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建筑桩基施工中旋挖钻孔成桩技术的应用研究

来源:《中国高新科技》杂志社 时间:2018-08-08

随着改革开放进度不断加深,城市化进程速度加快,城市建设不断的向前推动,我国的很多城市建设都开始发生了变化,由之前的多层建筑,逐渐转化成为高层与超高层的建筑风格。如何能够将高层建筑的稳定性进行提升,如何将桩基的承载能力提高,让整个建筑行业的发展能够突飞猛进,解决目前建筑行业中的问题,是现在研究的主要方向。依照权威机构的发布数据来分析,旋挖钻孔成桩技术已经成为目前高层建筑中常用的一种建筑技术。旋挖钻孔成桩技术是利用灌注桩发进行施工,是一种非常先进的施工技术,能够对施工的效率以及建筑的质量有非常大的提升,也能够让建筑施工过程中的安全有所保证。

1 旋挖钻孔成桩技术的概念及特点

旋挖钻孔成桩技术,是按照相应的设计要求及规范,在建筑的地基基础以及维护结构、基础的特定位置进行桩孔的旋挖,并将已经准备好的桩钢筋笼放在里面,在孔内,按照一定的施工要求,以灌注的方式加入混凝土。在这个过程中,要有旋挖钻孔机的辅助,让土质被粉碎,并且也会将多余的杂物进行处理。同时也有挖土、提土、卸土等各种不同的工序来完成。在对施工质量进行保证的同时,也能够提高施工的效率。除此之外,旋挖钻孔成桩技术也有相对比较传统的方式,程控效率和成孔的质量都有一定程度的提高,并且也有一定施工清洁的优势。

2 项目概况

文章以某一个住宅小区作为案例。该项目计划建设10栋楼,现代住宅的形式,建筑的高度平均为30层,并且设有1层的地下室,有2层的裙房建筑。因为这项施工的地点,土层最主要的成分以黏土为主,并且土质是比较松软的类型。按照实际的情况,来对施工技术进行选择。在多种施工技术选择的过程中,根据实际情况,选择了旋挖钻孔诚装饰工技术来对此项工程进行完善。因为黏土图层的一些特点,在施工的过程中会出现坍塌的情况,并且在成孔的整个过程里,孔隙的中间会有非常多的沉渣产生,后期清理有一定的难度,并且钻头进入土层之后,非常容易被堵塞,会有非常大的甩出危险,在钻入到黏土图层之后,因为土层的厚度较厚,对钻孔施工的效率会有非常大程度的降低。为了对这一问题进行解决,将技术难点进行攻破,以旋挖钻孔成桩技术作为整个项目的技术核心,对工作进行展开。具体的施工过程见图1。

 

 1 施工流程图

3 旋挖钻孔成桩技术的具体应用

3.1 准备工作

在旋挖钻孔成桩技术进行的过程中,需要有以下几项内容的准备:旋挖钻机的选择、对场地的清理、桩基的定位等。因为之前这个工地是垃圾清理厂,现场会有非常多的杂物堆积,并且地面也较为不平,有很多凹凸出现,也有坑洼地带,所以对现场要进行较彻底的清理。对坑洼凹凸的地方要进行清理,并进行土地的填平,对之前土层的质量也要进行改善。在进行桩基定位的时候,要通过数据进行分析,并对图纸进行合理的设计。按照图纸的相关设计,对轴线的坐标进行控制点的选择,再对桩中心进行放样。在整个过程中,是不可以有5cm以上的误差出现的。

3.2 制备泥浆

因为这项工程所在位置的土层是黏土,并且也有一部分砂土存在。所以,在整个钻孔的过程中,对土层平衡的破坏会非常容易。因为黏土的土质相对来说比较松软,并且砂土层的粘结性也比较差,为了让孔内的压力保持相对的稳定,不仅要利用相对适合的钻孔力度来进行旋挖钻孔,还需要使用质量较好的泥浆,让泥浆的黏度更强。并且泥浆自身的比重,也是对整个孔壁兼顾程度和稳定有非常大影响的一个重要因素。如果泥浆的比重过小,护壁就不能够对土体的坍塌起到阻止的作用,如果比重太大,泥浆就会使泥浆泵堵塞,并且对混凝土的灌注也会有一定的影响,让成桩的质量也没有保证。因此,对此类产品进行严格的筛选,经过一定的实验和分析,这项工程使用的泥浆,是由黏土粉和Na-CMC增黏剂这两种成分组成的,并且按照一定的比例进行调和。

