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1、特殊地质条件下的钢板桩打设方案 中铁十一局集团公司 中铁十一局集团第四工程有限公司 新建呼准铁路黄河特大桥项目部第二 QC小组 二O 一三年十二月 特殊地质条件下的钢板桩打设方案 、工程概况 新建呼准铁路地处内蒙古自治区呼 和浩特和鄂尔多斯境内， 线路自呼和浩特 枢纽引出，经过呼和浩特市土默特左旗、 托克托县，在海生不浪高速公路下游3公 里处跨越黄河后，进入鄂尔多斯准格尔 旗。 本合同段为新建呼准铁路的控制性 工程，线路总长度11.644km,起止里程为 DK60+200-DK72+041.91（短链197.783m）位于呼市的托克托县和准格尔旗境内（以黄河为 界）。主要工程项目有路基土石方工
2、程、防排水工程、中小桥涵、桥面系、黄河特大桥重 点工程，项目总投资为799449299元。 本年度主要计划完成黄河特大桥全部桩基及 37#，38#，39#，40#，41#，42#承台施 工。 二、选题理由 探37#，38#，39#，40#，41#，42#承台为黄河特大桥主墩承台，具有开挖深度深， 尺寸大，其中41#位于黄河河道内，为水中墩。 探地质条件复杂，根据现场及设计资料显示，本区段地质泥岩及砂岩交错，砂岩为 500kpa 泥岩为 300kpa 探 施工工期紧，由于施工前期准备不足， 37#，38#，39#，40#，41#，42#承台施工 由10月初开始施工，由于内蒙古段黄河河道冰凌区无法
3、施工， 37#，40#，41#，42#承台 必须在11月中旬完成。 在上述诸多因素中，项目部否定了设计中使用的钢围堰沉井施工方案，选用施工速度 快，且防水效果较佳的钢板桩围堰施工方案 三、QC小组成员组成 为确保在11月中旬完成37#, 38#, 39#, 40#,41#, 42#深基础承台施工，项目部 QC小组以“特殊地质条件下的钢板桩打设”为题开展活动，并成立了 QC小组，小组成 员具体情况如下表1-1所示。 小组类型 攻关型 课题活动时间 2013.10.1 2013.12.30 登记日期 登记号 小组成员情况 序号 姓名 年龄 性别 职称 文化程度 组内职务 |P 丁明 35 男 总工
4、 本科 组长 r2 余金江 29 男 工程部长 本科 副组长 I 3 刘涛 27 男 技术主管 本科 组员 I 4 刘灿 26 男 技术主管 本科 组员 LJ王伟 27 男 技术主管 本科 组员 丄 王定营 26 男 技术员 硕士 组员 l| 7 刘慧 29 女 资料员 本科 组员 I _ 四、 现状调查 由于本区段地质条件复杂，多为砂岩及泥岩交错地质，使用振动锤直接打拔钢板桩打 入深度浅，且打入速度慢，无法满足施工工期要求。 五、 课题目标 探 针对施工工期要求及钢板桩插拔特点，使用旋挖钻引孔，引孔完成后回填渣土后插 拔钢板桩施工方案。 探由于旋挖钻引孔属国内首例，对本施工工艺进行研究、分析
5、，制定相应的质量控制 计划或措施 六、施工方案 1、施工准备: 根据承台桩基施工渣样及设计资料，明确施工段地质条件。 2、 施工放线： 根据钢板桩打设垂直度不宜控制及旋挖钻直径相对于钢板桩厚度较大，钢板桩非在原 状土条件下进行打设，可能引起钢板桩整体倾斜以致侵入承台主体，引孔位置为承台尺寸 外扩2m。 旋挖钻引孔为1个1.5m直径孔旁咬接一个1m直径孔后在咬接一个1.5m孔，1m孔及 1.5m孔交错出现.（见附件1） 3、 旋挖钻引孔施工： 1、 作业平台处理： 由于本区段位于黄河河滩内，表层多为粉砂，地质较软，旋挖钻无法进入施工现场， 需在承台位置填筑至少2m高红土，使用压路机分层碾压，保证
6、作业平台平整，旋挖钻施 工过程无偏斜。 2、 旋挖钻引孔： 使用旋挖钻跳孔施工，既先施工1.5m 孔，完成部分1.5m孔后再返回施工1m 孔。 施工1.5m孔时，可按照桩基施工方 案进行正常的钻孔施工，但是当施工 1m 孔时，特别是施工到砂岩或泥岩面是，降 低旋挖钻钻孔速度，降低到正常钻孔速度的 3、 渣土回填 当完成部分引孔后，需将完成引孔部分进行回填渣土，一般回填全部引孔长度的 2/3， 必须保证回填渣土不会流入最后一根引孔桩位置。本施工区段一般为完成引孔长度 8m后 1/3，直至设计桩底。 回填部分引孔部分。 4、钢板桩打设 1、 作业平台处理： 由于旋转钻在完成引孔施工后，作业平台多由
