[發(fā)明專(zhuān)利]長(zhǎng)螺旋鉆和沖擊鉆雙機(jī)復(fù)合成孔灌注樁施工工法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710228095.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107130592B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈茂來(lái);薛鵬;趙建;林高峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 榮泰建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D5/38
• 分類(lèi)號(hào): E02D5/38
• 代理公司: 11429 北京中濟(jì)緯天專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 趙園園<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

1.長(zhǎng)螺旋鉆和沖擊鉆雙機(jī)復(fù)合成孔灌注樁施工工法，其特征在于，包括下列步驟：

(一)施工準(zhǔn)備

(1)人員配備：管理人員職責(zé)分明，工人一專(zhuān)多能，特殊工程必須持證上崗；

(2)根據(jù)地質(zhì)條件和施工圖對(duì)入巖深度的要求，同時(shí)考慮機(jī)械效率測(cè)算旋、沖組合比；經(jīng)測(cè)算，本項(xiàng)目一旋四沖組合最優(yōu)，共計(jì)2臺(tái)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，8臺(tái)沖擊鉆機(jī)；

(3)人員配備：

(4)技術(shù)準(zhǔn)備

1)圖紙會(huì)審

由技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé),并組織專(zhuān)業(yè)工程師及技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)會(huì)審,確保能夠完全清楚設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，對(duì)其中的新技術(shù)、新工藝以及有疑義的地方要匯總向設(shè)計(jì)部門(mén)請(qǐng)教，確保萬(wàn)無(wú)一失；

2)測(cè)量準(zhǔn)備

按測(cè)量資料要求，對(duì)全樁位統(tǒng)測(cè)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并把復(fù)測(cè)結(jié)果提交監(jiān)理工程師；對(duì)有爭(zhēng)議的控制點(diǎn)，施工項(xiàng)目部及時(shí)向監(jiān)理工程師提交書(shū)面報(bào)告，確定最終解決方案；對(duì)有爭(zhēng)議的水準(zhǔn)點(diǎn)，項(xiàng)目部向監(jiān)理工程師提交一份列有勘誤標(biāo)高修正表，由監(jiān)理工程師確定正確標(biāo)高；開(kāi)工前，工程技術(shù)科做好技術(shù)交底書(shū)，并對(duì)施工隊(duì)、施工班組進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底的工作；

(二)長(zhǎng)螺旋鉆初次成孔

初次成孔包括測(cè)量放樣、布置統(tǒng)測(cè)控制點(diǎn)；全樁位統(tǒng)測(cè)、樁中心定位；長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)初次鉆孔至巖面；

(1)測(cè)量放樣、布置統(tǒng)測(cè)控制點(diǎn)

1)對(duì)施工場(chǎng)地及控制點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地踏勘，結(jié)合總平面布置圖，創(chuàng)建全樁位統(tǒng)測(cè)平面控制網(wǎng)；要求達(dá)到考慮通視條件、穩(wěn)固狀況、機(jī)械行駛各種因素，在現(xiàn)場(chǎng)每30-50m建立一個(gè)控制點(diǎn)，建立互相相關(guān)的三角控制網(wǎng)；放樣時(shí)每點(diǎn)至少有兩個(gè)控制點(diǎn)作后視，便于投測(cè)時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)；

2)高程控制測(cè)量，對(duì)業(yè)主提供的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高認(rèn)真復(fù)核，在確認(rèn)所有原有永久水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高正確無(wú)誤，并報(bào)業(yè)主和監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可使用；

根據(jù)上述永久性水準(zhǔn)點(diǎn)，在沿線(xiàn)每隔50m，引測(cè)一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，每個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)要經(jīng)過(guò)二個(gè)以上永久性水準(zhǔn)點(diǎn)的校核確認(rèn)后方可使用；

為了防止施工期間因受外界影響使樁位發(fā)生變化，應(yīng)適時(shí)對(duì)上述樁位進(jìn)行復(fù)核，使用時(shí)應(yīng)利用兩個(gè)以上的樁位進(jìn)行校核；根據(jù)引入施工現(xiàn)場(chǎng)的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高，進(jìn)行樁基施工時(shí)利用水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)儀控制樁的標(biāo)高；

