CN110593753A - 矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法 - Google Patents

矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法 Download PDF

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Abstract

矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,包括以下步骤:步骤1,准备内业资料;步骤2,施工现场准备;步骤3,平整场地;步骤4,测量放样;步骤5,锁口施工;步骤6,钻孔;步骤6.1,钻机就位;步骤6.2,钻进施工;步骤7,成桩后验孔;步骤8,钢筋笼的制作与吊装;步骤8.1,钢筋笼的制作;步骤8.2,钢筋笼的吊装;步骤9,混凝土灌注。采用成槽机成孔施工取代钻机或人工挖孔施工,成槽机成孔矩形抗滑桩施工方法满足了节点工期要求、降低工程造价、保证了施工安全。课题组实施了成槽机成孔矩形抗滑桩施工工艺,即采用成槽机和长臂破碎锤联合施工抗滑桩的一种新型技术,这种新型技术具有适用性强、施工快速、高效、安全等优点。

Description

矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法
技术领域
本发明属于支挡防护工程施工技术领域,具体涉及矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法。
背景技术
矩形抗滑桩在支护施工过程中是一种常用的支护方法,现场大多采用人工挖孔与护壁同步施工方式进行成孔,这种施工工艺成孔速度慢、效率低且作业人员安全不能得到有效的保障。
目前矩形抗滑桩施工工艺均采用人工挖孔作业,人工挖孔桩施工工艺如下:
放线定桩位及高程→锁扣施工→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→灌注第一节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦(卷扬机)→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→拆第一节、支第二节护壁模板→灌注第二节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→开挖清理孔底→检查验收→吊放钢筋笼→浇灌桩身混凝土→桩顶混凝土养护。
若采用人工挖孔桩挖孔过程中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,成桩周期较长,安全性较差;施工过程中缺氧或地下有有毒气体时容易产生安全事故,作业安全性能差,无法保证生命安全。
发明内容
本发明提出了矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,即采用成槽机和长臂破碎锤联合施工抗滑桩的一种新型技术,这种新型技术具有适用性强、施工快速、高效、安全等优点。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,包括以下步骤:
步骤1,准备内业资料:提前对施工区域内的地下管线及地下构筑物进行调查并形成调查资料;按照要求编制施工组织设计和施工方案并报批完毕;按照要求进行逐级交底并签认;
步骤2,施工现场准备:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,按平面布置图的要求做好施工现场的道路、水电供应、施工设施布置及材料堆放的有关布设,测量放样桩位平面布置图、桩位标高;
步骤3,平整场地:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,利用挖掘机清除地表杂物,人工配合机械平整场地,并清理施工道路,便于后期施工,场地平整;
步骤4,测量放样:采用全站仪或者GPS定位仪按照设计图纸对每个桩的四个角点进行放线定位,并做好标记;
