本文根据工程实例,对潜孔锤入岩施工方案,施工工艺,工艺优点等事项进行阐述,为以后灌注桩设计、施工提供参考。
前言:
潜孔锤是破碎岩石的最有效手段,大直径潜孔锤(直径300mm以上)应用到桩基施工领域,在日本、韩国已经是很成熟的工艺,是使用比例最高的桩型之一,但由于其施工设备价格高,工艺复杂,施工成本高,石家庄地区并未广泛运用,本工程利用常规CFG长螺旋钻机换接潜孔锤钻杆钻头,进行混凝土灌注桩的施工,大大减少设备成本,缩短了工期。经检测机构检测桩身完整性、地基承载力均满足设计要求。 一、工程概况
本工程位于河北省鹿泉市,场地地形较平坦,交通便利。地上6+1层,工程桩桩径为500mm,
总根数207根。桩端持力层为⑤层石灰岩。该层石灰岩饱和单轴抗压强度标准值为56.90MPa,因本场地岩石面起伏较大,桩端应进入持力层内不小于0.8米,单桩竖向承载力特征值为950KN,桩身混凝土强度等级为C30.
二、施工工艺的选择
本工程原施工单位采用旋挖钻机成孔,因入岩深度不够,委托我单位继续施工。我单位结合本工程地质复杂、工期紧等特点,采用长螺旋钻机引孔至基岩面(常规钻头)+长螺旋钻机携带潜孔锤钻头刻岩,长螺旋钻机清孔,灌注混凝土的施工工艺。
三、场地工程地质及水文地质条件
本工程地层主要由杂填土、黄土状粉土、粉质粘土、石灰岩等构成。地层层位按其工程地质特性,共划分为5层,自上而下分述如下:
①层杂填土:以建筑垃圾、生活垃圾为主,局部为耕土,含植物根系,层厚为0.30m-9.00m,层顶标高为129.01m-138.55m。
②层黄土状粉土层,顶标高为128.71m-134.00m。该层局部地段缺失。
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③层粉质粘土,层厚为0.60m-7.90m,层顶标高为124.01m-132.83m。
③1层碎石:层厚0.40m-0.90m,层顶标高128.49m-132.83m。
④层粉质粘土:厚为1.00m-5.80m,层顶标高为123.51m-126.54m。
⑤层石灰岩:浅灰,中-微风化,隐晶结构,裂隙发育一般,中厚层构造,岩芯较完整,饱和单轴抗压强度标准值为56.90MPa,为较硬岩。
四、施工工艺
施工工艺流程如下:(见下图)
施工工艺简介:
桩机就位
桩机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保桩垂直度容许偏差不大于1%。
钻机成孔
第一步:由长螺旋钻机(常规钻头)完成成孔:长螺旋钻机就位,钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动钻机钻进。一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。电动机带动钻杆转动,使钻头螺旋叶旋转削土,施工中,根据土质情况,通过钻具转速、转压和给进量参数的调节来控制钻进成孔速度,防止孔斜等现象的产生,钻至岩层顶部后,空转1min。待长螺旋钻杆全部提出孔位后,长螺旋钻机移走进行下一根桩施工,由铲车清理部分渣土做工作面。
第二步:由携带潜孔锤钻头的长螺旋钻机完成入岩成孔:继续钻进,进入岩层达到要求,根据成桩时观察岩芯(岩屑)和施工进尺速度确定是否入岩和是否达到入岩要求。入岩到设计孔深后潜孔锤提升20cm孔底通过气压清孔3-4分钟排除沉渣,钻成孔时应小心提杆不得碰撞孔壁。
第三步:长螺旋钻机清孔,在清孔后提钻具时碰撞孔避可能引起坍孔,这将可能造成坍落
小型锅炉沉渣。在提出钻具后必须立即用测绳复核成孔深度,达不到要求,进行第二遍清孔,直至沉渣厚度满足规范为止。
第四步:钢筋笼的制作加工与吊装就位
伪随机数第五步:灌注混凝土,采用混凝土输送泵将混凝土通过导管送入桩孔,桩身混凝土须连续浇灌。
五、成孔过程控制
1.长螺旋钻机(常规钻头)成孔,应严格控制孔体的垂直度及孔径,以防止潜孔锤下钻难现象。
2.做好半成品保护工作,保证孔口周围干净,及时盖孔防止杂土落入孔中,加大沉渣厚度。
3.如在入岩过程中咔钻,一般多发生在进入岩面时或进入岩層中,可采取反转正转,反复振动来活动钻头,以保证可以继续施工。移动语音短信
4.根据不同土层情况对比地质资料随时调整钻进速度能有效防止缩颈现象。如出现缩孔则采取上下反复扫孔以扩大孔径。施工期间应经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm应及时调换或修补。
5.潜孔锤凿岩时结合勘察资料如遇岩面倾斜(表现为钻杆偏移且抖动严重),或入岩较深应放慢下钻速度,钻入50CM上提50—100CM,以加大排渣量防止卡钻或抱钻事故。
六、工艺优点
1.施工优点:现场排渣土量少,废泥浆量少,比正常泥浆护壁桩减少排渣(浆)量的30﹪,泥浆护壁桩排渣(浆)量与长螺旋渣土混合,外运不存在液体运输问题。
工期优点:由于采用大功率长螺旋钻机引孔,功效高(约是正、反循环的1.5倍),可有效缩短工期。
温度远程监控2.质量优点:端承嵌岩桩关键在于沉渣问题,泥浆护壁多采用水下浇筑的方法,对用沉渣的厚度、入岩深度难以量测及控制,本工艺干作业多,经高压空气及2次清孔大大减少了孔低沉渣,也有利于孔低沉渣的量测及避免缩颈的问题出现。
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七、结束语
以往工程多采用泥浆护壁,本施工工艺与泥浆护壁工艺比较,有很大的优势。潜孔锤入岩桩基施工技术应用即将成为以后的发展方向。