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      一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝的制作方法

      文檔序號(hào):12349375閱讀:1424來(lái)源:國(guó)知局
      一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝。



      背景技術(shù):

      旋挖鉆孔灌注樁是在我國(guó)近期迅速發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)的樁基施工工法,旋挖鉆機(jī)施工具有高效、低噪、環(huán)保、成孔質(zhì)量高、機(jī)械化程度高等諸多特點(diǎn);旋挖鉆機(jī)是這種工法的執(zhí)行者,無(wú)論是國(guó)外產(chǎn)品還是國(guó)產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)形式和工作原理大同小異,旋挖鉆機(jī)是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械,適用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層,在灌注樁、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。旋挖鉆機(jī)的額定功率一般為125~450kW,動(dòng)力輸出扭矩為120~400kN·m,最大成孔直徑可達(dá)1.5~4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。該類鉆機(jī)一般采用液壓履帶式伸縮底盤(pán)、自行起落可折疊鉆桅、伸縮式鉆桿、帶有垂直度自動(dòng)檢測(cè)調(diào)整、孔深數(shù)碼顯示等,整機(jī)操縱一般采用液壓先導(dǎo)控制、負(fù)荷傳感,具有操作輕便、舒適等特點(diǎn)。主、副兩個(gè)卷?yè)P(yáng)可適用于工地多種情況的需要。該類鉆機(jī)配合不同鉆具,適用于干式(短螺旋)或濕式(回轉(zhuǎn)斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業(yè),還可配掛長(zhǎng)螺旋鉆、地下連續(xù)墻抓斗、振動(dòng)樁錘等,實(shí)現(xiàn)多種功能,主要用于市政建設(shè)、公路橋梁、工業(yè)和民用建筑、地下連續(xù)墻、水利、防滲護(hù)坡等基礎(chǔ)施工。

      目前,國(guó)內(nèi)的旋挖鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)和施工大多參照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)執(zhí)行,旋挖鉆孔灌注樁施工時(shí),在完成一根樁的全部處理后再進(jìn)行下一根樁的施工,一臺(tái)樁機(jī)同一場(chǎng)地內(nèi)同時(shí)只能進(jìn)行一根樁的施工處理,這樣的施工方式浪費(fèi)大量的時(shí)間,導(dǎo)致工期延長(zhǎng),施工效率低下,若當(dāng)前樁施工中出現(xiàn)問(wèn)題,則施工場(chǎng)地只能停工處理,影響施工進(jìn)程。每根樁執(zhí)行的流水線式的工藝流程,每根樁成孔完成后,緊接著馬上要進(jìn)行鋼筋籠下設(shè)、混凝土灌注成樁,必須連續(xù)施工,中間不能暫停,不能根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)彈性調(diào)整,無(wú)法更好的規(guī)劃施工進(jìn)程。

      我國(guó)大量使用旋挖鉆機(jī)的時(shí)間短,缺乏工法的研究,尚未有施工規(guī)范;尤其是旋挖鉆機(jī)干成孔更沒(méi)有規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可以參照?qǐng)?zhí)行,現(xiàn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)中,沒(méi)有專門(mén)章節(jié)介紹旋挖干成孔施工的內(nèi)容,造成目前設(shè)計(jì)、施工只能參照人工挖孔、泥漿護(hù)壁成孔等工藝設(shè)計(jì)和實(shí)施,造成了一定程度的混亂。隨著近些年地下水開(kāi)采、地下水位下降,采用旋挖鉆機(jī)干成孔的施工工法越來(lái)越多,因此,進(jìn)行必要的工法研究相當(dāng)有必要。旋挖鉆機(jī)是樁工機(jī)械的一個(gè)類型,和土木建筑及施工工藝結(jié)合的比較緊密,旋挖鉆機(jī)制造廠的工程技術(shù)人員應(yīng)熟悉基礎(chǔ)施工,配合基礎(chǔ)施工企業(yè)開(kāi)展鉆進(jìn)工藝的研究,提高旋挖鉆機(jī)在不同地質(zhì)條件下的作業(yè)性能,適時(shí)的制定旋挖鉆機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);行業(yè)協(xié)會(huì)開(kāi)展施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)交流,推動(dòng)旋挖鉆機(jī)產(chǎn)品和施工的發(fā)展。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝,針對(duì)旋挖鉆機(jī)干成孔灌注樁,批量化成孔、成樁,大大節(jié)約人工和機(jī)械成本,提高了效率,降低了工程成本。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:

