旋挖鉆機(jī)+套管咬合樁施工工法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上全套管鉆機(jī)+旋挖鉆機(jī)鉆孔咬合樁施工工法第三工程有限公司 潘龍一、前言鉆孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用全套管鉆機(jī)，通過套筒護(hù)壁鉆進(jìn)成孔，使用超緩凝混凝土，使得鋼筋砼樁相鄰樁體能夠被套管切割而相互咬合，排列而成一個整體的墻體起到良好的止水效果，90年代在我國出現(xiàn)的新型深基坑支護(hù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。全套管鉆機(jī)又稱貝諾特（Benoto）鉆機(jī)，由法國貝諾特公司于20世紀(jì)50年代初開發(fā)和研制而成，隨后日、德、英、意等國引進(jìn)和研制，機(jī)種和施工方法均有很大發(fā)展，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，在海內(nèi)外廣泛采用，截止到1997年12月，日本已生產(chǎn)搖動式全套管鉆機(jī)770臺，全回轉(zhuǎn)式全套管鉆機(jī)433臺。據(jù)日本基礎(chǔ)建設(shè)

2、協(xié)會1993年對31家施工單位的10.1萬根灌注樁的調(diào)查，全套管工法占26%。目前在香港全套管鉆機(jī)的成樁數(shù)的市場份額約占45%。 我國于二十世紀(jì)七十年代開始引進(jìn)咬合樁工藝，九十年代中期由昆明捷程樁工公司首先在我國開始研制MZ系列搖動式全套管鉆機(jī)，簡稱磨樁機(jī)（樁徑為0.8、1.0和1.2m）。在昆明、溫州、深圳、北京、南京、杭州及天津等地深基坑支護(hù)工程中采用捷程MZ全套管鉆機(jī)施工咬合樁逐漸得到廣泛應(yīng)用；但MZ套管鉆機(jī)在地下水豐富的密實的粉細(xì)砂地層中，沖抓錐受機(jī)械設(shè)備性能限制難以抓土，即使抓上的少量砂土也在提升時被地下水從抓錐的縫隙中沖漏下，因此無法成孔；且套管難以下壓，套管超前入土深度不夠，易發(fā)

3、生“管涌”現(xiàn)象。為此研究采用旋挖鉆機(jī)+套管鉆機(jī)相結(jié)合的新工法，解決了上述施工難題，該咬合樁的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。二、工法特點一）采用鋼套管護(hù)壁，不需要使用泥漿；噪聲低、振動小和機(jī)械化程度高，施工現(xiàn)場整潔文明，環(huán)保效果好。二）采用旋挖鉆機(jī)取土，能在高地下水位的密實砂土層中成樁，擴(kuò)大了MZ套管鉆機(jī)的適用范圍。三）在飽和致密砂層中，套管能夠超前入土一定的深度，孔壁不會坍方，易于控制樁斷面尺寸與形狀，成樁直徑和垂直度精度好，能保證樁間緊密咬合，形成良好的整體連續(xù)結(jié)構(gòu)，能起到良好的止水作用。四）在高地下水位時，采用注水反壓工藝，能有效的防止孔內(nèi)流砂和涌泥；較容易處理孔底虛土，清底效果好；避免了普通鉆孔灌

4、注樁可能發(fā)生的縮頸、斷樁及混凝土離析等質(zhì)量問題，充盈系數(shù)小，節(jié)約混凝土。五）成樁過程中對周邊土體的擾動可減少到最小程度，沉降及變形容易控制，能緊鄰相近的建筑物和地下管線施工，安全性好，尤其適合于在市區(qū)內(nèi)繁華地段施工。；三、適用范圍旋挖鉆機(jī)+套管鉆機(jī)相結(jié)合，使套管咬合樁的適用范圍越來越大，可在各種雜填土(含有磚渣、石渣及混凝土塊等)、粘性土、砂性土和風(fēng)化巖層中施工。四、工藝原理該工法利用轉(zhuǎn)動液壓裝置，使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少，邊轉(zhuǎn)動邊壓入，套管始終應(yīng)超前挖土面250，造成一段“瓶塞”，阻止素樁的超緩凝砼的涌入；同時通過注水使套管內(nèi)水位高于地下水位，對地層產(chǎn)生反壓，防止發(fā)生“流砂”或“管涌

