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时间:2017-12-06
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1、广珠铁路深水钻孔桩施工技术 摘要铁路桥梁跨越较大河流时需进行深水基础施工,难度较大。本文以广珠铁路西江特大桥主桥深水钻孔桩施工为例,详细介绍了利用水中钻孔平台进行深水钻孔桩的施工工艺。关键词深水基础钻孔平台钻孔桩施工技术中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1.工程概况广州至珠海铁路在广东省江门市鹤山市跨越西江,西江特大桥全长7024.77米,跨越西江处常水位水面宽950米,施工水深36.5米,主航道采用(110+2×230+110)m连续刚构。西江是中国径流量第二的内河,是国家航运主航道。施工中如何做到既保证施工顺利进行对航运干扰最少,又做到不影响西江环保水
2、质是本工程的重点。主墩141#位于河流东岸,基础为12根φ2.8m钻孔桩,桩长77.5m,地质资料如下图:根据钻孔揭露,141#墩处从河床往下分别为:细砂、淤泥质砂(60kpa);粗圆砾土(350kpa);强风化砂岩(300kpa);弱风化砂岩(450kpa)。河床细砂、淤泥质砂覆盖层较厚,均在20m以上。2.施工方案7主桥141#墩为12根φ2.8m钻孔桩,桩长77.5m,且在深水中。根据场地及地质情况分析和研究后,采用如下施工方案:利用钢管桩、贝雷梁及工字钢搭设水上钻孔平台,ZK15型冲击钻机钻孔,超长钢筋笼采用分节吊装下放,竖向导管法灌注水下混凝土。3.施工重难
3、点本墩位位于西江主航道,先期打设钻孔平台时要严格控制打桩船位置及打设时间,积极与航道及海事部门联系,确保施工顺利进行及航道运行安全。本墩位地质表面淤泥覆盖层较厚,达23米,钻孔平台钢管桩必须根据平台荷载详细计算,确保钻孔平台施工期间稳定,同时又要力争临时设施投入最小。钢护筒打设无法完全穿透淤泥层,根据地质情况,打设深度即要保证护筒稳定,又要保证钻孔桩钻进时护筒底部不缩孔。同时为确保安全,钢护筒要预留钻进时随时跟进的条件,防止钻进时无护筒段淤泥层出现缩径。深水钻孔桩出碴工艺将直接影响钻孔桩施工进度。4.主要技术措施4.1钻孔平台7根据墩位的工作内容,钻孔平台除需进行钻孔
4、桩施工外,还要用来进行承台墩柱的施工,使用期限约需3年,故顶面标高按西江百年一遇洪水标准设置。根据设计资料,墩位处西江百年一遇洪水位为8.8米,钻孔平台标高按9.3米设置。钻孔平台立柱采用Ф813×12mm螺旋钢管,立柱插入河床地层的深度,按照平台所受荷载计算确定。钢管桩的布置形式,要结合钻孔桩布置情况和钢护筒插打的空间要求进行布置。钢管立柱采用振动锤打入河床,每根钢管桩桩长根据河床基岩标高、承载力变化自22-45m不等,桩尖进入基岩面下1m。各钢管桩之间用槽钢纵横连接,在钢管桩顶设桩顶垫板和加劲板,垫板上放置双排翼缘板焊接H型钢垫梁,在垫梁上放置单层双片式贝雷梁,贝
5、雷梁上面放置工字钢分配横梁。平台顶面工字钢上扣放槽钢做为钻孔施工平台面板,见下图。4.2钢护筒施工(1)钢护筒内径为φ310cm,采用壁厚16mm的A3钢板卷制而成.为便于运输和下放每节长度不大于12m。为加强护筒的整体刚度,间距4m在焊接接头焊缝处加设厚钢带补强。为防止钢护筒插打时底部变形,护筒底脚处加设厚钢带作为刃脚。(2)为保证护筒定位的安装精度,在平台上安设导向架,导向架用型钢焊接而成,分上、中、下多层定位框,导向架比护筒外径大5cm,采用377kw振动锤振动下沉到河床面为止。再校正其垂直度和护筒平面位置偏差后,振动锤振动下沉直至护筒底部到达设计标高。74.3
6、钻机选择(1)成孔工艺的选择:由于本工程要求入岩较深,要求成孔机械必须有很强的破岩能力,且旋转钻机钻头难以钻透顶板,嵌岩难度大;另一方面由于本工程岩层起伏大,钻机钻进时岩层接触不均匀,钻机震动强烈,易沿斜岩面倾斜造成斜孔,容易卡钻,因此本工程考虑采用冲击钻机成孔。选择冲击钻机进行入岩施工主要优点有:a、由于冲机成孔对孔壁产生的挤压作用,使得其孔壁比较密实;b、由于冲击成孔时,冲锤为自由落体运动,能保证桩孔的垂直度;c、一旦出现卡锤、掉锤等事故时,易于打捞。(2)成孔设备的选择:结合成孔工艺、地质条件和设计方案,采用ZK15型冲击钻机施工主桥141#桩基,布置4台钻机。
7、4.4泥浆循环系统在水中钻孔,为防止塌孔,保持水头,在钻进中采用优质膨润土化学泥浆。为保证膨润土泥浆的性能,在泥浆中掺入掺量为膨润土0.05%的羧甲基纤维素、膨润土0.1%的木质素磺酸钠盐、和膨润土0.3%的纯碱。7桩基钻进施工过程中,采用机械强制净化,平台上配泥浆分离器1台,经过脱水分离后的泥浆提高沉渣干度,缩小体积,大大节省泥浆的运输和外运处理费用;而且经泥浆分离器分离后的液体含固率降低,可以回流到泥浆槽内,随时调节泥浆浓度,有利于提高钻进速度和成孔质量。本墩位平台至桩底的钻孔工作长度为100米,钻进0-60米范围内,泥浆循环采用正循环工艺,新泥
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