旋挖钻机与钻孔咬合桩施工工法(定稿)
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全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法一、前言全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法是一种新型施工方法,结合了全套管全回转钻机和旋挖钻机的优点,能够提高施工效率,保证施工质量,适用于各类地质条件下的咬合桩施工。
二、工法特点该工法具有以下几个特点:1. 结合了两种钻机的优点,既能够实现全套管全回转钻机的连续挖掘和注浆,又能够利用旋挖钻机的高效率施工;2. 采用全套管施工方式,保护孔壁稳定,防止塌方和地层涌水;3. 可根据地层情况选择不同的施工工艺,适应不同地质条件下的施工需求;4. 施工过程中可根据需要进行组合,既可使用全套管全回转钻机单独施工,也可与旋挖钻机进行组合施工;5. 施工过程中可进行连续注浆,保证桩体的强度和稳定性;6. 施工速度快,效率高,适用于大规模的桩基施工。
三、适应范围该工法适用于各种地质条件下的咬合桩施工,包括软土地基、砂土地基、黏土地基、砂砾岩地基和软岩地基等。
四、工艺原理该施工工法的原理是通过全套管全回转钻机和旋挖钻机组合施工,实现咬合桩的连续挖掘和注浆。
首先,利用全套管全回转钻机进行钻孔,同时进行连续注浆,保证孔壁的稳定和强度。
然后,采用旋挖钻机进行桩身挖掘和混凝土灌注,形成咬合桩。
五、施工工艺1. 地质勘探,并根据地层情况选择合适的施工工艺;2. 确定钻机组合及施工顺序,准备施工设备和材料;3. 搭建施工平台和钻孔机组,进行预备工作;4. 开始钻孔,利用全套管全回转钻机进行连续挖掘和注浆;5. 钻孔至设计深度,进行清孔,保持孔壁的稳定;6. 安装咬合钢筋,进行钢筋连接和立模;7. 利用旋挖钻机挖掘桩身,并进行混凝土浇注;8. 桩身硬化后,拆除模板,整理桩顶,并进行下一桩的施工。
六、劳动组织在施工过程中,需要组织专业的施工队伍,包括机械操作人员、钢筋工、模板工和混凝土工等。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括全套管全回转钻机、旋挖钻机、模板、钢筋等。
全套管钻机+旋挖钻机钻孔咬合桩施工详解钻孔咬合桩围护结构主要采用全套管钻机,通过套筒护壁钻进成孔,使用超缓凝混凝土,使得钢筋砼桩相邻桩体能够被套管切割而相互咬合,排列而成一个整体的墙体起到良好的止水效果,90年代在我国出现的新型深基坑支护的围护结构。
全套管钻机又称贝诺特(Benoto)钻机,由法国贝诺特公司于20世纪50年代初开发和研制而成,随后日、德、英、意等国引进和研制,机种和施工方法均有很大发展,产品不断更新换代,在海内外广泛采用,截止到1997年12月,日本已生产摇动式全套管钻机770台,全回转式全套管钻机433台。
据日本基础建设协会1993年对31家施工单位的10.1万根灌注桩的调查,全套管工法占26%。
目前在香港全套管钻机的成桩数的市场份额约占45%。
我国于二十世纪七十年代开始引进咬合桩工艺,九十年代中期由昆明捷程桩工公司首先在我国开始研制MZ系列摇动式全套管钻机,简称磨桩机(桩径为0.8、1.0和1.2m)。
在昆明、温州、深圳、北京、南京、杭州及天津等地深基坑支护工程中采用捷程MZ全套管钻机施工咬合桩逐渐得到广泛应用;但MZ套管钻机在地下水丰富的密实的粉细砂地层中,冲抓锥受机械设备性能限制难以抓土,即使抓上的少量砂土也在提升时被地下水从抓锥的缝隙中冲漏下,因此无法成孔;且套管难以下压,套管超前入土深度不够,易发生“管涌”现象。
为此研究采用旋挖钻机+套管钻机相结合的新工法,解决了上述施工难题,该咬合桩的适用范围进一步扩大。
工法特点一)采用钢套管护壁,不需要使用泥浆;噪声低、振动小和机械化程度高,施工现场整洁文明,环保效果好。
