矩形灌注樁氣舉反循環(huán)多頭鉆成槽施工方法

1、矩形灌注樁氣舉反循環(huán)多頭鉆成槽施工方法技術(shù)交底書一、發(fā)明創(chuàng)造名稱矩形灌注樁氣舉反循環(huán)多頭鉆成槽施工方法二、所屬技術(shù)領(lǐng)域工程施工技術(shù)三、現(xiàn)有技術(shù)矩形灌注樁現(xiàn)有技術(shù)有三種：1、同步提土壓灌矩形灌注樁成樁裝置與方法；2、液壓抓斗矩形灌注樁施工方法；3、矩形灌注樁氣舉反循環(huán)多頭鉆成槽施工方法其中同步提土壓灌矩形灌注樁成樁裝置與方法（已有專利）施工主要是干取土同步灌注混凝土然后下壓鋼筋籠的施工工藝。該工藝主要存在施工速度慢、鋼筋籠下壓困難尤其是現(xiàn)在的樁基施工尺寸斷面越來越大、深度越來越深，該施工工藝的適應(yīng)性不強。液壓抓斗施工采用直抓成槽施工，其主要存在的問題和缺點是對矩形灌注樁界面尺寸的適應(yīng)性不強。一種

2、矩形灌注樁截面尺寸要做一套新的斗體和導板，非常不經(jīng)濟。另外液壓抓斗由于一抓施工，如果垂直度控制不好在上下提升斗體時將會比較困難，會造成孔徑不斷放大，嚴重情況下會產(chǎn)生埋斗等機損現(xiàn)象。四、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明可以很好地適應(yīng)各種地質(zhì)條件（選用不同的鉆頭稍加改造）以及各種矩形灌注樁的截面尺寸（鉆頭排布調(diào)整）。本發(fā)明的施工工藝由于施工荷載小，采用膨潤土泥漿護壁矩形灌注樁施工質(zhì)量能保證成槽過程中槽壁穩(wěn)定，導向精確高可以滿足樁基垂直度要求以及施工速度快。因此是一種可以廣泛推廣使用的矩形灌注樁施工方法。本發(fā)明的核心是以噴導管兼具成樁定位裝置和氣舉反循環(huán)出渣通道的多頭鉆破碎取土，氣舉反循環(huán)出渣，邊成槽邊修槽，重疊槽位

3、連續(xù)施工完成矩形灌注樁成槽施工方法。本發(fā)明采用成槽機架、噴導管、潛水鉆機和籠式鉆頭等主要設(shè)備豎向從上到下切削土層。噴導管底部設(shè)置的進漿口和噴導管底部設(shè)置的氣水混合區(qū)利用空壓機通過噴導管旁邊的風道連通氣水混合區(qū)在噴導管內(nèi)部產(chǎn)生負壓將鉆頭破碎的泥土通過噴導管排出地面，同時在自重作用下通過與鉆頭相連的修槽器的修理鉆頭形成的圓弧重疊槽壁為直線槽壁。然后根據(jù)矩形灌注樁截面尺寸重疊連續(xù)成槽，直到成槽完畢。本發(fā)明成槽機架采用軌道式，可以沿矩形樁長邊方向滑動成槽。噴導管采用無縫鋼管制作并加裝外側(cè)風道和軌道式的鉆頭限位裝置。噴導管通過固定在成槽機架上的固定限位裝置鎖定，下端通過噴導管底部的靴子插入土層固定。噴導

4、管的安裝垂直度可以通過經(jīng)緯儀控制。噴導管的平面位置通過成槽機架控制；鉆頭通過型鋼架子限位在噴導管滑槽中卷揚機驅(qū)動；型鋼架子上根據(jù)矩形樁短邊尺寸設(shè)置透空式的鋼制修槽器，能夠在鉆頭成槽的同時修理不規(guī)則的弧形槽壁，同步完成矩形樁截面尺寸成槽施工。由于矩形灌注樁相比圓形灌注樁有在相同截面積情況下側(cè)面摩擦樁承載力提高16%以上的特點以及在矩形灌注樁截面進行配筋更加合理，在相同抗彎要求的情況下可以比圓形灌注樁節(jié)省相當程度的鋼筋用量。因此矩形灌注樁隨著施工工藝的不斷完善正在目前的市政、橋梁、工業(yè)民用建筑和碼頭樁基工程設(shè)計施工中在逐步推廣使用。采用本發(fā)明能夠在矩形灌注樁的施工中做到進度有保證、質(zhì)量可靠，精度滿