步骤5,锁口施工:锁口放样结束后,采用小型挖掘机按照放样边线进行开挖,开挖完成后人工对四周进行修整,直至垂直度与几何尺寸满足设计要求;
步骤6,钻孔;
步骤6.1,钻机就位:工作平台需碾压密实,若工作平台不密实或者软弱不均时,需铺设钢板或枕木,防止钻进时钻机发生倾斜或者钻进中产生位移或沉陷;采用普通水准仪复测锁口标高,用于钻孔过程中进行孔深测量参考依据;钻机就位完毕后,进行正式钻进;
步骤6.2,钻进施工:先采用旋挖钻圆钻头在四角钻引孔,引孔钻至设计桩底标高为止;然后利用成槽机分三个部位对引孔进行修整,分三次抓斗施工:第一次沿抗滑桩长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第二次沿抗滑桩另一长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第三次将中间剩余的部分抓完,直至设计孔深;抓土过程中根据钻机上的显示仪表进行垂直度观测,随挖随纠偏,若有偏斜及时通过调整钻杆的垂直度让其始终保持钻机钻杆处于垂直状态,钻至距离孔底标高1.0-1.5m时,调整降低钻机的钻进速度,并及时采用测绳对孔底标高进行测量,确保钻孔深度满足设计要求;在施工过程中,若遇坚硬的姜石土、钙质胶结层等复杂坚硬地层时,成槽机则停止抓土作业,硬层部分采用长臂破碎锤进行破碎,并通过长臂破碎锤破碎端头安装的摄像头及时将孔内情况反馈到操作室,以便及时对施工过程进行调整,通过硬层后,继续利用成槽机进行抓土作业,成孔后采用测绳对孔深进行测量,用探笼对长宽、垂直度进行检查施工过程;
步骤7,成桩后验孔:在灌注混凝土前,通过测绳及钢尺对成孔的截面尺寸、槽深、垂直度、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放的实际位置进行检查,并填写相应的质量检查记录;
步骤8,钢筋笼的制作与吊装;
步骤8.1,钢筋笼的制作:钢筋笼制作前利用钢管在加工场地制作胎具,保证钢筋笼快速高效的制作,钢筋笼的具体制作过程为:
步骤8.1.1,钢筋笼采用钢筋集中加工,现场拼装,主筋接长采用双面搭接焊进行连接;
步骤8.1.2,钢筋笼在桁架上加工制作时,按设计尺寸做好加强箍筋,标出主筋的位置,把主筋摆放在平整的工作平台上,并标出箍筋的位置;连接时,使箍筋上任一主筋的标记对准主筋中部的箍筋标记,扶正箍筋,并用直角板校正箍筋与主筋的垂直度,然后点焊;在一根主筋上焊好全部箍筋后,将其余主筋逐根按同样方法焊好,然后,吊起骨架放置在支架上,套入箍筋,按设计位置布置好箍筋并绑扎于主筋上,点焊牢固;最后在主骨架内用钢筋焊接三角支撑;
步骤8.2,钢筋笼的吊装,
步骤8.2.1,骨架的吊装采取25t汽车吊配合55t履带将钢筋笼整体吊装入孔,采用吊装扁担起吊,吊点设在骨架1/4和3/4的位置,并且吊点位置用横撑进行补强处理;
步骤8.2.2,吊放钢筋笼对准锁口中心,吊放时将吊钩移到骨架上端,并取出横撑后,缓慢下降至钢筋笼设计标高为止;
步骤8.2.3,在钢筋笼的骨架最上端定位,由测定的孔口标高来计算吊筋长度,并复核无误后再焊接吊筋;在钢筋笼上拉上十字线,使钢筋笼中心与桩位中心重合;
步骤8.2.4,在吊筋的吊圈内插入两根平行的工字钢,并将整个骨架悬吊在工字钢上;
步骤8.2.5,声测管固定在主骨架上;声测管接长的接头采用焊接方式,为了验证焊接质量,采用灌水检测,防止声测管漏水;若有漏水的现象,需要对漏水点重新焊接,焊接后再次采用灌水检测,直至声测管无漏水为止;
步骤9,混凝土灌注;
步骤9.1,安装导管:钢筋笼安装完毕后,在钢筋笼内安装导管,导管与导管之间采用丝扣连接,并直接放置于导管专用工作平台上,安装完毕后进行混凝土灌注施工;导管使用前应做水密承压、接头抗拉试验;
步骤9.2,混凝土灌注采用导管进行灌注,导管专用工作平台安置在锁口上,混凝土灌注过程中导管应埋入混凝土中1.0-6.0m,最小埋深不得小于1.0m,否则会把混凝土升面附近的浮浆卷入混凝土内,也不宜大于6.0m,埋入太深,将会影响混凝土充分地流动;因此,灌注混凝土过程中要控制好导管的埋置深度,距锁口4米处混凝土需采用插入式振捣棒振捣,灌注完成后立即对导管进行拆卸。
