深水裸岩地层3m大直径桩基施工关键技术.pdf
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1、桥|隧|工|程深水裸岩地层3 m大直径桩基施工关键技术宁桂锋(广西南玉铁路有限公司,广西南宁53 0 0 2 2)摘要:六景郁江特大桥采用五跨钢混部分斜拉桥跨越郁江主航道,主墩桩基为裸岩地层3 m大直径深水桩基,桩基钢护筒需要在裸岩地质定位安装,施工难度大,工期紧。文章结合工程特点,提出采用一种创新的裸岩地层双层钢护筒施工技术,改进了大型旋挖钻机大直径桩基成孔工艺,有效解决了裸岩地层大直径钻孔灌注桩施工难题,为类似工程的施工提供经验借鉴。关键词:裸岩地层;双层钢护筒;大直径桩基;分级扩孔中图分类号:U445.4文献标识码:ADOl:10.13 2 8 2/j.c n k i.Wc c s t.
2、2 0 2 3.0 8.0 3 6文章编号:16 7 3-48 7 4(2 0 2 3)0 8-0 112-0 20引言随着我国跨江跨海桥梁建设日益增多,水上钻孔施工的工程越来越多。由于水上施工具有不可预见因素多、施工风险高、施工难度大等特点,同时桩基基础作为工程施工的关键环节,直接影响后续工序的总体工期,因此必须确保一次成优。其中,裸岩地层大直径钻孔灌注桩施工,成倍地增加了水上大直径钻孔灌注桩的施工难度,对成桩质量提出了更高的要求 们。本文以南玉铁路六景郁江特大桥为依托,参考类似工程桩基施工经验,对桩基施工工艺进行优化研究 2,采用双层钢护筒、大型旋挖钻机分级扩孔成孔施工技术,确保了桩基成孔
3、质量,为裸岩地层大直径桩基施工提供经验。1工程概况新建南玉铁路六景郁江特大桥全桥长11.46 5km,主桥为双塔双索面钢混部分斜拉桥,采用主跨(41.7 5+109+320+109+41.75)m 的跨越郁江,桥位水深约15m。其中P3#和P4#墩为斜拉桥主墩,基础均采用2 4根桩径3 m的钻孔桩,桩长分别为40 m和46 m。主墩桥位处地质以淤泥质粉质黏土、弱分化砂岩为主,覆盖层较浅。因此需要解决钢护筒下放及漏浆,同时需要选择适宜的钻孔设备及施工方法,只有克服这几项技术难题才能确保成孔及成桩质量。2桩基设备选型深水大直径桩基桩底地质坚硬,设计多为柱桩,常规施工多采用冲击钻或气举反循环钻机,而
4、采用旋挖钻机施工成孔的案例较少。通过选择与主墩地质相同位置的郁江岸边,进行大型旋挖钻机试桩工艺,保证各施工参数与主墩一致,对成桩施工工艺进行研究总结,得出相关的钻进速度、钻进方式、泥浆指标等参数。结合项目施工组织及工期目标,两个主墩均选择选择XR550大型旋挖钻,配用捞砂钻、筒钻、牙轮钻钻头进行钻进,适用于裸作者简介:宁桂锋(19 9 0 一),工程师,主要从事铁路建设工作。岩地质条件下桩基钻孔施工。3桩基成孔技术两个主墩桩基采用双层钢护筒、大型旋挖钻机分级扩孔成孔施工技术。3.1裸岩地质条件下钢护筒安装技术3.1.1钢护筒安装工艺钢护筒需在裸露岩面上埋设,埋设的整体方案是:(1)下放外套阻水
