¿Construcción de pilotes perforados de gran diámetro en aguas profundas durante la marea alta para cimientos de puentes de gran luz?
0Introducción
Con el rápido desarrollo de la construcción de carreteras y ferrocarriles, los pilotes perforados en aguas profundas de gran diámetro se utilizan ampliamente en las cimentaciones de puentes de grandes luces. Es crucial cómo garantizar la calidad de la construcción de los pilotes perforados en aguas profundas durante la marea alta. Resumen: Se lleva a cabo una investigación sobre la construcción de pilotes perforados en aguas profundas durante la marea alta en el tramo principal No. 120 y No. 121 del proyecto de expansión de la sección Zhangzhou de la autopista Xiamen-Zhangzhou para asegurar la base del pilote.
1 Descripción general del proyecto
La sección del contrato ZA4 del proyecto de ampliación de la sección Zhangzhou de la autopista Xiamen-Zhangzhou es parte del puente Nangang. La parte superior del tramo principal a través de las aguas Nangang del río Kowloon utiliza (85+1585) m de vigas tipo cajón continuas de hormigón pretensado, la parte inferior utiliza una tapa de hormigón hexagonal de gran volumen (1 cancha y media de baloncesto). ), y la cimentación utiliza 16 perforaciones. Pilote colado in situ, diámetro 2,5 m, pilote colado in situ perforado No. 120, pilote más largo 92,0 m, pilote de fricción. El número 121 es un pilote encajado en roca con una longitud de pilote de 74,0 m. El puente Nangang es una sección de marea del río Nangang en Kowloon. La corriente es una marea semidiurna alternativa. La profundidad máxima del agua es de 16,0 m. El nivel del agua navegable es de 7,38 mm. La construcción de pilotes perforados adopta la construcción de caballetes de acero y métodos de construcción de plataforma de perforación, carcasa de acero enterrada y perforación.
2 Preparación de la construcción
1) Después de ingresar al sitio, determine el plan de construcción para pilotes perforados de gran diámetro en marea alta y aguas profundas de acuerdo con la situación real, y todos los materiales serán Ingrese al sitio asegurando tres conexiones y un nivel.
2) Diversas maquinarias y equipos de construcción ingresan al sitio y el personal se encuentra en el lugar.
3 Diseño y construcción de la plataforma de perforación
3.1 Diseño de la plataforma de perforación
La plataforma de perforación adopta una base de pilotes de tubería, vigas en I, vigas en I (Bailey viga) vigas de distribución y paneles de acero de canal. Para garantizar el uso razonable de la plataforma durante la construcción del puente inferior, la luz de la plataforma de perforación del tramo principal se controla dentro de los 6 m (basado en el principio de evitar el revestimiento de cimientos de pilotes y la construcción de ataguías de acero), el I- La viga se usa como viga transversal y la viga en I se usa como viga de distribución (espaciado de 50 cm), el panel es un canal de acero de 20 cm (espaciado libre de 5 cm).