步骤5所述的锁口顶面需高出场地地面150-200mm。
步骤9.2所述的混凝土灌注过程中导管应埋入混凝土中的最优深度为2.0-4.0m。
本发明施工方法的有益效果为:
1、采用成槽机成孔施工取代钻机或人工挖孔施工,成槽机成孔矩形抗滑桩施工方法满足了节点工期要求、降低工程造价、保证了施工安全。课题组实施了成槽机成孔矩形抗滑桩施工工艺,即采用成槽机和长臂破碎锤联合施工抗滑桩的一种新型技术,这种新型技术具有适用性强、施工快速、高效、安全等优点。通过在孝山明洞施工中采用成槽机成孔矩形抗滑桩施工,赢得了宝贵经验。
2、矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法采用Φ0.8m旋挖钻四角成孔,再结合GB34成槽机分部出土,并配合长臂破碎锤开挖坚硬地层从而形成矩形桩孔的施工方法。该工法解决了传统钻孔桩不能形成矩形孔洞、对环境污染严重,遇到膨胀土、姜石土以及钙质胶结层等复合地层成桩难,避免了采用人工挖孔带来的安全风险大、成孔速度慢等难题。矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法工序简单、施工速度快,成桩质量好等突出优点,实现了最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染。该工法为膨胀土地段以及姜石土、钙质胶结层复合地层地段抗滑桩施工提供了宝贵的实践经验,为同类工程的施工提供有价值的示范效应,具有良好的社会效益。
3、矩形抗滑桩在支护施工过程中是一种常用的支护方法,现场大多采用人工挖孔与护壁同步施工方式进行成孔,这种施工工艺成孔速度慢、效率低且作业人员安全不能得到有效的保障。而该工法全程采用机械施工,施工速度快,避免了类似膨胀土地层长期暴露易失稳的安全风险。特别是成槽机成孔相比人工挖孔,作业人员安全得到了大大提升。
4、成槽机成孔矩形抗滑桩施工机械设备性能先进,具有自动化程度高、劳动强度降低、振动小。利用GB34液压抓斗成槽机挖槽,只是用机械挖土,并将土装入运渣的翻斗车运走,不用堆放,并且成孔时,一般情况下可以不用泥浆护壁,有效降低污染。
5、根据类似地层施工经验若采用人工挖孔一根2.5m×2.75m×20m矩形抗滑桩从开挖到成孔大约需要45天(护壁等强时间较长),而机械成孔现场若没有硬层,一台成槽机从开挖到成孔每天能保证成孔1.2根,若存在硬层也能保证一天成孔1根,较人工挖孔机械成孔明显速度快、效率高。存在硬层时成孔采用成槽机和长臂破碎锤等机具联合施工的新型技术。采用成槽机成孔,技术先进、施工效率高、提升速度快、闭斗速度快、成孔速度快,在不同的地层均能够快速成孔,可以有效的缩短施工工期。
6、在复杂地层中的成槽施工,也由单一的纯抓、纯冲、纯钻、纯铣工法等发展到采用多种成槽工法的组合工艺,能起到事半功倍的作用—效率高、成本低、质量优。在利用GB机械成孔过程,需要与其他设备配合使用,如,当遇到钙质胶结层等硬层成槽机无法直接成孔时,可以采用长臂破碎锤配合施工,相比人工破碎,施工速度大幅提升,且长臂破碎锤自带摄像头,能及时将孔内情况反应至操作室,操作人员能清晰了解孔内情况。
7、本工法适用于膨胀土地层,以及姜石土、钙质胶结层等复杂地层抗滑桩施工。
在复杂的土层中机械成槽过程中,会因为下雨、土质软弱富水等原因造成孔壁坍塌现象,为此,在机械成孔过程中,需及时了解近期的天气情况,特别是大雨、大雪及气温等气象预报,随时掌握气象变化情况,以便提早做好预防工作。
(1)膨胀土中的机械成槽
膨胀土是一种浸水后体积剧烈膨胀,失水后体积显著收缩的黏性土。在膨胀土上机械成孔过程中,应提前在孔的四周一定范围内铺设临时防水材料,并在地表水汇集处形成排水槽,使雨水及时排离桩孔附近。遇到下雨天气时,在孔口四周形成一定坡度的排水坡,使雨水及时远离孔壁附近,防止土体受到雨水侵蚀,使土体膨胀造成孔壁塌陷。
(2)钙质胶结层中的机械成槽
钙质胶结层是一种硬度比较大的土层,在钙质胶结层机械成槽过程中,当其厚度较大时,普通成槽机械会很难有效进尺,因此,在施工中长臂破碎锤配合施工。