      一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝,包括以下步驟:

      步驟1:對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理,在施工場(chǎng)地批量進(jìn)行測(cè)放樁位,確保樁位均處于準(zhǔn)確的位置;

      步驟2:在樁位處批量進(jìn)行鉆孔至設(shè)定孔深,相鄰樁位連續(xù)施工鉆孔;

      步驟3:在鉆孔內(nèi)下設(shè)鋼筋籠;

      步驟4:在鉆孔處安設(shè)串筒和料斗;

      步驟5:在鉆孔內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注。

      本發(fā)明施工工藝的各步驟均為批量化操作,在施工場(chǎng)地批量測(cè)放樁位、成孔,相鄰樁位、鉆孔的施工可以連續(xù)進(jìn)行,無(wú)需跳孔施工,大大提高了工作效率;樁位成孔后及時(shí)用蓋板封閉保護(hù),可以防止孔口雜物掉入孔內(nèi);在全部樁位鉆孔完成后,再繼續(xù)批量進(jìn)行下設(shè)鋼筋籠、灌注操作,一臺(tái)吊車可以滿足多臺(tái)旋挖機(jī)的工作需求,不僅提高效率,而且能節(jié)省設(shè)備、材料的使用。

      所述步驟1中,平整處理完成后對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地基加固預(yù)處理。

      所述步驟1測(cè)放樁位的具體步驟為:

      在施工場(chǎng)地設(shè)定區(qū)域批量完成多排多列樁位測(cè)放,樁位確定后,將外部帶有標(biāo)簽的鋼筋打入地面以下,標(biāo)簽上標(biāo)識(shí)樁號(hào)和孔深數(shù)據(jù);將樁孔對(duì)中裝置圓心對(duì)準(zhǔn)樁孔中心,沿樁孔對(duì)中裝置外周撒石灰,作為樁孔開(kāi)鉆尺寸線以校核樁位。以多排多列批量測(cè)放樁位,可以大幅提升施工效率;進(jìn)行撒石灰處理,可以確保旋挖鉆頭開(kāi)孔時(shí),樁位準(zhǔn)確無(wú)誤。

      所述樁孔對(duì)中裝置包括同心設(shè)置的外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán),所述外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)之間連接支架。外圓環(huán)與鉆孔孔徑相同,內(nèi)圓環(huán)可以設(shè)置與鉆孔中心對(duì)應(yīng),可以輔助校核樁位是否準(zhǔn)確。

      所述步驟2中,在施工鉆孔至臨近設(shè)定孔深時(shí),將鉆機(jī)鉆頭換為底部帶活門(mén)的桶式鉆頭,繼續(xù)進(jìn)行鉆孔,在已成孔的鉆孔的孔口加設(shè)蓋板以封閉保護(hù)??梢源_保孔底能清理干凈。

      所述步驟2中,鉆孔完成后,采用吸塵器對(duì)鉆孔孔底的沉渣進(jìn)行清理。

      所述蓋板包括蓋板本體,所述蓋板本體由鐵皮制成,所述蓋板本體上表面敷設(shè)鋼筋網(wǎng)片。蓋板由鐵皮和鋼筋網(wǎng)片制成,輕量化設(shè)置,且能很好的封閉鉆孔以防止雜物掉入。

