永冻层钻孔桩施工监理(技术总结)(共10页).doc

《永冻层钻孔桩施工监理(技术总结)(共10页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《永冻层钻孔桩施工监理(技术总结)(共10页).doc（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上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

2、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

3、，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，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

4、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

5、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，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

6、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

7、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、

8、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

9、。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

10、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.

11、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，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

12、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

13、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。前嫩冻土桥总监办（ZJ7） 张庆华2011年 11月 30日专心-专注-专业