CN110714460A - 一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,包括:A.矩形桩孔放线定位;B.制作矩形钢护筒;C.旋挖桩机挖孔;D.将全长护筒下放到矩形桩孔内;E.掏渣修孔;F.下放矩形钢筋笼并浇筑混凝土形成抗滑桩;G.提出钢护筒。本发明方法既能降低抗滑桩混凝土充盈系数,降低混凝土使用量,达到节约成本的经济效益,还能提高施工速度和安全系数,保证抗滑桩施工安全和质量。

Description

一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法
技术领域
本发明涉及一种抗滑桩成孔施工方法,特别是涉及一种降低充盈系数的矩形抗滑桩改机械成孔的施工方法,属于边坡支护结构施工技术领域。
背景技术
人工挖孔桩施工操作工艺简单、施工方便、单桩承载力高、施工质量容易保证。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大、单桩施工速度缓慢、施工中的安全隐患也非常突出,必须采取井下作业,人身安全问题极为严峻,存在许多不安全的因素及隐患,施工安全管理难度较大;并且桩井开挖过程对滑坡体本身抗力有所削弱,尤其挖到滑床以下坚硬稳定地层时,通常需要爆破,对地层的扰动大;特别是对那些正处在变形发展阶段的滑坡,爆破更加剧了其不稳定性和施工风险,施工人员及周边建构筑物的安全更是难以保证。
机械成孔灌注桩施工效率高、操作人员少、危险性小、受天气影响不大,但在方桩施工时还存在一些技术问题,如现在市场上绝大多数旋挖桩使用的是圆形钻头,另外市场上出现的方形抗滑桩机械成桩工艺不成熟、适用性不强,或是施工成本过高等问题存在。
矩形抗滑桩机械成孔相对人工挖孔可大幅度降低施工风险,如人工挖孔过程中塌孔、触电、瓦斯爆炸等突发状况,提高施工效率,加快施工进度,解决了人工挖孔桩施工进度缓慢,风险大的问题,具有较好的市场应用前景。
发明内容
为了克服现有技术不足,本发明提供一种矩形抗滑桩机械成孔施工方法,该方法既能降低抗滑桩混凝土充盈系数,降低混凝土使用量,达到节约成本的经济效益,还能提高施工速度和安全系数,保证抗滑桩施工安全和质量。
本发明实现上述目的的技术方案如下:
一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,包括以下步骤:
A.矩形桩孔放线定位
A.1确定矩形桩孔轮廓线;
A.2根据矩形桩孔轮廓线短边长度确定旋挖桩机钻头直径;
A.3根据矩形桩孔轮廓线一侧短边确定第一次下钻桩芯位置,确定方法为一切点一圆心的方法,该方法具体步骤为:以矩形桩孔轮廓线一侧短边中心点作为切点,以旋挖桩机钻头半径大小作圆,使圆心落在矩形桩孔轮廓线中与短边垂直的短边中心线上,该圆心即为第一次下钻桩芯位置;
A.4根据矩形桩孔轮廓线另一侧短边确定第二次下钻桩芯位置,确定方法为一切点一半径的方法,该方法具体步骤为:以矩形桩孔轮廓线另一侧短边中心点作为切点,以旋挖桩机钻头半径大小作圆,使圆心落在矩形桩孔轮廓线中与短边垂直的短边中心线上,该圆心即为第二次下钻桩芯位置;
A.5根据矩形桩孔轮廓线长边长度确定旋挖桩机剩余下钻次数;
A.6根据旋挖桩机下钻次数放线定位每次下钻桩芯位置;
B.制作矩形钢护筒;
C.旋挖桩机挖孔
C.1旋挖桩机分次下钻成孔;
C.2如下钻次数超过两次,采用跳挖法施工顺序;
D.使用机械手将全长护筒下放到矩形桩孔内;
E.长臂挖机掏渣修孔;
F.下放矩形钢筋笼并浇筑混凝土形成抗滑桩;
G.机械手提出钢护筒。
进一步地,步骤A.2中,所述的旋挖桩机钻头直径需小于等于矩形桩位短边长度,再结合市场常用钻头规格,最终确定符合要求的旋挖桩机钻头。
进一步地,步骤A.5中,旋挖桩机下钻次数的确定方法为:
A.5.1如果两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,并且当三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一时,挖桩机下钻次数定为两次即可;
A.5.2当三角区域高度大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一时,第三次挖桩机钻芯位置位于短边中心线上,具体位于未开挖区域的矩形桩孔轮廓线短边中心线的中心点位置;
