岩溶地区钻孔桩施工技术(精选13篇)
1.1 概况
新店河特大桥处于岩溶地质发育地带, 由于大桥所处位置的特殊性, 使得钻孔桩在施工过程中容易造成漏浆、斜孔、坍孔等, 而且砼超方现象比较严重。
1.2 地质情况
新店河特大桥的桥址基岩为灰岩, 局部伴有砂岩、页岩等, 并且大桥修建在岩溶为中等强烈发育地带上。
2 钻孔桩施工前准备、预处理措施
2.1 准备工作
2.1.1 进行大桥钻孔桩施工前, 首先详细了解钻孔桩
所处的地质结构, 并且认真研究分析岩溶地区的钻孔桩的地质情况, 对于每一根钻孔桩的岩溶溶洞的位置、大小、发育情况, 以及是否需要填充、采用何种物质填充等进行详细分析和研究。
2.1.2 钻孔桩施工前, 要根据施工现场的实际情况, 现
场的技术人员提前准备好红粘土、片石、水泥等处理溶洞所需的各种材料。
2.2 预处理措施
根据新店河特大桥设计地质柱桩图以及所反应的大桥所处的地质情况, 通过岩溶注浆的方式对岩溶地区进行预处理。采用打孔注浆方式对所选择的溶洞及存在裂隙发育的钻孔桩进行封堵处理, 为了确保成孔质量, 等待注浆凝固后, 通常配以投粘土、片石等处理措施进行开钻钻孔。通过利用地质钻机将孔钻至溶洞顶面对孔内进行注浆处理, 在注浆过程中如果溶洞没有充填物时, 利用砂浆及粉煤灰等填充物向孔内回填, 然后进行岩溶注浆。
3 钻孔桩在岩溶地区施工顺序
施工过程中, 为了降低困难桩的数量, 对岩溶空洞和通道进行封堵以便于施工。通常遵循下列施工顺序和施工原则:先长桩后短桩、先多溶洞桩后少溶洞桩, 先外围后内部, 桩位间进行交叉施工, 按照层层包围、隔开、封闭的原则, 形成帷幕, 让困难桩变得更容易。
4 岩溶地区钻孔桩施工时问题分析及措施
4.1 成孔过程中
4.1.1 钻机沉陷问题:在岩溶地区进行钻孔桩施工时, 因溶洞较大导致孔位的地面下沉, 出现钻机沉陷。
措施:对岩溶桩进行钻孔时为了确保钻机的施工安全, 根据地质情况对钻机进行相应处理。例如钻孔桩下面的溶洞比较大时, 利用型钢作横担梁, 将钻机焊接在横担梁上, 通过固钻机底座, 加强钻机的稳固性。
4.1.2 漏浆、塌孔问题:桩孔中出现溶洞和裂隙, 甚至溶洞和裂缝之间出现贯通现象, 造成泥浆面下降, 出现塌孔。
措施:事先了解溶洞的具体位置, 当冲孔距离溶洞顶板1m左右时, 通过增大泥浆比重, 采用小冲程慢进尺方式穿透溶洞, 对于钻孔内的泥浆面的变化情况要有专人观测。通过提起钻锤补充泥浆或者向孔内回填粘土及片石的方式阻止泥浆面下降, 直至泥浆面保持稳定。为了确保不出现塌孔, 通过对泥石混合物采用小冲程冲击的方式将其挤入溶洞, 形成护壁泥石保护层, 通过重复操作, 直到钻机安全贯穿溶洞。
4.1.3 斜岩偏孔
问题:在岩溶发育地区进行钻孔施工时, 钻孔内的岩性由于溶洞导致的风化程度不同, 形成硬度不匀的岩石, 最后出现斜岩面, 导致施工过程中出现偏孔、斜孔。
措施:通过在岩面顶以上1m处向孔内回填粘土混合物及坚硬的片石的方式处理斜岩偏孔问题, 为了能够有效地平衡岩石的强度, 回填的片石的硬度要足够大, 确保破碎斜岩, 然后在进行钻进冲孔施工。为了确保斜孔修正, 重复上述操作, 直到斜孔调整到位。在斜孔调整过程中, 如果调整系数过大, 通过灌入砼进行封底, 直到斜岩面以上0.5m~1.0m, 经过4~7天后进行重新钻孔。采用该方法对斜岩处理时间长, 成本较高。
4.1.4 埋锤、掉锤及卡锤
问题: (1) 桩孔内的斜岩形状比较复杂, 岩石突出易出现锤头滑入溶洞或锤头被岩石卡住的现象; (2) 因锤绳或锤头连接部位老化, 或者操作不当导致锤头掉入孔中; (3) 溶洞塌孔将锤埋入孔中。
措施: (1) 随时检查锤绳或锤头连接情况, 并及时更换; (2) 在冲孔过程中, 确保锤绳处于拉紧状态, 不能随意松懈; (3) 为了防止埋锤, 钻孔时随时观察现场是否发生漏浆现象, 出现问题随时处理, 并及时下锤冲孔; (4) 为了防止锤掉入孔内造成卡锤现象, 清除孔的四周异物; (5) 为了防止锤被埋死, 要及时解决、处理埋锤、掉锤、卡锤现象, 并不断换浆。
4.1.5 嵌岩深度不够
现象:钻孔达到设计要求, 并且钻孔深度符合设计标高, 由于岩溶地质较复杂, 如果岩层不完整或者岩石的承载力不够, 那么就不能符合设计的嵌岩最小深度。
措施:在岩溶地区进行钻孔桩施工过程中必须加强钻孔过程的钻孔记录管理, 对岩石的岩性变化及进尺情况进行准确、详实记录。
4.2 灌注砼
4.2.1 砼面骤降
问题:在灌注砼的过程中, 由于溶洞的护壁厚度不够或者冲孔过程中封堵溶洞不彻底, 仅仅止住泥浆不漏, 由于压力过大冲破溶洞, 导致砼面下降造成断桩。
措施: (1) 据现场的实际地质情况进行冲孔, 为了将溶洞封堵彻底, 需要反复进行回填片石和粘土混合物, 并对回填物进行冲打; (2) 灌注过程中为了有效防止砼面下降, 导管悬空, 断桩, 在岩溶地区进行钻孔桩施工需要根据现场的地质情况适当地加大导管的埋藏深度; (3) 对特别发育的岩溶钻孔桩完成灌注作业后, 为了防止砼面下降过大, 需要将剩余导管静置一段时间。
4.2.2 断桩和夹泥
问题:在灌注过程中出现塌孔、砼面下沉或者导管密闭性不好导致断桩, 形成夹泥。
措施: (1) 出现断桩按照返工方案或接桩方案进行处理; (2) 钻孔桩成孔后, 放置时间不能过长, 要及时灌注, 避免形成不稳固的孔壁; (3) 导管下方前为了避免漏水或漏浆必须对导管的密闭性进行检查; (4) 钢筋笼或导管在下方过程中避免与孔壁发生碰撞。
5 岩溶地区钻孔桩成本控制
(1) 在岩溶地区进行施工时, 施工中所用的必需品要到位, 防止拖延时间增大施工处理难度。 (2) 在岩溶地区进行钻孔桩施工时, 钻孔前根据孔的地质结构, 现场管理人员、钻机操作人员切忌盲目施工, 要提前制定应急处理预备方案, 避免钻孔过程时出现预见性返工。 (3) 在岩溶地区进行钻孔时, 为了避免严重扩孔, 在钻孔时及时纠正斜岩偏孔问题, 降低钻孔的成孔周期长度。 (4) 为了减少施工中的砼用量, 在岩溶地区进行钻孔桩施工时对溶洞进行细致地回填和封堵。 (5) 在岩溶地区进行钻孔桩施工时, 成孔后及时灌注, 防止塌孔而返工。 (6) 严格遵守岩溶地区钻孔桩施工顺序, 缩短桩的施工周期, 提高施工进度。
6 结束语
新店河特大桥岩溶地区钻孔桩施工项目, 通过不断完善、调整施工方案, 施工基本完毕, 成桩质量较好。但是对岩溶地区钻孔桩施工还需努力钻研, 完善施工工艺, 总结经验。
摘要:本文根据武广客运专线XXTJ-Ⅱ标段DK1341+587~DK1354+126段岩溶地区桥基钻孔桩的施工情况 (主要以新店河特大桥为例) , 说明岩溶地区钻孔桩在施工过程中质量控制以及施工过程中应注意的问题。
关键词:岩溶地区,钻孔桩,施工
参考文献
[1]袁龙星.岩溶地区桥梁钻孔桩施工技术[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2011, (02) .
[2]余勇.关于江山特大桥岩溶区钻孔桩施工方法的探讨与研究[J].价值工程, 2011, (28) .
