严寒地区桥梁混凝土钻孔灌注桩基础施工技术的研究与实践.pdf
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1、2 0 1 5年第 2期( 总 2 0 2期 ) 安徽建筑 l_ = = IIl II 岩 土 工 程 与 基 础 处 理 安 徽 建 筑 l DOI : 1 0 1 6 3 3 c n k i 1 0 0 7 - 7 3 5 9 2 0 1 5 0 2 0 2 9 严寒地区桥梁混凝土钻孔灌注桩基础 Re s e a r c h a n d P r a c t i c e o n Co n s t r u c t io n T e c h n o l o g y 施工技术的研究与实践 f o r Dr i l l - Ho l i n g Pi l e o f Br i d g e Co n
2、c r e t e i n Co l d Ar e a 杨 江 朋 ( 陕 西 铁 路 工 程 职 业 技 术 学 院, 陕 西 渭 南 7 1 4 0 0 0 ) 摘要: 严寒地区由于温度低、 施工条件恶劣, 混凝土结构施工质量很 难保障。 一直是困扰着工程技术人员的一项难题。文章以松花江大桥 的钻孔灌 注桩施 工为例 , 对施 工过程 中各 关键技 术环 节的温度控制进 行了详细介绍 , 重点分析了施工要点和相关措施, 可为严寒地区桩基 础施工和设计提供理论依据。 关键词 : 严寒; 混凝土; 钻孔桩; 施工 中图分类号 : U4 4 3 1 5 * 4 文献标识码 : B 文章编号: 1
3、 0 0 7 - 7 3 5 9 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 6 8 0 3 1 工程概况 松花江大桥工程项目为哈尔滨绕城公路东北段( 秦家至东 风) 的 主要控 制工 程 , 全长 2 3 2 4 9 2 m, 主桥 为 3 X 1 3 8 m + 9 0 5 m 的大跨度预应力混凝土连续梁结构, 下部结构采用上 、 下行分 离式钢筋混凝土实体墩。主桥墩承台为整体式 , 平面形状为六 边形, 长为 2 9 5 m, 宽为 1 2 6 m。 设计厚度为4 m。 承台下设 1 6根 直径为 2 m的钻孔灌注桩。梅花分布, 桩径 2 0 m, 间距 5 2 m, 水 中墩桩长 ? 7
4、m, 陆地主桥桩长 ? 0 m 桩顶标高为 一 1 7 8 5 m, 桩底 标高为 _ 9 5 0 m。该地区属于大陆季风性气候, 为北寒带气候条 件 , 冬季漫长达 5个月之久 , 年平均气温 3 63 8 , 最大冻结 深度 1 ? S m 2 0 5 m, 地面稳定冻结期为 1 1月下旬 , 地面稳定 解冻期为4月中旬。 地质构造为细砂、 中砂、 粗砂、 砾石、 亚粘土 及粘土分层堆积层 , 桥梁基础均穿越上述各堆积层后 , 桩底座 落于全风化或微风化砂岩或泥岩。 根据钻孔桩施工进度安排 , 3 4 、 3 5 、 3 6 、 3 7 、 3 8 主墩钻孔 桩部分桩要在 1 1 月 l
5、2月之间施工,而在 1 2月份本地区最 低温度在 2 0 3 0 之间,规范要求在室外 日平均气温连 续 5 d稳定低于 5 C 时须进行冬季施工。 2 严寒地 区桩基施工存在 的主要 问题 桥梁桩基础是桥梁的重要组成部分, 它的质量好坏直接影 响到整座桥梁的工程质量和列车的运行安全。 由于桥梁桩基础 施工的隐蔽性,在施工过程中存在不可预见性的因素较多, 即 使在常温情况下施工, 也经常会出现一些不可避免的问题 , 如 果这些问题不能够在施工中提前采取措施予以处理, 将直接影 基金项 目: 陕西铁路 工程职业技术 学院科研研究课题 ( 编号 : 2 0 1 2 2 4 ) 作者简介: 扬江朋(
