156 硬岩地层无振动组合取芯桩基成孔施工工法--王巡.pdf

硬岩地层无振动组合取芯桩基成孔施工工法 织毕项目 王巡 1 前言 近年来，我国基础设施大规模建设，工程所涉桥梁工程比例越来越大。桥梁下部结构施工中桩基施工 是关键工序。 新建织金至毕节铁路站前工程1 标，施工线路全长39.3km。管段设毕节东、大方南和法启3 个车站。 主要工程量有：区间、站场路基 11.3km，土石方899.91 万方；桥梁 18 座/4.04km （其中特大桥2 座，大 桥7 座，中桥5 座,框架桥3 座）；涵洞34 座/1604.1 横延米；隧道11座/ 24.006km，桥隧比例达到71.3%。 其中岩下特大桥设计两个桥墩从村民房屋旁跨越X004 县道、岩下中桥两个墩临近国家国防光缆，施工工期 紧，施工任务重，施工要求高、难度大。设计桩基均为硬岩围岩，由于靠近公路、民房、国防光缆，传统 的人工挖孔、冲击转、旋挖钻均不宜使用，为有效解决施工场地受限、从根本上控制施工噪声和施工振动， 根据实验常用钻孔取芯原理采用了组合取芯桩基成孔施工方法取得了良好的经济效益和社会效益。经实践 表明，无振动组合取芯桩基成孔施工方法较传统桩基成孔方法施工，施工人员劳动强度低、施工场地要求 低、环境污染小、适用范围广等，具备更强的技术优势和环境优势。研究人员通过对本施工经验进行提炼 总结形成本工法。 2 工法特点 2.1 无振动组合取芯桩基成孔施工方法开挖采用组合机械式开挖，较传统人工开挖有无振动、安全性 高、护臂成本低、孔桩质量易控制、不扰民、安全性高、环保高效等特点。 2.2 无振动组合取芯桩基成孔施工方法较传统冲击钻开挖有振动少、场地要求低、无需泥浆设施、孔 桩质量易控制、不扰民、安全性高、环保高效等特点。 2.3 无振动组合取芯桩基成孔施工方法较传统旋挖钻开挖有振动清、场地要求低、噪声小、不扰民、 环保高效等特点。 2.4 开挖全部采用机械开挖，规范施工现场，创建标准化施工工地。 2.5 无振动开挖、破坏少、噪声小、不扰民、无需泥浆设施、产地要求极低，适用范围广。 3 适用范围 可用于各种振动要求高、既有建筑物保护要求高、施工场地受限的岩石桩基施工。 4 工艺原理 依据试验取芯机取芯原理，通过逐次组合取芯成孔。主要是采用直径为200mm 的混凝土取芯机沿桩基 础设计圆周取出高约为70cm 的圆柱体岩芯，桩围切割成独立桩心柱，然后对剩余的桩心柱进行整体或部分 进行分块破除，形成设计桩孔，依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。 桩心柱的分块采用在桩心柱岩石上钻上若干小孔，然后在小孔内锥入自制组合钢楔子，捶击钢楔挤压 岩石，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，岩石沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切 破裂；或采用在破碎小孔内灌入岩石无声破碎剂进行桩心柱破碎分块。小桩径桩心柱岩石采用小型液压千 斤顶整体破除取出。施工布置图见图4-1。 图4-1 施工布置图 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 无振动组合取芯桩基施工总体工艺流程见图5.1-1。 图5.1-1 无振动组合取芯桩基施工总体工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 桩周岩石取芯 根据设计桩径孔壁布置连续相交的取芯点，取芯直径为 200mm，取芯圆与锁口内壁相切，取芯圆之间 的距离为 180mm。依次钻取外周取芯圆岩芯。钻孔深度为75-80cm，取出的岩芯长约 70cm，桩周岩芯取完 后桩心柱外围便形成一个环形临空面 （见图5.2-1）。 图5.2-1 庄周岩芯取出形成桩心柱效果图 5.2.2 桩心柱破除 桩径80-125cm 桩心柱可采用整体一次性破除，主要采用小型千斤顶剪切岩石破除。整体桩心柱破除效 果见图5.2-2。 图5.2-2 整体桩心柱破除效果图 桩径大于125cm 的桩基桩心柱采用分块分次破除，用岩石冲击电钻或YT28 凿岩机在桩