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重庆长寿湖桩基施工旋挖钻机在淤泥土层中桩基施工案例
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重庆长寿湖桩基施工旋挖钻机在淤泥土层中桩基施工案例


摘要:本文以重庆长寿湖游客接待中心的桩基施工为例,介绍了旋挖钻机针对遇淤泥地层中,采用振动桩锤配合下沉钢护筒形成钢护壁的工法,辅助成孔的方式在桩基方式中的运用,改变了旋挖钻机在该种地质条件下传统的做法,有效的实现的施工进度及经济效益的双赢。本工法改变了习惯于在桩孔坍塌位置补灌砼然后重新钻进的工艺,目前国内尚无相关资料对此方法介绍,经过本工程的成功经验,算是一次有益的尝试。

  关键词: 旋挖钻机 钢护筒 振动桩锤 旋挖钻机施工 旋挖钻机租赁

  一、工程概况

  重庆长寿游客接待中心位于长寿区长寿湖镇,功能为旅游的集散地,为景区的门户,房屋为建筑面积为3115.89㎡,基底面积1634.89㎡,地下室面积为721.72㎡,地下室的地面标高为-7.00m, 地面建筑高度为15m,结构型式为三层框架结构,长寿湖游客接待中心工程桩基共计78根,均为圆形桩基础,其中位于地下室的桩基为39根。桩基直径分别为:φ100 cm、φ120 cm、φ150 cm、φ180 cm四种规格。项目地点位于地势低洼处。

  二、地质情怳

  根据工程地质报告以及开挖地下室时地质剖面的揭露,本工程位于原水库位置,现状地貌为松散回填土,粒径最大约2m,地下水位于-7.50m处,持力层深度为1m~18.5m不等,最厚淤泥厚度有10m左右,泥土的自立力较差,开挖过程桩壁土体易坍塌,项目地点位于地势低洼处,施工产生的废水不易排出。

  三、桩基成孔方案的选择

  目前在重庆地区桩基施工主要成孔方法有:1、人工开挖干作业成孔灌注桩,2、反循环泥浆护壁冲击实心锤冲击成孔灌注桩,3、旋挖钻机钻机成孔灌注桩。因本工程工期十分紧张,施工进度计划的桩基施工时间只有25天,而且场地十分狭窄,而且周边的绿化环境已经成型,无比较大的动力电源。

  因人工挖孔桩进度较慢,在淤泥土层及丰富地下水条件不能保证成桩,而且如果所有桩基同时开孔施工,施工干扰多,安全风险大,故排除;同时因反循环泥浆护壁冲击实心锤冲击成孔桩架的移动较为困难,需要较大的泥浆池,环境影响大,同时要求用电负荷大,现场不具备该工艺的实施条件。旋挖钻机钻机成孔施工进度快,不需要外电源,护壁可采其它措施稳定,对周边环境的影响较小,同时也有利于保证工期。经对以上三种成孔方案比较,决定采用旋挖钻机配合钢护筒成孔。

  四、旋挖钻机钻机成孔灌注桩方案

  1、施工机具

  因本工程的工期十分紧迫,根据工程现场的实际情况以及设计图纸中桩基的布置,以及施工进度计划安排,拟定本工程采三台280旋挖钻机进行,分别布置在:一台-7.00坑中,别两台布置于基坑的两侧(见旋挖钻机布置图);同时针对本工程淤泥土层特厚,不易成孔的特点,采用各种桩径厚12mm钢护筒护壁两套,利用一台vm2-2500g型振动桩锤和70t汽车吊助沉及抽拔护筒。

  2、施工顺序及组织

  因地下室桩基数量较多,而且受场地的限制,以地下室的桩基为工期控制要点,即以1#旋挖钻机施工为主,其余的2#、3#根据现场的实际情况进行开挖钻孔。另外在进入基坑布置出渣通道,以及70t吊车的停机点位置。

  3、施工方法

  本方案在桩基开挖的过程中,对桩基孔壁的支护,不采用以一定浓度的泥浆对孔壁进行支护,而是采用振动桩锤下沉一定厚度钢护筒对桩孔进行支护,当桩基开挖完成后,及时利用钻筒清孔,在浇筑砼的同抽拔出钢护筒。采用这种方式成孔优点在于:比购买一套全护筒套管经济得多,在挖孔过程中的弃土及时清运出场,相对来说污水也较少,故对周边的环境影较小,同时采用旋挖钻机成孔的桩基施工进度也能得到保证。