二)采用旋挖钻机取土,能在高地下水位的密实砂土层中成桩,扩大了MZ套管钻机的适用范围。
三)在饱和致密砂层中,套管能够超前入土一定的深度,孔壁不会坍方,易于控制桩断面尺寸与形状,成桩直径和垂直度精度好,能保证桩间紧密咬合,形成良好的整体连续结构,能起到良好的止水作用。
旋挖机咬合桩施工方案前言:旋挖机咬合桩施工方案是为了有效实施桩基工程,保证工程质量和安全,并提高工程效率而制定的。
本文将介绍旋挖机咬合桩施工方案的详细步骤和注意事项。
一、工程背景和概述旋挖机咬合桩施工是一种常见的桩基施工方法,适用于各类土壤情况。
旋挖机通过旋转钻杆,在土壤中形成孔洞,同时将土壤转移出孔洞,以便后续填充桩料。
而咬合桩则是指相邻两根桩身有交叉咬合的形式,提高桩基的承载力和稳定性。
二、施工前准备1. 设计方案:根据工程要求和土壤情况,确定桩的直径、深度和咬合方式。
2. 确定机械:选用符合工程要求的旋挖机,并做好设备检查和维护。
3. 桩材准备:准备足够的桩料,确保施工连续进行。
三、施工步骤1. 标定桩位:根据设计要求,在施工现场标定桩位,确定桩基的布置图纸。
2. 钻孔施工:根据设计要求,使用旋挖机进行钻孔施工,确保孔洞直径和深度的准确性。
3. 桩料填充:在钻孔施工过程中,随时补充桩料,确保孔洞内土壤的稳定和支撑。
4. 吊装咬合:施工完成一个桩孔后,使用起重机将下一个桩体吊装到位,确保两根桩身的咬合紧密。
5. 固定咬合:使用旋挖机的回转动作,将两根相邻桩身的咬合部位固定住,确保咬合牢固。
6. 清理孔洞:施工完成后,使用旋挖机清理孔洞,确保孔洞内部的土壤平整。
四、施工注意事项1. 确保旋挖机的安全运行,定期检查设备状态和维护。
2. 根据桩基的设计要求,选择合适的桩料,确保施工质量。
3. 桩材填充过程中,要注意每一根桩体的稳定性和水平度。
4. 吊装和固定咬合过程中,操作人员需熟练掌握操作要领,确保施工安全。
5. 每根桩体施工完成后,要及时清理孔洞,预防堵塞现象。
五、施工总结旋挖机咬合桩施工方案是桩基施工领域的常用方法,其工程效果和施工质量直接关系到整个工程的稳定性和安全性。
在实施施工方案时,需要严格按照规范操作,确保每一步骤的准确性和操作的安全性。
同时,也要注意施工过程中的细节问题,如设备维护和材料选择等,以提高施工效率和质量。
全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法一、前言全套管全回转钻机与旋挖钻机是目前常用的工程施工设备,它们各自具有一定的特点和优势。
在一些工程实践中,通过将两种设备组合使用,可以提高施工效率和质量。
本文将介绍全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩施工工法。
二、工法特点全套管全回转钻机和旋挖钻机组合施工咬合桩工法的特点如下:1. 充分发挥了全套管全回转钻机和旋挖钻机的优势,在施工过程中可以互相补充,提高施工效率和质量。
2. 通过咬合桩施工工法,可以实现较大直径的咬合桩施工,提高桩基的承载力和稳定性。
3. 采用全套管全回转钻机进行先导孔锚固,确保桩基的稳定性和施工安全性。
4. 采用旋挖钻机进行土方开挖和咬合桩施工,灵活性好,能够应对各种复杂的施工地质条件。
三、适应范围全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩工法适用于以下工程:1. 超高层建筑、大型基础工程等需要承受较大荷载的工程。
2. 地质条件较为复杂,需要进行土方开挖和桩基施工的工程。
3. 需要提高工程施工效率和质量的工程。
桩工法的工艺原理如下:1. 先利用全套管全回转钻机进行先导孔锚固,以确保整个桩基的稳定性和安全性。
2. 采用旋挖钻机进行土方开挖,同时进行咬合桩的施工,形成垂直的相邻施工孔。
3. 充分利用全套管全回转钻机和旋挖钻机的优势,确保咬合桩的施工质量和效率。
五、施工工艺全套管全回转钻机、旋挖钻机组合施工咬合桩的施工工艺包括以下几个阶段:1. 钻孔准备:确定施工孔位置、深度等,进行钻孔布线和标定。
