桥梁桩施工（共11篇）
桥梁桩施工 篇1
1 工程介绍
某桥梁全长约5.9km, 基础采用钻孔灌注桩施工。
2 施工方法
2.1 钻机就位
由起重船将钻机吊放到施工平台上, 钻孔作业完成后, 再由60t起重船将钻机吊放到另一个钻孔孔位上, 主墩布置4台钻机, 两钻机之间至少要间隔一个孔位施钻。
2.2 钻渣处理
成孔采用气举反循环清水钻的施工工艺, 出渣管接到围堰边的泥驳上或其它合适位置, 钻渣拖运至指定地点抛卸。
2.3 成孔
根据工程地质情况, 拟采用滚刀钻头减压慢转钻进, 控制进尺。钻进必须注意地层软硬不均, 在钻进中必须注意扫孔, 以防止出现斜孔或台阶孔;升降钻具应平稳, 尤其是当钻头处于护筒口位置时, 必须防止钻头钩挂护筒;加接钻杆时应先停止钻进, 将钻具提离孔底8cm~10cm, 维持冲洗液循环10min以上, 以清除孔底及钻杆内的钻渣, 然后停泵加接钻杆;钻杆连接螺栓应拧紧上牢, 认真检查密封圈, 以防钻杆接头漏水漏气, 使反循环无法正常工作;钻孔过程应连续操作, 不得中途长时间停止;详细、真实、准确地填写钻孔原始记录, 钻进中发现异常情况及时上报处理。
2.4 清孔
钻孔至设计孔深必须经监理工程师验收认可后, 清孔时将钻具提离孔底10cm左右, 缓慢回转钻具确保将孔底沉渣全部清除干净。
2.5 成桩施工
2.5.1 钢筋笼加工、吊安
钢筋笼在车间下料, 分节制作, 每节长12.0m。为方便施工, 各节钢筋笼之间主筋拟采用冷挤压套筒连接, 将主筋先挤压上一端套筒, 钢筋笼运至施工现场后, 由浮吊吊装、冷挤压套筒接长钢筋。为防止钢筋笼在吊放运输过程中变形, 在每节钢筋笼中用Ф32钢筋加三角支撑, 间距为2.0m, 待钢筋笼起吊下放至护筒口时, 再将三角形支撑切除.为保证钢筋笼的精确就位及悬挂固定, 顶节钢筋笼顶端对称接长8根主筋至护筒口, 以便将钢筋笼与钢护筒固定。
为检测灌注桩的成桩质量, 在钢筋笼上设置4根通长的超声波检测管。检测管应顺直, 连接可靠, 与钢筋笼焊接固定, 上、下端密封确保混凝土浇筑后管道畅通.桩顶标高误差控制在正1m以内。
2.5.2 水下混凝土浇注
采用常规导管拔球法灌注水下混凝土, 导管内径为φ250mm, 采用快速螺纹接头.导管在投入使用前做水密压力试验, 经检验合格后投入使用;混凝土由搅拌船集中拌制, 布置2台50m3/h搅拌站, 每座搅拌站配备1艘抓斗船、一台拖泵以及相应的砂、石料供应船.浇注时由混凝土拖泵送入集料斗经导管浇注入仓, 导管埋深控制在4m~6m。
2.5.3 钻孔桩质量检测方法及标准
用超声波法逐桩进行检测, 以判定桩身混凝土的均匀性;当监理工程师要求钻孔取芯检测时, 检查混凝土质量及沉碴厚度并制取圆柱体试件, 测定混凝土强度, 取样后将取芯孔压注水泥砂浆填实。浇筑混凝土时按规范要求留置试件并测定其7d和28d强度。
2.5.4 桩质量检测标准 (见表1)
3 常见事故预防及处理
3.1 斜孔
3.1.1 原因
地质原因:在倾斜岩层中, 相邻两种岩层的硬度相差较大, 当地层倾角小于60°时, 则钻头在软层一边钻速快, 在硬岩层一边钻速慢, 从而在钻头底部形成钻速差, 导致钻头倾斜垂直于硬岩层面方向钻进, 而当岩层倾角大于75°时, 钻头易趋向于硬岩层面。
设备因素:如大钩提吊中心、转盘中心、孔中心不在同一铅垂直线上, 钻杆刚性差, 钻进过程中钻机发生平面位移或不均匀沉降等。
操作不当, 钻进参数不合理.如钻压过大;地层变化时钻压及转速掌握不当;钻压小进尺快或钻压大不进尺时, 没有采取控制钻速减压钻进或提钻检查等。
3.1.2 预防措施
必须使钻进设备安装符合质量要求;根据准确的地质柱状图选择钻进工艺;通过软硬不均地层时特别注意采用轻压慢转;将Ф3.0m滚刀钻头加工平底式, 加大配重减压钻进.
3.1.3 扫孔纠斜
将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔深部位的上部, 慢速回转钻具, 并上下反复串动钻具, 下放钻具时要严格控制钻头下放速度, 借钻头重锤作用纠正孔斜, 如效果不大在孔底灌入一定体积的混凝土, 混凝土的强度应与周围岩层强度相近, 混凝土面高于孔斜起始部位1.0m~2.0m, 等到混凝土强度增长到预期强度后重新钻进成孔。
3.2 掉钻及孔内遗落铁件
3.2.1 产生原因
由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻及扫孔, 致使钻杆螺栓或滚刀脱落;钻杆扭断;由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。
3.2.2 预防措施
避免孔斜;根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查加重杆管壁及上下法兰、钻头内的清洁程度、滚刀的连接状况;维护同时, 作好孔口的防护工作, 避免向孔内掉入铁件;准确记录孔内钻具的各部位尺寸。
3.2.3 处理措施
首先准确判断掉钻部位, 计算详细尺寸, 并据此制定正确的打捞方案, 一般采用偏心钩或单钩或用钢丝绳套锁的方法进行打捞;在打捞过程中, 杜绝强拔强扭, 以避免扩大事故;钻具打捞上来后, 要妥善固定在孔口安全部位, 方能松脱打捞工具;对于孔内遗落的铁件, 采用LMC-120电磁打捞器进行打捞。
4 结论
本文通过对该桥梁钻孔桩施工进行分析, 工程实践表明只有科学合理的按照设计标准进行施工才能确保工程质量, 为广大施工一线人员提供一定的意见和参考。
摘要：本文结合具体工程, 对钻孔桩施工进行了分析, 包括施工方法、常见事故预防及处理。工程实践表明, 在钻孔灌注桩施工中只有严格按照设计标准及施工经验才能创造出合格工程。
关键词：钻孔桩,施工方法,事故预防
参考文献
[1]孙丙伦, 曲红专, 等.大直径超深人工挖孔扩底灌注桩施工技术[J].施工技术, 2007, 36.
[2]舒丽红.桩底压浆工艺在杭州湾跨海大桥钻孔灌注桩中的应用[J].石家庄铁道学院学报, 2005, 18.
