红山窑水利枢纽拆建工程地基处理.docx
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红山窑水利枢纽拆建工程地基处理
红山窑水利枢纽拆建工程地基处理
红山窑泵站地质条件比较复杂。
根据招标文件要求,对泵室、泵室上游翼墙、进水池挡墙、抽引进水闸首、箱涵及进水侧翼墙、抽排进水闸第六节涵洞和出水口闸首不作特殊处理,仅在施工期采取必要的保护措施;站身出水侧护坦换粘土1m厚;站身进水侧护坦、抽引进水闸上下游护坦、抽排进水闸出口侧护坦换粘土2m厚;泵站控制室、检修间、油泵房采用钻孔灌注桩基础;抽排进水闸采用预压法进行地基先期加固,然后打水泥土搅拌桩;站身出水侧翼墙下用深层搅拌桩加固;抽引进水闸▽10.0平台挡土墙和抽排进水站1#、3#、4#挡土墙下水泥浆压密注浆加固。
9.1地基保护措施
泵室、泵室上游翼墙、排进水闸第六节涵洞和出水口闸首等建筑物主要的持力层为中风化或强风化的红砂岩,具有一定的遇水膨胀、失水收缩的特性的物理力学性质,施工时必须采取必要的保护措施。
保护措施如下:
(1)基坑开挖过程中先开挖排水沟,随着基坑开挖的进行,排水沟不断加深,始终使排水沟的沟底低于基坑表面1米、排水沟中保持有50cm深的水、即基坑表面距水面的距离不大于50cm。
(2)排水沟宽度为50cm,排水沟的纵横间距不大于10m并相互连通。
(3)基坑开挖至距设计标高0.5m时先用塑料薄膜复盖保湿,再将剩余的开采挖工作边挖边用素砼对基坑表面连同排水沟进行封闭,素砼兼作建筑物的垫层。
岩层的某些物理力学指标需经现场试验后确定,报监理人批准后实施。
9.2换土处理
站身进出水护坦、抽引进水闸上下游护坦、抽排进水闸出口侧护坦采用换土处理,除站身出水侧护坦换土厚度为1m处,其余均为2m。
换土用的土料为粘土。
9.2.1红砂岩挖除
需换土的红砂岩挖除方法同8.5石方开挖。
9.2.2生产性试验
填筑前进行生产性试验,以确定符合现场条件的最佳铺土厚度、最优含水率和合理的压实遍数。
9.2.3土料的开采、运输
按监理人批准的料场开采范围、开采方式和深度开采土料。
当料场土料的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时,需翻晒或加水调整,料场土料含水量一般宜大于填筑物最佳含水量2%~3%,具体由试验确定。
土料用自卸汽车运输。
9.2.4土料的填筑
土料分层填筑、碾压,一般铺土厚度不大于30cm,采用推土机碾压,压实遍数由试验确定。
碾压时采用“一轮压半轮”的方法,严禁少压、漏压,对推土机不易施压的部位用封式打夯机或人工压实。
每层填筑、碾压完毕均按设计和规范要求进行各项土工试验,经监理人检查合格后方可继续铺筑上一层。
在铺筑上一层新土前,对压实表面残留的、被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理,以免形成土层间结合不良的现象。
如遇阴雨天,填筑土方必须及时碾压,每班收班前将填筑土方碾压完毕。
日降雨量大于5mm时,停止填筑。
雨后复工前认真检查填筑面,及时排除表面积水、翻晒或去除饱和土、弹簧土。
9.3堆载预压
抽排进水闸大部分进水涵洞洞身布置在淤泥质粉质粘土上,承载力低、压缩性高,拟采用堆采预压法进行地基的先期加固,然后进采取深搅桩加固,以减少建筑物的后期沉降量。
具体施工方法为:
(1)先填筑排涝河口的围堰并排水。
(2)对排涝河道清淤0.5m并适当修整边坡。
(3)然后铺设粗砂垫层排水体,排水体厚0.5m,清淤及铺砂垫层宽度为涵洞中
心线两侧各9m。
