空氣潛孔錘灌注樁施工工藝及方法

1、空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)完成灌注樁施工工藝及應(yīng)用實(shí)例摘 要 : 利用空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)成孔進(jìn)行灌注樁是樁基施工中的一種常見的施工 工藝，本文結(jié)合工程實(shí)例，對該工藝進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞 : 空氣潛孔錘；灌注樁施工；工藝流程一、根本情況空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝能夠大幅度提高鉆進(jìn)效率，保證工程質(zhì)量，降低施工本錢，具 有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。采用無循環(huán)干式作業(yè)，空氣既作為動(dòng)力又作為排渣介質(zhì)，不污 染環(huán)境。鉆具對孔壁的碰撞時(shí)機(jī)較少，潛孔錘以高頻對孔底沖擊，防止了對巖石或傾斜 地層產(chǎn)生孔斜的影響，從而可提高鉆孔的垂直度，同時(shí)也可減少孔壁巖石坍塌。塘朗車輛段工程是深圳地鐵 5 號線工程的重要組成局部。本工程總占地

2、面積，根底 采用獨(dú)立樁基承臺，樁型多項(xiàng)選擇用1000鉆沖孔灌注樁，根據(jù)詳勘及補(bǔ)勘資料分 析，場地巖面上下起伏， 且在殘積層、 全、強(qiáng)、中等風(fēng)化巖中夾有微風(fēng)化巖球狀風(fēng)化體， 直徑達(dá) 2-3 米，且垂直分布有多層。面對這種工程量大，地質(zhì)存在堅(jiān)硬孤石的施工情況 下，如采用傳統(tǒng)沖孔樁施工工藝，將嚴(yán)重滯后施工工期，因此在灌注樁的施工中采用了 空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐證明采用潛孔錘灌注樁工藝鉆進(jìn)效率高，成孔質(zhì)量好，保證了施工的工期 與質(zhì)量要求，取得了理想的效果，現(xiàn)結(jié)合本工程對空氣潛孔錘灌注樁施工工藝進(jìn)行詳細(xì) 介紹，希望能對其它類似工程的施工提供借鑒。二、施工工藝選型及原理1 、施工工藝選型根據(jù)工程設(shè)計(jì)

3、要求及場地工程地質(zhì)條件，沖孔灌注樁樁機(jī)選用150PW型雙盤旋鉆機(jī)，配 370 型風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖鉆成孔。因其在各種軟硬地層、碎石層、卵石層及巖層等復(fù) 雜條件下均可輕松施工鉆孔成樁，且由于外鉆套保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)干法成孔新工藝，孔徑、 孔壁形狀質(zhì)量好、垂直度精度高，施工速度快等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于樁基工程施工中。在施 工過程中因基巖上部土層松軟、松散，極易產(chǎn)生縮徑塌孔等現(xiàn)象，為防止樁孔縮徑及塌 孔等現(xiàn)象發(fā)生，基巖上部土部采用跟管鉆進(jìn)，即沖鉆孔過程中采用外徑為、壁厚為的無 縫鋼管跟進(jìn)護(hù)壁。樁身砼水下砼 ,灌注采用直升導(dǎo)管法。套管采用 5.5T 履帶式啟動(dòng)機(jī)配 60 型激震式震動(dòng)錘進(jìn)行起拔。2、施工原理空氣潛孔錘是

4、以壓縮空氣為功力的一種風(fēng)動(dòng)沖擊工具。雙盤旋轉(zhuǎn)組合鉆具它所產(chǎn)生的沖擊功和沖擊頻率可以直接傳給鉆頭，然后再通 過鉆機(jī)和鉆桿的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，形成對巖石的脈動(dòng)破碎能力，同 時(shí)利用潛孔錘排出的壓縮空氣，將破碎后的巖石顆粒排出體 外，從而實(shí)現(xiàn)了孔底沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)清孔的目的。雖然空氣潛 孔錘加套管護(hù)壁工藝也是沖擊成孔原理，但是加快了鉆進(jìn)速 度，克服了坍孔問題，減少了環(huán)境污染，提高了工作效率。 液壓式雙盤旋套管鉆機(jī)三、機(jī)械設(shè)備配備機(jī)械設(shè)備配備詳見下表:序號設(shè)備名稱規(guī)格型號功率KW單位數(shù)量1樁機(jī)150PW回轉(zhuǎn)鉆機(jī)220臺12鋼管 810米2003履帶式起重機(jī)QUY100T臺14全液壓挖掘機(jī)臺15空氣壓縮機(jī)中壓330H

