(全)深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工工法
24页1、深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工工法1前言在深厚人工填土、淤泥等软弱地层中施工灌注桩时,经常出现塌孔、缩径、灌注混凝土充盈系数过大等一系列问题。为了安全、快速、有效地在软弱地层中进行灌注桩施工,通常情况下会采用埋设深长护筒护壁的方法。但对于软弱地层厚度超过20m及以上时,一次性下入超长钢护筒难度大,往往需要在孔口连接钢护筒,护筒下沉和起拔也较为困难,从而造成施工效率低、综合成本高。近年来,我司陆续承接了“深圳国际会展中心(一期)基坑支护与桩基础工程(三标段)”、“深圳机场飞行区扩建工程-T4航站区(含卫星厅及站坪设施)软基处理工程5标”、“天虹商场股份有限公司总部大厦基坑支护、土石方及桩基工程”等项目,在实际施工过程中,由于这些项目均位于滨海填土区,地层中存在较厚的淤泥、淤泥质砂层等软弱地层,导致旋挖钻机成孔难、施工效率低、施工成本高。针对施工现场深厚软弱地质条件,结合以往的工程实践经验,我司技术研究小组开展了“深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工技术”项目研究,通过先采用长螺旋钻机跟管钻进穿透软弱地层,再利用旋挖钻机继续钻进成孔,实现了钻进效率高、成桩质量好的效果
2、,并形成了新工法。该研究成果已获得“深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工方法”发明专利授权。工法特点2.1成桩质量可靠本工法在上部软弱地层采用长螺旋跟管钻进,长套管穿越软弱地层进入稳定地层内,有效防止了地层塌孔;后续旋挖钻进过程中,通过旋挖桩机钻进,垂直度可自动调节,质量控制有保证。2.2施工效率高长螺旋钻机钻进过程即是排土过程,后续采用旋挖钻机成孔速度快;同时,钻进采取了长套管护壁,孔壁稳定性高,可以避免各种孔内事故的发生,确保了钻进效率。2.3节省成本采用本工法可以避免大范围的塌孔与大量的漏浆现象,有利于控制混凝土灌注充盈系数和护壁泥浆的使用量,从而有效节省了材料成本。2.4环保效果好本工法采用长螺旋、旋挖钻进取土,钻进过程使用静态泥浆护壁,泥浆使用量大大减少,有利于施工现场的环保工作与场地布置。适用范围本工法长螺旋钻机最大钻进与跟管深度L约为30m,成桩直径d最大为1.2m,可用于深厚软弱地层中的支护桩和工程桩施工。对于地层中存在较大块石或卵石地层可配合冲孔桩机施工。工艺原理本工法的关键技术主要由长螺旋跟管钻进和旋挖钻进、成桩两部分内容组成,形成全新的在深厚软弱地层灌注桩
3、施工综合技术。4.1长螺旋跟管钻进本工法采用专用的长螺旋钻机,实施钻进过程中的同步跟管,直至穿透软弱地层,起到对软弱地层的护壁保护,保证钻孔的稳定。4.2旋挖钻进、成桩本工法在完成软弱地层护筒护壁后,采用旋挖钻机在护筒中钻进,充分发挥旋挖钻机钻进效率高、垂直度控制好的特性,提高工效和钻孔质量;钻进至设计的终孔位置,按要求进行一次清孔、安放钢筋笼、下灌注导管、灌注水下混凝土成桩。施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程深厚软弱地层长螺旋跟管、旋挖钻成孔灌注桩施工工序流程图见下图 5.1。5.2操作要点5.2.1长螺旋钻机跟管钻进1、长螺旋钻机采用上海金泰生产的型号SZ80长螺旋钻机,长螺旋跟管钻机见图 5.2.1-1 示,长螺旋钻机技术参数见表 5.2.1-1 示。表 5.2.1-1 金泰 SZ80 长螺旋钻机主要技术参数性能单位技术参数施工最大直径dm1.2施工最大深度Lm30套管动力头最大扭矩kN.m600螺旋动力头最大扭矩kN.m360电动机功率kW4110设备总重t185. 长螺旋钻机套管. 长螺旋钻机配置的套管采用16mm厚钢板卷制而成,套管内径可根据不同灌注桩设计桩径制作。当
4、需要多节护筒则采用专用节头和螺栓连接固定。. 为便于套管沉入,在套管底部设有专门的管靴,管靴上镶嵌的合金刀块在套管回转时切削地层有助于下沉。为了防止起拔套管时钢筋笼被管靴挂住一起上浮,通常管靴只镶外刃或中刃,禁止镶嵌内刃。. 护壁长套管见图 5.2.1-2,套管节头连接见图 5.2.1-3。图 5.2.1-2 护壁长套管结构(左:长套管;中:管靴的合金刀块;右:护筒连接节头)图 5.2.1-3 跟管套管间连接. 长螺旋跟管钻进系统主要由长螺旋钻机的螺旋动力头、套管动力头、螺旋钻具和长套管组成。在螺旋动力头驱动螺旋钻具钻进取土的同时,套管动力头驱动长套管跟管护壁。长螺旋跟管钻进系统见图 5.2.1-4。图 5.2.1-4 长螺旋跟管钻进系统示意图. 在软弱地层段施工时,由于长螺旋钻机重量大,为保证旋挖钻机和长螺旋钻机的安全,在施工前需根据现场实际情况酌情填筑一层50cm厚砖渣碎石层或采取其他场地硬化措施以提高地基承载力。场地填筑见图 5.2.1-5。. 施工桩位经校核后,长螺旋钻机便可开始钻进施工;施工过程中,为了保证钻孔的垂直度,在两个垂直方向上分别吊垂线控制套管垂直度。. 长螺旋钻具
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