全套管鉆孔咬合樁施工工藝ppt課件

1、全回轉(zhuǎn)全套管設(shè)備在特殊環(huán)境復(fù)雜地層中的應(yīng)用,2018年4 月 上海,1,目錄,一、引言 二、機(jī)械設(shè)備 三、工藝原理 四、工藝流程 五、工程應(yīng)用 六、總結(jié),2,第一部分,引 言,3,1,引 言,樁基工程施工時，當(dāng)遇到緊臨地下建筑物周邊，對位移敏感的特殊構(gòu)筑物，或者遇到堅硬深厚卵石層、礫石層，樁位下方存在高承壓水，或設(shè)計樁位下方存在廢樁、垃圾土等障礙物時，會對樁基施工的順利成孔、進(jìn)度與質(zhì)量造成較大影響。 針對上述問題，采用常規(guī)的泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔、旋挖鉆進(jìn)成孔、沖擊成孔的施工方法受到限制，同時也存在護(hù)壁用的泥漿污染環(huán)境、成孔質(zhì)量差及垂直度不易控制等缺點，尤其是成孔產(chǎn)生的振動，對敏感建筑物造成的影

2、響不容忽視（如地鐵周邊）。近年來出現(xiàn)的全回轉(zhuǎn)全套管配合旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)或配合履帶吊沖抓鉆進(jìn)技術(shù)，可以有效進(jìn)行地下清障或成樁施工，尤其套管超前工況下更適用于地鐵周邊或周邊環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜的場合，近年來已被工程界廣泛采用。,4,第二部分,機(jī)械設(shè)備,5,2,機(jī)械設(shè)備,全回轉(zhuǎn)全套管技術(shù)的設(shè)備包括全回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、液壓動力裝置、鋼套管、沖抓斗等。此外，為實現(xiàn)對大體積鋼筋混凝土塊體、老樁等進(jìn)行破碎，還配有液壓重錘和鉛錘。,6,2,機(jī)械設(shè)備,全回轉(zhuǎn)主機(jī)和液壓動力站,7,2,機(jī)械設(shè)備,鋼套管,沖抓斗,刀筒節(jié),機(jī)械設(shè)備,2,沖錘,刀頭,8,第三部分,工藝原理,9,3,工藝原理,原理：全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)動力設(shè)備夾緊套管進(jìn)行3

3、60回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在壓入力和扭矩的共同作用下將套管壓入土層深部，首節(jié)套管帶合金刀頭，在鉆進(jìn)同時切割硬質(zhì)土層或障礙物。 楔形塊通過上部回轉(zhuǎn)支承安裝在夾緊裝置平臺上，并均布在套管的周圍。當(dāng)安裝在套管夾緊裝置上的夾緊油缸收縮時楔形塊被擠進(jìn)套管與大齒圈之間，夾緊套管。驅(qū)動裝置中帶行星減速機(jī)的液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)工作時，回轉(zhuǎn)扭矩通過大齒圈和楔形塊傳遞給套管，進(jìn)行鉆孔掘削作業(yè)。當(dāng)夾緊油缸伸長時，楔形塊被抬起，松開套管。通過壓拔裝置中液壓油缸的伸縮將套管壓入或拔出土中。 套管中的巖土可用沖抓斗或旋挖鉆機(jī)取出。遇到大的漂石或孤石可先用十字沖錘砸碎再取出。套管鉆至設(shè)計標(biāo)高位置后，即可進(jìn)行后續(xù)成樁或回填作業(yè)。,全回轉(zhuǎn)全套管工

4、藝原理,10,3,工藝原理,裝置示意圖,裝置俯視圖,11,第四部分,工藝流程,12,工藝流程,13,1、施工準(zhǔn)備 施工準(zhǔn)備的主要工作為平整場地，由于該鉆機(jī)設(shè)備較大且相關(guān)輔助較多，對進(jìn)出通道及作業(yè)平臺有一定的要求，故施工準(zhǔn)備需考慮如樁基鋼筋籠加工制作、渣土轉(zhuǎn)運、鋼筋籠起吊安裝、樁基混凝土灌注等作業(yè)所必須的施工通道和作業(yè)平面。 2、測量放線 首先對設(shè)計圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)、高程等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，確認(rèn)無誤后采用全站儀進(jìn)行樁位放樣，樁中心放樣完畢后，沿樁中心拉十字線至1.8m以外并作好護(hù)樁標(biāo)記。,測量定位,全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位,14,3、全回轉(zhuǎn)主機(jī)就位 點位放出后，吊放全回轉(zhuǎn)底盤，底盤中心要和樁中心點重合。