3.2 Construcción de la plataforma de perforación
Los pilotes de tubos de acero de la plataforma de perforación son impulsados por una grúa sobre orugas de 50 toneladas. Durante la construcción, utilice el gancho auxiliar de la grúa sobre orugas para levantar la tubería de acero horizontalmente, moverla a una posición adecuada y ajustar la pila de tuberías de acero verticalmente. Luego use abrazaderas hidráulicas para fijar la tubería de acero en el martillo vibratorio levantado por el gancho principal de la grúa sobre orugas y use abrazaderas hidráulicas para ajustar la verticalidad de la pila de tuberías de acero. La posición plana del pilote de tubos de acero se coloca bajo la guía de una estación total o dos teodolitos J2, y el pilote de tubos de acero se fija con una abrazadera hidráulica de un martillo vibratorio de 45 kW. Después de levantarlo, colóquelo en el marco guía y comience a vibrar. Cuando la longitud del pilote cumple con la longitud de diseño y la penetración es inferior a 5 cm/5 min, el pilote de tubería de acero solo necesita mantener la carga durante 5 minutos y la vibración se detendrá sin un hundimiento evidente. Cuando la longitud de los pilotes de tubos de acero prefabricados en el sitio en la primera sección no es suficiente, se puede utilizar el método de apilamiento mientras se perfora para que la longitud de los pilotes de tubos de acero cumpla con los requisitos. Suelde la placa de cubierta de acero (900-900) mm2 encima del pilote, δ = 10 mm. La cubierta de acero debe estar completamente soldada al área circundante y la cubierta de acero debe estar nivelada. Para garantizar la estabilidad del pilote de tubos de acero, se utilizan canales de acero para soldar tirantes diagonales y tirantes horizontales entre los tubos de acero. Después de soldar la placa de cubierta de acero en la parte superior de la pila de tubos de acero, use una grúa para levantar la viga en I hasta la parte superior de la pila de tubos de acero. De acuerdo con la plataforma de diseño, coloque la viga I o la viga Bailey en el centro de la parte superior del pilote, ajuste la elevación y suelde con la placa de cubierta de acero de la parte superior del pilote. Después de instalar el puente de caballete de acero, se instalan las vigas longitudinales y transversales, y las intersecciones de las vigas longitudinales y transversales se sueldan o atornillan. En la ubicación de la plataforma de perforación, las vigas longitudinales y transversales de la viga I cerca de la carcasa de acero se colocan estrictamente de acuerdo con la posición diseñada para evitar la intrusión en el espacio entre la carcasa de acero. Coloque la plataforma del puente y las barandillas, y utilice las barandillas para colocar papel reflectante por la noche para guiar el paso de los barcos y garantizar la seguridad de la construcción.
4 Entierro de carcasas de acero
La producción e instalación de carcasas de acero que cumplan los requisitos son eslabones importantes en la construcción de cimientos de pilotes perforados en aguas profundas durante la marea alta. La forma de fabricar e instalar la carcasa de acero en la perforación en aguas profundas con marea alta afectará directamente si el pozo se puede formar en el menor tiempo, y también es el principal problema técnico en la formación del pozo.
4.1 Selección del material y producción de la carcasa de acero
La selección del material de la carcasa está estrechamente relacionada con el diámetro, la profundidad del agua, el flujo de agua y las condiciones geológicas del pilote perforado. Según la información in situ, el tubo de acero de 2,9 m de diámetro está hecho de bobinas de acero con un espesor de pared de 14 mm, una longitud de 9100 mm y un ancho de 1800 mm. Se enrolla en una sección de 1,8 m en el sitio y se suelda firmemente. y no gotea.
4.2 Preparación e instalación del marco guía antes de enterrar la carcasa de acero
Para garantizar que la carcasa de acero del pilote de aguas profundas de marea alta cumpla con los requisitos, se debe configurar el marco guía arriba. El marco guía está hecho de vigas en I de acero 25b, que es un marco de acero con vigas en I de doble capa para formar un marco guía simple.
4.3 Instalación del revestimiento de acero
Después de completar la instalación del marco guía, revise el centro de la posición del pilote y confirme que el centro de la posición del pilote y el centro del El marco guía está en la misma posición, luego instale la carcasa de acero. Cuando se instala la primera sección, está entre 80 y 100 cm más alta que la plataforma de perforación. Suelde dos puntos de soporte con la viga en I, fíjelos en la viga en I de la plataforma de perforación y luego levante la siguiente sección para su instalación. Para que el acoplamiento coincida, gire hacia la izquierda y hacia la derecha para encontrar la mejor posición. Cuando la longitud de atraque de la carcasa de acero alcance el requisito de altura desde la plataforma hasta el lecho del río, baje la carcasa hasta el lecho del río durante la marea baja y verifique la posición plana y la verticalidad de la carcasa para asegurarse de que la carcasa de acero esté en su lugar con precisión. . Se utiliza un martillo vibratorio con una fuerza de vibración de 900 kN para apretar la carcasa de acero a través de abrazaderas hidráulicas. El martillo vibratorio transmite directamente la fuerza a la carcasa de acero a través de abrazaderas hidráulicas.