      優(yōu)選的,所述步驟3中,待全部樁位均成孔后,將蓋板去除,在鉆孔內(nèi)下設(shè)鋼筋籠。

      所述步驟3中,在下設(shè)鋼筋籠之前,在施工區(qū)域四周設(shè)置標(biāo)志桿,標(biāo)志桿上設(shè)置標(biāo)高刻度,采用拉線的方式控制鋼筋籠籠頂標(biāo)高。確保鋼筋籠籠頂標(biāo)高不會(huì)出現(xiàn)偏差。

      所述步驟4中,串筒和料斗連接,串筒延伸至鉆孔內(nèi),料斗連接在串筒頂部,串筒上部與澆筑支架固定,澆筑支架底部支撐在地面上,串筒可在鉆孔孔口處調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。避免使用密封的導(dǎo)管,節(jié)省了頻繁在孔口拆卸導(dǎo)管的時(shí)間,灌注效率大大提高。

      所述步驟5中,進(jìn)行混凝土灌注時(shí),灌注樁樁頂超灌0.2~0.3m,灌注至樁頂后采用插入式振搗器振搗,確保樁頂混凝土密實(shí)。

      所述步驟5中,若灌注完成后灌注樁后有負(fù)孔,盡快進(jìn)行覆蓋,同時(shí)對(duì)灌注樁樁頭進(jìn)行保護(hù)。避免負(fù)孔處人、物掉入其中。

      本發(fā)明的有益效果為:

      本發(fā)明的旋挖鉆機(jī)干成孔工藝,開(kāi)孔后不用埋設(shè)護(hù)筒(一般長(zhǎng)度2~3m,直徑較樁徑大20cm左右),也不需要跳孔施工,節(jié)約了鋼護(hù)筒的材料成本,提高旋挖鉆機(jī)成孔效率約5%~10%。

      本發(fā)明按區(qū)域批量成孔后,批量下設(shè)鋼筋籠,吊車效率提高,成本降低,吊車機(jī)械費(fèi)用降低10%左右。

      本發(fā)明灌注時(shí)采用料斗和特制串筒,進(jìn)行批量灌注,灌注效率提高約10%。

      本發(fā)明由于批量灌注,混凝土試塊按臺(tái)班或部位留取,人工、試塊試驗(yàn)等費(fèi)用降低約為3%~5%。

      本發(fā)明的減少樁頂?shù)幕炷脸啵⒉捎貌迦胧秸駬v器振搗,不僅確保了樁頂混凝土的質(zhì)量,而且節(jié)約混凝土材料2%~5%。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明施工工藝的流程示意圖;

      圖2為樁孔對(duì)中裝置示意圖;

      圖3為蓋板示意圖;

      圖4為串筒與料斗配合示意圖;

      圖中,1.內(nèi)圓環(huán),2.鋼筋支架,3.外圓環(huán),4.鋼筋網(wǎng)片,5.薄鐵皮,6.鉆孔,7.料斗,8.澆筑支架,9.串筒。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

      如圖1所示,一種旋挖鉆機(jī)干成孔混凝土灌注樁高效施工工藝,最大特點(diǎn)是將傳統(tǒng)的流水線式的工藝流程轉(zhuǎn)變成批量成孔、批量成樁的工藝流程,大大節(jié)約人工和機(jī)械成本,提高了效率,降低了工程成本。

      本發(fā)明的工藝流程為:場(chǎng)地平整——場(chǎng)地預(yù)處理——成批測(cè)放樁位——成批孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深——孔口蓋板保護(hù)——成批下設(shè)鋼筋籠——安設(shè)串筒及料斗——成批混凝土灌注。

      由于是干成孔,不用擔(dān)心踏孔、沉渣等問(wèn)題,本發(fā)明改變?cè)瓉?lái)的單根樁流水線式的施工工藝,旋挖鉆機(jī)批量干成孔,考慮下雨、安全隱患及孔口掉渣等問(wèn)題,成孔后迅速用蓋板蓋住孔口,待一批樁都成孔后,成批下設(shè)鋼筋籠,并成批的進(jìn)行混凝土灌注。此工法提高了效率、大大降低了人工、機(jī)械成本,由于是批量灌注,也降低了混凝土的損耗;經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明,此工藝比傳統(tǒng)施工工藝成本降低約25~30%。

