塔吊基础地基注浆处理施工

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  【摘要】
   某工程施工时塔吊基础由于现场场地小,有1/3位于地下车库的回填上,回填土厚度约4m,地基承载力达不到要求,故在塔吊基座西、北、东侧以及塔吊基座之下采用注浆加固方式,提高地基土的承载力。本文就此实例探讨注浆加固处理地基技术,供同行参考。
   【关键词】塔吊基础地基注浆施工
   中图分类号:TU47 文献标识码:A
  1、工程概况
  某工程施工采用一台(TCT7015-10E型)塔式起重机,安装臂长55m,末端吊重1.5T(实际限重不大于1T)采用预埋式塔基、安装高度90.5m,塔基开挖深度6.80m(-7.2m),塔基尺寸为7.50m×7.50m×1.5 m,厚1.50m,混凝土强度等级标号C40。塔基中心位于2号楼纵轴以北4500mm,纵向与轴重合。
  工程所选用的塔吊TCT7015-10E型基础要求地基承载力不小于190Kpa。由于施工现场场地窄小,施工工期紧,塔吊基座北侧1/3面积位于地下车库回填土之上,基底至车库底标高约4m深(详见图1),南侧2/3面积位于原状土之上,考虑局部为回填土,地基承载力较差,按照施工现场安全要求,在塔吊基座西、北、东侧以及塔吊基座之下采用注浆加固方式,以提高地基土的承载力。其作用机理是:通过浆液的置换、渗扩、挤密等方式,消除软弱土体,改善土的界面,可以使松软土体得到有效加强,改善土体性能,从而提高土体强度,提高土的极限承载力和减少沉降量,防止塔吊使用过程中发生危险。
  图1 塔吊基础位置图
  2、处理方案设计
  在塔吊外围回填土0.5m范围内布置注浆孔,注浆孔深度为6.0m,采用工程钻机钻孔,下入注浆花管,再用高压泵连接花管,注入水泥浆,填充因流沙形成的孔洞和相对软弱土层,提高土体的整体性和密实度。
  2.1注浆量计算:
  根据施工注浆量计算方法实施土层加固注浆公式:
  Q=K×a×b×V
  K为损耗系数,取值为1.2 ;
  a为地层孔隙率,取值0.42 (该土层为回填的砂层、级配砂石);
  b为孔隙充填系数,取值0.2;
  V为被加固土体体积:V=8×4×6=192m3
  注浆(1:1水泥浆):Q=K×a×b×V=1.2×0.42×0.2×192=19.35m3
  注浆孔共计61个,每孔水泥用量为19.35×2/(1+1/3.1)/61=354kg
  2.2注浆孔布置
  钻孔直径:φ150mm。
  钻孔深度:塔吊基座周围垂直注浆孔:底部标高垂直向下6.0m,塔吊基座周围斜向注浆孔:长度4.0m。
  根数:按照现场位置,共布设61根,间距0.5m。
  钻孔间距与布置:见注浆孔平面布置与注浆效果剖面图(图2)。
  
