钻孔咬合桩设计与施工

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钻孔咬合桩关键施工工艺及质量控制方法概论

钻孔咬合桩关键施工工艺及质量控制方法概论

钻孔咬合桩关键施工工艺及质量控制方法概论钻孔咬合桩是一种常用的桩基施工方法,其关键施工工艺和质量控制方法对保证桩基的安全和稳定起着重要作用。

本文将从关键施工工艺和质量控制两方面进行概论。

一、关键施工工艺1. 钻孔:钻孔是钻孔咬合桩的第一步,它的质量直接影响着后续桩基的整体质量。

钻孔应选择合适的钻机,按照设计要求进行钻孔,并控制钻孔直径和垂直度等参数,以保证桩孔的准确度和一致性。

2. 清孔:清孔是将钻孔中的泥土、石渣等杂物清除,以便进行后续的灌注施工。

清孔应使用适当的清孔工具,及时清除钻孔中的杂物,同时避免对钻孔壁造成损坏。

3. 咬合施工:咬合施工是钻孔咬合桩的核心工艺,它使得桩体与土壤紧密结合,形成整体稳定的桩基。

咬合施工应注意施工方法和咬合深度等参数的控制,确保桩与土壤之间的相互咬合。

4. 灌注:灌注是将混凝土灌注至钻孔中,填充钻孔空隙,形成桩体的过程。

灌注时应选择合适的混凝土配比,控制灌注速度和灌注质量,使得灌注混凝土能够充分填充钻孔,同时避免灌注过程中产生空隙和裂缝等质量缺陷。

5. 随时检查:施工过程中应随时对关键工艺进行检查,及时发现和解决施工中的问题,确保关键工艺的质量。

二、质量控制方法1. 设计控制:在施工前应对钻孔咬合桩的关键工艺进行合理设计,包括钻孔直径、咬合长度、灌注混凝土强度等参数的确定,并制定相应的施工方案。

2. 材料控制:施工中应采用符合设计要求且具有合格证明的材料,包括钢筋、混凝土、施工工具等。

材料应按照规定标准进行检查和验收,确保其质量合格。

3. 施工控制:施工过程中应严格按照设计要求进行施工,包括钻孔、清孔、咬合施工、灌注等环节。

施工中应对关键工艺进行严密监控,及时调整施工方法和参数,确保施工质量。

4. 检测监控:施工完成后,应进行检测监控,通过对桩基的静载试验、动力触探等方法进行检测,评估桩基的质量,并及时发现和解决问题。

5. 文件记录:施工过程中应做好施工记录,包括关键工艺的控制情况、施工人员的签字确认等。

地下连续墙钻孔桩及咬合桩施工组织设计

地下连续墙钻孔桩及咬合桩施工组织设计

1、编制依据及说明本施工组织设计主要依据以下文件、规范、规程、技术标准进行编制:1、桩详图桩基础设计说明(一)及工程量清单2、《建筑桩基技术规范》 JGJ94-20083、《建筑地基基础技术规范》 GB500074、《建筑地基基础施工及验收规程》 DBJ15-201—915、《建筑基桩检测技术规范》 JGJ106-20036、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB 50202-20027、《广东省建筑地基基础设计规范》 DBJ15—31—20038、《深圳地区基桩质量检测技术规程》 SJG09-999、《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174—96施工方案编制中,严格执行以下现行管理法规、条例的相关规定:1、中华人民共和图建筑法2、建设工程施工现场管理规定(1991年建设部令第15号)3、建筑安全生产监督管理规定(1991年建设部令第13号)4、房屋建筑工程和市政基础设施工程竣工验收备案管理暂行办法(2000年建设部令第78号)5、实施工程建设强制性标准监督规定(2000年建设部令第81号)6、建筑工程安全生产管理条例(2000年国务院令第393号)7、安全生产许可证条例(国务院令第397号)2、工程概况2。

