CN100350105C - 振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法 - Google Patents

振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法 Download PDF

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本发明公开了一种振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法。包括以下步骤：(1)沉入钢护筒；(2)成孔；(3)起拔钢护筒：混凝土灌注完毕后，初期用振动锤振动起拔，当吊机可以直接拔起钢护筒时，停止振动锤直接用吊机起拔。本发明所用的钢护筒由至少两节以上筒状钢护筒单元节组成，在每节的两端口外侧壁上圆周均布有连接耳，两相临的钢护筒单元节端口上的连接耳纵向对称，用螺栓连接。本发明解决了巨厚软塑、流塑敏感地层桩基施工中使用振动打桩锤沉拔钢护筒成孔护壁问题。所用钢护筒易于加工，成本低，安全可靠，便于安装操作。该方法沉入、拔出钢护筒效率高，可与成孔施工平行进行，实现了桩基施工流水作业，从而提高了施工效率，保证了工程质量。

Description

振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法
技术领域
本发明涉及一种桩基施工技术，具体涉及一种振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法。
背景技术
在建设施工中，钻孔灌注桩是常用的基础形式。钻孔灌注桩施工中，遇到巨厚软塑、流塑及敏感地层时，一般均需要下入钢护筒将软弱地层隔离才能安全钻进成孔。目前，旋挖钻机这种高效率的钻孔机械已普遍应用于桩基施工领域，也越来越多地进入巨厚软塑、流塑地区。由于地层较软，设计桩长较深，而旋挖钻孔无循环泥浆护壁的特殊性，需下设较深的钢护筒以满足成孔要求。对旋挖钻机来说，可自行沉拔钢护筒，该项技术的最大优点是不需要投入其它辅助设备，沉拔钢护筒、钻进成孔均由旋挖钻机完成。但由此也产生了一些不足：一是下入、拔出钢护筒均由钻机完成，钻机须配备专用摆管装置，附带的摆管装置影响了钻机的灵活性，给操作钻机带来不便，同时占用工作时间，影响成孔效率，无法实现钻进施工流水作业；其次是钢护筒需用特殊材料、特殊加工，增加了制作和施工成本；三是完成混凝土灌注后，由钻机起拔钢护筒过程中，钢护筒在一定角度范围旋转扭动，对桩身混凝土将产生不良影响；四是钢护筒的沉拔深度和速度受钻机输出扭矩的限制。上述缺陷的存在，影响了钻孔灌注桩施工技术的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法，使沉、拔钢护筒工序与成孔、混凝土灌注工序互不影响，平行作业，从而加快施工速度，降低施工成本，提高工程质量。
本发明给出了一种用于振动打桩锤沉、拔钢护筒成桩技术的专用组合式钢护筒。
本发明所说的振动打桩锤沉、拔钢护筒成桩方法包括如下步骤：
(1)沉入钢护筒
a、测放桩位控制点
放好桩位点后，以桩位点为中心，设四个对称控制点，控制点用四根钢筋打入地下不少于0.5米作为标志，对称控制点的两条连线交汇于桩位点定位，检测无误后定位；
b、将钢护筒定位架置于孔口，然后根据控制点将定位架找中定位；
c、用起重机将预先连接起的振动打桩锤与组合式钢护筒吊起放入钢护筒定位架的中心，并根据相对位置将钢护筒找中，使其处于自由状态竖直放置于事先挖好的孔口底部；
d、用经纬仪监测调整钢护筒的垂直度，确认钢护筒垂直后由吊机缓慢将钢护筒下放，靠其自重使钢护筒切入土层；
e、当自重沉入受阻，并确认钢护筒垂直后，启动振动打桩锤继续沉入钢护筒，直至要求深度。
(2)成孔
a、先钢护筒内钻进，钻深超过钢护筒底口后，更换钻头钻进；
b、使钻孔内充满泥浆，采用普通泥浆护壁成孔；
(3)起拔钢护筒
a、混凝土全部灌注完毕后立即开始起拔钢护筒，初期用振动锤振动起拔，当吊机可以直接拔起钢护筒时，停止振动锤直接用吊机起拔；
b、整体拔出钢护筒后，将各组螺栓再次拧紧，将拆除的钢护筒内外清理干净，以便下次使用。
用于本发明振动打桩锤沉、拔钢护筒成桩方法的专用组合式钢护筒，其结构是这样的：
为了满足振动打桩锤将钢护筒沉入、拔出的强度要求，并保证具有互换性，钢护筒采用组合式结构，多点式连接，组合式钢护筒由至少两节以上筒状钢护筒单元节组成，在每节的两端口外侧壁上分别设有上连接耳和下连接耳，连接耳在钢护筒外侧壁上圆周均布，两相临的钢护筒单元节连接端口上的连接耳纵向对称，用螺栓连接。这种结构形式，由于连接点之间预留有应力缝，所以，连接后的每组钢护筒具有很好的螺栓防松效果和很高的整体刚性、垂直振动力传递能力。
用于振动打桩锤沉、拔钢护筒成桩技术的专用组合式钢护筒，在上连接耳内侧面设有引导面，便于钢护筒之间承插对接。