      具體的施工步驟及施工中的注意事項(xiàng)如下:

      1.對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理,完成后對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地基加固預(yù)處理;

      為了解決旋挖鉆機(jī)在成孔過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生踏孔的情況,一般在樁基施工前需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行地基加固預(yù)處理,地基加固預(yù)處理的方式有分層回填碾壓、強(qiáng)夯處理等。

      2:在施工場(chǎng)地批量進(jìn)行測(cè)放樁位,采用樁孔對(duì)中裝置校核樁位;

      測(cè)放樁位時(shí),將施工場(chǎng)地某個(gè)區(qū)域成排成列批量進(jìn)行測(cè)放,樁位確定后,用6mm的短鋼筋打入地下,短鋼筋上有粘貼紙帶有標(biāo)識(shí)樁號(hào)、孔深等數(shù)據(jù),用特制的樁孔對(duì)中裝置圓心對(duì)準(zhǔn)樁孔中心,沿外圓環(huán)3撒石灰,作為樁孔開(kāi)鉆尺寸線,這樣確保旋挖鉆頭開(kāi)孔時(shí),樁位準(zhǔn)確無(wú)誤;

      如圖2所示,樁孔對(duì)中裝置包括同心設(shè)置的外圓環(huán)3和內(nèi)圓環(huán)1,外圓環(huán)3和內(nèi)圓環(huán)1之間連接鋼筋支架2。外圓環(huán)3與樁位鉆孔孔徑相同,內(nèi)圓環(huán)1對(duì)準(zhǔn)樁位鉆孔中心,可以輔助校核樁位是否準(zhǔn)確。

      步驟3:在樁位處采用鉆機(jī)批量進(jìn)行鉆孔至設(shè)定孔深,在已成孔的鉆孔的孔口加設(shè)蓋板以封閉保護(hù),相鄰樁位連續(xù)施工鉆孔;

      由于是旋挖鉆機(jī)干成孔,所以孔口一般不會(huì)出現(xiàn)踏孔等問(wèn)題,樁位開(kāi)孔后不需要埋設(shè)護(hù)筒,只要在鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中做好孔口清理即可;本發(fā)明施工工藝不需要埋設(shè)護(hù)筒;

      成批量成孔后,在下設(shè)鋼筋籠之前,用吸式大功率加長(zhǎng)吸管吸塵器,清理孔底少量沉渣;

      樁位成孔后,為了安全考慮及防止孔口雜物掉入孔內(nèi),在孔口及時(shí)用特制蓋板進(jìn)行覆蓋,這樣不僅消除了安全隱患,即使下雨也不用擔(dān)心雨水進(jìn)入孔內(nèi);如圖3所示,蓋板包括蓋板本體,蓋板本體由薄鐵皮5制成,蓋板本體上表面敷設(shè)鋼筋網(wǎng)片4,蓋板覆蓋在鉆孔6孔口處。

      由于是鉆挖鉆機(jī)干成孔施工,也不用考慮孔壁踏孔問(wèn)題,相鄰孔可以連續(xù)施工,不用像泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁一樣跳挖施工;這樣成排成列連續(xù)施工較原來(lái)的跳孔施工大大提高了工作效率;

      旋挖鉆機(jī)干成孔施工,在施工至快到設(shè)計(jì)孔深時(shí),鉆機(jī)鉆頭換底部帶有活門(mén)的桶式鉆頭,這樣能確??椎啄芮謇砀蓛?。

      步驟4:待全部樁位均成孔后,將蓋板去除,在鉆孔內(nèi)下設(shè)鋼筋籠;

      鋼筋籠籠頂標(biāo)高控制:在成批下設(shè)鋼筋籠之前,在施工區(qū)域設(shè)置標(biāo)志桿,標(biāo)志桿上設(shè)置標(biāo)高刻度,采用拉線的措施控制鋼筋籠籠頂標(biāo)高,確保鋼筋籠籠頂標(biāo)高不會(huì)出現(xiàn)偏差;

