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岩土研究院

长螺旋引孔在静压PHC管桩施工中的应用

16 2024-09-15 07:03:30

【作者】汪克广

【摘要】随着我国建筑业不断的发展,对于建筑基础施工的质量,逐渐的看重,尤其是近年来预应力高强度混凝土管桩的应用,在提高地基基础施工质量的同时,也给其引孔施工程序,提出了更多的要求,从而使其整体施工工艺,符合国家规定的水平;对此本文就长螺旋引孔在静压 PHC 管桩施工中的应用,结合其工作概况进行分析,希望对于我国建筑业的可持续发展,起着积极促进的意义。

【关键词】长螺旋引孔;静压 PHC 管桩;施工


前言:

随着我国科学技术的不断发展,建筑业也积极的应用新技术、新材料、新工艺、设备等,从而更好的符合现代化建筑业的发展要求;尤其是静压 PHC 预应力管桩的应用,凭借着经济性高、可靠性高以及以噪音、振动小的优势,被广泛的应用到工程建筑中。但是静压 PHC 管桩的应用,对底层条件也提出要要求,要考虑其粉砂、粉土层的参透率及部分消除挤土效应,对此采取长螺旋引孔施工技术,能够有效的克服问题,从而更好的起到辅助的效果。

1、工程概况

地质情况:位于昆明地区滇池沿线某大型综合体项目,填土以杂填土为主,厚度多 2.0m ~ 5.0m, 范围,其下主要为第四系冲击洪积及湖沼相沉积底层,以黏土层和分图层为主,自上而下基本分为 5 个大层。

第一大层:由①层填土组成,其厚度多在 2.0 ~ 5.0m 之间,局部较厚处厚约 7m,该层土成份复杂且极不均匀,结构松散,压缩性高,含有较多块径较大的块石及混凝土块,对桩基施工有较大影响。

第二大层:②层黏土,可塑状态,厚度在 0.8 ~ 4.9m 范围,其下分布较厚软土层。

第三大层:由③ 1 层黏土,厚度 0.5 ~ 4.9m、③ 2 层泥炭质土,厚度 0.5 ~ 4.9m、③ 3 层粉土及它们中的透镜体组成,厚度1.8~8.2m,其中③1层黏土、③2层泥炭质土为本区域状态最差,强度最低的软弱土层;③ 3 等粉土层为液化土层。

第四大层:由④ 1 层泥炭质土及④ 2 层黏土组成,厚度6.9 ~ 17.5m,其中④ 1 层泥炭质土可塑状态,强度较其下④ 2 层黏土差,④ 2 层黏土为可塑状态。

第五大层:由⑤ 1 层泥炭质土、⑤ 2 层粉土及其中的透镜体组成,均为可塑及中密状态,厚度 0.9 ~ 4.7m。其中⑤ 2 层可作桩端持力层,⑤ 21 层及⑤ 22 层可作下卧层使用。

工程情况:工程基础主要为桩承台基础,8、9 号馆采用长螺旋引孔 PHC 预应力管桩施工,周边展馆采用长螺旋钻孔灌注桩施工,各展馆中间局部核心区采用钢筋混凝土预应力方桩。

2、施工工艺分析

2.1 长螺旋引孔原理

长螺旋钻机电动机转动,将动力通过行星变速机构,带给长螺旋钻杆使其转动,螺旋叶片受到钻杆转动的影响,连续嵌固成长螺旋状,土壤受到叶片转动的影响,呈现螺旋向上运动趋势,最后实现取土钻孔。

2.2 施工工艺

长螺旋引孔 PHC 管桩施工工艺:平整场地→测量放线定位→长螺旋桩机就位(垂直度调整)→钻至穿透厚粉土层→提升长螺旋钻杆→ PHC 桩机就位(垂直度调整)→压桩→接桩→压至设计要求→移机至下根桩。

2.3 施工要求

2.3.1 测量定位;完全按照打桩线路设计图,对于测量区域布置定位控制网,同时根据施工的进度,一般都是每个区域放置 15根左右的桩位,并在桩位中心位置,打入长约350mm左右的钢筋,做好标记。

