CN109025816B - 超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法 - Google Patents

超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,包括如下步骤:S1:场地平整、钻杆配备:就位前对场地进行平整、压实,或铺垫钢板,以便桩机就位,并且根据引孔深度调整配备相应数量的钻杆,为保证引孔作业流水施工,现场配备两个引孔钻头;S2:定位放线及桩机就位:采用全站仪对预引孔桩位进行放样,钻机就位,完成钻杆垂直度校正和钻头中心对中,定位后,下放钻机前端桅杆下部单个支撑油缸及机身尾部的两个支撑油缸。本发明采用钻杆六方接头设计,可根据成孔需要任意接长钻杆,钻杆连接时插入后仅用双向固定插销即可有效保证钻杆连接可靠,可满足超长桩孔的施工。

Description

超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法
技术领域
本发明涉及长螺旋引孔施工方法技术领域,尤其涉及一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法。
背景技术
预应力管桩具有造价较低、节能环保、施工周期短、桩体质量好、单桩承载力值高的优点。当预应力管桩设计桩长不小于50m,在地面以下约40m的超深位置遇到8~10m的超厚密实砂层时,预应力管桩施工将难以贯入,通常需采取引孔措施穿透砂层来解决上述难题,目前常用的穿透密实砂层的引孔方法有旋挖机引孔和长螺旋引孔。旋挖机引孔具有适用性强、引孔高效、垂直度可自动控制,引孔深度不受限制的优点,长螺旋引孔适用于砂性地层的引孔,施工成本较低,对现场环境影响小。
现有技术存在以下不足之处:旋挖引孔直径一般不小于600mm,且采用泥浆护壁,易产生桩侧壁负摩阻,对发挥管桩侧摩擦力不利,加之旋挖成孔综合成本较高,泥浆成孔亦不利于场地文明施工;长螺旋引孔中的钻机机身高度受限制,引孔深度约35m,无法实现超深砂层大于50米的超深引孔,如何安全、高效、低成本地解决超深超厚密实砂层预应力管桩引孔问题,成为了一个亟待解决的施工难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,具备安全、高效、低成本的优点,解决了旋挖引孔易产生桩侧壁负摩阻,对发挥管桩侧摩擦力不利,加之旋挖成孔综合成本较高,泥浆成孔不利于场地文明施工的问题。
根据本发明实施例的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,包括如下步骤:
S1:场地平整、钻杆配备:就位前对场地进行平整、压实,或铺垫钢板,以便桩机就位,并且根据引孔深度调整配备相应数量的钻杆,为保证引孔作业流水施工,现场配备两个引孔钻头;
S2:定位放线及桩机就位:采用全站仪对预引孔桩位进行放样,钻机就位,完成钻杆垂直度校正和钻头中心对中,定位后,下放钻机前端桅杆下部单个支撑油缸及机身尾部的两个支撑油缸,其与双履带共同承担机身重量及施工过程的荷载,然后复测对中点,查看有无偏差;
S3:引孔施工:引孔采用长螺旋钻杆钻进,所述长螺旋钻杆采用快速六方接头连接和双壁结构设置,其外围为275mm,钻芯为150mm钢柱,钻进过程中自动将渣土排至地面,现场配备一台小型挖掘机和一台铲车及时收转渣土,在第一节钻杆最后一片螺旋叶接近地平面时暂停钻进,将U型固定垫叉件固定钻入的钻杆,防止钻杆接头松开后其下沉;松开钻杆接头的叉梢,移开钻机、吊起第二节钻杆,钻杆间子母六方接头完成套接,插入双向固定插销完成钻杆接长,移除U型垫叉后继续钻进,引孔达到设计深度后,即进行反转提升钻杆,单节钻杆至孔口时,采用孔口垫叉固定,并松开钻杆连接定位梢完成钻杆拆卸,机械操作人员时实观测驾驶室内配置的成孔垂直度监测仪,发现偏差超标及时进行纪纠偏,机身外部应设置垂直两个方向的铅锤仪,辅以专人实时监测钻杆垂直度;