桥梁桩施工 篇2
摘要：结合某特大桥深基坑倒塌钢板桩的施工实例，介绍了钢板桩倒塌处理的施工方法，具有一定的参考价值。
关键词：客运专线深基坑钢板桩施工方法
随着各客运专线及高速铁路的开工建设，主要为桥梁基础采用桩基承台，桥梁基础也开始大面积施工，在基础的施工过程中遇到了诸多问题，这些铁路线路多经过河流、灌溉渠、低洼水塘等环境，在施工中这些地段多为深水基坑，常采用钢板桩围堰防护，由于施工和技术经验的缺乏，时常导致钢板桩倒塌。本文介绍了某大桥深水基坑钢板桩倒塌后的处理方法，供广大技术人员参考借鉴。
1工程概况
某客运专线承台结构尺寸大部分为10.6×14.6×3.0m、8.1×12.5×2.5m、8×11×2m等12种结构型式，开挖深度均在5m以上，均属于深基坑开挖施工。跨河承台基础开挖较深，该部分承台的施工拟采用钢板桩围堰施工;根据此桥的水文、地质等相关情况，认为采用钢板桩围堰施工具有工期短、工艺简单、较少占用空间、安全、施工风险易于控制等诸多优势。钻孔桩完成后，利用钻孔用筑捣平台作为钢板桩施工平台。
2施工工艺流程与处理方案
2.1工艺流程
测量放线→插打定位钢板桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→设置内支撑→抽水堵漏→承台和墩身施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。
2.2施工处理方案
此基坑为跨河连续梁主墩，由于工期较紧，钢板桩合拢后，第一道内支撑加固好就开挖，施工期间正值当地汛期，河水猛涨，钢板桩受河水冲击意外倒塌。当钢板桩倒塌后曾试图就地拔出钢板桩，由于钢板桩弯折，无法拔出。然后决定切割掉一部分钢板桩后回填基坑，防止钢板桩变形加剧，回填后创造出二次打桩平台，采取二次做钢板桩围堰，对倒塌钢板桩进行彻底拆除。
2.2.1钢板桩的插打
钢板桩倒塌后，采取切割掉一部分钢板桩后回填基坑，创造出二次打桩平台，然后测量放线，插打钢板桩。
钢板桩由50T履带式吊车吊起插正，然后开启振动锤一边振动，一边插打。在插打钢板桩之前，为保证钢板桩顺利合拢，先打导向架。在插打钢板桩时，第一根钢板桩必须插正、打正，以免影响后面的钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中，开始时可插一根打一根，即将每一片钢板桩打到设计位置，到剩下最后20片时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉使之合拢，合拢后，再逐根打到设计深度。
在钢板桩施工中插打和就位质量应符合下列规定：合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%;到达设计高程后的倾斜度不应大于1%;打钢板桩过程中，当导向设备失效，钢板桩顶达到设计高程时，平面位置允许偏差：水中打桩为20cm，陆地打桩为10cm。应监测是否在允许误差范围内，超出时及时纠正。
插打过程中注意事项：①插打前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物，组拼桩时用油灰和棉花捻缝，以防漏水;②插打顺序按施工组织设计进行，一般自上游分两头插向下游合龙;③插打钢板桩，一般应先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度，然后依次打入至设计深度，在能保证钢板桩垂直沉入条件下，每根或每组钢板桩也可一次打到设计深度;④在插打钢板桩时，如起重设备高度不够，允许改变吊点位置，但该点位置不得低十桩顶以下1/3桩的长度;⑤插打钢板桩必须备有可靠的导向设备，以保证钢板桩的正确位置。
2.2.2钢板桩内支撑
在钢板桩围堰合拢后，将设置内支撑，矩形围堰宜采用平面钢架支撑为宜，围周周围拟采用I45工字钢，用两片焊成整体，水平支撑拟采用θ300×10mm钢管四个角设置为三角形，其稳定性较好，又可以做成抽水平台，内支撑的安装由上往下，一边开挖，一边安装。
基坑支撑的顺序如下：加入第一层导梁→进行第一层支撑→再开挖至第二层内支撑标高下0.5米处→加入第二层导梁→进行第二层支撑→抽水吸泥至基坑底。
在施工支撑及承台的过程中，应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况：①钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小，土压力计算偏低，基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。②基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好，出现开裂、夹泥等情况引起的`。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用，而须要进行二次封底。 2.2.3基坑开挖
基坑开挖首次采用挖掘机开挖，第一次先开挖1.0m，第二次开挖3m，总开挖深度不小于4m，剩余土方采用泥浆泵吸泥法排除基坑外。吸泥法即采用大型泥浆泵配合浮筒将基坑内泥浆抽出，抽出的同时，施工人员用高压水枪冲刷基坑内淤泥，冲散液化后用泥浆泵将泥浆排至指定地点，如此反复，昼夜不停24小时施工，直至吸泥到达承台底标高50cm以下停止作业，进行混凝土封底。
2.2.4围堰内排水
由于钢板桩的锁口之间连接不紧密，围堰通常会漏水，因此在抽水过程中，通常采用细麻丝、棉条等材料，在钢板桩内侧嵌塞、塞紧，或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入，随水流至漏缝处自行堵塞，必要时可外部堵漏。较深处的渗漏，可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。钢板桩围堰会有少量渗水流入基坑，在基坑一角深挖，渗水流入该角，利用抽水机进行排水，其排水量应大于围堰内渗水量的1.5-2倍，抽完围堰内水，要留有1～2台抽水机备用。
2.2.5混凝土封底
视开挖土质情况确定垫层厚度或确定是否进行水下封底，此基坑为粉砂，进行水下混凝土封底，封底厚度为40～60cm，混凝土为桩基C35水下混凝土，采用汽车泵进行封底施工。
2.2.6钢板桩处理
当基坑封底完毕后，利用承台旁的施工平台作为钢板桩拔出的工作平台，采用50T履带式吊车，配合振动锤及200KW专用(三相220V)发电机进行钢板桩的拔除。先对承台底以上倒塌钢板桩进行拆除，先切割出一个缺口，再尝试单根整体将钢板桩拔出，先拔出受力及变形较小(一般在围堰四角)的钢板桩，依次逐根向中间施工。对弯折变形严重的钢板桩，无法直接拔出时，可以在承台底位置，将钢板桩切断，再拔出。整个过程中要及时监控，当锁口变形严重影响拔桩时，应立即将变形处割除，再将钢板桩拔出。对拔桩过程中出现的问题及时处理，整个施工过程要求作业人员要稳、准、钢板桩拔出后，即进行清理、整修，并分类堆场。
3结束语
通过上述措施，在最短的时间内将倒塌钢板桩进行简单、有效的拆除，保证了施工工期，为连续梁的施工赢取了宝贵的时间，同时减少了钢板桩的损失及破坏，节约了成本，减少了浪费，效果明显。
参考文献：
[1]客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S].中华人民共和国行业标准铁路建设160号
[2]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].铁道部经济规划研究院.2005.
[3]刘宝河，王文兴，宋俊强等.曹妃甸煤码头起步工程大型组合钢板桩振动下沉工艺的创新与应用[J].中国港湾建设.(2).52-56.
钻孔桩在桥梁施工中的注意事项 篇3
关键词:钻孔桩 桥梁施工 注意事项
0 引言
钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等
1 钻孔桩
1.1 钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩,也有的为部分挤土桩。
按桩径大小分,可分为如下几种:
1.1.1 小桩由于桩径小,施工机械、施工场地、施工方法较为简单,多用于基础加固和复合桩基础中(如:树根桩)。
1.1.2 中桩 成桩方法和施工工艺繁多,工业与民用建筑物中大量使用,是目前使用最多的一类桩。
1.1.3 大桩桩径大且桩端不可扩大,单桩承载力高,近20年发展快,多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。
按成桩工艺,钻孔灌注桩可以分为:①干作业法钻孔灌注桩;② 泥浆护壁法钻孔灌注桩;③套管护壁法钻孔灌注桩。
1.2 钻孔桩优点 ①抗地震性能好。桩的静力特性主要研究其强度和沉降,桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性,基础刚度大抗震性能好。②沉降量小和承载力高,桩的沉降量由三部分组成,桩身弹性压缩;桩侧摩阻力向下传递,引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。③可以解决特殊地基土的承载力。④施工噪音小,适用于城市改造和人口密集场地。
2 施工中的注意事项
2.1 坍孔事故 钻孔过程中发现孔内水位突然下降,孔口出现冒汽泡和水泡以及不见进尺等现象,即表明孔壁已有坍塌。在松散沙土中钻孔,需控制进尺并注意选用比重大的泥浆,必要时投入粘土、石并用低锤冲击,以便把这些粘土、片石挤入孔壁,同时升高护筒,增大水头,从而可以防止坍孔的发生。发生坍孔时,首先判断坍孔位置,用沙和粘土或砂砾和黄土填到坍孔处以上1-2m,如果坍孔情况严重,则应全部予以回填,等待回填部分沉实后重钻。严格控制冲程高度和炸药用量,清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度,供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力,吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
2.2 钻孔偏斜事故 钻孔偏斜多因孔内遇见孤石、探头石或倾斜的岩石而发生,如果遇有这种情况,则应进行孔内爆破作业。钻孔中发现偏斜,最好用片石或卵石回填,然后进行重钻,回填要高出斜孔位置0.3~0.5m,若偏斜不严重,可用钻头反复清孔,也能得到矫正。安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘,固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。由于钻机较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引龙 头,使其沿导向架对中钻进。钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。
2.3 断桩 断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面。
2.3.1 灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。
2.3.2 在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
2.3.3 卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。
2.3.4 另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。
断桩处理的方法:①原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。②接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。365JT设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用12钢筋以20cm间距布置。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。③桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。
