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旋挖钻机在北京城市铁路高架桥桩基施工中的应用[摘要]介绍引进的R-516钻机进行了技术经济比较 [关键词I桥梁桩基施工 R516型旋挖钻机及其成孔工艺,并通过施工实例与国内常用的回转钻孔灌注桩旋挖钻机钻机进行的技术经济比较作一介绍. 1引言 2工程概况 北京城市铁路西直门一东直门轻轨工程是为缓解北京市区交通运输紧张,为承办2008年奥运会建设的一项重点工程,我局承揽了其中10标段的施工任务.由于任务繁重,工期紧迫,亦为了保质保量完成任务,我们在526根钻孔桩基础施工中引进使用了旋挖钻机.目前这种机具在国内应用还不是很广泛,但对于提高成桩质量,改进桩基施工工艺具有一定的意义.本文就旋挖钻机的特点及其与国内常用的回转钻孔灌注桩旋挖钻机钻机进行的技术经济比较作一介绍. 本标段里程范围为K 20十620.200一K 26十033.361,起点与回龙观东站相接,终点为立水桥高架桥跨清河处与11标段相接,线路全长5 413.161 m.其中2座高架桥,即建材城高架桥(1 204.6 m)与立水高架桥(1 249.7 m),两桥桩基用桩526根,桩径1.0 m,桩长25一35 m,总计16008.5延米,C 25混凝土灌注量14304时.两桥相距约1.3 km,地质情况极为相似.新、老精河中桥由于地基含有相当厚度的饱和砂层(地震液化层),即(1一IP,)F液化层较大,以致仅使用3.5 t和6.0 t打桩机无法完成施工,只有在配合射水设备时才能完成施工.射水施工由于完全破坏了原土层的结构,使土层的力学性能变化而有利于沉桩.值得一提的是,在有液化层的地基上进行单纯的打人式沉桩施工,也可能使液化层产生一定的液化作用.但由于打桩是局部的,范围和振动荷载较小,从新,老精河中桥及博尔塔拉大桥的施工过程和结果看,锤击沉桩对液化层的液化程度相对较小,似可忽略.这是一个可以进一步分析和探讨的问题,在此不展开讨论. 附录三的锤击动力公式,对在有饱和砂层(地震液化层)的地基上进行锤击沉桩不完全适用,应考虑液化层的影响,对公式予以修正.在有饱和砂层(地震液化层)的地基上进行打人桩施工时,要避免采用单一的锤击沉桩方式,应优先考虑采用不受液化层影响的或影响较小的施工方法,如锤击与射水并用的下沉方法,也可以考虑采用震动下沉的方法.否则难以把管桩打到设计标高,并且会发生较高的断桩,补桩率(约30%以上),引起较大的直接经济损失以及因延误工期所造成的间接经济损失与不良的社会影响. 结论与建议 以建材城高架桥为例,桥址地形基本平坦,现地面标高35.2一39.8 m,西端略高,东端略低.位于永定河洪积扇上,地层自上而下依次为:①人工堆积层—粘质粉土粉质粘土层,表层覆盖房渣土,生活垃圾填土;②新近沉积层—粘质粉土粉质粘土层,粉细砂层,中粗砂层及圆砾层;③第四纪沉积层—粘质粉土粉质粘土层,粉质粘土粘质粉土层,圆砾砂层,粉质粘土粘质粉土层,细砂层,粉质粘土层.潜水水位标高29.22一31.97 m(水位埋深6.33一11.70 m).承压水水位标高23.50—25.40 m(水位埋深4.60一14.80 m)。 工程特点:①工程量大,工期短(仅245 d) ;②地下管线复杂,拆迁工作量大;③桩基施工按照总体施工计划,限制时间为60 d(包括挖基,砍桩头,浇垫层);④北京地区对文明施工和环境保护要求高,施工不得污染,影响周围环境. 3旋挖钻机及其施工工艺 3.1旋挖钻机R-516型履带式可行走旋挖钻机为意大利产,土力品牌底盘.康明斯6 CT 8.3发动机,防噪音驾驶室,装在可旋转360的底盘上,自重550 kN,行驶速度为2 km/h.发动机功率为224 kW,主泵最大压力32.5 MPa,电瓶额定电压24 V,起重马达功率7.5 kW,卷扬机提升力为170 kN,最大钻孔深度61 m(桩径毛1.5m时),41 m(桩径二2.0 m时).动力触头有四个速度挡,可控制钻进速度. 3.2旋挖钻机施工工艺 旋挖钻机可进行干作业成孔或泥浆护壁旋挖成孔.干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低,在成孔深度内无地下水的土质.泥浆护壁成孔是通过泥浆循环来保护孔壁并排出土渣而成孔,不论地下水位高或低均可适用,但多用于含水量高的情况.泥浆具有保护孔壁,防止塌孔,排出土渣及冷却和润滑钻头等作用,需专门配制.根据北京地区水文地质资料,本工程适宜采用泥浆护壁成孔,施工过程简述如下: (1)场地平整 由于旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在钻机就位前要清除有关架空电力线,通讯线等以保证施工安全.场地要平整,且有一定硬度以免沉陷. (2)钻机就位 旋挖钻机要求施工场地平整,为保持钻机的垂直度,通过控制器可使钻杆前俯100,后仰60,左右摆80.在钻进过程中,如钻机倾斜率在0.30以内,可自行调节垂直度. (3)埋