旋挖灌注桩施工应用浅析
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浅谈建筑工程旋挖成孔灌注桩施工技术摘要:在我国积极鼓励基础设施建设全力基本建设,旋挖钻孔灌注桩在众多行业里被广泛应用,尤其是在建筑里的工程项目中,以其具有广泛的地理条件适应能力,施工阶段简易、操作简便,在桩基础中使用与在岩土工程层面上的运用开发更是一个全过程。
钻探设备就是用来融入并满足各种各样地理条件,高效地将载荷从房屋建筑的上部进行固定,提升房屋建筑地基沉降的稳定。
关键字:旋挖钻孔灌注桩;工程质量;难题;控制方法1项目概况某建筑项目综合办公楼工程项目选用旋挖成桩钻孔灌注桩基本,选用A1000后注浆钻孔灌注桩,以3层卵石层为褥垫层。
选用干试旋挖机成桩,旋挖钻立即钻土,然后利用旋挖斗迅速明确提出孔外,出户外是沙质土。
发掘出后放到钻探机周边,用装裁机铲平。
2旋挖钻孔灌注桩施工疑难问题2.1孔边坍塌(1)沙浆相对密度极低,并且沙浆性能及指标值无法达到施工标准,孔边未产生固态沙浆。
(2)若沙浆未能立即补充,发生水位线增涨、潮汐增涨、孔里的水遭受工作压力及其孔里的水被砂砾排走等,孔里的水损害也会导致相对高度不够。
(3)护筒埋到较浅,底径漏水、坍塌,或接近路面被雨水孔泡淋湿软,或钻探设备接触到孔边,因震动坍塌而澎涨成比较大的坍塌孔。
(4)在材质很软的风化层中速度特别快。
(5)转速比过快,空余时间太长了。
(6)在泥浆护壁后、沙浆的密度及其黏度指标值会出现转变,直冲式沙浆虹吸式输通孔清洁泥(或水)未能及时添充,以至孔水位线小于地下水。
(7)壁孔的处理步骤不正确,若冲洗孔边里侧时间太长久,还一直滞留在一个地方进行冲洗,造成孔边松塌。
(8)当起吊结构加固灌注桩时,碰撞擦碰孔边。
2.2卡管状况卡管的现象通常是水中注浆混凝土的过程当中,管内的混凝土不会再有规律流动性,隔水栓堵死了管内的混凝土,混凝土没法流动性导致卡管。
因混凝土里边的一部分颗粒物比较大,机械混合不匀导致筑浇延迟时间,以致于导管里的混凝土停滞不前时间比较长,混凝土卡管的情况发生,危害后面工程施工。
旋挖钻孔灌注桩经验总结报告旋挖钻孔灌注桩是一种广泛应用于建筑工程中的地基处理方法,具有施工速度快、效果稳定、适用范围广等特点。
本文将结合实际工程经验,对旋挖钻孔灌注桩进行经验总结报告,以便对该技术的施工过程和效果进行分析和总结。
一、施工前的准备工作在进行旋挖钻孔灌注桩施工之前,首先需要进行综合资料的调查和分析,包括地质勘察报告、规划设计文件、施工环境等等。
根据实际情况进行施工方案的制定,并对施工现场进行合理的布置和准备工作。
二、施工过程中的控制要点1.钻孔施工过程中,要控制好钻孔直径和深度,避免出现超过设计要求的情况。
在钻孔过程中,需要根据地层的情况及时调整钻孔参数,保证钻孔的质量和稳定性。
2.钻孔时要注意地下水位的控制,避免因地下水的涌入导致钻孔中的泥浆泡沫增多,从而影响钻孔质量。
3.钻孔完成后,要及时对钻孔进行检查和验收,确保钻孔质量符合设计要求。
4.灌注过程中,控制好灌注速度和灌注压力,避免灌注过程中出现空洞和漏浆现象。
及时对灌注情况进行监测和调整,保证灌注桩的质量。
三、常见问题及解决方法1.地下水位过高导致的钻孔困难问题:可以采用人工抽水或者使用泵浦进行泵涌水操作,将地下水位降低到合理水平后再进行钻孔。
2.钻孔出现地层不稳造成的灌注桩变形问题:可以采用加固杆进行辅助支撑,或者使用加固剂进行灌注桩加固,以增加灌注桩的稳定性。
3.灌注过程中出现漏浆现象的问题:可以通过调整灌注速度和灌注压力,以及合理选择灌注材料的方法来解决。
四、施工的注意事项1.施工人员要具备一定的技术水平和经验,了解各项施工参数和操作要点。
2.施工现场要严格按照设计要求和施工方案进行布置和准备。
3.施工设备要维护良好,保证正常运转。
4.施工过程中要做好安全措施,确保施工作业人员的人身安全。
