一、导语
本项目所在地区地下水较匮乏,打井取水严格限制,施工用水困难;桩基施工的传统工艺,需要泥浆辅助,需水量较大。本地区市政工程对环保的要求相对较高,桩基施工产生大量废渣,对环保、市容、文明施工造成很大困扰,更加加大了此方面的资金投入。整体工期的紧缩使桩基工程的施工时间大大缩短。
二、施工工艺特点
2.1本工法与常规施工方法相比不仅解决了市政工程范围内缺水、环保要求高的条件下桩基施工的难题,而且还具有以下特点。
1.成孔工艺不同
旋挖钻机用筒式钻头成孔,利用钻杆和钻斗的旋转将斗齿切削下来的土直接装进筒式容器内,然后由钻杆提出。通过钻斗的旋转、削土、提升和出土,多次反复成孔。
2.就位方式不同
旋挖钻机通常采用履带式行走体系,移动方便,就位仅需几分钟,钻机整体臵于履带上进行钻孔作业。
3.施工需求能源不同
旋挖钻机由自带的柴油发动机输出动力来完成钻机的行走移动和钻进成孔工作。
4.钻进工效不同
旋挖钻机钻杆为液压伸缩式,与钻头相连,可快速下钻和提钻,使钻进速度快,效益高。
5.自身稳定性的可调程度不同
旋挖钻机自身稳定性通过底盘伸缩式履带调整,机体垂直度,钻杆垂直度,成孔垂直度通过电子监测元件控制,操作手可直接读取,操作起来简易方便。
三、适用范围
本工法适用于干旱地区桥梁桩基施工。
四、工艺原理
旋挖钻干钻成孔是通过带有活门的桶式钻头回旋破碎岩土层,并直接将其装入钻头内,然后再由伸缩式钻杆将钻头提出孔外进行卸土,这样上下循环,不断取土、卸土,直至钻到设计孔底标高。
五、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
5.2操作要点
5.2.1施工准备
1.施工场地达到“三通一平”,修筑进场道路,架设电力线路,修整旋挖钻钻机工作平台。施工范围内的地上、地下障碍物、管线要清理或改移完毕。
2.测量放样,准确定出各桩桩位,并在桩的前后左右设置护桩,以供随时复核桩的中心和标高。
5.2.2埋设护筒
护筒采用直径大于桩径200mm,长3.0m的钢制护筒,埋设护筒时采用十字定位法埋设,即在距桩中心1.0--1.2m处,呈垂直方向埋设四个控制桩,控制桩埋深不少于0.5m。用回交的方法确定桩中心(并在护筒上标出护桩标记),埋设护筒顶口高出地面20cm左右,护筒周围用粘土捣实,确保护筒埋设牢固。
5.2.3钻机就位
就位时,钻头尖对准桩位,对位误差≤2.0cm调整钻机平整稳固。保证主动钻杆垂直地面,即主杆垂直度偏差<1%L。
5.2.4旋挖钻机干钻成孔
1 护筒埋设完毕,经检查无误后,进行钻进。旋挖钻进是利用旋挖钻头钻杆顶的液压马达往下压,同时利用旋挖钻头旋转切入土体,土被挤入料斗中,再提出孔外卸掉土。
2 钻进过程中,根据地质情况选用不同的钻头。本区域主要为杂填土层、强风化泥岩层、中风化泥岩层、中风化砂岩层,选用筒式钻头。
3 开始钻进时,应保证钻杆竖直,加大钻杆对土层压力,缓慢进尺,采用高钻速、小跟进量、均压钻进。
4 钻进过程中,对孔口周围进行防护,防止地表水流入孔内,因故停钻时,及时将钻头提出孔外。及时清理孔口周围积土,确保孔口稳定,钻孔弃土,按要求运到指定弃土场,集中处理。
5 当钻进至设计标高时,在原处正向空转数圈,然后停止,提升钻杆,空钻时不得加深钻进,提钻时不得回转钻杆。
6 孔底虚土清理。利用筒式钻头将孔底虚土清理干净。
六、材料与设备
七、质量保证措施
1.钢护筒埋设:护筒既保护孔口壁防止坍孔,又是钻孔的导向,因此护筒的垂直度要保证不得大于施工技术规范要求。为防止漏浆以维持孔内泥浆液面,护筒周围土要夯实,最好是采用粘土封口。在上层土质较差时,可将护筒加长至4~6m以提高护壁效果。
2.孔底沉渣控制:旋挖钻斗的切削、提升土屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土,后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓,钻至设计标高对土的扰动很小,没有聚淤漏斗,所以要加强化学泥浆的管理,控制固相含量,提高粘度,防止快速沉淀,还要控制终孔前几钻斗的旋挖量。
3.复测孔深:为保证灌注桩质量,浇筑混凝土前,要检查孔的深度,判断有否孔壁坍塌现象,若有可用旋钻机清孔,达到设计深度后方可安装导管。
八、社会效益
节省了大量时间,能够尽量避开夜间施工,减少对市民影响,保证当地居民的生活不受打扰。在施工中能够确保施工场地内环保整洁,能够按照市政工程对环保的严要求,将环境保护工作做到最优,确保城市整洁。