(4)然后在排水体上填筑拆除及开挖废弃物,填筑高度至▽10.5,顶宽不小于
11.2m,且基本以涵洞中心线对称,两侧坡比不大于1:
3。
(5)预压时间为3个月,预压结束后开挖至设计标高再打搅拌桩。
9.4深层搅拌桩
泵站出水侧路堤墙下和抽排进水闸涵洞下均采取深层搅拌桩加固。
出水侧路堤墙下深搅桩桩径60cm,桩距1.05m×1.40m,桩长11.31m,水泥掺量不小于15%,共42根,474延长米。
抽排进水闸涵洞在堆载预压结束后,开挖至设计标高再打桩,桩径50cm,桩距1.0×0.9m,桩长6~9m,水泥掺量18%,共511根,3914延长米。
打桩前对地层进行钻探,分析预压后的地质指标,再最终确定深搅桩的相关参数。
本工程施工机械采用单头深搅机。
9.4.1施工方法
(1)施工准备工作
①依据该工程地质勘察资料,进行室内的配合比试验,并根据设计要求,选择水泥掺入比,确定搅拌工艺,报监理人审批。
②依据设计图纸要求,平整施工场地,做好现场平面布置,布置水泥制浆及泵送系统,且考虑泵送距离不大于50m。
1按设计要求,进行现场测量放线,定出每一个桩位,并订上小木桩标示。
2现场布置安排制浆操作间,制浆池以及供排水畅通设施。
3施工时安排好劳动组合,配备一定数量的各专业人员。
4进行现场试桩,根据其结果制定施工方案,并报监理人审批。
(2)水泥搅拌桩施工工艺
水泥搅拌桩施工方法的工艺流程
①定位:
行走桩架到达指定桩位,对中,并保持水平。
②预搅下沉:
启动搅拌机电动机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电动机的电流鉴测表控制,一般在7-10cm/min,工作电流不应大于70A,如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。
③制备水泥浆,待搅拌机下沉一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
④提升喷浆:
搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆,边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。
⑤重复上、下搅拌:
搅拌机提升至设计加固的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。
为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机旋转沉下土中,至设计加固深度后,再将搅拌机旋转提升出地面。
⑥清洗:
向集料斗中注入适量清水,开启灰浆泵,清洗全部管路中残存的水泥浆,直至基本干净。
⑦移位:
重复上述1~6道施工步骤,进行下一根桩的施工。
9.4.2水泥搅拌桩施工质量控制与质量检验
(1)质量控制
为了保证水泥搅拌桩的施工效果,必须按照有关规范规定,着重加强以下几点质量控制。
①预搅:
软土应完全预搅切碎,以利于同水泥均匀搅拌。
②水泥浆不得离析:
水泥浆要严格按设计配合比配置,在灰浆拌制中不断搅动,待压浆前慢慢倒入集料斗中,集料斗上需加设滤网。
③确保水泥搅拌桩强度和均匀性:
压浆阶段不允许发生断浆现象,输浆管道不能发生堵塞。
严格按设计确定的数据,控制喷浆和搅拌提升速度以及重复搅拌时下沉和提升速度,以保证每一深度均得到充分搅拌。
④保证垂直度:
为使搅拌桩基本垂直于地面,要注意桩架的平整度和导向架对地面的垂直度。
(2)质量检验
为保证水泥搅拌桩施工质量,依据技术规范要求,以如下几种方法进行质量检验。
