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旋挖钻施工路桥桩基成孔案例

来源:正鸿旋挖钻机租赁公司作者:正鸿旋挖钻机租赁公司网址:http://eligotech.com
文章附图

旋挖钻施工路桥桩基成孔案例


【摘 要】高速公路、铁路的建设在国家经济建设发展中有着非常特殊重要的地位,由此针对工程建设的质量要求也在逐步提高,尤其作为基础工程的桩基工程。文章结合新建铁路西安至成都客运专线(西安至江油段)南郑特大桥项目论述和探讨了旋挖钻施工工艺及特点。

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  一、工程概况

  南郑特大桥(DgK255+685.34~DgK271+936.21)桥址位于汉中市南郑县境内秦岭山脉以南山前区,行进在南郑县的安坎、高台、新集等集镇。南郑特大桥全长16250.87延长米、共501孔,采用32m简支梁401孔,24m简支梁48孔,(60+100+60)m连续梁2联、6-32连续梁3联、4-32连续梁3联。下部结构为明挖基础、钻孔灌注桩基础,钻孔灌注桩桩径1.25m和1.5m两种。Φ1.25m桩177987延米,Φ1.5m桩7728延米,最长桩基64m。

  二、旋挖钻的施工方法及工艺

  2.1旋挖钻机施工方法

  根据该工程的地质情况,钻孔灌注桩采用旋挖钻成孔,采取泥浆护壁,换浆法清孔,桩身钢筋笼在加工场集中制作,运输至现场后吊机下放钢筋笼,泵送混凝土导管法灌注水下混凝土。钢筋笼绑扎时,按设计要求设置好保护层垫块、超声波检测管和综合接地钢筋。

  2.2旋挖钻机施工工艺

  2.2.1旋挖钻机就位

  旋挖钻机就位点应与便道保持安全距离,防止因共振造成平台塌陷。立好钻架并调整和安设好起吊系统,将旋挖钻机钻头吊起,徐徐放进护筒内。就位时用护桩引出十字线,钻头与十字线交点偏差不得超过20mm,确保就位准确。钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。

  2.2.2护筒埋设

  护筒内径比设计桩直径大约20cm,内壁要求平整, 竖直,壁厚不得少于 5 毫米。

  护筒顶面高出施工地面0.5m,有效防止地面水的流入。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。用锤击、加压、振动等方法下沉护筒,护筒埋设的是否牢靠直接关系到旋挖钻成孔工艺,我们作为施工单位要高度重视。

  2.2.3旋挖钻机钻孔

  旋挖钻机钻进时,进尺适当控制,在护筒刃角处,低档慢速钻进,使刃角处有坚固的泥皮护壁。钻至刃角下 1m 后,按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时,提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放入钻锥倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。

  在对细砂层钻进过程中,钻头提升须缓慢,钻杆转速减到低档,配合聚丙醯胺稳定液施工,通过钻头的离心力,使该高分子材料凝聚在孔壁,使孔壁形成一层富有韧性的胶合薄膜,使孔内泥浆不会渗漏,防止孔壁崩塌,达到稳定钻进的效果。

  需要备用旋挖钻机钻头,检查发现钻孔钻头直径磨耗超过15mm时及时更换修补。

  2.2.4泥浆准备

  泥浆质量是钻孔桩施工的重要保证,根据施工段落的地质情况,每立方米泥浆需膨润土450-500kg,当塑性指数大于15,浮碴能力满足施工要求时,利用孔内原土造浆护壁。根据不同的地质情况施工中适时调整泥浆指标,作业班组做好泥浆检测记录,随时备查。钻孔施工时随着孔深的增加对孔内泥浆及时添制、净化,防止孔壁坍塌。

  2.2.5终孔检查及清孔

  当钻孔深度达到设计要求时,经监理工程师确认,进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。钻孔完成后,孔径、孔垂直度、孔深检查合格后,再拆卸钻机进行清孔工作,否则重新进行扫孔。清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求。孔内排出或抽出的泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s。

  2.2.6钢筋笼的制作安装

  钢筋笼在钢筋加工场统一制作安装。为防止钢筋笼吊安运输过程中变形,每节端头、钢筋笼内环加强圈处用钢筋加焊防变形支撑,待钢筋笼起吊至孔口时,将支撑拆除。钢筋笼入孔时要准确、牢固定位,平面位置偏差不大于1cm,底面高程偏差不大于±10cm。

  2.2.7声测管、导管安装

  对桩长在40m及以上的钻孔桩,按设计要求在钢筋笼内侧设置声测管,声测管与钢筋笼的主筋牢固连接。灌注砼时,导管埋入砼的深度,应控制在2~6m。拔管前须仔细测探砼面深度。

