桩基础施工方案比选

二、桩基础施工技术方案的比较龙洞二号高架桥为新增工程，增设高架桥是基于该桥址的地质隋况，考虑原设计的高路堤的稳定性。桩基础施工方案的选择与实施成了有效控制工期的关键。施工方案有三个：方案一：全部采用钻孔桩，要求八台冲击钻厦其配套设备进场；方案二全部采用挖孔桩，全面开挖；方案三：采用钻孔桩与挖孔桩相结合。下面将对以上三个方案进行分析：(一)从施工设备投人上讲：方案一；进场8台冲击钻，与其配套4台125k~r发电机组供冲击钻用电(因无法外接电力网电源，只能自配发电机组)，5000L洒水车四台(因该桥址处高坡上，近地敖有水糠，须到5km外的小河吸水运到工地)运水供造护壁泥浆用各方案共用设备：吊车两台供吊装钢筋笼及砼灌注用．JZMS00型砼搅拌机两台．HPD1200配料机两台-3白30kVA交流电焊机供砼搅拌机及电焊机等用电的1：jkw发电机1～2台，砼运输及搅拌站上料的装载机3臼．5t自卸式汽车3台，供运输砼、造护壁泥浆的粘土及钻孔残渣用。以上设备在短时间内要进场，投资费用较尢。方案二：全部采用人工挖孔，全面挖孔(-0根桩)，需进设备6m空压机3台，040ram潜水泵台，125kW发电机厦50kW发电机各】台供空压机、潜水象及照明用，风精12台，葫芦架30台，22kW砼撮捣器4套，5000L水车一台，共用设备如方案一所述。方案三：综合方案一、二，设备按需要进场，在这里不作比较(二)从施工条件上讲：方案一：桥址应作大面积平整，以便钻机行进及安装．在0#台～7#墩路段原地表面以上为分层压实的强风化花岗岩及砂性土高填路堤，填筑面平整可不作平整，但8#墩～14#台路段地表承较为丰富，土状为亚粘士，下层为不规则的上表面有较大额斜度的弱风化花岗岩。在其上面分层压实的强风化花岗岩及砂性土，但其厚度不大，对护筒的设置以及起冲孔导向作用不大，扳易造成偏孔或扩孔对于0#台～7#墩路段在冲孔过程中，由高填路堤填筑材料为渗透性较好的强风化花岗岩及砂性土，很难避免护壁泥浆中的水份流失，增加了供承的紧张，另一方面施工过程中钻孔机的冲击振动及承的渗透将蛤高填踣堤的稳定性带来不良影响，冲击振动以及夹杂着块状的片石砂性土对孔壁的坍塌有很大影响。钻孔施工设计要求隔孔施工，不允许相邻桩基同时钻孔，防止孔壁的坍塌由于本地区的地质特点，特别是存在着孤石现象，根据路基左侧石场的岩石走向，岩石顶面坡度韭化较大，且钻探资料缺乏，仅凭钻机冲击后流到泥浆槽的残渣匣j鼢断孔底是否进^弱风化基岩。8#墩～¨台桩基设计为确保桩基长度不短于8米，提高抗地震能力。该部人岩深度较大+大部分在5米以上由上述的地质特点，钻机进尺慢，并易造成上部偏孔或扩孔(因岩石顶面坡度大)、孔壁坍塌等现象。路基左侧为石场废弃的砂性土夹杂着大量的大小不一的片石，边坡很陡且高于桩设计顶面4～5m，降低桩位地面标高将严重影响左侧边坡的稳定性，给钻孔施工带来安生问题，不降低将无法安装钻机、泥浆池等设置以及桩基砼的褴注。另外根据附近路段深挖方段开挖施工的岩石构造破裂带的走向翔断，10t：r墩到14#台的部分桩基在可能位于构造破裂带上．钻孔施工将难以判断鉴别方案二：采用人工挖．桥址仅作局部平整，确定挖孔桩砼护壁材料能丛时供应即可开工，利用开挖出来的砂土补填周围的场地，多余的砂土及时清运+对0台到7#墩的32根艟实行全面开挖，园本段基本为用砂性土填筑的填方路埕．且压实良好+没有地下水的特点．重点突破，采用高标号砼护壁，每孔两套护壁模扳+在保证室垒的前提下，一天完成两米或两天完成三米，预计8天后第一批挖孔可以终孔，15天内0#台～7#墩的人工挖孔完成。