(2)全樁位統(tǒng)測(cè)、樁中心定位

1)根據(jù)測(cè)量放樣時(shí)布置控制點(diǎn)，選擇相鄰的兩個(gè)點(diǎn)作為樁中心定位的控制點(diǎn)；

2)利用紅外線(xiàn)全站儀測(cè)出每個(gè)樁中心到相鄰控制點(diǎn)的角度并記錄；

3)利用紅外線(xiàn)測(cè)距儀測(cè)出每個(gè)樁位到兩個(gè)相鄰控制點(diǎn)的距離并記錄；

4)用鋼釬和灰堆進(jìn)行實(shí)樁中心定位；

5)復(fù)核測(cè)量結(jié)果，作為沖擊鉆二次擴(kuò)孔虛樁孔定位的依據(jù)，

(3)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)初次鉆孔至巖面

首先做好場(chǎng)地的平整及壓實(shí)，使主機(jī)左右支板處于同一水平面上，動(dòng)力頭施工方向應(yīng)和支板方向平行，開(kāi)鉆前調(diào)整好機(jī)身前后左右的水平，鉆機(jī)利用自行走移動(dòng)系統(tǒng)就位，鉆頭與樁位的對(duì)位誤差要小于2mm；

根據(jù)先鉆后沖復(fù)合成孔技術(shù)，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)就位后在機(jī)架或鉆桿上設(shè)置標(biāo)尺，以便控制和記錄孔深；下放鉆桿，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn)，調(diào)整鉆桿垂直度，然后啟動(dòng)鉆機(jī)鉆孔，達(dá)到巖性土層后空轉(zhuǎn)清土，將浮土全部清除，為沖擊鉆機(jī)二次擴(kuò)孔做好準(zhǔn)備，

(三)沖擊鉆機(jī)二次擴(kuò)孔入巖

沖擊鉆機(jī)二次擴(kuò)孔入巖內(nèi)容包括長(zhǎng)螺旋退鉆、沖擊鉆就位，雙機(jī)交序移動(dòng)；紅外線(xiàn)二次虛樁孔定位及護(hù)筒埋設(shè)；沖擊鉆擴(kuò)孔入巖；鉆孔檢查及清孔成孔；

(1)長(zhǎng)螺旋退鉆、沖擊鉆機(jī)就位

長(zhǎng)螺旋成孔速度快，沖擊鉆機(jī)成孔速度相對(duì)較慢，為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)與沖擊鉆機(jī)的高效配合，整個(gè)樁基礎(chǔ)工程打樁順序按由內(nèi)至外布置；長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)初次鉆孔至巖面后空轉(zhuǎn)退鉆，灌入預(yù)先制備好的泥漿，使孔內(nèi)靜水壓力大于地下水位，然后移動(dòng)到下一個(gè)樁位；沖擊鉆機(jī)及時(shí)就位進(jìn)行二次擴(kuò)孔，確保長(zhǎng)螺旋鉆成孔后能及時(shí)跟進(jìn)沖擊鉆二次擴(kuò)孔入巖；沖擊鉆機(jī)完成第二孔再移動(dòng)到下一個(gè)樁位，第二臺(tái)沖擊鉆機(jī)就位，依次重復(fù)施工，兩種機(jī)械由內(nèi)至外交序移動(dòng)，防止塌孔、斷樁、重復(fù)施工現(xiàn)象；

(2)紅外線(xiàn)二次虛樁孔定位及護(hù)筒埋設(shè)

二次入巖擴(kuò)孔定位的精度直接影響到灌注樁的位置能否達(dá)到設(shè)計(jì)精度要求，螺旋鉆機(jī)初次成孔后，樁中心位置的泥土已經(jīng)被旋出，這給沖擊鉆機(jī)二次入巖擴(kuò)孔定位帶來(lái)了不小的施工困難；利用紅外線(xiàn)空間定位技術(shù)對(duì)虛樁孔進(jìn)行二次定位，保證不會(huì)產(chǎn)生鉆機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心不良影響，并且采取有效的監(jiān)控措施對(duì)鉆機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心進(jìn)行監(jiān)控；其具體的施工工藝如下：

1)根據(jù)事先統(tǒng)一測(cè)出的每個(gè)樁位到兩相鄰控制點(diǎn)的距離與角度，待沖擊鉆機(jī)初步就位后，使用兩臺(tái)紅外線(xiàn)全站儀二次定位虛樁孔中心位置，兩條視線(xiàn)交匯的點(diǎn)即為虛樁孔的中心點(diǎn)；