五、经验总结通过多次的旋挖钻孔灌注桩施工实践,我们总结了以下经验:1.在施工前要做好充分的准备工作,包括综合资料的调查和分析、施工方案的制定等。
浅谈旋挖钻孔灌注桩在桩基础工程中的应用随着各重点工程项目对桩孔质量、成孔速度等要求的不断提高,钻孔灌注桩在房屋建筑基础中日益增多,钻孔灌注桩在基础应用中,越来越重要,相应地促进了钻孔灌注桩施工技术的快速发展。
现结合在桩基础施工过程中的体验,分析在施工过程中旋挖钻孔灌注桩的施工技术。
标签:旋挖钻机;灌注桩;桩基础工程1 工程概况某房屋建筑工程采用钻(冲)孔成孔灌注桩基础,桩总数为588根,桩径为800mm、1000mm、1200mm三种,桩净长13-23m,单桩竖向承载力特征值分别为3800KN、6000KN、8000KN。
桩基础以上结构为地下室两层,地上27层框剪结构。
由于场地狭小,桩数多且工期紧,为确保施工质量及进度,决定采用旋挖钻孔灌注桩的施工技术进行施工。
图1 某房屋建筑工程场地情况2 旋挖钻机成孔原理旋挖成孔是利用旋挖钻机钻杆与钻斗的旋转作业,从而让钻斗自重同时添加液压当做钻进压力,导致土屑填充实钻斗后抬高钻斗出土。
根据钻斗的反转、挖土、抬高、卸土以及泥浆护壁,重复进行成孔。
对粘结性好的岩土层,可选择非湿式或清水钻进技术,可以没有泥浆护壁。
但是针对容易坍塌地层,以及地下水覆盖领域,需要选择泥浆护壁钻进技术,往孔内填进护壁泥浆实施护壁。
3 旋挖钻孔灌注桩工艺流程3.1 旋挖钻机就位准备旋挖桩机开孔前必须确保桩位准确性,桩机施工面回填土稳固性,并合理设置泥浆池、卸土的堆放位置及钢筋加工场。
钻孔时为避免影响成桩质量,相距5.0m内的任何其他桩在砼灌注完成24h后才能开钻。
在钻孔进行的过程中,应不断检查钻机稳定、位移与倾斜,避免出现成孔倾斜等问题。
3.2 钢护筒埋设护筒应穿过淤泥质黏土层及粉土层,避免护筒底出现坍塌。
此工程钢护筒选择8mm厚钢板卷制而成,内径超出桩径20cm,长是6米,埋设时候保证钢护筒的竖直度与水平偏位。
3.3 调整旋挖钻机钻杆的垂直度旋挖钻机可通过配备的电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度,在进行钻进的时候配备专业人士对钻机垂直度进行监督,指引机手调整钻杆垂直度。
旋挖钻孔灌注桩施工技术在建筑工程施工中应用分析一、施工前准备工作1、制定施工方案。
施工方案应根据工程的具体情况制订,考虑场地条件、桩基设计要求、桩的数量和位置等因素。
2、勘察钻孔地质情况。
钻孔前应进行现场勘察,分析地质情况,确定钻孔策略和灌注混凝土的配合比。
3、准备设备和材料。
需要准备的设备包括旋挖钻机、搅拌车、搅拌泵、输送泵、桩机等。
材料包括水泥、骨料、砂子、钢筋等。
二、施工步骤1、钻孔。
根据勘察结果和设计要求,在地面上打好桩位,并标明钻孔中心点。
开始钻孔前,应先设置工地围护,确保安全。
钻孔时,应掌握旋挖钻机的转速和下力,保持钻孔的垂直和水平,同时注意挡泥板和冲洗管的运用,保持钻孔的干燥和通风。
2、清洗孔底。
钻孔完成后,应清洗孔底,将孔底松散物料清除干净,确保灌注混凝土的质量。
3、放入钢筋笼。
清洗孔底后,放入钢筋笼。
钢筋笼应按设计要求制作,包括钢筋种类、钢筋直径、根数、长度等。
放入钢筋笼时,应注意笼子的垂直和水平。
4、灌注混凝土。
当钢筋笼放好后,应迅速进行混凝土灌注,以免钢筋锈蚀。
在搅拌站完成混凝土搅拌后,应用输送泵将混凝土送到钻孔中,同时用搅拌泵搅拌混凝土,使其均匀灌注钻孔。
5、养护。
灌注混凝土后,应进行养护。
养护时间一般为7-14天,养护期间应保持水泥砂浆的湿润和温度的稳定,以保证混凝土强度达到设计标准。
三、施工注意事项1、安全第一。
在施工中,应遵守安全操作规程,注意设立安全防护设施,确保施工区域的安全。
2、施工质量。
在施工过程中应掌握好每个环节,严格按照设计要求施工,保证施工质量。
3、设备维护。
施工完成后,应及时对设备进行维护保养,确保设备的正常使用寿命和施工质量。
