卵石和岩石地质条件下的钻孔施工技术_卵石是什么岩石

来源:教学设计 发布时间:2019-05-15 04:09:58 点击:

  摘要:吉图珲客运专线天太特大桥桩基处于城市边缘,紧邻居民区,施工场地狭窄,工期短,桩基多,要求我们在卵石层和岩石层施工时打破常规,加快施工速度,尽量减少施工噪音和干扰。
  关键词: 卵石 岩石 旋挖钻 钻孔
   中图分类号:TU74 文章标识码:A文章编号:
  一、工程概况
   吉图珲客运专线天太特大桥位于吉林市龙潭区天太村,桥梁全长1005.4m,孔跨布置为6-32m简支箱梁+1-(40+64+40)m连续箱梁+20-32m简支箱梁。
  19~22#墩设计桩长为21m,桩径1.0m,墩位处地质情况为粉质黏土,厚度2~4m;卵石层,厚度4~6m;板岩,岩石强度为200~400Kpa,厚度20~24m。
  二、钻机选型
  天太特大桥位于城市边缘的天太村,紧邻居民区,施工场地狭窄,要求施工噪音小,施工场地整洁,成为钻机选型的主要要求。根据地质情况和钻机选型要求,有两种钻机类型供选择,冲击钻和旋挖钻。
  冲击钻需要较大的泥浆池循环沉淀钻渣,钻进时产生较大的噪音和震动,钻进速度慢。
  旋挖钻需要泥浆池较小,钻进时产生的噪音较小,钻渣经过处理可以及时运出施工区域,施工场地整洁,钻进速度较快。
  经过方案比选,本处桩基施工采用钻岩旋挖钻机施工,型号为三一SR280R。通过试桩工艺,获取一定的施工技术措施,保证钻孔施工成功,并取得护筒埋设和钻机钻进参数。
  三、施工工艺流程
  平整场地→测量放样桩位→孔位探测地下管线→施工区域管线改迁→开挖泥浆池→测量放样桩位→护筒埋设→测量检查护筒→钻机就位→钻机钻进→成孔→清孔→下放钢筋笼→下放导管→二次清孔→灌注水下混凝土。
  四、关键技术问题
  天太特大桥钻孔桩旋挖钻施工的关键技术问题:护筒埋设;岩石层旋挖钻钻进情况。
  1、旋挖钻机钻孔的泥浆由泥浆池集中供应,由于卵石层埋厚在4~5m,埋深6~8m,埋设护筒要穿越卵石层,才能保证在旋挖钻钻进过程中不塌孔,护筒埋设和拔除也是施工关键技术。
  2、通过研究设计提供地质情况,卵石层下是全风化板岩、强风化板岩和弱风化板岩。旋挖钻钻孔要解决岩石层的钻头形式及选择。
  五、施工技术措施
  1、护筒埋设
  根据卵石层深度不同,护筒分为两种类型,6m长护筒,直径1.3m;6m长护筒,直径1.5m,配合9m长护筒,直径1.3m。
  ⑴ φ1.3m护筒埋设
  卵石层小于7m的桩位,根据测量放样好的桩位木桩,并引出护桩,旋挖钻机使用直径1.5m的钻头对准木桩钻进3.0m,吊装φ1.3m的6m长护筒下放,再利用旋挖钻在护筒内继续淘取钻渣,继续钻进,并利用旋挖钻机液压钻盘,向下加压护筒,使护筒跟进,使护筒顶高于地面50cm,达到护筒底至卵石层深度不大于2m,如在钻进过程中发现卵石层厚度与设计不符,要及时跟进护筒,保证孔壁稳定。护筒下放到位后,检查护筒偏差,并及时用黏土回填回填周围,并夯实。
  ⑵ φ1.5m护筒+φ1.3m护筒埋设
  根据测量放样好的桩位,并引出护桩,旋挖钻机使用直径1.8m的钻头对准木桩钻进3.0m,吊装φ1.5m的6m长护筒下放,再利用旋挖钻在护筒内继续淘取钻渣,继续钻进,并利用旋挖钻机液压钻盘,向下加压护筒,使φ1.5m的6m长护筒跟进,使护筒顶高于地面50cm;旋挖钻机更换直径1.5m的钻头,继续向下钻进,并用吊机吊装φ1.3m的9m长护筒下放,利用钻挖钻在护筒内继续淘取钻渣,继续钻进,并利用旋挖钻机液压钻盘,向下加压护筒,使φ1.3m的9m长护筒跟进,使护筒顶与φ1.5m的6m长护筒顶平并高于地面50cm,达到护筒底至卵石层深度不大于2m,如在钻进过程中发现卵石层厚度与设计不符,要及时跟进护筒,保证孔壁稳定。护筒下放到位后,检查护筒偏差,并及时用黏土回填回填周围,并夯实。
