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旋挖鉆機(jī)在嵌巖咬合樁中的應(yīng)用
咬合樁目前在地鐵工程及民用建筑工程深基坑支護(hù)中的應(yīng)用較廣，咬合樁常規(guī)施工方法是采用全套管法施工(貝諾特(benoto)灌注樁施工法)，隨著旋挖鉆機(jī)在灌注樁中大量推廣，加上目前國內(nèi)有多個型號的旋挖鉆機(jī)都有入巖能力，采用旋挖法施工嵌巖咬合樁在施工效率及施工成本上更有一定的優(yōu)勢。
咬合樁目前在地鐵工程及民用建筑工程深基坑支護(hù)中使用較廣，咬合樁由鋼筋混凝土灌注樁及素混凝土灌注樁組成，間隔排列，相互咬合，鋼筋混凝土灌注樁為受力樁，素混凝土灌注樁為止水樁，先施工素混凝土樁，然后施工鋼筋混凝土灌注樁，施工鋼筋混凝土灌注樁的同時，需破除相鄰兩側(cè)素混凝土樁與鋼筋混凝土樁咬合部分樁身混凝土，咬合樁施工關(guān)鍵是保證鋼筋混凝土樁及素混凝土樁的咬合處的止水效果。
1 工程概況
深圳市時代廣場基坑位于南山區(qū)西麗留仙大道與麗山路相交的西北側(cè)，場地占地面積約為20000m2，基坑深約16.0～16.4m，周長約614m，面積約17957m2。基坑采用內(nèi)支撐體系，基坑南側(cè)靠近地鐵出口段采用咬合樁+三道支撐的支護(hù)形式，咬合樁直徑1.2m，間距1m，入基坑底以下6米或嵌入基坑底以下中風(fēng)化層1米。
2 施工方案比選
方案一：
采用全套管施工法(貝諾特(benoto)灌注樁施工法)，利用搖動裝置使鋼套管切入土層及在素混凝土樁樁身混凝土終凝前切除素混凝土樁咬合部分混凝土。該工法特點(diǎn)是素混凝土樁采用超緩凝混凝土，并在至素混凝土樁混凝土終凝前施工鋼筋混凝土樁，素混凝土樁及鋼筋混凝土樁施工安排要求緊湊連續(xù)，缺點(diǎn)是針對該工程咬合樁要求入基底以下中風(fēng)化花崗巖層1米，國產(chǎn)設(shè)備入巖較為困難，入巖速度較慢，而進(jìn)口設(shè)備入巖能力較強(qiáng)，但施工成本較高，且市場上進(jìn)口設(shè)備數(shù)量較緊張。
方案二：
采用旋挖鉆機(jī)成孔，先施工素混凝土樁，在素混凝土樁混凝土終凝后，強(qiáng)度達(dá)到1.2～3mpa時，采用旋挖鉆機(jī)配備的土層短螺旋鉆頭，環(huán)向切割素混凝土樁咬合部分樁身，對于基底以下中風(fēng)化花崗巖部分，目前，國產(chǎn)多個型號的旋挖鉆機(jī)都有入巖能力，比如：徐工xc360型、三一重工sr280r型等。
經(jīng)過方案比較，確定采用方案二進(jìn)行施工，方案二優(yōu)點(diǎn)是施工鋼筋混凝土樁是在素混凝土樁混凝土終凝后，且具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行，避免在切割素混凝土樁時破壞素混凝土樁咬合處樁身混凝土完整性，影響素混凝土樁止水效果，且旋挖樁機(jī)入中風(fēng)化花崗巖能力有保證，國產(chǎn)鉆機(jī)可選擇型號較多，可有效降低施工成本。
3 施工方案
3.1 施工導(dǎo)墻
為了保證支護(hù)樁樁位準(zhǔn)確及素混凝土樁及鋼筋混凝土咬合厚度，先施工導(dǎo)墻，導(dǎo)墻面層標(biāo)高比樁頂標(biāo)高高出0.8～1.0米，導(dǎo)墻寬度4m，厚度0.3m，采用c25混凝土，底配直徑14mm二級鋼筋網(wǎng)，間距200m×200m。
3.2 施工安排
根據(jù)旋挖鉆機(jī)成孔進(jìn)度安排咬合樁每天施工數(shù)量，本工程素混凝土咬合樁要求入強(qiáng)風(fēng)化即可，成孔容易;而鋼筋混凝土咬合樁要求入基底以下中風(fēng)化花崗巖，由于有入巖要求，成孔比素混凝土稍慢，素混凝土樁與鋼筋混凝土樁隔日施工，間隔時間為一至二天，以保證素混凝土樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2mpa～3mpa之間，素混凝土樁一天施工數(shù)量約為6～7根，鋼筋混凝土樁一天施工數(shù)量約5～6根。施工順序見圖3。每一循環(huán)先施工a1～a7，然后施工b1～b6。
3.3 成孔
(1)素混凝土樁成孔
