浅析基坑工程中钢花管分段施工.pdf

172 浅析基坑工程中钢花管分段施工浅析基坑工程中钢花管分段施工 Analysis of the Spray Molten Steel Pipe Section Construction in Foundation Pit Engineering 马 垒 Ma Lei 摘 要 文章主要研究了分段超前注浆钢花管的施工方 法 并针对一次挤入法存在的问题进行了改进 通过工程 实例 对这种方法进行了详细说明 关键词 基坑工程 施工工艺 支护 原理 Abstract The article mainly studies the segmented advance grouting construction method of the spray of molten steel pipe and improves a part of the existing problems in the method And the author illustrates the method in detail through eng ineering examples Keywords foundation pit engineering construction techn ology support principle 引言 很多基坑工程因为加固深度的问题必须考虑造 价成本 所以选择挤入钢花管式工艺施工手段 此 项技术是利用搭设施工平台一次用气锤将钢花管挤 入 但是这种工艺存在一种弊端 就是注浆钢花管 如果是采用一次挤入的方式则不能确定挤入的放 向 而另一方面就是施工时搭建的平台 在平台搭 建和拆除时需要耗费大量的时间 因此能够对这种 施工工艺进行改进 就需要从工程施工的时间与造 价以及工程施工的质量与安全来考虑 一 基本原理 利用高压将水泥砂浆注入到钢花管中 通过钢 花管的强化将管内的水泥砂浆处于受压状态 这样 就能使抗压和抗变形能力大大提升的同时也能增强 钢管的稳定性 另外 钢花管上的小孔主要是对水 泥砂浆可以注入到周围的土体 在压力的作用下 使土体产生新的缝隙能够更好的对水泥浆液的扩散 起到重要作用 将周围的土粒结合利用起到保护作 用 加固注浆钢花管一般分为两个步骤 一是在一 定压力的助力下使得地下软土变得更加坚硬 二是 施工过程中保留的钢花管可以在地下泥土中变为加 筋作用 二 分段挤入式注浆钢花管施工工艺 一次挤入钢花管法主要是通过在搭设施工平台 能够使工作人员在所搭设的平台上施工 而这种施 工工艺很难确定钢花管的挤入放向 对钢花管的挤 入深度也很难控制 因此 为了在这种施工工艺上 有所进步 我们就提出了分段挤入式注浆钢花管的 施工工艺 这种工艺在工程造价上有所降低 可以 不用搭设施工平台 只需要一套传力的设备 施工 难度也有所下降 传力装置如图 1 所示 图 1 传力装置及其安装示意图 1 钢花管加工 钢花管加工采用的一般都是 48 mm 3 5 mm 的 无缝钢管 这种钢管沿轴向每隔 500 mm 就有一对直 径将近 5 8 mm 的出浆孔 呈梅花状布置 另外 在处理钢管顶端部位时最好是处理成分段挤入式钢 花管施工工艺的尖端式 方便将钢花管锤入土里 具体的施工工艺流程如下 钢花管加工 传力装置加工 施工放样 立钢 花管到指定点位 将传力装置扣到距钢花管底 1 m 左右位置 用气锤锤击传力钢花管 使钢花管进入 土层 松开扣件 将传力装置向上移 钢花管挤入 设计深度 压力注浆 2 传力装置的加工 施工中所用的传力装置是由长 0 4 m 左右的钢 管以及厚度约为 0 06 m 的长方形钢垫板和两个可以 旋转的扣件三部分组成 传力钢管和长方形钢垫板 上都焊接有一个旋转扣件 两个旋转扣件的间隔为 0 2 m 见图 1 c 所示 1 施工中钢花管树立在事先测量好的位置 2 组装过程中 应该让装有传力装置的钢花 管距离地面 1m 以上处 3 在使用气锤敲打装有传力装置的钢花管的 顶端使整个装置进入泥土层 4 在传力装置接近地面时停止工作 松开注 浆钢花管的扣件 将传力装置上移 重复 2 3 的工序 直到将钢花管挤入到设计方案中要求的深 度 但是在工程施工中为了缩短工期一般是两根钢 管同时挤入 1 在施工准备阶段需要准备两套传力 装置 2 将两套传力装置分别安装在两根钢花管上 3 在对第一根钢花管施工后锤入地下后 在距离下 排扣件即将接近地面时 由操作工人负责对第二根 钢花管沿第一根钢花管处锤击 并由安装工将第一 根钢花管上的装置上移并安装好 4 当第二根钢花 管挤入到一定深度时再次进行 2 3 操作 对第 一根钢花管装置进行施工 因此就可以将钢花管挤 