5、再吊放主機(jī)，安裝在底盤上，最后安裝反力叉。,4、吊裝安放鋼套管 主機(jī)就位后，吊放安裝鋼套管。,吊裝套管與接管,15,5、測量調(diào)整垂直度 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位后，進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，回轉(zhuǎn)驅(qū)動套管的同時下壓套管，實現(xiàn)套管快速鉆入地層，鋼套管鉆進(jìn)時，在XY兩個方向使用線錘調(diào)整套管垂直度。,成孔中監(jiān)控調(diào)整垂直度,16,6、套管鉆進(jìn)取土 套管鉆入地層的同時，利用吊機(jī)沿套管內(nèi)壁釋放沖抓斗至孔底實現(xiàn)沖抓取土或利用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行取土。,四川茂縣太平大橋沖抓斗取出巖石,南京大光路K6盾構(gòu)接收井沖抓斗取土,17,7、鋼筋籠制作安裝 成孔至設(shè)計標(biāo)高后，清孔。經(jīng)地勘、監(jiān)理、甲方驗收合格后。進(jìn)行鋼筋籠安裝。,大勝關(guān)5號井制作吊裝安放

6、孔口焊接鋼筋籠,18,8、混凝土澆筑、拔套管、澆筑成樁 鋼筋籠安裝完畢后，澆筑混凝土，混凝土澆筑到一定高度后，起拔套管。,澆筑砼,拔除套管,19,第五部分,工程應(yīng)用,20,5,工程應(yīng)用,一、四川茂縣新建成蘭鐵路太平站四線大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工,5.1、高承壓水松軟土地區(qū)超長大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,21,5,工程應(yīng)用,四川茂縣成蘭鐵路太平站四線大橋樁基，樁徑1.5米，成樁孔深最大達(dá)143.8米，是國內(nèi)目前全回轉(zhuǎn)全套管施工最深的灌注樁，也是全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)工法在世界上最深的鋼套管灌注樁，下覆埋深超過90米的1MPa高承壓水水位；施工采用盾安重工DTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)套管跟進(jìn)工藝隔斷承壓水

7、，套管分級設(shè)置，外套管采用直徑2m鋼套管（60余m)，內(nèi)套管采用直徑1.5m的鋼套管施工（不拔除），施工樁基七十余根，成功率100%。,22,本工程地下水主要為溝床碎石土內(nèi)的孔隙水潛水，其次為埋藏于土層中的承壓水，根據(jù)19-09鉆探情況，鉆探至約94.7m時，孔內(nèi)涌水，水樁噴出地表約68m，水量約25m3/d，承壓水壓力約1MPa。,工程應(yīng)用,5,23,5,工程應(yīng)用,143.8深孔施工,沖抓取土,24,5,工程應(yīng)用,高承壓水自然噴涌,樁基合格檢測報告,25,5,工程應(yīng)用,二、滬昆鐵路桂林段甘塘江大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工,該工程加固采用1.5m直徑鋼套管樁，樁深40-80m；地層分布有砂層、卵礫

8、石層和呈串珠狀發(fā)育溶洞等，且地下水位較高。施工過程嚴(yán)禁對高鐵運行產(chǎn)生干擾、中鐵十二局局指揮部采用了全回轉(zhuǎn)全套管施工工藝，我公司盾安重工DTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)參與了搶險施工，搶險前高鐵運行經(jīng)過此里程段下沉3mm，實際施工過程中，高鐵運行下沉降監(jiān)測仍為3mm，經(jīng)十二局局指揮部確認(rèn)全回轉(zhuǎn)套管施工對運行的高鐵未產(chǎn)生任何干擾，成功的完成了中鐵十二局分配的施工任務(wù)。,5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,26,5,工程應(yīng)用,全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工中,27,5,工程應(yīng)用,三、杭州鳳凰公園地鐵站全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工,杭州鳳凰公園地鐵站鉆孔灌注樁直徑1.0m，樁長約80m，總數(shù)24根。由于本工程地下

9、發(fā)育有大型溶洞，采用盾安重工DTR2005H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔施工方案，套管采用1000mm鋼管，壁厚30mm，穿過溶洞，進(jìn)入樁基持力層中風(fēng)化石英砂巖或硅質(zhì)灰?guī)r，套管不拔除，采用沖抓作業(yè)成孔工藝。,5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,28,5,工程應(yīng)用,從地下80m抓出來的硅質(zhì)灰?guī)r和石英砂巖,鉆孔柱狀圖,29,5,工程應(yīng)用,全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中,30,5,工程應(yīng)用,四、杭州備塘路改建工程全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工,備塘路（艮山西路-德勝路）改建工程，實施里程長約1.9公里，其中橋梁長度1235.6米，最大跨徑120米。本樁基施工地點位置為23號和24號橋墩，共計24根。樁基孔深78米，樁