素混凝土樁成孔在施工導(dǎo)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，根據(jù)本工程地質(zhì)條件，素混凝土樁采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁成孔作業(yè)施工。
(2)鋼筋混凝土樁成孔
鋼筋混凝土樁成孔有兩種方式：
方式一：
相鄰素混凝土樁樁身混凝土采用超緩存凝混凝土，緩凝時間超過48時間，鋼筋混凝土樁成孔在相鄰素混凝土樁樁身混凝土終凝前進(jìn)行，利用旋挖機(jī)自身動力將鋼護(hù)筒壓下土層及切割咬合部分混凝土，該方法缺點(diǎn)是下鋼護(hù)筒時對樁身混凝土完整性有一定的影響，且樁較長時，拔鋼護(hù)筒需另配設(shè)備，增加工程成本。
方式二：
鋼筋混凝土樁成孔在相鄰兩根素混凝土樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2mpa～3mpa后進(jìn)行，利用旋挖鉆機(jī)配備的土層短螺旋鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)成孔，并控制進(jìn)尺速度，采用中低速鉆進(jìn)，避免破壞素混凝土樁完整性。
(3)嵌巖段成孔
咬合樁鋼筋混凝土樁要求入基底以下中風(fēng)化花崗巖1米，中風(fēng)化花崗巖巖石單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15～20mpa，成孔采用旋挖鉆機(jī)嵌巖筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)，嵌巖筒鉆主要對孔內(nèi)巖芯的圓周進(jìn)行松動掏空，嵌巖短螺旋鉆頭對巖層進(jìn)一步破碎后，用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。
3.4 鋼筋籠制安
鋼筋混凝土咬合樁的鋼筋籠制作按傳統(tǒng)工藝，由于樁長不長，鋼筋籠一次焊接到位，在驗(yàn)孔完后，采用25噸汽車起重機(jī)將鋼筋籠放入孔內(nèi)，并將鋼筋籠固定到位。
3.5 樁芯混凝土灌注
素混凝土樁樁芯混凝土標(biāo)號為c15，在成孔后進(jìn)行混凝土施工。
鋼筋混凝土樁樁芯混凝土標(biāo)號為c25，安裝鋼筋籠后進(jìn)行混凝土施工。
樁芯混凝土采用導(dǎo)管法灌注，采用水下灌注方法，水下混凝土灌注用導(dǎo)管根據(jù)孔深進(jìn)行配管，采用25噸汽車起重機(jī)吊裝導(dǎo)管，導(dǎo)管的接長時加墊圈，防止灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)漏氣漏水，影響樁身混凝土的質(zhì)量。
灌注混凝土?xí)r，邊灌注邊拔導(dǎo)管，并控制導(dǎo)管的提升速度，保證導(dǎo)管埋置深度在2～6m。
4 施工質(zhì)量保證技術(shù)措施
為了保證咬合樁施工質(zhì)量，確保素混凝土樁及鋼筋混凝土之間咬合效果，采取以下技術(shù)措施：
(1)咬合樁樁位準(zhǔn)確性及樁垂直度是保證咬合樁咬合效果的關(guān)鍵，樁位準(zhǔn)確性通過施工導(dǎo)墻來控制，樁垂直度通過旋挖鉆機(jī)配備電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆進(jìn)時的垂直度，通過電子控制和人工觀察兩個方面來保證鉆桿的垂直度，從而保證成孔的垂直度。
(2)鋼筋混凝土樁成孔必須在素混凝土樁混凝土終凝后，且具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行，強(qiáng)度宜控制在1.2MPa～3MPa之間，強(qiáng)度太高將造成咬合部分混凝土與周邊土軟硬程度相差太大，影響鉆進(jìn)速度。
(3)對于不同地質(zhì)情況，旋挖進(jìn)尺采取不同的進(jìn)尺速度，對于切割素混凝土樁咬合部分混凝土?xí)r，鉆速宜控制在中低速，有利于保護(hù)素混凝土樁的完整性，對嵌巖成孔，采用中快速進(jìn)尺，提高成孔效率。
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