综上,旋挖钻孔灌注桩是常用的桩基施工技术之一,其施工过程需要严格按照施工方案和设计要求进行,注意安全和质量,保证施工顺利完成。
76浅谈旋挖成孔灌注桩的应用 聂勇 重庆市博海建筑工程(集团)有限公司摘 要: 随着旋挖成孔灌注桩工程技术在桩基础施工中较为广泛地应用。
结合旋挖桩基础工程案例,介绍了旋挖成孔方法、特点及在重庆合川的应用现状,讨论了该工程案例中采用水下灌注混凝土成桩效果,提出了旋挖成孔及水下灌注混凝土技术措施,对建筑中类似地质条件实施桩基础工程有一定的借鉴意义。
关键词:旋挖钻机;泥浆护壁;水下灌注;成孔;问题处理引言重庆建工集团早在 2004 年就编制了《机械钻孔灌注桩施工工艺标准》,主要针对泥浆护壁回转钻孔灌注桩、螺旋钻孔灌注桩、人工成孔灌注桩施工制订了工艺标准,具体对旋挖成孔灌注桩未注解明显提法和说明。
重庆市城乡建委于今年才出台了《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》征求意见稿,说明旋挖成孔灌注桩工程技术在重庆地区应用还是一种新技术、新工艺。
重庆市建设领域禁止、限制使用落后技术通告(七号):人工挖孔灌注桩技术禁止用于建设施工(特殊情况除外)的岩石地基的成孔项目。
说明建筑工程在桩基础施工中广泛采用旋挖成孔灌注桩这一新技术新工艺是势在必行。
下面就旋挖成孔灌注桩工程技术在我所管理和施工的建筑工程桩基础施工中,对旋挖成孔、钻孔垂直度控制、混凝土灌注和施工中出现各种问题进行处理一点经验和体会与大家分享和共勉。
1 工程地质概况我所管理的工程地点主要在重庆市合川区,地质构造较为复杂,有无需护壁措施的相对较好地质,也有地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层,甚至有松散填土地质、砂卵石地质、厚度较大的淤泥(质)地质等软弱地质、地下水位较高。
施工中要根据地质情况,灵活选择旋挖钻机成孔方式。
2 旋挖钻机旋挖采用 SR280 大孔径旋挖钻机,行走移动方便,桩孔对位方便准确。
采用旋挖成孔灌注桩工程技术施工建筑工程桩基础,将大大提高施工效率、施工速度和施工精度。
3 旋挖成孔旋挖成孔各项指标要得到有效地控制,必须做到两点,一是旋挖钻机必须处于良好地工作状态,特别是驾驶室内的先进电脑系统以及与各操作系统的传感器均要保持正常工作状态;二是旋挖操作手的精神状态要好和工作责任心要强。
浅谈旋挖钻孔灌注桩塌孔处理措施在实际施工中的应用一、塌孔的原因及危害旋挖钻孔灌注桩又称转盘孔灌注桩,是一种由旋挖钻铤直径开挖而成的孔道,通过钢筋笼和混凝土浆液灌注方式成型的一种深基础。
塌孔是指灌注过程中,因孔壁结构松散或内部承载能力不足,导致孔底下沉或垮塌的现象。
造成旋挖钻孔灌注桩塌孔的原因主要有:1.地质条件:地层不稳定、土壤成分不均匀、土层中含有松散岩块等,都可能导致孔壁结构松散不稳定。
2.施工参数:施工参数设置不当,如进壤速度过快、钻孔速度过快、剪切刀钻具角度不当等,都可能造成孔壁破坏,不均匀的孔壁承载力难以满足钻孔进度和孔壁稳定的要求。
3.孔道尺寸:孔道直径过大、深度过深,以及多层孔打钻孔灌注桩时,上面的孔打到下面的孔时,会形成一定的孔壁局部瘪脚,这些局部瘪脚比周边土更松散,易导致塌孔。
1.安全风险:塌孔会严重影响施工工序的进行,导致现场安全风险的提高。
2.质量风险:孔道构建失败会导致整个施工过程的质量风险,对建筑质量产生不良影响。
3.时效性风险:增加施工时间和费用,严重影响施工时间计划。
4.环保风险:塌孔产生较大的废弃物量,对其处置方式和安全性产生严重影响。
二、塌孔处理措施1.针对孔壁结构破坏:首先应该对孔壁进行及时的维护和修补,采用泥浆加强技术或加固钢筋栓、防护网加固等方式进行孔体加固维护。
2.针对孔底冲洗:对于孔底冲洗造成的塌孔现象,应加速钻孔速度,减少废土排出孔外的时间,同时调整泥浆浓度和进壤速度等参数。
3.采用加筋方式加强孔体:在孔体之前加固孔体承载结构,采用立钢筋、竖钢筋或环钢筋等方式加强孔体稳定性。