(3)姜石土中的的机械成槽
姜石土是一种由重粘性土包裹砂砾状的姜石形成。姜石土湿时极黏,干时坚硬,筛除姜石的土属于高塑性黏土,可塑性很强,有强的吸水性,工程碾压时的和易性差,为此,应做好类似膨胀土的地表的防渗与排水措施。另外,在姜石土上机械成孔过程中,在遇到坚硬的姜石土时,抓土暂停,采用长臂破碎锤进行破碎,破碎通过后,继续利用成槽机进行抓土作业。
附图说明
图1为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的引孔位置示意图;
图2为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法成槽机施工顺序图;
图3为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法成槽机成孔图;
图4为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的引孔施工示意图;
图5为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的成槽机施工顺序示意图,其中图5(a)为第一抓施工,图5(b)为第一抓施工后效果,图5(c)为第二抓施工,图5(d)为第三抓完毕后效果;
图6为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法用成槽机测斜系统示意图;
图7为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的硬层处采用长臂破碎锤破碎示意图;
图8为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的钢筋笼在胎具上绑扎示意图;
图9为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的吊装钢筋笼过程示意图;
图10为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法的导管结构示意图;
图11为本发明矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法工法工艺流程图;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
郑万铁路河南段ZWZQ-3标段孝山明洞,孝山明洞全长950米,两侧采用2.5m×2.75m桩矩形抗滑桩支护,共368根,桩长20.0-22.0m不等,该段工程主要地质岩性为:粉质黏土、细圆砾土、姜石土和钙质胶结层,场地内分布的第四系上更新统黏性土层,岩土种类较多,工程性质较差,存在膨胀土,具有中等膨胀性,个别强膨胀性,具有吸水显著膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂、硬结现象,长期暴露易失稳。采用本发明的矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法完成。
该工程遵照如下规范完成:
1、劳动力组织与主要设备
1.1劳动力组织
项目经理部下设明洞架子队担任孝山明洞的施工,见表1.1。架子队按业务分工和职责范围密切配合,各司其职,对工程进行有效、全面的监控和管理,承办各项业务工作。明洞抗滑桩施工任务分配及劳动力配置,见表1.2。
表1.1主要管理人员
表1.2明洞抗滑桩施工任务分配及劳动力配置表
1.2主要设备
明洞抗滑桩施工主要设备配置,见表1.3。
1.3主要设备配置
2、质量控制
本工法质量标准除按《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)执行外,还需要按以下条文执行。
(1)成桩质量检查主要包括成孔、钢筋制作和安装、灌注混凝土(拔导管)等三个工序过程中的质量检查;
(2)对原材料的质量与计量,混凝土坍落度、含气量等进行检查;
(3)在施工中严格按照有关质量要求对桩的位置、孔深、几何尺寸、垂直度、钢筋安放实际位置、拔管速度等进行严格控制,并填写相应质量检查记录;