A.5.3如第一次和第三次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,执行步骤A.5.1~A.5.2,直到相邻两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线围成的三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一为止;
A.5.4如第二次和第三次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,执行步骤A.5.1~A.5.2,直到相邻两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线围成的三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一为止;
A.5.5参照步骤A.5.1,如第一次和第二次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线不能围成三角区域,则第三次挖桩机钻芯位置位于短边中心线上,具体位于未开挖区域的矩形桩孔轮廓线短边中心线的中心点位置,然后执行步骤A.5.3~A.5.4。
所述的矩形钢护筒为全长护筒,其护筒界面大小由矩形桩孔轮廓线确定,长度由矩形桩深确定。
所述的长臂挖机掏渣修孔,清理侧壁多余的土方,和清除底部塌落土体。
所述的用机械手提出钢护筒待混凝土初凝后、终凝前进行。
机械成孔灌注桩具有施工效率高、操作人员少、危险性小、受天气影响不大的优势,但较人工挖孔桩相比,机械成孔在方桩施工时还存在一些技术问题,如鉴于旋挖钻头旋转钻孔过程中,其成孔直径往往比钻头直径较大(举例:当旋挖钻孔灌注桩钻头直径为600mm时,实际成孔为670mm),继而造成实际成空面积远大于设计面积,因此造成浇筑巨型桩混凝土时,充盈系数变大,影响施工成本增加;二是随着开挖桩径的增加,孔壁的裸露面积和裸露时间也会增加,继而成空施工风险概率大幅提高,很不利于抗滑桩施工安全,严重者会导致抗滑桩还未成型之前,其支撑上部的建构筑物、地基或边坡等发生垮塌现象。采用本发明的施工方法,既能降低抗滑桩混凝土充盈系数,降低混凝土使用量,达到节约成本的经济效益,还能提高施工速度和安全系数,保证抗滑桩施工安全和质量。
附图说明
图1为本发明的施工方法的第一次下钻桩芯位置示意图;
图2为本发明的施工方法的矩形桩孔与旋挖桩芯位置示意图;
图3为本发明的施工方法的旋挖桩第一次成孔示意图;
图4为本发明的施工方法的旋挖桩第二次成孔示意图;
图5为本发明的施工方法的机械手下放全长护筒示意图。
图中:1-矩形桩孔轮廓线;2-短边中心点;3-短边中心线;4-第一次下钻桩芯位置;5-第二次下钻桩芯位置;6-三角区域;7-三角区域高度;8-长臂挖机掏渣修孔范围;9-矩形钢护筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案的具体实施方式进行详细说明。
本发明以滑坡防治工程为例进行说明,其边坡支挡结构部分采用桩板式挡墙支护,桩基尺寸为1.5m×2.4m的矩形抗滑桩。
参见图1和图2所示流程图,总体上包括以下步骤:
A.矩形桩孔放线定位
A.1确定矩形桩孔轮廓线1为1.5m×2.4m;
A.2根据矩形桩孔轮廓线短边长度为1.5m,市场上采用中型或大型旋挖钻机的成孔直径在0.8~2.5m确定旋挖桩机钻头直径为1.5m;
A.3根据旋挖桩机一侧短边确定第一次下钻桩芯位置,如图1所示,采用一切点一圆心的方法,其中矩形桩位短边中心点2为切点,以桩钻半径(0.75m)大小作圆,使圆心落在矩形桩孔轮廓线中与短边垂直的短边中心线3上,该圆心即为第一次下钻桩芯位置4;
A.4以矩形桩孔轮廓线另一侧短边中心点为切点,按照一切点一圆心的方法确定第二次下钻桩芯位置5;如图2所示,计算三角区域6的高度7为144mm,面积小于636cm2,其对钢护筒的下放影响不大,因此旋挖桩机下钻次数为两次;
A.5根据旋挖桩机下钻次数放线定位两次下钻的桩芯位置。
B.订做界面大小为1.5m×2.4m矩形全长钢护筒。
C.旋挖桩机分次下钻成孔,如图3和图4所示。
D.使用工程用机械手将全长护筒下放到矩形桩孔内,如图5所示。
E.使用长臂挖机对三角区域6、掏渣修孔范围8和底部塌落土体等处进行掏渣修孔。
F.下放矩形钢筋笼并浇筑混凝土形成抗滑桩。
G.待混凝土待终凝前(不超过9小时),使用工程用机械手提出矩形钢护筒9。