10、長70米。樁身上部采用直徑2.0m壁厚32mm的鋼套管進(jìn)行護(hù)壁，套管長度44m，下部34m采用旋挖泥漿護(hù)壁成孔。橋墩之間為杭州地鐵一號線，離地鐵最近的樁為5m,為了保證地鐵在樁基施工期間的運行安全，采用盾安重工DTR2005H全回轉(zhuǎn)全套管鉆機(jī)+BG38旋挖鉆機(jī)成孔工藝，最大程度減小施工過程對周圍土體的擾動，樁基施工結(jié)束后地鐵沉降10mm。,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,31,5,工程應(yīng)用,鋼套管焊接,沖抓取土,BG38旋挖鉆機(jī),32,5,工程應(yīng)用,兩臺全回轉(zhuǎn)同時在一個承臺上施工,混凝土灌注,33,5,工程應(yīng)用,五、南京龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工,本工程臨

11、近地鐵隧道的樁基共110根，樁徑1.5米，樁長80米。隧道外皮15m保護(hù)范圍內(nèi)橋梁樁基工程采用鋼套簡施工，避免施工期間對地層擾動過大，且施工完成后禁止拔除鋼套筒。鋼套簡長度33m，鋼套筒規(guī)格為直徑1.6m壁厚16mm，交叉范圍內(nèi)地鐵寧和城際隧道中間6根樁，鋼套簡長度60m，鋼套簡規(guī)格為直徑1.6m壁厚26mm。施工工藝采用盾安重工DTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)+BG38旋挖鉆機(jī)取土。下鋼套筒時采用全回轉(zhuǎn)式旋挖鉆，不允許采用有震動性的器械。在施工過程中嚴(yán)格保證每次沉管的管底低于抓土面不小于5m，且樁基成孔過程中采取注水或泥漿反壓措施，嚴(yán)格控制成孔造成的地層影響。,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管

12、鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,34,5,工程應(yīng)用,五、南京龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工,5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實例,樁基與地鐵位置關(guān)系，最近距離2.9m。,35,5,工程應(yīng)用,全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中,旋挖鉆機(jī)配合全回轉(zhuǎn)施工,36,5,工程應(yīng)用,5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工,5.2.1施工工藝流程圖,37,5.2.2咬合樁施工順序 咬合樁分A樁和B樁，A樁為無鋼筋籠的素樁，B樁為有鋼筋籠的樁，先施工A樁。采用軟切割的咬合樁B樁施工，在兩A樁初凝前施工，采用硬切割的咬合樁B樁施工，等A樁強(qiáng)度達(dá)到30%后再施工兩A樁之間的B樁。施工順序見下圖：,5 工程應(yīng)用,38,咬合樁施工

13、順序圖,施工順序可根據(jù)實際施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，采用全回轉(zhuǎn)套管機(jī)施工，不管素樁強(qiáng)度高低，都可進(jìn)行咬合切割施工。,1500-1800,39,5.2.3 A樁（素樁）成孔施工,A樁為素樁無需咬合，根據(jù)工程的實際情況，如上部有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物的，在施工時全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)結(jié)合清障一次性成孔，如上部土層情況較差，都為淤泥質(zhì)黏土或粉土，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比套管內(nèi)的土面深35m，防止出現(xiàn)土體管涌現(xiàn)象，施工中邊旋轉(zhuǎn)鋼套管邊抓土至孔底標(biāo)高后澆筑混凝土。,40,5.2.4 B樁（葷樁或鋼砼樁）成孔施工,B樁成孔，因A樁為素樁混凝土，可在A樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后或在混凝土初凝前進(jìn)行B樁咬

14、合施工，同樣考慮土質(zhì)情況，在咬合樁施工時必須使鋼套管的深度比套管內(nèi)的土面深35m，切割咬合時，當(dāng)相臨兩根素樁強(qiáng)度相差較大時，要控制好垂直度，放慢鉆進(jìn)速度，同時防止鉆進(jìn)時鈦合金磨損太快而無法切割至樁底部。,41,5,工程應(yīng)用,一、南京揚子江大道大勝關(guān)橋220kv秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁施工,5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工,42,5,工程應(yīng)用,一、南京城市地下管廊大勝關(guān)橋220kv秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁施工,基坑開挖深度28.0m，采用1.2m，間距0.8m咬合樁(軟咬合)支護(hù)，樁長44m，共設(shè)8道支撐。咬合樁經(jīng)河海大學(xué)超聲波垂直度檢測，垂直度達(dá)到0.8。大勝關(guān)k5井周邊鄰近大勝關(guān)大橋、長江，近有地下管網(wǎng)、河