1 现场情况地下室底板的顶标高为-6.15m,基坑开挖深度约为20.6m。

采用800mm 地下连续墙作为基坑围护;地下室采用逆筑法, 为了配合逆作法施工,预埋永久钢柱作为支撑,永久桩基础采用钻孔桩并在桩内预埋方钢桩,方钢桩内浇筑混凝土。

深南中路轴线A以南只有一层地下室,采用800mm临时钻孔桩和直径600mm高压旋喷桩及一层临时刚支撑共同组合成基坑支护结构;地铁接口工程地下室底板的顶标高为+2.1m,基坑开挖深度约为12m.位于路及深南中路交界。

地铁接口工程拟采用直径600mm咬合搭接钻孔桩及临时横向钢管桩及二层临时刚支撑作为基坑支护结构。

2.2 工程地质条件2.2。

1 岩土特征根据钻探揭露,场地内分布的地层有人工填土层、第四系冲洪积层及残积层,下伏基岩为燕山晚期花岗岩和岩脉。

咬合桩设计与施工

咬合桩设计与施工

咬合桩设计与施工咬合桩(secant pile)是基坑排桩围护体的一种形式,钢筋混凝土桩与素混凝土桩切割咬合,桩与桩之间排列构成相互之间互相咬合的桩墙,桩与桩之间可一定程度上传递剪力,在挡土的同时,可以有效地起到止水的作用,适用于地下水位高、场地狭窄的地区使用。

咬合桩的设计理论上,由于相邻的素混凝土桩与钢筋混凝土桩相互咬合形成墙体,在桩墙受力和变形时,素混凝土桩与配筋混凝土桩起到共同作用的效果。

对钢筋混凝土桩来说,素混凝土桩的存在增大了其抗弯刚度,当有经验时,可以考虑在计算时通过等效刚度法予以考虑。

但胡琦[2]等针对某实际工程的研究表明,开挖到坑底后,随着素混凝土桩身裂缝的出现,其对刚度的贡献率仅15%左右。

因此,当弯矩较大时,可不考虑素混凝土桩的刚度;当弯矩较小时,在计算排桩变形时,可适当考虑素混凝土桩的刚度贡献,将钢筋混凝土桩的刚度乘以1.1~1.2的刚度提高系数。

咬合桩的施工素桩采用超缓凝型混凝土先期浇注;在素桩桩混凝土初凝前利用套管钻机的切割能力切割掉相邻素混凝土桩相交部分的混凝土,然后浇注荤桩,实现相邻桩的咬合。

单根咬合桩施工工艺流程如下[3]:(a)护筒钻机就位:当定位导墙有足够的强度后,用吊车移动钻机就位,并使主机抱管器中心对应定位于导墙孔位中心。

(b)单桩成孔:步骤为随着第一节护筒的压入(深度为 1.5m~2.5m),冲弧斗随着从护筒内取土,一边抓土一边继续下压护待第一节全部压入后(一般地面上留1m~2m以便于接筒)检测垂直度,合格后,接第二节护筒,如此循环至压到设计桩底标高。

(c)吊放钢筋笼:对于B桩,成孔检查合格后进行安放钢筋笼工作,此时应保证钢筋笼标高正确。

(d)灌注混凝土:如孔内有水,需采用水下混凝土灌注法施工;如孔内无水,则采用干孔灌注法施工并注意振捣。

(e)拔筒成桩:一边浇注混凝土一边拔护筒,应注意保持护筒底低于混凝土面≥2.5m。

排桩施工工艺流程如下:对一排咬合桩,其施工流程为A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3,如此类推。