6、 1 9 7 8 一 ) , 男, 陕西合阳人 , 毕业于兰州铁遘学院, 讲 师 。 响到桩基础的工程质量, 可能会给整个工程造成巨大损失。在 严寒地区,桥梁桩基础除了遇到通常容易出现的问题之外 , 还 会遇到因天气寒冷而出现的其他大量问题。 如机械设备不能正 常使用 、 泥浆受冻析水、 因温差过大钢筋焊接质量不易保证、 混 凝土拌合料温度过低 、 水下混凝土防冻等。 因此, 在严寒地区桥 梁桩基础的施工中, 要积极采取有效措施 , 克服由于气候原因 给桩基础施工带来的各种不利影 响 , 确保桩基础施工的各项指 标达到规范要求。松花江大桥所在地区为北寒带气候条件 , 冬 季漫长, 年平均气温低
7、, 主桥桩基础施工正好处于一年中最冷 的时间 , 给桩基 础的施工带来诸多困难 。 3 严寒地区钻孔桩施工的关键技术 以松花江大桥工程项 目主墩钻孔桩施工为例进行说明。 3 1操作系统 的加热保温 为了创造良好的冬期施工环境 , 保证机械的正常运行及钻 孔成桩的质量, 在钻孔桩处将型钢与钻机支架结合 , 搭设保温 大棚 , 用棉毡围裹 , 内设煤炉或碳火盆。 将钻机等机械设备置于 保温大棚之中, 使棚内温度维持在 O 一 1 0 之间, 以便于生 产人员的操作和机械的正常运转, 也便于保证灌注混凝土的入 孔温度不低于 5 。【 ” 3 2泥浆处理 在冬期施工,对泥浆在低温下容易析水问题应予以重
8、视。 经试验发现膨胀土泥浆受冻后容易析水 ,使用粘土应掺加 C MC ( 羚基纤维素) 和纯碱( N a 2 C O ) , 务必使泥浆在冬期的各项指 标满足规范要求 。为了保证泥浆的拌制、 储存、 输送、 浮渣 、 循 环的正常进行, 应采取如下的加热保温措施。 拌制泥浆用的粘土均使用暖土,在进入冰冻前即将粘 土运输到现场, 集大堆存放 , 并用棉帐篷覆盖, 以防止冻结 , 如 发生粘土冻结, 则需打成碎块。 泥浆拌制池、 贮浆池、 沉淀池均罩以暖棚 , 桩池四周外层 用装满河砂的草袋围挡, 内层填珍珠岩、 炉渣或暖土保温。 在池 与池之间设火炉加温。 泥浆循环管路均用防寒毡裹。 每台钻机另
9、设一套备用管 路, 一旦受冻可及时将备用的管路换上。 对于钻孔保温大棚到 泥浆溜槽也要设置暖棚, 防止泥浆受冻后影响各项技术指标。 泥浆配 比采用膨润土 : 水 : 纯碱 = 2 0 0 k g:l O 0 0 k g: 4 k g 的比例进行配置 , 可根据现场施工要求对比例参数进行适当调 整, 必要时, 加入一定量的纤维素来改善泥浆性能。 对于泥浆的 安徽建筑 2 0 1 5年第 2期( 总 2 0 2期 ) 性能指标, 根据地层条件控制, 主要指标包括比重、 粘度 、 砂率 三项, 比重控制在 1 0 61 1 0之间 , 粘度 1 72 0 S , 砂率小于 4 。 除保证泥浆的各项技
10、术指标( 主要是相对密度、 粘度、 含砂 率等) 外, 为了防止泥浆受冻, 应每隔 34 h对粘土、 搅拌池、 沉 淀池、 泥浆槽 、 护筒内泥浆及作业棚、 泥浆棚的温度测定一次 , 发现温度异常及 时采取加热措施 。 3 3钻孔与清孔 水中墩钻机设立在施工平台上 , 钻机采用反循环旋转钻机 进行钻孔。 在严寒的冬季钻孔, 首先应考虑钻机的防寒问题, 宜 选择电力为动力源, 同时在孔位和钻机周围搭设暖棚 , 保证孔 位处温度符合要求。 终孑 L 检查后 , 应迅速清孔, 不得停歇过久使泥浆、 钻渣沉淀 增多, 造成清孔工作困难, 清孔完毕后在最短时间内灌注混凝 土。 使用反循环回转钻机钻孔时,
11、 可在终孔后停止进尺, 利用钻 机的反循环系统的泥石泵持续吸渣 5 m i ni 5 mi n左右, 使孔底 钻渣清除干净。孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时, 即 可终止清孔。在灌注混凝土之前要进行二次孔深检测, 如果沉 淀层超过设计允许范 围 3 0 e m, 应进行二次清孔 。 3 4钢筋骨架加工制作 冬期钻孔桩施工的钢筋骨架加工制作与常温施工大体相 同, 但应注意焊接钢筋全部在现场搭建的暖棚内进行 , 当必须 在室外进行时 , 最低温度不宜低于一2 0 , 并采取防雪挡风措 施, 减少焊件温度差, 焊接后的接头严禁立刻接触冰雪。 3 5水下混凝土的施工 水下混凝土的冬期施工时 , 需
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