[發明專利]鋼-混旋挖鉆機作業平臺及其施工方法

有效

• 申請號: 202011487120.0
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN113006706B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 徐聲亮;陳巨峰;林函
• 申請（專利權）人: 寧波市政工程建設集團股份有限公司
• 主分類號: E21B15/00
• 分類號: E21B15/00;E21B21/01;E21B41/00;E02D5/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

本發明公開了一種鋼?混旋挖鉆機作業平臺及其施工方法。該旋挖鉆機作業平臺包括旋挖作業平臺，旋挖作業平臺為雙筏板體系作業平臺；雙筏板體系作業平臺，包括兩個相互平行并間隔設置的第一、第二預制平臺，且第一、第二預制平臺之間的間隔區封閉箱型結構，并在箱頂表面沿著長度方向設置有旋挖機履帶區域；預制平臺與目標旋挖作業區域之間能夠形成泥漿循環體系。由此可知，本發明具有低基底應域內，通過在橫向兩端分別布置一個橫梁連接組件，以圍合形成一個封閉的目標旋挖作業區域；所述的橫梁連接組件與預制平臺之間的連接方式為可拆卸連接方式；預制平臺為力特點的同時，滿足文明施工需求，另外，本發明還具有良好的通用性。

技術領域

本發明公開了一種鋼-混旋挖鉆機作業平臺及其施工方法，主要用于現場文明施工要求較高的上軟下硬地層旋挖成孔作業，屬于工程施工技術領域。

背景技術

隨著我國城市化的日益推進，城市人口規模穩步提高，城市快速路成為解決市區交通擁堵的重要手段。國內常見的城市快速路均采用“地面道路+主線高架”，主線高架的承臺位于地面道路的中央分隔帶內(該區域不適合采用塘渣填筑方案，因為存在塘渣填筑、余方棄置雙重成本壓力)。通常情況下，城市快速路的建設規模大，鉆孔灌注樁數量多，且工期長，當樁基礎范圍內涉及中風化巖層、圓礫層或卵石層時，旋挖成孔工藝具有較高的經濟優勢。

但是，我國相當部分城市位于河口三角洲區域或濱海區域(如：長三角、珠三角、環渤海城市圈)，其地層的表層通常覆蓋15～20m的淤泥質粉質粘土，具有上軟下硬的特點。因此，地質條件極差(一方面，表層土的承載力低，f_ak通常不超過60kPa；另一方面，表層土的壓縮系數大，E_s通常超過0.5MPa^-1)，無法支承旋挖鉆機作業要求(市場上廣泛采用的旋挖鉆機通常在100噸～150噸左右，履帶基底平均應力超過100kPa)，原因在于，這種地質結構，在過大的基底反力作用下，除承載力、地基變形影響外，還會嚴重加劇鉆孔的護壁難度(在主動土壓力系數Ka一定的情況下，孔壁承擔的主動土壓力隨孔口附加應力的增加呈線性增長，而旋挖成孔工藝為確保鉆頭的出入靈活性，護壁泥漿的粘度通常不超過24Pa?·s)，因此，有效控制旋挖鉆機基底應力是上軟下硬地層旋挖成孔工藝的核心要點。

另外，旋挖成孔工藝的文明施工挑戰極大，主要體現為旋挖鉆斗的進、回尺將導致泥漿反復外溢、回流。施工期間，受機械振動影響，土石方極易發生泥漿滲流，在場地內漫延——干燥狀態下，泥漿固化形成揚塵；濕潤狀態下，泥漿與現場土、石混在一起，呈現臟、亂、差的現場風貌，嚴重違背文明施工要求。

舉例來說，常規旋挖機鉆桿直徑508mm，內部套嵌4～5根內管，內管最小直徑約300mm，平均壁厚2.5cm，鉆孔深度按60m計，鉆桿自身所需容積為1.885m³；鉆頭直徑1.0m，高度約1.5m，所需容積為1.18m³。故泥漿外溢總量V1約3.065m³。每個鉆頭進尺按0.8m計，?1.0m鉆孔灌注樁需補充的泥漿回流量V2為3.7m³。

因此，在鉆孔平臺設計時，應考慮泥漿處置方案。

為解決上述的技術問題，申請人申請了中國專利CN109356530A(發明名稱：一種軟土地基旋挖鉆機平臺及其施工方法)，該申請采用預制裝配式混凝土結構，并已投入工程實踐，取得了較好的使用效果，主要體現在以下2個方面：

1)預制裝配式混凝土板塊形成整體后，擴大了基底面積，有效地控制了基底應力，使原狀軟弱土不僅可以承擔120噸旋挖鉆機的荷載，而且預制平臺區域的沉降控制在14mm以內；

2)內埋式導流管與周邊粘土壩有效地控制了旋挖鉆斗升降引起的泥漿外溢、回流，確保了現場安全文明施工狀態。

但是，工程實踐表明，混凝土結構面臨著“通用性差”、“適用性不佳”的困境：

1)預制平臺的鉆孔位置相對固定，對不同樁位的適用性差；