钻孔咬合桩技术

钻孔咬合桩技术

钻孔咬合桩技术一、工艺介绍钻孔咬合桩采用全套管钻机钻孔施工,相邻单桩之间相互咬合而形成桩墙。

为便于切割,桩的排列方式一般为一条素砼桩(A 桩)和一条钢筋砼桩(B 桩),A 桩砼采用超缓凝混凝土,要求必须在A 桩砼初凝之前完成B 桩的施工。

B 桩施工时采用全套管钻机切割相邻A 桩相交部分的砼,实现咬合,如下图。

钻孔咬合桩平面示意图A BB B A单根桩施工工艺流程平整场地→测设桩位→施工咬合桩导墙→套管钻机就位对中→吊安第一节套管→控测垂直度→压入第一节套管→校核垂直度→抓斗取土,套管钻进→测量孔深→清除虚土,检查孔底→钢筋混凝土桩吊放钢筋笼→放入混凝土灌注导管→灌注混凝土逐次拔管→测定桩顶混凝土面→套管钻机移位,如下图。

钻孔咬合桩施工工艺原理图2A 1桩施工排桩的施工工艺流程每台(套)机组分区独立作业,也可多台(套)机组跟进作业。

单机成桩作业顺序为:A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3→A5→……。

单桩成桩时间约12 小时,保证B 桩在A 桩混凝土二、适用范围、优点钻孔咬合桩适用地质范围较广,基本上除了大片石层区的所有土质地层,特别适用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地层,对于局部孤石可直接处理,对于面积不大的石层可采用先“二次成孔”技术处理。

现略举几个实例地质情况如下:深基坑支护方式有多种,比如地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩等,钻孔咬合桩作为一种深基坑支护的新技术,有其特殊的优点,分述如下:1、有别于圆形桩与异形桩组合的“桩墙”,咬合桩的混凝土终凝出现在桩的咬合以后,成为无缝连续的桩墙,与普通钻孔支护排桩相比,大幅度提高了支护结构的抗剪强度和安全性;2、具有良好的截水性能,不需要普通钻孔排桩的辅助截水及桩间挡土措施;3、与地下连续墙相比,功能基本相似,且优点在:a、配筋率较低,节省了钢筋用量;b、抗渗能力较强;c、施工灵活,可以根据需要转折变线,所以更适合于施工一些平面多变的几何图形或呈弧形的基坑;4、无需泥浆护壁,近于干法施工,节省了泥浆制作、使用、废浆处理的费用,同时施工机械设备噪声低,振动小,利于文明施工,尤其在文明施工要求较高的城市建成区应用其优点较为明显;5、成孔精度可以得到有效控制,由于套管压入地层是靠主机液压油缸行程完成,每次压入深度约25cm,套管每节可以边压入边纠偏,行进全过程的垂直精度控制;6、成孔过程中由于有钢套管护壁,扩孔(充盈)系数较少,减少了混凝土灌注量;7、无需降低地下水,对周边建筑物影响小,对于淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地质情况下,有其他支护方式难以比拟的优点;8、所需的工作面小,且施工灵活,能够紧邻相近的建筑物和地下管线施工,特别适用于城市中施工场地受限制的环境;9、施工速度有保障,工艺本身的要求24小时连续施工,且受天气等外界因素干扰小;10、对便与电缆线等管线改迁。

咬合桩施工工艺

咬合桩施工工艺

施工工艺及技术措施一、咬合桩工艺原理钻孔灌注咬合桩,即采用机械冲抓施工,桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。

桩的排列方式为一个素砼桩(A桩)和一个钢筋砼桩(B桩)间隔,见图一。

这种排列方式在施工时需先施工A桩,后施工B桩,A桩砼采用超缓凝型砼,要求必须在A桩砼初凝之前完成B桩的施工,B桩施工时,利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩相交部分的砼,则实现了咬合。

二、咬合桩工艺流程及操行要点1、本工程施工布置为一台钻机循环作业采用RT200全套管钻机循环作业施工,尽量减少砂桩,避免施工冷缝的产生。

2、导墙的施工为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率,应在桩顶上部制作钢筋砼导墙,这是钻孔咬合桩施工的第一步。