2.4 落钻落物事故①卡钻时强提强扭,操作不当,实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。②钻头杆接头不良或滑丝。③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。④冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出。⑤转向环、转向套等焊接处断开。⑥钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。⑦钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。
应经常检查钻具,是否连接牢固,注意护筒设盖、清除孔口杂物等工作,就可以避免发生落钻落物事故。如已发生,进行打捞钻头时可用活套、偏钩等打捞,对于零星杂物,则可用冲抓钻或磁抓取对严重的坍孔埋锥,可采用比钻径直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉,接触原锥后,再换用比原锥直径稍大的栅或圆柱形的空心锥,冲钻至原锥底部,使原锥与周围孔壁分离后,提出空心锥,再将前述的打捞钩入孔钩捞,用卷扬机会同链滑车同时提位。
2.5 梅花孔事故 如果钻具转向装置失灵,泥浆过稠或冲程太小都可能钻成梅花孔。防治办法:应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置, 选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。用低冲程时,每冲击一段据用高一些的冲击程冲击,交替冲击修整孔形。出现梅花孔后,可用片、卵石混和粘土回填钻孔,重新冲击。
3 总结
钻孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式,能够减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。只要在施工中严格遵守规章制度,就可以最大可能的避免上面所提到的问题,使施工顺利进行。
铁路桥梁钻孔桩施工技术 篇4
关键词：桥梁,钻孔桩,施工技术,处理方法
1 工程概况
广珠铁路禅炭特大桥位于广东省佛山市南海区境内, 中心里程为DK17+441.183, 桥梁全长1 461.325 m, 为双线桥。主桥采用 (40+56+40) m连续梁跨越禅炭公路。全桥孔跨布置为31-32 m简支T梁+ (40+56+40) m连续梁+9-32 m简支T梁。墩台及基础:简支梁桥墩采用双线圆端形桥墩, 桥台采用矩形空心桥台;全桥墩台基础均采用钻孔灌注桩基础, 桩径采用1.0 m, 1.25 m两种。水文地质特征:本桥位处于冲积平原区, 受厂房、民居及道路建设的影响, 地表水不发育, 地下水为第四系孔隙水和基岩裂隙水。地表水对混凝土硫酸盐侵蚀, 地下水对混凝土硫酸盐侵蚀, 环境条件为T2等级, 化学侵蚀环境条件为H1。地震动参数:抗震设防烈度为6度区, 设计基本地震加速度值为0.05g, 地震动反应谱特征周期值为0.35 s (中硬土) 。沿线场地土类型属软弱土～中软土, 按GB 50111-2006铁路工程抗震设计规范场地类别为Ⅲ类。工程地质条件:桥址区的岩土层按其成因分类主要有人工填土层、第四系全新统以冲积为主的海陆交互相层、第三系基岩层。桩基础设计深度范围内岩层最大地基承载力σ=400 kPa。根据工程地质状况, 采用冲击钻机冲击成孔较为合理。
2 钻孔灌注桩施工工艺及方案
1) 场地平整和测量放样。施工前, 先用挖掘机对施工场地进行平整, 并做到施工现场“三通一平”;建立桥梁施工测量导线控制网, 校核测量仪器, 桩位放样坐标、高程计算, 根据测量控制网用全站仪定出钻孔桩桩位。
2) 埋设钢护筒。为固定桩位, 保护孔口不坍塌, 旱地和筑岛平台处采用挖坑埋设法将钢护筒埋入, 护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实, 钢护筒采用10 mm厚的钢板卷制而成, 直径为1.3 m和1.5 m两种, 护筒高度宜高出地面0.3 m或水面1.0 m～2.0 m。当孔内有承压水时, 护筒应高于稳定后的承压水位2.0 m以上。护筒埋设深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定, 一般为2.0 m～4.0 m, 有冲刷影响时, 应深入局部冲刷线以下不少于1.0 m～1.5 m。
3) 钻机就位。钻机就位时, 垫平钻机, 保持平稳, 严防在冲击过程中移位、沉陷;钻机就位后, 进行桩位校核, 保证就位准确。
4) 冲击成孔。开孔一般投入大比例黏土, 造浓浆 (相对密度1.4～1.6) , 采用小冲程进行击孔, 穿过覆盖层、粉砂层2 m～4 m后, 再按正常的冲击成孔工艺成孔, 钻进过程中要严密观察护筒内的水头, 保持比施工水位高出1.5 m～2 m, 并派专人检查地质变化情况及泥浆指标。根据不同的地质状况调整不同指标的泥浆, 当通过漂石层时, 如表面不平整, 应先投放黏土或小片石将表面垫平, 再冲击钻进, 防止发生斜孔、塌孔现象。
5) 成孔检查。检查方法是:孔深用测绳进行检测;孔径检测用25的钢筋焊成直径为0.98 m和1.23 m, 长为6 m的检孔器, 吊入孔内直放到孔底检测, 如检孔器放不到孔底, 则说明桩孔有缩颈或局部偏孔现象;在检孔器沉入孔底的过程中, 根据悬挂着检孔器的钢丝绳的倾斜程度可判断孔壁是否倾斜。
6) 清孔。当钻孔达到设计深度, 经监理工程师确认后, 开始清孔。清孔采用换浆法, 以已净化的、相对密度较低的泥浆压入, 把相对密度较大的泥浆和悬浮钻渣换出孔外, 保持孔内液面稳定, 直到孔内泥浆的各项指标及沉渣厚度符合规范及设计要求为止。
7) 钢筋笼的制作、吊装、就位。钢筋笼根据吊装条件在钢筋加工场采用分段制作。分段制作应确保骨架不变形、接头错开。钢筋笼主筋搭接采用闪光对焊, 箍筋与主筋采用点焊, 主筋与加劲箍要焊接牢固。钢筋笼制作时安装声测管, 声测管上下管口要焊接钢板封口。在每个加劲箍外周焊接钢筋笼保护层“耳筋”, 钢筋笼制作完成后, 通过监理工程师验收合格后采用25 t吊车吊放。钢筋笼采用分3段制作和吊装, 每两段钢筋笼的主筋错开搭接、焊接长度应符合设计、规范要求。吊放钢筋笼时严禁碰撞孔壁, 以免塌孔。钢筋笼顶端设吊环固定钢筋笼。
8) 导管安装。导管的安装:导管直径为300 mm, 壁厚5 mm, 每节长3 m, 另配1 m和0.5 m长的导管各一节, 接头由法兰盘连接, 并用橡胶圈密封。导管使用前经过接头抗拉试验和不小于孔内水深1.3倍的水密承压试验。混凝土灌注开始时, 导管底部距孔底的距离约40 cm。
9) 二次清孔。钢筋笼安放完毕后, 现场施工人员要检查孔内泥浆各项指标、孔内沉渣等, 如超出要求, 应进行二次清孔, 直到泥浆各项指标、沉渣经检测符合要求为止。二次清孔各项指标达到规范要求后要及时进行桩基混凝土灌注。
10) 灌注混凝土。混凝土在拌合站采用自动计量搅拌机集中拌和, 运输采用罐车运输, 灌注采用导管法灌注。混凝土的运输能力与拌合能力一样, 要与灌注速度相适应, 充分保证灌注工作的不间断。混凝土的现场灌注工作, 安排有统一的指挥, 且各工种分工明确, 协调配合, 快速连续施工, 现场施工员要做好现场混凝土灌注记录, 现场试验人员要随机留取规定组数的试件。
11) 凿桩头。灌注桩混凝土强度达到28 d强度后, 挖掘机开挖基坑, 人工采用钢锲、铁锤凿除上部虚桩头。
12) 桩基检测。桩头凿除后, 委托有检测资质的第三方单位进行超声波或小应变桩基检测, 灌注桩检测为一类桩, 立即进行承台施工。
3 钻孔灌注桩施工过程中常见问题原因分析及处理方法
3.1 塌孔
原因分析:1) 孔内泥浆稠度小;2) 钢护筒埋深较浅;3) 孔内泥浆水位高度不够。处理方法:1) 在松散砂土地层钻进时, 控制进尺速度, 选用高粘度、不分散的优质泥浆, 泥浆稠度、比重符合规范要求;2) 增加钢护筒的埋设深度, 保证钢护筒埋设穿过软土层、粉砂层;3) 钻进时根据情况及时调整孔内泥浆稠度, 稠度偏小时要补充孔内泥浆, 保证孔内水头相对稳定。
3.2 斜孔
原因分析:当遇到地层岩面倾斜、大孤石、探头石或土层软硬不匀时, 会造成斜孔。处理方法:如有探头石、大孤石, 低速将石打碎;当遇到岩面倾斜, 采用片石填平后再冲击;遇到土层软硬不匀, 致使锤头受力不均时, 往孔内填入低标号混凝土, 待混凝土凝固到一定强度再用锤低速打进。
3.3 沉渣厚度较大
原因分析:1) 泥浆指标不符合要求, 含砂率过大;2) 下放钢筋笼时间过长或钢筋笼碰撞孔壁, 造成塌方。处理方法:1) 清孔时严格控制泥浆指标, 保证清孔后, 孔内泥浆各项指标符合设计要求;2) 加强现场施工管理, 合理组织, 缩短钢筋笼吊装时间, 但吊放时应徐徐下放, 不得快速冲下, 避免碰撞孔壁。如钢筋笼安放完毕后, 孔内沉渣仍超出要求, 应采用二次清孔方法, 直到沉渣符合要求为止。
3.4 钢筋笼上浮
原因分析:灌注混凝土时混凝土供应不及时, 混凝土已初凝, 与钢筋笼粘结在一起。处理方法:混凝土的供应要连续均衡, 确保在规定时间内完成钻孔桩混凝土灌注。
4 结语
铁路桥梁钻孔灌注桩是一项隐蔽性很强的工程, 受其地质、水文情况影响较大, 施工过程中不容易控制其质量。因此, 施工前技术人员、施工人员要认真研究施工图纸, 详细调查补勘现场实际地质情况, 并将实际地质情况和设计地质资料进行对比, 科学制定施工方案, 合理地组织安排施工人员与施工机械, 严格按照设计和规范要求组织施工, 确保桩基施工质量。
参考文献
[1]TB 10203-2002, 铁路桥涵施工规范[S].
桥梁桩施工 篇5
施工中最重要的是“安全第一，预防为主”。桥梁工程中的安全问题，可以通过提高施工人员素质、加强工程质量第三方监督、完善桥梁施工中的质量检测制度等来解决。针对桥梁桩基施工中产生断桩问题的处理，关键就是在设计和施工中，保证桩基的截面强度。施工前，仔细检查各个作业环节和岗位，选取合理的结构安全系数，结合考虑冻胀力的影响，运用第一、第二、第三强度理论，反复校核桩基的截面强度。一般情况下，根据以往的桥梁工程施工经验，每立方米的混凝土所配备的桩基用量通常大于等于350千克，加上损耗等实际应用的考虑，一般配比应比标号多10%到15%，结构安全系数一般选择1.2到1.3，这样可以保证桥梁工程中桩基的截面强度。此外，必须严格把控施工技术规范和施工材料质量优良。施工前制定科学、有效的预防措施，认真检查施工材料的质量，施工中规范操作，严格遵守相关的规章制度和行业规定，合理安排施工时间。
2.2 保证施工过程的连续性
为了保证桥梁工程施工过程的连续性，首先需要保证混凝土等施工原材料的供量充足，避免出现施工材料短缺引起的施工过程不连续。其次，在桥梁工程施工时，应选用作业能力强的起重吊装设备，尽量减少导管的拆卸时间，建议拆卸导管的时间控制在15分钟之内，且越短越好。为了避免卡管事故，施工材料的选择应注意碎石和砂砾的直径大小，控制直径在0.5厘米至3厘米为宜，最大直径不应大于4厘米。此外，需保证碎石和砂砾的搅拌均匀，从而避免卡管事故的发生，保证桥梁施工过程的连续性。混凝土的初凝时间应不早于灌注后的五小时，如不能达到这个时间要求，可以考虑在混凝土中添加一下化学成分试剂，以此延长初凝时间，避免桥梁工程桩基施工产生断桩现象。
2.3 防止导管及导管底口进水
在桥梁施工中防止导管及导管洞口进水的主要措施，一是在施工前对导管的水密性、承压能力、抗拉压性能等指标进行检测，选择质量过关的导管。二是在桥梁工程的施工阶段，应在桩顶设计标高以上多灌注混凝土，以此保证混凝土有一定的高度。这部分高度的混凝土可以防止导管及导管底口进水，在混凝土发生初凝后终凝前可以清除一部分高度的混凝土，清除后应保留超出桩顶标高30厘米以上的混凝土，直到接桩或承台施工时即可清除，清除后才能进行下一步的接桩施工。在施工过程中，也应安排专人负责观察施工水位，观察是否有渗水现象，一旦发生渗水现象，及时采取措施。
3 结语
安全问题，重于泰山。随着我国经济的飞速发展，桥梁工程作为交通道路的重要组成部分在我国的道桥施工中所占比例越来越大。因此，保证桥梁工程的施工质量，确保桥梁工程的施工安全，提高桥梁的稳定应引起国家有关部门和相关领域的专家和学者的关注和重视。本文针对桥梁桩基施工产生断桩原因及处理措施进行分析讨论，提出了桩基的截面强度不足、施工过程不连续、导管及导管底口进水等三个方面的原因，并提出处理措施，为桥梁施工中解决断桩问题提供了理论依据。
参考文献
[1] 范忠明.浅析钻孔灌注桩断桩处理的方法及防治措施[J].科技创新导报，(26)：55-56.