在组合式钢护筒的最底端一节铬钢护筒单元节称为底口，为防止沉入时钢护筒单元节钢管变形，底口筒壁有加强层。
每节钢护筒单元节上的连接耳数量可根据钢护筒的直径具体确定，一般情况每节钢护筒单元节一端口的连接耳应不少于6个，均布于钢护管单元节端口的外侧壁圆周上，上连接耳突出于钢护筒单元节的上端口，下连接耳设在接近钢护筒单元节的下端口里侧部位。
本发明取得的技术进步是：用振动打桩锤沉入和拔出钢护筒，不占用钻机时间，实现单独作业，能充分发挥旋挖钻机的施工效率，实现桩基施工流水作业，从而加快了施工速度；钢护筒连接快速、方便，拔出率高，可重复使用达数十次，使用寿命长，可大大节约施工成本；拔出时对桩身混凝土无扰动，不影响桩身混凝土强度，且有密实作用，提高了工程质量；钢护筒结构简单，连接可靠，制作成本低，接点阻力小，且钢护筒单元节之间可以任意互换连接，可按需要组成不同长度的组合。
附图说明
图1是钢护筒的结构示意图。
图2是图1的A处局部放大图。
图3是上连接耳的主视图。
图4是上连接耳的左侧视图。
图5是上连接耳的俯视图。
图6是下连接耳的主视图。
图7是下连接耳的左侧视图。
图8是下连接耳的俯视图。
图9是底口的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用以说明本发明。
实施例
一、本实施例给出的振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法包括以下步骤：
(1)沉入钢护筒
a、设桩位控制点
放好桩位之后，用四根φ16～φ20的钢筋打入地下不少于0.5米作为控制点，对称控制点的两条连线交汇于桩位点，经检验无误后定位；
b、将组合式钢护筒定位架置于孔口，然后，根据控制桩点将定位架(用于观测钢护筒水平相对位置的简易钢架)找中定位；
c、由适应施工场地负重行走和起重能力的履带式起重机，将预先连接起的振动打桩锤与钢护筒组(连接长度视需要沉入深度确定)吊起放入钢护筒定位架的中心孔中，并根据相对位置将钢护筒找中，使其处于自由状态竖直放置于事先挖好的孔口底部；
d、用经纬仪监测调整钢护筒的垂直度，确认钢护筒垂直后由吊机缓慢将钢护筒下放，并用两台经纬仪在钢护筒相互垂直的两个方向监测其垂直度，靠其自重使钢护筒切入土层；
e、当自重沉入受阻，并确认钢护筒垂直后，即可启动振动打桩锤继续沉入钢护筒，直至要求深度。
(2)成孔
由旋挖钻机成孔，使用设有泄压孔及锥形筒体的挖泥钻斗(BAUER公司所采用或类似的钻头形式)以避免吸钻；
a、使用短螺旋钻头，先钢护筒内钻进，钻头超过钢护筒底口后需更换挖泥钻头钻进。
b、适当调整泥浆参数，减小其失水量和粘度，成孔采用普通泥浆护壁，使钻孔内充满泥浆，以保证孔壁的稳定；
(3)起拔钢护筒
a.混凝土全部灌注完毕后立即开始起拔钢护筒工作，起拔钢护筒初期用振动锤振动起拔，所用吊具、起拔全过程吊机天轮-振动锤-钢护筒轴线成一直线，当吊机可以直接拔起钢护筒时，立即停止振动锤直接用吊机起拔。
b、整体拔出钢护筒后，将各组螺栓再次拧紧，将拆除的钢护筒内外清理干净，以便下次使用。
二、本实施例给出成桩方法所使用的组合式钢护筒的具体结构如下：
参见图1，组合式钢护筒由钢管作成的钢护筒单元节1、钢护筒单元节2、钢护筒单元节3以及底口4组成，每节钢护筒单元节端口设有12个连接耳，每端6个，均布于钢护筒单元节两端外侧壁圆周上，上连接耳突出于钢护筒单元节的上端口，下连接耳设在接近钢护筒单元节的下端口里侧部位，两相临的钢护筒单元节的连接端口上的连接耳纵向对称，即钢护筒单元节1上的下连接耳与钢护筒单元节2上的上连接耳纵向对称，依次类推。见图5和图8，在每个钢护筒单元节的上连接耳6上设有螺栓连接孔10，下连接耳5上设有用于调整上、下连接点的条形调整孔11，调整孔11的作用是修正上、下连接点与相邻连接点通孔的位置偏差之用，可以很方便地穿入螺栓9将钢护筒单元节两两紧固连接在一起。其作用是修正上、下连接点与相邻连接点通孔的位置偏差之用，可以很方便地穿入螺栓，提高各节钢护筒之间的互换性。参见图2，在上连接耳6内侧面设有引导面7，其作用是便于钢护筒之间承插对接，8为上连接耳的定位面，起到两钢护筒单元节端口定位作用。见图9，在组合式钢护筒的最底端一节钢护筒单元节为底口4，底口4与其它钢护筒单元节不同之处是在其筒壁有加强层12，即该节的筒壁为加厚层，目的是为了防止沉入时钢护筒单元节钢管变形。制作钢护筒的关键是两连接点之间预留5mm左右的应力缝，以便紧固螺栓时产生一定的预加应力，可有效防止螺栓退扣松脱，保证连接后的每组钢护筒具有很好的螺栓防松效果和很高的整体刚性、垂直振动力传递能力。
本发明经过在电厂(软、流塑淤泥层厚18m～25m)等工程中试用，取得了很好的效果。实践证明，该方法提高了钻机的工作效率，直径1.0米，深度50米左右的钻孔灌注桩8～9小时就可完成，比依靠旋挖钻机沉拔钢护筒提高成孔效率50％以上。此外，该方法仅钢护筒制作费就比摆管方式节约80多万元，具有显著的经济和社会效益。