4.采用注浆技术确定孔体固定形态:先采用微泵或其他方式对孔底进行注浆后用注浆管和泵管对孔外进行注浆,直到孔壁被充实后停止。
5.加强钻孔施工监测:对于多层孔打钻孔灌注桩、孔直径较大的钻孔,应对现场的监测工作进行加强,及时发现问题并进行处理。
三、总结塌孔对旋挖钻孔灌注桩施工造成严重影响,为了避免塌孔的出现,应该在施工过程中加强施工监测和控制。
浅谈旋挖钻孔灌注桩在施工中的应用摘要旋挖钻成孔灌注桩由于振动小,噪声低,钻进速度快等优点,在一些地质条件适宜的工程,已逐渐代替回旋钻机成孔灌注桩。
目前,在很多工程项目中使用旋挖钻孔灌注桩,使得工程建设速度大幅度提升,效果十分显著,本文从工业原理、流程、质量控制、安全环保措施等几个方面对旋挖钻孔灌注桩进行了详细的叙述。
关键词旋钻机工艺原理施工流程质量控制安全环保措施1 工艺原理旋挖钻成孔施工法,又称钻斗施工法。
成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部和侧边,镶焊切削刀具,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内,钻头装满后提出孔外卸土,如此循环形成桩孔。
旋挖钻机成孔施工具有低噪音低振动、扭曲大、成孔速度快、无泥浆循环等优点;缺点是在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工,回旋阻力大,钻进效率低,容易糊钻。
适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层。
2 施工准备2.1技术准备熟悉施工场地的工程地质和水文地质资料。
领会桩基设计图纸和技术要求,编写施工方案,进行技术交底、原材料送检和混凝土配合比申请。
了解施工场地及临近区域内的地下障碍物(旧基础、地下工程、管线等)的分布。
2.2机械设备准备主要包括:旋挖钻机、自卸汽车、吊车、挖掘机、混凝土导管、隔水栓、储料斗等。
2.3现场准备合理布置施工现场,清理场地内影响施工的障碍物,低洼处用粘土回填,达到“三通一平”,哇好稳定液搅拌池。
对进场设备、几句进行安装、调试检查和试运转,确保机械正常工作,配备足够的备件。
引好桩位控制线和水平高程的控制点并妥善保护好,施工中应经常复测。
原材料进场待用,根据设计要求加工钢筋笼。
正式施工前应试成孔且不少于两个,以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备,施工工艺是否适宜。
3 施工工艺流程和施工方法3.1施工工艺流程图3.2施工工艺要点3.2.1钻孔前施放桩位点,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。
旋挖钻灌注桩施工质量问题分析及防治措施1. 引言本文旨在对旋挖钻灌注桩施工质量问题进行分析,并提出相应的防治措施,以确保施工质量和工程安全。
2. 问题分析2.1 桩身质量问题旋挖钻灌注桩在施工过程中可能出现桩身质量不达标的问题,主要有以下原因:- 施工人员操作技术不熟练,造成桩身出现空洞、偏心等质量问题;- 钻孔过程中遇到杂质或软土层,影响桩身的承载力和稳定性;- 钻孔过程中出现钻头卡桩等情况,导致桩身破损或变形。
2.2 环境因素问题旋挖钻灌注桩施工还会受到环境因素的影响,可能产生以下问题:- 高温天气下,水泥凝固时间缩短,容易造成养护不到位;- 下雨天气导致现场积水,增加施工难度;- 强风天气影响现场作业安全。
2.3 设备设施问题旋挖钻灌注桩施工的质量还受到设备设施问题的影响,可能存在以下情况:- 施工设备老化或损坏,导致施工效率低下或质量不可靠;- 施工现场缺少必要的安全设施,增加安全风险。
3. 防治措施为解决上述问题,提升旋挖钻灌注桩施工质量,可以采取以下防治措施:3.1 加强施工人员培训提高施工人员的技术水平和安全意识,确保他们熟练掌握操作技巧和安全操作规程。
3.2 加强质量监控建立严格的质量监控措施,对桩身进行检测和评估,及时发现和修复质量问题。
