新开河特大桥工程大口径灌注桩施工工艺研究

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对某特大桥主墩大直径超深钻孔桩施工技术的探讨

对某特大桥主墩大直径超深钻孔桩施工技术的探讨

对某特大桥主墩大直径超深钻孔桩施工技术的探讨[摘要]某特大桥主墩桩基础采用直径3.0m钻孔灌注桩,具有桩径大、嵌岩最大厚度达100m,成孔深度超过120m,质量要求高,施工风险大、工期紧等特点。

根据工程特点,介绍了该钻孔灌注桩的施工技术,包括施工平台及栈桥搭设、成孔设备的配置及成孔技术、钢筋笼制作与安装、水下混凝土灌注等内容,可为同类工程提供借鉴。

[关键词]特大桥主墩;大直径;钻孔桥;施工1工程概况本座特大桥,全长11.466km,主桥采用(57.5+109.25+230+109.25+57.5)=563.5m钢桁梁斜拉桥结构,引桥主要采用32m 、24m跨后张法预应力简支箱梁。

桥上为四线铁路,中间两线为快速客车通道,两侧两线为火车及相对较低速度客车通道。

两主塔承台面以上高度105m。

主桥241#~245#墩位于水中,在施工一般水位+1.0~+2.0m下的水深约2~19m,其中243#、244#主墩为每墩18根Ф3.0m钻孔灌注桩基础,桩长分别为96.5m、102m,桩底标高分别为-105.8m、-112.2m,在+9.76m施工平台下的相应成孔深度分别为116.5m和122m。

主墩基础设计采用低桩承台形式,244#主墩在施工一般水位下水深约8m,覆盖层厚度只有1~4m,承台埋入河床超过其1/2高度;243#墩在施工一般水位下水深8~15m,覆盖层厚度较大,情况见表1所示。

主墩244#桩基采用C30 水下混凝土,单桩灌注量达807m3。

表1 243#、244#主墩的地形及设计情况注:2009年1月份观测时水位约为+1.3m。

2水文地质条件工程所处为珠江的重要支流,每年4~9月份为汛期,6、7月份为洪水爆发危险期,具有迳流量大、汛期长、洪峰高的特点。

20年一遇水位为9.14m,50年一遇水位为9.52m,100年一遇水位为9.83m,相应流速1.83m/s。

主墩处的覆盖层主要由粉砂、中砂、粉质粘土、粗砂、砾石等构成,但两个主墩的墩位处的情况差异较大。

桥梁工程超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法

桥梁工程超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法

安全措施
施工单位采用《桥梁工程超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法》过程中,坚决自始至终坚持“安全第一,预 防为主,科学管理,狠抓落实”的安全工作方针,并从技术上、制度上、思想上、组织上加强安全管理,制定并 落实好安全预控措施,防患于未然。具体如下:
⒈水上船舶安全 (1)合理安排劳动力、机械和船舶的使用,禁止不符合生产安全规定要求的设备、人员进入现场。 (2)严格执行安全技术操作规程,组织有关人员对机械设备、设施进行定期检查。 (3)水上施工船舶严格执行项目经理部的各项安全制度,执行当地航政、港监部门的规定和交通部规定的船 舶管理制度。 (4)施工过程中所有船舶接受统一管理,统一指令。 ⒉起重安全 (1)起重用工索具严格按相关规范要求取用安全系数,保证其使用安全。 (2)定期对工索具进行检查。
工法特点
《桥梁工程超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法》的工法特点是: ⒈采用结构护筒直接作为钻孔平台的承重结构。 ⒉采用了振动锤以及移动式导向架打设钢护筒。 ⒊钻孔处多为粉砂、细砂、中粗砂及砂砾层等易坍孔地层,施工选用了大功率钻机成孔、优质PHP护壁泥浆。 ⒋钢筋笼采用锹粗直螺纹接头,并于后场同槽预制,采用大型浮吊大节段吊装。 ⒌桩基采用桩底后压浆技术。
应用实例
《桥梁工程超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法》的应用实例分析如下:
苏通长江公路大桥
苏通长江公路大桥,横跨南通与常熟,临近长江入海口,其主桥基础采用群桩基础。主桥C1标于2003年5月 开工,至2005年5月施工完成,共计施工钻孔灌注桩205根,全部达到Ⅰ类桩标准。
苏通大桥B2标为两联预应力连续箱梁桥,其基础设计采用D1.8米钻孔桩群桩基础,共有19个桥墩,330根钻 孔桩。其中46号~51号桥墩钻孔桩为16根,52号~64号桥墩钻孔桩为18根,桩长在87米到95.3米,全部达到Ⅰ类 桩标准。

