全套管长螺旋钻机与旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的配合使用施工工艺浅析.docxVIP

?

?

全套管长螺旋钻机与旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的配合使用施工工艺浅析

?

?

摘要：随着经济发展，钻孔灌注桩在公路、铁路、市政、工业与民用建筑、轨道交通等领域得到广泛应用。传统的灌注桩成孔主要采用冲击钻、正反循环回转钻机、旋挖钻机的形式，但上述设备施工效率低，成孔过程中需要泥浆护壁防止塌孔，存在泥浆排放污染问题；此外还存在桩身垂直度仅为1/150，施工噪音大，易塌孔、扩孔、缩颈、孔底残渣厚等工艺弊病。为了解决上述问题，通过土层采用全套筒长螺旋钻机，岩层采用旋挖钻机配合成孔的施工工艺，可以有效解决上述问题，为钻孔灌注桩施工提供了一种绿色环保、施工效率高、质量可靠、噪声小、节约成本的施工方法。

关键词：钻孔灌注桩；全套管长螺旋钻机；旋挖钻机；环保

前言

本工艺提供了一种全套管长螺旋钻机+旋挖钻机配合成孔施工钻孔灌注桩的施工方法。首先，全套管长螺旋钻机就位，对准桩位，全套管长螺旋钻机的套管和螺旋钻杆同时旋转下沉，成孔，入岩后套管留在孔内，全套管长螺旋钻机移至下一根桩继续成孔作业，旋挖钻机入岩掘进直至设计桩底。同时针对已成孔的套管内壁的粘附土，采用刷壁器进行刷除；再将钢筋笼吊装至孔内；向钢筋笼内灌注混凝土；待混凝土灌注至钢筋笼顶标高后，停止灌注；再将压笼器吊入套管内，再继续灌注混凝土；桩机就位，钻头顶升至压笼器，压住钢筋笼；最后，提升拔除套管，移除压笼器，成桩结束。本工艺提供的方法施工效率高，成桩孔径孔壁形状规整，桩体垂直度高，成桩质量好；无挤土、无塌孔、无振动，施工噪声低；施工过程无泥浆污染，节约泥浆外运费，减少成本，绿色环保。

1项目简介

1.1工程概况

南京地铁1号线北延工程二桥公园站位于太新路以南，大部分站位处于道路南侧拆迁区内，北侧部分结构处于现状道路下方。车站北侧现状为笆斗山古墓葬群（规划为笆斗山主题公园），南侧位于南京宁江化工厂、南京隆燕化工有限公司（现已拆除），西端头位于徐家村拆迁范围。二桥公园站为地下两层（局部三层）岛式站台站，总长度325.5m。车站共设3个出入口，1个消防疏散口，2组风亭，总建筑面积17499.97m2。

车站基坑围护结构采用Φ1000@1400mm钻孔灌注桩（局部为Φ1000@1200mm）,根据长度及配筋不同钻孔灌注桩分为十种桩型，桩芯混凝土均采用强度等级C35水下混凝土。临时立柱基础采用Φ800的钻孔灌注桩，附属结构1号及2车站及附属围护结构均采用钻孔灌注桩+桩间旋喷桩止水+内支撑形式。

1.2工程地质和水文地质概况

二桥公园站总体处于阶地、阶地间坳沟地貌单元，地形起伏较大，整体呈西高东低趋势。基坑开挖范围内地层自上而下为杂填土、素填土、粉质黏土、强风化砂岩、中等风化砂岩。车站基底大多位于中风化砂岩层，局部落于可～硬塑粉质粘土层。工程地质剖面图1所示。

图1二桥公园站地质纵断面图

根据勘察报告，本基坑场区地下水类型主要为松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水。勘察期间实测场地孔隙潜水初见水位埋深0.60m～8.70m(水位10.25m～16.22m)，稳定水位埋深0.90m～9.20m(水位10.05m～18.00m)。水位主要受大气降水影响较大，年变幅一般在1.5～2.0m左右。

2围护结构钻孔灌注桩成孔方案比选

二桥公园站围护结构主要穿越地层为软塑粉质粘土、可~硬粉质粘土、强风化砂岩、中风化砂岩，其中中风化砂岩岩石强度约45～55Mpa，部分桩体入岩深度达19.6m。具有地层上软下硬，上部土层较软、富水、易塌孔，下部岩层强度高、岩面起伏大、钻孔垂直度难保证等特点。围护结构施工设备选择为本工程施工控制的重要环节。本着技术可靠、经济合理、施工快速、环保的原则，经市场调研初步选定旋挖钻机、冲击钻作为成孔设备，并进行了试桩。第一根试桩采用旋挖钻机（宝峨BG26）干孔施工，孔深26m、孔径1.0m，成孔用时6小时33分，桩成孔过程中出现轻微塌孔，成孔后2小时出现塌孔现象，沉渣厚度约5m左右，在旋挖钻进过程中，通过实测钻杆垂直度发现垂直度有明显偏差；第二根试桩采用旋挖钻机（宝峨BG26）+泥浆护壁施工，孔深24m、孔径1.0m,成孔时间总用时12小时06分，桩成孔后3小时后，测量孔深发现沉渣厚度约6m，在旋挖钻进过程中，通过实测钻杆垂直度发现垂直度有明显偏差；第三根试桩采用冲击钻（CK1500）+自制泥浆护壁施工，孔深24m、孔径1.0m,成孔时间总用时28小时12分，成孔过程中在土岩结合面垂直度出现偏差，通过回填碎石等进行了纠偏，成孔后存在扩孔及超灌量大等问题。通过试桩情况，无论是否采取泥浆护壁措施，均存在成孔时间长、垂直度偏差大、成孔后2~3小时出现严重塌孔（无法实现在塌孔前完成混凝土灌注）、混凝土超灌量大等质量问题和隐患。根据第一次试桩总结情况，项目部经过市场调查比选，采用了全套管长螺旋钻