低净空钻机洞内桩实验报告

一、工程概况

1.1基本情况 
1)实验名称:北京地铁三期土建施工02合同段导洞内桩试验施工工程 
2)实验地点:北京市 
3)实验范围:低净空钻孔桩试验桩可行性及实验数据 
4)工期:7个日历天 
1.2实验场地工程概况     
1)拟建北京地铁三期工程是二期工程的南延线路,线路总体呈南北走向,建成后将与一、二期及北段联络线贯通运营,是北京市南北中轴线上的快速交通走廊。 
2)拟建北站总建筑面积为15183m2,为三层三跨岛式车站,车站里程范围:K29+393.16~K29+570.16;有效站台中心里程为K29+485.16,采用16m岛式站台,总长约177m,标准段宽度25.3m,轨顶标高14.25m;结构拱顶覆土约9.4m,底板埋深约30.6m,底板板底标高约20.50~21.50m,下导洞埋深约26.70m,标高约20.40m。底板埋深约30.6m(下导洞最深处埋深约32m)。轨顶绝对标高为14.25m。 
3)车站采用双层三连拱结构,双柱暗挖法施工(采用PBA工法),共设8个施工导洞。初步拟定车站施工时采用导洞降水或阻水方案,于PBA上层边导洞外侧单设降水导洞。 
1.3场区条件 
1.3.1工程质条件

(1) 人工堆积层

岩性特性如下:杂填土①层:杂色,松散~稍密,稍湿~湿(局部饱和),含砖块、灰渣、混凝土块、瓦片、瓷片,局部为细砂填土,表层一般为20~40cm混凝土路基;黏质粉土填土①1层:黄褐~褐黄(暗),稍密,稍湿~湿(局部饱和),含粉质黏土填土夹层,砖渣、灰渣、瓦片、瓷片、植物根。拟建场区位于老城区,该层土厚度变化较大,一般厚度为2.50~7.40m(053062123之18#钻孔附近该层厚度为17.30m,据勘察资料分析是局部分布有枯井造成),土质不均,工程性质差。受管道渗漏等形成上层滞水的影响,该层土极易坍塌。

(2) 新近沉积层

本次勘察未揭露到新近沉积土层,本报告中的第二大层新近沉积层缺失。

(3) 第四纪沉积层

 
主要岩性特征如下:黏质粉土、砂质粉土③层:褐黄色,密实,湿~稍湿(局部受上层滞水影响而饱和),压缩模量均值Es100=11.2MPa,属中~中低压缩性土,含粉质黏土、粉砂夹层,云母、氧化铁;粉质黏土③1层:褐黄色,可塑,压缩模量均值Es100=8.3MPa,属中压缩性土,含黏质粉土夹层,氧化铁;细砂、粉砂③3层:褐黄~灰黄色,湿(局部饱和),中密~稍密,属中压缩性土,含砂质粉土夹层,云母。该大层层顶标高约39.22~43.44m。 
卵石、圆砾④层:杂色,中密~密实,湿~饱和,剪切波速vs值=374~430m/s,重型动力触探击数N63.5=33~100,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大=6cm,D长=10cm,D一般=2~4cm,亚圆形,级配较好,含中砂约25%~30%;细砂、中砂④1层:褐黄色,密实~中密,湿~饱和,标准贯入击数N=29~51,属中压缩性土,含粉砂、砂质粉土夹层,云母,局部含圆砾;粉质黏土④2层:褐黄色,可塑,属中压缩性土,含黏质粉土夹层,氧化铁。该大层层顶标高约30.13~35.57m。 
粉质黏土⑤层:褐黄色,可塑~硬塑,压缩模量均值Es100=12.9MPa,属中~中低压缩性土,黏质粉土夹层,含氧化铁;黏质粉土、砂质粉土⑤1层:褐黄色,密实,湿,压缩模量值Es100=16.2MPa,属中低压缩性土,含粉质黏土夹层,云母、氧化铁;黏土⑤2层:褐黄色,可塑~硬塑,压缩模量均值Es100=11.5MPa,属中~中低压缩性土,含粉质黏土夹层,氧化铁;细砂、粉砂⑤3层:褐黄色,湿~饱和,密实,标准贯入击数N=93,属低压缩性土,含云母,粉土夹层。该大层层顶标高约24.73~27.77m。