3、单桩的施工工艺流程①钻机就位:等导墙有足够的强度后,拆除模板,重新定位放样排桩中心位置,将点位反到导墙顶面上,作为钻机定位控制点。

移动套管钻机至正确位置,使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。

②取土成孔:在桩机就位后,吊装第一节管在桩机钳口中,找正桩管垂直度后,磨桩下压桩管,压入深度约为—5m,然后用抓斗从套管内取土,一边抓土、一边继续下压套管,始终保持套管底口超前于开挖面的深度≮2.5m。

第一节套管全部压入土中后(地面以上要留—1.5m,以便于接管),检测垂直度,如不合格则进行纠偏调整,如合格则安装第二节套管继续下压取土……,如此继续,直至达到设计孔底标高。

③吊放钢筋笼:如为钢筋砼桩,成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作,按设计规格、材料及制作规范,在场地边钢筋加工棚里分段制作,然后搬运至孔口边安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的准确性。

本次工程的孔深为XXm左右,根据工期紧迫的实际条件,钢筋笼吊放时配置XXT吊车,以便吊放安全便捷。

④灌注混凝土:如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工,如孔内无水时则采用干孔灌注法施工,先将混凝土倒入集料斗中,然后用吊机吊倒孔口,倒入导管上部的贮料斗中,如此直至将混凝土灌至桩顶标高。