桥梁大孔径桩基施工技术探讨

桥梁大孔径桩基施工技术探讨

桥梁大孔径桩基施工技术探讨摘要:本文结合工程实际,对桥梁大孔径钻孔灌注桩施工技术作一些探讨。

关键词:桥梁大孔径钻孔灌注桩施工技术Abstract: combined with the engineering practice, the bridge of large diameter bored pile construction technology for some discussion.Keywords: bridge large diameter bored pile construction technology随着我国国民经济的发展,许多水上大型桥梁工程得以兴建,而目前大部分桥梁工程均采用钻孔灌注桩形式,钻孔桩也向着大孔径方向发展。

本文结合工程实际,对桥梁大孔径钻孔灌注桩施工技术作一些探讨。

一、工程概况广西某高速公路大桥2、3、4号墩柱桩基础为250cm直径、设计桩长均为15m的水下钻孔灌注桩,桩位处于河道中,水流湍急。

工程地质勘察报告确定覆盖层为第四系冲积第一小层卵石alQ1,卵石呈亚圆形,混较多砾、粗砂,层厚6.5-7.0m,结构中密;基岩为泥岩及泥灰岩。

根据现场地形特点,可以预测经过反复冲积形成的砂卵覆盖层内含有局部流砂、突石、孤石甚至大孤石层。

二、施工工艺的选择大孔径钻孔灌注桩施工过程中,孔壁受挤压力作用产生径向位移,当孔壁土质松散,孔内液柱压力不足,即会发生孔壁坍塌。

孔壁坍塌在钻进中会造成扩孔、埋钻事故;在混凝土灌注时会造成桩身夹心、断桩、颈缩事故。

造成孔壁坍塌的因素主要有:孔壁岩性、钻孔过程中破坏地层原始应力状态、护壁泥浆的质量、钻孔工艺的选择等。

能否有效防止孔壁坍塌成为该桥钻孔灌注施工成败的关键第一步。

1、钻进工艺的选择针对本桥基桩砂卵石覆盖层厚,含砂量大,砂砾间的胶结性差,并很可能存在突石、大孤石的特点,优先选择了冲击钻机成孔。

现场配置两台J-80“+”型加重型冲击钻机,锤重8吨,6翅,直径2.48m。

大桥工程钻孔灌注桩施工方案

大桥工程钻孔灌注桩施工方案

大桥工程钻孔灌注桩施工方案编制:复核:审核:目录1、施工工艺.......................................................................... - 1 -2、施工安全生产管理体系及保证措施.......................... - 13 -3、质量保证措施................................................................ - 19 -4、文明施工保证措施....................................................... - 21 -5、环境保护保证措施: ...................................................... - 21 -1、施工工艺1.1、桩基编号及主要技术参数1.2、桩基施工工艺流程1.3、筑岛施工1.3.1施工方法⑴本桥11号-14号墩桩基位于河中央,水深1.5m左右,经现场勘察及现场水位地质情况,我项目部经过多种方案对比,从安全、经济、进度及在汛期前能保证过水断面等方面考虑,计划采用筑岛方法设置施工平台。