5、”現(xiàn)象，旋挖鉆機(jī)針對地層情況選用鉆頭挖掘取土，直至樁端持力層為止，經(jīng)檢驗合格后立即將鋼筋籠放入（素樁不放鋼筋籠），灌注水下混凝土（素樁為超緩凝砼）成樁。最終通過素樁與鋼筋砼樁相互咬合連成深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁墻。同排樁的成樁順序，原則是先施工A1樁（超緩凝砼樁），再施工A2樁（超緩凝砼樁），后施工B1樁（鋼筋混凝土樁），形成樁間互相咬合，成樁順序：A1A2B1A3B2A4B3，如此循環(huán)如圖所示：五、工藝流程與操作要點一）工藝流程導(dǎo)墻施工鉆機(jī)就位對中吊放并壓入第一節(jié)套管、校對垂直度、沖抓取土注水反壓、旋挖取土終孔檢查（B樁吊放鋼筋籠）安裝砼導(dǎo)管灌注水下砼樁機(jī)移位（重復(fù)上述工序）。二）工序操作要點1、導(dǎo)

6、墻施工：為了提高鉆孔咬合樁孔口的定位精度并提高就位效率，在樁頂上部設(shè)砼導(dǎo)墻，詳見導(dǎo)墻模板安裝圖。導(dǎo)墻寬3.5m、厚度為0.3m；定位孔直徑比樁徑大2cm；導(dǎo)墻頂高出地面10cm，以防止地表水流入。2、鉆機(jī)就位對中：導(dǎo)墻砼達(dá)到強(qiáng)度后，重新定位咬合樁中心位置，將點位反到導(dǎo)墻面上，作為鉆機(jī)定位控制點；移動套管鉆機(jī)至正確位置，使套管鉆機(jī)抱管器中心對應(yīng)咬合樁樁位中心。導(dǎo)墻模板安裝圖3、吊放并壓入第一節(jié)套管、校對垂直度、沖抓取土鉆機(jī)就位后，將第一節(jié)管吊裝在樁機(jī)鉗口中，找正套管垂直度后，磨樁下壓套管，壓入深度約為2.5m-3.5m，然后用沖抓斗從套管內(nèi)取土，一邊抓土、一邊下壓套管，保持套管底口超過開挖面的深

7、度2.5m。第一節(jié)套管全部壓入土中后（套管高出導(dǎo)墻頂面1.2m-1.5m，便于接管），檢測垂直度，如不合格則進(jìn)行糾偏調(diào)整，如合格則安裝第二節(jié)套管繼續(xù)下壓取土。4、注水反壓、旋挖取土套管進(jìn)入中密密實砂層時，因砂土摩阻力大套管壓入困難，為防止出現(xiàn)涌砂，快進(jìn)入砂層時提前向套管內(nèi)注水反壓，保持套管內(nèi)外水土壓力平衡，后移走沖抓斗吊機(jī)改用旋挖機(jī)取土，邊壓入套管，并不斷向套管內(nèi)補(bǔ)水，直至挖至設(shè)計孔底標(biāo)高。5、終孔檢查將孔底的虛土全部清除，然后測量孔深、垂直度，直至滿足設(shè)計要求。6、灌注水下砼終孔檢查合格后（B樁須吊放鋼筋籠，鋼筋籠標(biāo)高誤差±20），然后安裝250導(dǎo)管進(jìn)行水下砼澆灌；澆筑時檢查每車砼

