投石压浆无砂混凝土小桩施工工艺.pdf

第 4 2卷第 3期 2 0 l 1 年 3月 V0 1 4 2 N o 3 Ma r 2 01 1 建 筑 技 术 Ar c hi t e ct u r e Te c h n o l o v 投石压浆无砂混凝土小桩施工工艺 王念念，谢会雪，程欣荣，崔延 昆 ( 北京城建集 团工程总承包部 ， 1 0 0 0 8 8 ， 北京) 摘要： 邯郸 文化艺术中心深基坑=趸护 工程中 ， 采用投石垤浆无砂混凝土 小桩与土钉墙结合进行边坡防护 。 该桩使 用反循环钻机成孔 ， 达到设计深度后下注浆管 ， 回填骨科 ， 力灌注水泥浆 ， 形成素混凝土桩 ， 可降低成 本 ， 缩短工期 ， 适用于地况复杂 、 场地 窄小的基坑护坡 。 关键词 ： 基坑 _T程 ； 微型桩 ； 压力灌浆 中图分类号 ： T U 7 5 3 3 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 2 2 1 0 3 C oNS T RUCT I ON TE CHNl QUE oF S ToNE T HROW N S A ND F REE S M ALL GR0UT玎 C0NCRETE PI LE W ANG Ni a n -n i anXl E Hu i x i e。 CHENG Xi n r on gCUl Ya n k u n ( G e n e r a l C o n s t r u c t i n g D e p a r t m e n t o f B e i j i n g U r b a n C o n s t r u c t i n g G r o u p ， 1 0 0 0 8 8 ，B e ij i n g ，C h i n a ) As t r a c t ： S t o n e - c o n t a i n e d s a n d - f r e e s ma l l g r o u t i n g c o n c r e t e p i l e s a n r u s e d i n d e e p f o u n d a t i o n p t i s u p p o r t i n g e ng i n e e r i n g o f Ha n d a n Cu l t u r e a n d Ar t s Ce n t e r Re v e r s e c i r c u l a t i o n d ril l i n g me t h o d i s a d o p t e d f o r b o ri n g， a n d g r o u t i n g t u b e i s s e t a f t e r d r i l l i n g t o t h e d e s i g n d e p t h b e f o r e a g g r e g a t e b a c k fii n a n d p r e s s u r e c e me n t g r o u t i n g， t o for m p l a i n c o n c r e t e pi l e Th i s me t h o d c o u l d s a v e c o n s t r u c t i o n c o s t a n d r e d u c e c o n s t r u c t i o n p e rio d ， a n d i t i s a p p l i c a b l e t o f o u n d a t i o n p i t s l o p e p r o t e d t i o n i n n a r r o w c o n s t