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液压振动锤配合旋挖钻机做全护筒工法、咬合桩
2017-07-24    by : 五创设备

  液压振动锤设备目前在桩基础的施工当中已经广泛应用,尤其在打拔钢板桩当中更为常见,实际上液压振动锤的另外一个广泛应用就是做管桩,尤其适合打各种钢管桩,液压振动锤设备配合旋挖钻机完成全护筒施工以及咬合桩施工,在国外发达国家以及中东一些国家的钻孔灌注桩是不允许泥浆护壁的,因此大部分旋挖钻机打孔时需要下全护筒。随着中国对于环保以及成桩质量的控制,全护筒工法正越来越多的得到推广,当然液压振动锤设备也被更多地和旋挖钻机一起应用在桩基础施工当中。

  一、钻孔灌注桩:

  在桩基础当中的桩一般分为钻孔灌注桩和预制桩两种,目前在中国钻孔灌注桩所占的比重约为70%-80%,其中一部分由旋挖钻机完成,一部分由正反循环钻机施工,旋挖钻机成孔在中国一般采用泥浆护壁的方法,但在发达国家这种工法是被禁止的,发达国家或者中东一般采用全护筒(又称贝诺特,BENOTO)工法施工。

  旋挖钻机施工一般需要下护筒,根据地质情况的不同,下护筒的长度也不同,其中如果遇到特助地层时,需下全护筒来做护壁。

  二、护壁方法:

  旋挖机施工时一般采用泥浆护壁,但在打孔的前几米一般需要下设钢护筒来保证孔的导向和垂直度。施工时护筒的主要作用是:一般旋挖机在打孔时,需要埋设护筒,埋设护筒可以准确定位、钻孔导向、保护孔口、以及防止地面石块掉入孔内,隔离孔内孔外表层水,保持泥浆水位(压力),防止坍孔;桩顶标高控制依据之一;防止钻孔过程中的沉渣回流;保持孔内水位高出施工水位以稳定孔壁。根据护筒的长度和地质情况,打拔护筒有一下方法:

  (一)、旋挖机动力头自压法

  (二)、护筒驱动器法

  一般超过10m的钢护筒,对垂直度又有严格要求时,一般采用需要旋挖钻机连接护筒驱动器辅助下护筒,一般国产旋挖钻机很少配备护筒驱动器,护筒驱动器一般国外的宝峨、土力、卡萨阁蓝地等品牌旋挖机根据需要可以选配护筒驱动器;国内的目前山河智能、金泰等厂家的旋挖机也可以配备护筒启动器。但如果地质过硬,或者护筒的直径超过2米,一般护筒驱动器就很难发挥其作用了,另外由于护筒驱动器自身能承载的扭矩和加压力有限,(孔直径每增加10cm,需要旋挖机增加100吨米的扭矩)所以护筒驱动器在地质过硬的地层很难发挥作用,同时也很难拔出护筒。

  设备图片:

液压振动锤配合旋挖钻机做全护筒工法、咬合桩工法

  (三)挖机锤下护筒:

  (四)、振动锤、搓管机方法:

  当旋挖机遇到淤泥质、含砂层、地下水含量高、喀斯特地貌时则可能会采用全护筒的方法来施工,钻孔灌注桩当中下全护筒的方法就成为全护筒工法,又成为贝诺特工法。

  贝诺特(Benoto)灌注桩施工法也称为全套管施工法。此种工法是利用摇动装置的摇动(或回转装置的回转)使钢套管与土层间的摩阻力大大减少,边摇动(或边回转)边压入,同时利用冲抓斗挖掘取土,直至套管下到桩端持力层为止。挖掘完毕后立即进行挖掘深度的测定,并确认桩端持力层,然后清除虚土。成孔后将钢筋笼放入,接着将导管竖立在钻孔中心,最后灌注混凝土成桩。贝诺特法实质上是冲抓斗跟管钻进法。做这种工法的设备叫做全套管钻机。

  工法介绍:

  贝特诺灌注桩由于环保效果好(噪声低、振动小、无泥浆污染与排放)、施工现场文明,在海内外广泛采用,我国香港地区此类桩型的市场份额约占45%,昆明、温州及北京地区十余个工地已成功地采用此类桩型。1999年上半年,北京某工地因杂填土层(含旧砖窑场地、块石及混凝土块等)过厚,深度8~23m,其他桩型无法施工,结果采用国产品牌摇动式全套钻机施工,历时四个月,顺利地完成976根桩,桩径为0.8、1.0和1.2m,桩长为20~24m穿越杂填土进入老土一定深度。从2001年起,在深圳、南京、杭州及天津等地13个地铁车站中采国产品牌牌全套管钻机施工咬合桩成功地取代地下连续墙,为业主节省大量造价。

