桩基工程中的旋挖钻孔成桩施工技术.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 29 日 作者简介:李勤法(1968),男,汉族,上海人,大专,上海中钱联合基础工程有限公司,中级工程师,研究方向为建筑施工。-190-桩基工程中的旋挖钻孔成桩施工技术 李勤法 上海中钱联合基础工程有限公司,上海 200000 摘要:摘要:在城市化发展下,建筑工程规模数量逐渐增加,对于桩基质量提出更高要求。文章以旋挖钻孔成桩施工技术的特点为切入点,简要分析旋挖钻孔成桩技术具有应用范围广、承受荷载大、环境污染小的特点,以此为基础,结合 1100 万 t/年炼油和高端合成新材料项目桩基工程要求,选择钻机、钻头与钻杆,进而提出旋挖钻孔成
2、桩施工技术应用措施,从而为相关工作者提供参考,提高桩基工程施工质量。关键词:关键词:桩基工程;旋挖钻孔成桩;施工技术 中图分类号:中图分类号:TU753.3 0 引言 桩基础能够提高地基抗沉降力,改善基础形式,将上部结构作用力向地基传递,具有结构简单、承载力大的特点。旋挖钻孔成桩技术作为常用基础施工技术,钻孔效率高,可满足大、重、高建筑物承载要求。因此,面对复杂的地质环境时,可采取旋挖钻孔成桩技术,合理设计桩基方案,优化施工工艺,从而满足工程质量要求。1 旋挖钻孔成桩施工技术的特点 旋挖钻孔桩作为新型成桩技术,与传统冲孔桩不同,成孔方式利用旋挖桩机,以回旋钻进、螺旋钻进方法,达到预期深度后取渣
3、,反复循环施工成孔1。该机械是旋挖斗或短螺旋钻头,借助强大扭矩,能够直接搅碎岩土体,将其提出后,形成与设计要求相符的孔,具有钻孔速度快、清理桩底沉渣干净、垂直掘进控制度高、振动噪音小的优点。该技术特点如下:1.1 应用范围广 该技术可用于陆地与水域、泥土、砂石等地质中,不受气候影响,适用于中风化泥岩、胶结砂岩层、砂土层、黏土层等图提施工,单轴抗压低于 30MPa 土体钻进速度最为理想,可满足多数桥梁、高层施工要求。钻孔直径范围 6003000m,桩径最大 4500mm,孔深最大 100m,却由于设备质量大,对于分布淤泥多、松散填土多的区域,需提高地基承载力。1.2 承受荷载大 桩结构灵活多样,
4、设计时选择最佳直径、桩长尺寸,可避免浪费。桩端处于岩石层时,极限承载力大于桩侧摩擦力,加上孔壁粗糙,使得桩体与土体剪切力也随之增加,提高单根桩和在理,可通过增加桩底面积的方法,设计扩底桩2。1.3 环境污染小 以往钻孔机械多采取循环泥浆排渣法,搅起底部砂石泥渣,悬浮循环泵中,进而输送至孔外,由于沉淀池泥浆与浮渣难以完全分开,导致运输清理时,容易污染周围环境。而旋挖钻机采取选落实钻头,可直接将砂石、泥土旋挖至钻头内,进而带到孔外,减少泥浆用量,现场干净整洁,不会污染环境。2 案例概况 以 1100 万 t/年炼油和高端合成新材料项目桩基工程为例,涉及 40 万 t/年丙烯腈联合装置、压力罐区、3
5、0 万 t/年 CHPPO 装置、2#循环水场。桩基工程是旋挖钻孔成桩,钻孔桩共计 184 根,桩径最大与最小分别是 2.5m、2.0m,由于钻孔桩数量较大,地质是中风化石灰岩,岩质较硬,综合考虑项目地点及环保要求,特别是施工噪音、污水控制要求高,传统类似地质多使用冲击钻成孔,却无法满足以上要求,经过管理者与技术人员论证,选用输出扭矩大、技术成熟、环保、机动灵活的旋挖钻机成孔。根据项目地质,结合钻孔施工要求,选用大功率、大直径旋挖钻机,应用 TR400C 旋挖钻机,扭矩最大中国科技期刊数据库 工业 A-191-380KNm,钻孔深度 105m,钻孔直径 3000mm,发动机C-15 电喷,功率
