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旋挖桩施工工法-secret
旋挖桩施工工法
一、前言
旋挖机又称旋挖钻机,是进行道路交通,高层建筑物基础施工的工具。旋挖机是一种综合性的钻机,它可以用短螺旋钻头进行干挖作业,也可以用回转钻头在泥浆护臂的情况下进行湿挖作业。旋挖机可以配合冲锤钻碎坚硬地层后进行挖孔作业。如果配合扩大头钻具,可在孔底进行扩孔作业。旋挖机采用多层伸缩式钻杆,钻进辅助时间少,劳动强度低,不需要泥浆循环排渣,节约成本,无污染,特别适合于城市建设的基础施工。
旋挖机成孔后,沉渣的清理是控制桩身质量的关键。特别是在施工有扩孔桩基时,尤其重要。传统的清渣方法为正反循环清孔成孔工艺,而近几年出现灌注桩气举反循环清孔工艺,其工艺克服了原有工艺的一些缺点,其清孔效果远好于一般清孔工艺。不失为一种具有发展前途的施工方法。
二、工法特点:
与以往钻孔灌注桩技术相比,该施工工法有以下特点:
1、旋挖钻机适用于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用,主要用于市政、公路桥梁、工业和民用建筑等基础施工中。
2、旋挖钻机的额定功率一般为125-450kW,动力输出扭矩为120-400kNm,最大成孔直径可达1.5-3m,最大成孔深度为60-90m,可以满足各类大型基础施工的要求。
3、气举反循环清渣效果较好,沉渣层较薄。因而单桩承载力高,沉降量小显著。清孔时间短,每根桩清孔约减少2个小时时间,提高了劳动生产率,加快施工设备的周转周期,直接降低了工程施工成本。
4、选用的泥浆密度较小、浓度较小,对孔内压力较小,对孔壁四周作用力也小,孔壁四周泥皮较薄,增加了桩孔的侧摩阻力,也提高了单桩承载力。
5、清渣速度快,泥浆排放量减少,减少环境污染,降低施工清运处理成本。
三、适用范围:
旋挖钻机适用于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用,主要用于市政、公路桥梁、工业和民用建筑等基础施工中。
四、施工工艺:
工艺流程
工艺原理
a. 旋挖钻机将整体自重置于可自动行走的履带式底盘上,以自带柴油发动机输出动力来提供施工现场所需要的大功率电源,利用筒式钻斗底部的斗齿,在液压油缸的加压下钻进,切削土体,并压入容器内,然后由钻杆提出筒式钻头,至孔口后快速回转倒土。护壁泥浆采用优质膨润土、烧碱、纤维素等根据地质情况按一定比例配置而成,并随着旋挖钻进用泥浆泵持续注入孔内,起到静压护壁作用,以保证水头压力,如此反复循环完成成孔作业。成孔达到设计深度和质量要求后,安装钢筋笼和导管,灌注水下混凝土。
b. 扩孔阶段使用扩大头钻头:使用筒钻钻至设计深度,然后换扩大头钻头进行扩底。
扩大头钻头的施工原理:通过对动力杆加压,使扩底钻头在桩底进行展开,钻头上的牙轮向两边展开的同时破碎桩底周边的岩石,从而达到扩底的目的。流程示意如图。
c.气举反循环清孔是沉渣从导管内排出的清渣工艺。方法是利用空压机压缩空气,通过安装在导管内的风管将高压气送至桩孔内。高压气与泥浆混合,在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物。浆气混合物因其比重小于泥浆而上升,在导管内混合器底端形成负压,下面的泥浆在负压的作用下上升,并在桩孔内液柱压力的作用下,使得导管内的混合物以较高的速度向上流动。从而形成流动。
因为导管的内断面积大大小于导管外壁与桩壁间的环状断面积,便形成了流速、流量极大的反循环,携带沉渣从导管内反出,连续不断排出导管以外。清渣工艺流程示意如下图所示:
清孔示意图:
操作工艺要点
1、桩位的测量放样??? 采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样,放样后四周设护桩并复测,误差控制在5mm以内。桩位用?10mm、长度35-40cm钢筋打入地面30cm(四周填以水泥砂浆或混凝土来保护)作为桩的中心点,然后在桩位周围做上标记,既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点。??? 2、埋设护筒??? 护筒的作用为固定桩位,引导钻头方向,隔离地面水流入孔内,保证孔内水位高出地下水位或施工水位,增加水头高度,保护孔壁不坍塌,确保成孔质量。 ???? a、护筒的要求??? 护筒选用整体式钢制护筒,壁厚5—8mm,高度3m。为了增加护筒的刚度,防止周转使用中的变形,在护筒的上口和中部的外侧各焊一道加劲肋。在埋设护筒时,护筒的顶端均高出地下水位2.0m以上,以增加孔内水头压力。???? b、护筒的埋设??? 护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机,使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一,然后在钻杆顶部带好筒式钻头挖孔,深度略小于护筒的埋深,然后用吊车吊起护筒并正确就位,用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回,使护筒中心与桩位中心重合。???3、钻机就位??? 旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置,并在操作室内有仪
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