具体施工方法为:先在河中填筑施工便道,采用土方运输车运送黏土,沿着桥梁红线内边缘方向用装载机将黏土推入河道中,保持土体高出现有常水位1.5米(回填设计标高为198.9m)。

填筑施工便道长度为150米,宽度为6米,。

在根据测量放样,用竹杆绑上红塑料带插入水底,确定各个筑岛平台边坡坡脚位置。

再往各个墩位横向的填筑施工平台。

使施工平台与施工便道相连,形成T字型整体。

抛填过程中由RTK控制抛填高程,块石抛填控制高程为设计顶高程下65cm(50cm鹅卵石层+15cm石粉层),即+198.25m。

抛填过程中采用挖机进行整平。

⑵在设计桥梁的跨中位置埋设3排直径为1.8m的混凝土圆管涵过水,共计15道管涵,圆管涵埋设好后用混凝土包裹,防止块石破坏圆管涵。

论桥梁冲钻孔灌注桩大直径桩基施工工艺

论桥梁冲钻孔灌注桩大直径桩基施工工艺

论桥梁冲钻孔灌注桩大直径桩基施工工艺摘要:钻孔灌注桩的施工时整个桥梁施工的基础环节,其施工工艺的控制严重影响着这个桥梁的施工质量。

本文论述了钻孔灌注桩的施工准备工作和原料的选择,并且介绍了钻孔灌注桩大直径桩基的施工工艺。

关键词:钻孔灌注桩;施工质量;桩基近几年来,随着工程建筑行业的发展,大批高层建筑、高等级公路及重要水利工程不断涌现,钻孔灌注桩的使用也越来越广泛。

在工程建设中,钻孔灌注桩是基础承载力的最主要形式,如果它的施工工艺不当,工程很容易出现质量问题,因此,在对钻孔灌注桩进行建造时,只有选择科学合理的施工工艺,才能保证整个桥梁基础承载力的稳固,从而为整个工程的质量提供保障。

1 施工准备工作建造钻孔灌注桩要求有平整的场地,因此,施工之间要对施工场地进行整理,使其平整、无起伏,同时,还要探查桩位下是否有障碍物,如果有就要及时清楚干净。

施工现场需要有与之配套的施工道路、供水供电系统、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统等,这些实施和系统的布置必须严格按照平面图的要求来进行,材料也要按照施工要求合理有序的进行堆放。

2 原料的选择与下料在原料选择方面,要综合考虑工程需要、当地物质等因素来进行,如果能就地取材最好。

一般来说,卵石和石子比较适合作为混凝土的原料,因为这两种原料含泥沙量小,不超过2%,有利于混凝土流动性的提高,减少了堵管的危险。

浅孔小桩径灌注对混凝土初凝时间要求较短,3~5小时便可以,因此,使用一般的混凝土即可;而深桩灌注要求混凝土的初凝时间要大于8小时,它所使用的混凝土需要在一般混凝土中加入缓凝剂,缓凝剂的加入使混凝土具有了更好的保水性和流动性。

要控制好最后一次加水和出料之间的时间间隔,最多不能超过60s,坍落度应控制在180mm+20mm之间,混凝土灌注距桩顶约5m处时,坍落度应控制在160mm+170mm之间,以确保桩顶浮浆不过高。

如果气温高、成孔深,导管直径在250mm之内,取高值,反之,取低值。

大直径深孔长桩施工技术在灌河斜拉桥中的应用

大直径深孔长桩施工技术在灌河斜拉桥中的应用
大 直径 深孑 长 桩 施 工 技 术 在 灌 河 斜 拉 桥 中 的应 用 L

(. 1盐城市盐都 区交通局 , 江苏 盐城

伟 陆海 明 ,
24O) 2 O 2
2 4 0 ;2江苏高速公路工程养 护有 限公 司沿海养 护处 , 2O2 . 江苏 盐城
要: 以灌河特大桥主桥索塔桩基为工程背景, 从钻机选 型、 成孔 工艺 、 成孔检测 、 筋笼加工 及安装 、 口吊挂、 钢 孔 混凝 土泵送及
0 引

