灌注桩在老厂房内基坑护坡中的应用

2010-11-05于志刚

山西建筑 2010年8期

于志刚

1 工程概况

本工程位于某轧钢厂房内,基础长48.9 m,宽21.8 m,基础底标高为-11.6 m,西侧距厂房柱基中心线5 m,厂房柱基础底标高为-3 m,新建基础比原厂房柱基深8.6 m。在此种情况下,完成超深较大的基础施工,保证原厂房不发生沉降,是一个比较难的技术问题。通过现场实际勘查、讨论,对多种保护原厂房的护坡方案进行分析研究:1)地下连续墙施工方案:工程造价太高,工期较长;2)打预制桩方案:桩需要预制,工期长;静力压桩或打钢管桩:由于桩机较高,影响厂房内天车的正常运行。

综合以上情况,决定采用钢筋混凝土灌注桩护坡方案。

2 结构设计原理

灌注桩应用于老厂房内深基坑的护坡,其主要承受侧向土压力、柱基荷载、施工荷载和堆载。本次灌注桩按照悬臂式挡土墙护坡设计,假设桩顶部及桩下端均不发生位移,其嵌固深度Hd的计算通过以下公式确定:

其中,∑Ep为桩底内侧各土层水平抗力之和;Hp为合力∑Ep作用点至桩底的距离;∑Ea为桩底外侧各土层水平荷载合力之和;Ha为合力∑Ea作用点至桩底的距离。

本次基坑按二级基坑考虑,Υ0=1.0,h为基坑开挖深度(见图1)。

本工程采用的灌注桩桩顶标高为-3.0 m,桩长21 m,桩径800 mm,间距1 000 mm,同时为了防止灌注桩在施工中塌孔或桩垂直度偏差过大,从而对下一步基础的施工造成不必要的麻烦,灌注桩施工时与基础外皮之间预留100 mm孔隙。另外为使灌注桩能连成一整体,增加其安全性能,灌注桩施工完毕后在桩顶加设一道混凝土压梁。

3 施工工艺

1)本次灌注桩施工采用冲击式钻机成孔,为防止施工时桩孔周围的土塌陷及保证桩位的准确性,开孔前需要埋设护筒,护筒的埋置深度应参考地下水位情况,埋置在稳定的黏土层(或者换填黏土,并夯密实,护筒四周也应夯填密实的黏土),护筒顶端应留有高200 mm,宽300 mm的泥浆溢出口。2)冲击钻机就位后,使冲锤中心对准护筒中心,开始应低锤密击,锤高0.4 m～0.6 m,并及时加砂砾和黏土泥浆护壁,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒底以下3 m～4 m后,才可加快速度,将锤提高到1.5 m～2.0 m以上转入正常冲击,孔内水位应高于地下水位1.5 m左右,以防坍孔。3)冲击成孔结束后,如孔内的泥浆比重大于1.3时,要吊入清空导管,用水泵压入清水循环清孔约30 min,使泥浆密度控制在1.1 g/cm3～1.2 g/cm3范围内。4)由于受厂房内天车高度的影响,本次钢筋笼分两节制作,钢筋笼的安装由天车进行安装,钢筋笼上部加横梁,采用对点起吊。钢筋笼对接时,要保证其垂直度,第一节钢筋笼架立槽钢的加强箍筋要平整,保证第一节的自由垂直度。钢筋笼主筋应高于桩顶标高500 mm。5)水下灌注混凝土采用导管进行,混凝土浇灌要一气呵成,不得中断,间歇时间一般控制在15 min内。浇灌时要保证导管提升速度应与混凝土的上升速度相适应,始终保持导管在混凝土中埋入深度约2 m。6)灌注桩施工完毕后,凿除顶端浮浆,露出预留的500 mm钢筋,两侧支上模板,做一道混凝土压梁,使灌注桩连成一整体。

4 注意事项

1)灌注桩定位、成孔时必须保证桩位的准确,以防止给以后基础的施工带来麻烦。2)起护坡作用的混凝土挡墙桩位较为密集,为防止施工时引起塌孔或串孔现象,灌注桩施工时采用跳隔成孔(即一根桩施工完毕后,隔开一根桩的位置施工下一根桩)。3)控制好钢筋笼和混凝土的标高,减少压梁施工的麻烦。4)土方开挖和基础施工时,尽量减少天车的运行,以减少桩承载的侧压力。5)施工过程中要产生大量的泥浆,需要及时拉运处理,以免影响厂房内的生产环境。