  图2注浆孔平面布置与注浆效果剖面图
  2.3浆液配比
  浆液采用单液,成分为水、水泥,水灰比为1,即水:水泥=1:1,实际操作按水:水泥=250kg:5袋。水泥采用P.S.A32.5普通硅酸盐水泥。
  2.4注浆压力
  注浆压力:注浆压力为1.0~1.5Mpa,注浆持续时间不少于15~20分钟。
  2.5注浆顺序:
  注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,并采用先内围,后外围的注浆施工方法,先注东西两侧位置,封堵完成后再从北侧开始注浆,最后注塔吊基底下斜向注浆孔。
  3、施工方案
  3.1采用工程鉆机钻孔或采用潜孔锤将注浆钢管打入地层中。
  3.2钻孔直径为150mm,先将孔中土体取出,当钻到设计处理深度后停止钻进。斜孔采用潜孔锤打入,角度为300-450,充分进入塔吊基础下面。
  3.3在钻孔下入注浆花管,花管长度6.0m。花管采用普通1寸塑料管,对于潜孔锤打入的采用钢管,注浆花管对称设置双排喷射孔,孔径不大于2~5mm,间距为10cm,并用防水胶布缠绕。
  3.4连接注浆管,用注浆泵向孔内灌注水泥浆液,注浆压力控制在1.0~1.5Mpa。
  3.5保持压力15~20分钟,使浆液充分渗透。
  3.6 施工工艺
  注浆施工工艺流程如下(图3):
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   图3 注浆施工工艺流程图
  4、劳动组织与施工进度计划
  4.1劳动组织
  4.1.1施工劳动组织系统
  施工由项目经理部全权负责。项目主要成员有项目经理、技术负责人、施工员、质检员、安全员及班组长。项目经理部下设:钻机组、注浆组、材料组等部门。
  4.1.2各组主要职责
  ⑴ 钻机组:负责注浆孔施工;
  ⑵ 注浆组:负责水泥浆搅拌与注浆;
  ⑶ 材料组:负责工程所需材料的采购、验收、复试、进库登记。
  4.2施工设备(见表1)
  表1主要施工设备一览表
  设 备 名 称 单 位 数 量 备注
  工程钻机 台 1 注浆孔施工
  搅 浆 桶 套 1 搅拌水泥浆
  注 浆 泵 套 1 注水泥浆
  手 推 车 台 2~4
  比 重 计 套 1~2
  4.3施工进度计划
  工程施工总工期控制在5天。其中:设备进场、施工准备1天,注浆施工4天。
  5、质量检验
  5.1施工材料的质量检验
  对施工所用主要材料要符合设计及规范要求。采购的材料要有产品合格证并按要求抽样送检。
  5.2施工过程中的质量检验
  在施工过程中要严格执行各工序的自检、互检制度。对主要成孔测量(深度、垂直度等)、制浆(水泥质量与用量、水灰比、搅浆时间等)、成孔(提钻速度、注浆压力等)主要工序必须进行自检与互检,并填写相关记录。
  5.3质量控制
  施工过程中采用注浆量和注浆压力双重控制标准,满足其中一个条件即可停止施工。
  5.4质量检验
  轻型圆锥动力触探是利用一定的锤击能量(锤重10kg),将一定规格的圆锥探头打入土中,根据贯入锤击数判别土层的类别,确定土的工程性质,对地基土做出综合评价。
  5.4.1施工前采用轻型动力触探,估算地基承载力,取3点进行触探,注浆加固完成后,在原来点位上重新进行轻型动力触探。
  5.4.2根据场地情况进行选点开挖,然后对该持力层进行连续触探。
  5.4.3将探头和探杆安装好,保持探杆垂直,然后连续向下贯击,穿心锤落距为50.0±2.0cm,使其自由下落。在基底轻型触探试验表内记录打入土层中30cm所需锤击数(N10),在地层较硬、锤击数较多时,采用分段记录,以每贯入10cm记录一次相应的锤击数,整理资料时按30cm所需的击数作为指标计算。
  代用公式为R=(0.8×N-2)×9.8(R-地基容许承载力Kpa,N-轻型触探锤击数)最终承载力大于180Kpa即可。
  6、安全文明施工
  6.1人身安全
  加强安全教育,定期组织职工学习安全生产知识和各种规章制度、安全操作规程。新工人上岗前必须先进行安全知识培训,经考试合格后方准上岗。
  机械所用电缆均要采取安全措施,避免车辆碾压,防止人员触电,做好接地。
  设备装吊或钻机移位时,应按负荷选择索具。严禁吊钩吊人,起吊物体不准在吊物下站人,更不得在物体上站人。
  抬运重物时,必须统一口号,同起同落,以免碰人。机台上的泥、水要及时清除,以免滑倒碰伤。
  6.2孔内安全
  钻进时必须专人操作,精神集中,做到“三看”,“二听”,“一及时”。即看电流表、看进度、看孔口水量;听机器运转声,听孔内振动声;发现异常情况要及时停机处理。
  每次起下钻必须仔细检查钻杆、钻机及各连接部位,发现问题及时处理,严防钻机或钻头掉落事故发生。
  上、下钻具要互相联系,紧密配合、操作要稳,严防跑钻事故。
  6.3用电安全
  现场配电、接线必须电工进行,电工必须持证上岗。电工操作必须穿戴必要的绝缘保护用品。
  现场使用的电气设备、线缆等,在使用前均需进行检查其绝缘性能,不符合要求者,严禁使用。
  配电系统必须实行分级配电。各类配电箱、开关箱的安装和内部设计必须符合有关规定。箱内电器必须可靠、完好,其选型、定值要符合规定。
  6.4机械设备安全
  严格按规程进行操作,发现机械故障及时处理,不得硬行运转,以免损坏或降低设备使用寿命。
  施工中遇地下障碍物,必须请项目部清除后方可钻进,不得强行钻进,防止损坏设备。
  严禁将砖头、石块等杂物混入泥浆池,以免吸入泵体打碎部件造成泵体堵塞,影响泵的排量。
  灌注设备用完后,必须用水冲洗干净,以免残浆凝固,禁止用大锤敲打,损坏设备。
  7、实施效果
  该工程塔吊基础地基经注浆处理后,地基土的承载力达到要求,塔吊安装一年来至结构封顶,运行正常,基础沉降均匀,可以认为通过注浆方案成功地实现地基加固处理。
  
   【参考文献】
  1、《地基处理》叶书麟 著
  2、《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79—2012)
  3、《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ 123-2012
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