  导管采用Ф30cm的钢导管,保证导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。导管使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm,试压压力为孔底静水压力的1.5倍。

  2.2.8浇注混凝土前二次清孔

  混凝土浇注前利用导管和泥浆分离设备进行二次清孔,孔底沉渣厚度不得大于10cm。清孔时注意保持孔内水头高程。不得小于1m并不大于3m。

  2.2.9灌注水下混凝土

  第二次清孔后马上灌注水下混凝土。初灌前在装砼漏斗底口处要设置严密、可靠的隔水装置,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合规范要求,即可正常灌注。

  灌注开始后,应紧凑地,连续地进行,严禁中途停工。

  灌注过程中,应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内砼面高度,正确指挥导管的提升和拆除,尽量缩短拆除导管的间断时间,拆除导管动作要快。混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m左右。

  三、桩基检测

  四、旋挖钻机施工注意事项

  俗话说“细节决定成败”,在旋挖钻施工过程中细节上的施工对一个项目的施工质量、效益极具影响,所以在施工中应注意以下事项:

  4.1、坍孔

  原因分析:泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水。操作不当,吊放钢筋笼时碰撞孔壁。清孔后未及时浇注砼,放置时间过长。   预防措施:在钻孔附近,不要设临时通行便道,禁止有大型设备作业。在陆地上埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,在护筒周围也要夯填粘土,并注意夯实,护筒周围要均匀回填,保证护筒稳固和防止地面水的渗入。根据地质勘探资料,不同的地质情况,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度及不同的钻进速度。钻孔时要连续作业,无特殊情况中途不得停钻。提升钻头、下放钢筋笼时应保证垂直,尽量不要碰撞孔壁。浇注准备工作做好后及时浇注砼。

  4.2、钢筋笼上浮

  原因分析:导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时,由于浇注的混凝土自导管流出的砼冲击力较大,推动钢筋笼上浮。由于混凝土灌注超过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。

  预防措施: 加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小。灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2―3m时,及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在1―3m,严禁把导管提出混凝土面。

  4.3、钢筋笼下沉

  原因分析:钢筋笼吊筋焊接不牢固;吊筋吊点处出现地面下沉;钢筋笼吊筋安装错误,吊筋过长引起钢筋笼高度出现过低现象。

  预防措施:吊筋采用直径不小于16mm的钢筋制作。认真测量和计算出吊筋长度,并安排有证件的焊接技术过硬的焊工进行焊接作业。并对施工场地进行整平和压实,防止出现地面下沉现象。

  4.4、旋挖钻机卡钻

  原因分析:孔内出现梅花孔,探头石,缩孔等未及时处理;钻头被塌孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住;入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形;钻头尺寸不统一,补焊钻头过大;下钻头太猛,或钢丝绳过长,使钻头倾斜卡在孔壁上。

  预防措施:对于能向下活动的上卡可用上下提升法即上下提动钻头,并配以将钢丝绳左右拨移旋转。卡钻后不能强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锤,或冲、吸的方法将钻锤周围的钻渣松动后提出。施工中注意保持护筒垂直,防止倾斜,钻头尺寸应统一,下钻应控制钻进速度,不要过猛,过快。

  4.5、旋挖钻机掉钻

  原因分析:卡钻时强提强拉,操作不当,使钢丝绳或钻杆疲劳断裂;钻杆接头不良或滑丝;马达接线错误使不应反转的钻机反转。

  预防措施:卡钻时应设有保护绳方能适度强提严防钻头空打。经常检查钻具,钻杆,钢丝绳和联结装置。掉钻落物时,宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞,若落体已被泥沙埋住,则应用冲、吸的方法,先清除泥沙,使打捞工具接触到落体后打捞。

  4.6、旋挖钻机扩孔及缩孔

  原因分析:护孔因为孔型坍塌或钻头摆动过大所致;缩孔原因是钻锤摩损过 ,补焊不及时或因地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小。

  预防措施:注意采取防止坍孔和防止钻锤摆动过大的措施;注意及时补焊钻锥,并在软塑地层中采用失水率小的优质泥浆护壁;已发生缩孔时,宜在该处用钻锥上下反复扫孔扩大孔径。

  五、结束语

  通过西安至成都客运专线(西安至江油段)南郑特大桥桩基施工,使用旋挖钻机进行桩基施工,有桩基基础施工质量优、成孔速度快以及对环境污染小且适应性强等优点,是一种理想的施工方法。


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