关键词冲击;大直径超长桩;岩溶;气举反循环
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0133-02
1工程概况
汝郴高速公路赤石特大桥为国内同类型桥梁规模第一,世界第三,位于宜章县赤石镇下欧村渔溪村之间的河流阶地及河漫滩上,主墩区位于河流及冲击区,主跨为165m+3×380m+165m四塔斜拉桥。全桥共四个主塔墩,其中5号墩基础采用扩大两级嵌岩基础,8号墩采用挖孔桩基础,6、7号墩基础采用24根φ2.8m及10根φ3.1m钻孔桩,桩底位于完整基岩上。
6号主墩位于河道旁,基础最长桩孔深达102.5m,据地质勘探报告表明桥址地质情况十分复杂,覆盖层分为:种植土、粘土、卵石、漂石、块石、泥灰岩、灰岩、碳质灰岩、钙质灰岩、钙质页岩、及断层角砾岩,岩溶十分发育,岩溶发育形态以溶蚀、裂隙、溶沟、溶槽为主且多层交错出现,溶洞次之,岩面倾斜角度较大40-80°;岩溶填充物松散,或无填充,且在雨季地下水位反复变化,易塌孔、偏孔、串孔等事故,造成成孔困难。
2具体施工
首先对地质勘探资料进行会审,确定开孔顺序,一般可按以下三个原则进行周密安排:1)由深到浅;2)由多到少;3)由大到小。有利于及时封闭溶洞,隔断通道,留住泥浆,护牢孔壁,及时浮渣,进尺顺利。然后在征地红线范围内筑岛,埋设刚护筒,在钻进穿透覆盖层及卵砾石地层进入岩层后,采用60t振拔锤插打小一号的内护筒至岩面,然后再钻进→成孔→下放检孔器→刮孔→孔型检测→第一次清孔→下放钢筋笼→二次清孔→沉渣检测→灌注水下混凝土;如果在溶洞中发生严重塌孔,则应及时再套进小一号钢护筒,并插打至溶洞底板,这类孔施工不宜久拖,应尽早灌注水下混凝土成桩。在跟进护筒时,由于岩面的实际高程与地质柱状图上所示高程有出入,如果一味地硬打,护筒容易触岩严重变形,因此护筒应谨慎跟进,护筒底口至少高出岩面50cm~100cm。在大护筒中套进小一号的护筒后,必须更换小一号的钻头,钻头直径不得大于(D-10)cm,D为护筒内径。避免卡钻。
2.1筑岛施工
利用挖机清理墩位处表面覆盖层及孤石、漂石,对施工区域进行筑岛。施工区域包括钻孔桩需要的泥浆池、沉淀池等区域,筑岛施工时按公路路基施工标准,即每填筑30cm黄土用挖掘机反复压实。因筑岛施工,洪水时河面受压缩而流速加快,水面升高,所以除了在上游设挡水坝,还需对岛体坡面、坡脚采取防护措施,如浆砌卵石及沙袋等,防止洪水时将岛体冲毁。
2.2钢护筒制作
钢护筒采用22mm钢板制作或利用已有的短护筒接长,钢护筒分节制作,每节长3.0m~3.6m,首节需在底口1.5m范围内用16mm钢板加强,护筒内径比桩径大20cm~40cm,即φ3.0m~φ3.5m。钢护筒连接采用坡口焊。
2.3钢护筒埋设
首节钢护筒埋设采用栽桩法,在测量放样后,利用机械开挖,人工修整基槽,开挖到设计深度(视首节钢护筒长度定)后,用吊机或钻机吊钢护筒入槽,施工时护筒顶面高出地面或岛面为0.3~0.5m,并高出水面一般1.0m。
基坑挖好后恢复桩中心点,调整钢护筒上下口平面位置,使钢护筒上下口平面中心点与放样桩中心点重合,其累计偏差不得大于5cm。
钢护筒定位后,在护筒四周分层回填粘土,分层厚度不大于50cm并每层夯实。
2.4钻机的选择与就位
在平整场地和钢护筒埋设后,进行钻机就位,钻机利用吊机组装,通过桅杆上转向滑轮吊锥测量桩中心位置,微调钻机,使吊锥与孔中心重合,然后抄实并固定走行滚筒,用水平仪抄平钻机平台,抄实平台各支点,再次调整转向滑轮处吊锥中心使与桩中心坐标重合。
2.5泥浆性能指标
选用优质粘土或PHP优质膨润土进行造浆,优质粘土在本桥岩溶地区钻孔施工中的优越性得到了充分体现,优质黄土造浆除了可以有效地防止孔壁坍塌,还具有携渣和冷却、润滑机具作用,在处理裂隙等不良地质时比普通黄土更容易堵塞裂隙。且后期清孔调浆速度快。
泥浆性能指标:密度一般为1.20~1.40、粘度为22~30Pa·s、含砂率≤4%、胶体率≥95%、泥皮厚≤3mm/30min、静切力3~5Pa、酸碱度8~11。
钻孔分三个循环进行,泥浆池在钻孔区域外匀均统一布置,一台钻机配一个泥浆池,每三个泥浆池配备一个循环池,有利于调整泥浆性能,加快钻进及成孔速度。
2.6冲击钻成孔施工
1)开孔前向孔内注水,并投放黄色优质粘土开孔造浆。开钻前期即钢护筒底及以下3.0m内,可在粘土中添加适量粒径不大于15cm的片石,用0.5~1.0m的低冲程反复冲砸,使泥膏、片石挤入孔壁形成护壁。
2)在卵石土层内正常钻进时,冲程控制在2~4m,必要时可向孔内投入黄色优质粘土混合块石进行回填冲钻,确保孔壁稳定。覆盖层钻进时底层软弱交替出现进尺较快钻头容易出现偏位,应每班检查钻头偏位情况,及时纠偏;另外覆盖层钻进时进尺较快,出渣量大,泥浆比重较大,应及时掏渣调浆,泥浆比重过大时钻头难以转动,容易形成梅花钻,比重过小时返渣速度缓慢;塌孔回填成孔冲程控制在1m~1.5m之间,沙卵石底层冲程控制在2~3m,且应根据不同底层选择不同的泥浆比重。一般来说:卵石层泥浆密度控制在1.3~1.5之间,风化岩泥浆密度控制在1.2~1.4之间,回填层泥浆密度控制在1.3~1.5之间。
3)进入基岩面时,要控制小冲程并要求回填反复冲钻,防止斜面基岩而导致斜孔或钻头摆动导致局部坍孔,必要时可投入片石或浇注砼进行冲击,进入基岩后可采用大冲程钻进。在此过程中仍然要每班检查钻头偏位情况。
4)每个孔位均应绘制地质剖面图,挂在钻机上,以便根据钻孔地质资料,结合钻孔进尺情况对不良地质进行预警,组织机械设备及劳动力、备用原材,在将进入岩溶、溶沟(缝)顶2.0m时,需改用1m~1.5m的小冲程进行钻进。
5)钻孔作业应分班連续进行,如实填写钻孔施工记录,应勤检查钻机、钻头、钢丝绳等,使其处于良好的工作状态。勤测量泥浆指标,发现问题及时反映。
3钻进施工中常见问题及处理
3.1斜钻
赤石特大桥6号墩钻孔桩所遇岩面,斜岩面较多,常有斜钻现象。后果是垂直度检测不合格,刚护筒下放到位,钢筋笼下放困难,解决办法为用东南大学的成孔检测仪确定斜钻高度,回填粘土及少量小片石,回填高度应大于斜钻高度1m~2m,反复冲砸,直至钻头偏位合格,钻进正常。
3.2吸钻、卡钻、埋钻、掉钻
吸钻卡钻主要发生在强风化钙质页岩强风化碳质泥岩,这类地层吸钻前一般进尺较快,返渣不及时,泥浆比重较大,当进入这类底层时应提前回填少量片石。吸钻后严禁强制提起钻头,应及时返浆除渣,降低泥浆比重后再试着提起钻头,当无法提起时,可以钻机前滚筒作为支点,后支点悬空,然后用测绳将炸药送入孔底,进行爆破使钻头松动提起钻头。
3.3塌孔
6号墩桩基在钻进过程钢护筒已穿透卵石层,所以塌孔经常发生在强风化钙质页岩及强风化碳质泥岩层,进入不良底层前技术人员应对不良底层进行预警,防止塌孔埋钻,做好原材机械设备准备及劳动力的组织。轻微塌孔时应向孔内投放优质黏土,保持孔内水头不损失,并保证泥浆比重不小于1.3,回填少量小粒径片石,片石及黄土比例可按1:1控制;严重塌孔时可考虑内护筒跟进,再回填黄土及小粒径片石。
6-13#桩下放钢筋笼前,曾经出现塌孔现象,测试泥浆比重为
1.15g/cm3,含沙率小于2%,气举反循环清出大量紫红色钙质页岩,并伴有卵石掉入孔内,经过对地质柱桩图和现场的实际,发现地质情况不准确,因地质情况太过复杂。为控制施工进度,防止后续桩基质量事故发生,经过技术部门研究,采取下放下一级内护筒φ3.2m下放穿过夹钙质页岩的底层,结果5天内完成钢筋下放及灌注工作,该处理方法果断,取到良好的效果。
3.4裂隙漏浆处理
裂隙对钻孔桩的主要危害是漏浆,主要处理措施是尽快补充泥浆,严禁随意补充清水,补充清水容易降低泥浆比低,增加堵塞裂隙的难度。然后按1:1比例回填黄土及片石2m~3m,且应观察水头位置,当水头不再损失时静置4~6h,让部分黄土及片石堵塞住裂隙再小冲程钻进,处理裂隙时要有充分的思想准备,有时需反复回填黄土及片石才能见效。
3.5溶洞处理
每当钻进至溶洞时,无论是否漏浆,都应坚决的回填黄土及片石,且应根据地质资料判断溶洞大小,再根据溶洞大小选择片石粒径。然后用小冲程冲击回填物,使其挤入溶洞及裂隙,此工序应随钻进过程如此反复操作,直至穿透不良地层。对于无填充的溶洞应根据地质预警,在击穿溶洞前应提前回填部分黄土及片石,击穿溶洞后立即停止冲击,提起钻头(防止水头损失过快塌孔埋钻)回填黄土及片石,补充泥浆;然后小冲程钻进直至把周围溶洞全部填满或堵死为止,直有漏浆现象全部消失后才能转入正常钻进。
3.6漏浆
漏浆发生频繁,目前正在钻进的6-24#桩漏浆次数已达30次,有时每天漏浆4~5次,部分孔漏浆深度超过30m,漏浆量超过200m3,并且其他桩孔内泥浆面无变化,下游查找是否有泥浆污水出现,也没有发现。现场及时调用水泥、粘土、粘土砖、片石等方法进行处理。
对于孔底漏浆的桩基,采取增加桩长方式处理。
4结语
汝郴高速赤石特大桥6号墩桩基施工经超声波检测均满足设计和规范要求,通过本桥在强岩溶地区的施工,以下几点应予高度重视。
4.1钻机选型
钻机是整个钻孔过程中最主要的机械设备,选择什么类型的钻机,将会决定配套什么样的施工方法,钻机选好了很多问题就迎刃而解。
4.2钢护筒
钢护筒在岩溶地区使用较为多,当需要分级钻进内护筒跟进时分级次序不宜超过三级,严格控制成孔孔径,钢护筒下放不到位时后患无穷。
4.3开孔顺序
正确的开孔顺序能起到事半功倍的效果,减少漏浆及回填次数,降低跨孔漏浆的风险。
4.4原材
經过多次现场论证,优质黄土,及片石粒径的选择在处理不良地质时尤为关键。
4.5加强学习与发扬
钻孔桩施工的施工环境、地质情况千变万化,只有不断的总结学习结合施工实际需要加以利用。
参考文献
[1]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范.人民交通出版社.