S4:预应力管桩沉桩施工:当引孔区域完成引孔施工后,应尽快完成预应力管桩沉桩施工,预应力管桩采用静压法施工,静压施工时,先将管桩对准桩位,调平后缓慢下压,接桩采用二氧化碳气体保护焊,要求焊缝饱满,冷却8分钟后再进行压桩,沉桩过程中,采用两个方向吊垂直线校核垂直度,保证沉桩垂直度满足要求。
在上述方案基础上,所述长螺旋钻机采用履带式行走机构。
在上述方案基础上,在S3中,所述长螺旋钻杆在钻进过程中,钻渣随钻进即自动将钻渣排至地面,在孔口配合小型挖机清理,可快速实现钻进。
在上述方案基础上,在钻机的前端和后端分别设置了单个和双个液压安全支撑装置,钻进引孔时钻机前、后端安全支撑设置与履带本身共同承担钻机自重和施工附加荷载。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是:
1、成孔深度不受限制:传统长螺旋钻机其钻杆为单节配置,其成孔深度有限,本发明采用钻杆六方接头设计,可根据成孔需要任意接长钻杆,钻杆连接时插入后仅用双向固定插销即可有效保证钻杆连接可靠,可满足超长桩孔的施工;
2、引孔功效高:本发明通过改造旋挖机动力头与长螺旋钻杆,旋挖机动力头扭矩大,长螺旋钻进出土排渣快,大大提高成孔效率;同时钻机履带式行走设计移位速度快,所占用的辅助作业时间少,可有效提高机械利用率,引孔功效高;
3、机械设备操作简便、安全可靠:本发明综合了旋挖钻机和长螺旋钻机的特点,施工过程机械全自动操作,六方接头钻杆连接快捷,钻机前后端配置有液压支撑,操作简便、安全可靠;
4、超深引孔垂直度自动监控:本发明实施过程中通过旋挖钻机内配置的垂直度监测仪器,可自动控制2%以内的引孔垂直度偏差,通过实时监控垂直度偏差,以保证超深引孔垂直度,同时保证管桩施工质量;
5、引孔综合成本低:本发明采用旋挖动力钻进、长螺旋自动排渣,无须使用泥浆成孔,施工效率高,引孔时间短,综合成本低。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明提出的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法的方法流程图;
图2为本发明提出的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法的施工图;
图3为本发明提出的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法的长螺旋钻杆U型固定垫叉结构示意图;
图4为本发明提出的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法的长螺旋钻杆的结构示意图。
具体实施方式
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
参照图1-2,一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,包括如下步骤:
S1:场地平整、钻杆配备:就位前对场地进行平整、压实,或铺垫钢板,以便桩机就位,并且根据引孔深度调整配备相应数量的钻杆,为保证引孔作业流水施工,现场配备两个引孔钻头;
S2:定位放线及桩机就位:采用全站仪对预引孔桩位进行放样,钻机就位,完成钻杆垂直度校正和钻头中心对中,定位后,下放钻机前端桅杆下部单个支撑油缸及机身尾部的两个支撑油缸,其与双履带共同承担机身重量及施工过程的荷载,然后复测对中点,查看有无偏差;