()孔 深 径 粗 : 探 深 度 达 1 3 4 钻 O m, 径 达 直 25m, 有现 成 的经 验 可循 。 . 没
灌河 特大桥 是连 云港 至盐 城 的一座 特大 型桥 梁 ,
() 5 成孔质量要求高 , 施工 图设计成孔垂直度为
120 沉 淀 层 厚 度 不 大 于 5 m, 于 施 工 规 范 /O , Oc 高
1 工程特点
()两 个索 塔桩基 均 位 于河 漫滩 上 , 1 少部 分 桩 位 已侵入 河床 , 施工 时须 考虑 支护设 计 。 ()灌 河是 一条 具有 潮汐 现象 的天然 内河 , 天 2 一
两潮 , 潮差达 4 Om, . 潮汐现象加大了成孑 的风险。 L ()地质条件复杂, 3 顶层有 1 Om厚 的淤泥质 黏 土层 , 中间夹有粉砂层 , 底部有厚达 3 的硬质老 Om 黏 土夹砂 礓层 , 引起 各 种 地 质 灾 害 , 易 是施 工 的难 点
的一大难 题 。
2 大直径深孔长桩施工 的关键技术
2 1 钻机 的选 型 .
钻机型号的确定是技术攻关 的第一步 , 直接关系
到成孔 工 艺 、 L 成孑 质量 以及 工期 l 。专家 论证 会 主要 _ 4 ] 考 虑 : 最 大输 出扭 矩≥ 1 0k ・m。② 最 大钻 孔 ① D N 深度大 于 lOm、 大钻 孔直 径大 于 3Om。 O 最 . 通 过 实 地 考 察 、 析 比较 , 择 G 0 分 选 50和 Q 30型反循 环 回转 钻 机两 种 型号 , O 主要 的技 术 指 标 ,

特大桥大直径水上钻孔灌注桩施工控制要点

特大桥大直径水上钻孔灌注桩施工控制要点

特大桥大直径水上钻孔灌注桩施工控制要点摘要;为确保特大桥大直径水上钻孔灌注桩施工质量和施工安全,必须严格按照科学方法组织施工,精心管理,以促进建筑事业的和谐发展。

关键词;特大桥大直径钻孔灌注桩Abstract: To ensure that big bridge large diameter water bored pile construction quality and construction safety, must be in strict accordance with the scientific method organization construction, careful management, in order to promote the harmonious development of the construction enterprise.Key words; Big bridge of large diameter predrilled cast-in-place pile特大桥上部结构为塔墩梁固结双塔单索面混凝土斜拉桥,索塔总高为134.26m,主跨布置为64+ 140+350+140+64rn,桥面宽31rn,属于塔墩高,跨度大的高次超静定结构体系。

主梁采用大悬臂单箱五室预应力混凝土主梁,采用前支点挂篮悬臂浇筑施工。

主桥桩基采用钻孔灌注桩,呈梅花形布置,主墩基础共38根ф3m钻孔灌注桩;有的大直径桩基长30多米,水中大直径桩基基础的施工难度大,其施工影响总工期控制,桩基质量更是影响到后期施工的安全,所以桩基施工是重点。

1、钢护筒定位由于水中钻孔灌注桩使用的钢护筒较长(本工程主桥桩基钢护筒长度一般在18m左右),钢护筒的平面位置控制的好坏会直接影响基桩的平面位置,招标文件中要求基桩中心偏位不大于5cm,故在定位振打钢护筒时须严格控制钢护筒的中心位置及垂直度。