[2]冯征泉.岩溶地质条件下的钻孔桩施工技术.
[3]强岩溶地区钻孔桩施工.铁道标准设计,2005,12.
结合具体工程实例,介绍了钻孔灌注桩施工工艺及方案,分析了钻孔灌注桩施工过程中常见问题的产生原因,并针对性地提出了具体的处理方法,以完善桩基施工工艺,提高桩基工程的质量.
作 者:杨培仕 YANG Pei-shi 作者单位:中铁十二局集团第二工程有限公司,山西,太原,030001 刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期):2010 36(1) 分类号:U445.551 关键词:桥梁 钻孔桩 施工技术 处理方法
甲方:
(以下简称甲方)乙方:
(以下简称乙方)
为保证冲击钻孔灌注桩基工程的顺利进行,实现按期保质保量完成工程之目的,根据国家有关法律法规,本着诚信、平等、自愿、公平的原则,经甲乙双方就以下施工事项协商一致,订阅本合同共同信守。
一、工程地点及名称:
二、承包方式及内容
乙方承包施工图纸范围内全部桩基工程,施工内容包括冲击钻孔桩的成孔、清孔、报验、混凝土灌注,包工不包料,施工安全的工作。
三、质量标准
保质保量按图纸施工,保证验收合格。
四、工期要求
工期应业主方要求70天完成,从开工之日(年 月 日)起计算工期,遇有不可抗力天气或其它因素不能施工,工期予以顺延。
五、合同价款及结算方式
1、钻孔按实际孔深计算工程量,并按每米壹佰元的价格结算。
2、甲方必须做好后勤工作,每月按工程进度款(包括生活费、工人工资以及材料费)的60%付给乙方,确保工地正常开工。工程完工待质检部门验收合格后,一次性付清余款。
六、甲方责任与义务 甲方责任与义务:
1、负责施工现场道路、水电畅通,负责桩位及轴线放样,桩位复核。
2、提供为施工服务的吊车、挖机等设备,确保施工顺利进行。
3、甲方工作人员必须全天候24小时在现场。如出现甲方吊车、挖机和现场管理人员的影响停工,由甲方负责,乙方有权向甲方提出补偿损失。
4、负责提供施工图纸,监督乙方施工质量及工程量验收和报砼等工作。
5、负责工程资料收集、整理汇编存档,提出具体进度要求,协调周边关系保证工程顺利进行。
6、乙方成孔报砼后,甲方应及时组织人员到施工现场,不得影响施工。
7、乙方在施工过程中,如出现障碍物和其它不可抗拒的损失由甲方负责。
8、如遇溶洞漏浆复打,按回填孔深每米100元计算,在施工过程中如有溶洞较大,钻头卡钻无法处理由甲方负责及时购买钻头,以免延误工期和乙方损失。
乙方责任与义务:
1、根据合同规定,乙方为保证工期,必须投入满足施工要求的机械设备及人员设备。
2、坚决按图纸施工,保证质量,服从业主及甲方管理,做好现场记录。
3、如出现某根桩灌注砼未达到设计要求,由乙方负责赔偿所有损失。
4、按安全规范施工,确保施工安全,如有意外甲方不承担任何责任。
5、甲方按合同执行条款,乙方不得以任何理由停工。
七、其它事宜
1、未尽事宜双方根据实际情况协商解决。
2、本合同一式三份,甲乙双方各执一份,双方签字后具有法律效力。
甲方(签字):
身份证号码:
公司法人代表: 签订地点:
乙方(签字): 身份证号码:
年 日
一、长螺旋钻孔压灌桩施工工艺
长螺旋钻孔压灌桩技术是长螺旋钻孔技术和压灌大流动混凝土施工技术的集合体,因此和一般的钻孔灌注桩技术都有着相似之处,有很多施工工艺都是大同小异,因此在进行长螺旋钻孔压灌桩技术施工时,施工人员都已经有了一定的施工基础。所以,我们在进行施工时对桩径和桩距设置以及对材料都要进行严格的要求。
1、桩径和桩距
在进行长螺旋钻孔压灌桩施工时候,对于桩径和桩距的设计进行严格的要求,而且对桩径和桩距的数据都要按照设计标准进行控制,从而保证工程项目的顺利施工,避免应设计不当引起的各种没必要的损失。
2、材料的准备
对于材料的准备,在任何工程项目中都是十分重要的,它不只是保证了工程的施工质量,还有效的提高了工程的进度。在长螺旋钻孔压灌桩施工工艺中,不同期间内的施工工程,对于材料的准备项目和质量的要求也不一样,因此我们要根据工程的实际情况对其进行材料的准备和材料的选取。下面我们就根据短期的工程项目施工中所需要的材料进行简要的介绍。
2.1、水泥
水泥是长螺旋钻孔压灌桩中最主要的施工材料,它直接影响着整个施工工程的质量。因此在进行施工时候,我们对水泥的只有进行严格的要求,而且在施工工程中由于对基础桩的强度要求较高,因此在进行施工的时候,我们通常采用的水泥强度等级一般就在42.5左右。
2.粗骨料
长螺旋钻孔压灌桩施工技术和其他的钻孔施工技术相似,在进行钻孔注浆的后,我们还要对其进行一些补浆工序,以对施工结构进行进一步的加固,以满足施工工程的要求,而在进行补浆工序施工中,我们通过都会加入一些粗骨料等材料以保障工程的质量。而且,在不同的施工情况下,对于粗骨料的添加工序也有着不同的配比,因此我们在进行补浆工序时,也要严格的安装施工要求对其进行施工。
3.钢筋
钢筋的设置这和其他的灌注桩施工是一样的`,但是对钢筋的强度规格要求不一样,因此在进行钢筋的选择时,一定要按照工程的标准进行设置,以免由于选择的材料不符合工程要求,从事工程项目的工期增长而且还增加了成本的消耗。
4.混凝土外加剂
作为减水剂使用,以提高桩身混凝土强度为目的时,宜用奈系的FDN、UNF、NNO等高效减水剂或高效缓凝减水剂;桩径、桩长较大,注浆泵能力不足时,可使用缓凝剂或缓凝减水剂,提高成桩工艺质量。
5.混凝土用水
混凝土拌合用水应符合《混凝土拌合用水标准》(JCJ63―89)的技术要求。普通自来水可作为混凝土拌合用水。
二、长螺旋钻孔压灌桩施工特点
长螺旋钻孔压灌桩借助于长螺旋桩机、输送泵、输送管道以及钢筋笼振动器配套施工。利用长螺旋钻机钻孔,土体被切削后反向挤推排土,钻孔至设计深度后,借助长螺旋钻具的中主管将混凝土高压泵人桩底,然后边压混凝土边提升螺旋钻具形成素混凝土基桩,随后采用穿插导向管的振动送笼器,将钢筋笼边振动边插送到基桩的设计深度,连续作业成孔,成桩一次完成。其施工优点:
1、过程中无需水泥浆或泥浆护壁
解决了泥浆或水泥浆的污染问题,施工场地整洁文明,且节省泥浆或水泥浆等的材料和施工费用。
2、效率高
与其他施工工艺相比,施工速度显著提高,工期大大缩短。
3、质量稳定
容易穿透厚砂层、硬土层,且无坍孔、缩径及地表隆起等现象。
4、费用低
由于其主要施工设备为长螺。旋钻机及钢筋笼插入装置,设备简单、方便,因而其综合施工费用较低,振动噪音小。
长螺旋钻孔压灌桩主要施工设备及技术指标长螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩工艺主要配套包括长螺旋钻机、混凝土泵和起重机;长螺旋钻机分为步履式及履带式两种。钻杆中心是一根直径为d的无缝钢管,螺旋叶片的外径D等于桩孔的直径,螺旋叶片的螺距一般为(0.6~0.7)D,中心管的底部(即钻头处).有混凝土出口,出口处有两片可开闭的活瓣。钻具开始钻削土体之前,应将活瓣闭合,以防止土、砂或水进人中心管内,泵输送混凝土时将活瓣打开。长螺旋钻机可适用于黏性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等多种地层,但当遇到砖瓦、条石或砂卵石层时,则很难继续钻进,该工艺用混凝土泵一般为液压活塞式。按工作能力可分为HB15、HB-30和HB-60等多种泵型,其最大泵送量依次为15m3/h、30m3/h和60m3/h等。输料管道直径主要有100 mm、125 mm、150 mm和200 mm等型号。输送管道与长螺旋钻具中心管相连,既可方便钻机移动,又可保持搅拌后台位置的相对稳定,无需多次移位,即可满足一个工程的需要。工程实践中要求输料管道直径不超过钻杆内径d。