[2] 姚志栋，甘杰晶，章舒展.某大直径钻孔灌注桩断桩处理实例[J].浙江水利水电专科学校学报，，23(4)：15-17.
桥梁钻孔灌注桩成桩质量控制措施 篇6
关键词：钻孔桩;质量;控制;问题
前言
钻孔灌注桩是指通过钻机在预先设计场地钻孔的形式成孔，然后向钻孔内吊放事先加工好的钢筋笼，最后灌注混凝土而做成的桩。施工中，由于受人为和外界施工现场的实际条件等因素影响，钻孔灌注桩的施工中往往在测量放样、钢筋加工运输以及吊放、钻孔、混凝土预拌和灌注等环节容易出现桩位轴线偏离设计轴线过大、清孔不彻底孔底沉渣偏多、塌孔、扩孔、钢筋笼扭曲变形、浇筑混凝土过程中钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、堵管、断桩、桩身偏斜、桩间夹泥、桩身强度偏低等质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，由于钻孔桩是隐蔽于地下的，实际情况很难判断，事后很难采取有效的补救措施。所以施工要加强对钻孔桩的质量控制，防患于未然。
1.控制措施
⑴、定位控制措施
①放样
桩基施工前，对设计图纸上的桩位坐标进行校核，确认准确无误后，根据设计院给定的导线点用全站仪将桩位测放到实地位置，然后打上木桩，并在桩顶面精确放出桩位中心坐标后，钉上小钉子。放样桩位误差控制在5 cm以内，然后在合适位置做引桩，以便埋设护筒和安装钻机定位及校核桩位垂直度。
②护筒埋设
制作护筒的材料要结实、有一定的强度、耐用、不漏水，护筒内径应比钻孔直径大10-20cm，护筒长度大约2m。护筒四周用粘土夯实，
③钻孔机的安装与定位
钻机安装前要确保场地平整而且要有足够的强度，可以预先用机械把产地整平、压实。然后移动汽车至钻孔，将钻杆移动大致定位，在护筒上方垫好枕木，支起车载千斤顶将汽车固定好，用水平尺和铅坠将钻杆准确定位，保证钻头与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
⑵、泥浆制备控制措施
根据实际情况泥浆可以采用粘性黄土或者膨润土为造浆的原材料，泥浆比重可根据钻孔方法和地层地质情况及时进行调整。可以适当的掺加外加剂，使泥浆的稠度保持在合理的范围内，既不能太稀也不能太干，太稀，将降低排渣能力和护壁效果;泥浆太稠会将会降低钻杆的钻进速度，具体性能根据具体情况参考一下指标制定。
钻 孔
方 法
地 层
情 况
泥浆性能指标
相对密度
粘度
（s）
含砂率
（%）
胶体率
（%）
失水率
（mL/30min）
泥皮厚
（mm/30min）
静切力
Pa
酸碱度
pH
正循环
一般地层
易坍地层
1.05～1.20
1.20～1.45
16～22
19～28
≤4
≤4
≥96
≥96
≤25
≤15
≤2
≤2
1～2.5
3～5
8～10
8～10
反循环
一般地层
易坍地层
卵石层
1.02～1.06
1.06～1.10
1.10～1.15
16～20
18～28
20～35
≤4
≤4
≤4
≥95
≥95
≥95
≤20
≤20
≤20
≤3
≤3
≤3
1～2.5
1～2.5
1～2.5
8～10
8～10
8～10
推钻
冲抓
冲击
一般地层
易坍地层
1.10～1.20
1.20～1.40
18～24
22～30
≥95
≥95
≤20
≤20
≤3
≤3
1～2.0
3～5
8～11
8～11
⑶、成孔控制措施
①、根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在松散软容易塌孔的土层钻孔时，严格控制钻头的进尺速度。对于地下水位过高情况，可以采取高护筒来加大水头。当孔壁坍塌严重时，可以采用砂和粘土混合回填夯实后重新钻进。
②施钻过程中要应经常检查孔径，及时修复。对于易缩径孔段钻进时，可采用适当提高泥浆的粘度和反复扫孔的方法扩大孔径。
③施工过程中要确保钻机钻进平稳，机架垂直，避免出现因钻杆旋转使钻机来回晃动，并注意在成孔过程中定时对钻头、钻杆接头逐个检查校正，严禁使用弯曲的钻具。遇到大孤石或者坚硬岩层时，降低钻头进尺速度，不允许对钻杆施加压力增加转速。通过扫孔来修正偏斜孔。
⑷、安装控制措施
钢筋笼加工制作完成后，在运输和安装环节主要防止钢筋笼扭曲变形，吊放之前要准确计算吊筋的长度，保持钢筋笼如空时候的垂直度，同时混凝土保护层垫块不宜过大，以免造成触碰孔壁，吊放结束后，用钢管将钢筋笼吊起，在校核完钢筋笼后实施固定，随后灌注水下混凝土。
⑸、孔内水下混凝土灌注控制措施
①、灌注混凝土之前，一定要对导管做水密性和水压试验，隔水栓要严密不漏水，同时，计算好首批混凝土灌注量，以保证在灌注首批水下混凝土时，漏斗和储料斗及漏斗内有足够量的混凝土以满足导管埋深，避免因为混凝土量不足导致导管漏水。正常灌注过程中，灌注作业必须要连续进行，除非特殊情中途不得中断灌注。否则可能会因先灌入的混凝土快速初凝，而阻塞导管中的混凝土流出，而形成断桩，经常用测绳探测已灌注的混凝土面的上升高度，通过实测孔内混凝土面高度计算出导管埋深，使导管保持合理的埋深。一般应控制在2到6m，如果导管埋入混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，导致导管无法拔出造成。然后逐级提升导管、逐级拆卸，注意在提管导管过程中要缓缓上提，防止因用力过猛使导管被拉断。
在孔内混凝土灌注即将结束时，拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。同时为了保证桩强度符合设计要求，灌注时候要比设计标高多灌注0.5-1m，待桩达到强度后，凿去桩顶范围内浮浆。使桩的强度达到要求。
3总结
钻孔灌注桩施工，由于其隐蔽性、影响因素的复杂性，施工过程中会出现很多各种各样的问题，因此，在施工中必须编制切实可行的施工方案，制定合理施工工艺，作好准备工作，施工过程中的每一道工序、工艺都要认真做好质量控制保证整个工程的质量。
参考文献：
[1]钻孔灌注桩.百度百科
[2]浅谈如何控制钻孔灌注桩施工质量.百度文库。
桥梁人工挖孔桩施工技术 篇7
人员下井作业前, 应检查桩井口围护装置、卷扬及附属设施是否完好, 井架是否稳固, 同时清除井口所有松动物品, 如石渣、土块、工器具等, 防止人员从井口坠落和井口物体坠落伤及井内操作人员, 并派安全哨, 井内外上下呼应, 以便对各种异常情况快速作出反应。
人员上下井可根据具体情况选用安全软梯、人员升降箱。从安全软梯上下时, 必须精力集中、手脚并用;当桩井深度达15 m以上时, 人员不宜从安全软梯上下, 应乘人员升降箱。但提升设施必须经过专门设计, 确认井架稳固、卷扬及附属设施完好。每班开工前, 必须检测井下的有毒、有害气体, 并应有足够的安全防护措施。挖孔深度超过10 m时, 应有专门向井下送风的设备, 风量不宜<25 L/s。挖孔时先检查工具是否安装牢固, 2人以上挖土时, 其间距以不互相碰撞为宜, 且应相互配合, 防止工器具伤人。挖孔时要密切注意地层地质情况, 及时进行地质鉴定、素描。如遇地质情况差或涌水地层时, 严格控制并减少单层开挖层厚, 及时进行桩井护壁施工, 防止地层坍塌。
2钻爆开挖
2.1 钻孔操作人员必须经过专门培训, 并考试合格后才能上岗
钻孔前必须检查钻机各部件性能是否完好, 并在桩井外面先试用可靠后再用于桩井钻孔。风钻孔时, 操作人员必须配戴防尘面罩、塞耳器具, 以防尘、防噪。操作员必须按规程、规范操作钻机, 防止机械伤害。
2.2 钻孔完成后, 由专业爆破工进行装药、引爆
往井下吊运爆破材料时, 应检查起吊卷扬及容器是否安全可靠, 是否有漏电现象, 发现问题必须及时处理。禁止雷管、炸药同时吊运, 吊运绳速不得>1 m/s, 装雷管的容器必须绝缘, 禁止将爆破器材存放在井口房、井底。
2.3 爆破前对井口进行覆盖防护, 以免碎石飞出砸伤既有线桥
采用轮胎片、砂袋压孔覆盖防护措施。主要材料有:钢板、旧轮胎片、麻袋、砂或碎石屑。在爆破区设立安全哨, 引爆前除爆破员外, 爆破区人员、设备必须撤到爆破安全距离以外, 不能撤离的应有可靠的防护措施。爆破作业后必须向桩井内通风散烟, 确认孔内无有害气体后方能下井作业, 作业前先检查爆破现场, 发现或怀疑有瞎炮时, 应立即报告, 采取相应的安全措施进行处理。
3桩井出渣
