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[QC成果]复杂地质条件下干作业成孔灌注桩施工难题

关 键 词:干作业成孔灌注桩
资料等级:[QC成果]复杂地质条件下干作业成孔灌注桩施工难题
发布时间:2018-3-1
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资料编辑:xiaoli
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资料简介
一、 工程概况
西北地区某电视塔设计总高度188米,塔上天线总长58米,塔楼球体直径26米,塔楼球体建筑面积2170㎡,内设5层。塔座地上3层地下1层,塔座建筑面积3560㎡。总建筑面积5730㎡。
电视塔整体由四个三角形截面钢管格构柱构成,并在25米、52米、80.5米、103米处用格构式横杆将其连成一个雄伟的空间刚架,整体成向上收拢的趋势,在113米处设置26米直径的球体,铺以通透的玻璃幕墙,形成璀璨的明珠,其上结合发射天线布置锥形的钢塔,进一步体现向上的趋势。
二. QC小组简介
QC小组概况及成员情况表
QC小组课题活动情况统计
三. 选题理由
1. 作为整个公司乃至集团在西北地区的第一个承建项目,在山地复杂地质条件下干作业成孔灌注桩的施工没有任何经验,又由于建筑物的重要性决定了本工程的桩长及桩端吃力层选定当地设计要求完全不同,成孔工艺在当地也无先例可循,因此为了满足施工需要,必须要一套合理的、完整的干作业成孔灌注桩施工工艺。
2. 本工程工期要求较紧,同时由于西北地区气候条件限制,每年11月至次年4月为施工冬休期,因此桩基施工工期被限制,制定正确的桩基施工工艺,却保桩基施工的顺利进行,是确保工期和质量的必要条件。
3. 社会效益显著:西北地区某电视塔工程作为上海浦东和青海青海西宁友好城区的又一标志,有着特殊的意义,整个工程自立项开始就受到了两地政府、领导及社会各界的高度关注,有利于提升整个公司乃至集团在西北地区的知名度和品牌形象。
所以我们选择了“复杂地质条件下干作业成孔灌注桩施工难题”作为攻关课题,以确保工程顺利进行,确保工程质量。
四. 现状调查与分析
1. 现状调查
1.1 工程设计及地质条件调查
桩基所穿越土层结构复杂多样:根据勘察单位提供的报告,在控制深度内自上而下依次为①层黄土(Q3eol)、②层粉质粘土(Q3al+pl)、③卵石(Q2fgl)、④层泥岩(N1)。
其中③层卵石为灰褐色、灰白色,干燥—稍湿,中密。粒径大于20mm者约占55—65%,2—20mm者约占25—30%,埋深在14m~16m左右,层厚0.7—1.7m。且存在大粒径孤石,干作业机械难以穿越。
④—1层强风化泥岩、④—2层中等风化泥岩遇水易软化,土质特性要求施工过程必须在干作业条件下完成成孔施工。
④—3层中等风化石膏岩埋深30.9—34.3m,层厚1.7—2.0m,质地坚硬。
此外,由于建筑物选址在山地,各土层在建筑物基础范围内埋深及厚度变化较大,特别是④—2与④—3有时现下交错分布,也给施工带来困难。
根据对当地设计及施工单位的了解,当地民用建筑均在平地施工,桩基施工基本选用③层卵石层作为持力层,桩孔深度不超过15m,多采用人工挖孔成桩,不适用于本工程桩长在23~30m的要求;而市政工程虽有桩长在25m的桥梁工程施工,但为了是机械能够穿越③层卵石胶结层,均采用湿钻成孔作业。显然,上述两种常规施工工艺均不能满足本工程的桩基施工要求。
1.2 西宁地区类似桩基工程调查
此外,由于设计要求的桩长、桩基持力层及施工工艺要求在西北地区也属特殊,无先例可循;为此,小组成员深入到西宁地区工地现场及几家当地知名建筑施工单位特别是桩基施工单位及混凝土供应单位进行了解和学习,结合本工程桩基施工的特点,归纳出以下六大影响干作业钻孔灌注桩施工的因素:1、卵石层胶结、大粒径孤石干作业成孔机械无法钻进而出现桩孔偏位,影响桩身质量;2、成孔在浇筑砼之前,卵石层部位出现坍塌,桩身在该处扩径甚至断裂;3、混凝土碱含量超标,不能满足设计要求;3、桩端持力层埋深不均匀,导致桩长与设计要求有出入,桩基承载力变小;4、孔内清渣不力或空口杂物落入,导致成桩质量问题;5、混凝土导管挂碰钢筋笼,影响成桩质量。又检索了其它当地类似工程桩基施工资料,针对按传统施工方法上述六项因素干作业桩基施工中出现的情况并进行归纳、整理,其调查结果如下表:
干作业钻孔灌注桩施工影响因素调查表
2. 数据分析:根据以上干作业成孔灌注桩影响因素调查表,作出如下排列图。
鉴于以上分析,我们发现:成孔机械无法钻进及防止孔壁坍塌累计频率达到82.8%,是影响桩基施工能否顺利进行的主要因素。
结论:在桩基施工方案制定和实施过程中对于施工机械的有效钻进及工程桩孔壁保护应进行重点控制。

 

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