6、 355KW,加压力 440KN。项目所在地地层岩层较硬,钻机如果无法达到破碎岩石条件将会影响施工效率,采取动静耦合作业模式,应用机锁加压式钻杆。钻头则是筒式取芯钻头,钻齿距离 25cm,前角 45,与双底双开门捞沙斗配合操作。3 桩基工程中的旋挖钻孔成桩施工技术实践 3.1 施工准备 三通一平基础上,准备钻孔工作,结合设计图要求,利用全站仪布置控制网,确定桩基坐标值,以坐标法完成中心点放样,做好标记,控制误差不超过 2cm,设置“十”字控制桩,表明桩号。并在钻机就位前,考虑平面倾斜角在 4以内,需碾压平台,进而将钻机行驶至规定位置,调整桅杆角度,钻头与钻孔对准,设置垂直参数,提升钻具3。而护
7、筒制作中,选用 10mm厚钢板,内径相比单桩高 2m、大 0.2m,增加刚度,以免变形。护筒采取挖埋法,利用专用钻斗,将护筒土层挖除后放入护筒,保证埋设水平、准确、垂直,四周回填黏土夯实。护筒就位后,上方焊接十字钢筋架,悬挂吊锤,查看垂直度是否符合桩基要求,保证准备环节质量。3.2 钻机钻进 钻孔桩使用旋挖机分级钻进,人员操作中,要求随时对钻杆垂直度进行观察,设置深度计数器,控制钻孔深度,第一级钻进安装筒式取芯钻头,达到预期尺寸提钻,如果未能将岩石碎片取出,则更换双底双开捞沙斗对其进行清理,进而更换筒式取芯钻持续钻进,循环反复后,达到下一级扩孔要求,旋挖钻进至设计点,完成成孔作业。此过程中,人
8、员需避免钻孔偏斜、坍孔、掉钻等情况,如果钻头受力不均,或是软硬地层铰接位置,需在钻机安装中,保证底座、钻头、孔位、起重滑轮处于一条竖线,对其经常校正,减压低速钻井,及时检查偏孔情况4。如果护筒埋设较浅,或是孔内水位降低,容易引发坍孔问题,不同土层需采取不同钻井尺寸,控制水头高度,钻头对准中心插入。如果钻头掉落,则用打捞仪进行打捞。钻孔成孔后,抽取渣样,频率在 0.5m/次,地层地质产生变化需要加密取样,禁止缺漏,将其封装于塑料袋内,标注名称、桩号、取样时间等,仔细测量地质情况,如有必要需保留照片、视频等资料。施工中对比设计地质情况,如果出入较大,联系个参建单位,仔细核查桩底地质,确认现场情况。
9、3.3 成孔检查 钻孔达到标高后,检查孔深、垂直度、装进等,如果不合格则需要采取恰当处理方式。孔内干爽,利用测绳与测孔器进行测量;孔内有水,以吸水泵循环抽奖,清理孔洞,进而侧孔。清理沉淀物后,柱桩在5cm 以内,摩擦桩在 20cm 以内,用高压水将地渣吹翻,减少沉渣。3.4 钢筋笼吊放 钢筋笼骨架采取一次性成膜制作,将箍筋放在模具侧面,根据模具凹槽要求摆放焊接,完成钢筋骨架,且吊放在支架上,按照设计布置螺旋筋,安装声测管,设置接地钢筋。钢筋骨架保护层选用混凝土预制块,靠近骨架方面,制作为平面,横向曲槽、纵向直槽,保证曲率符合箍筋曲率,深度和宽度能够容纳箍筋与主筋。纵槽两侧埋设 2 根备用 U
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