以上仅示出了本发明的一个实施例,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种降低充盈系数的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.矩形桩孔放线定位
A.1确定矩形桩孔轮廓线;
A.2根据矩形桩孔轮廓线短边长度确定旋挖桩机钻头直径;
A.3根据矩形桩孔轮廓线一侧短边确定第一次下钻桩芯位置,确定方法为一切点一圆心的方法,该方法具体步骤为:以矩形桩孔轮廓线一侧短边中心点作为切点,以旋挖桩机钻头半径大小作圆,使圆心落在矩形桩孔轮廓线中与短边垂直的短边中心线上,该圆心即为第一次下钻桩芯位置;
A.4根据矩形桩孔轮廓线另一侧短边确定第二次下钻桩芯位置,确定方法为一切点一半径的方法,该方法具体步骤为:以矩形桩孔轮廓线另一侧短边中心点作为切点,以旋挖桩机钻头半径大小作圆,使圆心落在矩形桩孔轮廓线中与短边垂直的短边中心线上,该圆心即为第二次下钻桩芯位置;
A.5根据矩形桩孔轮廓线长边长度确定旋挖桩机剩余下钻次数;
A.6根据旋挖桩机下钻次数放线定位每次下钻桩芯位置;
B.制作矩形钢护筒;
C.旋挖桩机挖孔
C.1旋挖桩机分次下钻成孔;
C.2如下钻次数超过两次,采用跳挖法施工顺序;
D.将全长护筒下放到矩形桩孔内;
E.长臂挖机掏渣修孔;
F.下放矩形钢筋笼并浇筑混凝土形成抗滑桩;
G.提出钢护筒。
2.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,步骤A.2中,所述的旋挖桩机钻头直径需小于等于矩形桩位短边长度,再结合市场常用钻头规格,最终确定符合要求的旋挖桩机钻头。
3.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,步骤A.5中,旋挖桩机下钻次数的确定方法为:
A.5.1如果两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,并且当三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一时,挖桩机下钻次数定为两次即可;
A.5.2当三角区域高度大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一时,第三次挖桩机钻芯位置位于短边中心线上,具体位于未开挖区域的矩形桩孔轮廓线短边中心线的中心点位置;
A.5.3如第一次和第三次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,执行步骤A.5.1~A.5.2,直到相邻两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线围成的三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一为止;
A.5.4如第二次和第三次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线能够围成三角区域,执行步骤A.5.1~A.5.2,直到相邻两次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线围成的三角区域高度不大于矩形桩孔轮廓线短边长度的四分之一为止;
A.5.5参照步骤A.5.1,如第一和第二次下钻的钻孔轮廓与矩形桩孔轮廓线不能围成三角区域,则第三次挖桩机钻芯位置位于短边中心线上,具体位于未开挖区域的矩形桩孔轮廓线短边中心线的中心点位置,然后执行步骤A.5.3~A.5.4。
4.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,所述的矩形钢护筒为全长护筒,其护筒界面大小由矩形桩孔轮廓线确定,长度由矩形桩深确定。
5.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,步骤D中,使用工程用机械手将全长护筒下放到矩形桩孔内。
6.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,步骤E中,掏渣修孔是清理侧壁多余的土方和清除底部塌落土体。
7.根据权利要求1所述的矩形抗滑桩机械成孔施工方法,其特征在于,步骤G中,提出钢护筒需待混凝土初凝后、终凝前进行。
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