全套管鉆孔咬合樁施工工藝ppt課件

1、全回轉全套管設備在特殊環(huán)境復雜地層中的應用,2018年4 月 上海,1,目錄,一、引言 二、機械設備 三、工藝原理 四、工藝流程 五、工程應用 六、總結,2,第一部分,引 言,3,1,引 言,樁基工程施工時，當遇到緊臨地下建筑物周邊，對位移敏感的特殊構筑物，或者遇到堅硬深厚卵石層、礫石層，樁位下方存在高承壓水，或設計樁位下方存在廢樁、垃圾土等障礙物時，會對樁基施工的順利成孔、進度與質量造成較大影響。 針對上述問題，采用常規(guī)的泥漿護壁回轉鉆進成孔、旋挖鉆進成孔、沖擊成孔的施工方法受到限制，同時也存在護壁用的泥漿污染環(huán)境、成孔質量差及垂直度不易控制等缺點，尤其是成孔產生的振動，對敏感建筑物造成的影

2、響不容忽視（如地鐵周邊）。近年來出現(xiàn)的全回轉全套管配合旋挖鉆機鉆進或配合履帶吊沖抓鉆進技術，可以有效進行地下清障或成樁施工，尤其套管超前工況下更適用于地鐵周邊或周邊環(huán)境及地質條件復雜的場合，近年來已被工程界廣泛采用。,4,第二部分,機械設備,5,2,機械設備,全回轉全套管技術的設備包括全回轉驅動裝置、液壓動力裝置、鋼套管、沖抓斗等。此外，為實現(xiàn)對大體積鋼筋混凝土塊體、老樁等進行破碎，還配有液壓重錘和鉛錘。,6,2,機械設備,全回轉主機和液壓動力站,7,2,機械設備,鋼套管,沖抓斗,刀筒節(jié),機械設備,2,沖錘,刀頭,8,第三部分,工藝原理,9,3,工藝原理,原理：全回轉鉆機動力設備夾緊套管進行3

3、60回轉鉆進，在壓入力和扭矩的共同作用下將套管壓入土層深部，首節(jié)套管帶合金刀頭，在鉆進同時切割硬質土層或障礙物。 楔形塊通過上部回轉支承安裝在夾緊裝置平臺上，并均布在套管的周圍。當安裝在套管夾緊裝置上的夾緊油缸收縮時楔形塊被擠進套管與大齒圈之間，夾緊套管。驅動裝置中帶行星減速機的液壓馬達回轉工作時，回轉扭矩通過大齒圈和楔形塊傳遞給套管，進行鉆孔掘削作業(yè)。當夾緊油缸伸長時，楔形塊被抬起，松開套管。通過壓拔裝置中液壓油缸的伸縮將套管壓入或拔出土中。 套管中的巖土可用沖抓斗或旋挖鉆機取出。遇到大的漂石或孤石可先用十字沖錘砸碎再取出。套管鉆至設計標高位置后，即可進行后續(xù)成樁或回填作業(yè)。,全回轉全套管工

4、藝原理,10,3,工藝原理,裝置示意圖,裝置俯視圖,11,第四部分,工藝流程,12,工藝流程,13,1、施工準備 施工準備的主要工作為平整場地，由于該鉆機設備較大且相關輔助較多，對進出通道及作業(yè)平臺有一定的要求，故施工準備需考慮如樁基鋼筋籠加工制作、渣土轉運、鋼筋籠起吊安裝、樁基混凝土灌注等作業(yè)所必須的施工通道和作業(yè)平面。 2、測量放線 首先對設計圖紙?zhí)峁┑淖鴺?、高程等有關數(shù)據進行認真復核，確認無誤后采用全站儀進行樁位放樣，樁中心放樣完畢后，沿樁中心拉十字線至1.8m以外并作好護樁標記。,測量定位,全回轉鉆機就位,14,3、全回轉主機就位 點位放出后，吊放全回轉底盤，底盤中心要和樁中心點重合。