3.3 埋设护筒

护筒主要是为了对孔壁坍塌的情况进行有效的防止,有具体的定位、保护的作用。所以要正确地对护筒进行埋设,并且其对成桩的质量有非常重要的作用。在通常情况下,使用护筒的直径要比桩径大12cm以上,长度也要达到地表以下8cm处。在对护筒进行埋设的时候,要保证护筒不被破坏。当钻筒钻入到土层以后,应该慢慢地将护筒在土层中埋入,并且护筒的方向也要和地表保持垂直,在周围也要留出一定的空间,这可以方便对泥浆进行存储。

3.4 钻孔工作

钻孔的工作可以分为两个部分,在钻孔前,要对地面进行填平处理,并且要对钻机的位置进行调整,使钻机不会有沉降或者位移的情况发生。并且要对现场的地址进行准确的调研和精准的判断,对底下的土层变化也要有一定的了解和认知。在钻孔作业开始的时候,要对不同的土层进行调整,让钻孔的速度能够有所变化,这样能够让钻孔施工的质量安全得到有效的保证,并且能够让钻孔的效率得到有效的提升。钻孔开始的时候,速度要相对较慢,并且要慢慢地增加钻孔的速度。等到钻孔的方向与地面垂直的时候,要对钻孔的速度适当地加快,同时也要保证护筒不会被碰到,钻机也不要有倾斜。在旋挖钻孔的过程里,钻通中心是必须要和护筒的中线、钻杆的中轴线保持在一个水平线上的,并且要对桩孔的质量进行保证。在钻孔达到1/3的时候,如果有较硬的石块,就需要进行冲程的加快,以最快的速度进行钻孔,以粉碎石块。

3.5 旋挖钻孔斗的改进

在旋挖钻孔成桩技术应用的过程中,钻孔斗是非常重要的机器。通常情况下,旋挖钻空会出现大量的沉渣,并且非常不容易被清理和甩出,长期如此就会使钻孔出现堵塞,并且使钻孔的清理难度有很大程度的增加,对于后期工作的进行会有很大的阻碍。所以这就需要对钻孔进行改进。通过筛选,要对钻机进行改革,使用双开门旋挖钻斗,齿刃前角呈现450℃,内外钻杆要利用自动内锁互扣铠式的钻杆。再通过齿条,能够让彼此进行吻合,并且在单位面积上,钻齿的受力会较为平均,让沉渣堵塞,甩出会非常困难。这时候,就可以让切削刃的前角进行角度的更改,能够让甩土困难的问题得到有效的解决。这是因为切削刃角度越小,单位钻齿平均受力的程度就会越小,也会对沉渣的清除速度有所加快。

3.6 钢筋笼的制作和安装

钢筋笼的制作流程相对来说较为繁琐和复杂。需要严格地按照设计的要求和施工的范围进行。为了让钢筋笼支撑的作用有所增加,一般会在钢筋骨架中间增加环形的加劲钢筋。在制作钢筋笼的时候,需要注意,一定要根据钢筋骨架的间距来对肋筋的宽度进行合理的设置,并且在箍筋上进行圆形混凝土的预制块,能够缓解和避免钻孔发生坍塌的现象。同时也要根据实际的情况,对入孔的垂直程度进行有效的调节。

4 结束语

综上所述,根据上述的情况,因为桩基工程是建筑过程中非常基础的一项工作内容,旋挖钻孔成桩技术又有高效、高质量等特点,为了更好地对该技术进行应用,对整个施工项目的速度和质量进行提升,就要解决该项技术中存在的问题,并对技术进行修正,使建筑桩基行业发展得更好。

 

参考文献

[1]杨忠文.旋挖钻孔灌注桩施工质量的控制[J].工程建设与设计,2018(3):240-242.

[2]杨勇文,丁晓敏.旋挖钻孔成桩施工技术在地铁上盖建筑桩基工程中的应用[J].工程与建设,2013,(1):108-110.


收稿日期:2018-04-18

作者简介:李峰(1986-),男,山东曲阜人,福建省建筑科学研究院工程师,硕士,研究方向:岩土工程。


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