油压震动锤设备目前在桩基础的施工当中早已广泛应用,尤其在打拔厚板桩当中更为常见,实际上油压震动锤的另外一个广泛应用就是做桩基,尤其适宜打各类铁管桩,油压震动锤设备配合旋挖钻机完成全支墩施工以及咬合桩施工,在国内发达国家以及中东一些国家的钻孔灌注桩是不容许泥浆护壁的,因而大部份旋挖钻机打孔时须要下全支墩。随着中国对于环保以及成桩质量的控制,全支墩工法正越来越多的得到推广,其实油压震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:
在桩基础当中的桩通常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%,其中一部份由旋挖钻机完成,一部份由正反循环钻机施工,旋挖钻机成孔在中国通常采用泥浆护壁的方式,但在发达国家这些工法是被严禁的,发达国家或则中东通常采用全导墙(又称贝诺特,)工法施工。
旋挖钻机施工通常须要下翼缘板,按照地质情况的不同,下翼缘板的厚度也不同,其中假如遇见特助基岩时,需下全支墩来做护壁。
二、护壁方式:
旋铲车施工时通常采用泥浆护壁,但在打孔的前几米通常须要下设钢支墩来保证孔的导向和垂直度。施工时支墩的主要作用是:通常旋铲车在打孔时全振动,须要敷设支墩,敷设支墩可以确切定位、钻孔导向、保护孔口、以及避免地面铁块坠入孔内,隔离孔内孔外表层水,保持泥浆水位(压力),避免坍孔;桩顶高程控制根据之一;避免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。按照支墩的宽度和地质情况,打拔支墩有一下方式:
(一)、旋铲车动力头自压法
(二)、护筒驱动器法
通常超过10m的钢支墩,对垂直度又有严格要求时,通常采用须要旋挖钻机联接支墩驱动器辅助下翼缘板,通常国产旋挖钻机甚少配备支墩驱动器,冠梁驱动器通常国内的宝峨、土力、卡萨阁蓝地等品牌旋铲车按照须要可以选装支墩驱动器;国外的目前山河智能、金泰等厂家的旋铲车也可以配备支墩启动器。但若果地质过硬,或则支墩的半径超过2米,通常支墩驱动器就很难发挥其作用了,另外因为支墩驱动器自身能承载的力矩和加压力有限,(孔半径每降低10cm,须要旋铲车降低100吨米的扭力)所以支墩驱动器在地质过硬的基岩很难发挥作用,同时也很难拔出支墩。
设备图片:
(三)铲车锤下翼缘板:
(四)、振动锤、搓管机方式:
当旋挖机遇见污泥质、含地层、地下水浓度高、喀斯特地貌时则可能会采用全支墩的方式来施工,钻孔灌注桩当中下全支墩的方式就成为全支墩工法,又成为贝诺特工法。
贝诺特()灌注桩施工法称作为全套管施工法。此种工法是借助晃动装置的摇晃(或回转装置的回转)使钢套管与地层间的摩阻力大大降低,边摇晃(或边回转)边压入,同时借助冲抓斗挖掘取土,直到套管下到桩端坝体为止。挖掘完毕后立刻进行挖掘深度的测定,并确认桩端坝体,之后去除虚土。成孔后将钢筋笼倒入,接着将导管矗立在钻孔中心,最后灌注混凝土成桩。贝诺特法实质上是冲抓斗跟管躲进法。做这些工法的设备称作全套管钻机。
工法介绍:
贝特诺灌注桩因为环保疗效好(噪音低、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,我国台湾地区这种桩型的市场份额约占45%,杭州、温州及上海地区十余个工地已成功地采用这种桩型。1999年上半年,上海某工地因杂回填层(含旧砖窑场地、块石及混凝土块等)过厚,深度8~23m,其他桩型难以施工,结果采用国产品牌扭动式全套钻机施工,长达四个月,顺利地完成976根桩,桩径为0.8、1.0和1.2m,桩长为20~24m穿越杂土层步入老土一定深度。从2001年起,在上海、南京、杭州及上海等地13个轻轨南站中采国产品牌牌全套管钻机施工咬合桩成功地代替地下连续墙,为住户节约大量造价。
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半径灌注桩的施工法相比,成孔成桩工艺方面有以下优点:
A、环保疗效好:噪音低,震动小;不使用泥浆,无泥浆污染,施工现场整洁文明,很适宜于在城区内施工。
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;便于控制桩断面规格与形状;含水比列小,较容易处理孔底虚土,清底疗效好;充盈系数小,节省混凝土。
C、可在各类杂土层(富含砖渣、石渣及混凝土块等)中施工,适宜于旧城改建的基础工程。
D、由于钢套管护壁的作用,可防止钻、冲击成孔灌注桩可能发生的缩颈、断桩及混凝土漏浆等质量问题。
施工设备
做全支墩的桩,通常可以采用搓管机、振动锤配合旋挖钻机来完成,下边就注重介绍下搓管机和震动锤设备。
1、搓管机又称为全套管钻机或则贝诺特钻机
此种设备是由英国贝诺特公司于20世纪50年代初开发和研发而成。随即日、德、英、意等国引进和研发,截至到1997年12月,台湾已生产摇晃式全套管钻机770台,全回转式全套管钻机433台。据美国基础建设商会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%。目前在台湾,各基础施工公司已拥有全套管钻机不多于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,九十年代中期武汉一家桩工公司首先在我国开始研发MZ系列摇晃式全套管钻机,简称磨桩机。后来中国地质科大学钻探技术研究所、北京三一等公司开始研发搓管机。但因为此种设备价钱较贵,在中国内陆还没有挺好的应用。
前景:
我国于20世纪70年代开始引进摇晃式全套管钻机,但此种设备价钱高昂,施工单位较少采用,但对于我国东北岩溶地貌特殊地质,以及北方广大沿海城市的桩基础施工当中确实须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,全支墩工法会有挺好的发展势头。
2、振动锤下翼缘板的基岩适应性和特征
基岩适应性:
对于易缩径的污泥质黏土、易垮孔的松散杂土层岩体、和沙层以及严重透水土层必须使用长支墩或全支墩护壁,通常采用震动锤下翼缘板。
震动锤下翼缘板施工步骤:用车辆吊或轮式吊吊挂电动或油压震动锤夹持支墩,通过高频震动使支墩周边沙土液化,在冠梁重力作用下使支墩插入地层。
震动锤设备:震动锤设备早已在中国普及开来,在台湾和香港,因油压震动锤具有重量轻、噪音低、激振力大、振动小无需用电等特征在当地得到了广泛应用;在内陆因为设计单位没有强行的施工标准以及施工企业考虑成本等诱因,致使油压震动锤没有得到挺好推广,相反电钻应用较多;对于较短支墩可以用铲车锤直接打拔(支墩通常不能超过10米),对于超过10米以上或则地质硬的基岩则须要轮式吊悬吊震动锤施工。
该方式的优点
A、设备本身:另外油压震动锤设备应用上去较为灵活,不仅可以用轮式吊机或则车辆吊机悬吊施工外,还可以安装在旋挖钻机、三支点打桩机等设备的导轨上施工,保证施工时的垂直度。
B、是下放和起拔支墩速率快全振动,在成孔时可用湿式成孔法或天然水减少造浆成本。但在敷设开始时需注意调整支墩的垂直度
C、施工成本低:油压震动锤设备重量较轻,可以匹配较小轮式吊机即可,假如匹配轮式吊机施工,则无需对旋铲车加装,无需依靠旋铲车油压动力(搓管机须要安装在旋铲车上,另外须要利用旋铲车的油压动力)
D、施工速率十分快,地质适应性极强。
E、拔桩能力强
通常通过旋铲车支墩驱动器或则搓管机下的支墩,拔桩都成为较大困局,通常来说对于6米厚度的支墩,虽然旋挖钻机主卷扬和铲车合力都未能完成。但油压震动锤设备是打拔一体化的设备,通常只要才能打下才能拔出,原理依然是靠震动使底泥液化来较少桩身对支墩的磨擦力;另外加拿大ICE的油压震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;对于攻入地下时间很长,地质特殊的基岩德国ICE还可以提供两锤并联使用的方案,使拔桩力降低两倍。(来源:英国ICE油压震动锤公司)