钢护筒中心位置偏差不应超过士5cm,垂直度不宜超过5‰,中心偏位及垂直度超限蒋会造成冲击锤擦刮护筒壁,甚至会出现将护筒打偏和打破的情况,给施工质量带来隐患。

桥梁大直径钻孔灌注桩施工技术探析

桥梁大直径钻孔灌注桩施工技术探析

桥梁大直径钻孔灌注桩施工技术探析摘要:目前,随着科学技术的迅猛发展,大跨度的桥梁工程越来越多,超长大直径钻孔灌注桩使用得越来越广泛,本文首先分析了我国钻孔灌注桩的发展趋势,明确了大直径钻孔灌注桩的优势,其后分别从施工方案、施工要点与质量控制几个方面具体探讨了大直径钻孔灌注桩的应用,最后围绕工程实例展开分析,以期可供参考。

关键词:桥梁;大直径;钻孔灌注桩;发展趋势;施工技术1引言自20世纪90年代起,我国交通体系发展迅猛,尤其是随着施工技术的革新、新型机械设备的研发,桥梁建设进入到了一个全新的领域,“大跨度”、“高桥墩”等成为新时代桥梁的重要代名词。

根据实践可知,此类桥梁高、重、沉降控制严格,夯实基础工程十分关键,在此背景下大直径钻孔灌注桩得到了较为广泛的应用,其具有承载力高、沉降小而均匀、抗震性好等诸多优势,基本可适应各种地质条件,加强其施工技术研究具有重要现实意义。

2我国钻孔灌注桩的发展趋势桩基础是一种古老的基础型式,根据我国考古资料显示,我国最早的桩基础出现在7000多年前(新石器时代,河姆渡遗址),这一阶段的桩基础主要以木制为主,直至19世纪末混凝土开始出现,钢筋混凝土桩逐渐在工程领域得到了推广应用,发展至今也有百年历史。

我国混凝土灌注桩的应用最早可追溯到20世纪80年代,起步相对较晚但是发展十分迅猛,迄今为止已经在高层建筑、公路、铁路、桥梁等多种工程中得到了广泛应用。

迄今为止,我国桥梁不断朝着“高”、“长”、“大”的方向发展,相应的保证桥梁基础更加安全、可靠,钻孔灌注桩也在朝着桩径越来越大、桩长越来越长的方向发展,本文主要就大直径钻孔灌注桩为研究对象,具体优势可归纳如下:(1)直径大、入土深,可进入各类地基,将桩嵌入各类基岩,具有其他形式的桩无法比拟的优势;(2)可建设扩底桩,更好的发挥桩端土作用,有效提高桩基极限荷载;(3)可承受较大的竖向荷载,同时因为桩身刚度大,在承受横向荷载方面表现也较为优异,由此桥梁整体抗震性能较好。

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目录第一章概述 (1)1.1引言 (1)1.2桩基础的适用性和钻孔灌注桩的优点 (3)1.3大口径钻孔灌注桩施工技术国内外概况 (5)1.4大口径钻孔灌注桩施工技术目前存在的主要问题: (7)1.5本课题研究的内容、目的及意义 (8)第二章钻孔灌注桩的施工工艺简介及关键工序控制 (10)2.1钻孔灌注桩的施工工艺简介 (10)2.2成孔灌注桩质量标准 (16)2.3钻孔灌注桩施工工艺流程和关键工序控制 (16)第三章新开河特大桥工程实际施工情况 (25)3.1工程位置 (25)3.2工程概况 (25)3.3新开河工程地质概况 (26)3.4实际施工情况 (27)第四章钻孔灌注桩常见质量问题及原因分析 (40)4.1沉桩效应 (40)4.2钻孔桩施工常见事故的预防与处理 (41)第五章反循环孔壁稳定研究 (48)5.1孔壁稳定条件 (48)5.2影响孔壁稳定因素的分析 (49)5.3稳定孔壁的工程措施和非工程措施 (54)5.4泥浆 (58)第六章结论与展望 (63)6.1本文的主要结论 (63)6.2展望 (63)摘要 (64)ABSTRACT (65)致谢 (66)参考文献 (68)外文科技文献 (70)外文科技文献译 (74)第一章概述1.1引言1.1.1桩的发展历史桩基础是最古老的基础形式之一。

