钻孔桩施工方案综述.docx

钻孔桩施工方案综述.docx

《钻孔桩施工方案综述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔桩施工方案综述.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钻孔桩施工方案综述

广州轨道交通四号线【区间6标】

钻孔桩施工方案

编制

审核

中铁三局集团

广州轨道交通四号线【区间6标】项目经理部

2005年3月4日

一、工程概况

（一）、周围环境

广州市轨道交通四号线车陂南～黄阁段工程（除大学城专线外）【区间6标】线路经过区域建筑物稀少，分布有村庄、鱼塘及少量厂房，多为农耕田地，本区间地形平坦。

（二）、结构形式

本标段为高架桥区间，起讫里程为：

上部结构YCK40+486.74～YCK42+612.4，下部结构YCK40+691.74～YCK42+612.4，东涌站将本标段分为南北两段。

车站以南下部结构自DZ2至DZ24，共23个墩，上部结构孔跨布置为（3×25+28.9）+3×30+3×30+3×30+3×25+7×30＝658.9m;车站以北下部结构自DD077～DD115，共39个墩，上部结构孔跨布置为4×30+26.76+2×25+33×30＝1186.76m。

另外，【区间5标】205m节段梁，【东涌站】75m节段梁拼装、架设也在本标段施工范围内。

高架桥基础采用钻孔桩，桩径有1200㎜、1500㎜、1800㎜三种，桩底嵌入微风化岩（1.5D+2.5）m。

承台采用矩形或工字形承台，墩身采用单柱式Y形墩或双柱式墩，共有5种截面形式。

上部结构采用现浇箱梁和节段预制箱梁，其中DZ1～DZ14墩间的上部结构为（3×25+28.9）+3×30+3×30+3×30的多跨连续现浇梁，DD080～DD081墩间的上部结构为26.76m单跨简支现浇梁，其余均为节段预制拼装简支梁。

上部结构箱梁断面形式为单箱单（双）室，梁高1.7m，正线梁面宽度9.3m，配线处梁面宽度13.3m。

箱梁采用C50混凝土，单向预应力体系，纵向预应力筋采用φ15.24钢绞线，预应力管道采用真空压浆技术压浆。

高架桥桥面采用TQF-1型防水层,C40混凝土聚丙烯纤维保护层。

标准伸缩缝选用QGF320×9400，非标准伸缩缝向厂家定制。

桥面挡板高850mm，采用预制混凝土挡板，现场吊装。

桥面排水采用在梁面设横向截水槽，在桥墩内预埋离心式铸铁排水管，排水管直通箱梁顶面，雨水经排水管排入桥下雨水井。

（三）、工程地质及水文地质

1、工程地质

桥址处土层可分为两部分，上部覆盖层主要为人工填筑土（Qme）、耕植土（Qpd）、海陆交互相沉积层（Qme）和残积土层（Qel），由淤泥质粘土、中粗砂（局部粉砂）和卵石组成；下伏基岩为白垩系（K）泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩。

弱风化、微风化岩顶面埋深30～50m，以微风化岩或弱风化岩作为桩基础的持力层。

1）人工填土层：

本标段内揭露的人工填土层包括素填土、杂填土和耕植土。

素填土为近代人工堆填的粘性土、砂土，耕植土以粘性土为主，含少量砂。

本标段除河、涌、鱼塘部分缺失该层外，其余地段连续分布，层厚0.30～6.20m，平均厚度1.08m。

2）淤泥质土：

该土层零星分布，厚0.90～5.60m，平均厚度3.14m，层顶埋深12.40m～35.50m（标高-30.72～-6.84m）。

土性呈灰黑色，软塑状，由粘粒、粉粒及少量有机质组成，土质较为粘滑。

本层土属高压缩性欠固结软土。

3）粉细砂层：

该土层基本连续分布，层厚0.90～9.20m，平均厚4.14m，层面埋深8.40～31.60m（标高-23.25～-0.44m）。

土性饱和、稍密，部分松散状，局部中密，以石英质粉细砂为主，不均匀含粘、粉粒，稍显粘结，不均匀系数Cu＝20.2，曲率系数Cc＝2.41，属于级配良好砂土，天然坡角风干43.1°，水下37.5°。