三、长螺旋钻孔桩应用条件分析
1、旋钻孔桩优点:
长螺旋钻孔桩分为压浆桩和压灌桩。该桩型具有工艺先进、施工设备简便、技术成熟、无噪声、无污染、成桩速度快,适合在生活区作业。
2、旋钻孔桩应用条件:
2.1螺旋钻孔压浆桩优选干作业法施工,比较适合地下水位以上的环境,地下水位以下不宜选用;对于地下水丰富的地层,可选用长螺旋钻孔压灌桩。以上施工的综合楼桩基设计中选择长螺旋钻孔压浆桩,主要是过份依据以往经验,忽视了上层滞水丰富、桩孔进入承压水层的实际情况,压人桩孔的水泥浆一方面被桩孔地下水稀释,一方面为了达到应力平衡,水泥浆随地下水流失,致使桩身砼强度降低,单桩竖向承载力不能满足设计要求;改长螺旋钻孔压灌桩后,桩基质量满足设计和施工质量技术要求。
2.3螺旋钻孔桩比较合适的地层有一般黏性土及其填土、粉土、季节性冻土和膨胀土、非自重湿陷性黄土;对淤泥和淤泥质土、碎石土、中间有砂砾石夹层可采用钻孔压灌桩。
2.5施工试桩,真实记录各项施工技术参数,试桩检测合格后,严格按试桩施工参数组织实施工程桩。由于长螺旋压浆桩在该地广泛应用,建设单位受工期和成功经验的影响,没有遵循先施工试桩后施工工程桩的科学原则,造成工期延误,资金损失。
四、结束语
目前。长螺旋钻孔压灌桩施工技术在我国的工程建设的涉及面越来越广,并且都得到了不错的效果,为我国的社会建设作出了卓越的贡献。不过,由于我国的长螺旋钻孔压灌桩技术起步的比较晚,而推广的较快,因此在进行工程施工过程中存在着一定的不足,这就需要我们在不断的实践中对其进行改进和完善,只有这样才有利于我国的社会经济建设与发展。
参考文献
[1] 李志勇. 长螺旋反插钢筋笼基础桩施工工艺[J]. 山西建筑. (21)
岩下特大桥位于云贵高原及边缘过渡地带, 属云贵高原剥蚀-溶蚀低中山、低山丘陵和高原盆地地貌, 主要的不良地质为岩溶, 特殊岩土为松软土及红粘土。岩层中网状裂隙较发育, 多呈微张开状, 充填粘土和方解石, 根据小钻孔探测资料, 本桥溶洞较多, 靠近5#墩侧, 部分岩层呈现斜坡, 施工地质不明了, 施工难度大。本桥设计基础全部为钻孔灌注桩, 施工工艺为冲击钻成孔。
2 施工难点
岩溶地区地质形态异常复杂, 前期地质勘探根本无法完全搞清楚地质情况, 从施工经验得知, 岩溶地区施工时主要会出现以下几个问题:
2.1 成孔事故多
由于本桥处于云贵高原及边缘过渡地带, 岩溶比较发育, 在施工过程中, 经常会出现大型溶洞、孤石、多层溶洞、斜岩等复杂地质情况, 极易造成桩基偏孔、卡锤等事故出现。
2.2 成孔易坍塌
本桥由于岩溶地质因素影响, 裂隙发育较深, 容易发生漏浆事故;其次根据本地气象部门统计, 本地属于雷雨密集区, 经常会由于雷雨天气造成停电, 孔内泥浆从溶液状态变成水泥分离状态时, 由于泥浆的护壁作用降低, 也容易发生漏浆现象, 加之孔口附近的地层多为红粘土及角砾土, 容易引起塌孔, 本桥施工中曾经多次出现过钻孔孔口附近坍塌事故。
2.3 成孔过程中溶洞漏水、漏浆
由于岩溶地质比较复杂, 溶洞的大小、走向、充填物等地质情况并不十分清楚, 施工过程中难免出现意外情况, 比如在钻孔中突然出现漏浆 (见图1) 、漏水, 造成钻孔出现挤压缩孔、涌砂等现象。
2.4 清孔困难
由于岩溶的影响, 桩基一般为深孔桩, 成孔后怎样清孔既能使泥浆符合要求又不出现其他事故, 是比较难以掌握的。泥浆比重较小时, 又容易出现缩孔、漏浆事故, 泥浆比重较大, 容易造成含沙量较多, 不能满足施工要求。
3 处理措施
3.1 溶洞处理
3.1.1 回填片石和黄泥
当遇到一般溶洞或漏浆现象时, 可以选择采用回填黄土片石, 两者按一定比例混合后, 投入孔内, 填充溶洞, 使土石高于溶洞顶, 然后改用小冲程冲击回填, 有时为了增加泥浆护壁作用, 可以在孔内投放一些水泥或木屑碎石。岩下特大桥的桩基施工过程中, 最常采用的就是回填黄土片石, 取得了不错的效果。
3.1.2 回填混凝土
当遇到较大的溶洞或发育较深的溶洞时, 仅回填片石黄土不足以解决问题时, 可以考虑回填较高标号的混凝土, 靠混凝土完整性来完成充填溶洞和阻隔裂隙。待混凝土凝固后, 方可重新冲孔。
3.1.3 钢护筒跟进
当遇到的溶洞较发育并且比较大, 需要回填大量混凝土时, 可以考虑采用安装钢护筒的方法穿过溶洞进行钻孔。护筒下沉应严格控制倾斜度和锤击贯入度, 贯入度一般不宜大于10mm/击, 防止因护筒遇阻偏斜和筒壁变形, 从而造成偏孔事故。当溶洞为串珠状分布时, 也可以采用护筒跟进法施工。
3.2 成孔过程中出现事故处理
3.2.1 偏孔处理
由于岩溶影响加上本地地处高原边缘地段, 岩层中斜岩孤石比较多, 施工中容易造成偏孔。偏孔一般情况下处理方法和溶洞相似, 只是回填时黄土和片石处理时, 二者比例有所调整, 混凝土充填处理时, 需要混凝土标号比较高, 除此之外还可以采用地质勘探岩心钻机在斜岩上钻孔, 破坏岩石的整体性, 不过此种方法成本高, 工程量大, 操作复杂, 只有在其他方法无法处理时可以考虑。岩下大桥采用前两种方法处理偏孔, 效果比较理想。
3.2.2 卡钻处理
岩下特大桥岩溶比较发育, 钻机是在人工冲击钻的基础上增加了自动冲击装置, 所以如果不注意图纸显示的溶洞位置及大小而任意自动冲击, 钻机冲程过大而突然冲破溶顶, 很容易导致卡钻, 可以采用水下爆破来松动卡钻处的岩石, 使其硬度降低, 从而提出钻头。采用水下爆破时, 应注意炸药量的使用和爆破位置的选择, 以免造成其他事故。
3.2.3 塌孔处理
由于塌孔多发生在钻孔漏浆之后, 可以采用加大泥浆比重, 加高水头的方法, 同时可以投入黄粘土和碎石块, 改用小冲程冲击, 将二者挤入孔壁, 减小漏浆程度, 塌孔严重时, 可以回填重新开孔。当塌孔发生在雷雨停电的情况下时, 要及时使用备用发电设备, 以免造成孔口坍塌引起其他事故。
3.3 清孔措施
本桥采用的是换浆法清孔, 在成孔过程中就应一直观测泥浆指标, 及时向孔内加入清水或泥浆以调节泥浆性能。当开始清孔时, 随时观察泥浆情况, 使其保持稳定状态。泥浆比重应保持在1.07-1.1之间, 年度在18-20s之间, 以免由于泥浆性能不达标或泥浆无法完成护壁作用而造成其他事故影响施工。
4 总结
岩溶地区地质条件比较复杂, 地质构造比较特殊, 在钻孔桩施工过程中, 发生偏孔、卡锤、漏浆、塌孔等事故的几率很大, 成孔质量不易控制, 因此在此类地层中进行冲击钻施工前, 应深入了解分析该类地区的地质情况, 制定合理的施工组织, 施工中多观测、多记录, 发现问题要首先分析原因, 根据具体情况采取相应的处理措施, 保证施工质量。
参考文献
[1]中铁三局集团有限公司.铁建设[2010]241号, 高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社, 2010.
[2]TB10752-2010高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].北京:2010.