5、再吊放主機，安裝在底盤上，最后安裝反力叉。,4、吊裝安放鋼套管 主機就位后，吊放安裝鋼套管。,吊裝套管與接管,15,5、測量調整垂直度 全回轉鉆機就位后，進行回轉鉆進，回轉驅動套管的同時下壓套管，實現(xiàn)套管快速鉆入地層，鋼套管鉆進時，在XY兩個方向使用線錘調整套管垂直度。,成孔中監(jiān)控調整垂直度,16,6、套管鉆進取土 套管鉆入地層的同時，利用吊機沿套管內壁釋放沖抓斗至孔底實現(xiàn)沖抓取土或利用旋挖鉆機進行取土。,四川茂縣太平大橋沖抓斗取出巖石,南京大光路K6盾構接收井沖抓斗取土,17,7、鋼筋籠制作安裝 成孔至設計標高后，清孔。經地勘、監(jiān)理、甲方驗收合格后。進行鋼筋籠安裝。,大勝關5號井制作吊裝安放

6、孔口焊接鋼筋籠,18,8、混凝土澆筑、拔套管、澆筑成樁 鋼筋籠安裝完畢后，澆筑混凝土，混凝土澆筑到一定高度后，起拔套管。,澆筑砼,拔除套管,19,第五部分,工程應用,20,5,工程應用,一、四川茂縣新建成蘭鐵路太平站四線大橋全回轉鉆孔灌注樁施工,5.1、高承壓水松軟土地區(qū)超長大口徑全套管鉆孔灌注樁的應用實例,21,5,工程應用,四川茂縣成蘭鐵路太平站四線大橋樁基，樁徑1.5米，成樁孔深最大達143.8米，是國內目前全回轉全套管施工最深的灌注樁，也是全回轉鉆機工法在世界上最深的鋼套管灌注樁，下覆埋深超過90米的1MPa高承壓水水位；施工采用盾安重工DTR2605H全回轉鉆機套管跟進工藝隔斷承壓水

7、，套管分級設置，外套管采用直徑2m鋼套管（60余m)，內套管采用直徑1.5m的鋼套管施工（不拔除），施工樁基七十余根，成功率100%。,22,本工程地下水主要為溝床碎石土內的孔隙水潛水，其次為埋藏于土層中的承壓水，根據19-09鉆探情況，鉆探至約94.7m時，孔內涌水，水樁噴出地表約68m，水量約25m3/d，承壓水壓力約1MPa。,工程應用,5,23,5,工程應用,143.8深孔施工,沖抓取土,24,5,工程應用,高承壓水自然噴涌,樁基合格檢測報告,25,5,工程應用,二、滬昆鐵路桂林段甘塘江大橋全回轉鉆孔灌注樁施工,該工程加固采用1.5m直徑鋼套管樁，樁深40-80m；地層分布有砂層、卵礫

8、石層和呈串珠狀發(fā)育溶洞等，且地下水位較高。施工過程嚴禁對高鐵運行產生干擾、中鐵十二局局指揮部采用了全回轉全套管施工工藝，我公司盾安重工DTR2605H全回轉鉆機參與了搶險施工，搶險前高鐵運行經過此里程段下沉3mm，實際施工過程中，高鐵運行下沉降監(jiān)測仍為3mm，經十二局局指揮部確認全回轉套管施工對運行的高鐵未產生任何干擾，成功的完成了中鐵十二局分配的施工任務。,5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應用實例,26,5,工程應用,全回轉鉆機施工中,27,5,工程應用,三、杭州鳳凰公園地鐵站全回轉鉆孔灌注樁施工,杭州鳳凰公園地鐵站鉆孔灌注樁直徑1.0m，樁長約80m，總數(shù)24根。由于本工程地下

9、發(fā)育有大型溶洞，采用盾安重工DTR2005H全回轉鉆機成孔施工方案，套管采用1000mm鋼管，壁厚30mm，穿過溶洞，進入樁基持力層中風化石英砂巖或硅質灰?guī)r，套管不拔除，采用沖抓作業(yè)成孔工藝。,5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應用實例,28,5,工程應用,從地下80m抓出來的硅質灰?guī)r和石英砂巖,鉆孔柱狀圖,29,5,工程應用,全回轉灌注樁施工中,30,5,工程應用,四、杭州備塘路改建工程全回轉鉆孔灌注樁施工,備塘路（艮山西路-德勝路）改建工程，實施里程長約1.9公里，其中橋梁長度1235.6米，最大跨徑120米。本樁基施工地點位置為23號和24號橋墩，共計24根。樁基孔深78米，樁