4）残积粉质粘土、粉土层：

硬塑，靠近岩面为坚硬土状，为泥质粉砂岩，泥岩风化残积土，以粘粉粒为主，土质较粘韧、光滑，含少量粉砂；而细砂岩或粉砂岩分布地段的残积土，则多为密实粉土或细粉砂。

本层厚度0.50～2.70m，平均厚度1.68m。

层顶埋深14.00m～26.10m（标高-20.85～-8.44m）。

5）全风化：

该土层基本连续分布，层位稳定。

层厚0.03～5.30m，平均厚1.87m，层顶埋深15.00～46.00m（标高-40.53～-9.57m）。

该层岩石已完全风化呈土状，具有可塑性和粘韧性，呈硬塑状，局部可塑，偶夹强风化或中风化岩块，岩块手可折断。

6）强风化：

该土层呈多条带状基本连续分布，层位稳定。

强风化岩带厚度0.50～13.30m，平均厚2.45m，层顶埋深16.00～50.90m（标高-45.90～-10.68m）。

该层岩石强烈风化，组织结构已大部分破坏，岩石的结构强度低，岩芯手可折断，浸水软化崩解。

个别岩质软，呈硬塑或坚硬土状。

7）中风化：

该土层基本连续分布，仅个别勘孔缺失。

该风化岩带厚度为0.60～21.40m，层顶埋深16.70～51.60m（标高-46.60～-11.38m）。

岩性棕红色、深灰色、青灰色，泥砂质厚层块状或薄层块状结构，岩石明显风化，裂隙较发育，沿裂隙面见有铁质浸染和风化次生粘土矿物，层理较发育，常见砂岩、泥质岩呈微薄层互层，组成沉积规律。

8）微风化：

该土层基本连续分布，仅个别勘孔缺失。

该风化岩带岩面深度与中风化岩面深度变化趋势基本相同。

揭露厚度1.10～22.20m，岩顶面埋深21.40～53.30m（标高-53.03～-16.08m）。

为白垩系地层，岩性主要为泥质粉砂岩、泥灰岩、细砂岩、粗砂岩、砂砾岩等，呈红褐色、紫红色、青灰色等。

陆源碎屑结构，中厚～厚层状构造，泥质、钙质胶结，胶结紧密。

局部有少量风化裂隙，岩芯较完整，呈短柱状～长柱状，岩质较硬，岩石质量指标RQD值一般为70～90％，部分地段夹中风化或强风化岩夹层。

2、水文地质

本项目区段内地下水水位埋藏0.20～8.60m，标高为-4.0m～-28.30m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，大气降水、珠江河水是地下水的主要补给来源，排泄主要表现为大气蒸发及珠江退潮时向江河排泄，地下水位受季节和江河水潮汐的影响明显。

每年5～10月，大气降雨充沛，地下水位明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降，年变化幅度为2.5～3.0m。

地下水类型：

地下水主要为孔隙潜水，海陆交互相淤泥质粉细砂、冲击细砂、中粗砂为本区段主要含水层，岩层中含少量裂隙水。

地下水具有承压性。

地下水补给及排泄：

大气降水及珠江河水为地下水的补给来源，排泄主要表现为大气蒸发及珠江退潮时排泄，地下水位受季节和江河潮汐影响明显，基岩裂隙水的补给主要为大气降水补给和第四系砂层的越流补给。

地下水的腐蚀性：

本项目区段内地下水对混凝土结构、混凝土结构的钢筋具有弱-中等腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。

3、抗震烈度

广州地区地震基本烈度为7级，场地地震设防烈度为7级。

4、不良地质与特殊地质

1）特殊地层：

本场地的特殊土层主要为淤泥质土、粉质粘土、粉土层，呈流塑～软塑状，这些特殊土层的最大特点是状态差、欠固结、流变性和触变性强，承载力低，在地震等震动力作用下容易出现震陷，在桩基施工中容易引起桩缩径或断桩，在基坑施工中容易引起基坑壁变形，坑内出现流泥等。

2）不良地质作用和地质灾害：

本场地未揭露有岩溶、采空区，未发现有滑坡、危岩和崩塌、地面沉降和泥石流等不良地质作用和地质灾害。

仅在个别勘孔内揭露有空洞、岩石变化现象及地质错断现象。

3）本场地内揭露有可液化砂土层淤泥质粉细砂、粉细砂层，经液化判定为液化等级属中等～严重（一区）。

砂土液化会引起局部地面沉陷、基桩承载力降低，造成建筑物、路面、高架桥及地铁轨道的变形、破坏。

（四）、总工期及节点工期

开工时间：

2005年1月30日；

完工时间：

2006年3月30日；

节点工期：

2005年5月30日前，开始节段梁拼装；

本项目全部施工工期：

14个月。

二、施工方案选择

本标段共含248根钻孔桩，钻孔桩设计较深，桩长40～49.7m。

直径分1.2、1.5、1.8m三种，其中DZ15～DZ24、DD084～DD115墩桩径为1.2m，DZ2～DZ14墩桩径为1.5m，DD077～DD083墩桩径为1.8m。