早在有文字记载的历史之前,人们就懂得采用木桩来支撑房屋。

1982年在智利发掘的文化遗址中所见到的桩大约距今一万二千年至一万四千年。

我国采用桩基也大约有六千年的历史了。

到了近代,随着科学技术和生产力水平的提高,桩基己成为在土质不良地区建造房屋、重型厂房及各种具有特殊要求的建筑物所广泛采用的基础形式之一。

在二十世纪四十年代初,随着大功率钻孔机具的研制成功,在美国出现了冲(钻)孔混凝土灌注桩。

随着第二次世界大战的结束,世界经济复苏,高层、超高层建筑不断兴建,钻孔灌注桩得以广泛的采用。

二十世纪七十年代后钻孔灌注桩在世界各地蓬勃发展起来。

我国钻孔灌注桩是1963年在河南省诞生的。

当时钻孔的孔径仅600—700mm,采用人工推磨方式钻孔。

1964年河南省在公路桥梁工程中成功地采用“人工推磨”的方式实现了直径为φ600—φ1000mm钻孔灌柱桩的施工。

1965年,钻孔灌注桩在全国公路桥梁建设中迅速推广。

随后全国各地开始进行机械钻孔的研究,开创了我国钻孔灌注桩的新局面。

改革开放以来,随着我国经济建设的迅猛发展,为适应城市建设、市政改造、旅游业、交通业的发展,一批批高层、超高层建筑物拔地而起,一座座大桥、特大桥如虹横跨大江两岸。

这些高层、超高层建筑物一般均建造在建筑物密度大、人口密集、交通拥挤的市区,因而基础形式不得不采用非挤土、无噪声的大直径超长灌注桩基础。

而大桥、特大桥一般均跨越大江(河)两岸,通常这些地方地质条件较复杂,为满足通航、施工及桥梁本身稳定与沉降的要求,也不可避免地要采用大口径钻孔灌注桩基础形式。

1.1.2桩基础的类型随着机械设备的不断改进,产生了名目繁多的桩型和工法。

桩基的发展过程,主要体现在两个方面,即桩的材料和成桩工艺方法。

⑴按承载性状分类根据桩竖向荷载作用下桩土相互作用的特点,达到承载力极限状态时,桩侧与桩端阻力的分担比例,将桩分为摩擦型和端承型桩两大类。

⑵按施工方法分类根据桩的施工方法不同,主要分预制桩和灌注桩两大类。

①预制桩预制桩可用混凝土、钢材或木料在现场或工厂制作,然后锤击(通过锤击或辅以高压再使桩沉入土中)、振动打入(将大功率振动器置于桩顶,利用内装偏心块旋转时产生的竖向振动力使桩沉入土中)、静压(利用静力压桩机将桩基压入土中)或旋入等方式设置就位。

其可按材料进一步分为:①混凝土预制桩②钢桩③木桩。

②灌注桩灌注桩是直接在所设计桩位处成孔,然后在孔内放钢筋笼(也有直接插筋或者无钢筋的)再浇灌混凝土而成。

其可按施工方法进一步分为:①沉管灌注桩②钻(冲)孔灌注桩③挖孔桩。

⑶按桩的设置效应分类随着桩的成型方式(打入或钻孔成桩等)不同,桩周土所受的挤土作用也很不相同。

挤土作用会引起桩周土的天然结构、应力状态和性质发生很大变化,从而影响桩的承载力和变形性质。

这些影响统称为桩的设置效应,桩按设置效应可分为下列三类:①非挤土桩②部分挤土桩③挤土桩。

⑷按桩径的大小分类根据桩径的大小可分为:①小桩,d≤250mm;②中等直径桩,250mm<d<800mm;③大直径桩,桩径d≥800mm。

1.2桩基础的适用性和钻孔灌注桩的优点1.2.1桩基础的适用性桩基础通常作为荷载较大的建筑物基础,其具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工,适应性强等突出特点。