  3.1测量定位及埋设定位护筒

  根据桩位在平整好的场地进行测量精确定位,桩基定位后,根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制桩为基准埋设定位钢护筒,为了保护孔口防止坍塌,形成孔内水头和定位导向,护筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选用10mm厚钢板卷制而成,护筒内径为设计桩径+20~+40cm,高度2.0m,护筒埋设时顶端高出地面0.3m,由人工、机械配合完成,主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中,其顶端应高出地面20cm,并保持水平,埋设深度1.8 m,护筒中心竖直线应与桩中心线重合,平面位置允许偏差为5cm,倾斜度的偏差不大于1%。

  3.2钻孔

  先采用比设计桩径大8cm的钻孔筒(钻筒通过四周加齿改装)预钻进,如遇孔内泥壁坍塌,采用快速钻进,以切除孔内周边8cm范围内的孤石,一直到到桩基的基岩顶,以方便钢护筒的下沉,这时如遇孔内壁坍塌,就不需处理了;如遇孔内掏渣出现大范围的坍塌,则采用将钻筒顶的顶盖打开,钻筒采用空心筒,在钻进的过程中只起切除周边孤石的目的,不进行掏渣。在实践过程中,整个15m左右的土层采该方式,时间仅需30min~60min,故该方法是比较行之有效的。

  利用旋挖钻机附臂吊钩吊起定制加工好的钢护筒,钢护筒直径比桩直径大5cm,钢护筒的壁厚12mm,钢护筒节段长度为2m、4m、8m,在筒外周边设置连接装置,以有便于筒的接长(也可采用焊接),利用埋设桩圈的护筒的卡子,使护筒在垂直状态下就位,在下第一节段护筒,必须控制好筒的垂直度,待筒在自重状态下不能下沉时,采用70t汽车吊吊起振动桩锤,将振动桩锤的夹具夹紧护筒壁,观测筒壁的垂直度,必要是进行纠偏,先开振动桩锤的低速档进行缓慢助沉,直至将护筒打至基岩顶。(见右侧振动桩锤沉桩图)

  待护筒下沉至基岩面时,重新换上正常桩径的钻头,准确就位后,选择好合适的油压、钻进速度进行钻孔,当钻至基岩时,为避免桩孔倾斜,适当放慢钻进速度,在基岩的接触面上下反复升降钻杆,以保证桩孔的垂直度,待进入基岩1m左右时,钻杆就能很稳定保持在桩轴线上,再正常钻至桩底。

  3.3清孔

  因采用钢护筒护壁,桩壁较为稳定,如地下水流不大,利用旋挖钻机的钻筒,将基底的沉渣清出,如有少量积水则通过水泵将桩底的积水排净,如地下水较大,可采用吸泥水泵将孔底的沉渣吸出,同时换注清水,以保持桩内水头压力,按相应的规定检测泥浆指标。

  3.4浇筑砼及抽拔钢护筒

  因采用本方法成孔的桩,孔内沉渣少,加之有稳定的钢护筒护壁,可采用将桩孔的水用水泵抽干,进行干作业浇筑,也按水下砼的方式埋设导管进行浇筑;在浇筑时采用汽车吊振动桩锤,夹紧钢护筒壁,根据桩内砼的浇筑计算量与实际砼量计算出,砼液面高度与钢护筒度的高差,同时开动振动桩锤,利用振动力进行抽拔钢护筒,在抽拔时必须保证护筒底与砼液面的高差大于1m。

  结语:采用本工法使旋挖钻机成孔除适用于常规作业成孔外,还适用于松散土层、回填土、淤泥土砂土、粉土等不良土层;克服了过去以在塌孔位置补灌砼然后重新钻进的弊端,它比工具式的旋挖钻机全套管跟进技术成本更低,其使用的钢护筒可通过租赁或工厂加工,再利用钢板残值,其经济性十分明显;并且可根据现场的设计情况,加工不同规格的钢护筒,十分灵活。通过实践证明,本工法施工进度快,造成环境污染小、安全易得到保证,是一种行之有效的旋挖钻机成孔方法。


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