在0#台～7#墩挖孔施工的同时，对8#墩～14#台的场地进行平整，为第二批挖孔桩的施工刨造件。确保第二批桩在15～25天内完成(该批人岩深度较大)采用人工挖孔．对原填筑高路提的稳定性不影响．所需的水仅是护壁砼用水-大大减小了耗水量。人工挖孔受场地制约较小，且能直观地观察桩基的地质变化，桩基是否位于构造破裂带上，是否须采用适当的措施，有了直观的清楚的鉴定依据。挖孔采用同一墩(台)的桩基同时开挖，待同一排的孔底均达到要求的^岩深度后，绘制出同一排的孔底基岩标高攒断面图，井对该攒断面图进行地质分析，研究拄基底部标高是否变化正常．防止桩基鲣孔于孤石或夹层地带上，准确反映桩基^岩深度及孔底地质情况，最终确定是否终孔．确保桩基质量与安全8#墩～14#台桩基的人工挖孔类同于0台～7#墩的施工，但左幅桩基施工要特别做好安全防护．如提高护壁高度或在靠左侧山坡侧设置安全挡板，防止土、石块从山坡上滚下对施工人员造成伤害。终孔并进行桩基砼灌注后．桩基检测合格再施工桩基上部的系粱、墩柱系梁墩柱施工时再开挖高于桩基顶面部分的土石方并尽快浇筑系粱、墩柱砼，及时回填以免影响路左侧山坡的稳定，造成坍塌。方案三：从施工安全的角度．人工挖孔与钻孔同时施工作业，构成了安全摩患因钻机的冲击、振动极易造成近邻的正在挖孔孔壁坍塌造成人员伤亡{同时人工挖孔进人弱风化岩或微风化岩施工时，必须采用爆破施工．爆破时的振动及冲击渡将对正在钻孔施工的人员安全构成威胁，同时也易l起钻孔孔壁坍塌，故原则上不采用挖孔与钻孔同时作业。综上所违，从施工设备及施工条件考虑，确定选择方案二三、主要施工方涪和技术措施·34桩基的施工：0#拼台至14#桥台原则上全面采用人工挖孔由于这一地段的地质条件较为复杂，所在遗收桥粱墩(台)的桩基础^工挖孔施工中采用同一排墩(台)的桩基同时开始挖孔待同一线的孔底均达到要求的^岩深度后，绘制出同一线的孔底基岩标高横断面图，并对该横断面图进行地质分析，看桩基底部标高是否变化正常，以肪止桩基终孔于孤石或夹层地带上。对于桩底标高与设计标高存在较大偏差的，或者同一线的四个孔底标高起伏变化较大的要请示监理工程师和设计代表同意后才能终孔，否则不能终孔具体操作如下：(一)根据桩基设计深度和地质情况以及工艺所限，采用人工挖孔。全桥桩基孔60个，在6月1日前分批开挖0#台至14#台各排桩孔，在7月18日前全部完成。1．开挖前，根据各桩基中心坐标定位桩的点位，在开挖线外设四个护桩来控制点位，护桩高度应高出第一节护壁顶面2～3cm，并在护桩顶面上各钉一小钉，以四个护桩上的小钉为系线点交叉拉线，且两条拉线交点应与中心坐标定位桩的点位竖向重合。当第一节护壁砼强度超过5MPa后将护桩控制轴线、高程引到第一节砼护壁上作为定位钉和高程基准点．每节以护壁上定位钉拉线定位对中．吊大线锤控箭中心点位置，用尺杆在地上唾圆周然后由高程基准点测量孔深，确定孔底标高2.人工挖孔采用砼护壁作为安全防护，护壁砼强度采用C25，厚度l5cm做一个护壁。第一节护壁厚20era，要高出地面20cm便于挡求和定位。上下节护壁间的搭节长度不少于5cm，护壁砼采用插入式振捣器摄捣成型。扩底变径尺寸按l：11进行控制按承受土的侧向压力计算护壁砼达到一定强度方可拆模进行下一段的挖掘。安装护壁模板时．要根据第一节护壁定位钉检查该节模板的垂直度和中心偏移情况，符合规范要求时方可浇筑护壁砼3．重复上面b步骤，直至挖到基层岩。同时要注意挖孔过程中土质的变化，根据挖起的土样进行准确的地质记录4.