一、前言
近年来,咬合桩在城市地铁、基础设施建设围护结构中的应用越来越广泛。咬合桩具有配筋率低、抗渗能力强、施工灵活、经济环保等优点。常见的咬合桩施工设备有全回转钻机咬合桩施工、搓管机咬合桩施工、旋挖钻机咬合桩施工等,结合各类工程分析,以上设备在咬合桩施工时各有优劣,其中全回转钻机咬合桩施工,其工艺成熟度和成桩质量及后期开挖防渗效果是最好的,但其存在施工效率低和施工成本高的缺点。
本篇主要介绍几种常见咬合桩施工设备的配合工艺,进行咬合桩施工。充分发挥各个施工设备的优势能力,在保障施工质量的前提下,提高施工效率,降低施工成本。
二、概念
ZRT全回转钻机钻孔咬合桩是指在平面布置上相邻混凝土排桩间相互咬合(桩部分圆周相嵌)而形成的混凝土桩墙,是一种具有良好防渗水、阻挡外部砂土的围护结构。
三、分类
根据混凝土凝固状态分:软咬合、硬咬合;
根据桩基设计分:两素桩一荤桩、全荤桩。
四、主要施工设备
五、工艺流程
5.1导墙制作
导墙作为全回转钻机的地基支撑,能够保证钻机的水平度从而保证桩基的垂直度,且能够缓解桩孔顶端地表压强,防止塌孔,同时减少放点工序,使得全回转钻机施工就位更加方便快捷。
5.2 设备分类施工
搓管机即早期全套管贝诺特钻机,成桩过程钢套管跟进,桩基成孔规则,成桩质量好,但进行硬咬合切削时由于设备自身下压力低和垂直度的把控问题,易出现施工效率低和成孔偏斜的情况,因此采用搓管机仅进行非咬合单桩的施工是可行的。
ZRT全回转钻机即新型贝诺特施工设备,它可以驱动钢套管进行360°回转下压,相比搓管机具有强大的回转扭矩和下压力,同时垂直精度更加便于把控,可高效率、高质量的进行硬咬合桩基施工。
两种全套管设备分工协作,各自发挥设备优势能力,可在保证施工高质量要求的前提下,提高施工效率,降低施工成本费用。
搓管机非咬合单桩施工
全回转钻机咬合单桩施工
5.3旋挖钻机引孔
导墙施放完成后,根据成桩顺序进行旋挖钻机引孔施工。综合考虑全套管咬合桩的施工效果及质量,旋挖引孔时所选钻具需小于实桩直径。例如:桩径1.5m咬合桩,旋挖引孔可选择直径1.0m-1.2m的钻具进行施工,其效果是既能提高全回转或者搓管机的施工效率,又可以保证后期下套管后桩基成孔规则,咬合效果好。(注意:引孔深度和直径要充分验证地层条件)
旋挖钻机提前引孔施工
5.4设备就位
旋挖钻机引孔完成后,将全回转钻机或搓管机各自进行对中就位。采用全站仪测放桩位中心,利用十字定心法将基板吊至桩位并实现桩位中心点与基板中心点对中,随后吊放全回转钻机移动至基板定位槽中,实现钻机对中。
在进行桩位对中定位时,桩位孔口定位误差的允许值可按照下表进行参考:
5.5下放套管,垂直度控制
首节套管的施工效果是影响桩基垂直度的主要因素。下压过程中从X及Y两个轴线方向,利用测锤配合经纬仪(全站仪)检测套管垂直度,如若出现轻微偏斜现象,可通过调整钻机支腿油缸来确保套管垂直。
双向监测套管垂直度并做纠偏处理
5.6取土成孔
取土成孔过程根据地层条件,合理采用冲抓斗和旋挖钻机配合的方式从套管内部取土,一边取土一边下压套管,直至设计标高。入岩部分利用旋挖钻机超前取芯法进行施工,施工效率大幅提升。
5.7 吊放钢筋笼
成孔达到设计标高后,检查孔的深度是否符合设计要求,同时清理孔底沉渣,经检查合格后,采用多点起吊法起吊钢筋笼下放至基坑中,同时采取有效措施保证钢筋笼标高。
5.8混凝土灌注
一般采用水下混凝土法灌注施工,施工前要清理导管内壁上粘连的泥土,防止其影响成桩质量。混凝土灌注方式分为:料斗灌注法或泵车灌注法和搅拌车平台卸料法。根据工程单桩基混凝凝土方量选择灌注方案。
5.9逐节拔管
逐节拔管包含套管及混凝土灌注导管,混凝土灌注一定方量时应进行拔管工序,即要保证混凝土面高出导管底部端口不小于2.5米,同时也要注意及时拔外套管,防止混凝土凝固在套管内部产生“闷管”现象。
六、小结
咬合桩作为防渗水及阻挡外部砂土的围护结构,其对施工质量要求是相当高的,施工过程中咬合面的规则程度和桩垂直精度的把控是重中之重,采用ZRT全回转钻机进行咬合桩施工优势明显。同时,充分利用其他几种常见咬合桩施工设备的特色优势配合全回转施工,可起到事半功倍的作用。旋挖钻机提前引孔和入岩施工可提高施工效率,缩短施工工期,另外原本由两台全回转钻机施工的工程可利用单台搓管机配合单台全回转施工,大幅降低施工成本,有利于咬合桩的推广应用。