2. 先导孔施工:使用全套管全回转钻机进行稳定桩身的锚固。
3. 地层土方开挖:使用旋挖钻机进行地层土方开挖,形成咬合桩的相邻施工孔。
4. 桩身灌注:使用混凝土灌注机对咬合桩孔进行混凝土灌注。
5. 煤灰灌注:在咬合桩灌注完混凝土后,再进行煤灰灌注。
6. 钢筋加固:在灌注完成后,对桩体进行钢筋加固,提高其整体强度和稳定性。
基坑支护工程旋挖机钻孔咬合桩施工工法一、前言基坑支护工程旋挖机钻孔咬合桩施工工法是一种先进的基坑支护方法,能够在减小场地占用面积的同时提高工程质量和施工效率。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等方面进行详细介绍。
二、工法特点1、咬合桩:咬合桩采用双桩夹击的方式进行构造,能够在强度和刚度方面满足施工要求,并且能够充分发挥桩的承载力和抗侧力能力。
2、快速施工:采用旋挖机进行钻孔和施工,可以提高施工效率,一定程度上减少场地占用面积,而且施工过程中不需要进行深挖和清土工作,不影响周边环境。
3、适应性强:该工法适用于各种地质条件和施工环境,可根据具体情况进行调整,能够满足不同施工需求和要求。
4、使用寿命长:咬合桩采用钢筋混凝土结构,具有良好的耐久性和使用寿命,能够保证基坑支护的安全和稳定。
三、适应范围基坑支护工程旋挖机钻孔咬合桩施工工法适用于各种复杂地质情况和基坑支护要求,特别适合于以下情况:1、空间有限:施工现场空间狭小,需要减小占用面积。
2、支护要求高:基坑支护要求较高,需要采用可靠的支护措施。
3、时间紧迫:项目工期较紧,需要采用快速高效的施工方法。
4、施工环境复杂:需要在市区或者复杂环境中进行施工,需要考虑对周边环境的影响。
四、工艺原理工艺原理包括施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施等内容。
旋挖机钻孔咬合桩施工工法是一种先进的基坑支护方法,采用旋挖机进行钻孔并施工咬合桩,可以提高施工效率和支护桩的质量,节约施工用地,符合可持续发展的要求。
具体工艺原理如下:1、地质勘察:根据工程地质勘察情况确定基坑支撑类型、定位布置及深度等参数。
2、设计方案:依据勘察资料及设计要求,进行施工方案的制定和钻孔咬合桩的参数设计。
3、机具设备:现场配备旋挖机以及相关辅助设备,施工前检查设备的完好性和有效性。
4、钻孔施工:根据设计要求,采用旋挖钻孔机进行孔洞的开挖。
第1篇一、施工准备1. 场地准备:确保施工场地平整、硬化,并铺设钢板,以支撑旋挖钻机的工作。
2. 护筒及钻具选取:根据设计要求,选择合适的护筒直径和钻具。
3. 钢筋笼制作:根据设计图纸,制作符合要求的钢筋笼。
4. 混凝土准备:按照设计要求,制备符合强度、抗渗性能的混凝土。
二、钻孔咬合桩施工1. 护筒钻机就位:将护筒钻机移动至导墙孔位中心,确保主机抱管器中心对应定位于导墙孔位中心。
2. 单桩成孔:按照以下步骤进行:a. 压入第一节护筒:压入深度为1.5m~2.5m,地面留1m~2m以便于接筒。
b. 检测垂直度:压入第一节护筒后,检测垂直度,确保合格。
c. 接筒:将第二节护筒接在第一节护筒上,重复上述步骤,直至达到设计桩底标高。
3. 吊放钢筋笼:成孔检查合格后,将钢筋笼吊放入孔内,确保钢筋笼标高正确。
4. 灌注混凝土:将混凝土灌入孔内,直至桩顶标高。
5. 咬合桩形成:在I序桩混凝土初凝后、终凝前,进行II序桩施工,切割I序桩部分混凝土,形成咬合结构。
6. 施工I序桩:严格按照单桩施工工艺流程作业,确保垂直精度。
7. 施工II序桩:在施工过程中,注意切割、挤压、摩擦等因素对I序桩的损害,采用缓凝剂使I序桩混凝土处于未初凝状态,从而消除对I序桩的危害。
三、施工注意事项1. 垂直度要求:咬合桩施工过程中,垂直度要求较高,需严格控制。
2. 施工顺序:按照施工顺序进行,确保施工质量和效率。