钻孔咬合桩施工及常见故障处理

钻孔咬合桩施工及常见故障处理

钻孔咬合桩施工及常见故障处理钻孔咬合桩是一种常用的地基施工方法,广泛应用于建筑工程、桥梁工程等领域。

本文将介绍钻孔咬合桩的施工过程以及常见的故障处理方法。

一、钻孔咬合桩施工过程1. 桩基设计和选材:在开始施工之前,需要进行桩基设计和选材工作。

根据工程的具体要求,选择合适的桩径和长度,并选择合适的桩材料,如预制混凝土桩、钢筋混凝土桩等。

2. 钻孔施工:钻孔是钻孔咬合桩施工的第一步。

根据设计要求,选择合适的钻杆和钻头进行钻孔。

在钻孔过程中,需要注意控制钻孔的垂直度和直径误差,以确保桩孔的质量。

3. 钢筋布置:钢筋布置是钻孔咬合桩施工的重要环节。

根据设计要求,将钢筋搭接、连接和固定在桩孔内。

在布置钢筋时,需要注意钢筋的间距、周向配筋和纵向钢筋的位置。

4. 浇注混凝土:在钢筋布置完成后,进行混凝土的浇注工作。

在浇注混凝土之前,需要检查钢筋是否符合要求,并进行充分的振捣和养护,以确保桩体的质量。

5. 桩顶处理:桩顶处理是钻孔咬合桩施工的最后一步。

在桩顶处理过程中,需要进行打磨、修整和平整的工作,以满足工程设计要求。

二、常见故障处理方法1. 钻孔偏斜:钻孔偏斜是钻孔咬合桩施工中常见的故障。

产生钻孔偏斜的原因有很多,如地质条件、钻具状态等。

处理钻孔偏斜的方法主要有两种:一是采用整体取均匀,将偏斜段去掉,然后进行修正;二是使用方向导管进行处理。

2. 错位错心:错位错心是指桩孔位置和中心线不一致的情况。

产生错位错心的原因可能是施工中的操作不当,或者是桩体下沉或倾斜导致的。

处理错位错心的方法有两种:一是重新进行测量,修正桩孔的位置,然后重新施工;二是采用偏心钻杆进行重新修正。

3. 混凝土质量不合格:混凝土质量不合格是钻孔咬合桩施工中比较常见的问题。

质量不合格的混凝土可能会导致桩体强度不够,影响工程的质量。

处理混凝土质量不合格的方法是:一是及时检测混凝土,确保混凝土质量符合要求;二是进行搅拌时间和养护时间的调整,保证混凝土的质量。

钻孔咬合桩的质量控制

钻孔咬合桩的质量控制

钻孔咬合桩的质量控制引言概述:钻孔咬合桩是一种常用的地基处理方法,它通过钻孔、注浆和钢筋咬合等工序,将地下松散层固结为整体,提高地基的承载能力。

然而,钻孔咬合桩的质量控制对于保证工程的安全和持久性至关重要。

本文将从施工前的设计准备、施工过程的控制、质量检测和验收四个方面,详细阐述钻孔咬合桩的质量控制方法。

一、施工前的设计准备:1.1 地质勘察:进行详细的地质勘察,了解地下地层的情况,包括土层的类型、厚度、强度等参数。

根据地质勘察结果,确定钻孔咬合桩的设计参数和施工方案。

1.2 设计计算:根据地质勘察结果和工程要求,进行桩基设计计算。

计算包括桩的直径、长度、间距等参数的确定,以及桩身和咬合钢筋的强度计算。

1.3 施工方案编制:根据设计计算结果,编制施工方案。

方案应包括施工工艺、施工顺序、施工机械设备的选择等内容。

二、施工过程的控制:2.1 钻孔施工:在施工前,根据设计要求,选取适当的钻孔机械设备。

在钻孔过程中,要严格控制钻孔的位置、直径和深度,确保钻孔的质量。

2.2 注浆施工:注浆是钻孔咬合桩施工的重要环节。

在注浆过程中,要控制注浆压力、注浆速度和注浆量,确保注浆均匀、充实。

2.3 钢筋咬合:钢筋咬合是钻孔咬合桩的关键步骤。

在钢筋咬合过程中,要控制钢筋的咬合长度、咬合角度和咬合间距,确保钢筋的咬合质量。

三、质量检测:3.1 钻孔质量检测:对钻孔进行质量检测,包括钻孔位置、直径和深度的测量,以及钻孔壁面的质量评定。

3.2 注浆质量检测:对注浆进行质量检测,包括注浆压力、注浆速度和注浆量的监测,以及注浆均匀性的评估。

3.3 钢筋咬合质量检测:对钢筋咬合进行质量检测,包括咬合长度、咬合角度和咬合间距的测量,以及咬合质量的评估。

四、验收:4.1 施工记录整理:整理施工记录,包括钻孔施工记录、注浆施工记录和钢筋咬合记录等。

4.2 质量验收标准:根据设计要求和相关规范,制定质量验收标准。

验收标准应包括钻孔质量、注浆质量和钢筋咬合质量等方面的要求。

全套管钻孔咬合桩施工技术浅述

全套管钻孔咬合桩施工技术浅述

全套管钻孔咬合桩施工技术浅述1 前言全套管钻孔咬合桩是目前成桩效果最好、安全性能最高的围护结构施工工法之一。

全套管钻孔咬合桩是采用全套管钻机钻孔施工,在桩间形成相互咬合排列的一种基坑支护结构。

它主要应用于铁路、道桥、高层建筑,城市改造拔桩和除障桩以及特殊用途钻孔桩等领域。

2 全套管咬合桩的应用特点2.1 工法特点该工法特别适用于淤泥、流砂、地下水富集的软土地区,与普通钻孔支护排桩相比,支护结构的抗剪强度与安全性大幅度提高,同时又具有良好的止水功能,与地下连续墙相比,具有配筋率低、施工灵活等特点。

另外该工法无需泥浆护壁、施工速度快、造价低,是未来具有推广价值的经济、绿色环保工法。

3 工艺流程3.1 工艺流程图全套管咬合桩总的施工原则是先施工A序列桩(简称A桩),后施工B序列桩(简称B桩),其施工工序是:A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3。

