论文部分内容阅读
摘要：该铁路特大桥水下长钻孔灌注桩施工难度大，施工过程中根据地质情况采用了合理的施工工艺和方法，保证了每一根桩的施工质量，为水下长钻孔灌注桩程施工积累了可供借鉴的技术资料。
关键词：铁路特大桥钻孔灌注桩施工
Abstract: the railway super major bridge long underwater cast-in-situ piles construction difficulty, construction process according to the geological conditions of the reasonable construction technology and method, guarantee every piles construction quality, long for underwater cast-in-situ piles construction process accumulated for reference of technical information.
Key words: the big bridge bored pile construction
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某铁路特大桥位全长985m，地表从上至下为素填土、亚黏土、亚砂土、淤黏质黏土、细砂层土、粉砂土、黏性土，不良地质条件为软土和砂土液化层，全桥基础均为钻孔灌注桩，钻孔桩水下钻孔桩径为1 80 cm，最大桩长达60 m，水流速度快，超长桩桩基施工是全桥的施工难点。
2水下长钻孔灌注桩施工
水下长钻孔灌注桩施工工艺流程见图1。具体施工方法为：(1)钻桩工作平台采用桩木排架搭设，桩木直径宜大于22 cm，桩长不小于12 m，水中平台沿轴线方向不小于8 m，横桥向不小于18 m，桩木间距1 ~1.5m,桩木间加设纵横向剪力撑固定。在施工过程中2 ~3 h用水平尺检查钻机平台的水平度，确保钻孔垂直进行。(2) 测量放样。对于水中桩，在未搭设工作平台前先用全站仪初步测出桩的大概位置，并定出排架桩的平面位置，待工作平台搭好后再在平台上准确放出桩位，并加“骑马桩”保护，最后在护筒埋设稳固后，将平台桩位用十字交叉法标注到钢护筒上。(3) 埋设护筒。采用导向架定位，再用5 t振拔锤振动下沉．下沉过程中定时用全站仪观测加以控制，保证护筒平面偏差不大于5 cm，用于埋设护筒的驳船要固定牢靠，以防因船的移动引起护筒下沉的倾斜度过大，保证倾斜度不大于1％，因水压力大，钢护筒壁厚应不小于10 mm，接头焊接应牢靠，直径比桩径大20 ~40 cm，埋深宜在4 ~5 m左右，且高出常水位不小于1.5 m。（4）钻孔。采用回旋钻机循环成孔，泥浆指标为含砂率为8％~4％，PH值为8~10，对于黏性土相对密度1.05~1.2，粘度16~22s，对砂土相对密度1.2~1.45，粘度19~28s。钻孔施工中应定时检查泥浆指标，保证泥浆对孔壁产生足够的静水压力。水中桩泥浆循环采用两条120 t钢驳船捆绑在一起作泥浆循环和沉淀池，钻孔过程中及时将沉淀的钻渣清理掉，始终保持优质泥浆的循环。钻机就位并严格对中后，采用减压钻进，先以低档慢速钻进，正常钻进时应根据不同的地质情况及时调整其进尺钻速、泵浆量和泥浆指标，使孔壁牢固。成孔过程中经常复测转盘的水平状态和钻杆的垂直度。拆装钻杆应迅速，减少停钻时间。成孔过程中，技术人员跟班作业，认真做好钻孔原始记录。发现地质情况与设计图不符时，及时如实上报监理工程师。在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，一定要保持对内水头高度和泥浆相对密度和黏度。处理孔内停钻时，必须将钻头提出孔外。当钻至设计标高后报告监理工程师，测量孔深，符合要求后立即开始清孔。(5)清孔。采用换浆清孔，当钻孔到离桩尖3 m左右时开始缓慢进尺，增加泵量，加大泥浆稠度，边成孔边清孔，钻到位后空钻，循环一段时间，清孔中及时测定泥浆的比重、稠度和含砂率，符合要求后，停止清孔。清孔时，孔内水位保持一定水头高度，以防塌孔。用换浆法清孔后的泥浆指标应达到相对密度是1.03~1.10、黏度17s~20 s、含砂率≤2％。