【关键词】长螺旋钻孔桩;施工原理;施工技术
一、引言
本工程位于广西壮族自治区田东县平马镇。平马沟是一条穿越田东县城区的雨、污排水沟道,平时将县城的生活生产污水排至右江,此沟发源于田东县城区东北侧的马鞍山,流经田东县城区后汇入右江,河沟总长8.92km,集雨面积为6.68kmm2。在广西右江鱼梁航运枢纽建成后,库区水面线升高,平马沟原本的排污能力是不能够满足现在的要求的,所以我们需要对平马沟进行扩建。
为减少库区移民,保护有限耕地以及为作为田东县政治、经济与文化中心的平马镇提供较安全的防洪排涝防护,建设平马沟排涝站,以消除鱼梁航运枢纽建成后对田东县城的影响。
本文通过对平马沟排涝站的建设工作,提出了长螺旋钻孔桩施工过程中的一些要点,为今后类似的工程提供借鉴。
二、工程概况
工程位于广西田东县平马镇,根据地质勘探资料,勘探查明,该地区地基主要成分上部第1层为粉质土沙层厚度为5.8m~6.5m;第2层砂卵石层厚度为1.4m~4.5m,第3层为泥岩层,进入泥岩后为桩基持力层。地基富含地下水,为局部分布砂卵石下层水,主要为外河渗水。
由于施工现场地质情况与原设计不符,因此平马沟排涝站基础需要进行225根桩基础施工进行基础强化,设计桩径为800mm。
三、方案选择
根据地质勘查报告得出的结论,从成分上来说地质状况比较良好;但是考虑到该场地所处位置地下水含量丰富,如果按照常规的先挖孔再浇筑桩基的施工方法的话,那么还需要对场地进行降水;如此一来成本必然升高,工期必然延长。所以,本工程中采用的是长螺旋钻孔桩施工方法。它的工作原理与一般的钻孔桩技术有一定的差别,它采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度,通过钻头活门向孔内连续泵注超流态混凝土,并在混凝土凝固之前插入钢筋笼。
四、施工工艺
(一)长螺旋钻孔灌注桩施工工艺流程
长螺旋钻孔灌注桩采用泵送砼技术,提钻与成桩同步进行,既加快了施工速度,又避免了水下浇筑砼的缺点,施工流程如图1所示。
(二)成孔及灌注混凝土施工操作工艺
1.桩位放线用全站仪准确定位,桩位偏差不超过10cm。
2.桩机就位时应校正,要求保持平整、稳固,保证钻进时不发生倾斜或移动。在钻架上应有控制深度标尺,以便在施工中进行观测、记录。
3.钻孔时,先调直桩架钻杆,对好桩位。启动钻机钻进0.5~1.0m深时,检查一切正常后,再继续钻进,土块随螺旋叶片上排出孔口,排出孔口的土应及时清除,达到设计深度后应在原处空转清土,尽量使孔底干净,无残渣、余土,然后边提钻边泵压细石砼直至成桩。
4.钻进过程中,根据岩土工程勘察报告、及时观察操作台上电流仪表电流的变化(到持力层后电流表读数为230~250A)及排出孔口的弃土,为后续的钻孔提供施工参数。
5.提钻泵压砼应慢速进行,一般控制1.2~1.5m/min,避免过快发生塌孔或缩颈。
6.在流塑土层成孔,桩距小于3.5d(d为桩径)且出现串孔时,宜隔桩跳打成桩,中间空出的桩须待邻桩砼达到设计强度等级的50%以后方可开孔。
7.当钻进遇较大的漂石、孤石等卡钻而未能成桩时,应及时向设计部门报告并请示处理方案。
(三)钢筋笼吊装施工操作工艺
1.灌注砼结束后清理桩口弃土,立即吊放钢筋笼。
2.因钢筋笼较长,故采用弹簧振动法下放钢筋笼。先用人工把钢筋笼放进弹簧振动器的传力杆内,然后采用桩机副卷扬机将弹簧振动器及钢筋笼慢慢吊起移至孔口,在操作人员的扶持下将正位后的钢筋笼压至设计深度,压入时应保证传力杆垂直地面。在钢筋笼入孔时,应清除骨架上的泥土和杂物,修复变形或移动的箍筋,重焊或绑扎已开焊的焊点。
五、桩基检测
我们从这225根桩基中抽取其中的11根进行高应变动力检测,根据FDP204PS工程动测仪测出的检测截面的轴向应变和桩身运动加速度的时程曲线来检测桩基承载力是否达到设计要求。所有11根桩的承载能力均達到设计要求。
桩身结构的完整性我们通过对其中45根桩,采用低应变反射波法来检测。根据RSM-PRT(T)桩基低应变检测仪出的结果显示。被测桩桩身结构完整或基本完整,桩身无严重缺陷,属于Ⅰ类或Ⅱ类桩。
六、结语
纵观本工程从设计到施工的整个过程,我们可以看到由于地质条件复杂,地下水含量丰富,导致传统的桩基施工技术不能应用。而长螺旋钻孔桩技术正好能够克服这样的困难,并且从后期的检测来看,成桩效果跟传统的桩基施工技术相差无几,并且大大的缩短了工期。
参考文献
[1]侯永富.混凝土桩基施工技术与质量的管理[J].工程施工技术,2009.
[2]张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程施工技术,2009.
钻孔灌注混凝土桩后注浆技术的应用
为了满足房屋上部荷载的要求,发挥钻孔灌注混凝土桩的优势,钻孔灌注混凝土桩后注浆技术应运而生.文中结合工程实例,对钻孔灌注混凝土桩后注浆技术进行了介绍.
作 者:吕春强 王炳君 作者单位:吕春强(天津华厦建设发展股份有限公司)王炳君(天津市方兴工程建设监理公司)
刊 名:天津建设科技 英文刊名:TIANJIN CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期):2009 19(3) 分类号:U443.15+4 关键词:钻孔灌注混凝土桩 后注浆 桩基双龙街立交隧道工程NZ-SL-D1标段
钻孔灌注桩安全施工专项方案
一、工程概况
南京南站是铁道部规划的京沪高铁几大始发终到站之一,将汇集京沪高速铁路、宁杭铁路、沪汉蓉城际铁路、宁安城际铁路等 4 条国家、区域铁路干线,形成3场15台28条客运线的特大型铁路枢纽。该枢纽位于南京市主城区南部,地处江宁区与雨花区交汇处,是城市南扩的重要节点。
本地道工程做为双龙街立交工程的一个子项,沿双龙街立交宁溧路东侧辅路设置,里程桩号为K2+179,终点桩号为K2+876,全长667m。共有抗拔桩252
根;围护桩926根;钻孔直径为Φ800mm。
二、钻孔灌注桩施工工艺
本工程钻孔灌注桩采用水钻孔桩机施工,商品砼浇注,成桩工艺流程: 测放桩位→埋设护筒→钻机就位→钻进至标高(扩孔)→第一次清孔→安放钢筋笼(立柱桩格构柱与钢筋笼焊接整体吊装)→导管安装→第二次清孔(合格)→灌注首灌砼→连续砼灌注、拨拆导管→测量砼面标高(合格)→移机
三、安全管理
本工程为南京市重点项目工程,安全生产至关重要。总结在以往工程中的经验,在本次施工中针对安全用电、防止高空坠落、场内进出车辆疏导及物体撞击几个方面制定以下安全管理措施:
1、项目经理部成立由项目经理为组长,主管安全副经理、安质部部长为副组长,各职能部门负责人及专职安全员为组员安全管理领导小组。
组
长:贾贯乾 中铁十五局集团有限公司南京南站双龙街立交隧道工程D1标
常务副组长:王艳辉
副
组
长:李申治
谢金康
组
员:董莹
李绛峰
陈小芳
陆泽尧
郭景海
田江伟
颜峰
2、、坚决贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的生产方针,根据“管生产必须管安全”的原则,在工程中全面落实安全责任制。建立以工程负责人为首的安全领导班子,重点抓好班组安全管理,严格执行各项安全制度的操作规程,经常组织职工逐条学习对照,检查有关安全劳保条例在本工地的落实情况,对查出的事故隐患要制定出分步整改措施,加强监控,防止重大事故发生。对有条件整改而不积极执行的,要追究当事人的责任,严肃处理。
3、、施工期间,要服从公安、市容、交警等执法人员的管理,积极配合有关单位做好工地外围的交通疏导、安全和环境卫生工作。
四、安全措施
1、进入施工现场,戴好安全帽。
2、正确使用个人防护用品,严格执行各项安全防护措施。
3、工作时要穿防滑鞋,不准打斗,严禁酒后上岗。
4、所有施工人员,必须熟知本岗的操作规程,在工作中不违章操作、不违章指挥,不违反劳动纪律。
5、特种作业人员必须持有效操作许可证方可上岗操作,各工种严格执行本工种的安全操作规程。
6、新进场的施工人员必须有经过安全教育后,方可上岗,否则不得上岗操作。施工中有人员变动,必须通知队部专职安全员。
7、机械操作人员必须熟知设备的使用性能和安全操作规程。保证设备的技中铁十五局集团有限公司南京南站双龙街立交隧道工程D1标
术状态良好,安全设施齐全有效,外露传动部分必须有防护装置。工作前应进行试运转,正常后方可作业。
8、电焊工作业必须持证上岗并佩带好安全防护用品,遇有六级以上大风或雨天过后不准进行露天作业。
9、电焊机外壳必须接零保护,严禁电焊工自行接一次侧电源线,电焊机一次侧电源线不应超过2m,其它接线柱及二次侧电源线接线柱应有防护罩,电闸箱必须安装漏电保护器。
10、在潮湿的地方施焊时,电焊工应站在干燥的木板上作业,作业完毕或离开岗位时须拉闸断电,盘好把线。在禁火区进行电气焊作业时,需要办理动火证后方可施工。氧气瓶和乙炔瓶两者必须保持不小于5m的安全距离。氧气瓶横放时应将瓶嘴部位垫高,乙炔瓶不得放倒使用。
11、起吊作业前应了解清楚被吊物的尺寸、重量、起吊高度及周围环境,合理选用起重设备及索具。
12、起重作业时必须要有专人负责指挥,指挥人员站在明显的安全部位,按规定的手势或信号进行起重指挥,严禁多人指挥。
13、作业人员严禁在起重臂和吊起重物下面停留或行走,如遇有六级及以上大风时,禁止起重作业。
14、钢筋笼加工过程中,不得出现随意抛掷钢筋现象,制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人和电缆线,防止人员被砸伤和电缆线被碾压。
15、桩架安放一定要保证平稳,转动部分要配有安全防护罩。
16、埋设钢护筒时,要把周围20cm范围内用粘土夯实,防止护筒渗漏。中铁十五局集团有限公司南京南站双龙街立交隧道工程D1标
17、钻孔过程中,非相关人员距离钻机不得太近,防止机械伤人。
18、灌注桩成孔后,孔口周围不准放重物,测量孔深时应在孔上加盖板进行。
19、移动钻机时,必须切断电源,将电缆线盘好。
20、钢筋笼安装过程中必须注意:焊接或者机械连接完毕,必须检查脚是否缩回,防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。
21、导管安装注意:导管对接必须注意手的位置,防止手被导管夹伤。
22、砼浇注过程中,砼搅拌运输车倒车时,指挥员必须站在司机能够看到的固定位置,防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。轮胎下必须垫有枕木。倒车过程中,车后不得有人。同时,吊车提升拆除导管过程中,各现场人员必须注意吊钩位置,以免将头砸伤。
23、车辆在现场行驶要注意慢行,各种施工机械要在转向、拐弯、倒车时应特别注意周围环境及人员。
24、钻机、砼输送泵等设备应有专人操作,出现故障由专业人员进行维修,闸箱要拉闸断电、上锁、挂牌警示。设备在运转中不准进行维修。
25、作业前必须检查所用一切工具、索具、设备等是否安全可靠。
26、电缆线铺设时要尽量保证平顺,接头部位要防止泥浆浸泡污染。
27、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中,电线接头要牢固,并且要绝缘,输电线路必须设有漏电开关。
28、夜间施工时,现场应配备足够的照明,电闸箱应安装漏保。成孔的地方应设有标记。
29、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后,暂时不进行下道工序的孔必中铁十五局集团有限公司南京南站双龙街立交隧道工程D1标