(4)灌注混凝土时要连续均匀下料,灌注速度不宜过快,导管埋深控制在2.0m-4.0m之间,在灌注混凝土过程中随时观察测量混凝土面标高和导管的埋深,严防将导管提出混凝土面确保成桩质量;
(5)钢筋制作前应对钢筋规格、焊条规格与品种、焊缝质量、套丝长度和丝端断面、主筋和箍筋制作偏差等进行重点检查。
3、安全措施
机械成孔施工过程,安全必须得到保障,注意问题如下:
(1)设置专职安全员,负责工程施工过程中的安全检查指导工作,依据安全操作规程及现场实际情况及时检查,对存在的安全隐患及时提出整改措施,并进行安全指导;
(2)施工人员进入施工现场必须佩带安全帽;
(3)孔口2.0m范围内严禁堆放杂物和积土,挖出的土必须做到随挖随运,保证孔口的安全;
(4)挖孔桩施工,应随时清除杂物,开挖完成的孔口,以及挖孔暂停期间应加设安全防护栏或者孔口覆盖,防止落物入孔或人员不慎坠下;
(5)夜间施工时,现场必须有符合操作要求且充足的照明设备,现场应设置围栏,并悬挂红灯示警标志,要注意安全用电,照明采用36V以下安全灯;
(6)起重作业前必须检查起重机的制动器、吊钩、钢丝绳和安全防护装置是否完好,严禁机械带病作业;起重作业中必须严格执行“十不吊”、“七禁止”的制度,操作人员持证上岗;起重作业应由专人统一指挥,其它人员有明确分工。操作人员严格按《起重机械安全规程》操作;
(7)现场施工用电必须做到三级配电、两级保护,临时用电采用一箱一孔。严格执行“一机一闸一漏”;所有钢筋施工机械严格按《机械安全操作规程》进行操作,配电箱及开关必须防雨,设门并配锁,进、出线口必须设在箱体下底面,箱内禁放杂物,并定期检查,严禁将电线栓在铁扒钉、钢筋或其它导电金属物上。经常检查线路及各接头处,防止事故的发生;
(8)电工、电焊工必须穿绝缘鞋,戴绝缘手套,且必须持证上岗;
(9)混凝土浇注时,孔口应有必要的防护措施,防止工作人员不慎坠入。
4、环保节能措施
孝山明洞的施工过程,环保节能十分重要,必须采取相应的施工措施:
(1)本工法实施过程中,执行《建筑施工现场环境与卫生标准》(JGJ146-2013、J735-2004)。建立健全各项管理制度,明确各岗位人员职责,技术、安全交底落实到每个施工人员手中;
(2)各种材料堆放有序,废弃物及时清运;
(3)施工区域配备适当有效的灭火器材,并放置在醒目处。施工时产生的各易燃垃圾均及时清理出场;
(4)施工过程中,采取措施,保护周围植被。
矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,如图11所示,包括以下步骤:
步骤1,准备内业资料:提前对施工区域内的地下管线及地下构筑物进行调查并形成调查资料;按照要求编制施工组织设计和施工方案并报批完毕;按照要求进行逐级交底并签认;
步骤2,施工现场准备:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,按平面布置图的要求做好施工现场的道路、水电供应、施工设施布置及材料堆放的有关布设,测量放样桩位平面布置图、桩位标高;
步骤3,平整场地:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,利用挖掘机清除地表杂物,人工配合机械平整场地,并清理施工道路,便于后期施工,场地平整;成槽机在土层中施工适应性强。对于软土地层,如人工填土层、淤泥层、淤泥质土层、粉细砂层、中粗砂层、粉质粘土层、可塑粉质粘土层、硬塑状粉质粘土层、局部淤泥层和强风化泥质粉砂岩层等,基本上均可以采用液压抓斗成孔;
步骤4,测量放样:采用全站仪或者GPS定位仪按照设计图纸对每个桩的四个角点进行放线定位,并做好标记;
步骤5,锁口施工:锁口放样结束后,采用小型挖掘机按照放样边线进行开挖,开挖完成后人工对四周进行修整,直至垂直度、长、宽、深满足设计要求,锁口几何尺寸通过具体的工程而定;绑扎钢筋,支立模板,再进行锁口浇筑混凝土,锁口顶面需高出场地地面150-200mm,以防施工用水、雨水、杂物等进入孔内;
步骤6,钻孔;
