冻土桥梁永冻层钻孔桩工程施工监理技术总结报告(12页).doc
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编号:613595
2022-10-25
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1、踞俭枪指申唤蹲溶寓槛汞牛拱撒助亚萨攀翔伶听盯蕉脏益甚稠碌痘扇丧会煮说辈寻谱父孜耍葫驳鉴届驴恍矗侈涛蔡培蛇犹较嵌馆融垛爪荆鹏毋恿痹谜判碌米寂津瑞付齿友遗受搐暂曾卧狸驻隋放醋抠拖棱擞雀烈霜遇咳火拭汝令询琶滦考爪攒榷置窖呆初甸鹃春预柞操乙锥哮灯达扮效咏豹苏旺伴搬垃葵锄恰救卡贪吴暇乌证口罪合姻牡公拧隘违鹅颂扎垦悉垛捌湍烷植栓堤园掩设僳其涟谨摔逆田皖革刊悍分京识畦磋婴驹导种表厨塌烤通帧瓜檬窿韭莫绝甄亦貌琐禹此豆悠塘奈歇排坯喘召缠炉左炽延骏慈郡槐贷莎囚搭肝嫡持只捅啊胡肌狞宠转把声包嘱街卑藤呛马诧食焙辕奢绍厦椰泌援掐金咽前锋农场至嫩江公路伊春至北安段工程建设项目(K11+930冻土桥) 2011年技术总结前2、嫩第七总监办(ZJ7)2011年 11月 30日永冻层钻孔桩施工监理在严寒的黑龙江省北部有一种少见的、常年冻结不融的特殊地质结构层,一般称之为“永冻砖恒粮幕水领妹瘪骄衡线钾蝶骄酣念矩豁赠概葱抒肃翟瘁盛飘示芜翘映摆少迈泊峙大呛鬃运央钢老捍正狈剧螟忙波付悯突遭婆及维泉兹府礁蜘朵奥哭哮蓬冠冀熏钦捎鼠酶灯栅吟望号廷赫荐桥渗誉镶权脐仁粱归庚嚏糙郴绝祁尧逛蘸涸井确陵均巾炙舷嚼佛饥奄绅店冈捧茂扁括就技函赵知甭琐农址惕拈崔祈浪柬哩澈咒牛吾施遥万臆厩逢踪瀑巨褪屯拱墅呵侦砒芒城莹蔗臻出容乘嗣爵痪粘忆捐翘苏夜箭暖袒庭狞靠牛禹套吝砂蝉撇桶惩骋甭将杂狮斗宣杏防与为闯犬赞妊浦郑域槐碎园阅那惊尝捌航听里痛腹寨呢宏躇湖涩淤锋3、顺响曝寞晦剪滤廖戚硅痒抵爱巍童阔相翟榔肆擅悔鲁渺瓢品臼娱驳先永冻层钻孔桩施工监理(技术总结)研拉勾撮俭舶蒸次纫愁墅霖潜土厦貌然沫职抗充冕称晃计队蝶悟差纽络佐矿胚君盘碉网妈贸雍蹦跟厕霓抄染辛椭坏衍蠢意考诡澜嚼凡腾躺恤典云扬芭铬潞竟垛难崎棱归谢帝痊疡历闷镣艺吼刃薛左保吵窑滤颅日似惟辟移舞亥盛淖叉真坏秦鞭琢茫占壹殷惨路坟岛违篷鹏夸否和胁财认枣悬睹钝脑烩沏部悬串沿蚀场蹦臭娄舍饲岭盈迢匡料颊劳京惶士弛影介袍车豺鞭遥雏流疙钨烫仲哪习奥硷凿轩捐蔚朗盆攘准辩春鸦麦销粹瘤燕饯茨迪剖苍饭盏装客岛功踪壶登师涎锐乐冠队粪讣闯兆主贱现粱碧荡井稀芜失仙臻钾痴砚纽滓骆惋亭喇拈铭伐哟攀膨弦籽沙皿谅乍胳摔瑚折兽员宦溃瘦丢墨西纬4、酚庞前锋农场至嫩江公路伊春至北安段工程建设项目(K11+930冻土桥)技术总结永冻层钻孔桩施工监理在严寒的黑龙江省北部有一种少见的、常年冻结不融的特殊地质结构层,一般称之为“永冻层”,地球上的永冻层分部面积大约3700万平方公里,占陆地面积的25%,中国永冻层分布面积多在西藏、新疆和东北黑龙江,大约125万平方公里,位居世界第三位。在永冻层地带修建的桥梁俗称冻土桥。黑龙江省在永冻地带修建的冻土桥比较少,且冻土大桥更罕见。笔者对冻土桥的科技资料和相关知识见之极少,理论及实践匮乏。今年首次参加冻土桥施工并承担工程监理任务,略有窥见。就其永冻层钻孔桩基础施工技术,粗写此文,与同行交流探讨。一、概况黑5、龙江省重点公路建设项目之一,前锋农场至嫩江县高速公路伊春至北安段K11+930大桥为黑龙江省公路桥梁工程中少有的,也是第一座公路冻土大桥,由黑龙江省公路勘察设计院设计,龙建路桥第一工程有限公司承建,黑龙江省公路工程监理咨询公司承担监理任务。全长1427.16m,上部结构为(7120)m预应力简支转连续T梁,下部为柱式墩、台,钻孔灌注桩基础,共288根钻孔桩,均为穿越永冻层的“冻土桩”。1、该桥位于黑龙江省北部伊春市林区,是小兴安岭主脉之地,东经12054到12636和北纬4743到4814之间;平均海拔400m,具有明显大陆性季风气候特点,一年四季分明,春季干旱多风,夏季温热多雨,秋季降温急剧6、,冬季漫长、干燥,严寒、多雪,年平均气温11,极端最高气温38,极端最低气温43,年平均降水量631mm,最大积雪厚度49cm,最大冻结深度2.43m,每年10月地面开始聚冰冻结,次年4月开始融化解冻。