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摘要:本文旨在分析讨论桥梁钻孔桩施工中处理规划中所遇到一些技术要点和问题,并参照相关桥梁工程技术标准,根据桥梁运行的实际状况提出针对性的桥梁钻孔桩施工处理设计遵循基本原则以及设计思路,分析探讨桥梁钻孔桩施工技术的要点,提出桥梁施工常见问题的处理方法。实践证明,本文所研究的方法在桥梁钻孔桩施工中能够起到更好的效果,提高工程的整体质量。
关键词:桥梁钻孔桩施工;技术要点;工程质量
1.桥梁钻孔桩施工技术要点
在桥梁钻孔桩施工中每个环节都需要格外谨慎,现对钻机选择、平整场地、埋置护筒、护壁泥浆以及钻工施工进行分析。
1.1 钻机选择
工程项目对于钻机的选择需要參考其标段地质勘探资料并结合施工现场的实际情况进行综合考虑,车辆作用下的主轿结构的动力响应分析情况见表一。例如场区地层多亚砂土、亚粘土层时,进行钻孔灌注桩施工时则应当选用旋挖钻机。
1.2 平整场地
在进行桥梁钻孔桩施工之前,首先要对施工场地进行处理,将有碍施工的障碍物都清除,将桩位精确测算出来并放置标志物。对施工现场地形的特点进行全面的分析,选择合适的位置作循环池。在相关部门批准之后进行废渣的清运,尽量避免对周围的环境带来污染和破坏。
1.3 埋置护筒
一般桥梁钻孔桩施工所采用的护筒都为2m的长钢护筒,其特点是护筒内径比设计桩直径大30cm,护筒高度比施工平台地面高30cm。埋置护筒时要注意护筒的周围和底脚是否紧密,以防透水。护筒中心和设计桩位中心的偏差要控制在5cm之内,护筒壁要保持清洁,偏斜的程度控制在1%以内。施工完成后需要及时用吊车将护筒提出桩外。
1.4 护壁泥浆
桥梁钻孔桩施工在护壁泥浆上往往采用红土造浆或膨润土造浆,具体需要结合施工地点的地质情况,参照规范的泥浆比重等相关指标进行操作。此外,钻孔泥浆还需要经反复试验方能投入使用,不符合规定的泥浆需让工程师进行调整。
1.5 钻孔工作
钻孔工作的技术要点较多,首先需在护筒上测十字线便于钻孔机就为,在钻机就位后要保证底座平整,检查立架是否牢固,避免发生位移和沉降。然后将钻机调平对准钻孔,将钻头吊起后要缓慢地置入护筒之中,对准桩位,启动泥浆泵和转盘,待到泥浆输入到孔中达一定数量时才能够进行钻孔作业。要注意的是,当配备导向装置的钻机进行开钻的时候需要保持推进速度的缓慢,等到导向部位完全钻入土层后才能够开至全速。钻孔时要保持连续,不能够出现间断,具体钻进的速度需要根据土质以及钻进部位进行适当调整。开始 钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层 中时,应低档慢速钻进。钻进过程中,要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上,泥浆如有损失、漏失,应及时补充,并采取堵漏 措施。钻进过程中,每进 2—3m应检查孔径、竖直度。采用减压法钻进来避免扩孔、弯孔和斜孔等情况的出现,将钻杆保持在垂直的位置促进钻头能都平稳地回转。垂直度采用钻机自身的垂直检测装置来进行调整,同时用人工铅锤校正垂直精度,从两个方向,角度为90°。最后在检查终孔合格后要迅速将孔内清除干净,保证孔内水头,避免坍孔,提管的时候需要注意避开孔壁。清孔后,泥浆性能指标以及沉渣厚度都需要符合相关规范。
2.桥梁钻孔桩施工注意事项
