案例一:沈阳长青街快速路改造工程1、工程概况(1)桩基工程概况长青街快速路工程北起沈河区一环路,南至浑南区浑南大道以南,路线全长5.4km。
工程改造后,全线重新设置完善的标志标线、信号设施、隔音板、防眩板、限高架等交通安全措施。
本工程施工段为长青街快速路工程第三标段,起于长青桥北桥台,终于长青街南桥台。
道路全长630米,主要在已建长青桥两侧新建两条道路,均为高架桥部分。
项目主要对于改善部分路段拥挤现状,长青桥由目前双向四车道,建成后改为双向六车道,对提升路网整体服务水平具有显著的作用。
本工程桩基施工任务为高架桥梁承台桩基施工。
(2)工程地质概况本段工程施工在区域地质构造上位于华北地块的北部,地处II级构造单元,处于辽东块隆与下辽河-辽东湾块陷相交接的鼻状隆起地块。
场地地面高程介于35.09米-46.06米之间,地面高差10.97米。
地貌类型为浑河漫滩及河道。
从勘探揭露的地基土岩性,可将工程地质层分层描述如下:③杂填土:杂色,松散,稍湿。
主要由碎石、粘性土及建筑垃圾组成,局部含有部分植物根系,淤泥质土,局部有粉土夹层。
层厚1.20m-5.60m,层顶标高40.64米-46.06米。
③-1粉质黏土:灰褐色~深灰色,软可塑,局部软塑。
主要由圆砾、淤泥质粘土、混粒砂堆积。
层厚1.30~2.80m,层顶标高35.09m~39.19m。
③-4砾砂:黄褐色,局部灰褐色,稍密~中密,稍湿,矿物成分以石英、长石、砾卵石为主。
大于2mm颗粒占约总质量的25~45%,最大粒径70mm,局部夹粘性土、中、粗砂及圆砾薄层。
该层分布基本连续。
层厚2.50~8.40m,层顶标高35.89m~42.84m。
③-5圆砾:稍密~中密,水上稍湿,水下饱和。
母岩成分不一,以砂岩、结晶岩、石英、花岗岩为主。
局部含少量卵石,磨圆度较好,呈亚圆形,椭圆形。
含大于2mm颗粒占总质量的50~65%,一般粒径2~40mm,最大粒径120mm。
中、粗砂充填。
该层分布连续。
层厚2.60~11.30m,层顶标高29.69~44.54m。
⑤-4砾砂:黄褐色、褐黄色,密实,饱和,矿物成分以石英、长石为主,混粒结构,含少量粘性土及卵石。
大于2mm颗粒占总质量的25~45%,一般粒径2~40mm,最大粒径80mm。
该层局部层位为圆砾或粗砂,夹较多的粘性土、中、粗砂及圆砾薄层。
该层分布连续。
层厚1.30~10.00m,层顶标高13.09~22.16m。
⑦-4泥砾:黄褐色,密实状态,湿。
主要由粘性土、圆砾、混粒砂组成。
颗分结果以砾砂及粗砂为主,含卵、砾石及圆砾,含少量中粗砂,局部为粉质黏土。
砾石风化严重,具胶结性,含土量较大。
该层分布连续。
层厚5.00~24.00m,层顶标高0.69~12.99m。
⑨-1混合花岗岩:黄灰色~青灰色,全风化,主要矿物成分为石英、长石、黑云母组成。
原岩结构基本破坏。
岩芯呈砂土状,局部呈碎块状,夹杂少量岩石风化残核,手掰易碎。
极软岩、极破碎,岩体基本质量等级为V级。
层厚1.70~7.60m,层顶标高-17.71~-3.26m。
⑨-3混合花岗岩:灰绿色,显晶粒状结构,片麻状构造,岩芯呈短柱状,一般柱长10~15cm,最大柱长30cm,节理裂隙发育,锤击不易碎,中风化,较硬岩、较破碎,岩体基本质量等级为IV级。
(3)水文地质概况现场内地表水系主要为浑河,河水与地下潜水有水力联系。
地下水主要补给来源为浑河侧向补给及大气降水垂直入渗补给。
主要排泄方式为径流排泄和地下水的人工开采。
地下水流向总的方向是由东向西。