5 Construcción de pilotes perforados
5.1 Equipo de perforación en su lugar
Después de que el equipo de perforación esté en su lugar, el cable debe ajustarse para que coincida con el centro de la pila. La base y la parte superior de la plataforma de perforación deben ser planas y estables para garantizar que no se incline ni se mueva durante la construcción. La plataforma de perforación debe estar soldada a las barras de acero en el piso de perforación.
5.2 Lechada de pilotes perforados en aguas profundas de marea alta
Seleccione arcilla roja local con un índice de plasticidad superior a 25, un tamaño de partícula inferior a 0,005 mm y un contenido de partículas superior a 50 % del total como material de lodo. Antes de abrir el agujero, utilice arcilla roja dibujada con un coche para verterla en el agujero (la cantidad se determina según el volumen de los poros y la dosis es 0,4 veces el volumen de los poros). Después de remojar completamente durante 24 horas, use un martillo perforador para revolver bien en el agujero. Durante el proceso de perforación, envíe a una persona especial para observar la altura del agua para evitar una posible perforación; después de perforar el revestimiento entre 1,5 y 2,0 m, inyecte una cantidad adecuada de cemento, golpéelo uniformemente con un martillo perforador, levante el martillo y baje cada media hora aproximadamente y perfore normalmente después de 24 horas para evitar que se perforen las patas de la carcasa.
Perforación
La cimentación del pilote se perfora mediante un taladro de percusión de 10t. Durante el proceso de perforación, se deben detectar con frecuencia varios indicadores del lodo, se debe controlar la carga de agua en el revestimiento y la diferencia de presión entre el interior y el exterior del pozo debe ser (0,02 ± 0,01) MPa para evitar la perforación. Mida la profundidad del pozo a tiempo, verifique los registros de construcción originales, preste atención a los cambios geológicos, tome muestras de escoria en los cambios geológicos, haga registros después de la identificación y dibuje diagramas de columnas geológicas para comparar con el diseño. Después de que la profundidad de perforación alcance la profundidad del pozo diseñada y la geología cumpla con los requisitos, use un detector de pozos para verificar la profundidad del pozo, el diámetro del pozo y la verticalidad. El pozo se completará después de cumplir con los requisitos de la especificación.
5.4 Limpieza del Pozo
La calidad de la limpieza del pozo para pilotes perforados in situ de gran diámetro en agua está directamente relacionada con la calidad de la base del pilote. Para garantizar que la gravedad específica del lodo y los indicadores cumplan con los requisitos, se utiliza el purificador de lodo ZX-100B para la limpieza de pozos. Use sus manos para confirmar que el lodo descargado del pozo no contiene partículas de 2 mm a 3 mm, que la gravedad específica del lodo no es superior a 1,1, que el contenido de arena es inferior al 2 % y que la viscosidad es de 17 a 20 s. Al mismo tiempo, antes de verter hormigón bajo el agua, asegúrese de que el espesor del lastre en el fondo del pozo no sea superior a 3 cm para pilotes incrustados en roca y no superior a 10 cm para pilotes de fricción. Está estrictamente prohibido utilizar el método de profundizar la profundidad de perforación en lugar de limpiar el orificio.