在桥梁钻孔桩施工常见的问题包括坍孔、缩孔、导管进水以及沉降等等。其中以沉降危险最大。针对坍孔问题,可以在松散粉砂土或流沙中钻孔时,应选用较大比重、粘度的泥浆,并放慢进尺速度。也可投入粘土掺片石或卵石,低锤冲击,将粘土膏、片石卵石挤入孔 壁稳定孔壁。在清孔时要进行适当的补水,来确保钻孔内必要的水头高度。
对于缩孔问题,需要定期检查钻具尺寸变化,磨损消耗是否严重,及时进行焊补或更换钻齿。有软塑土时可以采用优质泥浆护壁,其具有失水率较小的优势。
对于沉降问题,在沉降控制设计思路中,设计所遵循的基本原则是在满足地基稳定的基础上,满足规范规定的桥梁容许工后沉降。在实际的桥梁运行状况中,在满足规范规定的允许工后沉降范围内,控制工后差异沉降在桥梁路堤设计中非常重要。工后差异沉降的评定标准以桥梁纵坡要求和差异沉降引起的路面开裂为准,根据《公路桥梁工程技术标准》规定,确定汽车爬坡能力和发动机工作特性最大纵坡的规范取值。在桥梁软土地基处理中首先需要满足《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中相关的桥梁容许工后沉降以及桥梁安全舒适运行和防止路面开裂的要求,此外还要综合考虑软土地基中桥梁建设以及运行中软土地基的承载力和稳定性的要求。
若桥梁软土深度较厚、路堤较高、工期要求较紧迫,定义为高等级桥梁,在工后沉降和工后差异沉降方面,桥头路段的处理主要采取刚性桩复合地基法,一般路段上主要采取排水预压法进行软土地基进行处理,一般路段和桥头路段的连接部分则采用变桩距或者变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。根据相关研究结果,桩长变桩距的设计方案较桩距变桩长更加合理,在路堤荷载作用下复合地基的最大沉降和平均沉降以及减小横向差异沉降和纵向差异沉降方面都具有明显的优势。因此一般在桥头过渡路段的处理中刚性桩复合地基法采用桩长变桩距的设计方案。
若桥梁桥头路段的深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松,一般采用柔性桩复合地基法以及预压法进行加固处理,一般路段的桥梁软基处理采取排水预压法,在桥头路段以及其他结构物路段与一般路段的连接部分采用变桩距的方式对两者之间的差异沉降进行平稳过渡。软土地基的桥梁衔接部分需要在采取地基处理方法之后用路堤预抛高方式提高过渡的平稳性以达到控制差异工后沉降的目标,正常预抛高连接路段纵坡坡度取在3到6‰以内。
结语
市政桥梁钻孔桩属隐蔽工程,尤其水下灌注的环节,更是需要施工技术人员严格执行施工技术相关规范,结合以往的施工经验来正确判 断。只要遇到问题正确提 出解决方案,妥善利用既有的解决方法,活学活用,一定能够提高钻孔桩施工质量与效率。
参考文献
[1] 徐光明,曾友金,顾行文. 桥梁构造物过渡段路基纵向差异沉降离心模型试验研究[R]. 南京:南京水利科学研究研究报告,2009.
[2] 娄炎. 真空排水预压法加固软土技术[M]. 北京:人民交通出版社,2001.
[3] 娄炎,何宁. 对沉降速率法计算路堤剩余沉降的认识[R]. 南京:南京水利科学研究研究报告,2009.
[4] 刘吉福,莫海鸿,魏金霞. 对沉降速率法确定卸载时机的认识[J]. 岩石力学与工程学报,2006.25(2):3518-3522.
[5] 陈云敏,贾宁,陈仁朋. 桩承式路堤土拱效应分析[J]. 中国桥梁学报,2011,30(4):7-11.
[6] 强小俊,赵有明,胡荣华. 桩网结构支承路堤土拱效应改进算法[J]. 中国铁道科学,2009,30(4):31-35.