①施工原始记录,必须详细、完善、如实记录并及时汇总分析,发现不符合要求的立即纠正、处理(补桩),并及时向监理人申报。
②采用钻取岩芯法取桩身加固土样,检测搅拌均匀程度及桩身强度。
抽样桩的数量不少于全桩的2%。
9.4.3安全技术措施
(1)钻机架下需设置足够数量的枕木,施工及移动时需注意安全,以防倾覆。
(2)制浆工及钻机操作工需佩戴防护眼镜,以防浆管爆裂后水泥浆损伤眼睛。
9.5砼灌注桩
泵站的控制室、检修间、油泵房均建在回填土上,采用φ1000C20砼灌注桩基础。
填土至▽7.0后,打灌注桩,桩长8~10m,桩底打至中风化砂岩层为止。
9.5.1灌注桩施工方法
灌注桩施工流程图:
9.5.1.1桩位放样
根据施工图中灌注桩的桩位,对灌注桩进行测量定位。
定位后,要在桩中心打入一根钢筋或木桩做为标记,并注意保护。
9.5.1.2埋设护筒
护筒采用4mm的钢板制成,护筒高2.5m,直径为1.4m。
护筒根据设计桩位的纵横轴线埋设,挖埋时保证筒身竖直,护筒高出地面0.4m,顶部开溢浆孔,护筒周边用粘土填实。
9.5.1.3潜水钻机就位
潜水钻机对中就位,操作平台采用千斤顶和水准仪调平,以确保钻机的垂直度。
9.5.1.4钻孔
用钢丝绳将已接好的钻机第一节钻杆吊起,慢慢放下至土面,先空转,然后慢慢钻入土中。
经观察检查正常后开始正式钻进,每钻进一节钻杆,即连接下一节钻杆,直至符合设计深度要求为止。
加接钻杆时,先停止钻进,并将钻具提离孔底810cm,维持泥浆循环12分钟,将管道间的钻渣排净,然后停泵加接钻杆。
钻杆连接时拧紧上牢,防止螺栓、螺母松脱,使钻头掉入孔内。
钻孔过程中,若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒四周冒浆以及地面沉陷等情况,立即停止钻进,及时回填粘土,待孔壁稳定后重新钻进。
并及时分析原因采取有效措施。
钻孔过程中严格控制护筒内外水位差,使孔内泥浆水位高于地下水位1.0m以上,以防坍孔。
钻孔护壁泥浆采用粘土制浆,钻孔时控制孔内泥浆比重在1.3左右,必要时可掺入少量CMC,以改善泥浆品质。
经常测定泥浆密度,并定期测定粘度、含砂率和胶体率,并做好记录。
9.5.1.5清孔
清孔的目的是使孔底沉渣厚度、孔内钻渣和孔壁泥垢厚度符合质量要求或设计要求,为在泥浆中浇灌混凝土创造良好的条件。
(1)当钻孔达到设计深度后停止钻进,将钻头提至距孔底1020cm处空转。
清孔后孔内泥浆比重控制在1.1T/m3左右,孔壁土质较差时,泥浆密度控制在1.151.25t/m3左右。
(2)清孔过程中,补给足够的泥浆,并保持浆面稳定,排出的泥浆含砂量不大于4%,用于触应无粗粒感。
(3)清孔后,孔底沉渣厚度不大于30cm。
9.5.1.6吊放钢筋笼
钢筋笼在钢筋加工厂分节制作,然后用平板车运至施工现场。
钢筋笼每隔一定距离设置混凝土垫块,控制保护层厚度,并按施工图纸规定在钢筋笼四周设置声波测试预埋管。
钢筋笼下放要平稳,慢起慢落,避免碰撞孔壁,如下放遇到困难,不可强行插入,以免钢筋笼变形或孔壁坍落,就位后的钢筋笼顶底高程符合施工图纸规定,误差不大于5cm。
钢筋笼下放到位后及时固定,使其在浇筑过程中不向上浮起也不下沉。
9.5.1.7下导管浇筑混凝土
(1)下放导管
导管用无缝钢管制作,分节长度24m,直径30cm,底管长度为4m,底部焊接加强箍,两管间用法兰螺丝连接,接头处用橡胶垫圈密封防水。
为避免提升导管时法兰被钢筋笼挂住,可设置防护三角形加劲板或锥形法兰护罩。
导管下放时要垂直对准钢筋笼中心下放,不得强行插入,以免破坏钢筋笼。
导管底端距孔底距离为0.40.5m。
