1.护筒
(1)护筒作用:保护桩孔、设备及人员的安全。
根据岩土及地下水状况确定护筒长度,一般护筒长度介于2 m~4m之间。
护筒直径通常大于桩径200mm。
下护筒的方式:扩孔器、钻斗、特殊工装、震动锤。
控制要求:埋设护筒的垂直度及中心偏差。
(2)引桩:钻机定位、护筒校正、钻进成孔检验,钢筋笼定位
可使用木桩或钢筋棍制作引桩,分为4个方向,每90度固定一根,使用白线绳拉出十字线,十字中心对准桩位。
放引桩方法有两种:地质较好的只要十字中心对准桩位即可。
地质较差的(塌孔、缩径) ,延长引桩与桩位的距离,不仅十字中心要对准桩位,还要记得每个引桩与桩位距离。由于地质不稳定增加了下护筒难度,埋设护筒过程中,通过不断测量4个方向引桩各与护筒壁间距,边下护筒边测量,不断指挥机手提控,可有效控制护筒偏差。
(3)下护筒方式:
①扩孔器:扩孔座安装钻斗顶板上的外侧,扩孔器插入扩孔座,通过定位销可调节扩孔尺寸,可与钻斗同步钻进扩孔;或钻深达到下护筒需求后,安装扩孔器一次扩成。 适合松散、塑性的常规地质扩孔。
优点:尺寸可调,造价低,操作便利,扩孔平稳。
缺点:不适合坚固地层,易损坏,扩孔及提钻负载增加。
②钻头扩孔:由于扩孔器强度有限,因此遇到比较坚硬地质,可使用大直径钻斗(与护筒直径匹配)直接钻进,钻进至护筒埋深即可。护筒埋设后更换与设计桩径匹配的钻斗钻进即可。
③自制工装:由于很多钻机未配备护筒驱动器及套管装备,而岩土及地下水又需要长护筒,可自做下长护筒工装,在小直径钻头上焊接驱动环及驱动销;护筒顶口焊接加强环及L形驱动开口,护筒底口切割或镶嵌钻齿,通过钻杆输出扭矩及加压力驱动并埋设长护筒。(注意动力头及钻杆提升高度)
④振动锤:旋挖钻机施工于跨海、跨江大桥基础工程时,由于护筒长度及水上作业因素,旋挖钻机自身无法完成下护筒,需履带吊+震动锤完成下护筒;此外陆地施工,岩土及地下水需要长护筒防护,可采用履带吊+振动锤,或挖掘机+振动锤,辅助埋设/起拔长护筒。
(4)护筒校正
①中心偏差:护筒埋设完毕后,通常护筒顶口高于地面200 mm~300 mm。重新把引桩十字线拉紧,使用卷尺测量护筒半径与十字线中心距离,检验护筒中心偏差,规范要求护筒中心允许偏移±25mm。
②垂直度检验:参照地面,只要护筒顶口水平方向不过于倾斜,通常都会检验通过,如质疑垂直度,可使用线锤检验,规范要求垂直度偏差≤1°%。
中心和垂直度偏差检验不合格,需校正或重新埋设,如直接钻进可能造成提钻刮护筒,严重时导致护筒底口变形及护筒周围塌方。
2.套管
套管驱动器、搓管器或全回转钻机,以及震动锤埋设套管、旋挖钻斗在套管内跟管式钻进。套替工艺可取代泥浆护壁静压工艺,适用于咬合桩、斜桩、不稳定地层及户外施工、资源局限(没有水电)、城市环保施工等。
(1)套管作用:套管强度支撑孔壁防止塌孔;套管长度实现强制导向,防止偏孔;套管密封性防护地下水。
(2)套管构造
①驱动盘:驱动盘通过螺栓与动力头驱动套简底口连接,实现结构过渡,作用是传扭矩与加压力。
②连接盘:连接盘通过销轴与驱动盘连接,并预留与护筒驱动器连接销轴。