8、類型與標(biāo)號、坍落度情況，以免素樁與鋼筋樁砼混用或發(fā)生灌注事故；每根樁制取一組試件，監(jiān)測其緩凝時間及強(qiáng)度；施工時邊澆注砼邊拔管，但始終保持套管底低于砼面2.5m，樁頂標(biāo)高誤差±20。六、關(guān)鍵技術(shù)1.注水反壓控制在套管進(jìn)入地下水位下的中密密實砂層時，應(yīng)提前向套管孔內(nèi)注水，注水標(biāo)高控制在地下水位以上不小于2m；水注滿后旋挖鉆機(jī)才能施工，在旋挖鉆機(jī)施工過程中要及時對孔內(nèi)補(bǔ)水，維持水位以保持反壓，防止發(fā)生“流砂”或“管涌”。2.超緩凝砼“管涌”的控制在鋼筋砼樁成孔過程中因素砼樁的超緩凝砼尚處于流動狀態(tài)，超緩凝砼有可能從素砼樁與鋼筋砼樁相交處涌入鋼筋砼樁孔內(nèi)，形成“管涌”。防止方法如下：1）素樁

9、的超緩凝砼的坍落度應(yīng)盡量小一些，不宜超過18cm。2）套管底口始終保持超前于開挖面一定距離（不宜小于2.5m），以便于造成一段“瓶塞”，阻止超緩凝砼的涌入。3）要隨時往套管內(nèi)注水，并保持水位維持反壓來平衡素砼樁砼和承壓水的壓力，阻止發(fā)生“管涌”事故。3.采用砂樁法處理咬合樁接頭：在施工段的端頭設(shè)置一根砂樁（成孔后用砂灌滿），待施工到此接頭時按常規(guī)下壓套管挖出砂，成樁后灌上砼即可；因砂樁施工處不可避免產(chǎn)生施工縫,開挖后會出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,因此在基坑開挖前所施工的砂樁接縫外側(cè)另增加一至兩根旋噴樁作為防水處理。七、勞動組織每施工區(qū)（配置一臺旋挖鉆機(jī)與液壓套管鉆機(jī)），每天按8小時三班倒連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。每班所

10、需人員組織如下：1、 旋挖鉆機(jī)+ 液壓套管鉆機(jī)組：由班組長1人、液壓套管鉆機(jī)司機(jī)1人、旋挖鉆機(jī)司機(jī)1人、起重機(jī)司機(jī)1人和配合人員6人等組成，負(fù)責(zé)壓、拔鋼套管、套管監(jiān)測、咬合樁成孔作業(yè)、鋼筋籠吊放和樁身砼澆搗。2、鋼筋籠加工班組20人,負(fù)責(zé)咬合樁鋼筋籠的加工和運(yùn)輸。3、機(jī)電修理班組4人，負(fù)責(zé)修理吊車、樁機(jī)等機(jī)械設(shè)備，水電設(shè)施的維護(hù)。八、材料與機(jī)械設(shè)備1、材料素樁超緩凝砼：是咬合樁施工工藝所需的關(guān)鍵性特殊材料，其作用是延長素砼樁砼的初凝時間，為其相鄰鋼筋砼B樁套管鉆機(jī)素樁初凝之前切割素砼以達(dá)到的相互咬合成孔。超緩凝砼的技術(shù)參數(shù)：砼標(biāo)號C20，三天強(qiáng)度不超過3Mpa；砼坍落度：素砼樁取16±

11、;2cm。緩凝時間TH計算如下：TH=1.2×（Ty+2Ta+Tb）式中：Ty：商品砼運(yùn)輸時間（hr）；Ta：素樁單樁成樁時間（hr）Tb：鋼筋砼樁單樁成樁時間（hr）2、機(jī)械設(shè)備： 每施工區(qū)配置機(jī)械設(shè)備如下：序號機(jī)械設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量1履帶式起重機(jī)QU2512全套管液壓鉆MZ系列13高抬式旋挖機(jī)SD-61014潛水泵50m3/h1九、質(zhì)量控制一）樁垂直度控制為保證咬合樁底部有足夠厚度的咬合，確保止水效果，除對樁位定位誤差嚴(yán)格控制外，還應(yīng)對其垂直度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，根據(jù)設(shè)計要求樁垂直度要求為3 。施工中應(yīng)抓好以下工作：1.鋼套管垂直度檢查和校正：施工前在平整地面上首先檢查和校正單節(jié)套

