桩基础施工新技术专题讲座(二十一)
————双向螺旋挤土灌注桩(SDS桩)
施工特点 中国京冶SDSP新工法的关键工艺是应用双向螺旋封闭挤扩钻头在成孔与灌注过程中对桩孔实施3次有效挤扩,确保将桩孔中土体全部挤入桩周土体。SDSP新工法的三步桩孔挤扩工艺的主要特征是:①桩孔机械挤扩成孔:在钻头下旋钻进成孔过程中,下螺旋挤扩体和封闭挤扩体将桩孔中的土体挤压入桩孔侧壁土体中,按设计桩径完成挤土成孔。②桩孔机械挤压护孔:在钻头上旋提升过程中,动密封挤扩体和封闭挤扩体对已钻桩孔再次挤扩,使钻头上部少量坍落土体和局部缩径被重新挤压入桩孔侧壁土体中,使桩孔维持设计桩径。③桩孔压力灌注挤扩:在钻头上旋提升灌注过程中,利用混凝土泵的泵压,通过压灌桩材实施第三次桩孔挤扩,并同时完成桩身混凝土灌注。
施工要点
钻机使用要点 ①施工场地应平坦,地面坡度应小于3%,地面承载力应满足施工钻机接地压力的要求,如果不满足要求时应在施工场地铺设钢板、路基板或垫层。②施工钻机装备的动力等级、双向螺旋挤扩钻头的直径、钻杆长度和主动钻杆长度应根据桩基设计要求和施工场地工程、水文地质条件确定。③钻机使用前应认真检查制动、滑轮和钢丝绳是否安全可靠,防护装置是否齐全,各部螺钉、销栓有无松动、磨损或间隙过大情况,润滑是否良好,操作杆是否灵敏,发动机是否正常,仪表指针是否在正常范围内,经试运转合格后, 可正式进行钻机操作。
混凝土配合比要点 ①根据桩身混凝土的设计强度等级,通过试验确定混凝土配合比;混凝土坍落度以180~220mm为宜,且不得低于160 mm。②混凝土所用水泥、水、骨料、外加剂等原材料应符合桩基工程设计要求和相应技术标准规定,并具备原材料合格证书和检验报告。③混凝土配合比应使混凝土具有足够的和易性(包括内聚性、保水性和流动性),易于在输送管道中流动,且不离析,混凝土配合比应根据设计要求通过试验确定。④水泥宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥宜用P.042.5强度等级,水泥用量不宜少于300 kg/m3。⑤细骨料应选用级配合理、质地坚硬、粒料洁净的中粗砂,含砂率应控制在40%~50%,也可掺加适量的粉煤灰,以使混凝土具有良好的流动性。⑥粗骨料宜选用洁净、坚硬的卵石或碎石,其最大粒径不得大于25 mm,且不得大于钢筋间最小净距的1/3。⑦为改善和易性和缓凝效果,混凝土宜掺入外加剂,常用外加剂为泵送剂和缓凝剂,缓凝时间宜控制在6~8 h。
成孔要点 ①钻机就位后,应将钻杆调整竖直,并将双向螺旋挤扩钻具中心对准桩位木桩,再利用4个桩位控制点校核桩位,钻头中心与桩位点偏差不得大于20 mm。②钻机就位后必须平正、稳固,确保在成孔施工过程中不发生倾斜、移动。③在钻机钻进成孔过程中,钻机操作手应根据钻机主桅杆倾斜信息及时修正钻杆垂直度。④在钻机钻进成孔过程中,须对双向螺旋挤扩钻具施加单方向扭矩(如顺时针方向)和轴向压力。⑤在钻机钻进成孔过程中,如遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发生异常声响时,必须立即停钻,在查明原因,采取相应措施后方可继续钻进成孔作业。
混凝土灌注要点 ①混凝土泵型号应根据桩径大小进行选择,且泵送能力不宜小于40 m3/h,混凝土输送泵管布设宜减少弯道,保持水平,并将泵管下面垫实,混凝土泵与钻机的距离不宜超过60 m。②混凝土泵送开始前,必须检查泵送混凝土的塌落度,塌落度宜采用180~220 mm,且不得低于160 mm。③钻机成孔至设计深度后,应先将混凝土泵入钻具混凝土芯管中,当泵管最高端泵压达到100~150 kPa时,开始缓慢旋转提升钻具,同时压灌混凝土,桩身混凝土上的泵送压灌要求连续进行,提钻速度应根据地层条件进行调整,对于淤泥或淤泥质土地层以及具有承压水地层,应适当放慢提钻速度,遇到具有承压水的粉细砂地层时,混凝土压灌必须采取多泵少提的措施,并保持钻杆内充满混凝土。④在混凝土连续压灌过程中,必须对螺旋挤扩钻具施加与钻进成孔过程中同方向扭矩(如顺时针方向)和轴向提拉力,双向螺旋挤扩钻具宜以10~15 r/min转速和1.0~2.5 m/min的上提速度逐渐旋转上提,并须与混凝土泵送量相匹配,在混凝土泵送过程中,泵管最高端泵压应保持在50~100 kPa,当钻尖距地表1.5 m左右时可以停止混凝土压灌,并由钻具混凝土芯管中剩余混凝土继续进行桩孔灌注。⑤在混凝土中心压灌开始后,混凝土必须保持连续有压灌注,直至完成整根桩的混凝土灌注。⑥桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3 m,桩的混凝土充盈系数宜为1.05~1.10。⑦在混凝土压灌工作完成后,应及时清除钻具、钻杆及泵管内的残留混凝土,长时间停置时,应采用清水将钻具、钻杆、泵管和混凝土泵清洗干净。
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责任编辑:Eason
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