10、長70米。樁身上部采用直徑2.0m壁厚32mm的鋼套管進行護壁，套管長度44m，下部34m采用旋挖泥漿護壁成孔。橋墩之間為杭州地鐵一號線，離地鐵最近的樁為5m,為了保證地鐵在樁基施工期間的運行安全，采用盾安重工DTR2005H全回轉全套管鉆機+BG38旋挖鉆機成孔工藝，最大程度減小施工過程對周圍土體的擾動，樁基施工結束后地鐵沉降10mm。,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應用實例,31,5,工程應用,鋼套管焊接,沖抓取土,BG38旋挖鉆機,32,5,工程應用,兩臺全回轉同時在一個承臺上施工,混凝土灌注,33,5,工程應用,五、南京龍王大街南延道路建設工程跨線橋橋樁施工,本工程臨

11、近地鐵隧道的樁基共110根，樁徑1.5米，樁長80米。隧道外皮15m保護范圍內橋梁樁基工程采用鋼套簡施工，避免施工期間對地層擾動過大，且施工完成后禁止拔除鋼套筒。鋼套簡長度33m，鋼套筒規(guī)格為直徑1.6m壁厚16mm，交叉范圍內地鐵寧和城際隧道中間6根樁，鋼套簡長度60m，鋼套簡規(guī)格為直徑1.6m壁厚26mm。施工工藝采用盾安重工DTR2605H全回轉鉆機+BG38旋挖鉆機取土。下鋼套筒時采用全回轉式旋挖鉆，不允許采用有震動性的器械。在施工過程中嚴格保證每次沉管的管底低于抓土面不小于5m，且樁基成孔過程中采取注水或泥漿反壓措施，嚴格控制成孔造成的地層影響。,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管

12、鉆孔灌注樁的應用實例,34,5,工程應用,五、南京龍王大街南延道路建設工程跨線橋橋樁施工,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應用實例,樁基與地鐵位置關系，最近距離2.9m。,35,5,工程應用,全回轉灌注樁施工中,旋挖鉆機配合全回轉施工,36,5,工程應用,5.2、全回轉咬合樁施工,5.2.1施工工藝流程圖,37,5.2.2咬合樁施工順序 咬合樁分A樁和B樁，A樁為無鋼筋籠的素樁，B樁為有鋼筋籠的樁，先施工A樁。采用軟切割的咬合樁B樁施工，在兩A樁初凝前施工，采用硬切割的咬合樁B樁施工，等A樁強度達到30%后再施工兩A樁之間的B樁。施工順序見下圖：,5 工程應用,38,咬合樁施工

13、順序圖,施工順序可根據實際施工進度進行調整，采用全回轉套管機施工，不管素樁強度高低，都可進行咬合切割施工。,1500-1800,39,5.2.3 A樁（素樁）成孔施工,A樁為素樁無需咬合，根據工程的實際情況，如上部有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物的，在施工時全回轉鉆機結合清障一次性成孔，如上部土層情況較差，都為淤泥質黏土或粉土，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比套管內的土面深35m，防止出現(xiàn)土體管涌現(xiàn)象，施工中邊旋轉鋼套管邊抓土至孔底標高后澆筑混凝土。,40,5.2.4 B樁（葷樁或鋼砼樁）成孔施工,B樁成孔，因A樁為素樁混凝土，可在A樁混凝土強度達到一定強度后或在混凝土初凝前進行B樁咬

14、合施工，同樣考慮土質情況，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比套管內的土面深35m，切割咬合時，當相臨兩根素樁強度相差較大時，要控制好垂直度，放慢鉆進速度，同時防止鉆進時鈦合金磨損太快而無法切割至樁底部。,41,5,工程應用,一、南京揚子江大道大勝關橋220kv秦淮濱南盾構井咬合樁施工,5.2、全回轉咬合樁施工,42,5,工程應用,一、南京城市地下管廊大勝關橋220kv秦淮濱南盾構井咬合樁施工,基坑開挖深度28.0m，采用1.2m，間距0.8m咬合樁(軟咬合)支護，樁長44m，共設8道支撐。咬合樁經河海大學超聲波垂直度檢測，垂直度達到0.8。大勝關k5井周邊鄰近大勝關大橋、長江，近有地下管網、河