全套管咬合桩具体施工工艺流程为:平整场地,测放桩位→施工混凝土导墙→搓管机对A1桩位→压入第一节套管→校验垂直度→抓斗取土搓管钻进至设计桩深→测量孔深→清除虚土→灌注超缓凝混凝土逐次拔管→A1素桩灌注完成→搓管机对A2桩位→冲抓取土,搓管钻进至设计桩深→A2素桩灌注完成→搓管机对B1桩位→冲抓取土,搓管钻进至设计桩深→吊放钢筋笼→灌注混凝土逐次拔管→拔出全孔套管灌注完毕→B1荤桩灌注完成→钻机移位→搓管机对A3桩位3.2 施工工艺流程3.2.1 导墙施工为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度与稳定机台,在桩顶上部设混凝土导墙。

当地表土层较好时,导墙厚度一般为300~350mm,当地表土层为软土,需回填后分层碾压,此时导墙厚度不宜小于450mm。

考虑到施工误差和全套管钻机护筒对位以及确保咬合厚度的施工需要,一般将桩径外扩20~30mm。

3.2.2 取土成孔(1)选择套管。

全套管钻机用的套管规格一般分为1m、2m、4m、5m和6m不等。

钻机就位后,为保证孔的垂直度,第一节套管要长些,一般8~10m。

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钻孔咬合桩作为一种新型的围护结构,由于其桩心相交咬合,解决了传统桩心相切桩防水效果差的毛病,但给施工带来了困难。

我们在深圳地铁金益区间采用套管磨桩机切割咬合工艺解决了这一难题。

套管切割咬合成桩工艺具有以下优点:①桩心咬合,防水效果好;②成孔垂直精度高;③套管护壁,干孔作业,无塌孔,无泥浆,无冲击,元振动,无噪声,对周围环境影响小,利于文明施工。

本区间隧道为明挖法施工,基坑围护结构在冠梁顶以上为土钉墙,以下采用Ø1000mm钻孔咬合桩,钢筋混凝土桩(B桩,C25,桩长21m,574根)与素混凝土桩(A桩,C15,桩长18m,579根)间隔布置。

因该工程地层含6~8m砂层,地下水位高,采用普通钻机(旋转或冲击钻机)钻孔易坍孔、难形成咬合面,垂直度也难保证,因此决定采用液压摆动挤压式全套管成桩机施工。

成孔以套管正反扭动、加压下切、管内抓斗取土(若遇大块石可用十字冲击锤冲砸击碎)等作业,使护壁套管压入设计深度,形成全套管护壁成孔,然后,下钢筋笼,灌注混凝土。

钢护筒在混凝土灌注后拔出。

咬合桩分素混凝土桩A桩和钢筋混凝土桩B桩,施工顺序是,先施工A桩,B桩施工在后,切割A桩部分混凝土而形成咬合结构。

施工要点如下: (1)作混凝土导墙,保证咬合桩准确定位,确保钻机平稳,承受施工荷载。

(2)开钻,吊放第1节套管,控制套管的垂直度,采用测斜仪附贴在套管外壁进行垂直度检测,发现偏差及时纠正。

成孔后套管随混凝土灌注逐段拔起。

(3)混凝土灌注,在B桩施工中由于必须切割A桩,在A桩混凝土未达到某种强度的状态下,套管钻机的磨动和下切对A桩混凝土会产生损害。

为此,采用延缓A桩混凝土的初凝时间,在A桩混凝土处于末初凝的状态下施作B桩的施工方案。

据试验,掺SP型缓凝减水剂后,混凝土的初凝时间可延缓到60h左右(根据施工设备情况及施工速度确定),从而确保了施工方案可操作性的实施。

混凝土采用导管法灌注,若孔底渗水多,涌水量超过l立方米/小时,采用水下混凝土灌注。

旋挖钻机与钻孔咬合桩施工方法(下)发布时间:2007-01-16 来源:6 关键技术6.1 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。

6.2 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,桩的垂直度误差应小于3‰。

成孔过程中要控制好桩的垂直度,必须抓好以下3个环节:(1) 套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(15~25m)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。

6.3 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做成桩试验来测定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。

6.4 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) 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。

6.5 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,尚可采取如下预防措施:(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。