与其它深基础比较,桩基础的适用范围最广,一般对下述情况可考虑选用桩基方案:⑴地基的上层土质太差而下层土质较好、地基软硬不均匀或荷载不均,不能满足上部结构对不均匀变形的要求。

⑵地基软弱,采用地基加固措施不合适或地基土性特殊,如存在可液化土层、自重湿陷性黄土、膨胀土及季节性冻土等。

⑶除承受较大垂直荷载外,尚有较大偏心荷载、水平荷载、动力或周期荷载作用。

⑷上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感或建筑物受到大面积超载的影响。

⑸地下水位很高,采用其它基础形式施工困难或位于水中的构筑物基础,如桥梁、码头、钻采平台等。

⑹需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。

通常,当软弱土层很厚,桩端达不到良好地层时,桩基设计应考虑沉降等问题。

如果桩穿过较好土层而桩端位于软弱层,则不宜采用桩基。

因此,在工程实践中,必须认真做好地基勘察、详细分析地质资料、综合考虑、精心设计施工,才能使所选基础类型发挥出最佳效益。

1.2.2钻孔灌注桩的优点⑴钻孔灌注桩在施工过程中产生的噪声小,适合城区建筑的施工。

预制桩、沉管灌注桩在用锤击或振动法下沉时,施工噪音大、污染环境,不宜在居住区周围使用。

预制桩用静压法施工可消除噪音污染,而且可降低桩身混凝土标号、含筋率,是城区预制桩的主要施工方法。

而钻孔桩在施工过程中产生的振动、噪音较小,是城区建筑基础的常用类型。

⑵钻孔灌注桩为非挤土桩,对邻近建筑物及地下管线危害很小。

有效地控制和减轻沉桩的挤土影响已成为城区选用预制桩的前提条件。

实践中已形成一些行之有效的方法,例如,设置防振沟、挤土井、预钻孔、排水砂井、控制沉桩速度及调整打桩流水等。

也可采用端部开口或半闭口管桩,沉桩时部分土进入桩管内,减小挤土效应,这类桩为部分挤土桩。

内径越大挤土效应就越不明显,但端部“土塞”的桩的承载力较封闭式桩小。

预制钢筋混凝土桩、沉管灌注桩(无论打入、压入或振入)均属于挤土桩,在饱和软土中进行密集桩群施工将使土中静水、孔隙水压力剧增(可达上覆土重的1.4倍,甚至更高)、地表隆起(例如桩区内50m,隆起总体积约为桩入土体积的40%)、浅表土体水平位移(影响范围达1倍桩长以上)、深层土体位移、先打设的桩被抬起和挤偏,乃至弯曲和断裂。