入设计深度 我们可以通过在对整个基坑工程中采用的分段 挤入式注浆钢花管施工工艺进行比较 不难看出 分段式挤入施工工艺对施工场所要求低 工艺流程 简单等优越性 表 1 一次挤入式施工工艺与分段挤入式施工工艺对比 三 工程实例 在某江苏建筑工程的场地 可以根据场地土层 的物理参数来保证基坑的稳定性 对填土进行加固 处理 表 2 场地土层物理力学参数 由图 2 所示 基坑边坡采用竖向超前注浆钢花 管结合钢花管土钉墙支护方案 基坑开挖深度为 5 m 放坡系数为 1 0 20 图 2 钢花管土钉墙支护剖面 单位 mm 超前注浆钢花管的加固方式是 注浆钢花管是 使用管长 6 m 间距要达到 1 m 钢管规格为 48 mm 3 5 mm 制造 加固过程中 需要沿着基础坑边缘 均匀分布一排 钢花管管壁上出浆孔间距 500 mm 交错对称开孔 铸管孔径需要达到 6 8 mm 离基础 坑顶部 1 5 m 以内处不需要打孔 超前注浆钢花管 的加固施工方案如下 1 对钢花管进行设计加工和力量传送装置的 组装 2 将加工好的需要注浆的钢花管分段植入预 先挖好的基坑中 3 采用高压注浆方式 对植入的钢花管注浆 方法 把注浆管道埋入钢花管 注浆管距离钢花管 下转第 182 页 182 图 1 板桥墩台剖面图 图 2 桥台基础铁木桩布置平面图 图 3 桥墩基础铁木桩布置平面图 五 铁木桩施工 铁木桩成桩方式采用 PC 400 挖机静压 共计打 入 485 根铁木桩 要求垂直度偏差不能超过 0 5 所选用的铁木桩不能存在虫眼和节眼 施工顺序的 选用 优先进行桥墩的铁木桩施打 最后施工两侧 桥台的铁木桩 六 结语 本工程从 2013 年 11 月竣工以来 经历了一个 雨季的雨水冲刷 通过了使用和观测证明 结构安 全稳定 实例证明 铁木桩处理软弱地基施工简便 它可避免大量的土方开挖 克服钻孔灌注桩施工周 期长以及需要专业机械的困难 特别对于应急工程 来说 可以减少恶劣环境的影响 大大缩短了工期 经济效益明显 铁木桩在本工程中的成功应用 为今后在铁木 树资源非常丰富的印尼国家的推广应用提供了有效 的经验 参考文献 1 GB50 007 2011 建筑地基基础设计规范 S 2 JGJ79 2012 建筑地基处理技术规范 S 3 GB50 005 2012 木结构设计规范 S 4 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 2006 5 华南理工大学 地基与基础 M 北京 中国建筑 工业出版社 2005 作者单位 中国十七冶集团有限公司 上接第 172 页 开孔处 250 500 mm 处 中第一时间注入水泥浆 水 泥浆水灰比宜为 0 45 0 50 注浆压力不得小于 0 3 MPa 跟传统的一次性注浆施工方式相比 分段式注 浆施工方法可以大大的节约施工成本 施工效率同 时可以提升约 50 四 结语 在基坑工程的实际操作中 利用本文所说的分 段式挤入注浆钢花管施工工艺 不但节约了工程施 工成本 而且还大大的提高了工程施工效率 跟传 统的施工工艺相比 不需要在搭设施工平台 让整 个施工过程变的更加安全 同时保证了工程施工质 量 所以分段式挤入注浆钢花管施工方法值得在实 际应用中广泛推广 参考文献 1 邓剑明 李景旺 张成宝 注浆钢花管在格力香樟 基坑支护中的应用 J 山西建筑 2010 36 12 116 117 作者单位 江苏省水文地质工程地质勘察院 223000 上接第 180 页 图 4 连续墙水平位移的模拟值与实测值比较 五 结语 采用有限元软件建立数值计算模型 对紧邻已 投入运营地铁的基坑进行了模拟计算 预估了地铁 隧道在基坑开挖后引起的位移与变形 比较了实测 数据与模拟计算的差别 分析了模拟计算的一些规 律 可以得到以下结论 1 紧邻地铁隧道的基坑的开挖 破坏了土层 原有的应力平衡 使得基坑外的土体发生朝向基坑 的水平位移和向下的沉降 通过数值分析和实际监 测结果得知 水平位移的影响是主要的 2 基坑开挖周期长 施工中诸多不确定因素 包括连续墙成槽过程 基坑外水位的下降 地面施 工产生的超压等会导致实测的位移和沉降会有别于 理论计算变形 因此需要根据实测数据进行反分析 及时对设计方案进行调整 3 基坑开挖引起隧道的水平位移与沉降主要 发生在基坑开挖区域附近 离基坑较远处的隧道变 形十分微小 根据 城市轨道交通结构安全保护技 术规范 对临近工程进行工程影响分区是一种简单 实用的初步判断方法 由于岩土材料和工程地质的复杂性 数值模拟 分析时难以选取合适的参数来反映现场实际 而施 工中诸多不确定因素对数值模拟结果的影响难以反 映 这些都是有