在人工挖孔作业时要确定专人负责施工现场的所有设备、设施安全装置工具、配件及个人劳保用品等的检查而确保完好的安全使用。开挖：采取分段开挖，每段高度为lm，由人工从上到下逐段用镐、锹进行，遇坚硬土用锤和钎破碎同一段内挖土次序为先中间后周边弃土装入吊桶垂直吊上孔口，若遇大量渗水时在孔底一侧挖集水坑，用高扬程潜水泵排出桩孔外。同时应厦时加强孔壁支护，防止渗流造成坍孔同一墩台4个桩孔同时开挖，渗水量大的一孔应超前开挖，用于集中排水．以降低其他桩孔的水位著岩石需爆破时．应采用浅眼爆破法，严格控栅炸药用量，姒防震塌孔壁。桩孔较深时，应采用电引爆当桩底进入岩层时一应凿成台阶挖孔时经常检查孔内的二氧化碹含量，如二氧化碳含量超过03或孔深超过lOm时．采取机械通风和排墙措施。经检查无毒气后方可下孔作业。5.桩基底^岩深度必须≥2．Om，且是在弱风化岩体(强度≥1OMPa)上，当桩长大于1Om时^岩深度不小于15m学术／经验6.终孔前孔底标高要对同一墩(台)的四个桩孔的地质变化情况进行比较决定是否能终孔7．终孔后要用检孔器检查垂直度，通过检孔后且残渣量在5cm以内时才能灌注砼。(二)挖孔桩基的砼灌注l.对于孔内渗水量很少的挖孔桩采用串管干灌．砼可在串管中自由堕落，串管应对准中心开始灌注时孔底积水深不宜超过5cm，灌注的速度应尽可能加快，使砼对孔壁的压力尽的大于渗水压力，以防水渗入孔内混凝土的捣实，采用插入式振捣器分层捣实，每层厚度控制在30～5Ocm，且应一次灌注完毕，2.对于渗水量≥6mm／min的一定要采用水下灌注方法灌注砼灌注水下砼：用内径为30cm的锕管做导管，导管在使用前进行水密性、承压和接头抗拉等试验以上试验均符合要求的导管才能使用导管吊装前应试拼，接口连接严密、牢固吊装时，导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验。在灌注砼的过程中经常用手电筒照看，视光线的反射强度来判断导管内是否有进求精水现象导营上方的储料槽容积不小于2．Om。，以确保灌注砼时首灌量能符台要求首批灌注的砼的初凝时问不得早于灌注桩全部砼整注完成的时间，否则，应通过试验在首批砼中掺^缓凝剂，以延迟其凝结时间灌注砼时按以下工序执行：(1)将导管下到孔底后提升35cm，确保导管下口到孔底的距离符合规范值(2)砼应连续灌注，尽量缩短拆除导管的间隔时间，当导管内砼不满时，应馀馀稽注，防止导管内砼产生气囊现象。根据本桥桩径1．2m．在桩的检测声测管的施工中应埋设三根内径不小于4cm的钢管作为声测管，必须保持测管问的平行声测管一般绑在钢筋笼上，和钢筋笼一起下到孔里进行捡铡通过声时(声速)反映混凝土的弹性性能，波幅衰减反映混凝土界面情况一混凝土有无缺陷存在，所以要认真规范操作检测过程，真正起到指导生产。而采取有效措施来保证混凝土达到设计要求(3)及时检查灌注砼的和易性和坍落度，坍落度控制在18～2Ocm。(4)采用重量不小于4的锥形测深锤探测已灌注的砼面位置，及时调整导管埋深，使导管在砼中的埋深控制在2～6m之问，一般在4m左右严防卡管或导管拔脱砼面而造成断桩、离析等事故。(5)末改浇注砼顶面应高出设计桩顶0．5～1．Om．预加高部分在桩基砼选到一定强度后凿除．凿除时须防止损毁桩身。(6)整注砼在拔除导管时应慢慢提升，严禁反复插捣，以免影日自砼的灌注质量=(7)灌注砼期间，要配备水泵“及吸泥机、高压射水管等设备，姒保持井孔水头和及时处理灌注故障不论钻孔桩还是挖孔桩，砼抽检抗压试件(28天强度)每根桩不少于2组