12、管的順直度，然后將按照樁長將所需的的套管全部連接起來進(jìn)行整根套管的順直度檢查（偏差宜小于10mm）。檢測方法：在地面上測放出兩條相互平行的直線，將套管置于兩條直線之間，然后用線錘和直尺進(jìn)行檢測。2.成孔過程中套管垂直度監(jiān)測和檢查：地面監(jiān)測：在地面選擇兩個相互垂直的方向，同時用線錘或經(jīng)緯儀監(jiān)測地面以上部分的套管垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差隨時糾正?？變?nèi)檢查：每節(jié)套管壓完后安裝下一節(jié)套管之前，都要停下來用測斜儀或“測環(huán)”進(jìn)行孔內(nèi)垂直度檢查，不合格時需進(jìn)行糾偏，直至合格才能進(jìn)行下一節(jié)套管施工。如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過大，必須進(jìn)行糾偏調(diào)整，糾偏的方法有以下三種：1）利用鉆機(jī)油缸進(jìn)行糾偏：如偏差不大于或套管入土不深（5m

13、以下），可直接利用液壓套管機(jī)的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調(diào)節(jié)套管的垂直度，即可達(dá)到糾偏的目的。2）素砼樁糾偏：如果素砼樁在入土5m以下發(fā)生較大偏移，可先利用鉆機(jī)油缸直接糾偏，如達(dá)不到要求，可向套管內(nèi)填砂或粘土，一邊填土一邊拔起套管，直至將套管提升到上一次檢查合格的地方，然后調(diào)直套管，檢查其垂直度合格后再重新下壓。3）鋼筋砼樁糾偏：與素砼樁處理方法基本相似，但不能向套管內(nèi)填砂或粘土而應(yīng)填入與素樁相同強(qiáng)度的超緩凝砼，否則有可能在樁間留下土夾層，從而影響排樁的防水效果。3.終孔檢測：在每根樁成孔完畢，必須選兩個相互垂直的方向進(jìn)行垂直度檢測（在需注水情況下，注水前提前進(jìn)行垂直度檢測）。二） 超緩凝商品

14、砼質(zhì)量控制： 1.根據(jù)砼運(yùn)輸時間和A樁和B樁的施工時間，考慮20%的富余時間確定緩凝時間。2.砼標(biāo)號必須服從緩凝時間要求。3.拌和材料符合規(guī)范要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。4.通過試驗最終確定配合比與緩凝時間，同時根據(jù)條件變化及時調(diào)整。十、安全與環(huán)保措施一）安全措施因在地面作業(yè)，只需采取下列常規(guī)的安全防護(hù)措施：1. 起重吊裝安全措施。2. 機(jī)械操作安全措施。3. 電氣設(shè)備使用安全措施。二）環(huán)保措施由于套管咬合樁環(huán)保性好，但需加強(qiáng)棄土管理，防止污染周邊環(huán)境。十一、效益分析 將套管咬合樁與常用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁+旋噴樁止水和SMW工法樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式相比較，列表如下：各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式效益比較表序號比較項目套

15、管咬合樁地下連續(xù)墻鉆孔灌注樁+旋噴樁SMW工法樁1護(hù)壁材料套管護(hù)壁泥漿護(hù)壁泥漿護(hù)壁無需護(hù)壁2成樁精度好差差較好3適用范圍有限制有限制廣泛有限制4施工難易較易較難較易容易5環(huán)境保護(hù)好差差較好6施工進(jìn)度慢慢較快快7工程造價中高較低低十一、工程實例南京地鐵二號線BT項目所街站基坑深約14m，基坑安全防護(hù)等級為一級；其圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計為直徑1000800mm的套管咬合鉆孔灌注樁，樁間咬合20mm，最深樁長達(dá)28m。根據(jù)地質(zhì)資料，在樁長范圍內(nèi)地面以下68m出現(xiàn)中密密實的飽和3d2-3粉細(xì)砂層；地下水位在地面以下1m左右，并具有承壓性，易出現(xiàn)突涌、流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。十二、咬合樁施工情況進(jìn)場后，采用MZ液壓套管樁機(jī)在坑外進(jìn)行成孔試驗，當(dāng)?shù)孛嬉韵?8m遇到中密密實粉細(xì)砂層（有承壓水