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东营黄河公路大桥主桥超长群桩施工控制技术东营黄河公路大桥主桥位于黄河下游,地质条件复杂,水流湍急,施工环境恶劣。为确保桥梁结构稳定与安全,主桥采用了超长群桩基础施工技术。该技术主要针对深厚软土层和复杂地质条件,通过合理设计桩长、桩径及布桩方式,有效提高承载力并减少沉降。
在施工过程中,首先进行详细的地质勘察,明确地基土层特性,以优化桩基设计参数。其次,采用旋挖钻机等先进设备,结合泥浆护壁工艺,解决超长桩成孔难题,确保成孔质量。同时,严格控制混凝土灌注过程,防止断桩或夹泥现象发生。此外,引入信息化监测手段,实时监控桩基施工过程中的轴力、位移等关键指标,及时调整施工方案。
此技术还注重环保措施sy/t 6633-2019 海上石油设施应急报警信号指南,通过循环利用泥浆、减少废弃物排放等方式,降低对黄河生态环境的影响。最终,超长群桩施工技术的成功应用,不仅保障了东营黄河公路大桥的建设质量,也为类似复杂地质条件下的桥梁基础施工提供了宝贵经验。
( 1)孔中心偏差<5㎝;
( 2)钻孔倾斜度<0.5%;
( 3)钢护筒中心线与桩中心线误差不得大于2.5㎝;
( 4)通过检测管对桩基进行100%无破损检测;
按桩基数量的3%钻芯取样检验
二、钻孔桩施工控制工艺
1、钻孔平台
2、钢护筒制作及埋设
3、 钢护筒制作及埋设
钢护筒施工采用 25T机械式吊车,在钻孔平台上配合90型振动锤将护筒打入。为保证钢护筒的垂直度及平面中心位置满足施工要求,在钢护筒吊装到位后,用经纬仪对其垂直度、中心位置进行准确定位。施工中利用双层型钢导向架控制护筒插打过程中的垂直度。插打过程中为防止护筒受力偏心而造成倾斜,振动锤要沿护筒的对角线插打。并每进尺2米左右用经纬仪对其垂直度进行测量,若不符合要求及时纠偏,严重的要拔出重新插打。
4、 钻机布置原则
由于承台下桩基数量较多,间距较小,为防止两相邻钻机作业时由于振动或相互间水头作用影响,使下部的地层因扰动而发生坍孔乃至串孔,按隔桩钻进的原则施工,严禁相邻两根桩同时开钻;对已灌混凝土的桩基应至少静置 24h后周围桩才可开钻。
5、设备选择
超长钻孔灌注桩施工关键是设备的选型、混凝土配合比的选择、钻进过程中泥浆的配置及钻进速度的控制,并要保证整个施工过程的连续性。设备的优化、合理配置是保证施工过程连续的关键环节。经统筹比较:两台 50m3/h 拌和机作为混凝土拌和设备;混凝土运输采用四台6m3罐车;同时配备两台120KW/h 备用发电机。
6、 钻孔桩施工控制
为了解地质情况和掌握钻进工艺,将前两根桩作为工艺试桩。结果表明:实际地质情况与设计提供基本相符。钻进方式采用正循环,钻进过程中泥浆能起到很好的护壁作用,可以有效的防止坍孔并起到悬浮钻渣容易清孔的作用。
7、泥浆配置
泥浆指标是保证成孔的关键,泥浆比重及粘度偏低则容易坍孔;偏高则不利于钻进,且会造成孔壁泥皮过厚而降低桩周摩擦力。结合实际情况,对于亚砂土地层,采用水、膨胀土和碱按一定比例配制泥浆进行护壁;对于粘性土(亚粘土)地层,直接利用自身粘土造浆护壁。(认真检验泥浆指标)
8、钻进过程控制
开始钻进时保持低档慢速进行,使泥浆比重取下表中的上限控制,使之逐渐起到护壁作用,开始钻进时泥浆比重有一个相对稳定的时期,因此每隔 15~20分钟检测泥浆指标并及时调整。根据钻杆进尺,当钻头接近护筒底部以上2~3米时,要特别注意将钻进速度放至最慢档并调整泥浆比重至最大,使护筒底部有足够的泥浆护壁,防止护筒底部薄弱区域出现坍孔、涌砂现象。当钻孔深度达到护筒刃脚下1.0m后,开始根据土质类别正常钻进。各地层钻进按下表技术参数进行控制:
