北京市城市铁路清河高架桥桩基选型.doc

北京市城市铁路清河高架桥桩基选型 中铁隧道集团北京工程处北京公司 刘晖 北京市城市铁路清河高架桥全长662.802m，位于北京市北部，永定河冲积扇西北裙部地带。全桥共9联，除3联为特殊联外，其余皆为三孔（25+25+25）m预应力混凝土连续箱形梁。梁体截面为单箱单室，上宽8.6m、下宽4.0m、高1.4m。桥墩采用矩形双柱墩，座于高1.8m的承台上。桥梁施工前，出于节省投资、缩短工期及推广新技术的目的，现场进行了两种类型的试桩施工及检测，以分析比较其施工工艺的成熟性和承载能力的可靠性，最后确定桥梁桩基的类型。 试验的两种桩型其一为普通钻孔灌注桩，另一种是北京俊华地工集团的专利技术“挤扩多支盘灌注桩”。其中普通钻孔灌注桩在我国的使用起源于50年代末期的河南省，发展至今已逾50年，工艺成熟，在国内桥梁基础工程领域中采用较多，占据着重要的地位。其施工方法为：采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状的井孔，达到设计的标高后，下放钢筋骨架，再灌注混凝土形成桩基。挤扩多支盘灌注桩则是在普通灌注桩的基础上，根据承载力要求，运用挤扩机械（俊华集团专利产品）在桩身挤扩1-3道支盘或在其上增加对称的分支所成。这种桩形似树根桩，但其施工工艺方法及受力性能又不同于一般的树根桩，也不同于普通直线形混凝土灌注桩，而是一种介于摩擦桩和端支桩之间的变截面桩形。挤扩多支盘灌注桩成盘施工见示意图1。 对比两种桩基，从理论上进行分析，不难发现比之普通钻孔灌注桩，挤扩多支盘灌注桩具有以下几大优点： 1、单桩承载力高 桩的承载力由多个分支周围土的摩阻力、土对分支的承载力、土对桩周表面的摩阻力和多道承力盘下土的端支承力等部分组成，与普通垂直线型灌注桩相比，桩的根载力面积和范围增加很多，并且具有良好的承压、抗水平、冲剪和抗拔能力。 2、节约材料，降低施工成本 同等承载力情况下，桩长仅为普通灌注桩的1/2-1/3，可节省原材料达30%左右，从而降低了施工成本。 3、施工快速 桩长有效缩短，施工各环节有效地节省了施工时间与周期，可缩短工期。 4、提高地基强度 桩的分支部位周围和底部经外部加压挤扩后坚硬密实，使桩的摩阻力增大，桩的承压、抗拔、抗水平剪切能力得到提高，使地基稳定性大大加强，将地基变成了复合地基，改善了原有土的物理力学性质。 然而理论分析的结果并不能完全反映现实的情况，为了作出准确可靠的决定，我们还需在试桩的施工中，对其进行全方位的考查、比较。 试桩施工拟成桩21根，其中试桩5根（桩径1m）；包括2根普通钻孔灌注桩（桩长31-33m）；3根挤扩多支盘灌注桩（桩长16.2-18.5m，1个支盘）。同时，为检验施工工艺，16根锚桩也确定使用挤扩多支盘灌注桩（桩径0.8m，桩长31-33m，两个支盘）。桩基布置见图2。 施工自开始起，历时9天完成了第一阶段的施工。其间成桩5根，坍孔2处，各里程处施工情况如下述： 1、k9+105.00 ①普通钻孔灌注桩普1于11月4日23:00开钻，历时26小时成孔，其中钻机轴承断裂导致停机4个小时，下放钢筋笼，灌注砼成桩。 ②挤扩多支盘灌注桩支1于11月7日9:30开钻，至11月8日8:00成孔。挤扩支盘施工于11：00开始，至下午3:30结束。成功支盘时间为下午2:20-3:30，支盘标高由设计的23.02m提高到25m。支盘前沉渣符合要求（16cm），支盘后沉渣达50cm以上。重新清孔，满足设计要求后，至11月9日3:00成桩。 ③锚桩锚4于11月10日上午11:00开钻，至11月11日上午10:00成孔。由于所使用挤扩机械发生设备故障（漏油），直至11月12日下午16:40才开始支盘，18:15支盘结束，盘高由设计的10.53与17，调整为24.6与30m。 2、k9+331.353m 锚桩锚7于6月下午16:00开钻，至11月8日上午成孔。挤扩支盘时，支盘机械上浮脱离挂钩，倾斜肘砸坏油管接头，导致支盘支出后无法收回，吊车强行拔出后，沉渣达到4m多，回填处理后在复新施工的过程中，支盘机械又因卵石卡住弓臂，无法收回，强行拔出后导致坍孔。 3、k9+531.353 ①普通钻孔灌注桩普2于11月6日下午16:00左右开钻，于11月7日晚21:30成钻，下放钢筋笼，灌注成桩在11月8日7:00完成。 ②锚桩锚14于11月9日20:00开钻，至11月10日下午17:00成孔。挤扩支盘时，支盘机械未能下至设计孔深，仅到16m处就被石块卡住，调整盘位在标高24m、29m、32m处支了3个盘，其中29m处为“米”字型支盘；支盘设计标高为9.84m与19m。挤扩后，支盘机械因卵石夹卡，无法收回弓臂，由吊车强行拔出，在孔壁上留下两条凹槽。测完孔深后，判断土、石下落导致沉渣达4m，各方现场协商后，重新钻机对位清孔，至11月13日3:00提钻，14