5、钢护筒,护筒大小应能满足基岩开槽设备施工空间,对基岩开槽施工起导向定位的作用,采用旋挖钻牙轮筒钻切槽,在外套护筒的导向定位作用下,在基岩上切槽,形成略大于施工护筒的圆形槽位;(2)下放内护筒,在外套护筒的导向下内护筒精确嵌入所切的环形槽位里,形成稳定的护筒受力结构,在实现护筒的精准就位同时确保护筒底与基岩面密贴。如图1所示。钻孔平台面施工水面外护筒施工护筒黏土封堵层图1钢护筒安装布置图3.1.2外护筒安装主墩钢护筒总长为2 8 m,采用分节沉放,孔口竖向对接焊,下沉采用整体式双层型钢定位导向框进行定位,上下两层导向架间距5m,满足相关的刚度要求。实际施沉时,完成第一节钢护筒的入土着床,重点检查
6、其垂直度、平面偏位,确保竖向二次对接的垂直度 3。裸岩河床顶面黏土封堵层112西部交通科技WwemiemncainsCommunications Science&Technology深水裸岩地层3 m大直径桩基施工关键技术/宁桂锋3.1.3切槽外套护筒加固完成后,钻机就位并对位好桩中,选用6 g3.4m超长牙轮筒钻开始钻进,在$3.5m外套护筒中开始进行环切切槽,切槽外径为$3.4m,牙轮宽度即切槽宽度为2 0 cm,环槽内径g3.2m,切槽深度为2 m。3.1.4施工护筒下放完成入岩2 m环切切槽后,提出钻头并移开钻机,按照下放外套护筒施工步骤,下放外径$3.3 m施工护筒,施工护筒下放时需
7、确保精准落入环切槽内,然后采用120t振动锤振动至不再下沉为止,确保护筒底与槽底密贴。施工护筒下放完成后,撤除外套护筒限制,拔起外套护筒,同时加固已入槽的施工护筒。施工护筒由于已入槽,在外套护筒起拔过程中能确保稳定。同时,在外套护筒拔除时,应迅速加固已入槽的施工护筒。3.2桩基成孔施工技术3.2.1钻孔工艺由于六景郁江特大桥主桥岩层为硬质砂岩,钻孔工艺选定为分级扩孔成孔工艺:钻头中心定位及纠偏1.5m牙轮筒钻钻进至孔底(过程中截齿筒钻取芯)1.5m导向2.0 m牙轮筒钻扩孔钻进2.0 m导向g2.5m牙轮筒钻扩孔钻进2.5m导向g3m牙轮筒钻扩孔钻进3 m截齿筒钻扫孔成孔检查及一次清孔下放钢筋
8、笼及二次清孔混凝土灌注。3.2.2钻头中心定位及纠偏岩面虽经过清淤且前期已完成护筒埋设,但仍不能确保护筒范围内岩床平整,故开孔施工时的钻头中心定位及纠偏是确保成孔质量的重要保障。如图2 所示,利用特制的上导正牙轮筒开始护筒内钻进,利用$3 m导正圈与施工护筒确保1.5牙轮筒钻垂中切割岩面。此时的1.5m牙轮筒钻中心与上导正圈及施工护筒均同轴。上导正牙轮筒的使用,既完成了钻头中心定位,也确保了垂直入岩。施工护筒图2 上导正钻头钻进示意图3.2.31.5m钻孔及修孔利用g1.5m的取芯筒钻及捞渣钻头将g1.5m筒钻切削部分捞出,此部分经过上导正定心及筒钻切削,此段垂直度已得到保障。采用1.5m长筒
9、钻切削,捞渣斗捞渣及取石柱等施工方法,直至1.5m直径到达设计桩底高程。利用特制g1.5m6m修孔钻头,对已钻至孔底的孔形,进行修孔。确保整体孔型顺直。3.2.4逐级扩孔转进、沉渣捞取及成孔修孔完成后,利用下导正钻头开始扩孔,扩孔过程配合相应捞渣钻头捞取扩至孔底的钻渣。同时,后续逐级以每0.5m孔径递增,直至完成g3m扩孔施工。钻孔深度达到设计标高后,对孔深、孔径进行检查。如图3所示。3.30m$2m捞渣p2.5m-2m钻头钻至下导正钻头渣钻头钻下导正钻孔底扩孔至孔底至孔底3m$3m42.5m$2m2m图3 分级扩孔示意图3.2.5桩基清孔施工技术成孔后进行一次清孔,以免间隔时间过长,造成清孔
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