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【摘 要】 随着经济的发展和城市化进程的加快,铁路、公路等运输道路已经成为了人们日益关注的问题。所以,本文从多方面对铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术进行了详细的分析以及探讨。
【关键词】 铁路施工;软土地区;大孔径钻孔桩技术
一、前言
软土地区是指在地区具有大量的吸水性强继而孔隙比较大的细粒土,经过时间的堆积而形成的软性土质的地区。由于这种软土地区地基不稳,所以在进行铁路施工的过程中,非常容易出现沉淀的问题,而这个问题不仅会对铁路的使用寿命造成一定程度上的影响,还会给铁路的正常工作带来了隐藏的安全隐患。
二、软土地区地基的概况介绍
1.软土的定义、常见类型及划分标准
软土又称软粘土,从宏观上来看,软土地基的定义是指压缩层有淤泥或其他高压缩性土构成的地基,该种地质的承重力较低,土质较软。软土通常分布在滨海、湖沼、谷地、河滩等地,因此软土通常为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土中最难施工的、最常见的类型为淤泥或淤泥质土,该种土质具有固结速度慢、地基强度较弱等特点。在工程学领域上,通常把土质天然孔隙≥1.5的亚粘土和粘土称为淤泥,而对淤泥质粘土的划分条件则是粘土的天然孔隙在1.0到1.5之间。这种淤泥或淤泥质土在结构上存在的缺陷为地基的处理带来了极大的不方便,对于工程建设的效果也有负面的影响。
2.软土地基的主要特点
软土地基通常具有以下特点:
(一)天然含水量高、天然孔隙比大:由于软土的分布集中地区常为湖泊、河流、浅滩等含水量大的区域,因此天然含水量大是软土的主要特点之一,在天然含水量大的影响下,造成了软土的强度低、灵敏度高等特质。
(二)压缩性高:软土属于固结土和微超固结土,在一些新进层级的土层中会出现欠固结土。由于淤泥和淤泥质土的压缩系数过高的影响,在铁路、建筑物等的地基建设的施工中,容易造成其开裂和损坏。
(三)透水性差、固结系数小、固结时间长:软土的天然含水量高,但透水性能却很差,这是软土土质的又一显著特点。由于软土土质透水性差,造成软土在凝固过程中所需时间差、固结效果差,往往会对地基的严密度和坚固程度造成负面影响。
(四)抗剪强度低:软土的形态通常是软塑型或流塑型状态,在外部压力的作用下,由于软土含水量过高,因此抗剪性能强度极低。
(五)灵敏度高、扰动性大、各层之间物理力学性质相差较大,由于软土含水量高、孔隙大、承压能力大等特点,在天然结构上存在的种种缺陷,造成软土的灵敏度高,对于小强度的扰动反应过于灵敏,因此,要在高灵敏度的软性地质上建造稳固的地基难度较大。此外,各层软土之间的物理力学性质相差较大,抗扰性能较差。
三、作业前准备
1.场地准备。
场地的准备工作是工程施工前最为重要的,如果施工场地不平整,而且又存在着许多的杂物,那么将会严重的影响工程施工的质量,从而使其达不到人们理想的效果。因此,我们在进行场地准备的时候,一般都会将场地中的各种杂物进行清理,而且还要保证场地的平整性,如有不平整的地方,可以通过机械设备将其压实,并且在不同的地域还要有着不同的施工方法,以保证钻孔工程的顺利施工。
2.护筒的设置。
在进行工程施工时,对于护筒的设定也是十分重要的,它不但给钻孔设备起到一定的保护作用,还大幅度的提高了钻孔设备的社工效率。因此,我们在进行钻孔前,也要对护筒进行规范的设置。通常我们在进行钻孔施工的时候,一般都是采用的钢制的,而且要求护筒的内径要大于钻头的直径,从而避免护筒和钻头不相匹配的情况出现。而且在施工的在不同的施工环境对其也有着不同的要的,例如当在旱地进行施工的时候,护筒的设计要高出其施工地面的0.5m。
3.泥浆制备及循环净化。
在施工前对于施工材料的选取也比较重,在主要是因为泥浆的质量直接影响着整个施工工程的质量,而且在通过的地质情况中对于泥浆质量的要求也就不一样,因此在对泥浆制备的时候也要对当前的土质进行一定的勘查,从而选取合适的泥浆。而且在进行泥浆的制备时,我们也要注意其的循环净化,这样不但有效的对成本进行了控制,还减少了铁路施工工程对周围环境进行保护。并且对其泥浆的制备也要进行一定的记录,以便于以后同样的条件下的铁路施工。