清孔结束立即提起钻头，用探孔器探孔，以检查成孔深度，监理工程师认可后，再进行下道工序。钻孔过程中要适当控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要少加压慢钻进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用大压力快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用中等压力，慢转速并适当增加泥浆比重和粘度。抽测泥浆比重。 钻孔至设计深度后，可使钻机空钻不进尺，射入较稀的泥浆，使孔中较浓的泥浆能置换出来，待泥浆比重降到1.15~1.20左右，才能允许提钻，并用测绳量测孔深。(6)钢筋笼安装。水中桩钢筋笼在陆地上分节绑扎成型，每节长度9 m~12 m左右，水中桩用钻机或简易浮吊船安装。为缩短操作时间，每桩钢筋笼焊接宜用二至三台电焊机同时作业。钢筋笼下沉应缓慢，保证钢筋笼严格对中，钢筋笼外侧保护层每2m设置4个保护层垫层。为保证钢筋笼的稳固，就位后用两根32＃工字钢支撑在加强筋上，并吊于钻机平台上，以防钢筋笼下沉。同时，用四根钢管沿加强箍周边等距离插入主筋，再焊接在钻机平台下，以防混凝土浇筑过程中钢筋笼上浮。在加强箍四周焊6根横向钢筋，顶在护筒壁上，以防钢筋笼向四周偏位。钢筋笼的吊装应双点起吊，保持笼轴线重合。入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放。钢筋笼顶标高必须符合设计要求。（7）灌注水下混凝土。在吊人钢筋笼后浇筑前，应复测泥浆指标、孔深及沉淀层厚度，若超标要两次清孔，直至监理工程师认可后方可浇筑。混凝土采用拌和站集中拌和，泵送灌注，导管浇筑水下混凝土。导管和混凝土用钻机门架主卷扬机提升，导管节间用装有橡胶垫圈的螺旋式卡箍连接，导管事先应拼接好，并进行密封、承压和接头抗拉试验。为保证首批混凝土导管的埋深在100 cm以上，混凝土的储料斗容量应在6 m3左右。灌注混凝土开始时，导管底部至桩底应有25~40 cm的空间。在整个灌注过程中技术人員跟班作业，每一次灌注用四根钢管沿加强箍周边等距离插入主筋，再焊接在钻机平台下，以防混凝土浇筑过程中钢筋笼上浮。后测量导管埋深，确保导管埋深在2~6m。浇筑过程中导管居中，升降缓慢，以免触及钢筋笼。混凝土浇到钢筋笼底面时，应适当加大导管埋深。当混凝土面接近桩顶时应加强混凝土面的观测，缓慢提升导管，防止桩顶混凝土夹泥。桩顶实际浇筑高度应高出设计标高50 ~100 cm。施工过程中，施工负责人现场指挥，保证整个过程连续紧凑不问断、混凝土质量均匀。导管使用前须经过过球和压水试验，确保无漏水、渗水，经验收合格后方能使用，接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。砼灌注时，应检查隔水栓是否放置，首灌砼量应根据孔径进行计算，保证首灌埋管深度大于1m。在砼灌注过程中，卸管时须测量砼面高度，以控制卸管节数，防止导管拔脱，造成断桩。检查每根桩砼的实际灌注量，充盈系数要求大于1，砼顶标高须符合设计要求。在砼灌注过程中，必须抽样检测砼坍落度，并在现场对砼试块进行见证取样。每浇注50m3必须有1组试块，小于50 m3的桩，每根桩必须有1组试块，并且编号，与桩号相对应。
图1钻孔灌注桩施工工艺流程
3结语
水下钻孔桩桩施工为确保固壁泥浆的质量，防止孔壁失稳，应严格控制泥浆指标，保证泥浆面与河水面有一定的水头差；砼灌注过程中，为防止过大的粗骨料和搅拌不均的水泥块进入导管，应在漏斗口加设过滤网，发生堵管时，应采用导管提升设备反复小范围抖动导管进行紧急处理；钢筋笼上浮时，应将导管提至钢筋笼底端以上，再进行浇注。该铁路特大桥钻孔灌注桩施工过程中，每根桩选择不同的断面浇制4组以上混凝土试压块进行的常规检测和超声波检测，全桥所有桩基混凝土试件强度检测均达到了设计要求，超声波检测均为I类合格桩。
参考文献:
[1]李照中.钻孔灌注桩质量事故成因及处理[J].铁道建筑,2007,(10).
[2]石云芳.钻孔灌注桩常见质量事故的预防和处理技术研究[J].铁道工程学报,2011,(01).