通过卷扬提升渣桶 (箱) 方式出渣, 出渣前要仔细检查卷扬及附属设施是否安全可靠。每次出渣时, 渣桶 (箱) 内渣物堆积面不可超过桶 (箱) 顶缘, 且渣桶 (箱) 的升降必须有导向绳, 以防渣桶 (箱) 升降时幌动, 防止提升时渣桶内渣物掉落伤害。桩井出渣、卷扬提升时, 桩井内人员应尽量靠在桩井壁面, 躲避开渣桶 (箱) 垂直掉落范围, 防止渣桶 (箱) 坠落伤害。当桩井直径较小、条件允许时, 可在桩井内离作业面2～3 m范围挂设钢筋安全网, 对喇叭形护壁, 安全网可平稳搁置在护壁上, 对直筒形护壁, 需沿护壁预埋垂直向钢筋固定安全网, 同时采用3根安全绳悬挂安全网, 保持安全绳松紧适宜。
4护壁
桩井开挖层深度达1 m左右时, 进行地质素描, 根据地质情况、桩井断面形式等因素确定护壁形式。护壁砼浇筑前, 先安装护壁钢模板, 验收合格后, 砼通过卷扬吊运至浇筑部位, 采用人工入仓振捣密实, 依模板形式不同, 可形成喇叭形护壁和直筒护壁, 护壁上下节间搭接不少于50 mm。井内操作人员思想要集中, 防止高空坠物打击。遇涌水、流砂等地质不良地层, 先处理不良地质地层再护壁, 防止桩井坍塌。处理方法:每节护壁的高度可减少到0.3～0.5 m, 并随挖、随检、随浇筑砼, 依据渗、漏水情况, 可掺用速凝剂;采用钢护筒或有效的降水措施。扩壁模板的拆除宜在砼浇筑24 h后进行, 发现护壁有蜂窝、渗漏现象时, 应及时补强, 以防坍塌。
5钢筋制作和安装
制作:桩孔挖至设计标高, 终孔验收合格后, 进行桩身钢筋制作。桩芯及护壁钢筋均在钢筋加工厂加工成形, 按设计图纸规格、尺寸、形状进行加工。主要加工方法有钢筋除锈、切断、调直、弯曲成形、焊接等操作。钢筋的制作过程中, 要确保在用机械除锈、切断、调直、弯曲钢筋时, 必须遵守所有机械安全技术操作规程。人工断料, 工具必须牢固, 掌克子和打锤的人要站成斜角, 以防失手或锤脱伤人。切断短于30 cm的短钢筋应用钳子夹牢, 不得用手扶持。对焊机应指定专人负责, 非操作人员禁止操作。
安装:搬运钢筋时, 要注意前后左右, 以免碰伤人、物。多人抬运时, 要用同一肩膀, 步调一致, 上、下肩要轻起轻落, 不得投扔。用车辆运输钢筋时, 钢筋必须与车身绑扎牢靠, 防止运输时钢筋滑落伤人。桩井传送钢筋, 一般每次只能传送1根, 井内人员不得站在所送钢筋的垂直下方。多根钢筋一起传送时, 应捆扎结实, 设稳绳, 保证桩井内无人, 待钢筋下到井底, 人员再下井。桩井内钢筋笼安装时, 人员必须配戴安全帽、安全绳、安全带。在钢筋笼合适位置挂设尼龙安全网, 防止人员坠落。安装人员应精力集中, 站稳后再操作, 上下左右随时关照, 减少相互间干扰。在桩内操作, 应随时检查支撑是否稳固可靠, 安全设施是否牢靠, 并防止工具、钢筋等掉落伤人。绑扎钢筋的铅丝头, 应弯向钢筋笼外侧, 以免扎伤人。
6结语
本文主要是对桥梁人工挖孔桩的人工开挖、钻爆开挖、桩井出渣、护壁、钢筋制作和安装等进行了简要的分析, 希望能为类似的施工提供一定的指导作用。
参考文献
[1]刘光锌, 王芳, 刘世飞.浅析桥梁人工挖孔桩施工方法[J].商品与质量, 2009 (5) .
桥梁桩施工 篇8
钢板桩在建筑工程基坑支护、水利港口工程建设中广泛应用[1,2,3],设计方法和施工工艺较为成熟。近十余年来逐渐推广到桥梁建设中,应用于基坑开挖支护,或河滩浅水区的基础施工,代替钢围堰或钢套箱[4,5]。但在十余m桥梁深水基础中施工案例并不多见。本文结合古水河大桥的深水基础钢板桩围堰设计与施工,详细介绍较大桥梁深水基础的钢板桩围堰方案设计与施工方法。
古水河大桥全长273.89 m,上部结构为8孔预制箱梁,全桥共9个墩台。其中5～7号墩位于水库深水区,5号和6号墩承台尺寸为9.0m×12.3m,7号承台尺寸7.0m×11.4m。承台高2.7m,尺寸为14.0m×10.0 m。施工水位高程42.570 m,6号墩承台底标高最低,为30.658m。考虑封底混凝土厚度1.0～1.5m,基坑底的水头高度约13～14m。按桥梁深水基础常规的施工方法,对于这样的深水区基础施工,采用双壁钢围堰安全可靠。由于工期紧迫,水库区不能通航,现场加工双壁钢围堰的条件不足,因此提出采用拉森钢板桩围堰代替双臂钢围堰的施工方案。
2 钢板桩围堰方案设计
取围堰开挖13 m进行方案设计和计算。拟订方案采用24m长拉森Ⅳ型钢板桩,入土深度11m,入土比0.85,满足0.3～1.0的要求。
根据经验,13m深的钢板桩围堰,内侧围檩和支撑设置5道较经济和安全。围檩支撑方案设计主要考虑满足承台和墩身的施工空间需要。钢板桩围堰的方案设计图如图1～3所示。
该钢板桩围堰方案设计与施工流程密切相关,涉及到围堰力学体系的多次转换。施工方案设计时,确定施工流程与结构体系转换步骤如下。
(1)施工准备,测量定位,打设定位桩、安装定位横梁,水中打设所有钢板桩。
(2)抽水1.0m,止漏,施加钢板桩内第1道围檩支撑(第1次体系转换)。
(3)抽水3.0m,止漏,施加钢板桩内第2道围檩支撑(第2次体系转换)。
(4)抽水2.5 m,止漏,施加钢板桩内第3道围檩支撑(第3次体系转换)。
(5)抽水2.5m,止漏,施加钢板桩内第4道围檩支撑(第4次体系转换)。
(6)抽水并挖除和粘土2.5 m,止漏,施加钢板桩内第5道围檩支撑(第5次体系转换)。
(7)抽水并挖除和粘土0.5～1.5 m,止漏,(第6次体系转换)。
(8)浇筑封底混凝土,强度达到80%后,拆除第5道围檩(第7次体系转换)。
(9)承台施工。承台混凝土强度达到80%后,拆除承台模板后,在承台和钢板桩之间回填砂石,并注水密实,然后拆除第1～4道围檩的中间3号横撑(第8次体系转换)。
(10)桥墩施工,直至完毕。然后注水至第4道围檩后,拆除第4道围檩1号和2号斜撑(第9次体系转换)。
(11)循环(10),从下往上逐次注水,逐次拆除第3,2,1道围檩的1号和2号斜撑(第10～12次体系转换),严禁全部围檩一次拆除,最后拔出钢板桩。
3 钢板桩围堰力学分析
依据钢板桩围堰的设计方案,可知该深水基础钢板桩围堰在整个施工过程中,力学体系发生多次转换,受力分析采用以下两种途径。
(1)平面模型分析,采用启明星FRWS软件,建立钢板桩围堰结构的平面模型,分析整体稳定、基底隆起破坏和支撑倾覆破坏以及钢板桩的变形、刚度验算。
(2)空间模型施工模拟分析。采用通用有限元软件Midas,建立钢板桩围堰的整体空间模型,应用单元激活与钝化功能,动态模拟全部施工过程,进行强度、变形力学分析。
3.1 平面模型分析
采用同济启明星FRWS建立平面计算模型,计算工况共考虑施工过程的15个主要步骤。
(1)整体稳定验算:安全系数K=2.41,大于规范要求的1.3,满足安全要求[6,7]。
(2)抗倾覆计算,抗管涌的安全系数分别为:1)按砂土,安全系数K=1.608;2)按粘土,安全系数K=2.558。均大于按规范要求的1.15,满足安全要求[6,7]。
(3)基底抗隆起破坏计算:基底抗隆起破坏的安全系数为3.55,大于规范要求的1.6,满足安全要求[6,7]。
(4)基坑的墙底隆起破坏计算:抗基地隆起破坏的安全系数为7.63,大于规范要求的2,满足安全要求[6,7]。
(5)平面模型分析得到钢板桩围堰的全过程位移与内力计算包络图(图4),由位移和内力包络图进行钢板桩的刚度与强度验算。
(a)水平位移;(b)弯矩;(c)剪力
钢板桩垂直度由钢板桩位移最大值15.4 mm,取最大支撑间距3.2m,则有[6,7]:
(满足要求)
钢板桩身弯曲度要求小于L/50=64mm[6,7],最大位移15.4mm<64mm,满足要求。
同时,由内力图容易得到钢板桩的弯曲应力为57 MPa,钢板桩强度也满足要求[6,7]。
3.2 空间模型施工仿真分析
钢板桩围堰施工模拟分析采用Midas civil软件建立空间有限元模型(图5)。
(a)立面;(b)平面
模型均采用梁单元。共划分节点4 860个,单元4 741个,桩底半固结支撑点160个,桩土弹簧支撑1 600个,钢板桩间及其与围檩间单向受压支撑连接4 939个。
Midas空间有限元模型动态模拟全部施工步骤,对各个施工步骤中钢板桩、钢支撑的应力和变形进行分析。本文取两个最不利工况予以说明。
(1)最不利工况一:第5道围檩支撑后,开挖到基底,封底混凝土未浇筑之前。
(2)最不利工况二:浇筑封底混凝土后,拆除第5道围檩支撑。