四、钻孔施工
1.钻机安装及钻孔。由于旋挖钻机机身霞,动力大,钻机配有履带以适应不同地层,但为保证施下过程中钻机的稳定性及水平度,在钻机就位前对松软地层必须做好地基加同处理,采用铺设钢板或抛填片石挤淤的加同方法,以增强地摹承压力,保持机械的水平度:钻头或钻杆中心與护筒中心偏差不得大于5era。开孔的孔位必须准确。应使初成孔壁竖直、圃顺、坚实。直径2.5m钻孔桩的成孔分为三次钻孔。
2.钻孔异常处理。
(一)坍孔。当在钻进中发现钻孔内水位突然下降,孔口冒细密水泡,钻机进尺很慢等现象时,即表明可能发生了坍孔,应立即停钻处理。找出坍孔原因:泥浆比莺不当,水头高度不够.钻头转速过快或空转时间过久.都容易引起坍孔。预防方法:选用高质量的粘土泥浆,如果是砂层宜用比重大.粘度高的泥浆。在钻进中井内应保持足够的水头高度.埋设护简要符合规定要求,终孔后应仍保持一定的水头,并及时灌注水下砼。处理方法:发生孔口坍塌时.应立即拆除护筒,并回填钻孔,重新埋设护简后再钻进。发生钻孔内坍塌时,可用测锤丈量7L深.若与钻进深度不符说明已经坍塌,根据地质情况分析、判断坍孔位置,然后用砂粘土混合物可填钻孔到超出坍孔位置以上为止,并暂停一段时间使回填土沉积密实,水位稳定后方可继续钻进。经过分析当坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进。
(二)钻孔漏水。漏水原因透水性强的砂砾或流砂中.过稀的泥浆向孔壁外潺失很大。埋设护简时。回填土夯实不够或护筒制作不良,接缝不严密或焊缝有砂眼等造成漏水。处理方法发现漏水时,首先应集中力量加水或泥浆,保持必要的水头,然后根据漏水原因决定处理方法。
(三)钻孔偏斜弯曲。安装钻机时,钻盘顶面要水平,立轴中心同钻机中心在同一垂直线上。开钻时,主动方钻杆不宜过长,以免钻杆上部摇动过大,影响垂直度。钻进过程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。除此之外,加强技术管理,经常检查钻孔情况,发现偏斜立即纠正。
五、清孔及钢筋笼加工、安装
1.检孔钻孔至设计高程,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认孔径合格后,应即进行清孔。孔径检测在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行。采用笼式探孔器检测,其外径等于钢筋笼直径加100mm,但不大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径4~6倍。
2.第一次清孔对孔径、孔深、孔位及竖直度进行检查确认合格后,经监理工程师认可,即进行清孔。在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆,保持孔内水位。清孔应达到以下标准:孔内排出、抽出或捞出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2粘度17~20s。
3.钢筋笼加工及吊装。钢筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。钢筋笼加工采用大型机械加工,骨架位置在机械上调整固定以后由人工焊接成型,箍筋由调整好的机械钻速旋转缠绕到主筋上,从而形成钢筋骨架。为防止钢筋骨架变形,每道加强筋需设置十字撑,其钢筋直径与主筋相同。
六、结束语
通过以上分析,我们可以得出大孔径钻孔桩技术对铁路施工中的软土地区起到多么大的作用。所以,我们要加大科研力量的投入,解决好施工过程中的问题,从而使得这项技术能够更快的推动城市化的进程。
参考文献:
[1]易兵.对铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术的探讨.城市建设理论研究(电子版)—2011年3期第77页
[2]李锐.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.科学与财富—2012年13期第87页