作者简介：唐利斌(1971--),男,助理工程师,主要铁路工程建设及施工管理工作。
关键词：铁路特大桥钻孔灌注桩施工
Abstract: the railway super major bridge long underwater cast-in-situ piles construction difficulty, construction process according to the geological conditions of the reasonable construction technology and method, guarantee every piles construction quality, long for underwater cast-in-situ piles construction process accumulated for reference of technical information.
Key words: the big bridge bored pile construction
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某铁路特大桥位全长985m，地表从上至下为素填土、亚黏土、亚砂土、淤黏质黏土、细砂层土、粉砂土、黏性土，不良地质条件为软土和砂土液化层，全桥基础均为钻孔灌注桩，钻孔桩水下钻孔桩径为1 80 cm，最大桩长达60 m，水流速度快，超长桩桩基施工是全桥的施工难点。
2水下长钻孔灌注桩施工
水下长钻孔灌注桩施工工艺流程见图1。具体施工方法为：(1)钻桩工作平台采用桩木排架搭设，桩木直径宜大于22 cm，桩长不小于12 m，水中平台沿轴线方向不小于8 m，横桥向不小于18 m，桩木间距1 ~1.5m,桩木间加设纵横向剪力撑固定。在施工过程中2 ~3 h用水平尺检查钻机平台的水平度，确保钻孔垂直进行。(2) 测量放样。对于水中桩，在未搭设工作平台前先用全站仪初步测出桩的大概位置，并定出排架桩的平面位置，待工作平台搭好后再在平台上准确放出桩位，并加“骑马桩”保护，最后在护筒埋设稳固后，将平台桩位用十字交叉法标注到钢护筒上。(3) 埋设护筒。采用导向架定位，再用5 t振拔锤振动下沉．下沉过程中定时用全站仪观测加以控制，保证护筒平面偏差不大于5 cm，用于埋设护筒的驳船要固定牢靠，以防因船的移动引起护筒下沉的倾斜度过大，保证倾斜度不大于1％，因水压力大，钢护筒壁厚应不小于10 mm，接头焊接应牢靠，直径比桩径大20 ~40 cm，埋深宜在4 ~5 m左右，且高出常水位不小于1.5 m。（4）钻孔。采用回旋钻机循环成孔，泥浆指标为含砂率为8％~4％，PH值为8~10，对于黏性土相对密度1.05~1.2，粘度16~22s，对砂土相对密度1.2~1.45，粘度19~28s。钻孔施工中应定时检查泥浆指标，保证泥浆对孔壁产生足够的静水压力。水中桩泥浆循环采用两条120 t钢驳船捆绑在一起作泥浆循环和沉淀池，钻孔过程中及时将沉淀的钻渣清理掉，始终保持优质泥浆的循环。钻机就位并严格对中后，采用减压钻进，先以低档慢速钻进，正常钻进时应根据不同的地质情况及时调整其进尺钻速、泵浆量和泥浆指标，使孔壁牢固。成孔过程中经常复测转盘的水平状态和钻杆的垂直度。拆装钻杆应迅速，减少停钻时间。成孔过程中，技术人员跟班作业，认真做好钻孔原始记录。发现地质情况与设计图不符时，及时如实上报监理工程师。在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，一定要保持对内水头高度和泥浆相对密度和黏度。处理孔内停钻时，必须将钻头提出孔外。当钻至设计标高后报告监理工程师，测量孔深，符合要求后立即开始清孔。(5)清孔。采用换浆清孔，当钻孔到离桩尖3 m左右时开始缓慢进尺，增加泵量，加大泥浆稠度，边成孔边清孔，钻到位后空钻，循环一段时间，清孔中及时测定泥浆的比重、稠度和含砂率，符合要求后，停止清孔。清孔时，孔内水位保持一定水头高度，以防塌孔。用换浆法清孔后的泥浆指标应达到相对密度是1.03~1.10、黏度17s~20 s、含砂率≤2％。