3.2.1 最不利工况一受力分析
最不利工况一时,钢板桩变形和应力云图如图6所示。
计算得知该工况下,钢板桩结构X方向最大变形为10.8mm,Y方向的最大变形为10.1 mm,组合位移11.4mm。围堰结构的最大组合拉应力为136.3 MPa,最大组合压应力148.6MPa,强度安全满足要求[6,7]
3.2.2 最不利工况二受力分析
最不利工况二时,封底混凝土和第4道檩支撑间距3.2m,封底混凝土面到施工水位高度12.0m。计算得到钢板桩变形和应力云图如图7所示。
计算得知该工况下,钢板桩结构X方向最大变形为7.78 mm,Y方向的最大变形为7.21 mm,组合位移8.4mm。围堰结构的最大组合拉应力为116.4MPa,最大组合压应力160.9 MPa,强度安全满足要求[6,7]。
4 钢板桩围堰施工技术要点
依据设计方案,可知钢板桩围堰施工过程复杂,结构受力体系多次转换。施工技术要求点阐述如下。
(1)严格按照方案设计的施工步骤进行施工,设置或拆除支撑应确保每一次体系转换正确,使每一个工况下的受力体系符合设计,才能保证结构的安全。
(2)准确打设定位桩、安装定位横梁。
(3)根据本项目工程地质情况和打入深度,要求振动锤的功率不小于90kW,振动锤的激振力不小于90t。
(4)安装围檩和支承前,准确测量每道支撑标高位置,并在标高处钢板桩内壁焊接托座钢托架,严格控制各个托架顶面的高程在同一平面上。
(5)所有斜撑和横向支撑与钢板桩应密贴。若因施工偏差,则可加垫钢板后焊接。
(6)封底混凝土施工前,在钢板桩底部四周用油纸或土工布将钢板桩与封底混凝土隔离,以便完工后钢板桩顺利拔除。
(7)处理钢板桩的渗水与漏水是钢板桩围堰的难点。钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时,用棉絮或麻绳等在内外侧强力嵌塞缝隙,并外侧包裹一层防水彩条布。
(8)施工过程中,对钢板桩围堰进行每日24h的变形和应力监测。钢板桩4面边墙,每隔2m设置1组观测点,每组观测点沿钢板桩竖向,在每两道围檩支撑之间设置1个观测点,要求观测的位移速率不大于2 mm/d,且累计值不大于0.4%H(H为基坑开挖深度),超出该规定,应立即停止施工,采取相应措施[7]。
5 结束语
(1)方案设计充分考虑了承台施工和桥墩施工所需的空间,依据施工过程改变围堰的支护体系,节约材料,降低施工措施费。
(2)采用不同软件建立平面模型和空间整体模型,进行力学分析,二者计算结果一致。计算表明:钢板桩围堰整体稳定性、基底抗隆起、抗倾覆稳定均满足规范要求;钢板桩围堰结构各个构件的强度、变形满足规范要求。
摘要：针对桥梁基础位于水库深水区,不宜采用双壁钢围堰施工,提出采用拉森钢板桩围堰施工方案。钢板桩围堰方案设计中,充分考虑各个施工阶段的受力特点和作业空间,设置不同形式的围堰内支撑,形成多次力学体系转换的钢围堰结构。钢板桩围堰力学分析采用两种途径完成,对钢板桩围堰的施工过程进行了动态仿真模拟。力学分析表明,钢板桩围堰整体稳定性、基底抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性均满足规范安全要求,围堰结构的强度、变形满足规范要求。此外,采用多次力学体系变换的钢板桩围堰,符合施工过程的受力特征,应用于桥梁深水基础施工,可缩短工期,降低施工成本。
关键词：桥梁工程,深水基础,钢板桩,钢围堰,力学体系转换,施工仿真分析
参考文献
[1]卓全.钢板桩支护设计与施工中应注意的若干问题[J].建筑科学,2002.18:42-44.
[2]邹俊峰.钢板桩深基坑支护的应用[J].广东水利水电,2002(6).
[3]谢春萍.钢板桩钢支护结构在深基坑工程中的应用[J].皖西学院学报,2004,20(10).
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[5]李光辉.拉森钢板桩在基坑支护中的应用[J].公路与汽运,2008(1).
[6]DG/TJ08-61-2010(J11577-2010),基坑工程技术规范[S].
[7]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].
[8]丁育南,沈健荣,崔健.上海某感潮航道整治工程围堰施工技术[J].建筑技术,2010,41(12):1141-1144.
浅谈岩溶地质桥梁钻孔桩施工技术 篇9
武广客运铁路专线北起武汉乌龙泉南至广洲花都线路全长875km, 一次建成双线, 线间距5m, 设计列车时速350km, 设计等级为世界先进水平。高速度对线路本体的强度, 刚度, 平顺性提出了很高要求, 特别是对桥的沉降与不均匀沉降要求更高, 岩溶地质钻孔桩施工质量, 是一个重要的控制环节。
安坡特大桥位于湖南省临湘市羊楼司镇坝头村第二合同段, 桥梁中心里程dk1368+634.85, 全长1092.66m, 共31墩2台33跨, 简支箱梁。有￠1.00m及￠1.25m钻孔桩138根, 计5806米, 设计均为柱桩。桥址位于稻田谷地, 其主要工程地质为:第四系全新统 (q4) 黏性土和寒武系碳质页岩。桥址区内岩土层自上而下可分为:第四系坡洪积层 (q4dl) 黏土、硬塑黏土、软塑黏土及流塑黏土;寒武系炭质页岩依其风化程度, 分为强风化碳质灰岩, 弱风化碳质灰岩, 强风化灰岩, 弱风化灰岩。
不良地质与特殊岩土据钻探揭露, 该桥场区岩石面起伏变化较大, 岩溶特别发育, 主要表现为溶蚀裂隙和溶洞或溶槽, 属覆盖型岩溶区。
2 主要技术难点的处理
本桥于2006年9月21日正式开工, 14台冲击钻机在14个墩分别开孔, 由于当时对溶洞将给钻孔桩施工造成的影响认识不够, 当钻到一定深度时, 造成12个孔先后出现孔口坍塌, 泥浆流失, 塌孔埋钻的现象, 施工一度陷入停滞状态。以27号墩的2号桩为例, 2号桩设计桩长27m, 桩径为￠100cm, 护筒埋深4.0米, 9月21日上午开钻, 9月22日当钻至12m时, 遇见溶洞与设计相符, 孔内浆液下降, 按预定方案立即停钻回填粘土约21.4方, 片石9.8方, 改用0.2m小冲程钻进, 同时用2台泥浆泵往孔内补充泥浆, 19分钟后稳住了水位, 继续钻进。当钻至17.2m, 孔内水位又急剧下降, 经过30多分钟的处理, 稳住了水位, 又继续钻进。25日晚上6点钻至20.2米时, 孔内水位迅速下降, 回粘土约41方, 片石19方, 稻草7方, 用钻机缓冲, 同时用泥浆泵往孔内补充泥浆, 但无法稳定水位, 半个小时后开始出现坍孔, 回填后重新开钻。
从27号墩的2号桩设计图纸所揭露的地质情况看:从地面至地面下3.8m为粘土, 3.8～27m为石灰岩, 到桩底夹3个溶洞, 第一个溶洞刚好在地面下12～14.3m处, 第二个溶洞在17.2～19.8m处, 第三个溶洞在22.4～24.2m处。当钻孔先后到12m、17.2m、22.4m时, 即先后遇3个溶洞, 孔内的泥浆流入溶洞内, 出现漏浆失水现象。
采取回填粘土和片石填充溶洞措施堵住溶洞口, 用钻头缓冲造壁和造浆, 同时往孔内补充泥浆, 稳定水位并使水位上升。
如果遇到溶洞不能在短时间内稳定水位并使水位上升, 或遇到溶洞不及时采取措施或者采取措施不当, 使护筒下松软的土或砂层在长时间内无泥浆固壁, 就会造成坍孔。
先后开钻的其它几根桩, 如1号墩的2号孔、7号墩的1号孔、10号墩的7号孔均是如此原因造成的塌孔。
通过总结和分析, 我们判定塌孔的主要原因是:本桥桥址为稻田谷地, 溶洞溶槽发育且地下水发育, 当钻孔至溶洞处, 由于孔内急据漏浆, 导致泥浆护壁失稳, 最终造成孔口坍陷。
虽然在施工过程中采用了回填片石和粘土的处理措施, 但在控制进度, 加强溶洞处护壁的处理上较为粗糙, 当有一层溶洞处理不好, 就会造成急据漏浆, 孔内水位马上下降, 上层溶洞处护壁被挤破后砂层溜坍导致坍孔。
坍孔的原因找到了, 如何对症下药是关键。通过分析, 我们抓住了几个关键因素:溶洞的处理和水下混凝土灌注流失的处理。这两个环节任何一个环节出现问题, 都会造成严重的施工质量问题, 甚至导致废桩。而一根废桩处理一般最少要十几万元, 还得花上一两个月时间, 往往造成巨大的经济损失和工期损失, 后果不堪设想。为此, 我们在施工方案的选定和施工应急措施预案上进行了充分的酝酿和准备。
2.1 溶洞的处理