2.3.2 钻机就位;安装好引孔机后,要注意洞口钢护筒上,是否出现引孔机支承垫木的影响;定位后,根据设计标准,在孔中心做好标杆确定孔位;引孔机平稳就位、对中,并测量钻机钻杆的长度,从而更好的选择辅助设施,配置造泥浆粘土;钻杆调整;检查钻机的塔身导杆,使其钻杆、孔位中心对准。成孔;首先将其钻头阀门进行关闭,在接触地面时,开启钻进马达,在钻孔的过程中,时常调整矫正,避免出现误差,当其出现钻进困难时,应当放慢钻进速度。在施工的过程中,及时的清理孔中引出的积土,避免其土体,进入到孔内。针对于塌孔的预防措施,首先控制程

控的速度,然后适当的采取木质素、注浆等方法,对其泥沙的密度进行调整。

2.3.3 管桩施工要求,加强钻孔位的重复审核,压桩机就位后对准桩位,进行开动前的调整;检查管桩深入的钻孔深度;控制孔位中桩尖的误差,当静压桩机夹紧预制桩后,在移动时,保持平衡、垂直,使其平稳的进入到土中。在送桩时,按照设计标高要求进行操作,同时要保证送桩中心线、桩身相对一致,当桩顶不平时,采取措施使其平整,做好送桩后桩孔的填平。接桩工艺,本工程使用的管桩长度主要为 6m 和 9m 两种,上节桩压入地下距离地面 1000mm ~ 1500mm 时停止沉桩,起吊此节桩准备接桩,本项目主要使用焊接接桩,采用高性能 CO 2 自动熔断焊接,在焊缝温度冷却至规范允许范围后才进行此节桩的施压,施工过程严格控制焊缝自然冷却时间不小于 3 ~ 8 分钟的规范要求;反复操作步骤,移机至下根桩,时常调整桩身垂直度、桩顶平面垂直度轴线的吻合问题,以及静压桩机的操作稳定性,使其更好的保证施工质量。

3、施工技术难点

3.1 施工参数问题

根据地勘孔位置,并取不同工况,即不引孔静压、引孔到粗粉砂、粉土层 1.5 米处,以及引孔穿透几种情况,每组工况选择三根桩作为试打桩,可以检测出采取长螺旋引孔方式进行取土,对于静压 PHC 管桩,在穿透隔层时,压力值改变的影响;同时选取不同的时间段,观察间歇压桩,对于复压稳定压力值改变的效果。为其长螺旋引孔方式取土后,桩身摩阻力恢复情况变化的分析,奠定良好的基础;从而更好的完善引孔参数、打桩标准。

3.2 引孔收缩及塌孔问题

3.2.1 长螺旋钻机引孔,主要为部分取土,管桩压入后,会形成仍挤土压力;同时在施工后阶段,侧向挤压应力的提高,当其钻杆拔出时,会出现砂层内部挤压情况,降低了引孔松砂的效果,最终导致工程桩,不能穿透粗砾砂层等状况。对此就要适当调整引孔深度,给砂层应力释放,提供一定的空间;但是要注意引孔深度调整的合理性,避免出现桩身摩擦力恢复困难的情况出现。

3.2.2 粉砂层的挤土压力,会随着施工进度为增加,尤其是在施工后期,挤土压力的累积,使其成桩困难。针对于此类问题,就要采取一定的措施,使其砂层应力得以释放。尽量不要采取一个部位重复引孔的操作方式,这种方法会增加塌孔问题的严重性。

总结:

综上所述,通过对于长螺旋引孔在静压 PHC 管桩施工中的应用分析,发现长螺旋引孔的应用,对于静压 PHC 管桩施工来说,能够有效的起到辅助的效果,从而更好的保证施工的质量、设计承载力,彻底的解决了静压 PHC 管桩成桩困难的问题,像桩身挤压位移、浮桩等问题;同时长螺旋引孔机的应用,成本相对较低、可靠性高。对此可以说长螺旋引孔,是解决锤击管桩穿透砂层的有效施工措施。是值得推广和完善的,从而更好的提高我国建筑业的技术水平。


参考文献:

[1]林章凯 .静压 PH C 管桩穿越卵石层引孔施工技术探讨 [J].福建建筑 ,2013,03:81-83.

[2]程毅 .长螺旋引孔在静压 PH C 管桩施工中的应用 [J].福建建材 ,2013,05:62-63.

[3]黄杰龙 .引孔技术在静压 PH C 管桩施工中的应用 [J].中外建筑 ,2014,09:145-146.

[4]郭晓林 ,宋建文 .长螺旋钻引孔取土对 PH C 管桩施工挤土效应的消减 [J].科技信息 ,2010,11:706.


附件:

长螺旋引孔在静压PHC管桩施工中的应用.pdf