这些影响将造成各种危害,包括原有建筑物下沉或局部抬起,以致结构损坏、邻近路面开裂以及地下管线位移或破坏。

⑶钻孔灌注桩成桩能力强。

受设备能力的限制,单节预制桩的长度一般在30m以内。

当设计长度更长时需要接桩。

预制钢筋混凝土桩不易穿透较厚的坚硬地层,沉桩困难时需采用射水辅助、振动沉桩法沉桩。

由于桩的节长规格无法临时变更,当沉桩无法沉到设计标高时,就不得不截桩。

因此除钢桩、嵌岩桩外,受沉桩能力的限制,预制混凝土桩和沉管灌注桩其桩径、桩长不可太大,单桩极限承载力一般不超过6000kN。

钻孔灌注桩直径可为1—4m,桩长可达100m,可适用于各种地层,桩端不仅可进入微风化基岩而且可扩底。

挖孔灌注桩直径更可扩大至3—5m,因此单桩的总承载能力大,单桩极限承载力可达15000kN以上。

⑷钻孔灌注桩省去了预制桩的制作、运输、吊装和打入等工序。

钻孔灌注桩不承受这些过程中的弯折和锤击应力,从而节省了钢材和造价。

仅承受轴向压力时,可不用配置钢筋,或仅用少量的构造筋。

需配置钢筋时,按工作荷载要求布置,通常只在上部配筋,不用接头,节约了钢的用量,也不需使用高标号混凝土。

在一般情况下,比预制桩经济。

⑸钻孔桩质量相对较稳定。

预制桩的接头常常是桩身的薄弱环节。

沉桩的挤土效应可使先打设的桩被抬起,如果接桩不牢固,会使上下两节桩脱开。

沉管灌注桩的挤土效应也可能使混凝土尚未结硬的邻桩被剪断,对策是采取“跳打”顺序施工,待混凝土强度足够时再在它的近旁施打相邻桩。

1.3大口径钻孔灌注桩施工技术国内外概况尽管我国挖掘大口径井技术可以追溯至新石期时代,且早在春秋时期湖北铜录山矿井钻井断面己达5m²,深近百米,但现代大口径钻凿技术仅有100年历史。

欧美、前苏联、日本等先后采用冲击、回转、震动、水力喷射、井底动力钻等工艺钻凿了各类用途的大口径井,直径为0.8—3.0m,最大者可达l0m以上,深度为30—100m,最深达2000m。

我国于1983年在郑州黄河公路大桥施工中采用铁道部大桥局武汉桥机厂生产的BDM-4型气举反循环钻机完成了直径2200mm,孔深70m的摩擦桩的施工,接着在广东肇庆大桥完成了直径为φ2500mm的嵌岩桩施工,使我国钻孔灌注桩的桩径终于突破了2m大关。

目前国内外用于大口径钻孔灌注桩施工的主要方法和技术有:⑴冲击钻进:利用几吨—十几吨重的冲击钻头,通过钢丝绳升降来实现碎破岩石,达到成孔的目的。

⑵回转钻进:利用钻机和钻头对岩石进行切削破碎岩石,达到成孔的目的。

⑶冲击反循环钻进:利用反循环系统将冲击中产生的钻渣排出地面,从而提高钻进效率,达到高效成孔的目的。

⑷冲击回转钻进:利用高频低能的冲击使岩石疲劳破坏达到成孔的目的,它是一种介于冲击与回转之间的一种成孔方法。

⑸滚刀牙轮组合钻头钻进:滚刀牙轮组合钻头上碎岩材料为钨钴硬质合金或焊齿、钢齿刀具,国内钻进的最大口径为3.0—4.0m,深度70—80m,美国原子能委员会曾采用1.22—3.45m直径的竖井进行地下特种试验,深度可达1960m,钻进效率一般为0.1—0.5m/h。

⑹梅花孔施工工艺:美国DNTESOLL—KANDFAREAST在大口径硬岩钻凿工程中,推荐采用梅花点孔眼施工工艺,方法是:用一定规格的潜空锤在桩径范围内钻成蜂窝状孔,然后再用其它方法修孔。

⑺取芯与断芯技术:先钻成环状孔,然后利用特定装置“挤”断环中岩芯,从而成孔,该方法在前苏联被广泛应用并取得了显著效果。

⑻其他方法:如爆破法、冲抓法、旋挖法等。

灌注桩的成孔方法又可分为泥浆护壁成孔灌柱桩、干作业成孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩成孔灌注桩四种,其适用范围如表1—1所示。

表1—1 灌注桩成孔方法的适用范围成孔方法适用土类1 泥浆护壁成孔冲抓、冲击、回转钻碎石土、砂土、粘性土及风化岩潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土2 干作业成孔螺旋钻地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土钻孔扩底地下水位以上的坚硬、硬塑的粘性土及中密以上砂土机动洛阳铲地下水位以上的粘性土、黄土及人工填土3 套管成孔锤击振动可塑、软塑、流塑的粘性土、稍密及松散的砂土4 爆扩成孔地下水位以上的粘性土、黄土、碎石土及风化岩1.4大口径钻孔灌注桩施工技术目前存在的主要问题:⑴孔壁的完整性不好。

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