r u c t i o n s i t e wi t h c o mp l e x g e o gra ph i c a l c o nd i t i o n s K e y wo r d s： un d a t i o n pi t e ng i n e e rin g； mi c r o p i l e； p r e s s u r e g r o u t i n g 投石压浆无砂小桩作为一种新工艺 ，与土钉墙结 合 ， 已被广泛应用于边坡 支护 ； 作为复合地基处理 ， 也 是一种较经济和快捷的方法。该工艺具有以下特点 ： ( 1 )与 土钉墙联 合作 为边坡 加 固措施 ，能 简化 土钉 墙 的设计 ， 使边坡更加安全 ， 同时也经济环保 ； 用于地基 加固则更简便和经济 ； ( 2 )技术先进 ， 施工工艺及设备 简单 ， 具有节能和环保的特性 ； ( 3 )施工速度快 ， 质量 易于控制 ， 安全风险低。 投石压浆无砂混凝_- k J J 桩( 也称微型桩 ， 一般桩径 为2 0 0 3 0 0 m m)技术，是在小桩技术和压力注浆法的 基础 上开发 的一 种地基 处理 方法 。该桩使 用反循 环钻 机成孔， 达到设计深度后下注浆管， 回填骨料， 通过预埋 的注浆管压力灌注水泥浆，形成具有一定强度 的素混 凝土桩， 对地基具有置换 、 竖向增强体和排水排气固结 桩间土等多重作用机理 ，能起到地基加固和稳定边坡 土体 的作 用。 邯 郸文化 艺术 中心 深基坑 支护 工程 中 ，成 功 应用 微型桩作为边坡加固措施 ，本文以该工程为例 ，介绍 收 藕 日期 ： 2 0 1 0 0 1 0 3 作者简介 ： 王念念 ( 1 9 6 6 一 ) ， 男 ， 北京市 人 ， 教授 级高级 ： j = 程师 ， e m a i l wn n1 9 4 9 s i n a (3 0 11 1 “ 微型桩” 的施工工艺 。 1工 程概 况 邯 郸 文化艺 术 中心 ( 图 1 ) 是邯郸 市地标 性建 筑 ， 包 含大剧院 、 博物馆 、 城规馆和图书馆 ， 占地面积1 5 9 6 0 0 m 2 ， 总建筑面积1 1 9 3 7 1 m 。 地下1 层( 大剧院台仓地下2 层) ， 地上6 层 ， 基础采用桩筏基础。 图 1 5 郸 文化 艺求 中 心效 果 图 本施工方法主要用于“ 坑 中坑“ 的护坡 ， 基坑主要 深度为6 3 m和9 7 m， 但大剧院舞台台仓位置， 从一 9 711 1 往 下到 一 1 6m为“ 坑 中坑 ” ， 其 平面 尺 寸为5 0m x 4 0 m， 护 坡 采用 土钉墙 和微 型桩 ( 图2 ) 。 微型桩共 1 4 1 根 ， 桩径2 0 0m m， 桩间距 1 5 m， 桩长 1 2 m， 从2 0 1 0 年 5 月1 日开 始施 工 ， 到5 月1 5目全部 完成 。 经测 斜孔 及观 测点 的 1 5 5 次 监测 边坡 的水 平 位移和 竖 向位 移均 符合 设计 和规范 要求 。 2 2 2 建筑技术 第 4 2 卷第 3期 图 2 微型桩护坡剖面 2施工 工 艺 2 1 工艺流 程 无砂混凝土小桩工艺流程为：平整场地一测量放 线 成孑 L _ + 注浆管安放一投入碎石 灌水泥浆。 2 2施工准备 ( 1 )平整施工场地 ， 按设计要求放桩位线。 ( 2 )预 留3 0 0iT l l n 厚 土层 ，桩顶 高 出基底 标 高 3 0 0 l n n rl 。 清槽时将外露部分除去。 ( 3 )挖集水坑 。 在距桩孔边2 m 以外处 ，挖数个 1 5 m x 1 O m x 1 O m的 集水池，集水池与每个桩孔间挖出宽约2 0 0 ram的水沟 。 用于钻机成 L I ,- J 水和泥浆的循环及泥浆清理( 图3 ) 。 