3. 混凝土强度:确保混凝土强度符合设计要求,提高咬合桩的承载能力和防水性能。
4. 施工安全:施工过程中,加强安全措施,确保施工人员生命财产安全。
5. 施工监测:施工过程中,对咬合桩进行监测,确保施工质量和安全。
总之,咬合桩施工程序是一项复杂、精细的施工技术。
在施工过程中,要严格按照设计要求和技术规范进行操作,确保施工质量和安全。
第2篇咬合桩作为一种基坑围护、防水结构,广泛应用于地铁、隧道、地道、房屋基坑支护等领域。
其施工过程较为复杂,以下是咬合桩施工程序的详细描述:一、施工准备1. 场地准备:平整场地,硬化处理并铺设钢板,确保旋挖钻机安全高效工作。
高效率全套管旋挖咬合桩施工工法一、前言高效率全套管旋挖咬合桩施工工法是一种高效、精确、安全的桩基施工方法,通过采用全套管施工设备,将桩机、钻机和压力机集成在一起,使施工过程更加集约化和高效化。
该工法在土力传递、土体保护和施工质量控制方面具有独特的优势,适用于各类土质和地基条件,是现代桩基施工的重要手段之一。
二、工法特点高效率全套管旋挖咬合桩施工工法具有以下特点:1. 高效率: 采用全套管施工设备,一次钻孔即可完成锤入沉桩、灌注桩及预制桩等多种桩种的施工,大大提高了施工效率。
2. 低噪音、低振动: 该工法在施工过程中减少了锤击、回转和振动,降低了施工现场的噪音和振动,减少了对周边环境和结构的影响。
3. 施工质量可控: 采用全套管施工设备能够保证施工过程中土体的稳定性和墙面的光滑度,确保桩身的质量达到设计要求。
4. 施工现场整洁: 由于施工过程中不产生大量的土方和水泥浆液,减少了现场环境污染和对周边土地的占用,施工现场整洁有序。
三、适应范围高效率全套管旋挖咬合桩施工工法适用于各类土质和地基条件。
在岩土层、软土层、砂质土层和粘性土层等不同地质条件下都有良好的适应性。
根据实际需求,可以选择不同规格的全套管施工设备,满足不同的桩基设计要求。
四、工艺原理高效率全套管旋挖咬合桩施工工法通过将施工设备集成化,实现了挖孔、清孔、灌浆和锤压桩一体化的施工过程。
工法的理论依据是结合了土力传递、土体保护和施工质量控制的原则。
在施工过程中,通过挖孔时的旋转和进给速度控制,使土体在咬合桩槽中发生塑性变形,形成一个密实的桩体。
同时,在施工过程中采用压浆装置进行桩内的浆液灌注,以增加桩体的承载力和稳定性。
在桩头的锤压过程中,通过在全套管内的锤击力和压力作用下,将桩体逐渐压入地基内,保证了桩体与土体的良好连接。
五、施工工艺高效率全套管旋挖咬合桩施工工法的施工过程主要包括以下阶段:1. 准备工作:包括勘察设计、施工方案制定、现场准备和施工人员培训等准备工作。
1. 引言旋挖咬合桩施工是一种常用于土木工程中的基础施工技术。
本文档旨在提供一份详细的旋挖咬合桩施工方案,以确保施工过程的安全和高效。
2. 施工准备在正式施工前,需要进行一系列的准备工作,以保证施工的顺利进行。
主要准备工作包括:•确定施工场地:根据工程要求,选择合适的施工场地,并进行必要的清理和平整。
•设计方案确认:与设计人员确认旋挖咬合桩的具体参数,包括直径、深度和间距等。
•采购材料和设备:根据设计要求,采购所需的旋挖咬合桩钢筋和钢模板,同时准备旋挖机等必要的设备。
•施工人员培训:对参与施工的人员进行必要的培训,以确保他们了解施工方案和安全操作规程。
3. 施工步骤3.1 前期准备工作在正式施工之前,需要进行一些前期准备工作。
首先,将旋挖机移至施工场地,确保其稳定并与咬合桩的位置对齐。
然后,设备操作员需要进行设备的检查和调试,确保其正常运行。
3.2 桩孔开挖根据设计要求,在合适的位置开始挖掘旋挖咬合桩的桩孔。
在开挖过程中,需要确保桩孔的直径和深度符合设计要求。
在开挖过程中,还需要注意保持桩孔的竖直度和光洁度。
3.3 钢筋布置在桩孔开挖完成后,需要对桩孔内进行钢筋布置。
根据设计要求,将预先加工好的钢筋逐层布置于桩孔内,并确保钢筋的位置和间距符合设计要求。
同时,需要确保钢筋的连接牢固,并与桩孔壁相连。