6.6 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。

6.7 钻孔咬合事故桩的处理措施在钻孔咬合桩施工过程中,有可能因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故障等原因,使施工未能按正常要求进行而形成事故桩。

事故桩的处理主要分以下几种情况:(1) 平移桩位单侧咬合。

如图7所示,B1桩切割咬合施工时,A1桩的混凝土已经凝固,使钻机不能按正常施工条件切割咬合A1、A2桩完成B1桩。

在这种情况下,可向A2桩方向平移B1桩桩位,使钻机单侧切割A2桩,以后在A1与B1桩外侧另增加一根旋喷桩作为过渡处理。

(2) 用后压浆技术,旋喷补强技术等法处理排桩之间的缺陷是十分有效的方法。

7 机具设备旋挖钻机钻孔咬合桩施工工法所需主要机具设备见表2,其配置数量及所需技术性能根据具体的工程要求选定。

8 质量控制加强施工现场管理是质量控制的基本要素,其目的是使各主要环节的施工能够满足设计要求。

8.1 质量控制标准该工法国内目前只有市政地铁工程运用的相关标准,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。

8.2 后处理技术应用后处理技术可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。

其中压密注浆是指在成桩且桩身达到一定的强度后,用高压注浆泵注入浆液,通过渗透扩径和劈裂加筋的机理在桩端或桩的缺陷处扩散,从而起到加固作用。

9 施工实例图6所示为德国慕尼黑市地铁工程的现场施工照片,采用800mm导墙式(干法)钻孔咬合桩钻孔咬合桩施工技术旋挖钻机在现代地基基础施工中的优势已经是耳熟能详了,但旋挖钻机在工民建及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和施工人员来说,是一个值得关注和尝试的新课题。

笔者结合三一重机生产的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中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、有效地使用旋挖钻机进行钻孔咬合桩施工以及咬合桩施工工艺和管理规范,进行基本的探讨和归纳。

1 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。

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40m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。

  2 工法特点 (1) 采用旋挖钻机施工,在成孔过程中对易于坍孔的部分采用钢套管(一般直径略大于桩孔直径)护壁,这样可避免孔壁坍垮问题,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2‰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。

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,清楚地判定和记录所穿越地层的土质情况及桩底持力层情况,因此成桩过程比较容易控制。

  (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) 施工无噪声、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。

  (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)相比造价低。

(5) 旋挖钻机施工钻孔咬合桩技术通用性强、易掌握,利于推广。

 (6) 便于施行其他后处理技术,如后压密注浆技术、锚杆支护技术、旋喷加固技术等。

 3 适用范围 该工法适用于风化石灰石岩层,砂砾石层及软土地层深基坑围护结构的施工,尤其在饱和富水软土层施工中最能体现其优越性。

4 工艺原理 钻孔咬合桩是用旋挖钻机钻孔,桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构,如图2所示。

为便于切割咬合,桩的排列方式一般设计为一个素混凝土桩或异型钢筋混凝土桩(A桩)和一个钢筋混凝土桩(B桩)间隔布置。

为了减少施工过程中相邻孔间的扰动,一般采用隔4孔为一个单元序列施工工法。

即施工时,先施工A1桩,再施工A2桩。

紧跟着施工相邻的B桩。

A桩用超缓凝型混凝土,要求必须在A桩混凝土凝结之前完成B桩的施工,以便在B桩施工时,利用旋挖钻机切割掉相邻A桩1/4弱直径相交部分的混凝土,实现A桩与B桩的咬合。

5 施工工艺 5.1 导孔的施工 旋挖钻机就位以后,先预钻一个深3m左右的导孔,导孔的直径只要能顺利放入套管护筒即可。

  5.2 单桩的施工工艺流程 (1) 压入护筒并取土成孔。

为了保证进入桩位预孔内护筒的垂直度要求,先用旋挖钻机的护筒驱动器驱动第一节套管(每节套管长约7~8m)压入1.5~2.5m,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1.2~2.0m,以便于接管。

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