步骤6.1,钻机就位:工作平台需碾压密实,若工作平台不密实或者软弱不均时,需铺设钢板或枕木,防止钻进时钻机发生倾斜或者钻进中产生位移或沉陷;采用普通水准仪复测锁口标高,用于钻孔过程中进行孔深测量参考依据;钻机就位完毕后,进行正式钻进;
步骤6.2,钻进施工:先采用Φ0.8m旋挖钻圆钻头在四角钻Φ0.8m引孔,引孔钻至设计桩底标高为止,设计桩底标高位置根据锁口标高及测绳长度计算,然后利用成槽机分三个部位对孔进行修整,分三次抓斗施工:第一次沿抗滑桩长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第二次沿抗滑桩另一长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第三次将中间剩余的部分抓完;抓土过程中根据钻机上的显示仪表进行垂直度观测,随挖随纠偏,若有偏斜及时通过调整钻杆的垂直度让其始终保持钻机钻杆处于垂直状态,钻至距离孔底标高1米时,调整降低钻机的钻进速度,并及时采用测绳对孔底标高进行测量,确保钻孔深度满足设计要求,如图1至图6所示;在施工过程中,若遇坚硬的姜石土、钙质胶结层等复杂坚硬地层时,成槽机则停止抓土作业,硬层部分采用长臂破碎锤进行破碎,并通过长臂破碎锤破碎端头安装的摄像头及时将孔内情况反馈到操作室,以便及时对施工过程进行调整,通过硬层后,继续利用成槽机进行抓土作业,成孔后采用测绳对孔深进行测量,用探笼对几何尺寸、垂直度进行检查施工过程,如图7所示;
步骤7,成桩后验孔:在灌注混凝土前,通过测绳及钢尺对成孔的截面尺寸、槽深、垂直度、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放的实际位置进行检查,并填写相应的质量检查记录;若沉渣厚度大于50mm,需采用钻头对孔底沉渣进行清理,至满足孔底沉渣厚度要求;若截面尺寸、槽深、垂直度不合格,需用钻头对尺寸偏小不合格的地段进行扩孔至满足要求;
步骤8,钢筋笼的制作与吊装,钢筋笼加工地需设置加工场,由于钢筋笼的制作需要花费较长的时间,一方面,为了使制作钢筋笼的速度与挖槽速度协调一致;另一方面,现场已成型的钢筋笼的重量和体积均较大,因此,制作钢筋笼需要较大的作业场所,根据现场实际留置场地空间满足钢筋笼存放的需要;通常加工钢筋笼所需的设备主要有:电焊机、气压焊接机、钢筋切断机、钢筋弯曲机、工作平台、钢筋螺纹滚丝机及其他辅助工具;工作平台的尺寸一般为:长度比每段钢筋笼长度每端短300mm,宽度比钢筋笼的宽度每边宽150mm;
步骤8.1,钢筋笼的制作:钢筋笼制作前利用钢管在加工场地制作胎具,保证钢筋笼快速高效的制作,钢筋笼的具体制作过程为:
步骤8.1.1,钢筋笼采用钢筋集中加工,现场拼装,钢筋笼设计长度分别为19.8m和21.8m,加工过程中主筋采用Φ28,主筋接长采用双面搭接焊进行连接;
步骤8.1.2,钢筋笼在桁架上加工制作时,按设计尺寸做好加强箍筋,标出主筋的位置,把主筋摆放在平整的工作平台上,并标出箍筋的位置;连接时,使箍筋上任一主筋的标记对准主筋中部的箍筋标记,扶正箍筋,并用直角板校正箍筋与主筋的垂直度,然后点焊;在一根主筋上焊好全部箍筋后,将其余主筋逐根按同样方法焊好,然后,吊起骨架放置在支架上,套入箍筋,按设计位置布置好箍筋并绑扎于主筋上,点焊牢固;最后在主骨架内用Φ28钢筋焊接三角支撑,以加强其刚度,保证骨架起吊时不变形,如图8所示;
步骤8.2,钢筋笼的吊装,
步骤8.2.1,骨架的吊装采取25t汽车吊配合55t履带将钢筋笼整体吊装入孔,为防止钢筋笼变形,采用吊装扁担起吊,吊点设在骨架1/4和3/4的位置,并且吊点位置用横撑进行补强处理,钢丝绳直径采用Φ18,吊装过程确保钢丝绳无断丝现象;
步骤8.2.2,吊放钢筋笼对准锁口的中心,吊放时将吊钩移到骨架上端,并取出横撑后,缓慢下降至钢筋笼设计标高为止;
步骤8.2.3,在钢筋笼的骨架最上端定位,由测定的孔口标高来计算吊筋长度,并复核无误后再焊接吊筋;在钢筋笼上拉上十字线,使钢筋笼中心与桩位中心重合;
步骤8.2.4,在吊筋的吊圈内插入两根平行的30b工字钢,并将整个骨架悬吊在工字钢上;