5、足設(shè)計要求，顯著降低施工成本。采用本發(fā)明在矩形灌注樁的施工中可以根據(jù)不同矩形樁的截面組合設(shè)計鉆頭的排布，快速進行適應(yīng)性改造，節(jié)約改造費用，提高整個施工的效益。五、具體實施方案（一）施工步驟：1、引導孔施工：由于采用噴導管進行氣舉反循環(huán)出渣，因此噴導管的引導孔必須先行施工。根據(jù)目前工程樁基的截面尺寸，引導孔直徑可以等同于矩形灌注樁的短邊寬度，但不宜小于60cm。引導孔的深度等于成槽深度。引導孔的施工可采用普通鉆機或旋挖鉆機。2、樁機安裝施工：首先進行軌道安裝，然后把機架安裝到軌道上。再進行噴導管的安裝，把噴導管插入到先期施工的引導孔內(nèi)。其中噴導管內(nèi)徑與外徑應(yīng)根據(jù)土層條件以及矩形灌注樁成槽深度、在

6、整體起吊安裝噴導管施工中確保噴導管不變形的剛度等要求綜合來確定；噴導管長度大于成樁深度23m；噴導管底部設(shè)置靴子，靴子上有噴導管吸口，通過靴子的土層嵌固以及噴導管與成槽機架的上端固定形成垂直體。噴導管一側(cè)設(shè)有滑道，起到限位鉆頭以及修槽器的作用；噴導管還要設(shè)置封閉的風道，風道上端開孔連接空氣壓縮機軟管，下端在高于噴導管吸口的管壁上開一定直徑的孔洞在噴導管內(nèi)部形成氣水混合區(qū)。導管頂部彎曲90º方便出渣，外設(shè)渣土沉淀渣斗或圍堰，形成一套氣舉反循環(huán)出渣系統(tǒng)，其中鉆頭一般采用潛水多頭鉆也可采用沖擊鉆等鉆頭。3、破碎取土和出渣施工驅(qū)動鉆頭沿著噴導管導向限位自上而下的破碎切削土層，破碎的渣土自上而

7、下落入引導孔孔底。通過開啟氣舉反循環(huán)出渣裝置在噴導管內(nèi)部氣水混合區(qū)形成負差，利用壓差將渣土從噴導管內(nèi)部隨泥漿噴出地面，同時將修槽器剝落的渣土也同樣排出槽位。4、全斷面施工一個斷面自上而下成槽施工完畢后成槽樁架沿著軌道在矩形灌注樁的長邊移動定位，一般情況成槽施工斷面要重疊至少1/3鉆頭施工直徑。重復(fù)以上3個步驟直到槽孔幾何尺寸滿足設(shè)計要求為止，整個施工過程要及時補充新鮮、熟化的泥漿防止噴出泥漿量過大，槽內(nèi)泥漿液面過低，槽壁不穩(wěn)造成坍孔情況。泥漿液面高度一般要高于施工地下水位1.5m，施工作業(yè)面以下不大于50cm；（二）矩形灌注樁氣舉反循環(huán)多頭鉆成槽施工特點：1、施工機具簡單，拼裝容易；2、斷面適應(yīng)性強，改裝方便快捷，費用?。?、成槽效率高，可適應(yīng)于砂性土層，粘性土層，礫砂等地層，成槽效率一般在每小時1520立方米左右；3、成槽垂直度精度高，可以達到1/300；4、成修槽一體節(jié)省了單獨修槽時間，清漿置換工作量也同時減小。（三）工程實例：首鋼京唐聯(lián)合有限責任公司成品碼頭一期一步工程和一期二步工程（國家重點工程）碼頭矩形灌注樁的截面尺寸1.0m×1.7m、根數(shù)500根、地質(zhì)構(gòu)造是以粉砂和粉細砂為主的地層，采用本法施矩形灌注樁截面符合設(shè)計要求，沉渣厚度小于設(shè)計要求，垂直度達到了1/300。六、附