5、P臺16電焊機(jī)BZ-500臺37振動(dòng)錘60型個(gè)18氣割工具套:19導(dǎo)管 250m4010初灌斗m3X 211全站儀臺112經(jīng)緯儀臺113水準(zhǔn)儀臺1注：空氣壓縮機(jī)、啟動(dòng)機(jī)和挖掘機(jī)以柴油為動(dòng)力，現(xiàn)場設(shè)備只有鉆機(jī)和電焊機(jī)需要 電力，用電總負(fù)荷約450KW,其中經(jīng)常性運(yùn)行設(shè)備負(fù)荷約 400KW。四、潛孔錘施工工藝流程潛孔錘施工工藝流程見以下圖:潛孔錘施工工藝流程起吊導(dǎo)管拔除導(dǎo)管五、施工方法1、施工準(zhǔn)備1施工放樣應(yīng)在施工場地調(diào)整平整后進(jìn)行，放樣前要認(rèn)真復(fù)核施工控制點(diǎn)，并 在施工現(xiàn)場設(shè)立本工程的固定水準(zhǔn)點(diǎn)，認(rèn)真保護(hù)測量點(diǎn)位，經(jīng)常地檢查，防止點(diǎn)位受損 或其他原因造成的精度下降。2樁位全站儀放樣。測量儀器應(yīng)通

6、過有資格的檢驗(yàn)單位進(jìn)行有效標(biāo)定，并在有 效使用期間內(nèi)。按照測量要求和為了防止測量失誤或減小誤差，測量要采用“雙測制，并經(jīng)過監(jiān)理或業(yè)主復(fù)檢驗(yàn)收。3施工區(qū)附近設(shè)假設(shè)干個(gè)以上不受打樁影響的水準(zhǔn)點(diǎn)，以便控制樁頂標(biāo)高，每 根樁完成后均須作標(biāo)高記錄。4根據(jù)原始確認(rèn)坐標(biāo)點(diǎn)，測放測放樁位點(diǎn)，同時(shí)在不受打樁影響地段測量設(shè)置 2 個(gè)平安永久性控制點(diǎn)，用于施工過程中檢查校正各軸線點(diǎn)或復(fù)核樁位。施工軸線必須嚴(yán) 格按設(shè)計(jì)坐標(biāo)點(diǎn)引測，并經(jīng)屢次復(fù)核后確認(rèn)，施工現(xiàn)場軸線控制點(diǎn)位置應(yīng)設(shè)在不受打樁 作業(yè)影響的地方，并加以保護(hù)。5根據(jù)設(shè)計(jì)的樁位圖，按施工順序?qū)吨鹨痪幪枺罉短枌?yīng)的軸線，按尺寸 要求施放樁位。6樁位放樣允許誤差1

7、0mm，設(shè)置樁點(diǎn)用鋼筋頭打入地坪，外露，距樁點(diǎn) 1米 設(shè)置護(hù)點(diǎn)使用鋼筋，并在打樁前進(jìn)行復(fù)核。7開樁時(shí)應(yīng)會同監(jiān)理單位共同復(fù)核樣樁，及時(shí)辦理隱蔽工程驗(yàn)收簽證手續(xù)。2、沖鉆成孔空氣潛孔錘的鉆機(jī)型號為MZ150,為國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備；美國公司產(chǎn)螺桿空氣壓縮機(jī)一 臺，型號為900XHH1150XH公稱容積流量25.5 m332.6m3pa,可以滿足鑿巖、排渣清 孔的需要。長螺旋鉆桿提升排渣，鉆孔產(chǎn)生的渣由潛孔錘排渣孔排出；為保證鋼套管較好的護(hù)壁作用，防止卡鉆、埋鉆和提高鉆進(jìn)效率，在進(jìn)入巖石前鉆進(jìn)時(shí)，要保持潛孔錘 與套管的同步跟進(jìn)，并且要進(jìn)行 12 次提拔長螺旋鉆桿排渣清孔，尤其是在大塊徑砂卵 石層尤為重要；套

8、管的入巖深度要認(rèn)真控制，最大進(jìn)入巖石層20cm,以減少套管和巖壁的摩擦，也可延長套管鉆頭的使用壽命。先啟動(dòng)空氣壓縮機(jī),當(dāng)氣壓到達(dá) 12Mpa 壓力時(shí),潛孔錘形成隨旋轉(zhuǎn)振動(dòng),開動(dòng)鉆 機(jī)內(nèi)外動(dòng)力頭進(jìn)行沖鉆。為防止偏孔,開孔時(shí)要采取慢速沖擊；鋼套管解決了防止樁孔 坍孔、卡鉆或埋鉆的問題。套管隨潛孔錘進(jìn)尺而跟進(jìn)至基巖面后關(guān)閉外動(dòng)力頭,跟管停 止,內(nèi)動(dòng)力頭帶潛孔錘繼續(xù)沖鉆入巖至設(shè)計(jì)孔深。1沖鉆過程中采用勻速慢進(jìn),遇阻力大時(shí)潛孔錘向上提升,提升距離約0 .30,再次隨旋轉(zhuǎn)振動(dòng)沖擊進(jìn)尺,孔深鉆至 5-8 米,提升螺旋桿排除鉆渣一次,鉆至孔深鉆至 進(jìn)行第二次排除鉆渣,孔深到達(dá)設(shè)計(jì)要求。采用空壓機(jī)氣壓到達(dá) 12