卵石、圆砾⑥层:杂色,密实,饱和~湿,剪切波速vs值=463~524m/s,重型动力触探击数N63.5=43~150,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大=8cm,D长=12cm,D一般=4~6cm,亚圆形,级配较好,含中砂约25%~30%,局部含颗粒大于20cm的漂石;细砂、中砂⑥1层:褐黄色,密实,湿~饱和,标准贯入击数N=41~83,属低压缩性土,含砂质粉土夹层,云母、含圆砾。该大层层顶标高约21.73~24.77m。

卵石、圆砾⑦层:杂色,密实,饱和,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大=10cm,D长=12cm,D一般=6~8cm,亚圆形,级配较好,含中砂约25%~30%,局部含颗粒大于20cm的漂石;中砂、细砂⑦1层:褐黄色,密实,饱和,标准贯入击数N=94~136,属低压缩性土,含云母、圆砾;黏质粉土、砂质粉土⑦2层:褐黄色,密实,稍湿~湿,压缩模量均值Es100=22.9MPa,属中低压缩性土,含粉质黏土夹层,云母、氧化铁;粉质黏土⑦3层:褐黄色,可塑~硬塑,压缩模量均值Es100=15.3MPa,属中低~低压缩性土,含黏质粉土夹层、氧化铁;黏土⑦4层:褐黄色,可塑~硬塑,压缩模量均值Es100=12.7MPa,属中低~中压缩性土,含粉质黏土土夹层,氧化铁、姜石。该大层层顶标高约10.83~13.37m。

粉质黏土⑧层:褐黄色,可塑,压缩模量均值Es100=14.5MPa,属中低~低压缩性土,含黏土夹层,氧化铁、姜石;黏质粉土、砂质粉土⑧1层:褐黄色,密实,稍湿~湿,压缩模量均值Es100=24.8MPa,属低压缩性土,含云母、氧化铁;细砂、中砂⑧2层:褐黄色,密实,饱和,标准贯入击数N=100~150,属低压缩性土,含云母、圆砾。该大层层顶标高约2.59~4.97m。

粉质黏土⑨层:褐黄色,可塑,压缩模量均值Es100=15.8Mpa,属低~中低压缩性土,含氧化铁、姜石;黏质粉土、砂质粉土⑨1层:褐黄色,密实,稍湿,压缩模量值Es100=22.5MPa,属低压缩性土,含云母、氧化铁;黏土⑨2层:褐黄色,可塑,压缩模量Es100=10.3MPa,属中压缩性土,含氧化铁;细砂、粉砂⑨3层:褐黄色,密实,饱和,标准贯入击数N=125,含云母。该大层层顶标高约-2.41~0.37m。

1.4工程实验总目标 
1)流程目标:进出场流畅性,施工周期控制。 
2)工程目标:机械成孔的可行性,成孔速度。 
3)安全目标:减少施工人员,杜绝重大伤亡事故。 
4)文明施工目标:创文明施工标准化工地。 
5)实验目标:细化设备、改良设备。 
二、实验过程 
2.1.进场设备、配件总重18吨,由十三米五拖车运输。 
2.2行架试压,主机重4吨。  
2.3.搭设进洞平台  
2.4.吊装进洞  
2.5.机器组装  
2.6.破除孔口,加固 
2.7.钻机就位开钻  
2.8.钻掘,出土 
2.9.安放护筒,下压护筒 
2.10.成孔测量 
三、实验数据 
3.1.进场卸车耗时2个小时。 
3.2.行架搭设耗时2.5个小时。 
3.3.机械设备吊装入洞耗时4个小时。 
3.4.设备组装恢复6个小时。 
3.5.破口加固耗时2个小时。 
3.6.成孔耗时8个小时,12米。 
3.6.1各地层进尺速度 
开孔埋设护筒底管0.5小时完成; 
孔口-3米,砂卵石、无水7分钟一斗进尺30cm,2小时完成; 
-3米-7米,黏土层、无水7分钟一斗进尺30cm,2小时完成; 
-7米-9米,黏土粉砂层、见水7分钟一斗进尺30cm,1.5小时完成; 
-9米-12米,砂卵石、见水7分钟一斗进尺30cm,2小时完成; 
3.7.实验结论:该套设备基本满足洞内桩施工要求,4人为一组配合机器施工,成孔速度快,操作简单。 
该机器为原型机,通过此次实验施工,得到大量宝贵数据,对机器的修改定型起到很大作用,相信改良后的设备施工速度更快。 


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