Claims (1)

1、一种振动打桩锤沉拔钢护筒成桩方法，其特征是包括以下步骤：
(1)沉入钢护筒
a、设桩位控制点
放好桩位，用四根钢筋打入地下不少于0.5米作为控制点，对称控制点的两条连线交汇于桩位点定位，检测无误后定位；
b、将钢护筒定位架置于孔口，然后，根据控制点将定位架找中定位；
c、用起重机将预先连接起的振动打桩锤与组合式钢护筒吊起放入钢护筒定位架的中心孔中，并根据相对位置将钢护筒找中，使其处于自由状态竖直的放置于事先挖好的孔口底部；
d、用经纬仪监测调整钢护筒的垂直度，确认钢护筒垂直后由吊机缓慢将钢护筒下放，靠其自重使钢护筒切入土层；
e、当自重沉入受阻，并确认钢护筒垂直后，启动振动打桩锤继续沉入钢护筒，直至要求深度；
(2)成孔
a、先钢护筒内钻进，钻头超过钢护筒底口后，更换钻头钻进；
b、使钻孔内充满泥浆，采用普通泥浆护壁成孔；
(3)起拔钢护筒
a、混凝土全部灌注完毕后开始起拔钢护筒，初期用振动锤振动起拔，当吊机可以直接拔起钢护筒时，停止振动锤直接用吊机起拔；
b、整体拔出钢护筒后，将各组螺栓再次拧紧，将拆除的钢护筒内外清理干净。
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