无忧毕业论文设计网:简析武汉国际会展中心的建筑特点和施工条件
武汉国际会展中心总建筑面积12·7万m2,帮写毕业论文广场部分地下2层,主楼部分地下1层,地上5层,建筑高度54m。桩基础广场部分原已施工直径900mm后压浆钻孔灌注桩1944根,设计利用1665根,另补直径800mm桩18根;主楼部分设计采用直径800mm后压浆钻孔灌注桩909根。桩基持力层为⑧层卵石层,以桩端进入卵石层1·0m作为桩长控制标准,桩身混凝土强度等级C35,设计单桩极限承载力标准值9700kN。
1 地质条件桩基施工场区覆盖层为厚度达50余m的第四系全新统冲洪积物,具有典型的二元结构。工程地质分布为:①杂填土,厚1·0~7·6m;②粘土,厚1·2~3·8m;②a淤泥质土、粘土、粉质粘土互层,厚0·6~6·7m;③粉土,厚1·5~6·6m;④粉砂,厚9·0~16·5m;⑤粉细砂,厚13·0~21·8m;⑥粉质粘土,厚2·8~4·9m;⑦中粗砂夹砾石,厚3·4~10·0m;⑧卵石,厚3·5~6·2m;⑨强风化泥质页岩,厚4·3~12·5m;⑨b中微风化泥质页岩,未揭穿。场地地貌单元属长江冲积一级阶地,上层滞水赋存于杂填土中,无统一自由水位,水量有限;孔隙承压水赋存于下部砂、砾、卵石层中,与长江水有密切的水力联系,上覆8m左右粘性土为隔水顶板,下伏志留系泥质页岩为隔水底板。承压水头在自然地面下2·0~5·0m左右变化。
2 施工条件(1)主楼桩基施工场地绝对标高在21·51~21·92m左右变化。主楼桩基施工时,广场部分基坑将大面积开挖至自然地面下12·0m粉砂层中(局部至16·0m),并已开启30余口降水深井。由于广场基坑与主楼相邻一侧无侧向止水帷幕,因此地下承压水具有从南向北渗流的特性。(2)广场基坑与主楼交接处采用土钉墙支护放坡过渡,有102根桩位于X12~X14轴广场基坑边坡上,此部分桩施工在保证成桩质量的同时,还必须确保广场基坑边坡的稳定。(3)广场基坑开挖至自然地面下12·0m,承压水在开挖面下0·5~1·0m,需在粉砂层上补桩18根(见图1)。
3 钻孔灌注桩施工
3·1 桩机选型主要选用国产GPS-15钻机17台,采取反循环施工工艺,另配1台德国宝峨(Bauer)BG22型旋挖钻
机用于障碍物较多、已实施爆破的地下人防区域。
3·2 泥浆制备考虑广场基坑正在进行深井降水,地下承压水从南向北渗流对孔壁稳定不利,在上部粘土层自造浆进行护壁,在粘土层以下用高塑性黄粘土造浆,同时适当提高泥浆比重和粘度来平衡承压水的渗流、稀释作用,实现钻进时孔壁的稳定。
3·3 施工顺序首先将18台桩机集中在主楼场地中部X9~X11轴间施工,并及时进行桩端、桩侧后压浆,通过压浆固结土层并在广场基坑与主楼之间形成一道侧向“止水帷幕”,然后安排12台桩机在X9以南施工,6台在X11轴以北边坡上施工,同时密切监测边坡变形,中部X9~X11轴间作为临时施工道路。
3·4 钻机定位有102根桩空孔达14m且在主楼和广场交接处基坑边坡上施工,为了保证桩定位准确,垂直度满足要求,在桩机就位底部架设稳固后,用水平尺校正钻机平台,钻杆回旋器与桩位在同一铅垂线上,钻进5m和10m分别再校正一次,成孔过程中经常检查,确保以后下钢筋笼时不受影响,混凝土保护层厚度满足要求。
3·5 钻进成孔钻进过程中,开孔轻压慢转,在粘性土层中保持正常钻进速度和压力,合理控制钻杆内泥浆上返速度;进入砂层后,适当放慢泥浆上返流速,从而减少对孔壁的冲刷,维护孔壁稳定;在卵石层中钻进时,加大压力,低档慢速钻进,以控制钻头不致超负荷产生跳动,同时加快泥浆上返速度,增大排渣能力。
3·6 终孔控制设计要求以桩端进入卵石层1·0m作为终孔标准。根据地质勘察报告,卵石层顶埋深在自然地面下46·2~49·2m,但分布并不均匀,局部减少,实际钻进过程中发现有部分区域钻至卵石层深度未见明显卵石,大部分为中粗砂。经与设计单位、勘察单位协商,在此情况下,以孔深47·2~50·2m,并结合孔底取样作为终孔标准,以免钻透卵石层进入强风化泥质页岩。
3·7 钢筋笼及导管吊放一般钢筋笼长9m,为了保证钢筋笼长度,先根据实际孔深进行钢筋放样,确定最后一节笼长。钢筋笼吊放安入孔时,对准孔中心,缓慢下放,当前一段放入孔内后,即用钢管搁置在护筒口枕木上,再吊起另一段,上、下节笼对正并垂直,采用单面搭接,焊接后逐段放入孔内至设计标高。吊放过程中不允许左右旋转,若遇阻应停止下放,查明原因进行处理。导管使用前应检查密封性,第1节导管下到距离孔底30~50cm。
