一、引言
在高填方地层中,填料多为爆破开山形成的土石方,多为抛填,填料松散,块石含量一般在50%~80%,有些粒径在1m以上,故在成孔过程中,极易出现垮孔、缩颈等问题,若孔壁垮塌严重情况下,甚至有些孔位无法灌注成桩,成为废孔。
二、全回转全套管施工工法简介
全回转全套管施工工法又称为“贝诺特”工法(BUROTO),成孔过程中采用钢套管护壁,具有成桩质量好、无泥浆污染、绿色环保、减少混凝土充盈系数等特点。能有效解决城市高填方、喀斯特地貌采用普通工法进行灌注桩施工时出现的塌孔、缩颈、充盈系高等问题。
2.1 全回转工法施工灌注桩施工机械配置
主要设备:
1、全回转钻机:成孔;
2、钢套管:护壁;
3、动力站:提供全回转主机动力;
4、反力叉:提供反力,防止全回转转动中使主机移位;
5、操作室:操作平台,人员操作场所。
辅助设备:
1、旋挖钻机或冲抓:取土、入岩、清孔;
2、顶管机:拔管,使全回转形成流水作业;
3、履带吊:吊运主机、动力站、反力叉等;给反力叉提供支撑;吊放钢筋笼、混凝土导管、进行冲抓取土等;
4、挖掘机:平整场地、清运渣土等。
全回转全套管施工全景图
2.2全回转工法施工工艺流程图
2.2.1 施工准备、测量放线
施工准备主要是进行场地平整。测量放线使用全站仪放出桩中心点位。放出桩位后要有一定的保护措施。
2.2.2安放主机、吊放套管
2.2.3套管钻进取土、垂直度测量
套管钻入地层的同时,利用履带吊沿套管内壁释放冲抓斗至孔底实现冲抓取土或利用旋挖钻机进行取土。
套管钻进地层筒时要进行垂直度调整。
2.2.4 钢筋笼安装
2.2.5混凝浇筑、起拔套管
混凝土浇筑
使用顶管机设备辅助起拔套管
三、全回转工法在高填方地层中的施工案例
3.1工程概况
以“贵阳综合保税区标准厂房一期建设项目B2地块标准厂房”使用全回转工法成桩为工程实例。据设计要求,桩基采用嵌岩桩,全回转钻机所施工桩径为分为1.8m和2.0m两种,平均桩长为30米~45米,以中风化泥质白云岩为桩端持力层,嵌入基岩深度分别为6.0m和8.0米。
3.2工程地质条件
工程地质条件如下表1
四、本工程全回转工法施工重难点分析
使用传统护壁(素混凝土护壁)方式和旋挖钻机干作业成孔垮孔严重,且无法对块石形成有效的切割、破损。如下图1及图2:
五、全回转工法成桩质量分析
5.1 全回转工法在高填方地层中护壁效果分析
使用全回转下压护筒后的效果图
5.2 全回转成孔桩位偏差分析
图为该项目带有桩基承台的灌注桩砖胎模砌筑后图片
5.3 全回转全护筒灌注桩钻芯取样质量分析
图为全回转灌注桩的钻芯后的芯样照片
5.4 全回转全护筒灌注桩充盈系数及沉渣厚度统计分析
表2
从表2看出,使用全回转工法成桩后,孔底沉渣在1.5~3.2cm左右,根据桩基规范规定端承桩沉渣厚度不应大于5cm,完全满足孔底沉渣厚度要求。混凝土充盈系数在1.07~1.13之间,充盈系数不大于1.2,减少了混凝土材料的浪费。
六、小结
通过本工程实例,我们可以得出以下结论
(1)解决了本场地高填方条件下遇大块石、及淤泥层容易造成的塌孔、缩颈等影响灌注桩成孔的问题。
(2)桩位偏差极小,桩身垂直度可控。
(3)从钻芯取样效果看,桩身灌注混凝土质量较好,孔底沉渣小,从而保证了单桩承载力。
(4)能够施工大直径、桩长较长嵌岩灌注桩。
(5)能有效减小混凝土的充盈系数,节约混凝土材料。
(6)施工过程完全不使用泥浆,绿色环保。
在此,为在类似的工程地质条件下,完成大直径灌注桩施工,提供一些经验。
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(整理于2016年海峡两岸岩土工程/地工技术交流研讨会分会场报告,汇报人:四川永强机械施工股份有限公司技术部副经理 孟国伟)
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