3.4 混凝土浇筑钢筋布置完成后,进行混凝土的浇筑。
首先,需要在桩孔底部注入一定厚度的混凝土,以形成桩基。
然后,逐层向上浇筑混凝土,同时采取振捣的方式确保混凝土的密实性和均匀性。
3.5 咬合桩的成型混凝土浇筑完成后,需要进行旋挖咬合桩的成型。
具体操作包括将旋挖机的旋挖齿头插入已浇筑的混凝土中,并顺时针旋转齿头。
通过旋转和推动的方式,将混凝土从桩孔中挤出,并形成咬合桩的形状。
3.6 后期处理旋挖咬合桩的成型后,需要进行一些后期处理工作。
首先,清理旋挖机和施工场地,确保没有杂物和碎屑。
然后,对已完成的旋挖咬合桩进行检查和验收,以确保其质量和安全。
中车旋挖钻机咬合桩施工技术摘要:随着中国城市化、工业化的快速推进,基础设施建设持续蓬勃发展,咬合桩越来越多的应用于深基坑和地铁围护结构中。
本文对咬合桩的应用发展及施工工艺进行了系统阐述,提出了中车旋挖钻机配新型套管驱动装置施作咬合桩施工技术。
并根据大连地铁5号线梭鱼南站维护工程的施工效果,证明了所设计施工技术的适应性和合理性,为钻孔咬合桩的施工提供了新颖思路。
关键词:咬合桩;中车旋挖钻机;施工技术;围护工程0引言旋挖钻机作为高效、安全、环保、适应性广的桩工机械,十几年来在基建方面得到广泛的推广和应用,成为钻孔灌注桩的首选施工设备。
自2004年第一台中车重工旋挖钻机下线以来,北京中车重工依托中车集团强大的整体资源和平台,持续研发创新,相继研发量产四代旋挖钻机。
中车旋挖钻机在国内外多项重大工程中担任重要角色,在中大吨位旋挖钻机的市场占有率超过30%。
北京中车重工通过技术创新,研发TR360F强入岩型旋挖钻机,并配备新型套管驱动装置,可实现套管驱动、钻孔取土一体化作业,完成全套管施工,如图1所示。
通过加装驱动器装置,驱动厚壁套管的埋设,实现超前全套管护壁的施工。
图1 中车旋挖钻机咬合桩施工场景1 咬合桩施工工法介绍咬合桩是相邻混凝土排桩间部分圆周相嵌,形成相互咬合的排列,并于后序次相间施工的桩内放入钢筋笼,使之形成具有良好防渗作用的整体连续防水、挡土围护结构,如图2所示。
图2 咬合桩基坑围护实例咬合桩的排列方式为一条不配筋并采用超缓凝素混凝土桩(A桩)和一条钢筋混凝土桩(B桩)间隔布置。
先施工A桩,后施工B桩,在A桩混凝土初凝之前完成B桩的施工,切割掉相邻A桩相交部分的混凝土,实现咬合。
2 咬合桩的应用发展简介钻孔咬合桩最早在深圳地铁工程中使用,并先后在北京、上海、杭州、南京、苏州、大连等地区的地铁工程和基坑围护工程中得到成功应用,犹在杭州地铁一号线中应用较多。
钻孔咬合桩是一种相对较新的桩型,相对于现浇混凝土地下连续墙和SMW工法桩,钻孔咬合桩的应用只占了很小的比例。
1. 引言旋挖机咬合桩是一种常用的土木工程施工方法,可用于建设土木工程中的深基坑、桥梁、水利工程以及房屋建筑等。
本文将详细介绍旋挖机咬合桩施工方案,包括施工前的准备工作、施工过程中的注意事项以及施工后的处理措施。
2. 施工前的准备工作在进行旋挖机咬合桩施工前,需要进行以下准备工作:•项目调研:在施工前应对施工现场进行调查和勘察,了解地质情况、地下管线等情况,以便合理选择施工方案。
•施工方案设计:根据项目要求和现场情况,设计出合理的施工方案,包括施工方法、施工工艺等内容。
•材料准备:准备好所需的钻头、桩模、钢筋等材料,并检查其质量和数量是否符合要求。
•设备检测:对旋挖机进行检测,确保其工作状态良好,如液压系统是否正常、钻孔机构是否完好等。
3. 施工过程中的注意事项3.1 钻孔操作•在进行钻孔操作前,应仔细确认钻孔机构的位置和朝向是否正确,并对旋挖机进行稳定支撑。
•使用合适的钻头进行钻孔,遵循正确的钻孔方法,确保钻孔的质量和效率。
•定期进行钻头的更换维护,避免工作效率下降或发生钻头断裂等问题。
•控制钻孔的深度和直径,确保旋挖机咬合桩的质量和稳定性。
3.2 砼浇筑•在进行砼浇筑前,应先进行桩坑的清理和处理,确保桩身与土壤之间的贴合度。
•控制好砼的配合比例,确保其质量和强度符合设计要求。