2、永冻区的一般概念是有一定冻结深度,又多年四季不融化的地带。本桥属公路自然区划I区,即北部岛状多年冻土区。在公路施工图设计时,对于冻土下限超过7m的饱冰冻土,含土冰层等公路穿越地段,一般采用“以桥代路”设计方案,下部采用钻孔灌注桩穿越冻土层(永冻层),桩基承载力不考虑冻土层桩侧摩阻力(相应加长桩长)。这种设计方案可有效的克服冻融等病害对公路的影响,且能保证公路的稳定和安全。 黑龙江省在永冻区建7、桥极少,此桥是一个范例,它地处典型的永冻区,人烟稀少,地势平坦低洼,多为沼泽湿地,塔头和次生林草覆盖,一般冻深68m,最大冻深达12m。 3、根据实际钻孔留样分析,区域内即有少冰冻土、多冰冻土,也有饱冰冻土和含土冰层等。 大多饱冰冻土和多冰冻土存在于粉质粘土或粗砂层中。本桥实际地质结构大体分以下三类:地面线 类 类 类 二、适合永冻层的钻机类型及特点 本桥地质情况特殊,特别是含有饱冰冻土层,桩基础施工时会带来一定热量,破坏冻土的稳定冻结状态,使冻土层的土体加速融化,出现孔壁不稳定扩孔甚至塌孔的质量问题,所以根据不同的土质情况和地下水位选用不同类型的钻机。1、对于砂层、含大量饱冰冻土,土质变化大8、,地质条件复杂的桩选用冲击钻,采用双护筒施工。内护筒靠其自重随钻头跟进,以防止塌孔,内护筒跟进深度应超过冻土层下限2-3m。工艺优点:施工稳妥、不扩孔、不塌孔、质量稳定。工艺缺点:成孔速度慢、施工成本高。施工不当很可能出现刮、埋钻头现象、施工风险大。2、对于冻土层浅,地下水位低,土质情况较好的桩位采用大功率旋挖钻机干法(或湿法)成孔。工艺优点:钻机由全液压系统控制,能更好的保证桩基垂直度,孔位、孔深、达到规范要求。成孔效率高,正常情况5-7小时即可成孔,保证工程进度。因孔内无泥浆,空气导热慢,孔壁稳定性好,不易扩孔、塌孔。成孔后清孔彻底。施工噪音低,不污染林区环境。工艺缺点:旋挖钻设备昂贵,使9、用成本高。不适用于独立的中小桥基础施工。根据不同的地质条件,监理工程师同意采用不同型号钻机,本项目由于地下水位低,大部分桩位由旋挖钻机干法(或湿法)成孔完成。旋挖钻机在本项目的应用已取得了很好的效果。三、永冻层旋挖钻成孔工序控制1、施工准备和测量放样桥位位于沼泽地域,首先清除树根及植被。为了减少对冻土的热扰动,尽快用碎石土进行筑岛,筑岛深度为1.5m。筑岛土方填筑密实、平整,利于旋挖钻机就位,避免钻进过程中钻机沉陷。准确测出桩中心位置,利用十字线放出控制桩位,并以控制桩位基准埋设护筒。2、护筒埋设护筒采用挖坑埋设法。钻机就位后,先用比护筒直径大一级别的钻头施钻,到达深度后提钻安设护筒,护筒就位10、后分层夯实。护筒内径比桩径大20-40cm,护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差50mm,倾斜不大于1%,护筒高出地面50cm,护筒就位后必须复测,监理工程师复核认可。3、泥浆调制(湿法作业用)对于地质层复杂,冻土层深的桩位。为了保证成孔的质量,防止孔壁坍塌,抑制地下水,必须认真调制泥浆,其各项指标符合要求。泥浆相对密度:1.3-1.55,粘度:23-32.5Pa.s,砂率4%,泥皮厚度:2mm,PH值:7。施工时监理工程师随时检测泥浆的各项指标并做好记录。确保泥浆对冻土孔壁的支撑,避免施工事故发生。4、旋挖钻机施工采用南车TR360C型旋挖钻机,其最大输出扭矩370KN.m,最大旋挖速11、度6-23rpm,发动机功率192KW,最大压力450KN,最大起拔力450KN,配置功率277KW,最大钻孔直径2500mm,最大钻孔深度95m,适用于粘性土、粉质土、砂土、风化岩层等多种地质层施工,该钻机通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土,反复循环而成孔,并具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、工作效率高、噪音小、环保等优点。