3.3 优化施工环境根据气候条件,在施工过程中采取相应的防护措施,保证施工环境的稳定和安全。
3.4 定期设备维护定期对施工设备进行维护和检修,确保其正常运行,提高施工效率和质量。
3.5 安全管理加强施工现场的安全管理,确保施工人员的人身安全和设施的安全,避免意外事故的发生。
4. 结论通过对旋挖钻灌注桩施工质量问题的分析和防治措施的提出,可以提高施工质量,保证工程安全。
各相关部门和施工单位应积极采取上述措施,并加强协作与沟通,共同推进旋挖钻灌注桩施工的质量和安全。
浅谈旋挖钻孔灌注桩的应用和改进随着我国改革开放的深入,我国在基础设施建设方面取得了重大突破,很好的满足了交通、建筑、港口码头等基础桩的施工要求,施工上更加高效、快速、安全。
这些要求得以实现的原因是旋挖钻机的应运而生。
施工周期大大缩短,环境污染大大降低,操作上更加人性灵活,安全度可靠度更高。
已经奠定了其在工程成孔方面的基础地位。
在实际的使用中,旋挖钻机也存在工艺上的不足之处,因此,发现其使用不足,加强其在桩基工程中的应用与改进,从而更好的推动基础施工作业的开展。
一、旋挖钻孔灌注桩的适用性分析旋挖钻机凭借着诸多优势,在各类基础施工工程中得到了广泛的应用,尤其是旋挖钻孔灌注桩的推广使用更为广泛。
目前,国内的旋挖钻机的发展经历了漫长的发展,但在整体上与国外的发展情况保持一致。
(一)旋挖钻机的成孔工序分析旋挖钻机的成孔是一道复杂的工序,在进行成孔施工前先进行测量放线,使用工具为工基线与辅助基线,测放出钻孔桩的桩位,做标记,测量工作面标高,确定成桩深度。
樁径偏差要保证≤50mm。
接着采用16mm厚钢板制作护筒,一般来说内径为1.0m,对应¢1000旋挖桩,利用振动锤将钢护筒振入地层。
其次是将桩机移至指定桩位,调整设备水平,保证其倾斜率小于1%。
桩位确定后,利用十字线放出四个控制桩位,并以四个控制桩为基准进行埋设护筒。
接着进入到最关键的成孔环节。
先将钻机就位,顺势调整钻杆垂直度,开始钻孔。
在实际的施工中,当钻头下降到预定深度后,使用旋转钻斗并恰当施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,提升钻斗将土卸于堆放地点。
经过旋转、削土、提升、卸土,反复成孔。
在此次项目施工中,钻斗升降速度保持在0.75-0.80m/s。
在后期的钻粉砂层或亚砂土层时,升降速度减慢。
在施工中遇到孤石,用换填方式进行了处理。
(二)旋挖钻孔灌注桩的适用范围分析旋挖钻孔灌注桩适用广泛,在各类基础工程桩基的施工中都比较普遍。
从地区分布来看,主要应用于我国的西北、华北、东北、江浙部分地区级中原等。
混凝土回灌法旋挖成孔灌注桩的施工技术浅析1 例举工程概况以重庆某住宅楼工程旋挖桩基为例(下文简称A工程),A工程所在场地属丘陵河谷地貌,总体地形北东侧高、南西侧低,原中部地区为洼地,后来经过回填处理(回填松散土质及各类岩石块杂物),回填厚度在35-50米之间,桩平均深度在50米左右。
由于场地地质条件非常复杂,回填土中夹杂大量大直径孤石,孤石之间存在较大空隙、回填不密实,旋挖桩基钻进时会带动岩石块旋转和挤压导致桩身偏斜或垮塌,加上局部区域有地下水,旋挖桩钻孔过程中塌孔的几率非常大。
地质条件的未知性、复杂性导致旋挖桩基础的施工进度管理和桩身垂直度、沉渣厚度、桩身混凝土浇筑质量等的管控难度大大增加。
旋挖桩施工过程中采用何种施工工艺减小或避免发生塌孔、桩身移位、偏斜的几率,成为控制桩成型质量、施工进度等的关键。
2 传统的、常用的几种旋挖桩施工工艺简单对比分析2.1 干作业旋挖成孔施工简单,成孔速度快,施工成本低,适用于地下水位以上填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。
若A工程采用此施工工艺,由于属高回填松散土质、回填土中夹杂大量孤石、局部区域存在地下水,无法避免塌孔、偏孔等问题。
