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摘要:缅甸仰光沿海地区上层软土较厚,地质较差,影响成桩质量。研究人员通过试验和项目实践,总结仰光高层建筑的超长摩擦桩施工要点,提出不利条件下的控制措施,提高成桩合格率。
关键词:仰光沿海;超长钻孔灌注桩;摩擦桩;施工要点;
0.引言
仰光大金塔驰名世界,高157.3m,是仰光的最高点。据YCDC规定,仰光所有建筑必须低于大金塔,不得超过127m[1]。调查显示,仰光CQHP目前登记的高层项目仅有223项[2]。这一方面与当地文化有关,另一方面也反映了仰光现阶段的基建能力和经济水平。随着中缅“一带一路”政策落地,仰光的地理优势和经济潜力将会被更好的激发。
仰光翡翠湾项目就是由中国企业投资建设的高层住宅小区。项目采用框架-剪力墙结构,最大高度约105.35米。场地地震烈度8,地形地貌属冲洪积地貌,钻探75.45m范围内地层分布为粉质粘土、粉土、粉砂以及细砂。采用桩基础,混凝土要求等级G40,有效桩长为62~70m,属于超大长径比超长摩擦桩。
1.超长钻孔灌注桩技术难点
1.1.不利水文地质条件
根据水质检测报告,仰光地下水对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性,氯离子超标,不宜直接作为施工用水。地勘揭示30m范围的土层为软土,钻孔过程中存在塌孔现象,对护壁要求较高。
1.2.泥浆性能把控
地质主要为粉砂,粉质粘土,粉土,造浆能力差,而桩基成孔深度达70m,设计要求沉渣厚度为50mm,成孔质量要求高,泥浆性能要求高。
1.3.超长摩擦桩钻孔控制
对于超长钻孔,一旦发生地质不利或施工不当,将会引起塌孔、斜孔等事故,且处理困难,对成桩质量影响较大。
1.4.超深水下混凝土灌注质量控制
采用G40水下砼浇筑。对混凝土工作性能和小空间内超长混凝土导管灌注施工提出了更高的要求。
2.试验桩
2.1.试成桩
在地质最不利处进行试验桩施工,详细记录地层变化,按米取样,地层变化处取样,记录不同地层施工时的钻压、转速、进尺深度等数据,以及孔底500mm处泥浆密度、粘度、含砂率、PH值等。
2.2.成孔测定
测定成孔后0h、6h、12h、18h、24h、30h、36h等不同时间点的孔径和孔底沉渣,同时观察泥浆渗漏情况。
2.3.试成孔总结
分析总结试验记录,确定施工时的钻进工艺参数、泥浆制备要求等,制定针对性的预防和处理措施。
2.4.桩基破坏性静载试验
向当地CQHP上报试验桩破坏性静载试验方案,经批准后,按照美标ASTMD1143进行桩基3倍荷载破坏性静载试验,确定桩基的极限承载力。
3.施工关键技术
3.1.泥浆制备
泥浆性能是控制成孔质量的关键,如果泥浆配置、输送不好,会造成垮孔、塌孔,含砂率过高,会引起堵管或混凝土浇筑过慢,进而断桩;泥浆过浓,会导致泥皮过厚,影响承载力生效。
施工用水采用经反渗透净水设备净化后的地下水,造浆采用膨润土,造浆方法采用全自动泥浆调制、输送、回浆的机械制浆法。处理工艺采用振动筛、旋流器、离心机(压滤机)等设备,对泥浆中的固相颗料粒由大到小,泥浆的比重由高到低进行处理。
3.2.护筒埋设
护筒采用8mm钢板制作,护筒内径大于设计桩径100mm,护筒底进入黏土层不少于0.5m,护筒长度3.0m~4.5m,高出地面不少于300mm,在护筒顶下200mm处设置溢浆孔。护筒倾斜度控制在1%以内,护筒中心与桩位中心偏差≤30mm。在护筒周围600mm范围内用粘土分层夯填到平至护筒的溢水口。
3.3.超深桩孔钻孔控制
本工程钻孔灌注桩成孔深度达70m,设计要求成孔垂直度偏差小于0.5%,同时上层软弱土存在塌孔现象,故采取如下控制措施:
①校核钻杆垂直度和中心位置后方下钻取土。