S3:引孔施工:引孔采用长螺旋钻进,钻进过程中自动将渣土排至地面,现场配备一台小型挖掘机和一台铲车及时收转渣土,在第一节钻杆最后一片螺旋叶接近地平面时暂停钻进,参照图3,将U型固定垫叉件固定钻入的钻杆,防止钻杆接头松开后其下沉;松开钻杆接头的叉梢,移开钻机、吊起第二节钻杆,钻杆间子母六方接头完成套接,插入双向固定插销完成钻杆接长,移除U型垫叉后继续钻进,引孔达到设计深度后,即进行反转提升钻杆,单节钻杆至孔口时,采用孔口垫叉固定,并松开钻杆连接定位梢完成钻杆拆卸。实际施工过程中,配置二根底部带长螺旋钻头的钻杆,当完成一根引孔时,移机至临近下一根桩孔位置,把底部钻杆钻进完成后,可移位至上根引孔处将钻杆提升至地面,再移位至下一根对接;
S4:预应力管桩沉桩施工:当引孔区域完成引孔施工后,应尽快完成预应力管桩沉桩施工,预应力管桩采用静压法施工,静压施工时,先将管桩对准桩位,调平后缓慢下压,接桩采用二氧化碳气体保护焊,要求焊缝饱满,冷却8分钟后再进行压桩,沉桩过程中,采用两个方向吊垂直线校核垂直度,保证沉桩垂直度满足要求。
在S3中的引孔过程中,机械操作人员时实观测驾驶室内配置的成孔垂直度监测仪,发现偏差超标及时进行纪纠偏,机身外部应设置垂直两个方向的铅锤仪,辅以专人实时监测钻杆垂直度,长螺旋钻机采用履带式行走机构,在S3中,长螺旋钻杆在钻进过程中,钻渣随钻进即自动将钻渣排至地面,在孔口配合小型挖机清理,可快速实现钻进,参照图4,长螺旋钻杆采用快速六方接头连接和双壁结构设置,长螺旋钻杆采用快速六方接头,同时长螺旋钻杆设计为双壁结构,其外围为275mm,钻芯为150mm钢柱,在钻机的前端和后端分别设置了单个和双个液压安全支撑装置,钻进引孔时钻机前、后端安全支撑设置与履带本身共同承担钻机自重和施工附加荷载。
本发明未详述之处,均为本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1:场地平整、钻杆配备:就位前对场地进行平整、压实,或铺垫钢板,以便桩机就位,并且根据引孔深度调整配备相应数量的钻杆,为保证引孔作业流水施工,现场配备两个引孔钻头;
S2:定位放线及桩机就位:采用全站仪对预引孔桩位进行放样,钻机就位,完成钻杆垂直度校正和钻头中心对中,定位后,下放钻机前端桅杆下部单个支撑油缸及机身尾部的两个支撑油缸,其与双履带共同承担机身重量及施工过程的荷载,然后复测对中点,查看有无偏差;
S3:引孔施工:引孔采用长螺旋钻杆钻进,所述长螺旋钻杆采用快速六方接头连接和双壁结构设置,其外围为275mm,钻芯为150mm钢柱,钻进过程中自动将渣土排至地面,现场配备一台小型挖掘机和一台铲车及时收转渣土,在第一节钻杆最后一片螺旋叶接近地平面时暂停钻进,将U型固定垫叉件固定钻入的钻杆,防止钻杆接头松开后其下沉;松开钻杆接头的叉销,移开钻机、吊起第二节钻杆,钻杆间子母六方接头完成套接,插入双向固定插销完成钻杆接长,移除U型垫叉后继续钻进,引孔达到设计深度后,即进行反转提升钻杆,单节钻杆至孔口时,采用孔口垫叉固定,并松开钻杆连接定位梢完成钻杆拆卸,机械操作人员时实观测驾驶室内配置的成孔垂直度监测仪,发现偏差超标及时进行纠偏,机身外部应设置垂直两个方向的铅锤仪,辅以专人实时监测钻杆垂直度;
S4:预应力管桩沉桩施工:当引孔区域完成引孔施工后,应尽快完成预应力管桩沉桩施工,预应力管桩采用静压法施工,静压施工时,先将管桩对准桩位,调平后缓慢下压,接桩采用二氧化碳气体保护焊,要求焊缝饱满,冷却8分钟后再进行压桩,沉桩过程中,采用两个方向吊垂直线校核垂直度,保证沉桩垂直度满足要求。
2.根据权利要求1所述的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,其特征在于:长螺旋钻机采用履带式行走机构。
3.根据权利要求1所述的一种超深超厚密实砂层预应力管桩长螺旋引孔施工方法,其特征在于:在S3中,所述长螺旋钻杆在钻进过程中,钻渣随钻进即自动将钻渣排至地面,在孔口配合小型挖机清理,可快速实现钻进。
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