须设有安全防护设施,并有人看守。
30、导管安装及砼浇注前,井口必须设有导管卡,搭设工作平台(留出导管位置),并且要求能保证人员的安全。
31、施工作业平台必须规整平顺,杂物必须清除干净,防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。
32、挖掘机及吊车工作时,必须有专人指挥,并且在其工作范围内不得站人。
33、石料运输车进出场必须打开转向灯,入场后倒车必须设专人指挥。
34、吊车及钻机工作之前必须进行机械安全检查。
35、现场卸料(主要指钢筋和钢板、钢管)前,必须检查卸料方向是否有人,以避免将人员砸伤。
五、创建文明工地措施
1、认真学习南京市交通局有关文件,各施工管理部门要加强协作,齐抓共管,形成合力,将文明工地创建工作列入责任制的实绩考核,切实提高创建水平。
2、工地项目经理部开展“安全、优质、整洁、便民”为主要内容的文明工地创建活动,达到文明施工基本标准,具体做到:
①建筑施工安全:进入施工现场作业,必须戴安全帽等防护用品,施工用电防护设备必须齐全,不准使用伪劣产品。安全管理执行建设部JGJ59-88标准。
②工地卫生:建立卫生管理制度,做到工地食堂设茶水桶,生熟食分开;职工宿舍干净整洁,无烧煮及乱拉电线现象;工地厕所设冲水设备,专人打扫;临时设施搭设整齐,工地四周无生活垃圾。
③场容场貌:工地四周设出入口围栏,场内道路场地平不足,材料堆放整中铁十五局集团有限公司南京南站双龙街立交隧道工程D1标
齐,工地“五牌一图”及警示牌(灯)、安全生产挂图、黑板报等宣传牌齐全。
④爱民便民:工地张贴向居民行人打招呼的标语(牌),有切实可行的便民措施,不擅自夜间施工扰民。
1.1 工程概况
跨216省道特大桥, 桥址位于广西博白县亚山镇附近, 桥位处位于平原低丘区, 属南流江冲洪积平原地貌, 地形平坦, 大部分辟为水田、水塘以及民房等;本桥主要为跨越S216省道、乡村公路以及河沟而设。桥梁全长2342.145m, 全桥孔跨布置:13-32m+1-24m+16-32m+ (40+56+40) m连续梁+1-32m+1-24m+7-32m+1-24m+27-32m+1-24m预制后张法预应力混凝土简支T梁。
1.2 地质状况
桥址区岩溶形态及分布规律:桥址区下伏基岩为泥盆系中统东岭岗组 (D2d) 石灰岩, 岩溶较为发育, 据钻孔揭露, 岩石常见溶隙、溶洞。本区属隐伏岩溶区, 地表被覆盖, 仅靠钻探揭露, 在已钻的249个钻孔中, 239孔揭示石灰岩, 见溶洞总数290个, 见溶洞的钻孔173个, 钻孔见洞率为72.4%。钻孔揭露可溶岩总进尺4791.87m (含溶洞深度) , 见溶洞总深度350.5m, 无填充 (272.7m/250个) , 全充填溶洞 (77.8m/40个) ;根据《铁路工程不良地质勘查规程》 (TB10027-2001) 中的附录E判定, 桥址区岩溶发育强度分级强烈发育。
覆盖型岩溶区的主要工程地质问题:除溶洞发育外, 桥址区分布大量的冲积物, 上覆地层多为粉质粘土、细沙、中砂、圆砾土等, 在与基岩面接触多为圆砾土, 由于地下水位较高, 第四系地层多受地下水影响, 对施工有一定影响。
2 岩溶桩基钻孔中常见处理措施
为了保证岩溶发育地区钻孔灌注桩施工过程中不漏浆, 或漏浆但不发生坍孔, 保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求, 施工时应根据地质钻孔柱状图来判别溶洞地层情况、空洞大小、溶洞填充物情况采取不同方法, 采用常规泥浆护壁方法、向孔内抛填片石、回填素混凝土、压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工方法。
2.1 泥浆护壁常规成孔
当溶洞有填充物, 是可塑或软塑的亚粘土, 且溶洞不漏水, 这时不管溶洞有多大也不管溶洞垂直方向数量有多少, 都可以不考虑溶洞的存在, 而按正常地质情况施工。采用冲击钻成孔, 洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别, 可以按无溶洞施工。
2.2 回填片石、粘土、水泥
钻孔时, 当钻穿溶洞漏浆时, 反复投入粘土和片石, 利用钻头冲击将粘土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中, 还可掺入水泥、烧碱和锯末, 以增大孔壁的自稳能力。
1) 掺加比例:为有效利用片石, 片石与粘土的比例为3:7, 掺加水泥时, 掺加比例为每延米2包, 掺加锯末时, 掺加比例为粘土的10%。
2) 片石采用强度≥30MPa石灰岩, 石块粒径以15-50cm为宜, 粘土、水泥采用整袋投放为佳。掺加方法为:片石、袋装粘土 (可选择添加水泥、锯末, 也可不添加) 分层间隔掺加, 回填高度为溶洞顶板以上1m处。
3) 施工注意事项:密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化, 防止不正常情况发生, 发现漏浆现象, 立即处理。
根据地质柱状图, 在接近溶洞时勤观察、勤检查, 凭手握冲击主绳的手感, 冲击岩层的响声, 抽取的岩样来判断是否接近岩溶地层。
接近岩溶时主绳松绳量应为1-2cm, 防止穿岩壳时卡钻。钻穿岩溶地层上壳时, 一旦漏浆, 要及时投放粘土块、片石并补浆, 以保持孔内水位高度。
4) 主要适用范围及优势:适用于较小溶洞 (溶洞高度小于3m) , 无填充物或半填冲, 施工方法简单, 造价较低。
2.3 回填素混凝土
钻孔时, 当钻穿溶洞漏浆时或遇到倾斜岩面时填入低标号混凝土, 间隔一定时间后采用冲击钻成孔。
1) 混凝土可采用C20 (C15、C10也可) 素混凝土, 为尽快提高混凝土强度, 节约施工时间, 应在混凝土中掺加一定早强剂, 提高素混凝土的早期强度。
2) 掺加方法:对于倾斜岩面, 为校正孔位, 回填素混凝土应与斜岩面顶面平齐, 对于溶洞处, 回填顶面应高于溶洞顶板50cm。
3) 施工注意事项:回填48小时后待回填混凝土强度达到70%后, 应在桩基范围内取芯检验填充效果, 待溶洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。
4) 主要适用范围及优势:适用于中、小溶洞, 有无填充物均可采用此方案。施工方法简单, 造价相对较高。
2.4 注浆加固
通过对照地质柱状图, 对桩穿过的溶洞进行填充和加固。
1) 注浆孔布设:根据钻孔柱状图, 找出最大溶洞, 如果溶洞为连通溶洞, 只需对其中最大的溶洞进行注浆加固。
2) 注浆压力控制:用注浆泵注浆, 注浆压力不宜太大, 控制在0.5-1.0MPa范围, 具体压力值现场试验确定。注浆速度为15-20L/min, 其目的是使浆液渗透到填充物内 (包含灌入的砂和碎石) , 然后固结, 渗透最小直径定位3.0m, 以保证冲钻成孔时有足够的固结体。注浆时注浆管必须插入填充物底部, 然后边注浆边缓慢上提, 提管速度不宜太快, 根据注浆速度确定, 应使渗透半径控制在允许范围内。
3) 施工注意事项:为防止浆液流失造成浪费, 可采用间歇注浆方式, 使得先注入浆液与沙子 (或碎石) 初步达到胶结后再注浆, 循环注浆多次, 直至达到规定的注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后, 继续对其余孔进行注浆, 后注浆压力必须调高, 最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。且应在桩基范围取芯检验填充效果, 待溶洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。
4) 主要适用范围及优势:多适用于小型 (高度小于1m) 或多层溶洞 (多层串珠状小溶洞) , 也可用于各种有填充物的溶洞, 但造价较高。
2.5 钢护筒跟进加固
采用钢护筒跟进法:一面冲孔, 一面接钢护筒, 并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内。
1) 钢护筒的选择:内护筒长度和内径的确定:护筒长度L=h+H (h为超前钻确定的溶洞高度, H为溶洞顶到地面加30cm的高度) ;单层护筒内径大于桩直径10cm, 多层护筒最内层护筒内径大于桩直径10cm, 其外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm, 并以此类推。钢护筒孔径要准确, 连接顺直, 用卷扬机成型。钢护筒要有一定的刚度, 单个大溶洞用单层护筒, 两个大溶洞用双层护筒, 并以此类推。
2) 内护筒的沉放:当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤, 在顶部厚度范围慢放轻提, 冲锤不明显受阻, 说明顶部已成孔并且圆滑垂直的, 此时用钢丝绳活扣绑住内护筒, 用汽车吊 (或桩机) 把内护筒放入外护筒内沉至孔底, 必要时用振动锤下沉。
用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时, 施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能, 使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径3-5cm, 护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
如果冲击钻在坚硬岩石中的扩孔系数较小, 不能满足钢护筒下沉要求的, 回填并加大钻头直径二次冲孔, 以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑, 要求桩孔竖直, 无歪斜、缩颈。
3) 主要适用范围及优势:适用于特大溶洞 (溶洞高度大于3m) 、无填充溶洞、半填充溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时。
3 岩溶地层钻孔桩施工时的注意事项
3.1 采用投入粘土块、碎石片石等加大泥浆稠度, 并使之挤入松散破碎土层、溶洞及其裂缝中, 保持孔壁稳定;同时应及时向孔内补水, 保持孔内水位高度, 防止坍孔。
3.2 密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化, 防止异常情况发生。
3.3 当接近岩溶时主绳应采用较小松绳量, 防止击穿岩壳时卡钻。
3.4 钻孔过程中应及时抽渣, 并对渣样取样分析, 认真核对地质资料。当钻至桩底高程时应及时联系设计部门进行桩底地质确认。
3.5 清孔时采用抽渣吹风法。
3.6 下钢筋笼时必须要保证垂直下笼, 避免刮塌护壁特别是溶洞部分。
3.7 灌注水下混凝土时要适当加大导管的埋深, 灌注混凝土时每灌注一车都应量一次混凝土面, 因为在溶洞特别大的桩位混凝土要填充溶洞常常发生连续灌注而混凝土面没有上升的现象, 遇到这种现象时:一是要勤量混凝土面, 二要每隔一段时间上下活动一下导管, 避免因时间过长混凝土凝固导管拔不出而断桩。
4 小结
岩溶地区钻孔桩施工是一项难度很大的工程, 施工现场的情况是千变万化, 不同的孔位溶洞发育情况不同, 处理方法也应实事求是, 随着地质条件的变化而改变。
参考文献
[1]铁道部第二勘测设计院, 编.岩溶工程地质[M].中国铁道出版社, 1984.