3·8 清孔清孔分两次进行,第1次清孔是当钻机钻到位后,先将钻头提离孔底0·8~1·0m,输入相对密度为1·1~1·15的泥浆进行循环,把孔内悬浮大量钻渣的泥浆置换出。第2次清孔在灌注混凝土之前采用导管进行,此次清孔要使孔底500mm以内泥浆比重、含砂率、粘度、孔底沉渣厚度满足规范和设计要求。清孔后待排出的泥浆比重与进浆相近时,可用手捻泥浆,无砂粒感为合格,还可用测孔深的线锤上下探触,以感觉孔底无虚土、帮写论文落锤处质地硬为好。3·9 混凝土浇灌混凝土浇灌在第2次清孔后30min内进行,为确保第1次混凝土埋管在0·8m以上,必须保证混凝土初灌量不少于1·85m3。灌注过程中应注意管内混凝土下降和孔口的返水情况,用检验后的测绳及时测量孔内混凝土面标高,并保持导管埋深2~6m。为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上超灌1·0m高的混凝土。3·10 广场部分补桩广场部分设计利用原已施工的直径900mm桩,开挖至自然地面下12m粉砂层后,由于局部承载力不足需补直径800mm桩18根。在此条件下进行桩基施工无先例可循,存在许多不利因素:①经深井降水后承压水就在基坑底以下0·5~1·0m,渗流现象十分明显;②上部覆盖土层挖除后,由于卸载后土体的“松弛效应”,粉砂层在原高孔隙水压力状态下的密实性已不存在,极易被扰动坍塌。经反复分析,并进行试成孔,决定采取如下措施:①在补桩区域铺填1m厚粘土,下护筒深度2m;②在用高塑性黄粘土造浆的同时加入粘土球,泥浆比重提高到1·3~1·5;③直径800mm的桩常规采用760~780mm的钻头,试成孔后采用直径800mm钻头,避免桩径缩小;④二次清孔后抓紧时间浇灌混凝土,减少空孔时间。通过采取以上措施,有效防止了塌孔、缩径现象,在粉砂层上顺利成桩。
4 桩端、桩侧后压浆
4·1 后压浆提高桩承载力机理钻孔灌注桩后压浆技术可提高桩端和桩侧阻力,尤其通过桩底压浆,固化桩底沉渣虚土,使桩端持力层胶结程度提高,而且成层连接,从而大大提高单桩极限承载力,减小桩基沉降量。根据武汉地区钻孔灌注桩后压浆设计与施工经验,单桩极限承载力一般能提高30%~50%左右。
4·2 后压浆工艺
4·2·1 压浆管制作 压浆管采用2·54cm焊管,压浆孔用6mm钻头加工,孔洞轴向间距50mm沿管周螺旋形错开,钻孔完毕将孔内铁屑清理干净,孔口用橡皮包裹2层,压浆管下端口用4mm厚、直径40~50mm的圆形钢板焊接封闭。
4·2·2 压浆管安装 桩底设2根压浆管,桩侧设上、下侧压浆管,分别距孔底部12m、24m。压浆管与桩主筋点焊并绑扎,底部伸出钢筋笼30cm。
4·2·3 试水 每节压浆管随钢筋笼下放时应做试水试验,若发现水柱下降或无水柱,则应检查压浆管是否有砂眼,丝扣连接处是否密封。钢筋笼放置完毕二次清孔完成后,再次检查管内水面,而后用堵头封住压浆管上口。
4·2·4 压水 压浆前先做压水试验,检查管路与单向阀畅通状况,清除单向阀周围混凝土中沉渣和泥浆,压水量0·6m2。压水试验应在成桩3d后进行,记录冲破压力值及疏通情况。
4·2·5 机具、材料 ①BW150型压浆泵、经过计量校准的量程10MPa压力表、水泥浆搅拌机、0·5m3贮浆桶(上覆滤网);②42·5MPa普通硅酸盐水泥,水灰比0·7。
4·2·6 压浆参数 桩端为密实的砾、卵石层,考虑广场基坑深井降水引起的地下承压水渗流强的特点,采取大压浆量,较大的压浆压力,以压浆量为主要控制指标;桩侧为密实的砂土层,以压浆压力为主要控制指标,压浆量为参考指标。具体参数如下:①压浆量 桩端2t、桩侧1·5t,总压浆量3·5t左右;②压浆压力 桩端1·0~2·0MPa,桩侧0·5~1·5MPa。终压条件:总压浆量达到要求或稳压压力大于3·0MPa持续1min。
4·2·7 压浆方法 成桩3d后可开始压浆。压浆采取低速慢压的方法,同一根桩压浆顺序:上侧管→下侧管→(3d后)端管;同一承台压浆顺序:先四周桩后中心桩。压浆完毕立即给压浆管拧上堵头,以免因回浆而降低压浆效果。
4·3 压浆管堵塞的补浆措施若后压浆钻孔灌注桩因桩端或桩侧预埋压浆管堵塞使单桩承载力达不到设计要求,可采取如下补浆措施:在桩侧用XY-100型钻机,泥浆循环钻进至需处理的压浆管埋深,下预埋压浆管A至孔底,回填中粗砂至孔口下15m处,再下上部压浆管B,继续回填中粗砂至地面,通过压浆管B注入水泥浆,在压浆孔上部形成水泥砂浆塞,3d后按前述工艺用压浆管A补浆。
5 成桩效果
武汉国际会展中心主楼共施工后压浆钻孔灌注桩909根,桩长33~42m,单桩压浆量2·8~4·5t。低应变检测269根桩,Ⅰ类桩94·1%、Ⅱ类桩5·9%,无Ⅲ、Ⅳ类桩。高应变检测60根桩,最小单桩极限承载力9743kN,最大单桩极限承载力12688kN,平均单桩极限承载力11432kN,均超过设计要求的9700kN。与不压浆、等直径、同承载力的嵌岩桩比较,每桩可节约4630元,整个桩基节约420万元。
6 结束语
(1)面对复杂