花岗岩斜岩地层钻孔桩施工孔位纠偏技术.doc

花岗岩斜岩地层钻孔桩施工孔位纠偏技术中铁二十一局三公司 崔建峰 摘要：当钻孔桩施工发生偏位时，偏孔处理不当会使施工工期增长，并给工程经济效益带来损失，如何快速有效的纠偏对施工非常重要，本文以董埔特大桥钻孔桩施工为例分析偏孔的原因及纠偏的措施，简要介绍孔位纠偏的过程。关键词：客运专线 桩基 强风化 冲击钻 球状风化一、引言由于花岗岩风化程度不同，当风化层分界面倾斜时，钻孔桩施工通常会发生偏孔现象。本文以董埔特大桥为例分析了产生的原因，提出解决偏孔的办法。我标段董埔特大桥位于南安市丰州镇境内，全长603.739m,上部结构为18孔、13.4m宽、32m整孔箱梁。下部基础桩基156根，共5724延米。此段覆土为第四季全新统坡残积粉质黏土，下伏基岩为燕山晚期侵入岩，风化层厚。 董埔特大桥位于由山坡向山谷过渡段，弱风化岩起伏大并在风化层中有球状弱风化岩。这给桩基施工带来很大的难度，经常出现钻孔时偏孔情况，现对此情况的解决提出一些微薄建议。二、产生偏孔的原因以董埔特大桥桩基施工为例，产生偏孔的原因有以下几点：1、强风化与弱风化分界面不处于同一水平面，强风化层和弱风化层本身厚薄不均（如下图-1示），冲击钻自由冲击到强弱风化交接层时，由于交接层面处各种岩石Rc（如表-1）不同，导致冲击钻对施工面破坏程度不同，进而使冲击锤偏向施工面破坏程度大的一方，产生偏孔。表-1岩石定性划分与Rc的关系坚硬程度未风化的花岗岩弱风化的极硬岩强风化的极硬岩强风化的硬岩全风化岩石单轴饱和抗压强度Rc(MPa)Rc6060Rc3030Rc1515Rc5Rc5图-12、部分地段风化层呈球状，冲击钻要击穿此层到达弱风化层（如下图-2示），在此过程中，若冲击锤接触部位不是处于球状分化中心，因冲击锤对不同岩性的岩层破坏程度不同，冲击锤肯定会偏向物理性质弱的物质一方，导致偏孔。图-23、冲击锤在W4层冲击时会碰到漂石，一些较大块的漂石也同样会使钻孔偏位。4、冲击钻长时间的冲击施工带动钻机振动，产生位移，导致钻孔偏位。5、偏孔带来的危害花岗岩地带钻孔桩施工时，偏孔时容易造成冲击钻卡住锤头，给施工带来很大的不便；同时偏孔会增加施工投入，增长施工时间，直接给工程带来直接的经济损失。三、孔位纠偏以董埔特大桥为例，其产生偏孔的桩基多为嵌岩桩，其嵌岩深度不小于2m，在入岩过程中钻过不同物理性质的岩层时产生偏孔，下面介绍一下孔位纠偏的方法。董埔特大桥桩基共156根，全桥采用钻孔桩的形式来进行施工，其中出现偏孔现象的桩位72个，占桩基数量的46%，这给桩基施工带来了相当大的难度，通过一段时间的摸索，钻桩施工队伍总结出一套预防和处理偏孔的方法，并成功地完成了桩基施工。1、检查孔位是否偏位测量放样定位后，在孔位施工范围外23m作十字护桩，如下图-3示。护桩用木桩打入地面下40cm,定上小钉子。每班工人交班时根据护桩拉十字线检查冲击钻钢丝绳是否偏位，如有偏差，且偏差大于5cm,则进行纠正。如无偏差则继续进行冲进施工。图-32、冲击钻机的调整当发生孔位偏移时，首先要做的是检查钻机钢丝绳偏差护桩十字线的距离，观察慢慢提升钻机钻头过程中钢丝绳偏位变化情况，然后根据钢丝绳变化情况将冲击钻机的左右前后高低进行调整，保证钻头处于孔位的中心位置。施工前仔细分析设计钻探资料，根据钻探资料判断冲击钻施工时可能发生的偏位情况；提前调整钻机，使冲击钻先为偏于孔位可能要偏移的反方向，这这种调整方法也能有效的处理偏孔，在董埔特大桥10号墩及16号墩撞击施工中我们采用这种方法，并取得效果。3、填石纠偏 一般来说孔偏后，最直接有效的方法是填石（片石或块石）增加偏孔岩层的物理特征，强行的将偏孔段纠正过来，如下图-4示。填石纠偏的控制过程：a. 计算偏孔距离i图-4图中f为孔口偏距；d为钻机高度；h为孔深；i为孔底偏距if(h+d)/db. 5cmi10cm时只对钻机前后或左右的高度进行调整，使冲击钻头回到孔位中心位置。 若i10cm，填石使冲击钻钢丝绳回到护桩十字线中心为止。c. 填石高度的确定石料要求：弱风化的花岗岩，大小为3050cm的片石或块石。填石直至冲击锤钢丝绳提升回到孔位中心位置，也就是说让此时f=0。d. 填石的效果分析通过冲击钻锤头的冲击，使偏孔岩层的物理特性得到加强，增加不同性质岩石表面层的抗压强度。对于抗压强度小的强风化岩，其表面抗压强度增大的程度大些；对于抗压强度相对于花岗岩相差较小的弱分化岩，其增大的程度就小一些;最终效果为两种或多种岩层其表面受压强度基本达到同一界限，此时孔位的偏差也相对的降低。4、冲击钻冲击频率的调整当通过检查发现孔位发生偏孔后，调整冲击钻钻头提升高度，改变冲击频率的方法也能有效的控制偏孔。实际施工时，最好是填石纠偏和变化钻机冲击频率同时进行，通过冲击钻“低提升、快频率”工作达到纠偏效果。结论：通过董埔特大桥72个孔位纠偏的处理，我认为纠偏的首要工作就是随时检查，及时发现并测量计算偏孔距离及深度，确定填石高度。在董埔特大桥施工中我们一直贯彻“提前发现，及时处理”的原则，在处理偏孔时大大的缩短了时间，为下一步施工赢得了时间，提高了工作效率，创造了经济效益。参考资料：铁路桥涵地基和基础设计规范 TB1002.5-2005秦沈高速铁路施工总结福厦铁路客运专线地质钻探说明崔建峰 邮箱论文名称：花岗岩斜岩地层钻孔桩施工孔位纠偏技术作者：崔建峰得分：评分情况评分项目评分标准总分得分创新性选题有创新意义和实用价值，立意新颖，能提出新问题和新见解30实用性论文的论点是否结合福厦线施工的实际情况展开20学术水平论述深刻，内容充实，在本专业内能起到较先进的理论指导意义和实际操作辅助作用30写作质量条理清晰，层次分明，书写规范，学风严谨，不得有抄袭行为20科技论文、技术总结申报表题 名花岗岩斜岩地层钻孔桩施工孔位纠偏技术作者姓名崔建峰工作单位中铁二十一局工程名称福厦铁路职称、职务工程师 工程部副部长工程完成时间2007-10-5曾在何刊发表或奖励无内 容 提 要当钻孔桩施工发生偏位时，偏孔处理不当会使施工工期增长，并