[3]李权文.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.黑龙江科技信息—2012年12期第81页
[4]胡存豪.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.赤子—2012年6期第10页
【关键词】 铁路施工;软土地区;大孔径钻孔桩技术
一、前言
软土地区是指在地区具有大量的吸水性强继而孔隙比较大的细粒土,经过时间的堆积而形成的软性土质的地区。由于这种软土地区地基不稳,所以在进行铁路施工的过程中,非常容易出现沉淀的问题,而这个问题不仅会对铁路的使用寿命造成一定程度上的影响,还会给铁路的正常工作带来了隐藏的安全隐患。
二、软土地区地基的概况介绍
1.软土的定义、常见类型及划分标准
软土又称软粘土,从宏观上来看,软土地基的定义是指压缩层有淤泥或其他高压缩性土构成的地基,该种地质的承重力较低,土质较软。软土通常分布在滨海、湖沼、谷地、河滩等地,因此软土通常为天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。软土中最难施工的、最常见的类型为淤泥或淤泥质土,该种土质具有固结速度慢、地基强度较弱等特点。在工程学领域上,通常把土质天然孔隙≥1.5的亚粘土和粘土称为淤泥,而对淤泥质粘土的划分条件则是粘土的天然孔隙在1.0到1.5之间。这种淤泥或淤泥质土在结构上存在的缺陷为地基的处理带来了极大的不方便,对于工程建设的效果也有负面的影响。
2.软土地基的主要特点
软土地基通常具有以下特点:
(一)天然含水量高、天然孔隙比大:由于软土的分布集中地区常为湖泊、河流、浅滩等含水量大的区域,因此天然含水量大是软土的主要特点之一,在天然含水量大的影响下,造成了软土的强度低、灵敏度高等特质。
(二)压缩性高:软土属于固结土和微超固结土,在一些新进层级的土层中会出现欠固结土。由于淤泥和淤泥质土的压缩系数过高的影响,在铁路、建筑物等的地基建设的施工中,容易造成其开裂和损坏。
(三)透水性差、固结系数小、固结时间长:软土的天然含水量高,但透水性能却很差,这是软土土质的又一显著特点。由于软土土质透水性差,造成软土在凝固过程中所需时间差、固结效果差,往往会对地基的严密度和坚固程度造成负面影响。
(四)抗剪强度低:软土的形态通常是软塑型或流塑型状态,在外部压力的作用下,由于软土含水量过高,因此抗剪性能强度极低。
(五)灵敏度高、扰动性大、各层之间物理力学性质相差较大,由于软土含水量高、孔隙大、承压能力大等特点,在天然结构上存在的种种缺陷,造成软土的灵敏度高,对于小强度的扰动反应过于灵敏,因此,要在高灵敏度的软性地质上建造稳固的地基难度较大。此外,各层软土之间的物理力学性质相差较大,抗扰性能较差。
三、作业前准备
1.场地准备。
场地的准备工作是工程施工前最为重要的,如果施工场地不平整,而且又存在着许多的杂物,那么将会严重的影响工程施工的质量,从而使其达不到人们理想的效果。因此,我们在进行场地准备的时候,一般都会将场地中的各种杂物进行清理,而且还要保证场地的平整性,如有不平整的地方,可以通过机械设备将其压实,并且在不同的地域还要有着不同的施工方法,以保证钻孔工程的顺利施工。
2.护筒的设置。
在进行工程施工时,对于护筒的设定也是十分重要的,它不但给钻孔设备起到一定的保护作用,还大幅度的提高了钻孔设备的社工效率。因此,我们在进行钻孔前,也要对护筒进行规范的设置。通常我们在进行钻孔施工的时候,一般都是采用的钢制的,而且要求护筒的内径要大于钻头的直径,从而避免护筒和钻头不相匹配的情况出现。而且在施工的在不同的施工环境对其也有着不同的要的,例如当在旱地进行施工的时候,护筒的设计要高出其施工地面的0.5m。
3.泥浆制备及循环净化。
在施工前对于施工材料的选取也比较重,在主要是因为泥浆的质量直接影响着整个施工工程的质量,而且在通过的地质情况中对于泥浆质量的要求也就不一样,因此在对泥浆制备的时候也要对当前的土质进行一定的勘查,从而选取合适的泥浆。而且在进行泥浆的制备时,我们也要注意其的循环净化,这样不但有效的对成本进行了控制,还减少了铁路施工工程对周围环境进行保护。并且对其泥浆的制备也要进行一定的记录,以便于以后同样的条件下的铁路施工。