[7] 亓乐,施建勇. 产生刺入的复合地基摩阻力计算方法[J]. 长江科学院学报,2009,26(4):7-11.
关键词:桥梁钻孔桩施工;技术要点;工程质量
1.桥梁钻孔桩施工技术要点
在桥梁钻孔桩施工中每个环节都需要格外谨慎,现对钻机选择、平整场地、埋置护筒、护壁泥浆以及钻工施工进行分析。
1.1 钻机选择
工程项目对于钻机的选择需要參考其标段地质勘探资料并结合施工现场的实际情况进行综合考虑,车辆作用下的主轿结构的动力响应分析情况见表一。例如场区地层多亚砂土、亚粘土层时,进行钻孔灌注桩施工时则应当选用旋挖钻机。
1.2 平整场地
在进行桥梁钻孔桩施工之前,首先要对施工场地进行处理,将有碍施工的障碍物都清除,将桩位精确测算出来并放置标志物。对施工现场地形的特点进行全面的分析,选择合适的位置作循环池。在相关部门批准之后进行废渣的清运,尽量避免对周围的环境带来污染和破坏。
1.3 埋置护筒
一般桥梁钻孔桩施工所采用的护筒都为2m的长钢护筒,其特点是护筒内径比设计桩直径大30cm,护筒高度比施工平台地面高30cm。埋置护筒时要注意护筒的周围和底脚是否紧密,以防透水。护筒中心和设计桩位中心的偏差要控制在5cm之内,护筒壁要保持清洁,偏斜的程度控制在1%以内。施工完成后需要及时用吊车将护筒提出桩外。
1.4 护壁泥浆
桥梁钻孔桩施工在护壁泥浆上往往采用红土造浆或膨润土造浆,具体需要结合施工地点的地质情况,参照规范的泥浆比重等相关指标进行操作。此外,钻孔泥浆还需要经反复试验方能投入使用,不符合规定的泥浆需让工程师进行调整。
1.5 钻孔工作
钻孔工作的技术要点较多,首先需在护筒上测十字线便于钻孔机就为,在钻机就位后要保证底座平整,检查立架是否牢固,避免发生位移和沉降。然后将钻机调平对准钻孔,将钻头吊起后要缓慢地置入护筒之中,对准桩位,启动泥浆泵和转盘,待到泥浆输入到孔中达一定数量时才能够进行钻孔作业。要注意的是,当配备导向装置的钻机进行开钻的时候需要保持推进速度的缓慢,等到导向部位完全钻入土层后才能够开至全速。钻孔时要保持连续,不能够出现间断,具体钻进的速度需要根据土质以及钻进部位进行适当调整。开始 钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层 中时,应低档慢速钻进。钻进过程中,要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5m以上,泥浆如有损失、漏失,应及时补充,并采取堵漏 措施。钻进过程中,每进 2—3m应检查孔径、竖直度。采用减压法钻进来避免扩孔、弯孔和斜孔等情况的出现,将钻杆保持在垂直的位置促进钻头能都平稳地回转。垂直度采用钻机自身的垂直检测装置来进行调整,同时用人工铅锤校正垂直精度,从两个方向,角度为90°。最后在检查终孔合格后要迅速将孔内清除干净,保证孔内水头,避免坍孔,提管的时候需要注意避开孔壁。清孔后,泥浆性能指标以及沉渣厚度都需要符合相关规范。
2.桥梁钻孔桩施工注意事项
在桥梁钻孔桩施工常见的问题包括坍孔、缩孔、导管进水以及沉降等等。其中以沉降危险最大。针对坍孔问题,可以在松散粉砂土或流沙中钻孔时,应选用较大比重、粘度的泥浆,并放慢进尺速度。也可投入粘土掺片石或卵石,低锤冲击,将粘土膏、片石卵石挤入孔 壁稳定孔壁。在清孔时要进行适当的补水,来确保钻孔内必要的水头高度。