  工法优点

  全套管施工法与采用泥浆护壁的钻、冲击成孔及其他干作业法的大直径灌注桩的施工法相比,成孔成桩工艺方面有以下优点:

  A、环保效果好: 噪声低,振动小; 不使用泥浆,无泥浆污染,施工现场整洁文明,很适合于在市区内施工。

  B、成孔和成桩质量高: 取土时因套管插入整个孔内,孔壁不会坍落; 易于控制桩断面尺寸与形状; 含水比例小,较容易处理孔底虚土,清底效果好; 充盈系数小,节约混凝土。

  C、可在各种杂填土(含有砖渣、石渣及混凝土块等)中施工,适合于旧城改造的基础工程。

  D、由于钢套管护壁的作用,可避免钻、冲击成孔灌注桩可能发生的缩颈、断桩及混凝土离析等质量问题。

  施工设备

  做全护筒的桩,一般可以采用搓管机、振动锤配合旋挖钻机来完成,下面就着重介绍下搓管机和振动锤设备。

  1、搓管机又称为全套管钻机或者贝诺特钻机

  此种设备是由法国贝诺特公司于20世纪50年代初开发和研制而成。随后日、德、英、意等国引进和研制,截止到1997年12月,日本已生产摇动式全套管钻机770台,全回转式全套管钻机433台。据日本基础建设协会1993年对31家施工单位的10.1万根灌注桩的调查,全套管工法占26%。目前在香港,各基础施工公司已拥有全套管钻机不少于300台,成桩数的市场份额约占45%。我国于二十世纪七十年代开始引进,九十年代中期昆明一家桩工公司首先在我国开始研制MZ系列摇动式全套管钻机,简称磨桩机。后来中国地质科学院勘探技术研究所、北京三一等公司开始研制搓管机。但由于此种设备价格较贵,在中国内陆还没有很好的应用。

  前景:

  我国于20世纪70年代开始引进摇动式全套管钻机,但此种设备价格昂贵,施工单位较少采用,但对于我国西南喀斯特地貌特殊地质,以及南方广大沿海城市的桩基础施工当中确实需要此种工法完成高质量钻孔桩;另外随着桩基础设备和工法的进一步发展,我国对于施工的安全、环保、质量要求越来越高,全护筒工法会有很好的发展势头。

  2、振动锤下护筒的地层适应性和特点

  地层适应性:

  对于易缩径的淤泥质粘土、易垮孔的松散杂填土地层、和沙层以及严重透水地层必须使用长护筒或全护筒护壁,一般采用振动锤下护筒。

  振动锤下护筒施工步骤:用汽车吊或履带吊吊挂电动或液压振动锤夹持护筒,通过高频振动使护筒周边沙土液化,在护筒重力作用下使护筒插入土层。

  振动锤设备:振动锤设备已经在中国普及开来,在香港和台湾,因液压振动锤具有重量轻、噪音低、激振力大、振动小无需用电等特点在当地得到了广泛应用;在内陆由于设计单位没有强行的施工标准以及施工企业考虑成本等因素,使得液压振动锤没有得到很好推广,相反电锤应用较多;对于较短护筒可以用挖机锤直接打拔(护筒一般不能超过10米),对于超过10米以上或者地质硬的地层则需要履带吊悬吊振动锤施工。

  该方法的优点

  A、设备本身:另外液压振动锤设备应用起来较为灵活,除了可以用履带吊机或者汽车吊机悬吊施工外,还可以安装在旋挖钻机、三支点打桩机等设备的滑轨上施工,保证施工时的垂直度。

  B、是下放和起拔护筒速度快,在成孔时可用干式成孔法或天然水降低造浆成本。但在埋设开始时需注意调整护筒的垂直度

  C、施工成本低:液压振动锤设备重量较轻,可以匹配较小履带吊机即可,如果匹配履带吊机施工,则无需对旋挖机改装,无需借助旋挖机液压动力(搓管机需要安装在旋挖机上,另外需要借助旋挖机的液压动力)

  D、施工速度非常快,地质适应性极强。

  E、拔桩能力强

  一般通过旋挖机护筒驱动器或者搓管机下的护筒,拔桩都成为较大难题,一般来说对于6米长度的护筒,即使旋挖钻机主卷扬和吊车合力都无法完成。但液压振动锤设备是打拔一体化的设备,一般只要能够打下就能拔出,原理仍然是靠振动使土壤液化来较少桩身对护筒的摩擦力;另外荷兰ICE的液压振动锤设备有原厂经过反复拉力和耐耗实验检验过的橡胶块,保证设备本身的最大静拔桩力;对于打入地下时间很长,地质特殊的地层荷兰ICE还可以提供两锤并联使用的方案,使拔桩力增加两倍。

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