  2、护筒底至岩石层之间卵石层旋挖钻钻进
  护筒下放到位后,要及时往孔内投入2~3m3黏土,用旋挖钻机在孔内空转,黏土和水在钻头的搅拌下,变得均匀,比重变大,钻进进尺要慢,并使泥浆在护筒底至岩石层之间卵石层孔壁上形成护壁,在继续钻进岩石层。
  3、岩石层旋挖钻钻进
  我们根据钻机功能参数和岩石强度,对旋挖钻在岩石层的钻进选取不同的进尺和钻头类型。
  ⑴岩石层旋挖钻钻头类型组合
  旋挖钻岩钻头类型有短螺旋钻头、桶式钻头等几种。
  钻齿分为牙轮钻齿、楔形钻齿、截齿钻齿。
  根据岩石强度,我们选择钻头和钻齿进行组合。岩石强度在200Kpa以内的全风化板岩和强风化板岩,钻进时选用桶式钻头配合牙轮钻齿和楔形钻齿;岩石强度在200~400Kpa以内的强风化板岩和弱风化板岩,钻进时选用桶式钻头配合截齿钻齿和楔形钻齿;岩石强度在超过400Kpa的弱风化板岩,钻进时选用短螺旋钻头配合截齿、桶式钻头配合截齿钻齿。
  ⑵岩石层钻进
  根据岩石强度,我们选择不同的钻头和钻齿组合,加快我们钻进速度。
  岩石强度在200Kpa以内的全风化板岩和强风化板岩,钻进时选用桶式钻头配合牙轮钻齿和楔形钻齿,钻进时要采用中速钻进,根据进尺情况,及时排放桶式钻头内钻渣,检查钻头钻齿磨损情况,并及时更换磨损钻齿。
  岩石强度在200~400Kpa以内的强风化板岩和弱风化板岩,钻进时选用桶式钻头配合截齿钻齿和楔形钻齿,钻进时要采用中、低速钻进,根据进尺情况,及时排放桶式钻头内钻渣,检查钻头钻齿磨损情况,并及时更换磨损钻齿。
  岩石强度在超过400Kpa的弱风化板岩,钻进时选用短螺旋钻头配合截齿、桶式钻头配合截齿钻齿,钻进时要采用低速钻进,先用短螺旋配合截齿钻头钻进岩石,再使用桶式配合截齿钻头低速钻进,根据进尺情况,及时排放桶式钻头内钻渣,检查钻头钻齿磨损情况,并及时更换磨损钻齿。
  4、护筒拔除
  ⑴φ1.3m的6m长护筒拔除
  桩基水封完成后,在混凝土初凝后的5h内用50T履带吊拔除φ1.3m的6m长护筒,由于桩头已进入护筒内,拔除时要保证护筒垂直,避免破坏桩头。
  ⑵ φ1.5m的6m长护筒+φ1.3m的9m长护筒拔除
  桩基水封完成后,在混凝土初凝后的5h内用50T履带吊拔除φ1.3m的9m长护筒,再拔除拔φ1.5m的6m长护筒,由于桩头已进入护筒内,拔除时要保证护筒垂直,避免破坏桩头。
  通过护筒拔除倒用,节省护筒占用时间,提高护筒利用率。通过后来基坑开挖,所有桩头完整情况较好,证明在混凝土初凝后的5h内拔除护筒,对桩头破坏较小。
  六、结束语
  在吉图珲客运专线天太特大桥的桩基施工中,利用此类方法施工,由开始的24h完成1根桩基钻孔,到6h完成1根桩基钻孔,钻孔速度加快,成孔效率提高,与同类冲击钻成孔速度和质量比较,在卵石层和岩石层旋挖钻钻孔成功,满足了业主快速施工的要求。
  参考文献:
  《铁路桥涵施工规范》TBJ10203-2002
  《铁路桥梁钻孔桩施工指南》TZ322-2010

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