②钻头采用笼式双腰带刮刀刮头,起到防偏斜效果。软弱土层用临时套筒跟进,防止塌孔,待浇筑后再取出。
③施工过程检查钻杆垂直度,并根据不同地层调整钻进参数(钻压、转速)。钻进过程每进入2000~3000mm收集土样与勘察报告对比,并记录桩号、标高等。
3.4.沉渣的清理及厚度控制
沉渣厚度是影响承载力生效的关键因素之一。为控制沉渣厚度满足设计要求的50mm,采用2次清孔工艺。
①捞渣:在钻孔结束后,采用清孔钻头将最底层的沉渣捞出,重复1到2次。
②换浆:终孔后,将钻头提离孔底10~20cm低速空转,泥浆循环正常,压入合格泥浆置换孔内比重大的泥浆。若沉渣厚度超过100mm,可以利用空压机处理。换出的泥浆进入泥浆处理设备进行分离,过滤清除沉渣。
③检查:一清检查合格后,下钢筋笼,并利用导管进行第二次清孔,密度大的泥浆借助水泵用清水置换。
④泥浆性能控制:清孔时需不断置换泥浆,直至浇筑水下混凝土;根据美标ASTMD4380-12及试验要求,在灌注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆性能控制范围为:黏度32~50,相对密度1.05~1.15g/ml,含砂率<4%,PH值7~12。
3.5.超长钢筋笼安装控制
钢筋笼采用多点起吊,吊装过程应平稳垂直,不得弯曲倾斜。下放速度要慢,防止钢筋笼在孔内摆动,碰撞到孔壁,引起坍孔。钢筋笼搭接焊缝饱满,冷却后,将钢筋笼对中缓慢放到设计标高和中心位置,固定在护筒上,待灌注完毕,混凝土达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。
3.6.超深水下混凝土浇筑控制
①水下砼配合比与坍落度。仰光气温较高,坍落度宜控制在220±20mm。混凝土采用商砼,选定的砼配合比为:普通硅酸盐水泥:粗集料:细集料:水:减水剂=410:1190:660:175:6.15。
②导管下放。灌注混凝土进度宜控制在混凝土初凝时间内。导管在使用前需进行检修,合格后方可投入使用。下放导管时应检查导管的连接是否牢固和密实,导管下放完成后确保导管底部至孔底距离在0.3~0.5m之间,以便于隔水栓顺利排出及灌注混凝土时挤出沉渣[3]。
③首批砼储备量。首批灌注混凝土应能满足导管首次埋置深度≥1.0m和填充导管底部的需要。
④水下混凝土浇筑过程质量控制。混凝土从桩底到桩顶必须一次浇灌完毕。浇筑过程要求导管埋深为2.0~6.0m。开始灌注砼时,可以使导管保持稍大的埋深,并放慢灌注速度,预防灌注过快导致钢筋笼上浮;当钢筋笼在砼内有一定埋深后,再适当提升导管,按正常速度灌注砼,并保证砼超灌高度符合要求[3]。每次提升导管前,由专人测量桩内砼面标高和导管的埋深长度,填写水下浇筑混凝土灌注记录。
4.结束语
质量的好坏在整个建设工程中都举足轻重。仰光翡翠湾项目超长钻孔灌注桩采用上述控制措施,顺利完成1#、2#楼264根桩基施工,通过第三方检测单位检测,桩身完整性符合要求,未出现缩颈现象,垂直度符合设计要求。可见上述措施实施有效,为后续主体奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]YCDC,Yangon,EngineeringDepartment(BuildingConstruction)ofYangonCityDevelopmentCommittee,ClauseofEngineeringServicesFromEngineeringDepartment(BuildingConstruction).
[2]CQHP,Yangon,ProjectListFromCQHP2019,8
[3]熊启东,李成芳,孔凡林.旋挖成孔灌注桩施工质量控制技术探讨[J].重庆建筑2013,1