[2]客货共线铁路桥涵工程施工技术指南TZ 203-2008[M].中国铁道出版社, 2010.
[3]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社, 1995.
施工调查报告
第一部分调查过程
根据公司工程项目过程控制规则及集团公司施工调查管理办法的规定,就新建铁路郑州至西安客运专线ZQ2标段五公司管段进行了施工调查:
一、调查时间:二OO六年一月二十五日
二、调查地点:河南省灵宝市境内
三、调查人员:
公司领导:韩传祥 关继忠 赵东荣
党委办公室:安德智
工程管理部:李卫东
机械物资部:王云龙
机械工程公司:张旭刚
成本审计部:翟和生
项目经理部相关人员:刘喜英 陈鸣金 朱铁岩 李晶
四、施工调查主要内容及分工
施工调查首先由全体人员参加对该项目的地理位置、地形、地貌、工程特点及重点工程的施工环境进行调查,掌握施工现场第一手资料。然后分组进行详细的调查。具体分工如下:
第一组由韩传祥、关继忠负责,组员为安德智、刘喜英、张旭刚、陈鸣金,负责调查DK292+160至DK305+140段工程项目的道路、通信、电力情况;调查临时用地、施工便道、供电、水设施等大型临时设施。
第二组由赵东荣负责,组员为李卫东、朱铁岩、李晶,负责调查DK305+140至DK318+540段工程项目的道路、通信、电力情况;调查
临时用地、施工便道、供电、水设施等大型临时设施
第三组由王云龙、翟和生组成,负责调查周边地区地材分布、价
格及产、运、供情况。
第二部分调查成果
一、工程概况:
郑西铁路五公司管段自DK292+160至DK318+540,主要工程有:
四个特大桥11069米(十二里河特大桥8100米、枣乡沟特大桥949米、高柏特大桥600米、阳平河特大桥1420米),四座隧道6037米(台村
隧道1622米、盘西隧道425米、盘东隧道3200米、阌乡隧道790米),路基工程8755米(包括新灵宝站)。
二、施工重点及难点
施工的重点是十二里河特大桥(含悬灌施工)、盘东隧道(两次
跨G310)3200米、新灵宝站。
施工的难点是阌乡隧道790米,下穿高速公路。
安全的重点是十二里河特大桥的跨国道悬灌施工、盘东隧道、阌
乡隧道。对于五公司管段内的重点、难点工程还请集团公司专家组给
予大力支持和重点关注。
三、主要工程特点
1、工程技术标准高、地质复杂、施工难度大
郑西铁路客运专线是西北地区唯一的一条高速度目标值的客运
专线。全线铺设无碴轨道,工后沉降控制标准极为严格,结构物的设
计年限无碴轨道为60年,其余混凝土结构物为100年。
本标段所经过地区地质构造复杂,黄土洞穴、错落体、黄土陷穴、黄土冲沟、砂土液化等不良地质大量存在,黄土、湿陷性黄土、软土
及松软土和膨胀土等特殊岩土分布广泛,复杂地质构造给沿线路基、隧道、桥梁的施工带来很大的难度。
2、桥隧比例大、工后沉降要求严
本段桥隧工程比例大,工程规模庞大,工期紧。工程广泛采用了
大量新技术、新工艺、新装备、新材料、新检测方法。特别是全线铺
设无碴轨道对路、桥、隧等线下工程提出了严格的控制工后沉降要求。
3、隧道地质条件差、施工难度大
隧道地质差,地层岩性全部为砂质黄土。部分洞口地形复杂,施
工进洞困难。洞身穿过地层以IV、V级黄土为主,且通过浅埋、陷穴
等不良地质地段,施工难度大,干扰多。
4、高性能混凝土工艺要求高、使用年限长
本段混凝土结构按100年使用年限设计(无碴轨道为60年),必
须采用高性能混凝土。对混凝土材料、配合比设计、施工工艺、质量
控制提出了更高要求。
三、组织机构、队伍部署及任务划分
本着精干高效、一职多能、统一管理、动态灵活的原则,我公司
拟成立二个工程队,负责本段所有工程项目的施工组织管理,对工程
质量、安全、进度和成本进行控制,两队分别对集团公司经理部独立
合算。选派一名公司领导总体协调。两队分别配备领导班子4-5人,工程技术人员10-15人,其它管理人员6-8人,现场领工员8-10
人,其它技工按工程需要配备。五公司目前在地基处理、钻孔桩、桥
梁墩台身及隧道方面有一定的队伍储备,劳力方面不成问题。
一队负责DK292+160至DK305+140(盘东隧道中点)段,包括高
柏特大桥、阳平河特大桥、盘东隧道进口段阌乡隧道、新灵宝站及本
段区间路基土石方工程。一队驻地设在阳平河特大桥桥头至G310之
间场地,租地临建。
二队负责DK305+140(盘东隧道中点)至DK318+540段,包括十
二里河特大桥、枣乡沟特大桥、盘东隧道出口段、台村隧道、盘西隧
道及区间路基土石方工程。二队驻地设在DK314+200左侧山顶平台
(农田),临建按业主及集团公司经理部要求达标。
为保证标段工程试验、检测的需要,在二个工程队分别设立临时
实验室,具体按集团公司经理部要求办理。
四、地方材料
对地材进行了初步的调查,并对经理部前期的料源地及单价进行
了解调查,但还不够完善,还需深入调查。
五、交通运输
本线基本与310国道平行,进出场交通形成以310国道为主,县乡道路为辅的交通网络。但部分工点离既有道路较远,需修建施工
便道,以满足施工需要。
六、通讯情况
中国移动和联通信号以及有线电话网均已覆盖标段沿线,通讯条
件较好。
七、大临工程
1、临时便道:
充分利用既有310国道与线路基本并行的特点,对乡间道路拓宽
改造加以利用,不足地段修建临时便道,跨沟渠埋钢筋砼圆管或搭设
便桥以确保水流畅通。特大桥位置纵向拉通。土方施工路段在征地范
围内拉通路基作为施工便道,各搅拌站原则上依国道而建。从国道修
筑便道作为搅拌站横向进场道路。
2、工程用水
标段内各施工工点附近水源较为充足,可采用打井取水。
3、电源
管段内各主要工点附近均有电网通过,可就近安设变压器,T接
利用。在DK315+600搅拌站、第二工程队经理部、DK296+700搅拌站、盘东隧道进口及出口处设置400KVA变压器各一台,在台村隧道进、出口设置315KVA,另外在DK302+283搅拌站、DK307+200搅拌站、盘西隧道进口、阌乡隧道各设200KVA变压器一台。
4、搅拌站:
一队搅拌站:分别在DK296+700(阳平河特大桥),DK302+283(高柏特大桥)。盘东隧道进口处及阌乡隧道进口处各设一套搅拌站。
二队搅拌站:一是设在DK315+600线路右侧农田,需征地40亩,提供十二里河特大桥后半段砼;二是与二队驻地同设在DK314+200左侧山顶平台(农田),需征地50亩,提供十二里河特大桥前半段砼;三是设在DK307+200处(枣乡沟特大桥下),提供枣乡沟特大桥。在台村隧道进口处设一搅拌站,盘西隧道进口处设一搅拌站,盘东隧道出口处设一搅拌站。搅拌站按工期及砼方量合理配备。
八、前期机械设备进场安排
1)土方施工以机械工程公司为主,配足各型机械设备,前期主要上三台挖掘机、二台推土机、二台装载机修筑施工便道,后期根据实际情况配足施工设备,改良土及集配碎石设备按工期要求进场。
前期安排地基处理设备振动成管桩机8台、履带螺旋钻机4台、柱锤冲扩桩机4台及强夯设备2套进场。以满足地基处理的需要。
2)桥涵方面,前期主要考虑钻孔桩施工,拟进场设备主要有: 旋挖钻机6台、冲击钻及回旋钻机各10台,另外新购的设备有: 阳平河特大桥:两个JS1000搅拌机,3台10m3罐车,两台ZL40装载机,25T吊车一台。
高柏特大桥: ZL40装载机一台,两台10m3罐车。
枣乡沟特大桥: ZL40装载机一台,两台10m3罐车。
十二里河特大桥:两台2000型搅拌楼,ZL40装载机三台,五台10m3罐车,25T吊车二台,一台砼泵车。
其它设备按工程需要如期进场,以调用、新购、外租等方式保证施工要求。
3)隧道设备
阌乡隧道、盘东隧道进、出口、盘西隧道、台村隧道进、出口各配置JS750搅拌机各一台,衬砌台车各一套,ZL40装载机各一台。
九、前期的几项工作