•在砼浇筑过程中,应密切配合操作人员,确保砼的均匀浇注和振捣,消除空隙和气泡。
•对于较大的旋挖机咬合桩,应采取分段浇筑的方法,避免砼施工时发生倾斜或坍塌等安全问题。
3.3 桩顶处理•桩顶处理是保证旋挖机咬合桩质量的重要环节。
在桩顶处理前,应先进行桩头清理,确保其平整、洁净。
•对于需要桩顶修整的情况,应采用适当的修整方法,如切割、打磨等,使桩顶符合设计要求。
•桩顶处理后应进行验收,确保桩顶的质量和尺寸符合要求。
4. 施工后的处理措施完成旋挖机咬合桩施工后,需要进行以下处理措施:•对施工现场进行清理,清除残渣和渣土。
•检查旋挖机和施工设备的使用情况,对其进行检修和维护。
旋挖钻机与钻孔咬合桩施工工法北京市三一重机有限公司黎中银龚高柏前言:旋挖钻机在现代地基基础施工中的优势对诸位来说已经是耳熟能详了,但旋挖钻机在工民建及在地下工程开挖领域的基坑支护方面的巨大潜力,对习惯于传统设计理念和施工方法的设计大师们和施工专家来说,应该是一个值得倾注心血去关注或亲自尝试的新课题。
笔者结合十余台三一重机生产的SR220C、SR180旋挖钻机在中东海湾地区参与重大工程项目建设的实践,并参考国内外地铁工程和高层建筑基坑围护工程方面钻孔咬合桩施工工法应用的成功经验,对在工民建及地下工程开挖领域的基坑支护工程中如何合理和有效地使用旋挖钻机进行钻孔咬合桩施工工法的施工工艺和过程管理规范,做出一个基本的探讨和归纳,以飨读者。
一、咬合桩施工工法的现状基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。
放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。
特别是20世纪以来,随着大量高层,超高层建筑及地下工程的不断涌现,旋挖钻机特别是钻深不超过40米的中小吨位旋挖钻机替代套管钻机、循环钻机、以及螺旋桩机,用钻孔咬合桩施工工法来完成主体基坑支护工程,得到了广泛的应用,并逐渐从理论和概念上得到完善和成熟,形成了一种新的现代基础施工工法:钻孔咬合桩基坑支护工法。
如图1所示。
图1 钻孔咬合桩基坑支护工法的现场施工照片二、工法特点1、采用旋挖钻机施工,在成孔过程中有钢套管(一般直径为∮1000mm左右)护壁。
无孔壁坍垮问题,且成孔垂直度能由旋挖钻机垂直度控制系统自动调整和保证。
如三一重机生产的SR220C旋挖钻机可实现垂直度误差不大于千分之二的控制精度。
因此,咬合桩终端持力层处错位交叉的偏离精度可控,桩型标准。
即用旋挖钻机在桩身混凝土处于塑性状态下完成切割咬合过程形成的排桩围护结构整体性状好、支护强度大、防渗效果佳。
一些厂家生产的旋挖钻机甚至可通过驾驶室内的HMI操控系统,可清楚判定和记录所穿越地层的土质情况及桩底持力层情况,因此成桩过程容易控制。
2、施工机械化程度高、成孔速度快、桩机就位迅速、成桩效率明显高于其他类型灌注桩。
3、施工无噪音、无振动,对地层及周边环境影响小,少泥浆作业,施工现场洁净,安全文明施工管理易达标。
4、钻孔咬合桩围护结构适用地层范围广,尤其在富水软地层中施工的排桩围护结构防渗效果好,无需另外增加辅助截水帷幕等防水措施,与其他达到相同工程要求的围护结构形式(如人工挖孔排桩、地下连续墙及泥浆护壁钻孔排桩等)相比较,造价低。
图3 单桩的施工工艺流程图1、压入护筒并取土成孔为了保证进入桩位预孔内的护筒的垂直度要求,先用旋挖钻机的护筒驱动器压入第一节套管(每节套管长约7-8m) 1.5m-2.5m,然后用短螺旋钻斗(或土斗等)从套管内取土,一边卸土、一边继续下压护筒没入土中,第一节套管按要求压入土中后,地面以上要留 1.2-2m,以便于接管。
此后要视桩位的地质情况来取舍需要接入钢护筒的节数或长短,以及压入钢护筒的方法:对于地质条件优越的桩孔(护壁性能好,质地均匀等)可考虑不再接入第二节护筒即用直接取土法施工。
在需长套管护筒护壁时,除用护筒驱动器压入外,也可考虑用振动锤下护筒技术来提高作业效率。