15、道。設(shè)計單位設(shè)計全回轉(zhuǎn)套管護(hù)壁灌注樁，以避免傳統(tǒng)施工工藝灌注樁在高水位條件下施工，使周邊地下管網(wǎng)產(chǎn)生變形，出現(xiàn)意外事故，在施工過程中加強(qiáng)對周邊管網(wǎng)監(jiān)測，施工采用沖抓取土及旋挖配合取土的成孔施工工藝，鋼套管超前護(hù)壁，有利減小周邊土體的變形，工程完工后地下管網(wǎng)幾乎無任何變形。,5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工,43,5,工程應(yīng)用,旋挖鉆機(jī)配合全回轉(zhuǎn)施工,沖抓取土,44,5,工程應(yīng)用,開挖效果圖,河海大學(xué)樁基垂直度檢測,45,5,工程應(yīng)用,二、南京220kV青龍山光華6#盾構(gòu)井咬合樁施工,5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工,46,5,工程應(yīng)用,二、南京220kV青龍山光華6#盾構(gòu)井咬合樁施工,K6盾構(gòu)工作井(接收井)

16、為內(nèi)徑12m的圓井，采用明挖法施工建設(shè)，最大開挖深度約31.75m。K6盾構(gòu)工作井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用直徑1.2m，間距0.8m套管咬合樁（硬咬合）支護(hù)，加鋼筋砼內(nèi)支撐的形式，有效樁長40米，共62根。,5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工,47,5,工程應(yīng)用,接管,咬合樁導(dǎo)墻,48,5,工程應(yīng)用,混凝土灌注,沖抓取土,49,5,工程應(yīng)用,開挖后效果圖,50,5,工程應(yīng)用,5.3、全回轉(zhuǎn)清障施工,全回轉(zhuǎn)拔樁清障立面示意圖,51,1、應(yīng)用領(lǐng)域：城市舊城改造、橋梁改建、城市軌道交通等 主要針對于清除舊樁及地下障礙物進(jìn)行施工，利用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)強(qiáng)大的下壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，將舊樁周圍的土體及障礙物切削分離，用吊車及沖抓

17、斗將分離后的舊樁體及障礙物清除。 2、施工特點 1）舊樁整體拔除：全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)產(chǎn)生的下壓力和扭矩，驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動將套管鉆入地下，利用管口的高強(qiáng)刀頭對土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物進(jìn)行切削，將套管鉆入地下至樁底部以下1m以上，然后利用液壓起拔功能將樁拔除。 2）舊樁分段拔除：全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)產(chǎn)生的下壓力和扭矩，驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動將套管鉆入地下，套管完全套住樁體進(jìn)行切削作業(yè)，利用套管內(nèi)壁和樁體間的摩擦力把樁體扭斷，或用楔形錘沿著套管內(nèi)壁錘擊，使錘頭嵌入樁體及套管間，回轉(zhuǎn)作業(yè)使樁體扭斷，斷后的樁體用沖抓斗或吊車?yán)υ〕?，依次作業(yè)，直至整根樁清除。 3）破碎清除：即套管套住樁體直接切削，鉆進(jìn)。然后用重錘對樁體進(jìn)行

18、沖擊破碎，破碎后的樁體和套管內(nèi)雜土一起用抓斗取出，反復(fù)作業(yè)，直至清除至樁底。 3、施工原理 利用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)產(chǎn)生的下壓力和扭矩，驅(qū)動鋼套管轉(zhuǎn)動將套管鉆入地下，外側(cè)套管回旋鉆進(jìn)作為護(hù)壁，內(nèi)側(cè)采用內(nèi)套管配合楔型錘反向鉆進(jìn)，將舊樁周圍的土體及障礙物切削后實施土體分離減摩，在拔除舊樁時只需考慮樁的自重?zé)o需再考慮樁周圍的摩阻力。,52,4、施工要點 1、測量施工質(zhì)量控制：找準(zhǔn)孔位，鋼套管、鉆機(jī)垂直度控制好。 2、成孔施工質(zhì)量控制：包括成孔垂直度、孔徑、孔深等，仔細(xì)觀察拔出的樁和障礙物，嚴(yán)格控制清樁深度，清樁要徹底，殘留混凝土塊及鋼筋要抓取干凈。 3、回填施工質(zhì)量控制：包括回填土含水量、水泥含量等，拔樁作業(yè)完成后應(yīng)及時回填，填充材料采用摻入7%水泥的粉質(zhì)粘土進(jìn)行回填。回填結(jié)束后再對原孔位進(jìn)行分層注漿施工，注漿壓力0.4mpa，水灰比1.0。,53,5,工程應(yīng)用,一、寧波市軌道交通4號線TJ4015標(biāo)拔樁工程,地鐵站基坑支護(hù)為地下連續(xù)