清孔结束立即提起钻头，用探孔器探孔，以检查成孔深度，监理工程师认可后，再进行下道工序。钻孔过程中要适当控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要少加压慢钻进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用大压力快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用中等压力，慢转速并适当增加泥浆比重和粘度。抽测泥浆比重。 钻孔至设计深度后，可使钻机空钻不进尺，射入较稀的泥浆，使孔中较浓的泥浆能置换出来，待泥浆比重降到1.15~1.20左右，才能允许提钻，并用测绳量测孔深。(6)钢筋笼安装。水中桩钢筋笼在陆地上分节绑扎成型，每节长度9 m~12 m左右，水中桩用钻机或简易浮吊船安装。为缩短操作时间，每桩钢筋笼焊接宜用二至三台电焊机同时作业。钢筋笼下沉应缓慢，保证钢筋笼严格对中，钢筋笼外侧保护层每2m设置4个保护层垫层。为保证钢筋笼的稳固，就位后用两根32＃工字钢支撑在加强筋上，并吊于钻机平台上，以防钢筋笼下沉。同时，用四根钢管沿加强箍周边等距离插入主筋，再焊接在钻机平台下，以防混凝土浇筑过程中钢筋笼上浮。在加强箍四周焊6根横向钢筋，顶在护筒壁上，以防钢筋笼向四周偏位。钢筋笼的吊装应双点起吊，保持笼轴线重合。入孔时，始终需保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，一旦遇阻立即查明原因，禁止晃动和强行冲击下放。钢筋笼顶标高必须符合设计要求。（7）灌注水下混凝土。在吊人钢筋笼后浇筑前，应复测泥浆指标、孔深及沉淀层厚度，若超标要两次清孔，直至监理工程师认可后方可浇筑。混凝土采用拌和站集中拌和，泵送灌注，导管浇筑水下混凝土。导管和混凝土用钻机门架主卷扬机提升，导管节间用装有橡胶垫圈的螺旋式卡箍连接，导管事先应拼接好，并进行密封、承压和接头抗拉试验。为保证首批混凝土导管的埋深在100 cm以上，混凝土的储料斗容量应在6 m3左右。灌注混凝土开始时，导管底部至桩底应有25~40 cm的空间。在整个灌注过程中技术人員跟班作业，每一次灌注用四根钢管沿加强箍周边等距离插入主筋，再焊接在钻机平台下，以防混凝土浇筑过程中钢筋笼上浮。后测量导管埋深，确保导管埋深在2~6m。浇筑过程中导管居中，升降缓慢，以免触及钢筋笼。混凝土浇到钢筋笼底面时，应适当加大导管埋深。当混凝土面接近桩顶时应加强混凝土面的观测，缓慢提升导管，防止桩顶混凝土夹泥。桩顶实际浇筑高度应高出设计标高50 ~100 cm。施工过程中，施工负责人现场指挥，保证整个过程连续紧凑不问断、混凝土质量均匀。导管使用前须经过过球和压水试验，确保无漏水、渗水，经验收合格后方能使用，接头连接处须加密封圈并上紧丝扣。砼灌注时，应检查隔水栓是否放置，首灌砼量应根据孔径进行计算，保证首灌埋管深度大于1m。在砼灌注过程中，卸管时须测量砼面高度，以控制卸管节数，防止导管拔脱，造成断桩。检查每根桩砼的实际灌注量，充盈系数要求大于1，砼顶标高须符合设计要求。在砼灌注过程中，必须抽样检测砼坍落度，并在现场对砼试块进行见证取样。每浇注50m3必须有1组试块，小于50 m3的桩，每根桩必须有1组试块，并且编号，与桩号相对应。
图1钻孔灌注桩施工工艺流程
3结语
水下钻孔桩桩施工为确保固壁泥浆的质量，防止孔壁失稳，应严格控制泥浆指标，保证泥浆面与河水面有一定的水头差；砼灌注过程中，为防止过大的粗骨料和搅拌不均的水泥块进入导管，应在漏斗口加设过滤网，发生堵管时，应采用导管提升设备反复小范围抖动导管进行紧急处理；钢筋笼上浮时，应将导管提至钢筋笼底端以上，再进行浇注。该铁路特大桥钻孔灌注桩施工过程中，每根桩选择不同的断面浇制4组以上混凝土试压块进行的常规检测和超声波检测，全桥所有桩基混凝土试件强度检测均达到了设计要求，超声波检测均为I类合格桩。
参考文献:
[1]李照中.钻孔灌注桩质量事故成因及处理[J].铁道建筑,2007,(10).
[2]石云芳.钻孔灌注桩常见质量事故的预防和处理技术研究[J].铁道工程学报,2011,(01).
作者简介：唐利斌(1971--),男,助理工程师,主要铁路工程建设及施工管理工作。