2、垂直度的检测在用驱动器压护筒时,桩位垂直度的检测一般为抽样检查。
3、吊放钢筋笼对于需放置钢筋的桩孔,成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作。
安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的正确。
4、灌注桩芯混凝土如孔内有水时需采用水下混凝土灌注法施工;如孔内无水时则采用干孔灌注法施工,此时应加强振捣。
5、拔管成桩一边灌注混凝土一边拔管,此时常用振动锤起拔护筒套管。
6、预置二次灌浆导管在预置灌浆导管时,不但在桩心要预置一次灌浆导管,在桩的咬合相交部分,还应布置直径为∮50mm左右的PVC导管(二次灌浆导管),为事后压密注浆提高排桩承载力和防渗效果做事前准备。
7、成桩维护灌注后的单桩或排桩,总会存在缩颈、搭接错位、承载力不足等等缺陷,进行事后补救维护是必须的。
纠编操作等而损坏。
导墙的施工场景可参考施工实例部分的照片图7(导墙法多用于少水干法施工时)。
2、成桩以后,尚有大量的维护事项。
如排桩错位搭接不足时,就必须用压密注浆法进行二次灌浆,提高承载性能、防渗性能等。
图5 现场施工过程控制管理要点六、关键技术(一)控制钻孔咬合桩桩位为了保证钻孔咬合桩有良好的咬合效果,应严格控制孔口的定位误差,孔口定位误差的允许值见表1表1 孔口定位误差允许值(mm)咬合厚度桩长<10m 桩长10-15m 桩长 15-20m 桩长20-30m150mm ±15 ±10 ±10 ___200mm ±20 ±15 ±10 ±5250mm ±20 ±15 ±10 ±8(二)单桩垂直度的控制为了保证钻孔咬合桩底部有足够的咬合量,除严格控制孔口定位误差外,还应对其垂直度进行严格的控制,根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》规定,桩的垂直度标准应小于3‰。
成孔过程中要控制好桩的垂直度,必须抓好以下三个环节:1、管的顺直度检查和校正钻孔咬合桩施工前应在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正,首先检查和校正单节套管的顺直度,然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管的顺直度检查和校正。
单节套管(8m)的顺直度偏差应小于4mm,整根套管(15-25mm)的顺直度偏差应小于10mm。
2、成孔过程中桩的垂直度监测和检查(1)地面监测用SR系列旋挖钻机时,可自动保证垂直度在3‰范围以内。
(2)孔内检查每节套管下压完成后安装下一节套管之前,可视施工过程中桩孔垂直度的变化规律,定期安排一定频次的抽样检查,即停下来用测斜仪进行孔内垂直度检查。
3、纠偏成孔过程中如发现垂直度偏差过大,必须及时纠偏,一般是利用钻机的套管驱动器来进行切削钻进纠偏即可。
(三)超缓凝混凝土的缓凝时间要求A桩混凝土缓凝时间应根据钻机施工咬合桩工序要求时间来确定,单桩成桩时间又与地质条件、桩长、桩径、钻进能力及操作工艺水平等有直接的关系。
因此,A桩混凝土缓凝时间主要根据以下因素来确定:(1)根据工程的具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定A、B桩单桩成桩所需时间tA、tB。
(2)A桩混凝土的缓凝时间,可根据下式计算T=k(2tA + tB )式中T——A桩混凝土的缓凝时间(初凝时间);k——不可预见因素影响系数,k=1.20;tA、tB——A、B型桩单桩成桩所需时间。
(四)克服桩内“混凝土管涌”在B桩切割两侧A桩成孔过程中,由于A桩混凝土尚未凝固,还处于流塑状态,因此A 桩混凝土可能从A、B桩相交处涌入B桩孔内,称之为“混凝土管涌”。
克服“混凝土管涌”主要采取以下措施。
(1)控制A桩混凝土的坍落度,不宜超过14cm。
(2)套管底口应始终超前于开挖面2.5m以上,如果钻机能力许可,这个距离越大越好。