2.2 湿作业旋挖成孔能有效减少塌孔,保证成孔质量,减少孔底沉渣,但工序复杂,施工难度大,泥浆制作不便,孔内易出现漏浆,污染重,成本较高,适用于地下水位以下的填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。
若A工程采用此施工工艺,由于设计桩孔较密、场地条件有限、工期紧张,难以设置泥浆池且施工速度慢;遇孤石部位,由于孤石直径较大、孤石间存在较大空隙,泥浆难以有效形成护壁,即便能形成成孔过程中的临时护壁,在灌注桩身混凝土时泥浆护壁极易被混凝土的侧压力挤垮,造成混凝土流失浪费、桩钢筋及声测管变形破坏、桩身混凝土质量缺陷等问题。
2.3 全钢护筒护壁旋挖成孔能有效控制成孔质量,控制塌孔,但对施工要求较高,下护筒时间长,灌注后护筒存在卡筒的风险,施工速度慢,施工成本增加,适用于松填土地质、砂卵石地质、厚度较大的淤泥地质等软弱地质、喀斯特岩溶地质、地下水位较高、有承压水的砂层等岩土层。
旋挖灌注桩施工应用浅析【摘要】本文对旋挖桩施工的特点进行分析,对旋挖桩施工流程及施工工艺进行了研究和总结,阐述了旋挖桩施工的有关注意事项,介绍了其工程应用,将对日后该施工工艺的应用和发展提供宝贵的经验。
【关键词】旋挖桩,特点,施工,应用【abstract 】this paper analyzes spin the characteristics of the construction of pile digging,researches spin dig pile construction process and construction technology, expounds the digging pile construction of spin the attention, this paper introduces the engineering application, will in the future the construction technology of application and development provide valuable experience.【key words 】spin digging pile, the characteristics, construction and application1.前言旋挖钻孔灌注桩是灌注桩的一种,是近年来才得到了较大应用和推广的一种桩型,它与其他灌注桩的不同主要为成孔方式不同。
由于旋挖桩机成孔方式、施工速度、适用范围和环保等方面均具有一定的优势,近年来随着我国经济的高速发展,青藏铁路、奥运场馆、城市地铁和城际高铁、亚运场馆等大型基础设施建设纷纷上马,这些工程基础施工具有质量要求高、工期短、强化以人为本和环保等特点和理念,与旋挖桩的特点非常契合,因此旋挖桩得到了广泛的应用,国内也掀起了“旋挖桩热潮”。
而在广州地区应用旋挖桩施工工艺较迟,近几年才开始有大规模的应用,但发展速度十分快。
2.旋挖桩工作原理及施工特点旋挖桩成孔工作原理:首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使钻具迅速达到桩位,利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的筒式钻头置放到孔位,钻机动力头装置为钻杆提供扭矩,加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头,钻头回旋破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断取土、卸土,直至钻到设计孔深。
旋挖桩施工具备以下几个特点1)施工速度快。
由于旋挖钻机施工靠底部螺旋钻头、筒式钻头、旋挖钻斗回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内提升至地面,无需冲钻孔灌注桩工艺中将岩土搅碎靠泥浆返出孔外,据有关资料显示,旋挖桩平均速度可达0.5m/min,速度最快可达到1m/min。