1、按工程的实际需要完成前期的资源配置工作。
2、按集团公司的要求,做好临时驻地、施工场地的布置,抓紧试验室建设,以高标准做好现场形象宣传。
3、大临方案合理优化,积极配合经理部做好地方关系的协调工作,以便各项临建及早开始实施。
4、进一步对地材、地料进行调查,配合经理部做好大综材料的招标采购工作。
5、组织对所有进场人员进行培训,要做到先培训后上岗。
6、认真研究报价清单、招标文件及设计资料,进行前期的成本预测。提出优化设计的方案。
7、做好交接桩准备,随时可以进行贯通复测。
中铁三局五公司
1、钻机型号、设备性能是否满足施工要求,钻孔时应采用条件符合钻孔地质条件的护筒,保证孔口的稳定性,并保持孔内泥浆高程。
(一) 护筒内径一般比桩径大20—40厘米。
(二) 护筒中心应与桩中心重合,平面允许误差为5厘米。
(三) 护筒埋置深度一般为2—4米。
(四) 应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。
2、钻孔时采用泥浆护壁,可用膨润图悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆。
(一) 钻孔泥浆应始终高出孔位水位或地下水位1.0—1.5米,以保持孔壁稳定。
(二) 胶泥应采用清水彻底搅拌和成悬浮体。
3、钻孔首先应保证地基稳固,保证钻孔设备的稳定和钻孔位准确合格后方可开钻。钻孔应连续作业,中途不得间断。
4、清孔时,孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5—2米,以防止钻孔的坍塌。清孔后孔底沉淀物厚度应符合有关规定,对直径等于或小于1.5米的摩擦桩沉淀厚度≤30厘米;当桩径大于1.5米或桩长大于40米或土质较差的摩擦桩的沉淀厚度应≤50厘米。嵌岩桩的沉淀厚度应符合图纸规定,并不得大于5厘米。
5、终孔和清孔后,应对孔径、孔深、倾斜度、沉淀层厚度、泥浆密度和稠度进行检查。如无专用仪器可采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加1厘米,但不大于钻头直径,长度不小于4—6D倍的钢筋检孔器吊入孔内检测。
6、清孔后泥浆指标:相对密度:1.03—1.10;粘度:17—20pa.s;含砂率:<2%;胶体率:>98%,倾斜度直桩位1%,
7、钢筋骨架上的垫快宜采用同桩基砼强度的圆垫快。其沿桩长间距不超过2米,横向圆周不小于4处。钢筋骨架底面高程允许偏差为±5厘米。
8、钢筋骨架制作和吊放的允许偏差:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架倾斜度0.5%;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm。
9、水下砼应符合以下要求:
(一) 水泥标号应不低于42.5级,初凝时间不宜早于2.5小时。
(二) 粗集料的粒径不应大于导管内径的1/6—1/8和钢筋最小净距的1/4,同时不得大于4厘米。
(三) 细集料宜采用级配良好的中砂,含砂率宜为40%--50%。
(四) 砼坍落度宜为180--220mm,水灰比宜为0.5—0.6。
10、水下砼的浇筑:
(一) 首先检测砼的均匀性和坍落度。
(二) 砼的浇筑时间不得大于首批砼的初凝时间。若估计浇筑时间过长可掺入缓凝剂。
(三) 砼浇筑应连续进行,中途不得中断。
江山特大桥起讫里程为DK258+298.220~DK267+993.130,全长9694.91m,共计300跨。其中207#墩-300#台为岩溶中强发育区,以覆盖型岩溶为主。钻孔见溶洞率约为93.04%以上,钻孔现岩溶率为1.58%-68.34%,平均23.30%,其中最大洞高达22m,溶洞埋深3.7~56.05m,多数为空洞,部分为软塑~硬塑黏性土、砂夹碎石全充填或半充填,少量为溶蚀明显的蜂窝状灰岩。江山特大桥桩径绝大部为1m,桩长20m-40m不等,为柱桩。例如如图1所示的地质柱状图,桩长为24米,地处溶洞多发区,钻孔桩采取冲击钻施工。
2 江山特大桥钻孔桩施工方法
2.1 施工方案
根据江山特大桥岩溶地段的特点,本桥钻孔桩采取冲击钻施工的方案,并根据工程的实际情况对钻头进行改装,使其能够提高钻孔的效率和质量,尽量减少卡钻等问题的出现;对填充物为软塑或者粘性土的较小溶洞,主要采取单护筒法的成孔技术,对较大空洞主要采取的是双护法。
2.2 施工工艺
根据岩溶区的实际,综合考虑多方面因素,施工工艺主要采取的是冲击钻孔灌注桩施工工艺。具体施工工艺如图2所示。现就图2中的几个关键环节进行简单阐述:
2.2.1 钻孔
在做好前期的准备工作后,就可进行钻孔作业,要避免相邻孔的施工。初钻孔时,可采用小冲程冲孔,要避免孔位偏心或孔口坍塌等。正常钻进状态下,要采用4m~5m的中大冲程,并采取相应措施,在钻进深度接近顶板0.3m~0.5m时,要严格控制冲程小于1.0m。为保证孔型正直和孔径的正确,需要用验孔器进行检验。
2.2.2 清孔
清孔的方法主要包括抽碴法和抽泥法。对于单护筒泥浆护壁冲击钻孔宜采用抽碴法,对于双护筒冲击钻孔宜采用抽泥法。对于两种清孔方法的采用,都需要经过3h的观察,在进行下道工序前要保证孔底沉碴的厚度不会大于5cm。在灌注水下混凝土之前,还需要具备高压水冲射,排除残碴。
2.2.3 灌注水下混凝土
灌注前一要进行成孔检验,而要检查混凝土的坍落度、和易性等指标。混凝土的储存量应满足首批混凝土入孔后,导管埋入混凝土中的深度不得小于1m,并不宜大于3m;当桩身较长时,导管埋入混凝土中的深度可适当加大。检查确认封底混凝土灌入成功后,进行正常灌注。灌注要连续有序地进行,尽可能缩短拆除导管的时间。为确保桩顶质量,混凝土灌注高度超出桩顶设计标高1.0m。
2.2.4 桩的检测
由于江山特大桥桩基大部分为1m,所以采用的是小应变检测的方法,检测结果全部合格。
3 施工中常见问题及处理
3.1 漏浆问题及处理
漏浆问题是在岩溶区钻孔桩施工中的常见问题,如果处理不够及时,会造成塌孔或沉陷等严重事故。主要处理方法如下:在漏浆量小的前提下,要快速补水,回填粘土4~5m,静置时间为1h上下,然后开始缓慢施工;假如漏浆速度较快,漏酱量大,需要及时停钻,第一时间调离钻机,预防塌孔等现象造成的钻机翻倒或倾斜,并及时回填比例相当的粘土和片石至地面,静置时间2h左右后,可以缓慢恢复施工;假如钻至溶洞区仍旧出现过快漏浆的情况,则需要多次回填相同比例的粘土和片石,直至穿越溶洞为止。
3.2 卡钻问题及处理
卡钻是岩溶地质区钻孔桩施工中的另一常见问题,处理方法如下:当由于机械故障导致停工,使钻头长时间滞留泥浆而无法提取时,应插入高压水管,通过置换泥浆的办法进行处理;当卡钻发生在穿越岩层突变处时,则应进行水下的爆破处理。
3.3 斜孔问题及处理
在岩溶区进行钻孔桩施工时,经常会因为遇到斜岩而形成斜孔,处理方法如下:首先要调查清楚岩层的走向,然后回填片石到要求的高度位置,在静置一定时间后再恢复工作,当斜孔偏离中心小于20cm时,可静置1~2h,当斜孔偏离中心大于20cm时,需要静置2~4h至沉积稳定,方可继续施工。出现斜孔后,钻进要保持在低速状态,若一次不能纠正斜孔,则需要反复进行纠正。
3.4 塌孔问题及处理
塌孔问题主要是由于溶洞漏浆过快而没有得到及时的处理,致使孔壁出现坍塌。处理方法如下:主要通过加深护筒,然后回填,重新冲砸的处理方法。到遇到溶洞漏浆时,可参照漏浆问题的处理方法。
参考文献
[1]王茜.钻孔灌注桩施工质量控制及预防[J].山西建筑,2007,(02).
[2]张岭.岩溶地区钻孔桩事故分析和防治措施[J].山西建筑,2009,(10).
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