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摘要:通过合理选择旋挖机在桥梁桩基的使用,在保证成孔质量的同时,大大增加了施工进度,并节约了施工成本,取得了良好的社会效益和经济效益。
关键词:桥梁桩基;旋挖灌注桩;施工工艺
中图分类号:TU997文献标识码: A
前言
随着我国高速公路的日益崛起,各种桩基在高速公路桩基中的不断使用,针对不同底层,选择合理的设备,不仅能加快施工进度,也能节约成本。旋挖机作为,不入岩地层的首选。该设备具有扭矩大,成孔速度快,操作方便等优势。
一、工程概况
杭州湾跨海大桥杭甬高速连接线公路工程(余夫公路至小曹娥互通段)位于浙江省宁波市余姚市,自南向北穿越宁波市余慈中心城规划圈西部,作为杭州湾跨海大桥杭甬高速连接线的第二段,南端接“余夫公路”项目,北接规划的小曹娥枢纽连接杭甬高速公路复线。。
杭州湾跨海大桥杭甬高速连接线公路工程(余夫公路至小曹娥互通段)第3合同段由宁波交通工程建设集团有限公司承建,本合同段里程桩号从K14+660.4。路线向北展线,经朗街道,于泗门镇海南村北设泗门互通联系G329北复(姚北大道),再向北跨越四塘横江、五塘横江,终于小曹娥符丁五丘东,接规则的杭甬高速公路复线小曹娥互通,终点桩号K22+060
二、主要工程量
根据总包方要求,本工程钻孔桩P91-P217墩由我方施工,工程钻孔桩由Φ1200mm组成,设计桩长为58m~70m之间不等。
编号 工程名称 单位 数量 备注
1 桩基φ1.2m (旋挖钻机) M 85000 约1278根
2 钢筋笼 T 3124
3 声测管 T 358.23
三、工作内容
桥梁桩基工程钻孔灌注桩施工,主要包括场地及施工平台开挖和整平、泥浆循环系统设置、桩位固定、引桩、护桩、护筒制作、埋设、拆除,机械设备进退场、安、拆、位移、机械钻孔、挖泥浆池(含泥浆池维护)、造浆、换浆、护壁、成孔、验孔、清孔、清除废渣浆等沉淀物,声测管(加工、安装,以及固定钢筋安装),安、拆导管及漏斗、灌注混凝土、凿桩和废桩头处理(其中凿桩时的土方开挖工作由总包负责另行安排)、配合桩基检测工作,各种材料及机具的装卸倒运(包括垂直运输、水平运输)等工作。
四、机械设备配置计划
根据地质资料及设计要求,结合以往施工经验,本项目钻孔桩成孔施工拟采用SH-30型旋挖钻机的方式完成成孔任务。
拟投入本工程的主要施工机械计划表
序
号 机械或
设备名称 型号
规格 数量 用于施工部位 备注
1 旋挖钻机 SH-30 2台套 桩基施工
2 导管 Φ300mm 530米 灌注混凝土
3 泥浆泵 3PN 8台套 泥浆循环
3 导管震动锤 / 1台
4 泥浆泵 7.5KW 12台套 排浆
5 旋流器 / 5台套 清孔
6 清水泵 2.2kw 12台 抽水
7 挖机 PC200 5台 清渣
8 汽车吊 25T 6台 钢筋笼制安、砼灌注
9 平板车 / 1台 钢筋笼运输
10 电焊机 BX-500 4台 钢筋笼制安
11 钢筋切断机 SHS7-307968 2台 钢筋笼制作
12 钢筋弯曲机 GF16 2台 钢筋笼加工
13 切割机 / 4台 钢筋笼加工
14 分配箱 / 5个
注:钻机机械设备根据合同工期、合同工程量需要进行增调。
SH-30型旋挖钻机技术参数
产品技术参数 上海金泰SH30 备注
动力头扭矩 360kN.m
动力头转速 6―30rpm
液压系统压力(KN) 300
液压系统拔力(KN) 300
动力头行程 11000mm
桅杆侧倾 6°
桅杆前倾、桅杆后倾 5°、15°
发动机生产厂家 美国卡特彼勒
钻孔深度 : 钻孔直径 : 56-100m 、1.8~2.5mm
底盘型号 JT90
主卷扬最大拉力 300/400 kN
钢丝绳直径 36mm
钢丝绳速 60m/min
辅助卷扬最大拉力 75kN
钢丝绳直径 18mm
钢丝绳速 45m/min
整车工作宽度 4600mm
整车运输宽度 3450mm
整车工作高度 27400mm
履带板宽度 800mm
最大牵引力 650 kN
发动机型号 QSM11-C
发动机额定功率 298kw/1900rpm
整车工作重量 70.5t
五、旋挖钻机钻进成孔
1、成孔工艺
旋挖钻机成孔工艺与其它桩基不同。旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺,是一种无冲洗介质循环的钻进方法,但钻进时为保护孔壁稳定,孔内要注满优质泥浆(稳定液)。
旋挖钻机工作时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