针对本桥的溶洞地质, 我们在施工前进行了分析, 具体的施工对策和施工方法如下:
(1) 技术人员充分掌握地质情况, 每个孔的地质资料都发给相关人员, 让其充分了解溶洞的位置, 大小等, 做到钻孔时心中有数。
(2) 各孔周围准备足够的小片石、粘土和稻草, 粘土要做成泥球状 (φ15～20cm) 或饼状, 用薄膜包裹, 防止干裂。同时, 在施工过程中最好配备一台ZL50C型装载机, 司机随时待命, 当遇到溶洞漏浆时, 迅速铲起片石和粘土, 稻草填孔, 同时集中水泵往孔内大量补水。
(3) 当钻机钻至离溶洞顶部附近时, 采用小冲程, 逐渐将洞顶击穿, 防止卡钻。一旦发现泥浆面下降, 应迅速补水, 然后根据溶洞的大小按1∶1的比例回填粘土和片石, 仍采用小冲程轻砸, 让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。要特别提醒的是:千万不要有抢工期、抢进度的思想, 一定要待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁后并且泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进。
对于漏浆严重的如10#墩7#孔, 多次漏浆, 回填粘土和片石没有作用, 我们采用了直接灌注水下混凝土的方法堵漏, 具体措施如下:按照灌注水下混凝土的施工方法下导管至已钻孔孔底0.3～0.5m;灌注水下混凝土, 至溶洞填充完毕, 判断标准以灌注混凝土面超过溶洞顶1m左右且混凝土不再下降为准;待混凝土强度达到30%～50%左右后, 重新钻进。
2.2 水下混凝土灌注过程中流失的处理
在我们前期施工的孔桩中, 水下混凝土实际灌注的数量一般要大大超过设计数量, 最多的要超过设计数量3～5倍。特别值得一提的是在7#墩钻孔过程中, 与6#墩贯通, 说明溶洞无填充物且各向贯通。而且由于混凝土的侧压力大于泥浆的侧压力, 故在钻孔过程中形成的泥浆护壁容易被挤破, 造成混凝土流失。在灌注1#墩2#孔将要结束时 (还未拔导管) , 罐车还没离开, 但技术测量显示混凝土面往下在缓慢下降, 施工人员又不得不马上重新灌注混凝土。针对水下混凝土灌注过程中流失的现象, 我们采取了以下施工措施:
(1) 加大混凝土生产和运输能力, 采用混凝土集中拌和站, 生产能力为90m3/h, 3台罐车运输。
(2) 加大混凝土初存量, 如按正常施工混凝土初存量应为2.3～6.2m3, 考虑到溶洞的影响, 我们加大初存量为18m3, 避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩。
(3) 灌注过程中加大导管埋深, 我们一般控制导管埋入深度不小于3m, 灌注时要勤于测量混凝土面高程, 对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断。防止突然混凝土面下降导管悬空造成断桩事故。
(4) 对漏浆严重或多次漏浆的个别孔, 应做到心中有数, 在灌注时应加大混凝土灌注高度, 一般考虑要超过设计高程1.5～2.0m, 尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成短桩。
2.3 嵌岩及终孔的检验
岩面检验要点:本工程按设计要求桩端须进入新鲜完整基岩 (承载力800kp) 不小于2.5m～3m, 工序中增加了一般地质条件下灌注桩施工所没有的全岩面检验。地质资料及实际施工表明, 本地区属岩溶强烈发育区, 岩面起伏、倾角陡, 沟槽、裂隙纵横, 因此, 全岩面的正确判断成为本工程成孔施工的关键。影响全岩面判定的因素较多, 而现有的桩基技术规范、规程等均未列出统一的判定标准, 受地质条件复杂的影响, 全岩面的判断往往意见不一, 成为质量控制的一大难题。实际施工中, 根据岩溶地区地质条件的特殊性、复杂性及工程特点, 经过试桩检验, 主要从四个方面来进行全岩面的综合判断。
(1) 以桩孔实际见岩高程始, 须进行全岩面检验, 设计钻孔柱状图揭示的岩面高程在实际施工过程中仅作参考。
(2) 查阅机台施工记录, 可将基岩进尺速度0.1～0.2m/h作为进入全岩面的控制速度。
(3) 观察井口钢丝绳的摆动情况, 锤头触岩面时会出现轻微反弹。2.3.4使用细目筛网捞取岩渣, 岩屑含量56%～78%, 且含泥、含砂量小于3%时, 认为入岩。如出现特殊情况或判断标志不明显, 意见分歧较大时, 则采用工勘钻探揭露的办法来判断出全岩面。
3 结论
在安坡特大桥桩基施工过程中, 通过以上几项控制处理措施, 基本上顺利地解决了岩溶地区桥梁钻孔桩的技术难题, 成桩质量较好。经检测Ⅰ类桩为100%, 无缺陷桩或不合格桩, 得到了桩基无损检测单位的好评, 并要求沿线各标段有类似情况的施工单位来参观学习, 取得了良好的社会经济效益。在以前, 我们也从未经历过溶洞地质钻孔桩的施工, 通过摸索和总结出来的这一套经验, 能够在武广客专同类地质条件下推广使用。
参考文献
[1]铁路桥涵施工规范, TB10203—2002, 北京:中国铁道出版社.
[2]客运专线铁路涵工程施工技术指南, 北京:中国铁道出版社, 2005.
公路桥梁钻孔桩施工技术要点分析 篇10
1 护筒埋设及桩机定位
1.1 护筒安放
为了确保地下的孔壁的稳定性, 不让其发生坍塌, 那么在进行公路桥梁钻孔灌溉桩时, 首先就要进行护筒的安放。进行护筒的安放, 不仅仅能够起到稳定孔壁的作用, 还能起到隔水和保护桥梁的作用。因此, 对于用来制作护筒材料的要求是非常严格的, 它一般是由钢、水和钢筋混合制造而成。因为护筒要对桥梁起到足够的保护作用, 因此所使用到的护筒不仅要有很强的强度, 同时还要有非常好的隔水和防水的性能。在确保材料性质之后, 还要确保护筒的内径要比钻孔的直径要大。至于护筒的长度, 一般要将大小控制在2到3米左右。在修建公路桥梁的工程中, 一般所使用的护筒都是由钢制材料制作而成的, 对于这些制作钢制材料的钢板, 一般将它们的厚度控制在4到5毫米左右, 其直径大小大约要比钻孔桩大20厘米。这些方面的要求做好之后, 在确定安放护筒的深度的时候, 也要有严格的要求。在一般的地区安放时, 护筒安放必须要高出地下水位1.5米。对于一些极其寒冷的地方, 在安放护筒的时候, 要使其顶端高出地下水位至少1米。对于护筒与护筒之间进行连接时, 要确保护筒不会发生渗漏, 护筒里面不会有突出的物体, 同时还要确保护筒有一定的拉力和压力。在对护筒进行安置时, 要确保护筒的中心线能够与桩的中心相重合, 最好不要有误差。
1.2 桩机定位
为了确保地基能够有足够的稳定性, 只做好护筒的安装显然是远远不够的, 同时还需要对桩机的放置进行定位。对于不同性质的地基要采取不同的措施来进行处理, 对于地质层比较软的地基, 我们可以在其中添加一些枕木或者是钢板来增强其地质的硬度;对于那些具有坡度的地基, 我们可以采用利用推土机推平的方法来进行处理, 这样就能有效地改善其地基环境。在对有钻塔的钻孔机进行位置确定时, 首先要估算一下钻杆移动的大体位置, 接下来才能对钻孔机的位置进行粗略的定位。做完以上两个操作之后, 然后再用千斤顶将机架顶起来, 将护筒的中心与钻杆的卡孔固定在同一垂直线上, 在保证钻机与水平地面保持垂直之后, 再来进行桩机位置的准确的定位。
2 制备泥浆及钻孔
2.1 制备泥浆
在桥梁公路钻孔桩工程进行施工的过程中, 对于所制备的泥浆的要求是非常之高的。这些在桥梁公路钻孔桩工程中经常使用到的泥浆通常是由三种物质共同混合而成的。这三种物质分别是粘土、水和添加剂。在修建桥梁公路时, 由于每个地方的地质情况不一样, 所采用的钻孔方法也不一样, 所以对于泥浆的稠度大小的要求也各不一样。一般要求的泥浆含砂率不大于百分之四点八, 胶体率不小于百分之九十。对于泥浆的稠密度一定要做好严格地控制, 决不能有半点马虎。因为如果泥浆的稠密度过小, 那么对于桥梁公路的保护作用就会大大减小;如果泥浆的稠密度过大, 那么钻头在进行钻孔的时候就很难钻下去, 这样会大大减缓桥梁公路工程的施工速度。
2.2 钻孔