0 2 0 O 桩 位 I L m l 图 3 集水坑平面示意 ( 4 ) 材料准备： 取5 - 1 0 m i ll 级配碎石， 投石时应分 段振捣； 水泥浆一般采用P O 4 2 5 级普通硅酸盐水泥。 注浆管选用0 3 2 钢管( 图4 ) ， 注浆管下端 1 i n 内每 隔 3 0 e m打l 排注浆孔( 3 个) ， 往上每隔1 m打1 排。注浆 孔用胶带缠2 周封闭 ， 以防泥浆和石子进入 ， 出浆孔直 径为 1 0 mm。 图 4 注浆管示意 ( 5 )主要 施工设 备如 表 1 所 示。 表1 主要施工设备 名称 用途 型号 数 量 反循环钻机 成孔 MG 5 O 3 泥浆泵 注浆 B W- 1 5 0 1 手推车 填石 3 全站仪 测量定位 N r S - 3 2 2 1 2 3成 孔 采用反循环钻机成孔 ， 成孔位置应根据放线定位 ， 准确 控制钻机 钻孔点 ， 根据设计 要求 ， 成 孔直径 和成孔 深度垂直度偏差控制在1 以内。 钻孔时可采用清水或 自造泥浆护壁 ， 钻至设计标高后洗孔( 图5 ) 。 2 4安装 注浆钢管 将制作的注浆管放入孔中 ， 从孔上口垂直插入 ， 扁 头向下 注浆口向上。 并用临时封盖封 口。安装注浆管 时 由专人 负责扶钢管 ， 确保注 浆钢管置 于孔 中央 。 2 5 填碎 石 用手推车将5 1 0 m i l l 碎石运至孔 口，沿孔口缓慢 倒人碎石并分段振捣 ， 确保碎石填塞密实。填碎石时， 设专人负责钢管定位和固定，以防填石时将注浆管挤 偏， 确保填石后钢管处于孔内正中。 2 6注浆 2 6 1灌浆压 力 由于本工程土质为粘土 ，灌浆压力取0 2 0 3 M P a ( 根据经验值 ， 对砂土取0 2 加 5 MP a ； 对粘性土、 粉土 ， 取O 2 0 4 MP a ) ， 补浆压力一般为1 2 MP a 。 2 6 2 灌浆 量 灌浆量为桩中碎石的孔隙体积和桩周加 固土层灌 人孔隙体 积之和 。 可按下式 计算 ： V = V n + V , c n n ( 1 ) 式中： 为碎石桩体总体积 ( m ) ； r t 。 为碎石桩的孔 隙率； 为桩周加 固土层的总体积 ( m ) ； n 为桩周士体 孔隙率江为浆液损耗系数 ，取5 1 5 ； I 1 1 ,为桩周土体 的浆液充填系数 ， 应通过试验确定， 无试验资料时可按 表2 取 用 。 表2 灌浆充填系数J ， l 软土 ， 粘性土 ， 细砂 中砂 粗砂 黄土 0 2 - 0 4 0 4 - 0 6 O 2 0 8 盏 本工程采用2 o 0 m m桩径 ， 注浆水灰比0 8 ， 每m 桩长 水泥 用量不小 于3 0 k g 。 注浆 时 由里 向外注入 ， 在孔 口用封孔 袋堵 口 ， 防止 浆液流出， 以确保孔内注满水泥浆 ( 图6 ) 。二次注浆应 在一次注浆后2 h ， 待一次注浆初凝后再进行。 2 0 1 1 年 3月 王念念 ， 等 ： 投石压浆无砂混凝土小桩施工工艺 2 2 3 图 5 钻机 成孔 图 6 注浆情况 2 7养护及 成 品保护 ( 1 )微 型桩施工完成后应 养护 3 7 d 方可 开挖边 坡 ， 进行 土钉 墙支 护施 工。 ( 2 )注浆前后的桩位处应有明显标志 ， 并用标志 绳 设置临 时 围挡 ， 防 止车辆 毁坏 注浆管 和桩 身 。 ( 3 )低 温 作业 时 ， 可 采 用保 温被 覆盖 注 完浆 的桩 身 ， 严冬不宜进行注浆作业。 3 质量控制 3 1成 孔 成 孔 前 ， 为保 证桩 的 垂 直度 ， 需 用 水平 尺 前 后 、 左 右调整钻机平整度。 为控制桩位偏差， 成孔前先用仪器 精确 定 出桩位 ， 在每个 桩位 上钉 小木棍 。