在适合的地层,旋挖桩施工效率可比冲钻孔桩机提高5-6倍。
2)移机方便。
旋挖钻机靠履带自行行走,只要场地承载力满足期要求,无需其他机械配合。
3)对环境影响小,有利于环保。
旋挖钻机采用动力头形式,其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗,利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥浆支护的情况下就可以实现干法施工,即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下,泥浆也只起支护作用,钻削中的泥浆含量相当低,这使污染源大大减少,改善了施工环境,成孔效率大大提高。
4)适应性广泛。
旋挖钻机可配备多种钻头,配以相应的技术控制,可以适应各种地层,在同一个桩的施工过程可以全部由旋挖钻机完成,无需采用其他机械配合成孔。
5)施工精度高。
旋挖钻机配备机身电脑,可精确控制桩深度、垂直度、钻压等参数。
6)施工机械化程度高。
相比较冲钻孔等灌注桩,施工过程中无需人工进行钻杆的拆除和组装,无需进行泥浆清渣处理等,节约人力资源。
7)自有动力,无需电源。
目前市场上使用的旋挖钻机一般采用柴油作为动力能源,无需配备施工用电。
这在工程基坑支护及工程桩施工阶段,场地没有施工用电的情况下,尤其适用。
8)单桩承载力较高。
由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,其钻头的多次上下往复,使孔壁粗糙、同钻孔桩相比孔壁几乎没有泥浆的“涂抹”作用。
同条件下,旋挖桩比钻冲孔灌注桩的承载力显著提高。
3.旋挖桩施工流程及施工工艺旋挖桩施工工序流程图见图1:3.1 护筒埋设护筒一般采用8~10mm厚的钢板制作,高度1.50m左右,护筒的内径较设计桩径大300mm,分批埋设。
旋挖钻机移位机对位用扩孔器扩孔至适当深度,然后将护筒垂直压入孔内,护筒周边用粘性土回填压实,护筒中心与桩中心偏差不得大于50mm。
3.2 泥浆制备对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。
而对于松散易坍塌地层或有地下水分布、孔壁不稳定的土层,则须采用静态泥浆钻进工艺,向孔内注入护壁泥浆。
在不同地基条件下采用的泥浆系统及黏度见表1:表1不同地基条件的泥浆系统及泥浆黏度地基条件泥浆系统对策泥浆黏度(S)烂泥地基增大泥浆密度高浓度膨胀土浆100以上黏土层粉土层低浓度泥浆膨润浓度4%~6% 20~33细砂-粗砂层脱水量中等 7%~9% 32~38砂砾层浓度高CMC降脱水量8%~10% 50~803.4 钻进成孔钻机就位后,调整钻杆垂直度,注入调制好的泥浆,然后进行钻孔。
在钻进过程中发现因地基造成倾斜,应及时进行调整以保桩的垂直度偏差达到设计要求。
当钻头下降到预定深度后,旋转钻斗并施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒满时,钻斗底部关闭,提升钻斗将土卸于堆放地点。
钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部,保证孔壁稳定性。
通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁,反复循环直至成孔。
成孔时,净孔距小于3米的钻孔应隔孔施工,防止影响已经完成的桩质量。
旋挖钻机钻机过程中应严格控制钻进速度,避免钻进尺度较大,造成埋钻事故。
若钻机升降钻斗时速度过快,钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁,再加上钻斗下部产生较大负压作用,将会造成孔壁颈缩、坍塌现象。
所以钻斗提升时应严格控制其速度,钻斗升降速度保持在0.75-0.80m/s。
当钻斗钻入粉砂层或亚砂土层时,其升降速度应更加缓慢。