(3)对于施工过程中出现的非常情况,在必要时可向套管内注入一定量的水,使其保持一定的反压来平衡A桩混凝土的压力,阻止“混凝土管涌”的发生。
(五)预防“浮笼”由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的间隙较小,灌注桩芯混凝土起拔套管的时候,钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮形成“浮笼”。
一般用振动锤起拔套管时因高频振动的液化减摩效应,“浮笼”现象极少发生。
此外,尚可采取如下改进措施:(1)确保灌桩混凝土的和易性良好,其粗骨料粒径满足<20mm的要求;(2)钢筋笼的加工尺寸应确保精确,在转运、吊装过程中采取可靠措施防止钢筋笼扭曲变形;(3)在钢筋笼底部加焊一块比钢筋笼略小的薄钢板,增加其抗浮能力。
(六)分段施工节点连接技术往往一台钻机施工无法满足工程进度要求,需要多台钻机分段施工,这就存在首尾段之间的节点连接问题。
节点连接一般采用砂桩过渡的方法,即先施工段的端头设置一个砂桩(即成孔后用砂灌满)用以在相邻的A桩预留出咬合企口,待后施工段到此节点时在砂桩桩位重新成孔挖出砂并灌上混凝土即可。
(七)孔咬合事故桩的处理措施在钻孔咬合桩施工过程中,因A桩超缓凝混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备据具体的工程要求选定。
表2 主要机具设备序号名称型号规格用途1 旋挖钻机 SR220C SR180 SR130 钻孔咬合桩成孔、混凝土灌注 BG20 R618等2 振动锤 10T,15T,20T 压套管护筒,起拔护筒3 钢筋切割机 GQ40 钢筋加工钢筋弯曲机 GW40 钢筋加工4 钢筋对焊机 UN100 钢筋加工5 电焊机 BX3-500、AX-300 钢筋加工6 空气压缩机 VY-12/7 二次灌浆,清孔及破除障碍物7 履带吊车或汽车吊 200Kn以上起拔护筒,钢筋笼转运及安装8 潜水泵 2.2kW 抽排水9 高压注浆泵二次灌浆等10 导管或串筒自制混凝土灌注11 插入式捣固器12 测斜仪检测桩孔垂直度八、质量控制加强施工现场管理是其质量控制的基本保证,保证各主要环节的施工能够满足设计要求。
(一)质量控制标准该工法国内目前只有市政地铁工程运用中的相关标准,可适当参考《城市地下铁道施工及验收规范》的有关规定,此外还应满足表3的一些要求。
表3 钻孔咬合桩施工过程中主要质量控制标准项次主要控制项目允许偏差/mm 检验方法1 钢筋笼主筋间距±10 尺量2 钢筋笼箍筋间距±20 尺量3 钢筋笼直径±10 尺量4 钢精笼长度±100 尺量5 钢筋笼主筋保护层±20 尺量6 顺纵轴方向桩位±10 全站仪检查7 垂直纵轴方向桩位±10 全站仪检查8 桩身混凝土强度能满足设计要求取试件养护、抗压试验9 桩身混凝土坍落度(A型桩14cm、B型桩20cm)±20 坍落度筒10 垂直桩倾斜度 3‰测斜仪及垂直度测环(二),应用后处理技术,拓展钻孔咬合桩施工工法的适用范围在此方面,已有很多的论述。
此处对十分常用的压密注浆的使用做一简单的叙述。
压密注浆是指在成桩且桩身达到一定的强度后,用高压注浆泵,使浆液通过渗透扩径和劈裂加筋的机理在桩端或桩的缺陷处的土体中扩散从而起到加固作用。
九、施工实例如图7所示,是德国慕尼黑市地铁工程的现场施工照片,采用的是800mm导墙式(干法)钻孔咬合桩施工,此处场景位于慕尼黑市喜来顿大酒店前街,该工程是开挖式地铁站基坑支护施工标段,地质为少水砂性粘土,用短螺旋钻斗和单底斗成孔。
如图1和图8所示,为2005年中建二局承接的合同额达1.2亿美元的多哈高层写字楼基坑支护工地。
该工法简介如下:采用的是直径1000mm导孔式(水法)钻孔咬合桩法施工,地质为多水的中风化石灰岩土层,用短螺旋钻斗和双底斗成孔,用振动锤起拔套管护筒,采用压密注浆法二次灌浆防渗,基坑底部锚杆斜钉补强加固。