鉆孔樁開題報告
鉆孔樁分為鉆孔樁和挖孔樁兩種，主要用于工程建設(shè)中，也用于工程學(xué)的開題報告之中。
摘要：結(jié)合銅陵長江公鐵大橋南岸主塔墩大直徑鉆孔灌注樁施工實踐，對鋼護筒從制造、運輸、吊裝及施工等方面作了介紹，著重闡述了鋼護筒的定位及施振，并對施工中出現(xiàn)的問題與解決方案進行了討論。
關(guān)鍵詞：鋼護筒;鉆孔灌注樁;導(dǎo)向定位;振沉
1工程概況
銅陵長江公鐵大橋為合福鐵路跨越長江的重要通道，跨江橋為公鐵合建斜拉橋，主橋橋跨布置：90m+240m+630m+240m+90m。其中，4#墩為南岸主塔墩，基礎(chǔ)采用55根φ2.
8m大直徑鉆孔灌注樁，樁底標(biāo)高-102.0m，樁長101m。鉆孔樁鋼護筒設(shè)計采用材質(zhì)為Q235B、外徑3.1m、壁厚22mm的鋼板制作，護筒底標(biāo)高-28.0m。
2 地質(zhì)條件
4#主塔墩位于長江南岸岸坡，鋼護筒入土范圍內(nèi)的覆蓋層以黏性土為主，其下為細圓礫土層。地質(zhì)情況如表1所示：
表1
3 鋼護筒制造、運輸及吊裝
鋼護筒為螺旋鋼管，單根長度40.4m，考慮現(xiàn)場起重設(shè)備起吊能力和起吊高度的限制，鋼護筒分兩節(jié)制造，底節(jié)長度23.0m，頂節(jié)長度17.4m，分別在護筒頂、底口采用12mm的鋼板加強，加強箍高度為50cm。鋼護筒振沉?xí)r頂標(biāo)高按+12.4m控制。
鋼護筒采用船舶平放運至現(xiàn)場。150t全回轉(zhuǎn)浮吊起吊到4#墩鉆孔平臺，由設(shè)置在鉆孔平臺上的100t龍門吊機完成翻身。起吊翻身時龍門吊機大小鉤協(xié)調(diào)作業(yè)，護筒懸空翻轉(zhuǎn)90°后，垂直定位。
4 鋼護筒定位
鋼護筒采用全站儀坐標(biāo)放樣法確定樁位。施工過程中的定位主要依靠導(dǎo)向裝置上下平面的限位使之平面位置、垂直度保持在設(shè)計允許偏差范圍內(nèi)，并利用測量儀器在振沉過程中進行全程監(jiān)控。
4-1導(dǎo)向架定位
為確保鋼護筒的沉放精度，在鉆孔平臺上設(shè)置導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向框和其上的導(dǎo)向架組成，采用型鋼焊接成整體，安裝固定在鉆孔平臺上，導(dǎo)向框和導(dǎo)向架間通過螺栓連接。限位裝置采用可調(diào)距螺旋頂，分別設(shè)置在導(dǎo)向框和導(dǎo)向架頂面上，上下層導(dǎo)向高差5.0m，確保鋼護筒入土垂直。利用導(dǎo)向裝置定位鋼護筒時，先在鉆孔平臺上進行導(dǎo)向裝置的粗定位，通過在導(dǎo)向架頂面放樣控制點，協(xié)調(diào)上下層螺旋頂精確定位鋼護筒并調(diào)整垂直度。
4-2 測量監(jiān)控
在護筒振沉過程中由兩臺全站儀前方交匯對護筒2個方向垂直度進行監(jiān)控，測量監(jiān)控人員隨時與現(xiàn)場技術(shù)員保持聯(lián)系，引導(dǎo)操作人員對護筒偏位、垂直度進行動態(tài)調(diào)整。
5 鋼護筒振沉
5-1 振沉設(shè)備
兩臺APE400B液壓振動打樁錘并聯(lián)作為沉樁設(shè)備振沉鋼護筒，激振力可達640t。
5-2 鋼護筒振沉
底節(jié)鋼護筒通過導(dǎo)向限位裝置上的螺旋頂調(diào)整好平面位置和垂直度后，鎖死螺旋頂，龍門吊機落鉤，待鋼護筒自重克服土層摩阻力不再下沉后(一般在自重作用下下沉約2m)，安放振動錘。檢查各液壓夾持器夾緊后，吊機帶勁徐徐落鉤，護筒在錘自重壓力作用下下沉穩(wěn)定(壓錘后護筒下沉約5m)，吊機松鉤，開啟振動錘，先進行點振，利用限位裝置調(diào)整護筒偏位和垂直度，再開錘施振5～10s，停錘檢查護筒姿態(tài)。開錘、停錘交替進行，直至底節(jié)鋼護筒頂面至導(dǎo)向架頂面約1.5m時，停錘松開夾持器。在施振過程中吊機不帶勁作業(yè)(因振動錘的激振力遠遠大于龍門吊機的起重能力)。
在底節(jié)護筒頂端焊接定位擋塊，起吊頂節(jié)鋼護筒對位接高，調(diào)整護筒垂直度和接頭錯臺，與底節(jié)護筒焊接成整體，焊縫檢驗合格后繼續(xù)振沉，直至護筒頂面至導(dǎo)向架頂面約1.0m時，停錘。拆除上層導(dǎo)向架，在下層導(dǎo)向框的約束下，振沉到位。
控制標(biāo)準(zhǔn)：鋼護筒垂直度小于1/200，平面偏差小于50mm。
5-3 鋼護筒對接