步骤8.2.5,声测管固定在主骨架上;声测管接长的接头采用焊接方式,为了验证焊接质量,采用灌水检测,防止声测管漏水;若有漏水的现象,需要对漏水点重新焊接,焊接后再次采用灌水检测,直至声测管无漏水为止,如图9所示;
步骤9,混凝土灌注;
步骤9.1,安装导管:钢筋笼安装完毕后,在钢筋笼内安装导管,导管与导管之间采用丝扣连接,并直接放置于导管专用工作平台上,安装完毕后进行混凝土灌注施工;导管采用φ300mm钢导管,标准节段长为3.0m,配不同长度的调整节段,底端配一根4.0m长导管;导管使用前应做水密承压、接头抗拉试验,如图10所示;
步骤9.2,混凝土灌注采用导管进行灌注,导管专用工作平台安置在锁口上,混凝土灌注过程中导管应埋入混凝土中2.0-4.0m,距孔口4米处混凝土需采用插入式振捣棒振捣,灌注完成后立即对导管进行拆卸。
孝山明洞施工中,在明洞两侧边坡设C35钢筋混凝土抗滑桩支护。20米抗滑桩单桩机械成孔相对于合同收入亏损9513元,相对于人工成孔节约成本14772元,标段内共计368根,节约成本约544万元。
矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法采用Φ0.8m旋挖钻四角成孔,再结合GB34成槽机分部出土,并配合长臂破碎锤开挖坚硬地层从而形成矩形桩孔的施工方法。该工法解决了传统钻孔桩不能形成矩形孔洞、对环境污染严重,遇到膨胀土、姜石土以及钙质胶结层等复合地层成桩难,避免了采用人工挖孔带来的安全风险大、成孔速度慢等难题。矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法工序简单、施工速度快,成桩质量好等突出优点,实现了最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染。该工法为膨胀土地段以及姜石土、钙质胶结层复合地层地段抗滑桩施工提供了宝贵的实践经验,为同类工程的施工提供有价值的示范效应,具有良好的社会效益。
可见,采用旋挖钻四角成孔,结合成槽机分部出土,以及配合长臂破碎锤开挖坚硬地层从而形成矩形桩孔的施工方法,具有良好的社会效益和经济效益。
矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法作为新施工技术,有效的解决了膨胀土地段以及姜石土、钙质胶结层等复杂地层地段抗滑桩施工的难题,施工效益大大提高并降低了安全风险,明显地缩短了施工工期。
矩形抗滑桩机械快速成孔施工工法符合现行施工规范要求,在孝山明洞矩形抗滑桩施工中的应用,能够满足现场施工的需求,施工工法是切实可行的。孝山明洞抗滑桩施工为明洞主体施工提供了工作面,缩短了施工工期,降低了施工成本,成桩质量好,确保了施工安全。目前已顺利完成,取得了良好的效果,并完成了施工任务。说明了该施工工法技术成熟、可靠、社会效益明显、经济效益显著。该施工工法在类似复杂地质条件施工中具有推广使用价值和广阔的应用前景。

Claims (3)

1.矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,准备内业资料:提前对施工区域内的地下管线及地下构筑物进行调查并形成调查资料;按照要求编制施工组织设计和施工方案并报批完毕;按照要求进行逐级交底并签认;
步骤2,施工现场准备:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,按平面布置图的要求做好施工现场的道路、水电供应、施工设施布置及材料堆放的有关布设,测量放样桩位平面布置图、桩位标高;
步骤3,平整场地:在成槽机成孔矩形抗滑桩施工前,利用挖掘机清除地表杂物,人工配合机械平整场地,并清理施工道路,便于后期施工,场地平整;
步骤4,测量放样:采用全站仪或者GPS定位仪按照设计图纸对每个桩的四个角点进行放线定位,并做好标记;
步骤5,锁口施工:锁口放样结束后,采用小型挖掘机按照放样边线进行开挖,开挖完成后人工对四周进行修整,直至垂直度与几何尺寸满足设计要求;
步骤6,钻孔;
步骤6.1,钻机就位:工作平台需碾压密实,若工作平台不密实或者软弱不均时,需铺设钢板或枕木,防止钻进时钻机发生倾斜或者钻进中产生位移或沉陷;采用普通水准仪复测锁口标高,用于钻孔过程中进行孔深测量参考依据;钻机就位完毕后,进行正式钻进;