导管在每次浇筑后,应立即冲洗干净,并及时将接口的螺帽、螺栓涂油防锈。
浇注灌注桩混凝土前,进行第二次清孔,并检测一次泥浆性能。
(2)浇灌混凝土
a、混凝土制备及运输
混凝土的强度等级按照施工图纸的规定;水下混凝土坍落度为18~22cm,水泥用量不少于360kg/m3,含砂率40%~45%,并选用中粗砂,混凝土采用粗骨料最大粒径应不大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/3,并不大于50mm。
砼采用拌和楼拌制,泵送。
b、灌注混凝土
采用砼泵灌注混凝土桩,在桩顶高程以下4m时,应采用插入式振捣器捣实;桩体灌注需超高50cm,在桩顶砼达到一定强度后凿除超高部分。
C、孔内水下混凝土灌注注意事项
导管下口至孔底间距为30~50cm;浇灌混凝土前,先灌少量水泥砂浆;导管和储料斗的混凝土储料量应使导管首次埋深不小于1m;灌注混凝土应连续进行;导管埋人深度不小于2.0m,并不大于5.0m;混凝土进入钢筋骨架下端时,导管宜深埋,并放慢灌注速度。
灌注桩的实际灌注混凝土量的充盈系数不得小于1.0。
浇灌过程中随时测定坍落度,每根桩留取试块不得少于一组;当配合比有变化时,均应留试块检验。
9.5.1.8移位
拔出护筒,将桩机移到新桩位,重复17步骤,进行下根桩的施工。
9.5.2灌注桩的质量控制
(1)灌注桩施工前首选取检查桩位的准确和钻杆垂直义。
以保证桩位准确,桩
体垂直。
(2)灌注桩钻孔过程中必须密切注意保壁泥浆浓度,以防塌孔。
(3)钻孔前钢护筒与孔壁间的缝隙须用粘土填实,以防漏水。
(4)灌注桩钻孔过程中必须确保导管在砼中埋深不小于2.0m,但也不宜大于5.0m。
(5)桩顶超高不小于50cm,施工时凿除。
9.5.3灌注桩的成桩检验
灌注桩施工结束后对桩体进行以下项目的检验和检测,并应将检验和检测的成果报送监理人。
检查项目主要有:
桩位、有效桩径、顶底高程和有效长度、贯入标准等。
9.6压密注浆
抽引进水闸▽10.0平台挡土墙下和抽排进水闸1#、3#、4#挡土墙下均采用压密注浆法加固地基。
9.6.1施工工艺
压密注浆的施工工艺为:
9.6.2施工方法
采用塑料阀管注浆法施工,浆液为水泥浆。
(1)灌浆孔布置
灌浆孔全部布置在灌浆区域内,靠近灌浆区域边缘最近的灌浆孔距灌浆边缘0.5m,灌浆孔正方形布置,行、列间距均为1.5m。
孔距布置根据试验确定,一般为80cm×100cm,呈梅花状布置。
(2)埋管方法
采用GXY-1型钻机钻挖成孔,孔径为10cm,同时孔中预埋直径5cm塑料管,塑料管与孔壁周围孔隙采用水泥浆密封,24小时后开始压浆。
(3)灌浆工艺
灌浆采用阀管灌浆,本着先稀后浓、少灌多复的原则,每孔灌浆完毕需清孔。
根据吃浆量每孔复灌1~3次,复灌间隔时间2天。
灌浆时边灌边拔,每次提升0.5m左右。
灌浆采取灌浆量与灌浆压力双控制,灌浆量为每进尺100kg水泥,灌浆压力控制在0.05~0.08MPa,下部采取大值,上部采取小值。
具体灌浆压力可根据吃浆量现场调整。
(4)封孔
封孔采用容重大于15KN/m3的稠浆,且保证浆面升至孔顶并不再下降为止。
9.6.3质量控制
(1)钻孔时,保持钻杆垂直,保证孔距以及孔的垂直度,孔斜≤5‰,以防孔斜过大,压浆时串孔。
(2)灌浆过程做好施工记录,顶面冒浆时,芯管的深度以及冒浆孔的位置都要做好记录。
(3)孔底部灌浆时,如发现压注量过大,压力小于0.04MPa时,可采取停停压压的方法进行注浆。
(4)压力表定期校验,确保压浆压力达到设计值。
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