2)根據(jù)全樁位統(tǒng)測(cè)的數(shù)據(jù)，將兩臺(tái)紅外線(xiàn)測(cè)距儀分別放置在兩相鄰的控制點(diǎn)；由于沿海地區(qū)風(fēng)力較大，鉛垂地位易受風(fēng)力影響，所以通過(guò)紅外線(xiàn)測(cè)量?jī)x顯示的讀數(shù)調(diào)整沖擊鉆護(hù)筒的位置，實(shí)現(xiàn)護(hù)筒準(zhǔn)確定位；

3)在護(hù)筒上拉十字線(xiàn)，兩線(xiàn)相交點(diǎn)即為虛樁孔的中心位置；

4)通過(guò)調(diào)整沖擊鉆的位置使得沖擊鉆中心與虛樁孔中心重合，實(shí)現(xiàn)虛樁孔的精準(zhǔn)定位，

護(hù)筒采用5mm鋼板卷制護(hù)筒制作，規(guī)格直徑比設(shè)計(jì)徑大100mm，高度1.2～1.5m；孔口護(hù)筒采用人工挖埋；即先以樁位中心點(diǎn)為圓心，人工開(kāi)挖一個(gè)比護(hù)筒直徑大100～200mm圓坑，人工開(kāi)挖后，將護(hù)筒中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心安放圓坑內(nèi)，護(hù)筒外周邊采用粘土回填并夯實(shí)；護(hù)筒埋置時(shí)，護(hù)筒頂高出地面20～30cm，以防施工時(shí)孔內(nèi)泥漿外溢產(chǎn)生污染；護(hù)筒外側(cè)及高出原地面30cm的部分，用粘土填筑并夯實(shí)；并使護(hù)筒平面位置中心與樁設(shè)計(jì)中心一致，中心偏差不得大于5cm，傾斜角度偏差不大于1％；

(3)沖擊鉆機(jī)擴(kuò)孔入巖

將沖擊鉆機(jī)就位、立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)二次定位好的鉆孔中心；鉆機(jī)穩(wěn)定地就位于鉆孔的一側(cè)，鉆機(jī)底支撐墊木不得壓在孔口鋼護(hù)筒上；鉆機(jī)安裝就位后，底部和頂端應(yīng)平穩(wěn)，保證在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆機(jī)不會(huì)產(chǎn)生位移或沉陷；選擇適宜地層的配套鉆錐和鉆孔事故處理的配套機(jī)具，接通水電供應(yīng)，備好造泥漿粘土和排渣溝；調(diào)整鉆機(jī)，使鉆機(jī)起吊滑輪緣，鉆錐中心和樁孔中心三者在同一垂線(xiàn)上，穩(wěn)定好鉆機(jī)；

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)螺旋鉆初次成孔后，樁孔內(nèi)大部分的泥土已經(jīng)鉆出，大大降低了沖擊鉆機(jī)的擴(kuò)孔阻力，但在二次擴(kuò)孔過(guò)程中仍然要控制擴(kuò)孔速度，時(shí)時(shí)監(jiān)控，保證擴(kuò)孔過(guò)程中不發(fā)生鉆機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心現(xiàn)象；開(kāi)鉆擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)慢速?zèng)_進(jìn)，保護(hù)好護(hù)筒刃腳處的孔壁，鉆進(jìn)深度5～10m后，加快擴(kuò)孔速度；同時(shí)，要監(jiān)控沖入深度，待到達(dá)巖面時(shí)要重新調(diào)整沖擊頻率及速率，

(4)鉆孔檢查、清孔成孔

1)鉆孔完成后用檢孔器檢測(cè)孔徑和傾斜度；成孔孔徑不得小于設(shè)計(jì)直徑，傾斜度不大于1％，檢孔器用Φ22鋼筋籠制成，外徑與設(shè)計(jì)直徑相等，長(zhǎng)度為4-6米，用長(zhǎng)度符合規(guī)定的檢孔器上下兩次檢查樁徑是否合格，合格后進(jìn)行清孔；