开钻时 ， 钻 头 中心对准木棍头方可开钻。注意成孔设备的平整度和 导向架与地面的垂直度。成孔过程中若出现偏差应重 新调整平整度 ， 重新顺孔 ， 直至达到垂直度要求。为保 证桩 径 ， 开钻 前用尺测 量钻 头尺 寸 ， 若 发现 直径 不够 应 即 调换或 补焊 钻头 。 钻机 进尺 累计 达到2 0 0 m 后 应复核 钻头直径 。 因钻机带水成孔 ， 成孔至设计标高后要用钻 机直接洗孔， 然后再放置钢管， 投放石料 。桩的垂直度 偏差不得超过1 ， 桩位偏差不得大于5 0m m， 桩径偏差 不得 大于4 。 3 2水 泥 浆液配 制要 求 水泥须经进场检验并复试合格后方可使用 ，应严 格控制水灰比 ， 采用散装水泥时应过磅 ， 专用定量容器 加水 ， 并在 水箱 内画刻 度线 。制 备水泥 浆时 ， 搅拌 不得 少于3 ra i n 。连续制备水泥浆时， 应控制水泥及水的添 加量 ， 制备的浆液不得离析 ， 泵送必须连续。常用水灰 比宜 为0 6 2 。 3 3质 量检 查 ( 1 )施工过程中须随时检查施 工记录 ， 并对照规 定工 艺对每 根工程 桩进 行质量 评定 。 ( 2 )对每个班组应及时检查并作记录 ， 检查重点 是桩长、 水灰比 、 水泥用量及注浆压力。桩长可参照注 浆钢管长度控制 ， 水灰比可直接用比重计现场监测 。 每 注完l 0 根桩后 ， 应及时核实水泥实际用量。 对不符合设 计要 求者 要及 时调整 ， 并对 已施 工的桩进 行 补灌 。 ( 3 )对 用 于地 基处 理 的 微 型桩 ， 还 应 进行 静 载试 验 ， 试验方法可参照有关复合地基技术规程 ， 试验宜在 投石压浆混凝土 小桩完工2 0 d 后进行。桩身完整性可 采用低应变动测法检 测 ， 在成桩 1 0 d 后进行 ， 按 1 5 3 0 数量抽 检 。 4安全措施 ( 1 )进入现场须戴护 目镜等防护用具 ， 应正确使 用个 人劳动 防护 用具 。 ( 2 )钻机行走和停放场地应平整铺实 ， 作业前要 全面检查机械的各项性能 ，确认处于正常状态下方可 使用 。移动 设 备时要平 稳 ， 防 止倾 倒 。 ( 3 )施 工人 员进 场 后 要进 行 安全 教 育 ， 特殊 作 业 人员须持证上岗。 ( 4 )加强用电管理 ， 做到专人专职管理 ， 不得随意 接触电器设备及拉设各种开关 。 用电设备须安全可靠， 并随时检查各种电器的完好性 。各配电箱均设短路漏 电保 护装置 ， 保证 接地 有效可 靠 ， 机 械设 备实 行一机 闸一保 。电器设备应有防潮 、 防漏措拖 。 5 环保措施 ( 1 )施工现场的泥浆池应设置合理并有警示标 志 ， 泥 浆应及 时清理 。 ( 2 )使用油料的施工机械应采用塑料布或垫板铺 设于地面 ， 防止油料污染土壤。 ( 3 )材料 码放 及临 时设施 应按施 工现 场总平 面 图 布置 ， 不乱堆乱放或挪 用， 标识 、 标牌应齐全 。 ( 4 )施工现场要制定洒水降尘制度 ， 配备洒水设 备， 指定专人负责现场洒水降尘并及时清理浮土。 6效 益 分 析 采 用上述 工 艺 ， 取得效 益如 下 。 ( 1 )用料少( 主要是碎石和水泥) 。 ( 2 )机械设备简易 ， 只需要小型钻机和注浆机， 便 于 操作 ， 可节 约机械使 用 费用 。 ( 3 )操作 人 员少 ， 节 省人工 。 ( 4 )施工难度较小 ， 便于掌握和操作 ， 安全环保 ， 质量易于控制 ， 无噪声， 无污染。 按本工艺施工 ， 可降低 工程成本 ， 节约 资金 ， 缩短工期 ， 确保施工安全和工程 质量。特别是对地况复杂 、 场地狭小的基坑护坡 ， 有推 广意义。 参考文献 1 Y J Q B 0 2 1 9 9 8 投石压浆无砂混凝土小桩复合地基技 术规程