2、钻孔灌注桩(1)钻孔灌注桩设计在既有的长青桥旁进行两侧道路拓宽施工,由于场地流砂层较多桩基在成孔过程中易出现地基塌方事故,导致成孔困难同时也对原有桥梁建设造成一定影响,经多次现场考察认证最终选取全套管全回转钻机钻孔成桩,桩基类型为钢筋混凝土桩(混凝土强度等级C35)。
(2)钻孔灌注桩工程数量桩径1500mm、桩长68m、桩数12根、工程量1500m3。
(3)机械设备配置1DTR2106H型全套管全回转钻机1台;2SWDM450型旋挖钻机1台;3三一180T履带吊车1台;4挖掘机及装载车各1辆。
(4)施工日期2018年3月---2018年6月3、施工工艺根据地质勘探报告分析,桩基孔位从地表起至地表下45米左右几乎全部都是砂层,为易塌孔缩颈地层段,地表下45米后为稳定地层,为提高施工效率,采用全套管全回转钻机与旋挖钻机联合施工工法进行。
成孔过程由全套管全回转钻机下放套管至50米处,后续18-20米孔深由旋挖钻机钻进,最终达到设计桩深68米。
(其中包含入120Mpa岩层4米)旋挖钻机套管内部取土测垂线检测套管垂直度(1)施工流程平整土地→测放桩位→全套管全回转钻机对中→吊装套管→360度回转下压套管→校核垂直度并及时纠偏→旋挖取土,套管跟进至50米→旋挖继续钻进至68米→测量孔深→吊放钢筋笼→吊放混凝土灌注导管→灌注混凝土同时逐次拔管→测定桩顶混凝土面→成桩钻机移位。
(2)施工要点①全套管钻机就位对中采用全站仪测放桩位中心,利用十字定心法将基板吊至桩位并实现桩位中心点与基板中心点对中,随后吊放全套管钻机移动至基板定位槽中,实现钻机对中,于钻机顶部平台设立十字线,校核该中心点是否与桩位中心点重合,如出现偏差,起吊做纠偏处理。
②压入第一节套管第一节套管的施工效果是影响桩基垂直度的主要因素。
下压过程中从X 及Y两个轴线方向,利用测锤配合经纬仪(全站仪)检测套管垂直度,如若出现轻微偏斜现象,可通过调整全套管全回转钻机支腿油缸来确保套管垂直(调整后必须用经纬仪进行检测);当偏斜现象过于严重时,需将套管起拔至上步套管垂直处,进行基坑内回填后重新下放。
③取土成孔,套管跟进先压入带高强度合金刀头的第一节套管,压入深度满足旋挖钻机施工条件时,采用山河智能450型旋挖钻机从套管内部取土(砂石)。
就本项目工程的具体条件限制,为加快成孔效率,每节套管内部取土时需要旋挖钻机超前取土2-3米,方便下节套管更加快速的下压到可以取土位置。
(注:为防止因超前取土造成套管内翻砂现象,需提前向套管内部注入一定压力的水或者泥浆。
)④桩孔垂直度控制本项目选用全套管全回转钻机与旋挖钻机联合施工工法进行,其中旋挖钻机钻筒直径仅比套管内径小50mm左右,这就要求套管必须保证相当高的垂直度,防止旋挖钻机钻杆下放时钻筒与套管内壁干涉。
套管垂直度保证的具体操作步骤如下:在套管四周选取两个相互垂直的方向(X及Y两个轴线方向),采用测锤配合经纬仪不断校核套管的垂直度,发现偏斜现象立即处理,该检测工序需要贯穿整个成孔过程,同时在每一节套管对接前,需要用直尺及线锤进行孔内垂直度检查,检测合格后并做好记录方可进行下节套管对接。
纠偏措施:当套管起始入土时(5m左右),若出现轻微偏斜现象可通过升降全套管全回转钻机四个支腿油缸调整套管垂直度;当套管入土深度过深时,通过调节全套管全回转钻机支腿油缸已无法进行垂直度调整,此时应该进行管内回填,一边回填一边起拔套管,将套管起拔至上次检查垂直度合格位置,调整套管垂直后,重新下压施工。
5套管防压密现象控制套管下放至50米左右后,后续桩基孔深由旋挖钻机继续工作钻进,此时为防止套管长期不动作造成套管四周流砂压密现象,需要每间隔2小时左右回转转动套管。
