应在注浆工作结束后统一进行,其具体做法为:用地质勘察钻机在桩周壁0.2~0.3m处钻进直径大于90mm的孔。钻孔深度比桩端深0.4~0.5m,在孔内下入带注浆器的注浆导管,并随同注浆管一并下入封孔注浆塑料管,通过封孔注浆塑料管(封孔水泥浆液的水灰比为0.5,并需掺早强剂),待封孔水泥浆液固期达到3d后,按正常后注浆工艺进行压入浆液,具体控制标准与正常后注浆相同。