5.5 Instalación de la jaula de acero
Dado que la jaula de acero es una jaula de acero de doble capa con una gran masa, para evitar la deformación durante el levantamiento, se sueldan barras de acero de φ 32 a las barras de refuerzo en el extremo de elevación. Tirantes triangulares internos, cortados cuando la jaula de acero se hunde. Al mismo tiempo, para garantizar que las barras de acero puedan cumplir con los requisitos de carga durante el levantamiento de la jaula de acero, se sueldan barras de acero cortas de cierta longitud en ambos lados de las barras de acero para bloquear las barras de acero. A medida que aumenta la cantidad y el peso de las jaulas de acero, aumente la longitud y la cantidad de barras de acero cortas y coloque barras de acero de doble capa. Al instalar la jaula de acero, utilice un camión grúa de 80 toneladas para levantar la primera sección de la jaula de acero, alinearla con el centro del orificio y luego bajarla, mientras los trabajadores circundantes la sostienen para evitar desviaciones. Establezca la posición del gancho en la jaula de acero con anticipación y fije manualmente el gancho en el punto de elevación establecido en la jaula de acero para levantar la siguiente jaula de acero. Después de la alineación, conecte las barras principales de la jaula de acero y ate los estribos. Después de conectar la última jaula de acero, use una grúa para levantar lentamente toda la jaula y colocarla en el agujero. Después de descender a la elevación de diseño, toda la jaula de acero se suspende en la plataforma de perforación colocando una barra de elevación. Las barras colgantes se izan en 2 puntos. Las barras colgantes están soldadas con acero redondo de 28 mm y la longitud de cada barra de soldadura no es inferior a 40 cm. Cuelgue el anillo de elevación en el colgador de acero en el gancho de la plataforma de perforación y suelde la jaula de acero en una capa protectora triangular con cabezas de acero en cuatro direcciones. El espesor es la distancia desde el diámetro interior de la carcasa de acero hasta el. diámetro exterior de la jaula de acero. Asegúrese de que la jaula de acero esté en el centro de la pila de agujeros.
5.6 Vertido de hormigón
Para garantizar la calidad del vertido, primero se optimiza la proporción de mezcla de hormigón. Teniendo en cuenta que el hormigón se ve afectado por el entorno marino, la cantidad de cemento utilizada para el hormigón en tierra es relativamente grande. Al mismo tiempo, para garantizar la fluidez y el tiempo de fraguado inicial del hormigón de cemento, se añade al hormigón una cantidad adecuada de cenizas volantes y aditivos para garantizar que el tiempo de fraguado inicial del hormigón sea superior a 10 horas y el asentamiento Se controla a 18 cm ~ 22 cm. El hormigón se transporta mediante camiones transportadores de hormigón mediante caballetes hasta los huecos a construir. Teniendo en cuenta que la primera cantidad de hormigón para un pilote perforado con un diámetro de 2,5 m es grande, la capacidad de la tolva es de 10 m3. Se apoya en la plataforma de perforación con cuatro patas. Después de llenar toda la tolva con material, se coloca la bola. La profundidad de enterramiento del primer conducto de lechada no debe ser inferior a 1,0 m, y se deben utilizar conductos con un diámetro de 35 cm para pilotes perforados in situ de gran diámetro. Durante todo el proceso de inyección, la profundidad de enterramiento del concreto en el fondo del conducto debe ser de 2 a 6 m, la operación debe ser continua y se deben mantener registros de la inyección. Al mismo tiempo, se controla el tiempo de mezclado del hormigón y se detecta la fluidez, el asentamiento y otros indicadores del hormigón para garantizar la calidad del hormigón de cimentación del pilote. Para garantizar la calidad de la cabeza del pilote, se rellenó 1 m de exceso. Cuando el hormigón aún no se haya fraguado inicialmente, se extraerá el exceso de hormigón y se comprobará la integridad del pilote después de 12 días.
6 Conclusión
En la construcción de pilotes perforados de gran diámetro en aguas profundas de marea alta, si la instalación del revestimiento de acero cumple con los requisitos es la clave que afecta directamente la formación de todo el agujero de pila aburrido. La gravedad específica del lodo es una razón importante para el colapso y la perforación de los pozos. Controlar la altura del agua dentro de la carcasa es una forma eficaz de evitar la perforación. El uso adecuado de los equipos de elevación para instalar jaulas de acero de gran tonelaje es la clave para garantizar la seguridad en la construcción. El control efectivo del tiempo de fraguado inicial, la trabajabilidad y el asentamiento del concreto es el requisito previo para garantizar la calidad del vertido de concreto bajo el agua.
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