⑥钢筋笼吊装控制本项目工程中桩深为68米,现场无法满足一次性钢筋笼吊装,根据现场实际情况分3段吊装入槽的施工方法,每节钢筋笼之间通过螺纹护套连接。
吊装钢筋笼时,采用抬吊三点吊装、整体回直入孔的吊装方案。
⑦混凝土灌注控制为提高灌注效率,本项目采用泵车进行混凝土管内灌注,混凝土灌注过程中要经常根据灌注高度起拔套管及导管,既防止套管及导管凝固在混凝土中,也要严格控制防止套管及导管起拔过快露出混凝土面,造成断桩风险,一般要求套管及导管底口要始终低于混凝土面2.5米左右。
(3)钻孔灌注桩单桩作业时间序号工序项目作业时间(h)1全套管全回转钻机对中就位0.52压入及校核第一节套管43跟管钻进成孔至50米处434旋挖继续钻进成孔至设计标高245吊放安装钢筋笼46吊放混凝土灌注导管27灌注混凝土58逐节起拔套管及导管成桩 2.5小计合计单桩平均作业时间854、总结全套管全回转钻机灌注桩施工特点:1、无噪音,无振动,安全性高;2、不使用泥浆,作业面干净,环保性好;3、施工钻进时可直观判别地层及岩石特性;4、钻进速度快,钻进深度大;5、成孔垂直度便于掌握,垂直度可精确到1/500;6、全程钢套管护壁成孔质量高;7、成孔直径标准,充盈系数小,节约混凝土用量;8、清孔彻底,速度快,孔底钻渣可清至3cm;9、避免泥浆进入混凝土的可能性,成桩质量高;10、灵活配置各类施工设备,多种施工工艺交叉使用。
案例二:四川茂县太平乡段成兰铁路项目工程1、工程概况(1)桩基工程概况中铁三局承建的成兰铁路CLZQ-10标段位于四川省阿坝州境内,线路穿越茂县和松潘县。
管段起屹里程为D8K170+850-DK189+358(含太平车站),正线全长18.7公里。
管内路基(含站场)土石方60753断面方,桥梁2座,分别为太平四线大桥323.07延长米,解放村双线大桥379.87延长米;隧道共3座/18004延长米,其中平安隧道出口方向9336延长米,新民隧道6527延长米,解放村隧道进口方向2141延长米;隧桥比例约99.98%,其中隧道占标段线路全长的96.20%。
(2)工程地质概况本段工程施工地处青藏高原东南缘,横断山脉北端与川西北高山峡谷的结合部,地貌以高原与高山峡谷为主。
项目工程施工地点即处于两山之间峡谷中。
该施工地点地层描述:1粗角砾土:粒径大于2毫米具棱角的岩石或矿物碎块,层厚1-3米;2块石土:粒径大于2毫米的颗粒含量超过总质量的50%的土层,根据颗粒形状及大小,由小到大包括:漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾,层厚1.6-4米;3粉质粘土:黏性土,黄褐色,可塑,层厚20-43米;4粉质粘土:塑性指数介于10-17之间的黏性土,灰黄色、黄褐色,硬塑-可塑,层厚30-50米;5砂岩W2:隶属沉积岩,呈砂砾状、碎块、叶片状,强风化泥质(石英)砂岩,含砾砂岩,页岩,层厚6-17米;6灰岩:黄褐色-灰色,呈块状,层厚8-16米。
(3)水文地质概况地下水资源丰富,含有高承压水源,水压高达1Mpa。
2、钻孔灌注桩(1)钻孔灌注桩设计本项目桩基为高铁高架桥桥墩承台灌注桩,每单个承台设计8组钢筋混凝土灌注桩。
根据地质报告勘察显示,该区域持力层为斜坡状,因此该处项目施工桩深不统一,但需确保每根灌注桩必须扎根于持力层。
(平均桩深约120米左右)(2)钻孔灌注桩工程数量桩径1500mm、桩长110-143m、桩数64根、工程量14500m3。