四、钻孔施工
1.钻机安装及钻孔。由于旋挖钻机机身霞,动力大,钻机配有履带以适应不同地层,但为保证施下过程中钻机的稳定性及水平度,在钻机就位前对松软地层必须做好地基加同处理,采用铺设钢板或抛填片石挤淤的加同方法,以增强地摹承压力,保持机械的水平度:钻头或钻杆中心與护筒中心偏差不得大于5era。开孔的孔位必须准确。应使初成孔壁竖直、圃顺、坚实。直径2.5m钻孔桩的成孔分为三次钻孔。
2.钻孔异常处理。
(一)坍孔。当在钻进中发现钻孔内水位突然下降,孔口冒细密水泡,钻机进尺很慢等现象时,即表明可能发生了坍孔,应立即停钻处理。找出坍孔原因:泥浆比莺不当,水头高度不够.钻头转速过快或空转时间过久.都容易引起坍孔。预防方法:选用高质量的粘土泥浆,如果是砂层宜用比重大.粘度高的泥浆。在钻进中井内应保持足够的水头高度.埋设护简要符合规定要求,终孔后应仍保持一定的水头,并及时灌注水下砼。处理方法:发生孔口坍塌时.应立即拆除护筒,并回填钻孔,重新埋设护简后再钻进。发生钻孔内坍塌时,可用测锤丈量7L深.若与钻进深度不符说明已经坍塌,根据地质情况分析、判断坍孔位置,然后用砂粘土混合物可填钻孔到超出坍孔位置以上为止,并暂停一段时间使回填土沉积密实,水位稳定后方可继续钻进。经过分析当坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进。
(二)钻孔漏水。漏水原因透水性强的砂砾或流砂中.过稀的泥浆向孔壁外潺失很大。埋设护简时。回填土夯实不够或护筒制作不良,接缝不严密或焊缝有砂眼等造成漏水。处理方法发现漏水时,首先应集中力量加水或泥浆,保持必要的水头,然后根据漏水原因决定处理方法。
(三)钻孔偏斜弯曲。安装钻机时,钻盘顶面要水平,立轴中心同钻机中心在同一垂直线上。开钻时,主动方钻杆不宜过长,以免钻杆上部摇动过大,影响垂直度。钻进过程中应经常检查吊环中心、立轴和钻机中心。遇到倾斜的软硬地质特别是由软到硬地段应吊住钻杆控制进尺。除此之外,加强技术管理,经常检查钻孔情况,发现偏斜立即纠正。
五、清孔及钢筋笼加工、安装
1.检孔钻孔至设计高程,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认孔径合格后,应即进行清孔。孔径检测在桩孔成孔后,下入钢筋笼前进行。采用笼式探孔器检测,其外径等于钢筋笼直径加100mm,但不大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径4~6倍。
2.第一次清孔对孔径、孔深、孔位及竖直度进行检查确认合格后,经监理工程师认可,即进行清孔。在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆,保持孔内水位。清孔应达到以下标准:孔内排出、抽出或捞出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2粘度17~20s。
3.钢筋笼加工及吊装。钢筋笼骨架在钢筋制作场内分节制作。钢筋笼加工采用大型机械加工,骨架位置在机械上调整固定以后由人工焊接成型,箍筋由调整好的机械钻速旋转缠绕到主筋上,从而形成钢筋骨架。为防止钢筋骨架变形,每道加强筋需设置十字撑,其钢筋直径与主筋相同。
六、结束语
通过以上分析,我们可以得出大孔径钻孔桩技术对铁路施工中的软土地区起到多么大的作用。所以,我们要加大科研力量的投入,解决好施工过程中的问题,从而使得这项技术能够更快的推动城市化的进程。
参考文献:
[1]易兵.对铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术的探讨.城市建设理论研究(电子版)—2011年3期第77页
[2]李锐.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.科学与财富—2012年13期第87页
[3]李权文.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.黑龙江科技信息—2012年12期第81页
[4]胡存豪.铁路施工中软土地区大孔径钻孔桩技术要点.赤子—2012年6期第10页