天津紅星國(guó)際廣場(chǎng)5#地塊工程,工程占地面積55 899.09m2,總建筑面積27.457 3萬(wàn)m2,由1棟 20層寫(xiě)字樓、3層配套商業(yè)樓、6層商業(yè)中心及地下室組成,其中地下面積10.639 3萬(wàn)m2,地上面積16.818萬(wàn)m2。超高層寫(xiě)字樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu),商業(yè)樓、商業(yè)中心為框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)。本工程±0.000相當(dāng)于大沽高程2.6m,其中地下室2層,基坑深度最深處為12.5m。
根據(jù)老基礎(chǔ)粉噴樁樁位圖與現(xiàn)場(chǎng)施工工程樁進(jìn)行對(duì)比,見(jiàn)圖1。老基礎(chǔ)粉噴樁集中在商業(yè)中心南側(cè)。新樁基采用鉆孔灌注樁,部分新老樁基重疊?,F(xiàn)場(chǎng)老樁基根數(shù)超過(guò)4 000根,重疊部分樁基超過(guò)1 000根,導(dǎo)致新樁基施工困難。
圖1 老樁基與現(xiàn)場(chǎng)樁位分布
由于工程處于天津市繁華地帶,工期緊、施工場(chǎng)地有限。老樁基樁長(zhǎng)超過(guò)10m,天津市地下水位較高,如采用對(duì)整個(gè)老基進(jìn)行大開(kāi)挖的方法,存在安全隱患,放坡下坑的坡道存在垮塌的危險(xiǎn),對(duì)后續(xù)回填土的要求也較高,會(huì)產(chǎn)生較高的施工成本。
在施工鉆孔灌注樁時(shí)碰到旋噴樁無(wú)法施工,采用旋挖樁進(jìn)行,在原有粉噴樁上進(jìn)行旋挖樁施工。
4.1.1 旋挖樁施工特點(diǎn)
鉆孔灌注樁施工靠底部帶有活門(mén)的筒式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土并直接將其裝入鉆斗內(nèi)提升至地面,無(wú)需將巖土絞碎靠泥漿返出孔外。
旋挖鉆施工機(jī)動(dòng)靈活,所配套的短螺旋鉆頭、普通鉆斗,可鉆透粉噴樁。
4.1.2 旋挖鉆施工工藝及原理
場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→制備泥漿(地質(zhì)條件允許時(shí)可不用泥漿)→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→清孔→下道工序。
1)場(chǎng)地平整。打樁前將場(chǎng)地中的障礙物清理干凈,在打樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)前做好場(chǎng)地施工道路,保證道路足夠的寬度和密實(shí)度,保證打樁機(jī)順利進(jìn)場(chǎng)及管樁運(yùn)輸?shù)绞┕^(qū)域。清理現(xiàn)場(chǎng)妨礙施工的高空及地下障礙物,平整施工場(chǎng)地,便于打樁機(jī)平穩(wěn)進(jìn)入施工場(chǎng)地內(nèi)。
2)測(cè)量放線。首先測(cè)放出老樁基的樁位,再測(cè)放出新樁基的樁位,對(duì)重疊部位進(jìn)行旋挖樁施工,以雙向十字線控制樁中心。開(kāi)鉆前必須先核對(duì)鉆頭中心是否與樁位中心重合。在施工過(guò)程中還須經(jīng)常檢測(cè)鉆具位置有無(wú)發(fā)生變化,以保證孔位的正確。
3)制備泥漿。由于天津土質(zhì)情況,水位較高可不用泥漿。
4)埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒定位,可采用打埋和挖埋等設(shè)置方法,挖埋時(shí),護(hù)筒與坑壁之間用粘土填實(shí),護(hù)筒埋設(shè)深度根據(jù)地質(zhì)情況而定,一般為2.5~3.0m,護(hù)筒埋設(shè)的傾斜度控制在1%以內(nèi),要求高于地面50 cm。
5)樁基就位。由于旋挖鉆機(jī)自重較大,鉆進(jìn)時(shí)也可依靠鉆桿和鉆頭自重或加壓切入土層,斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)切下土塊向斗內(nèi)推進(jìn)而完成鉆取土。當(dāng)遇到硬土?xí)r,自重力不足以使斗齒切入土層時(shí),可通過(guò)加壓油缸對(duì)鉆桿持續(xù)加壓,強(qiáng)行將斗齒切入土中,完成鉆孔取土。
6)鉆孔成孔。鉆頭內(nèi)裝滿土后,由起重機(jī)提升鉆桿及鉆斗至孔外,拉動(dòng)鉆斗上的開(kāi)關(guān)即可打開(kāi)底門(mén),鉆斗內(nèi)的土依靠自重作用自動(dòng)排除,當(dāng)鉆斗內(nèi)的渣土靠自重不易排出時(shí),可反復(fù)旋轉(zhuǎn)鉆斗,利用鉆斗旋轉(zhuǎn)慣性將渣土排出;然后將鉆桿向下,回旋鉆斗關(guān)好斗門(mén),開(kāi)始二次鉆進(jìn)。
7)清孔。在鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔深后,將鉆頭降至孔底,滿轉(zhuǎn),重點(diǎn)是清出擴(kuò)大頭擴(kuò)出的淤泥。
4.2.1 工藝流程及操作工藝
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)防空洞及水塔定位→防空洞及水塔破除清理→三七灰土回填→分層夯實(shí)。
1)首先檢查土料種類(lèi)和質(zhì)量及石灰材料的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求,然后分別過(guò)篩,石灰粒徑要<5mm。
2)灰土拌和?;彝恋呐浜媳冉?jīng)應(yīng)用體積比,嚴(yán)格控制配合比,拌和時(shí)必須均勻一致,至少翻拌2次,拌和好的灰土顏色應(yīng)一致。
3)灰土施工時(shí),應(yīng)適當(dāng)控制含水量。工地檢驗(yàn)方法是用手將灰土緊握成團(tuán),兩指輕捏即為碎為宜,如土料水分過(guò)大或不足時(shí),應(yīng)晾干或?yàn)⑺疂?rùn)濕。
4)夯打密實(shí)。夯打的遍數(shù)應(yīng)根據(jù)要求的干土質(zhì)量密度或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定,一般不少于3遍壓實(shí)系數(shù)為0.90左右?;彝粱靥蠲繉雍粚?shí)后,應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行環(huán)刀取樣。
1)防空洞及水塔破除時(shí)及時(shí)清理出坑內(nèi)碎石、碎磚。
2)回填土的密度必須達(dá)到規(guī)范要求,壓實(shí)系數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制在0.90左右。環(huán)刀法取樣的方法及數(shù)量應(yīng)符合規(guī)定要求。
采用旋挖鉆機(jī)施工方法具有很大的可行性,滿足現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)限制條件的要求,達(dá)到了破除老樁基的目的并能保證工程質(zhì)量及施工進(jìn)度,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。