      批量成孔后,在成孔區(qū)域合適位置支好吊車,批量下設(shè)鋼筋籠;由于是批量作業(yè),改變了以往每臺(tái)樁機(jī)配備一臺(tái)吊車的配置,一臺(tái)吊車完全可以滿足幾臺(tái)旋挖機(jī)的要求,且吊車在某一區(qū)域,基本不用挪移吊車就能滿足要求,效率大大提高,機(jī)械設(shè)備成本降低10%左右;批量下設(shè)鋼筋籠,與傳統(tǒng)工藝每根樁成孔后馬上需要下設(shè)鋼筋籠存在明顯區(qū)別;

      步驟5:在鉆孔處安設(shè)串筒和料斗;

      批量下設(shè)好鋼筋籠后,接著在孔內(nèi)安設(shè)料斗和串筒,由于不是水下灌注,所以不用采用密封的導(dǎo)管,采用現(xiàn)場(chǎng)加工的特制的能在孔口控制的串筒即可,節(jié)省了頻繁在孔口拆卸導(dǎo)管的時(shí)間,灌注效率大大提高;傳統(tǒng)工藝需要使用密封性較好的導(dǎo)管,本工藝使用串筒即可;

      如圖4所示,本發(fā)明的串筒9和料斗7連接,串筒9延伸至鉆孔6內(nèi),料斗7連接在串筒9頂部,串筒9上部與澆筑支架8固定,澆筑支架8底部支撐在地面上,串筒9可在鉆孔孔口處調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。

      步驟6:在鉆孔內(nèi)進(jìn)行混凝土灌注;

      旋挖干成孔灌注樁將以往每樁成孔后必須立即灌注改為一批樁成孔后批量灌注;優(yōu)點(diǎn)在于:以往每樁成孔后即生產(chǎn)混凝土用罐車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),因每樁孔深、成孔過(guò)程等差異,混凝土方量很難控制;批量灌注后,可以按這一批樁生產(chǎn)混凝土,灌至最后,控制最后一根樁的混凝土量即可,極大的減少了混凝土的損耗和浪費(fèi);

      由于是旋挖鉆機(jī)干成孔,成孔后樁孔內(nèi)干燥無(wú)水,因此樁基混凝土可采用常規(guī)混凝土,無(wú)需按水下混凝土對(duì)塌落度、和易性、每方混凝土水泥用量等做嚴(yán)格要求;

      由于批量成孔、批量灌注成樁,混凝土攪拌站生產(chǎn)混凝土也是按照這一批樁來(lái)生產(chǎn)混凝土,因此,從技術(shù)上,可按照臺(tái)班或部位留取混凝土試塊,無(wú)需像水下混凝土灌注那樣,每樁留取試塊;此項(xiàng)可以減少現(xiàn)場(chǎng)人工成本、試驗(yàn)費(fèi)用等;

      為確保樁頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,水下混凝土灌注時(shí),規(guī)范要求超灌高度宜為0.8~1.0m;規(guī)范對(duì)干成孔灌注樁樁頂超灌高度未做明確要求,經(jīng)工程實(shí)踐證明,干成孔灌注樁樁頂超灌0.2~0.3m即可,灌至樁頂后采用插入式振搗器振搗,確保樁頂混凝土密實(shí);此項(xiàng)能節(jié)約混凝土材料2%~5%;如果樁孔管樁后有負(fù)孔,灌注完成后盡快進(jìn)行覆蓋,對(duì)樁頭進(jìn)行保護(hù),以消除安全隱患。

      綜述,將傳統(tǒng)的流水線式的工藝流程轉(zhuǎn)變成批量成孔、批量成樁的工藝流程,并采取以上技術(shù)措施,經(jīng)實(shí)際工程實(shí)踐證實(shí),綜合成本較傳統(tǒng)的施工工藝降低約25%~30%。

      上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。

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