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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。