对于超密超长的桩基施工,为保证成孔质量,在钻进过程中必须严格控制施工中的重要工序环节,具体措施为:
1)在钻进过程中经常用水平尺检查钻盘的水平度,观测引导钻杆前进滑道的垂直度和钻机稳定性,发现问题及时处理。
3)为防止掉钻,在进尺到80m处提钻检查钻具间的连接情况。
4)保持孔内2.5m水头,严格控制各项指标,特别是泥浆比重、粘度一般按以下时间进行检测:每工作班开始时检测泥浆出口处比重、粘度,以后钻进过程中每隔2小时测定一次进浆口和排浆口的泥浆比重、粘度、PH值等指标,并根据地质条件及时进行调整,同时相应调整钻进速度和钻压。
5)选择合适的钻进速度,配置合适的泥浆
对于亚砂土及粉细砂层要保持减压、中速钻进的方式,钻进速度一般保持在10~15r/min,并配置合适的泥浆比重,防止坍孔;
当钻进至粘土及亚粘土层时首先将泥浆比重调至最小,同时改变钻进速度,一般保持在20~30r/min。
6)特殊地质处理
当钻进到地面以下50m左右时,会遇到亚砂土层中的“板砂”层,此类砂层比较坚硬,不易进尺,拌有“跳钻”现象。对于这类地层需要将泥浆指标调至最大,减小钻压慢速钻进,防止出现大块“板砂”松动而扩孔,甚至坍孔;当钻到地面下100m左右的亚粘土和粘土层时,容易出现“糊钻”现象。对于这类地层,应将泥浆比重和粘度调到最小,并向孔内投适量砂石,同时适当控制进尺,防止缩孔。
清孔分两次进行:第一次是在钻孔达到设计标高后,将钻头提起 20~40cm,慢档空转,同时用相对密度为1.08~1.1的纯泥浆置换孔内泥浆,一般6~8小时左右能使孔内含砂率指标达到2%左右,泥浆比重1.10~1.15;第二次是在安装钢筋笼后,灌注水下混凝土前用导管清孔,主要是降低泥浆比重达到 1.05~1.10之间,同时要求沉淀厚度符合《规范》要求,一般2小时即可。从完成的所有桩统计,总清孔时间一般在8~10小时。
10、钢筋笼施工
钢筋笼施工包括场内分节制作与孔口对接。由于钢筋笼较长,合理分节既有利于运输与吊装,又能减少孔口焊接时间。按长度 18~22m进行分节,保持重量在3T左右,由一台8T吊车配合一台25T吊车即可保证吊装。设计要求主桥每根桩基安装检测管进行100%无破损检测,由于检测管100多米长,节头多,为确保检测管接头密封砖基础砌筑技术交底,采用两层焊接方式,先两接头直接对焊,再用10cm长套管封罩。钢筋笼孔口对接安排4台电焊机同时作业,一般在10~12小时完成。
11、配合比的选定
经试验选定配合比为 1:1.50:2.03:0.4(水泥:砂:石:水 ),掺入一定量的减水剂和超细粉以提高混凝土的和易性及抗渗性能。超细粉按25%等量置换水泥,石子为连续级配。混凝土坍落度设计为18~22cm,2小时后坍落度损失11.4%,初凝时间6小时,满足强度及施工要求。
12、混凝土灌注
在东营黄河公路大桥主桥 206根超长群桩施工中,桩基的垂直度及孔径控制良好,没有发生扩孔、缩径及孔径倾斜等质量事故。经对所有的桩基进行100%无破损检测及3%抽检 钻芯取样检验 ,其结果均为Ⅰ类桩。 后又成功的进行了 工艺试桩试验 ;为复杂地质条件下超长群桩施工,积累了丰富的经验。
实践证明对于超长群桩施工控制应注意以下几点:
db37/t 5114-2018 住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程施工与验收规范 (1)设备的合理选择是保证施工顺利进行的基础;
(2)施工过程中泥浆指标及钻进速度的控制是施工的关键;
(3)混凝土配合比的合理选择是成桩质量的重要保障