3.5 清孔采用正循孔清孔和泵吸反循环清孔。
置放钢筋笼后,以灌浆导管为循环管道进行第二次清渣,可采用正循环方式清渣,遇清渣困难时则采用泵吸反循环方式清渣,直至泥浆指标符合下述要求:密度为1.10~1.20,粘度为17~22s,含砂率小于6%,胶体化率大于95%;沉渣厚度小于50mm时才能开始灌注砼。
3.6 吊放钢筋笼、浇筑水下混凝土钢筋笼须使用汽车吊吊放。
旋挖桩水下混凝土浇筑与一般灌注桩水下混凝土浇筑工艺类同。
4.旋挖桩施工有关注意事项1)成孔前必须检查钻头保径装置,钻头直径、钻头磨损情况,施工过程中对钻头磨损超标的应及时更换。
2)钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层变为软地层时,可适当加快钻进速度;而由软地层钻到硬地层时,要减速慢进;在易缩颈地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩颈;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;而在砂层则采用慢转速钻进并适当增加泥浆比重和黏度。
3)软土中孔内容易产生负压,旋挖桩机钻筒与土体接触面比较大,在软土中如果钻进进尺大,钻斗提升过程容易产生负压,在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响,容易形成孔壁缩径。
5.工程应用5.1 南粤先贤馆一期配套地下停车场工程工程为地下停车场工程,总建筑面积2054.39平方米,基坑开挖深度6.9m,工程场地为剥蚀残丘地貌单元,场地南侧较为平坦,场地下部岩土大体可分为7层,基坑底所在土层为微风化泥质粉砂岩,自地面向下各层为:(1)杂填土,(2)淤泥质土,(3)粉质粘土,(4-1)全风化泥质粉砂岩,(4-2)强风化泥质粉砂岩,(4-3)中等风化泥质粉砂岩以及(4-4)微风化泥质粉砂岩。
基坑支护原采用钻孔桩+搅拌桩止水帷幕+内支撑的形式。
后因工期及文明施工要求,钻孔桩改用旋挖桩。
旋挖桩采用φ1000@1200mm布置,旋挖桩混凝土为C30,以强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩为持力层。
工程施工应用中,在面层杂填土和淤泥质土层,采用钢护筒进行施工,钻进基本采用干法作业,按照以上施工工艺进行施工,钻孔桩平均每天成孔约6.5条,比原工期节约了50%,顺利通过基坑支护验收,在质量和工期上取得了很好的效果。
5.2 南方钢厂(二期)保障性住房项目一标段基坑支护采用旋挖灌注桩+内支撑(上部放坡)+旋挖孔灌注桩+预应力锚索支护,止水帷幕采用大直径搅拌桩搭接止水及深层水泥土搅拌桩搭接止水。
工程地层按地质成因依次分为:第四系填土层(Qml)、第四系冲(洪)积层(Qal+pl)、残积层(Qel)和基岩(炭质灰岩)风化岩带(C)。
基坑支护旋挖桩桩径为1000@1200mm,砼强度C30,支护桩约为59根。
支护桩桩端嵌固段要求进入基坑底不少于4.0m且入强风化岩不少于4.0m。
施工应用中,旋挖桩钻进基本采用干法作业,施工速度快,每天成孔约7条,基本未发生塌孔,场地的场容场貌较好,施工质量好,顺利通过基坑支护验收。
6.结束语旋挖桩作为一种在广州地区较为新型的灌注桩,具有施工速度快,环保、适应性广、施工精度高等优点,近几年有了很多的应用,同时广州地区的旋挖桩机数量也不断增加,预计今后几年内,旋挖桩施工仍将处于高速发展的阶段。
本文对旋挖桩施工的特点、施工流程及施工工艺的研究和总结,以及对旋挖桩施工有关注意事项的分析,将对日后该施工工艺的应用和发展提供宝贵的经验。
参考文献:[1]张启君国内外旋挖钻机发展现状与结构特点分析(上篇)[J]建设机械技术与管理,2006(4)。
[2]杨文军反循环与旋挖成孔[J]施工技术,2004(4)。
[3]赵鹏飞,王占友旋挖钻进工艺在广东省潮州电厂桩机工程中的应用[J]探矿工程(岩土钻掘工程),2004(12)。