旋挖钻机行走机动、灵活,终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。
2、钻孔定位
在桩位复核正确,护筒埋设符合要求,护筒、地坪标高已测定的基础上,钻机才能就位;桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后,利用自动控制系统调整其垂直度,钻机安放定位时,要机座平整,机塔垂直,钻头中心与护筒十字线中心对正,注入稳定液后,进行钻孔。
3、钻进成孔
成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程对钻头磨损超标的及时更换;根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度;根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长,计算出桩底标高,以便钻孔时加以控制。
成孔中,按试桩施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。
钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;砂层、角砾土则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。
钻机就位时,必须保持平整、稳固,不发生倾斜。为准确控制孔深,应备有校核后百米钢丝测绳,并观测自动深度记录仪,以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度,确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度,防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。钻进成孔过程中,根据地层、孔深变化,合理选择钻进参数,及时调制泥浆,保证成孔质量。
钻进过程中,每一钻程进尺应控制在0.5m左右。每次提钻时,及时向孔内注入合格的泥浆至孔口,以保证孔壁的稳定性。
钻进中,不可超进尺钻进,防止孔内沉渣过多。
每钻进回次,下钻时应观察钻机平整度,及中心点。如有偏移,须及时调整后方可下钻,钻进。以防孔斜。
孔底沉淤控制。旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土,后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓,钻至设计标高对土的扰动很小,没有聚淤漏斗,所以要加强稳定液的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀,还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后,应尽快进行钻机移位、终孔验收工作。
本工程桩基成孔后及时通知总包及相关检测人员对孔径、孔深、垂直度以及沉渣厚度进行检测,满足要求后再进行钢筋笼的安放以及水下混凝土的灌注。
4、施工注意事项
(1)钻机对位应以控制桩拉十字线控制,钻头对准十字线交点,符合偏差要求后开始钻进。
(2)钻机施工中检查钻斗,发现侧齿磨怀,钻斗封闭不严时必须及时整修。
(3)泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。
(4)根据不同地质情况,必须检测钻进和二清后灌注前的泥浆性能指标,对不同地层及时进行调整,确保泥浆对孔壁有效的护壁作用。
(5)钻进时要注意检查钢丝绳、钻头连接情况,发现问题及时处理。同时检查钻机整体状况,并定期进行保养。
(6)按照钢丝绳更换标准的要求及时更换磨损超标准的钢丝绳;更换或修复磨损严重的连接件,不凑合使用,严护孔内事故的发生。
(7)木桩打设应与桩位保留一定距离,不得影响钢护筒打设;
(8)平台搭设应牢固坚实满足桩机承载力要求,做好加固工作;
(9)现场专人对承台桩机架进行平整度、垂直度及沉降量观测,发现异常及时上报并采取措施恢复允许范围内;
(10)现场设置警示标志,危险区域设围挡减少不必要的安全隐患;
(11)施工中严禁泥浆流入河道污染水源,做到及时清运保持现场环境;
(12)施工完毕,应及时拆除平台进行周转。并恢复河流原样。
结束语
通过本项目的的施工,实践证明SH-30型旋挖机在桥梁桩基施工,是一款高效率、环保型的成孔设备。对各种土层、砂层具有良好的成孔的效果,具有良好的社会效益和广阔的市场推广前景。
参考文献
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