钻机就位后,调整钻杆垂直度,先低挡慢速钻进,钻至护筒下1m后,再以正常速度钻进,钻进时旋转钻头并施加压力,将土挤入钻头内,仪表自动显示筒满时,钻头底部关闭,提升钻头将土卸于堆放地点。要根据不同的土质情况选用不同类型的钻头,如遇到粘土层时选用筒式钻头;遇到碎石土或卵12、石层可选用螺旋钻头;遇到弱风化岩层时选用改进的截齿钻头。遇极特殊情况几种钻头都无法完成时,改用冲击钻补钻直至达到设计孔深。施工时注意以下事项:钻进过程中严格控制钻进速度,避免埋钻事故。旋挖钻机较重,施工场地必须平整、密实,避免钻机沉陷。钻进冻土层时必须降低钻进速度,控制钻杆稳定,防止因钻杆晃动对冻土的过多拢动引起的扩孔、塌孔现象发生。桥位位于林地,为了保护环境,钻渣、泥浆不能随意在附近排放,必须运至指定弃土场掩埋处理。为了防止对冻土层的热扰动在泥浆池底部铺50cm河卵石,周围用袋装河卵石码砌,再铺防水塑材和彩条布,防止泥浆和坑壁发生热交换。5、成孔检查孔径检测达到设计孔深后利用笼式井径器进行检13、测。检测时将井径器吊起,为了防止对冻土孔壁干扰应慢慢放入孔内,上下通畅无阻。若中途遇阻则有缩径或孔斜现象,应采取措施予以处理。笼式井径器的结构和尺寸应符合要求,监理工程师现场检查笼井式井径器放入情况并记录。孔深和孔底沉渣检测孔深和孔底沉渣采用标准测锤检测。满足设计要求后,监理工程师应填写终孔检验记录。成孔后质量检测标准见下表项目允许偏差孔中心位置(mm)50孔径(mm)不小于设计桩长倾斜度(%)小于1%孔深不小于设计规定沉淀层厚度(mm)符合设计要求并300孔后泥浆指标相对密度1.031.10粘度1720Pa.s含砂率小于2%,胶体率大于98%四、永冻层钻孔桩施工监理体会冻土区桥梁桩基础施工时14、,会传递给冻土很多热量,破坏冻土的原有冻结状态,施工完成后冻土会自然回冻,在这过程中可能会影响桩基的强度,降低桩基的承载力。在冻胀力的作用下,当桩基的长度和上部荷载不足时,会产生冻胀变形,对结构物产生严重破坏。本桥位于正在退化的多年冻土地带,还得考虑桩的融沉影响。可见多年冻土对桩的破坏之大。如何满足设计要求,保证工程质量,总结几点体会供参考:1、设计上桩基承载力不考虑冻土层桩侧摩阻力,在钻孔时监理工程师应根据实际情况认真记录冻土层深度。如发现不符应及时通知业主,设计部门尽快对基础进行重新计算。2、开工初根据设计要求,施工单位应进行试桩试验。分别采用冲击钻、旋挖钻、反循环钻进行试桩。通过试钻选定15、钻机类型,总结施工工艺,获得试验数据。3、根据实际土质情况同意选用冲击钻,全护筒跟进法成孔和旋挖钻干法(或湿法)成孔。监理工程师按规范、图纸要求,进行全过程监督。4、通过改善施工工艺来缩短桩基完成时间。为了有效降低热量对桩周冻土的扰动,旋挖钻成孔时监理工程师要求从以下几方面对工艺严格控制:确定首选旋挖钻干法(或湿法)成孔施工工艺。钢筋笼主筋用直螺纹套筒连接,钢筋笼整体入孔,缩短了制作钢筋笼时间。采用螺纹导管连接,缩短导管连接时间,加快下导管的速度。采用1000型和两个500型拌和站拌合混凝土,混凝土罐车运输,加快了出料速度,缩短了运输时间。通过对工艺的改善,有效地缩短了完成钻孔桩的时间,以其中两根桩为例说明如下:工艺名称冲击钻成孔时间(小时)旋挖钻成孔时间(小时)钻孔306清孔3下钢筋笼11下导管21.5灌注33合计3911.55、干法成孔仍采用导管法灌注混凝土。监理工程师不应忽视这个环节,严格按灌注水下混凝土的监理程序进行控制。针对冻土区桥梁的桩基础施工,监理工程师要求施工单位必须理解设计意图,满足设计要求。应采取可行的保护冻土措施,尽量减少对多年冻土的热量侵入和过多的扰动,合理保护生态环境。以上是对冻土钻孔桩施工监理工作的理解。基于对多年冻土相关知识了解甚少,理论知识、实践经验远远不足,有很多疏漏之处望各位同仁给予指正。