本标段部分钻孔桩位于水塘、河涌或沟渠之中，施工难度较大。

另外，局部桩的地质资料缺失，桩长难以最终确定。

最关键的是，由于征地延误而2006年3月30日的关门工期已被堵死，造成工期压力加大。

综合考虑以上原因，我部决定采用一台德国宝娥的BG25大直径旋挖钻机，配合采用8台冲击钻机进行本标段的钻孔桩施工。

旋挖钻机主要使用在DZ11～DZ24墩等平坦地带进行作业，配套采用的冲击钻机主要使用在河涌、水塘或沟渠处的钻孔桩施工。

BG25大直径旋挖钻机由德国宝娥公司制造，它的主要特点是全电脑控制，可自动走行和装卸，能适应各种地质情况，钻进速度极快，以本标段桩基为例，日成孔在2～3根左右（正式施工前进行试钻）。

BG25大直径旋挖钻机采用泥浆护壁，最大钻孔直径可达2.5m，应用凯式钻杆，其最大桩孔深度可达53m。

BG25旋挖钻机主要由底盘部分、上车部分、配重、为赶下部分、加压油缸、桅杆、卷扬系统、凯式钻杆、钻具及操作系统组成，详见下图。

BG25旋挖钻机基础部件装配与功能详见下表。

基础部件部件表

装配

功能

辅助卷扬钢索

用在钻机装配工作中，提升设备

三角支撑油缸

升起和降低桅杆

大臂和油缸

钻机和钻孔距离调整

配重

稳定性

配重装配机构

装配配重

加压卷扬

提供加压力

提升限制机构

避免过量钻杆移动

主卷扬和钢索

吊装提升钻具等

桅杆铰接机构

安装下部桅杆

桅杆支脚

支起钻机

桅杆头

安装钢索导轮和限制开关等

导向滑轮

导向钢索

钢索吊装旋转头

安装钻杆和自由转动

导向滑轨

导向滑撬

回转机构

上车部分回转

走行齿轮

底盘行走

三角支撑台

安装支撑油缸

履带底盘

履带底盘

上车部分

钻机驾驶室和操作机构

桅杆

加压系统移动导向

凯式钻杆的部件组成详见下页。

凯式钻杆各部件功能详见下表。

凯式钻杆部件表

装配

功能

万向接头

传递扭矩到套筒

套筒驱动器

从回转头到凯式钻杆传递扭矩

钻具

钻进和运输泥土石料

凯式钻杆

从回转头到钻具传递扭矩

凯式钻杆驱动器

传递力矩到凯式钻杆

动力头

产生回转运动和力矩液压马达通过行星齿轮将力矩传到主齿轮

BG25旋挖钻机尺寸及规格参数如下：

钻机规格参数

上车部分：

SENNEBOGENBS80

上车部分：

BS80.6.464

发动机：

CAT3176;291kW

底盘部分：

UW90/246

履带总宽度：

3200/4500mm

履带长度：

5400mm

履带宽度：

800mm

工作重量（装配）

凯式钻杆：

BK25/394/4/6097.20吨

桅杆最大倾斜范围

后向：

4°

前向：

6°

侧向：

3°

主卷扬

型号：

ZHP4.2904.2910597（123）

最大牵引力（在第一层卷扬）250kN

钢索直径：

32mm

钢索长度:

100m

钢索移动速度（提升/释放）：

59m/min（max.）

辅助卷扬

型号：

ZHP4.2204.2210247（145）

最大牵引力（在第一层卷扬）：

800kN

钢索直径：

20mm

钢索长度：

60m

钢索移动速度（提升/释放）：

60m/min（max.）

加压卷扬系统

型号：

ZHP4.2604.2610274（138）

最大牵引力（在第一层卷扬）：

165kN

钢索直径：

24mm

钢索长度：

（上部/下部）68/60m

钢索移动速度：

（快速/慢速）26/7.5m/min

加压油缸

类型359104-32

活塞行程6500mm

加压力（220bar）330kN

起拔力（70/145bar）250kN

BG25旋挖钻机的钻孔参数