在钻孔的整个施工过程中, 钻孔的速度不是一成不变的, 它是根据钻孔的深度进行改变的。在刚刚开始钻孔的时候, 不宜采用很强的压力进行钻孔, 因为这样容易造成钻成的孔发生破裂;当采用很慢的速度钻孔钻到一定的深度之后, 在开始采用采用正常的钻孔速度进行钻孔。在控制钻孔速度的同时, 还要根据当地的地质环境, 挑选合适的钻头, 调整泥浆的指标。此外, 在钻孔的过程中, 对于孔内的水位要保持在一定的高度, 确保水位的最低高度不低于一米五。与此同时, 在进行钻孔的过程中, 要时刻关注泥浆的高度。如果泥浆的高度不够还进行钻孔的话, 那么造成塌孔现象的发生。因此, 在钻孔的时候, 一旦发现哪里的泥浆高度不够, 要立刻停止钻孔, 将泥浆的高度补齐之后再进行钻孔作业。只有这样, 才能确保钻孔工作能够顺利的进行下去。
3 钢筋笼制作及安放
3.1 钢筋笼制作
在制作钢筋笼的时候, 要在加工场进行, 同时还要对钢筋进行分段绑扎。对于钢筋笼主筋, 拟采用挤压套筒连接器接头, 并将接头错开500mm以上。为了确保钢筋为使钢筋笼有足够的刚度, 每隔2.0m要设置一道加强箍。
3.2 钢筋笼安放
在安放钢筋笼的时候, 首先要对其进行检查, 只有检查合格的钢筋才能进行安放。在安放的时候, 要首先对准孔位, 然后再由钻机起吊, 缓缓地将第一段放入护筒口, 然后再进行第二段、第三段的安放, 直到放入孔内的段数达到设计的标高为止。
4 清孔及浇灌混凝土
4.1 水下混凝土的配制
在配置水下混凝土时, 每立方米的混凝土, 至少要使用350千克的水泥, 同时还要确保混凝土的初凝时间不小于两个半小时。在选择骨料的时候, 应该选取卵石为粗骨料, 采用级配良好的中砂作为细骨料。对于水灰比, 要控制在0.5到0.6之间。其含砂率不得少于百分之四十, 不得多于百分之五十。
4.2 浇灌水下混凝土
在浇灌水下混凝土的时候, 要经常用测锤探测孔内混凝土面的高度, 同时要派专人填写水下混凝土灌注记录。当浇灌的混凝土面接近钢筋笼底部时, 要减缓混凝土的灌注速度, 以避免钢筋笼出现上浮。
5 结束语
由于钻孔桩一旦发生事故不仅会给施工的进度带来严重的影响, 还会严重损害施工企业的声誉和信誉, 同时在处理的时候还会有非常大的难度, 所以一定要确保钻孔桩的施工质量。要想确保施工质量, 在实际的施工过程中, 对于每一个施工工序都要严格的按照规范操作, 同时还要进行严格地检查和监督。对于施工过程中, 可能会出现的问题要根据当时的实际情况来做好有效的防范措施。只有这样才能杜绝事故的发生, 才能确保公路桥梁钻孔桩施工的施工质量。
参考文献
[1]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].人民交通出版社, 2008.
[2]周凯华, 赵菁.论桥梁大体积混凝土施工技术[J].民营科技, 2011 (04) .
钻孔桩在桥梁施工中的要点分析 篇11
在进行某地铁隧道区段施工过程中, 在隧道施工前期仅开挖不足20 m时, 接连发生了两次地表塌陷事故。该区段地下管线分布密集, 上方路面交通活跃, 两侧建筑物密集。隧道选择了单洞双线的重叠形式, 隧道剖面高13 m、宽6.8 m, 属高边墙结构。采用小导管对预支护进行注浆;初期支护选用锚杆 (L=3.5 m, 间距800×750 mm) 、格栅钢架 (主筋φ22 mm) 与网喷混凝土 (C20) 联合支护;特殊区段选用旋喷加固和注浆等技术措施对地层进行加固, 并选择模筑混凝土支护进行二次衬砌。将型钢架临时横撑并设置于各台阶之间, 并网喷混凝土。分4个台阶进行开挖, 台阶长度在15~20 m之间。
二、地表塌陷机制及原因分析
1. 地表塌陷机制分析
压力拱跨度和高度随着隧道开挖高度的增加而表现为线性增加, 这表明随着隧道的开挖, 压力拱产生了动态变化, 历经了形成→破坏→形成的循环过程, 且后一级压力拱的跨度与高度均大于前一级压力拱。
上述分析是针对隧道无支护状态进行的, 而对地层进行加固, 则要对隧道进行及时可靠的超前预支护, 这能够有效限制上覆地层的移动和变形。当上覆地层具备成拱条件时, 压力拱也能够保持稳定, 避免发生地表塌陷事故, 并能通过拱效应降低作用在衬砌结构上的土压力;当上覆地层不满足成拱条件时, 对压力拱的形成也有一定的促进作用。即使无法形成稳定平衡的压力拱, 在可靠的超前预支护结构作用下, 也能够有效维持上覆地层的稳定, 不会导致地表塌陷的发生。可见, 对地层实施加固并对隧道及时进行可靠的超前预支护, 是避免隧道施工引起地表塌陷的关键。
2. 地表塌陷原因分析
(1) 地层条件分析
深圳地铁隧道发生地表塌陷事故的区域地质纵断面见图1。
从土性实验和工程勘察研究可以发现, 在深圳地铁地表塌陷事故发生段隧道工程范围内, 土壤含水量大、地层松散且存在空洞。隧道上覆地层中含有厚度6.2~7.8 m的砂层, 其下为软塑粉质黏土, 遇水极易软化。在隧道开挖时极易造成工作面大量涌水, 使浸水软化的洞身围岩丧失自稳能力, 导致工作面失稳;其上存在厚度2~4 m的流动状态淤泥质粉土, 稳定性较差。
两次地表塌陷的过程中均伴随着涌砂涌水, 可见动水压力作用是引发地表塌陷的重要诱因。根据前述的地表塌陷机制分析, 在该地层条件下施工时, 当开挖高度≤2.22 m时, 上覆地层可以形成压力拱。但在此类地层条件下, 压力拱的稳定性比较差。在突发性因素作用下, 极易造成失稳破坏;当开挖高度>2.22 m时, 上覆地层中的上一级压力拱破坏后, 如没有及时采取有效的地层加固措施, 则将难以继续形成下一级压力拱。在施工扰动的作用下, 极易导致地下水的渗流方向突变, 致使垂直方向渗透动水压力迅速增加, 使透水性强的砂性土突然液化, 形成涌砂和涌水。上覆地层失去了支撑遂处于临空状态, 继而导致地面迅速塌陷。
(2) 施工情况分析
两次地表塌陷除与地层条件较差有关外, 均与现场施工存在着直接关系。
1) 施工过程中, 相关人员没有开展有效的地质超前预报工作, 对可能发生的情况认识和预测不足。若在旋喷止水加固区内预留一定的保护距离, 做好超前地质预报, 并针对地层条件及时采取有效的施工技术措施, 则完全能够避免地面塌陷事故的产生。
2) 未对深部地层沉降进行监测, 仅对隧道上方的路面进行了沉降监测, 从而错过了采取有效措施避免地表塌陷事故发生的宝贵时间。
3) 洞内深孔注浆加固的范围不够, 同时洞内注浆的注浆孔间距较大, 致使浆液扩散后无法及时交接构成止水环, 没能满足止水要求, 也没能够有效的加固地层。与此同时, 隧道设计选择了超前的小导管进行注浆。然而该区段有较为丰富的地下水, 水压较高, 存在严重地地下水渗漏情况。选择超前小导管注浆时, 则没能达到预想的效果, 最终致使工作面局部出现管涌淘蚀现象, 并发展为涌砂、涌水, 致使在动水压力的作用下, 地层中的压力拱结构遭到破坏, 继而不能够形成下级压力拱进, 从而引起地表发生塌陷。
三、地表塌陷控制措施
通过对松散富水地层中, 隧道施工引起地表塌陷的机制和原因进行综合分析后可知, 采取地层预加固措施并及时进行隧道支护是避免地表塌陷的核心与重点, 可采取的具体措施有两点。
1. 做好超前地质预报
在易发生地表塌陷地段应进行地层深部位移监测, 并加强洞内监测。有塌陷预兆时及时处理, 为避免地表塌陷争取宝贵时间。现场人员若能深刻理解浅埋暗挖法的基本原理, 并切实贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”这18字方针, 就能有效避免地表塌陷事故的发生。
2. 由于土体的松软及蠕变特性, 地层中压力拱结构的失稳还受到时间因素的影响。
因此在隧道施工中, 当出现小范围的塌方时应及时处理, 以便促成下一级压力拱的形成与稳定, 避免造成更大范围的地表塌陷和塌方。工作面无支护空间是影响地表塌陷的重要因素。因此, 在施工中应尽量减少无支护空间, 并针对此空间施加预支护结构, 这是避免地表塌陷的前提条件。
四、结语
综上所述, 在进行隧道施工过程中, 为了有效避免隧道塌方及地面塌陷事故的发生, 应加强深部地层的沉降监测与地面沉降监测等工作。从而能够及时发现塌方隐患, 并采取及时有效的处理措施, 避免地面塌陷事故的发生, 确保隧道施工安全的顺利开展。
摘要：本文通过对深圳地铁某区间隧道施工过程中发生的地表塌陷进行了分析, 并对上述问题进行了深入研究, 得出了一些有益的结论。希望对城市地铁隧道工程施工及预防地表塌陷有一定的指导意义和借鉴作用。
关键词：隧道,塌陷,原因,控制
参考文献
[1]刘艳军, 孙敦本.深基坑变形控制研究进展[J].四川建筑科学研究, 2011 (01) .