对于缩孔问题,需要定期检查钻具尺寸变化,磨损消耗是否严重,及时进行焊补或更换钻齿。有软塑土时可以采用优质泥浆护壁,其具有失水率较小的优势。
对于沉降问题,在沉降控制设计思路中,设计所遵循的基本原则是在满足地基稳定的基础上,满足规范规定的桥梁容许工后沉降。在实际的桥梁运行状况中,在满足规范规定的允许工后沉降范围内,控制工后差异沉降在桥梁路堤设计中非常重要。工后差异沉降的评定标准以桥梁纵坡要求和差异沉降引起的路面开裂为准,根据《公路桥梁工程技术标准》规定,确定汽车爬坡能力和发动机工作特性最大纵坡的规范取值。在桥梁软土地基处理中首先需要满足《公路桥梁软土地基路堤设计与施工技术规范》中相关的桥梁容许工后沉降以及桥梁安全舒适运行和防止路面开裂的要求,此外还要综合考虑软土地基中桥梁建设以及运行中软土地基的承载力和稳定性的要求。
若桥梁软土深度较厚、路堤较高、工期要求较紧迫,定义为高等级桥梁,在工后沉降和工后差异沉降方面,桥头路段的处理主要采取刚性桩复合地基法,一般路段上主要采取排水预压法进行软土地基进行处理,一般路段和桥头路段的连接部分则采用变桩距或者变桩长的刚性桩复合地基法处理逐渐向预压法处理的一般路段进行过渡。根据相关研究结果,桩长变桩距的设计方案较桩距变桩长更加合理,在路堤荷载作用下复合地基的最大沉降和平均沉降以及减小横向差异沉降和纵向差异沉降方面都具有明显的优势。因此一般在桥头过渡路段的处理中刚性桩复合地基法采用桩长变桩距的设计方案。
若桥梁桥头路段的深度较小、路堤较低、等级较低或工期要求相对宽松,一般采用柔性桩复合地基法以及预压法进行加固处理,一般路段的桥梁软基处理采取排水预压法,在桥头路段以及其他结构物路段与一般路段的连接部分采用变桩距的方式对两者之间的差异沉降进行平稳过渡。软土地基的桥梁衔接部分需要在采取地基处理方法之后用路堤预抛高方式提高过渡的平稳性以达到控制差异工后沉降的目标,正常预抛高连接路段纵坡坡度取在3到6‰以内。
结语
市政桥梁钻孔桩属隐蔽工程,尤其水下灌注的环节,更是需要施工技术人员严格执行施工技术相关规范,结合以往的施工经验来正确判 断。只要遇到问题正确提 出解决方案,妥善利用既有的解决方法,活学活用,一定能够提高钻孔桩施工质量与效率。
参考文献
[1] 徐光明,曾友金,顾行文. 桥梁构造物过渡段路基纵向差异沉降离心模型试验研究[R]. 南京:南京水利科学研究研究报告,2009.
[2] 娄炎. 真空排水预压法加固软土技术[M]. 北京:人民交通出版社,2001.
[3] 娄炎,何宁. 对沉降速率法计算路堤剩余沉降的认识[R]. 南京:南京水利科学研究研究报告,2009.
[4] 刘吉福,莫海鸿,魏金霞. 对沉降速率法确定卸载时机的认识[J]. 岩石力学与工程学报,2006.25(2):3518-3522.
[5] 陈云敏,贾宁,陈仁朋. 桩承式路堤土拱效应分析[J]. 中国桥梁学报,2011,30(4):7-11.
[6] 强小俊,赵有明,胡荣华. 桩网结构支承路堤土拱效应改进算法[J]. 中国铁道科学,2009,30(4):31-35.
[7] 亓乐,施建勇. 产生刺入的复合地基摩阻力计算方法[J]. 长江科学院学报,2009,26(4):7-11.