7、于渣土堆放，装载机，挖机，钻机等施 工设备行走，造成作业平台沉降，场地不平整。为保证钢板桩打设施工的顺利进行，引使 用挖机对场地进行平整，对于沉降较大的部分进行重新挖出回填红土。 2、 施工放线：使用和旋挖钻引孔施工相同的施工尺寸。 3、 钢板桩打设： 由于使用旋挖钻引孔后，引孔位置多 为回填的渣土，土质极软，使用振动锤 可轻易对钢板桩进行打设，但由于旋挖 钻直径相对于钢板桩厚度较大，钢板桩 极易偏斜，造成整个钢板桩围堰歪曲， 为后续的内支撑施工及整个钢板桩围堰安全带来风险，钢板桩施工过程中必须使用导向， 导向可根据现场条件使用钢板桩或者槽钢进行制作，保证钢板桩打设过程中不歪曲，且施 工过程中
8、保证钢板桩的垂直度，钢板桩不会发生倾斜，对于发生倾斜的钢板桩必须进行拔 除然后进行重新打设。 施工工艺流程如下图： 施工放线 施工平台填筑及碾压 * 旋挖钻进场由角点开始施工 施工部分1.5m孑L F I 完成引孔 埋设钢板桩施工导向 施工时，结合现场实际，对施工方案进行分析总结，得出了旋挖钻引孔施工及钢板桩 打设注意事项主要有以下几点： 1、 选用规格较大的旋挖钻机，较大的旋挖钻机由于重量较大，钻杆不宜发生偏斜。 2、 当施工1m孔时，应降低钻孔速度，过快的钻孔速度易引起孔位偏斜，造成部分位 置没有引孔，后期钢板桩无法打入设计标高。对于已经形成的由于孔位偏斜引发的未引孔 位置，可使用螺旋钻将
9、未引孔位置进行处理，保证达到设计标高。 3、 由于旋挖钻引孔深度不易精确把握，对 于引孔深度超过设计深度的， 钢板桩与钢板桩 之间必须进行焊接， 保证由于引孔深度过深的 钢板桩不会被带入泥内而出现钢板桩围堰进 水等情况。 4、 承台施工现场，旋挖钻施工平台不得有 石块，旋挖钻无法对大的石块进行处理，后期钢板桩施工无法打入，对于大面积的石滩不宜使用钢板桩围堰进行施工，对于较少的表层石块，可以在施工平台填筑前进行挖出。当 遇到小面积石滩时，可使用挖机配合长臂挖机对石块进行清除，当石块较大时，可使用大 功率挖机对局部进行深挖，局部位置应距离旋挖钻钻孔线 5m左右，使用长臂挖机将钻孔 线位置的石块拔入
10、深坑内，钢板桩打设位置不得有数量较多的石块。 5、钢板桩打设过程中应戒骄戒躁，由于旋挖钻引孔无法完全做到所有位置均达到设计 标高，或钢板桩打设位置存在少量碎石，引起钢板桩无法打设等情况，当出现钢板桩无法 打入至设计标高时，应分析原因，寻找方法，且不可随意更换较短的钢板桩或不将钢板桩 打设入设计标高。 6钢板桩无法打入原因分析及应对方法： A、旋挖钻引孔深度不足：在钢板桩打设 中主要表现在钢板桩下降速度慢，当钢板桩拔 出时，底部多含泥岩或砂岩。具体原因为旋挖 钻引孔偏斜，位于1.5m孔中间的1m孔在钻孔 过程中由于钻孔速度过快，钻杆移位，或者由于塌孔造成施工平台不平整， 造成钻机倾斜 应对方法：
11、 旋挖钻施工过程中：中间孔钻孔速度减慢, 对于易塌孔位置使用护筒，钻完后撤除护筒， 防止局部塌陷，造成钻机倾斜。 旋挖钻施工完成后：当未引孔部分距离设 计桩底标高较近时，可反复拔插钢板桩，松动 底层土壤，已达到设计桩底标高。 B、当遇到孤石或碎石时：由于为保证施工平台平整，可承载钻机，多数平台内含有少 量石块，当出现塌孔时，部分石块滚入孔内，在钢板桩打设过程中主要表现在于钢板桩反 复上下跳动，无法达到设计标高 应对方法： 歪曲部分钢板桩绕过孤石，使用钢板桩在钻孔直径范围内施打，寻找孤石边，歪曲此 部分的钢板桩位置，绕过孤石，完成钢板桩围堰的打设。 七、活动成果 1、通过使用旋挖钻引孔施工钢板桩围堰，加快施工进度，在规定的工期内完成承台施 工。 2、总结施工工法，为以后类似地质条件下钢板桩施工提供新的方法。 八、今后打算 1、坚持小组活动，使管理工作贯穿施工的全过程。 2、以 QC 活动为契机，严格执行“三检”制度，坚持“过程控制”的实施。 3、坚持开展 QC 活动，实现 QC 活动经常化、规范化、全员化。 4、积极推行新技术、新工艺，进一步提高项目部的整体技术素质。