③套管驱动器:护筒驱动器上部通过销轴与连接盘连接,下部与套管连接。护筒驱动器直径需与套筒直径相符;护筒驱动器下部有定位凹槽及止口,便于与套管对接。护筒驱动器的作用是将扭矩和加压力传递给套筒及筒靴。
④套管:套管上端通过销轴可与护筒驱动器或套管连接,套管下端可与套管或筒靴连接。
⑤连接销:锥形环和丝环固定在套管上,套管对接定位后,承托环安装密封圈扭入丝环及锥形环,实现连接。
⑥筒靴:筒靴前端镶嵌合金钻齿,通过旋转及轴压,环切各类地层及岩石,减缓埋设套管阻力,提升套管钻入能力。
(3)下套管方式
①套管驱动器:护筒驱动器与套管直径匹配,动力头输出扭矩及加压力埋设套管。旋挖钻机动力头输出扭矩及轴压与搓管器或全回转钻机相差甚远,因此其埋设套管直径及深度需考虑。
②搓管机:根据套管直径选配搓管机型号。搓管机需与旋挖钻机底盘连接固定。搓管机由底架、夹钳、升/压缸、回转缸、夹钳、连接杆、滑块和箱体组成,通过外接液压能,驱动左右回转油缸约25°和升/压油缸将套管钻入或拔起。
相比于护筒驱动器,搓管机可输出更大的扭矩及举升力,因此可以埋设更大直径或更深的套管。
③全回转钻机:全回转钻机与搓管机作用一样,同样需要外接液压能,但与搓管机相比,它可正反360°回转,并需要反插板与旋挖钻机连接固定,靠自重即可定位,下/拔套管效率更高。
(4)适用工况
①法律法规:泥浆污染环境,发达国家或地区,相关法律法规对泥浆管理非常严格,因此采用套管施工工艺。
②城市施工:在城市里面施工,特别是发达城市市中心,对施工要求严格,如噪音、环境保护,采用套管工艺便可解决上述问题。
③野外施工:在野外施工如采用泥浆静压工艺,前提是必须有水电资源,特别是工程量不大或施工跨度大,套管工艺具有较大优势。使用护筒驱动器或搓管机便可施工。不但保证成孔质量,而且设备安全,无需水电资源。
(5)适用地质
①淤泥层:旋挖钻机施工于流塑地质时,由于地质含水量高且强度低,易出现缩径现象,严重时可引发塌孔。此时采用套管工艺施工,通过套管对流塑地层支撑,防止缩径塌孔。
②松散地层:旋挖钻机施工于松散地质且地下水丰富时,可采用套管工艺,通过套管支撑孔壁防止塌孔,防护地下水。
③大粒径孤石:旋挖钻进遇到大粒径孤石,由于地质软硬不均容易造成偏孔,如采用套管工艺,通过套管可强制导向防止偏孔,筒靴环切并穿越孤石。
④无充填物溶洞:旋挖钻进无填充物溶洞地质时,如采用泥浆静压工艺施工,钻进至无充填物且容积较大的溶洞时,泥浆瞬间流失,桩上部失去泥浆压强及护壁,如若是松散地质会造成塌孔;同时无充填物溶洞没有孔壁导向容易造成偏孔。采用套管工艺,通过套管防护导向,防止塌孔、偏孔。
⑤特殊基础
a.咬合桩:基坑支护咬合桩,侧向支撑防水。咬合桩工艺可满足基坑防护要求,通过套管强制导向,精确环切咬合,实现桩基紧密联合和支护防水作用。
b.斜桩:某些基础工程桩,并不只需轴向承载力,同时也需侧向支撑力,如海上钻井石油平台、港口钻孔桩等。旋挖钻机施工于斜桩时,必须在套管导向作用下进行施工,否则难以成孔,甚至造成部件损坏。
end
声明:本站部分文章内容及图片转载于互联网、内容不代表本站观点,如有内容涉及侵权,请您立即联系本站删除。