3.1 钻机选择
根据桥梁桩基所处区域的工程地质勘察结果,底层多为粘土,选用旋挖钻机。旋挖钻具有低噪音、低震动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点。计划配备2台旋挖钻机。选用的钻机为SR280R型大孔径旋挖钻机。
表3.1-1 SR280R型旋挖钻机参数表
名称 钻孔直径 钻孔深度 转盘最大扭矩 转盘转速 最大加压力 最大起拔力 主机重量 单位 mm m KN?m r/min KN KN Kg 参数 2500 84 250 6-30 450 450 74000 旋挖钻具有以下优势:
(1)成孔速度快。与传统的循环钻机相比优势明显,这样就有效地保证了工程的进度。
(2)环保特点突出。与传统的循环钻机相比,旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆,而传统循环钻机是不断地产生泥浆。旋挖钻机更可适用于干成孔作业。
(3)行走移位方便。旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么繁琐。
(4)桩孔对位方便准确。这是传统循环钻机根本达不到的,在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态,有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高(全电脑控制)、履带式行走移位方便的特点,桥梁桩基成孔的施钻可采用旋挖钻机。
3.2 钻孔施工
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施工场区处理 钻孔桩中心测量放线 钢护筒埋设 泥浆制备 测量复测钢护筒位置 泥浆沉淀池 钻机安装就位 钻进 成孔 清孔换浆 终孔验收 监理验收合格 安放钢筋笼 导管拼接、试压 下放导管 不合格 孔底沉渣验收 二次清孔验收 灌注混凝土 桩基检测 储浆池 钻渣、废浆处理 监理验收 钢筋笼制作
图3.2-1 钻孔桩施工工艺流程图
3.2.1 施工准备 3.2.1.1 施工管线改移
影响主线桥墩钻孔桩的管线主要为横向过路管线。在钻孔桩施工前,应初步了解现场管线的具体布置位置,并与基础施工图对比分析,初步确定各管线改迁方案,需通过承台边线放样及对地下管线进行人工开挖的方式,进一步明确各管线的改迁方案后进行各管线改迁,确保施工过程中各管线的安全。
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图3.2-2管线放样确定位置
3.2.1.2 场地平整
桩基施工前,根据所得桩位数据放出各桩位位置,使用挖掘机、小型推土机进行场地平整、压实。使施工便道与钻孔场地相连并满足设备进出场要求。 3.2.1.3 测量放线
钻孔桩测量控制流程:设计图纸上的桩位坐标经复核,确认正确进行现场放样,桩位放样之后报测量监理工程师和测量中心人员进行复核;合格后用十字线做好护桩,同时与现场技术人员进行测量技术交底。 3.2.1.4 护筒埋设
钻孔桩钢护筒采用δ=8mm厚Q235钢板卷制成型,护筒内径比钻孔桩桩径大20cm。根据测量放出的四根木桩的交汇点为中心点进行挖孔,挖孔采用人工配合机械挖孔法,埋设好的护筒顶面应比地面高出30cm。底口深入粘土层,长不小于3m,施工时根据各墩位的具体地形、地质情况进行调整。埋设时护筒外侧用粘土分层回填夯实,防止窜孔。护筒埋设好后再用全站仪进行复验,并对桩中加以标识,以便钻机就位时对中。护筒中心竖直线应与桩中心线重合,误差不得大于50mm,倾斜度偏差<1%。
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150护桩护筒中心线150150护筒中心30护桩5cm于小倾斜角<1%3-4m黏土分层回填夯实150150150 图3.2-3 钢护筒埋设定位示意图
3.2.1.5 泥浆配置及循环
(1)泥浆配置
护壁泥浆在钻孔中非常重要,具有护臂本工程钻孔灌注桩施工采用不分散、低固相、高粘度的优质泥浆。
表3.2-1 泥浆指标
项目名称 一般地层 成孔过程 易塌地层 PH值 8~10 8~10 8~10 比重(g/cm3) 1.02~1.06 1.06~1.10 1.03~1.10 粘度(Pa.s) 16~20 18~28 17~20 胶体率(%) ≥95 ≥95 ≥98 含砂率(%) ≤4 ≤4 <2 终孔(清孔) 施工中随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒的泥浆面高出地下水位1.0m以上,以防止孔壁坍塌。为保证施工各阶段的泥浆性能指标,开钻施工时测定一次各池出口泥面下0.5m处的泥浆性能指标,之后钻进过程中每隔2小时测量进浆口和排浆口的泥浆性指标。
(2)泥浆池造浆池设置
为满足泥浆储存及循环要求,结合施工用地实际使用情况,现场用钢模板制作泥浆池,单台钻机需配备造浆箱、泥沙分离器及相关配套设备。
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图3.2-4 泥浆循环示意图
(3)泥浆池
根据施工现场的实际情况,用水泥砖砌筑泥浆池一座,泥浆池长20m,宽3.5m,深1m。泥浆池可容浆70m3,单根钻孔桩需要用浆量50m3,满足使用要求。如使用紧张时现场再制作小型泥浆池5m×2.5m×2m,泥浆池用水码隔离并悬挂安全网及安全警示标志。 3.2.2 旋挖钻成孔施工 3.2.2.1 钻机调试、就位
钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好,进行钻机施工前的调试,保证钻机工作正常。对场地进行初步平整、压实后铺设钢板,保证钻机工作时平稳不下沉。测量提前做好护桩,钻头的尖端正对桩位标注点。检查在回转半径是否有障碍物影响回转。
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内仪表准确显示电子读数,当钻机对准桩位中心十字线时,各项数据即可锁定,无需再做调整。将钻头吊起,徐徐放进护筒内,钻机调平并对准钻孔。在钻进过程中要经常检查桩机状态,如果有倾斜或位移,应及时纠正。 3.2.2.2 钻进成孔
当钻机就位准确,泥浆制备合格后即开始钻进,钻进时每回次进尺控制在60cm左右,刚开始慢旋挖速度,并注意放斗要问,提斗要慢,特别在孔口的5~8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度,如有偏差及时进行纠正,而且必须保证每挖一抖的同时及时向孔内注浆,使孔内水头保持一定高度,以增加压力,
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