鋼護筒對接采用焊接連接，焊接方式以CO2氣體保護焊為主。但由于CO2氣體保護焊受環(huán)境影響大，在雨天和大風(fēng)天氣下，只能采用電弧焊，焊接時間較長。CO2氣體保護焊焊絲材質(zhì)： JQ-YJ501-1、Φ1.2mm，焊接設(shè)備：FR-500AN CO2氣體保護焊電焊機。電弧焊采用502焊條，焊機為BX1-500焊機。
6 出現(xiàn)問題及解決方案
(1)鋼護筒的分節(jié)制造應(yīng)為整根護筒卷制成型后從分節(jié)處切斷，但加工廠在切斷后處理對接坡口時破壞了原始切口，且未對所有護筒進行試拼，導(dǎo)致現(xiàn)場按加工廠所做對接標(biāo)記接高時，頂、底節(jié)護筒間存在折角，且有大多數(shù)護筒接口處嚴(yán)重錯臺。針對上述問題，現(xiàn)場通過調(diào)整頂節(jié)護筒垂直度滿足要求，并協(xié)調(diào)底節(jié)護筒，使頂、底節(jié)間不致存在較大折角后，重新修整對接處切口，調(diào)整錯臺，再固定焊接。
(2)從鋼護筒施工情況得知，在護筒下沉至底標(biāo)高-16.0m～-18.0m時，護筒極易發(fā)生偏位和傾斜，該位置正好處于底節(jié)護筒振沉完畢的標(biāo)高，因護筒對接施焊時間較長，護筒周圍土質(zhì)受劇烈擾動后又重新固結(jié)，土中應(yīng)力發(fā)生變化，加之護筒對接存在折角，因此在頂節(jié)護筒對接完成后再次開錘施振容易導(dǎo)致護筒姿態(tài)的變化。故要注意施振方式，施振、停錘交替進行，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)調(diào)整四周限位。
(3)螺旋頂頂桿前端與護筒接觸面為一直徑10cm圓盤，由于導(dǎo)向裝置的定位精度及螺旋頂限位裝置的加工精度影響，護筒壁只能與圓盤一側(cè)接觸。在鋼護筒振沉過程中，會帶動螺旋頂轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的扭矩使鎖死裝置失效，定位精度無法保證。后經(jīng)討論，在護筒初始吊裝、對位階段用螺旋頂調(diào)整其姿態(tài)，滿足要求后，在限位裝置旁焊接雙肢20號槽鋼代替螺旋頂頂緊護筒進行限位，將螺旋頂旋松不接觸護筒，經(jīng)優(yōu)化后，解決了由于螺旋頂自身弊病形成的對護筒無法有效限位的問題。
(4)前30根鋼護筒制作時，底節(jié)護筒頂口、頂節(jié)護筒底口均開30°坡口，鈍邊為2~4mm，但工廠制作時，未保留鈍邊，坡口處形成刀刃狀，在頂節(jié)護筒對位時刃邊容易卷邊、打滑，對接困難。后對加工制作提出新的要求，在底節(jié)頂口不開坡口，頂節(jié)底口開45°坡口，鈍邊為4mm，優(yōu)化后護筒對接更加快捷，且減少了焊接工作量，可節(jié)約時間約2小時。
7 結(jié)語
大直徑鉆孔樁鋼護筒是鉆孔灌注樁施工的前提和保證，鋼護筒的施工質(zhì)量直接影響著鉆孔施工的安全、質(zhì)量和工期。隨著大跨度橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，大孔徑樁基礎(chǔ)已廣泛的應(yīng)用于橋梁施工中，結(jié)合銅陵長江公鐵大橋鉆孔樁鋼護筒的施工，筆者認(rèn)為以下幾點值得注意：
(1)嚴(yán)格控制鋼護筒的加工精度，特別是對接位置的吻合程度，護筒的對接線形是鉆孔施工順利進行的保證。
(2)底節(jié)護筒沉入的平面位置和垂直度偏差決定了整根護筒的施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制護筒自重入土?xí)r的姿態(tài)，不滿足控制標(biāo)準(zhǔn)要求時應(yīng)立即拔出重新調(diào)整。
(3)導(dǎo)向裝置架體本身應(yīng)具有足夠的強度和剛度，能有效抵抗護筒在振沉過程中發(fā)生傾斜。
從整體施工情況來看，振沉至距設(shè)計標(biāo)高約1~2m位置處，下沉速度明顯減緩，從揭露地層情況來看，已穿過黏土層進入細圓礫土層，最后10S的貫入度在3~8cm，以實踐說明了鋼護筒設(shè)計長度的合理性。
參考文獻：
胡漢舟，文武松，秦順全，宋偉俊. 京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋技術(shù)總結(jié)[M].北京：中國鐵道出版社
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