桥桩基施工的机械选择与节能减排

节能减排技术技术名称：桥梁桩基施工机械选择与节能减排完成单位：创建人员：完成时间：2011年10月

桥桩基施工的机械选择与节能减排1.钻孔灌注桩施工技术钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，现代桩基钻孔设备主要有旋挖钻机和冲击钻机两种。旋挖钻机具有成孔速度快、环境污染小、施工现场干净、操作敏捷便利等特点，已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备之一，适用于素填土层、亚黏土层、亚砂土层、亚黏土夹粉细砂层，强风化泥质粉砂岩层，岩层要求匀称。冲击钻设备构造简洁，适用范围广，操作便利，适用各种地层，成孔效率一般，但能耗较高。2、桩基施工技术2.1、地质状况简述本管段内地表上覆第四系全新统人工填土粉质黏土及碎石土、冲洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡洪积软土（软粉质黏土）、松软土（粉质黏土）、粉质黏土；坡残积粉质黏土；下伏岩基为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩，下沙溪庙组泥岩夹砂岩，新田沟组泥岩夹砂岩，中下统自流井组泥岩夹砂页岩及灰岩，下统珍宝冲组泥岩夹砂岩。全风化带（W4）厚2～10m，强风化带（W3）厚5～20m。本区上覆第四系全新统坡残积、冲洪积（Q4al-pl）。地层岩性如下：软土：暗紫红、褐灰色，软塑～流塑状，土质较纯，黏性较强。分布于测区丘包上，厚2～4m，属Ⅱ级一般土。粉质黏土：褐黄色，硬塑，含少量砂、泥岩质碎石角砾，顶部含植物根系。分布于测区丘包上，厚0～2m，属Ⅱ级一般土。泥岩夹砂岩：泥岩为紫红色，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性：砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中厚～厚层状，质稍硬。全风化带厚0～2m，属Ⅲ级软石；强风化带厚2～10m，属Ⅳ级软石；以下为弱风化带，属Ⅳ级软石。2.2、地质分析依据上述地质资料，地质岩层匀称，具备旋挖钻机施工的地质条件。2.3、桥梁基础统计表基础统计表序号桥名基础设计施工方法平均空钻长度（m）平均设计桩长（m）桩基根数（m）钻进总长度（m）备注1PP大桥桩基钻孔灌注桩3.86m19.32185048.882PP大桥桩基钻孔灌注桩3.8917.2741560.663PP大桥桩基钻孔灌注桩3.4314.7661196.584PP大桥桩基钻孔灌注桩4.3519.44801903.25PP大桥桩基钻孔灌注桩3.5618.3942054.846PP大桥桩基钻孔灌注桩2.8416.4556410881.37PP大桥桩基钻孔灌注桩4.3114.532602.18PP大桥桩基钻孔灌注桩3.4312.516254.89PP大桥桩基钻孔灌注桩4.4416.8628569.4注：空钻长度考虑平台高度。总根数：1172根，总装长：24071.76m，平均桩长：20.54m2.4、桩基施工技术2.4.1、旋挖钻机施工技术(1)、钻机安装就位：钻机就位前，须将场地垫平填实，钻机按指定位置就位，调整钻杆的角度。钻机安装就位后，要细心调平，使得底座和端座平稳，在钻进运行中定期用仪器或挂吊锤检查和校正，确保钻机不产生位移和沉陷。(2)、旋挖钻孔：全液压旋挖钻机整机自动化程度很高，其水平、垂直度和钻孔中心由指示灯限制，操作室配置钻进深度指示仪。本工程采纳干钻成孔，削减循浆时间及泥浆池布置。钻斗升降速度：旋挖成孔靠钻斗挖装岩土干脆提升卸到地表，限制钻斗升降速度，是成孔限制的关键，须要依据不同桩径限制钻斗升降速度，且桩径愈大愈应加强限制。旋挖作业其他要点：尽可能依据土层正确选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻，影响进尺。钻机安装就位钻机安装就位钻孔清理底渣进入下一道工序旋挖钻钻孔施工工艺2.4.2、冲击钻施工技术(1)、施工打算：清理平整场地，泥浆池布置。(2)、钻机就位：冲击钻机是利用钻机本身的动力，将钻机大致移动就位，再用千斤顶顶起支架打算就位，使起重滑轮，钻头与护筒中心在同一垂直线上，以确保钻机的垂直度。(3)、冲击钻机施工工艺：钻进→抽渣→泥浆→钻进的反复循环以及协助作业（检查孔径、钻具、修理机械设备、补焊钻头等）的交织过程。关键问题是驾驭冲程大小和抽渣时机。留意的问题：孔内水位应高于护筒脚0.5m以上，或地下水位1.5～2.0m3、节能指标分析3.1、桩基钻进指标桩基钻进指标序号机械名称桩基钻进指标1冲击钻5米/天2旋挖钻60米/天3.2、能源消耗指标计算冲击钻时间H冲=4.8小时/米，旋挖钻时间H旋=0.3小时/米旋挖钻每小时消耗柴油20升，旋挖钻每米消耗柴油：0.3×20=6升/米。冲击钻实测平均每小时消耗30度电，冲击钻每米消耗柴油：4.8×30=144度/米。运用冲击钻时需循浆，泥浆泵功率平均每小时消耗10度电，每根循浆时间110.59小时，共计消耗1105.9度。能源分析表项目总数量单位消耗量备注旋挖钻桩基24071.76m6升/米144430.56升冲击钻钻进桩基24071.76m144度/米3466333.4度循浆桩基1172根1105.9度/根2066470.4度4、桥梁桩基机械选择机械选择的经济比选旋挖钻：柴油单价8.3元/升，费用=144430.56升×8.3元/升=119.88万元冲击钻：网电单价1元/度，费用=（3466333.4+2066470.4）×1元/度=553.2万元施工旋挖钻比冲击钻节约433.32万元，因此选择旋挖钻5、节能减排效益分析5.1、节能效益分析PP项目部钻孔灌注桩达到了1182根。大量的桩基础假如采纳传统冲击钻施工，桩基成孔需消耗柴油553.2万度电，而依据现场施工结果显示，选用旋挖钻机在同样土质状况下成孔只需消耗柴油144430.56升。将上述能源折算成标准煤柴油：每升柴油重量为0.87千克，144430.56升/0.87千克=166.01吨每吨柴油折算成标准煤系数为1.457。消耗标准煤重量=166.01×1.457=244.86吨。电能：每万度电折减系数1.229。消耗标准煤重量=553.2万度×1.229=679.88吨节约标准煤435.02吨，节约能源效果明显。5.3、减排效益分析温室气体的主要组成部分就是二氧化碳（CO2），运用各种化石能源（煤炭、石油、自然气）造成大量得CO2排放。1升柴油=排放2.63千克“二氧化碳”。依据上式计算：二氧化碳=144430.56升×2.63千克“二氧化碳”/升=379.85吨1度电=排放0.636千克“二氧化碳”依据上式计算：二氧化碳=5532803.8×0.636千克“二氧化碳”=3518.86吨削减排放3139.01吨二氧化碳，减排效果明显。6、节能减排前景在桩基施工时需依据地质状况，合理选用施工方法和施工机械，既