2)驗(yàn)孔合格后，采用掏渣法清空，要求用手摸泥漿中無(wú)2mm～3mm大的顆粒為止，掏渣后，用一根水管插入孔底注入高壓水，使水流將泥漿沖稀，泥漿相對(duì)密度降低后向孔口溢水，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員用標(biāo)準(zhǔn)比重儀實(shí)測(cè)，當(dāng)孔內(nèi)泥漿指標(biāo)達(dá)到1.03～1.1，孔底回淤厚度≤300mm，即可停止清孔；

(四)由內(nèi)至外一旋多沖雙機(jī)交合施工技術(shù)

為充分發(fā)揮兩種機(jī)械的配合工效，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告及螺旋鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)施工效率計(jì)算得雙機(jī)旋沖比為1:4；具體方案為長(zhǎng)螺旋施工在前、沖擊鉆施工在后，由內(nèi)向外一旋四沖配合施工，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)初次鉆孔至巖面后，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的路徑向外移動(dòng)至下一個(gè)樁位，沖擊鉆機(jī)及時(shí)就位進(jìn)行二次擴(kuò)孔入巖，

(五)放鋼筋籠及澆筑混凝土

(1)鋼筋籠的制作及入孔

1)將事先加工好的鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)；

2)起吊鋼筋籠時(shí)，嚴(yán)格控制鋼筋籠的變形，在鋼筋籠的里邊用鉛絲綁扎足夠長(zhǎng)度的桿，吊鉤處用鋼扁擔(dān)勾掛鋼筋籠；鋼筋籠整體入孔的時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)；

3)安放鋼筋籠要牢固，以防在混凝土澆筑過(guò)程中鋼筋籠落入井中或被浮起，同時(shí)還要防止鋼筋籠插入孔壁；

(2)拼下導(dǎo)管

1)下導(dǎo)管前要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行閉水試驗(yàn)，保證導(dǎo)管拼接牢固，保證不能漏水，導(dǎo)管不能接觸到鋼筋籠，以防導(dǎo)管在提升過(guò)程中掛壞鋼筋籠或?qū)摻罨\提起；

2)混凝土導(dǎo)管采用旋轉(zhuǎn)式嵌口導(dǎo)管；

3)拼下導(dǎo)管之前應(yīng)先將導(dǎo)管進(jìn)行組合，放在平整地面上對(duì)接擰緊，檢查頂絲的松緊度，并在導(dǎo)管外側(cè)用紅漆注明長(zhǎng)度，然后在導(dǎo)管兩端用鋼板焊封，并在一端焊兩根Φ10mm的鋼管，一根連接在空壓機(jī)上，一根連結(jié)在氣壓表上，用空壓機(jī)壓氣，檢查導(dǎo)管的密封度，用千斤頂檢查導(dǎo)管的抗拉力；

4)導(dǎo)管底口至孔底標(biāo)高控制在0.25～0.4米之間；

5)工程技術(shù)人員要自始至終堅(jiān)守在現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格檢查頂絲和導(dǎo)管的下放節(jié)數(shù)；

(3)灌注水下混凝土

1)混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土灌車(chē)運(yùn)輸，灌車(chē)將混凝土直接運(yùn)送到漏斗中，漏斗中混凝土數(shù)量以保證首盤(pán)封底控制；

2)灌注混凝土前實(shí)驗(yàn)室應(yīng)做好混凝土配合比實(shí)驗(yàn)；灌筑過(guò)程中要堅(jiān)守在施工現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)做好試件取樣工作；

3)灌注混凝土前應(yīng)檢查沉淀層厚度，沉淀層厚度控制300㎜以?xún)?nèi)，超過(guò)規(guī)定用空壓機(jī)吹浮；

4)混凝土采用導(dǎo)管法，灌注混凝土有一人統(tǒng)一指揮下令剪球，關(guān)注速度要循序漸進(jìn)；導(dǎo)管底部以適當(dāng)?shù)纳疃嚷裨诠嗳氲幕炷涟韬衔飪?nèi)；灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為25～40mm，第一次灌注的混凝土應(yīng)將導(dǎo)管埋入的深度不得小于1m；在灌注樁過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常用百米繩探測(cè)孔內(nèi)混凝土面位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管深度控制在2m～6m之間，拆除導(dǎo)管時(shí)，控制在每次只拆除一節(jié)；

5)為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m時(shí)，降低混凝土的灌注速度；當(dāng)混凝土上升到鋼筋骨架底口4m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢復(fù)正常灌注速度。