15、道。設計單位設計全回轉套管護壁灌注樁，以避免傳統(tǒng)施工工藝灌注樁在高水位條件下施工，使周邊地下管網產生變形，出現(xiàn)意外事故，在施工過程中加強對周邊管網監(jiān)測，施工采用沖抓取土及旋挖配合取土的成孔施工工藝，鋼套管超前護壁，有利減小周邊土體的變形，工程完工后地下管網幾乎無任何變形。,5.2、全回轉咬合樁施工,43,5,工程應用,旋挖鉆機配合全回轉施工,沖抓取土,44,5,工程應用,開挖效果圖,河海大學樁基垂直度檢測,45,5,工程應用,二、南京220kV青龍山光華6#盾構井咬合樁施工,5.2、全回轉咬合樁施工,46,5,工程應用,二、南京220kV青龍山光華6#盾構井咬合樁施工,K6盾構工作井(接收井)

16、為內徑12m的圓井，采用明挖法施工建設，最大開挖深度約31.75m。K6盾構工作井基坑圍護結構采用直徑1.2m，間距0.8m套管咬合樁（硬咬合）支護，加鋼筋砼內支撐的形式，有效樁長40米，共62根。,5.2、全回轉咬合樁施工,47,5,工程應用,接管,咬合樁導墻,48,5,工程應用,混凝土灌注,沖抓取土,49,5,工程應用,開挖后效果圖,50,5,工程應用,5.3、全回轉清障施工,全回轉拔樁清障立面示意圖,51,1、應用領域：城市舊城改造、橋梁改建、城市軌道交通等 主要針對于清除舊樁及地下障礙物進行施工，利用全套管全回轉鉆機強大的下壓力和回轉扭矩，將舊樁周圍的土體及障礙物切削分離，用吊車及沖抓

17、斗將分離后的舊樁體及障礙物清除。 2、施工特點 1）舊樁整體拔除：全回轉鉆機產生的下壓力和扭矩，驅動鋼套管轉動將套管鉆入地下，利用管口的高強刀頭對土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物進行切削，將套管鉆入地下至樁底部以下1m以上，然后利用液壓起拔功能將樁拔除。 2）舊樁分段拔除：全回轉鉆機產生的下壓力和扭矩，驅動鋼套管轉動將套管鉆入地下，套管完全套住樁體進行切削作業(yè)，利用套管內壁和樁體間的摩擦力把樁體扭斷，或用楔形錘沿著套管內壁錘擊，使錘頭嵌入樁體及套管間，回轉作業(yè)使樁體扭斷，斷后的樁體用沖抓斗或吊車捆扎取出，依次作業(yè)，直至整根樁清除。 3）破碎清除：即套管套住樁體直接切削，鉆進。然后用重錘對樁體進行

18、沖擊破碎，破碎后的樁體和套管內雜土一起用抓斗取出，反復作業(yè)，直至清除至樁底。 3、施工原理 利用全回轉鉆機產生的下壓力和扭矩，驅動鋼套管轉動將套管鉆入地下，外側套管回旋鉆進作為護壁，內側采用內套管配合楔型錘反向鉆進，將舊樁周圍的土體及障礙物切削后實施土體分離減摩，在拔除舊樁時只需考慮樁的自重無需再考慮樁周圍的摩阻力。,52,4、施工要點 1、測量施工質量控制：找準孔位，鋼套管、鉆機垂直度控制好。 2、成孔施工質量控制：包括成孔垂直度、孔徑、孔深等，仔細觀察拔出的樁和障礙物，嚴格控制清樁深度，清樁要徹底，殘留混凝土塊及鋼筋要抓取干凈。 3、回填施工質量控制：包括回填土含水量、水泥含量等，拔樁作業(yè)完成后應及時回填，填充材料采用摻入7%水泥的粉質粘土進行回填。回填結束后再對原孔位進行分層注漿施工，注漿壓力0.4mpa，水灰比1.0。,53,5,工程應用,一、寧波市軌道交通4號線TJ4015標拔樁工程,地鐵站基坑支護為地下連續(xù)