步骤6.2,钻进施工:先采用旋挖钻圆钻头在四角钻引孔,引孔钻至设计桩底标高为止;然后利用成槽机分三个部位对引孔进行修整,分三次抓斗施工:第一次沿抗滑桩长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第二次沿抗滑桩另一长边引孔位置抓起,直至设计孔深;第三次将中间剩余的部分抓完,直至设计孔深;抓土过程中根据钻机上的显示仪表进行垂直度观测,随挖随纠偏,若有偏斜及时通过调整钻杆的垂直度让其始终保持钻机钻杆处于垂直状态,钻至距离孔底标高1.0-1.5m时,调整降低钻机的钻进速度,并及时采用测绳对孔底标高进行测量,确保钻孔深度满足设计要求;在施工过程中,若遇坚硬的姜石土、钙质胶结层复杂坚硬地层时,成槽机则停止抓土作业,硬层部分采用长臂破碎锤进行破碎,并通过长臂破碎锤破碎端头安装的摄像头及时将孔内情况反馈到操作室,以便及时对施工过程进行调整,通过硬层后,继续利用成槽机进行抓土作业,成孔后采用测绳对孔深进行测量,用探笼对长宽、垂直度进行检查施工过程;
步骤7,成桩后验孔:在灌注混凝土前,通过测绳及钢尺对成孔的截面尺寸、槽深、垂直度、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放的实际位置进行检查,并填写相应的质量检查记录;
步骤8,钢筋笼的制作与吊装;
步骤8.1,钢筋笼的制作:钢筋笼制作前利用钢管在加工场地制作胎具,保证钢筋笼快速高效的制作,钢筋笼的具体制作过程为:
步骤8.1.1,钢筋笼采用钢筋集中加工,现场拼装,主筋接长采用双面搭接焊进行连接;
步骤8.1.2,钢筋笼在桁架上加工制作时,按设计尺寸做好加强箍筋,标出主筋的位置,把主筋摆放在平整的工作平台上,并标出箍筋的位置;连接时,使箍筋上任一主筋的标记对准主筋中部的箍筋标记,扶正箍筋,并用直角板校正箍筋与主筋的垂直度,然后点焊;在一根主筋上焊好全部箍筋后,将其余主筋逐根按同样方法焊好,然后,吊起骨架放置在支架上,套入箍筋,按设计位置布置好箍筋并绑扎于主筋上,点焊牢固;最后在主骨架内用钢筋焊接三角支撑;
步骤8.2,钢筋笼的吊装,
步骤8.2.1,骨架的吊装采取25t汽车吊配合55t履带将钢筋笼整体吊装入孔,采用吊装扁担起吊,吊点设在骨架1/4和3/4的位置,并且吊点位置用横撑进行补强处理;
步骤8.2.2,吊放钢筋笼对准锁口中心,吊放时将吊钩移到骨架上端,并取出横撑后,缓慢下降至钢筋笼设计标高为止;
步骤8.2.3,在钢筋笼的骨架最上端定位,由测定的孔口标高来计算吊筋长度,并复核无误后再焊接吊筋;在钢筋笼上拉上十字线,使钢筋笼中心与桩位中心重合;
步骤8.2.4,在吊筋的吊圈内插入两根平行的工字钢,并将整个骨架悬吊在工字钢上;
步骤8.2.5,声测管固定在主骨架上;声测管接长的接头采用焊接方式,为了验证焊接质量,采用灌水检测,防止声测管漏水;若有漏水的现象,需要对漏水点重新焊接,焊接后再次采用灌水检测,直至声测管无漏水为止;
步骤9,混凝土灌注;
步骤9.1,安装导管:钢筋笼安装完毕后,在钢筋笼内安装导管,导管与导管之间采用丝扣连接,并直接放置于导管专用工作平台上,安装完毕后进行混凝土灌注施工;导管使用前应做水密承压、接头抗拉试验;
步骤9.2,混凝土灌注采用导管进行灌注,导管专用工作平台安置在锁口上,混凝土灌注过程中导管应埋入混凝土中的深度为1.0-6.0m,距锁口4米处混凝土需采用插入式振捣棒振捣,灌注完成后立即对导管进行拆卸。
2.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,其特征在于:步骤5所述的锁口顶面需高出场地地面150-200mm。
3.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械快速成孔施工方法,其特征在于:步骤9.2所述的混凝土灌注过程中导管应埋入混凝土中的最优深度为2.0-4.0m。
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