9、Mpa 壓力清孔 2-3 分鐘,提升螺旋桿排除鉆渣。2鉆進(jìn)參數(shù)： 330HP 空壓機(jī),鉆進(jìn)過程中為 12Mpa 氣壓,進(jìn)入巖石層電流表參 數(shù)值為220A，潛孔錘氣壓值2.41-3.鉆進(jìn)過程中禁止移動(dòng)鉆機(jī)，要保持機(jī)架的穩(wěn)定；按 設(shè)計(jì)要求樁基端頭進(jìn)入中微風(fēng)化巖石一倍樁徑深度,可本鉆機(jī)隨機(jī)取樣困難,為保證樁 基施工質(zhì)量，鉆孔深度可根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，再利用樁架上的高度標(biāo)志進(jìn)行控制，潛孔 錘進(jìn)入巖石層時(shí)，從鉆機(jī)鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)動(dòng)聲音也可直觀地聽到，所以入巖深度便于控制。如 果為了工程保險(xiǎn)起見，也可按2倍樁徑入巖深度來進(jìn)行控制。45Mpa，內(nèi)螺旋桿轉(zhuǎn)數(shù)17 轉(zhuǎn)/分，外護(hù)筒套筒 7.8 轉(zhuǎn)/分?？咨罴翱椎壮猎?jīng)檢驗(yàn)

10、符合要求后終孔。3、清孔鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)孔深后潛孔錘孔底通過氣壓清孔 2-3 分鐘隨螺旋桿提升排除沉渣，經(jīng) 檢測孔深與沉渣厚度w 50mm滿足設(shè)計(jì)要求后停止。在鉆機(jī)潛孔錘頭端部設(shè)有排渣通道， 鑿除的渣可利用壓力風(fēng)為介質(zhì)由排渣通道排到長螺旋鉆桿上，將長螺旋鉆桿提升，鉆出 的渣就可直接排至孔外，完成鉆孔的清孔，通過高壓高速壓力風(fēng)的清理后，孔底被清理 干凈，不存在沉渣。當(dāng)檢測沉渣厚度 50mm 時(shí)，應(yīng)將潛孔錘再次下入孔內(nèi)進(jìn)行第二次請孔，直到滿足 實(shí)際要求。4、鋼筋籠制作與吊裝鋼筋籠采用現(xiàn)場加工，當(dāng)鋼筋籠長小于 24 米時(shí)，整體吊裝。當(dāng)鋼筋籠長大于 24米時(shí)，采用孔口焊接連接鋼筋籠。整體吊裝鋼筋籠使用吊繩

11、吊裝，在鋼筋籠上不少于4 個(gè)吊點(diǎn)。5、水下砼灌注 鋼筋籠就位后，可將事先連接好的砼澆注料斗和導(dǎo)管整體吊入孔內(nèi)，吊入時(shí)要有專 人監(jiān)護(hù)調(diào)正，防止刮掛鋼筋籠。導(dǎo)管要連接牢固，并帶有密封圈，保證密封。料斗容積 選用1.2 m3,可以滿足初灌方量，砼澆注前要在下料斗安裝好隔水板。工程采用商品混 凝土，利用混凝土臂架輸送泵車澆注；澆注過程中，起重機(jī)要保持起吊狀態(tài)，隨時(shí)提拔 導(dǎo)管；澆注完成后，起吊料斗和導(dǎo)管，放到另外鉆孔驗(yàn)收合格的樁孔中，待重復(fù)下道澆 注工序；如果未能在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)繼續(xù)澆注砼時(shí)，要用清水清洗料斗和導(dǎo)管。6、套管起拔當(dāng)樁基混凝土灌注完成，檢查無誤后，采用 55T履帶式起重機(jī)配合60型激振式振 動(dòng)

12、錘將套管拔出。先開啟振動(dòng)錘振動(dòng) 1分鐘后再起吊拔管，起拔速度控制三1米/分，自 澆注完成后，振動(dòng)拔管時(shí)間控制在 30 分鐘完成，最長不得超過 60分鐘。六、效果與體會1、該空氣潛孔錘灌注樁施工工藝中采用的雙回轉(zhuǎn)鉆機(jī)具有強(qiáng)大的雙回轉(zhuǎn)鉆削能力， 在塘朗車輛段這種軟硬地層及巖層等復(fù)雜地質(zhì)條件下可輕松施工，快速鉆孔成樁；且有 外鉆套保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)干法成孔新工藝，孔徑、孔壁形狀質(zhì)量好、垂直精度高，施工速度 快。可根據(jù)不同的地質(zhì)情況，靈活調(diào)整鉆頭和鉆套的相對位置，選擇不同的轉(zhuǎn)速以適應(yīng) 不同濃度的鉆孔要求，提高工作效率。2、該空氣潛孔錘灌注樁施工工藝中采用的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)克服了傳統(tǒng)樁機(jī)的噪音、振動(dòng)、 混漿污染等公害問題， 施工無噪音、 無振動(dòng)、 無環(huán)境污染， 有利于文明施工、 平安施工