成果名称: 基坑底支撑梁下低净空履带式全回转灌注桩综合成桩施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司,武汉鑫地岩土工程技术有限公司
主要人员: 赵建国,程杰林,王荣发,雷斌,徐成斌,胡谱,赵思兴,聂长贺,张志勇
介绍:

    1. 课题来源与背景: 随着城市建设的不断发展,施工条件受到周边环境的限制和影响越来越大。在桩基工程施工中,经常会遇到低净空环境下的施工作业,此时,需要综合考虑施工作业空间对设备的影响以及地质条件情况和设计要求,才能确定具体的工艺和所选用的设备。比如在基坑底支撑梁下的工程桩施工就是比较典型的一种情况,如何很好地解决此类低净空环境下工程桩施工的问题,成为一个很有必要研究和解决的课题。2018年10月以来,我公司陆续承接了前海微众银行大厦、南山供电营业中心、珠海安信大厦等项目的桩基工程,在工程施工后期,由于各种原因,设计变更需增加一部分工程桩。此时基坑已开完至坑底,桩撑支护体系也已全部完成,因此,增加的工程桩需在基坑底支撑梁下的低净空环境中进行施工作业。以珠海安信大厦项目为例,该项目最下面一道支撑底距离基坑底净空约5m,而工程桩桩长则达到65m之深,且场地内存在承压水以及淤泥和深厚的砂层等不良地质条件。因此,如何采取一种技术可靠并且安全可行的施工方法解决低净空条件复杂地层条件中超长工程桩施工的难题,成为我司工程项目部急需解决的技术难题。

    2. 技术原理及性能指标: 低净空作业的关键在于解决在受限的基坑底支撑梁下的有限空间内,桩机在平面内快速移动和竖向净空高度下正常、安全作业。本工法通过对传统全套管全回转设备进行加装履带改造,采用DTR2106HZ履带型自行走式钻机,解决了传统设备需要吊车辅助移动的难题,其设备高3554~4053mm,低于支撑梁底5m的净空高度,满足低净空条件下施工要求。对于临近支撑梁或塔吊位置的桩位,通过浇筑临时作业平台扩充桩位,满足全回转钻机就位。 针对深厚的不良地层,单纯依靠泥浆护壁或者普通的长护筒工艺,成孔质量都难以保障。经过综合分析研究后,最终确定选用全套管护壁工艺,通过钢套管的护壁作用达到有效避免不良地层塌孔、缩径的影响,保证顺利成孔及其质量。同时,在套管跟管钻进时,考虑到本项目砂层深厚,而且还受承压水的影响,因此钻进时套管的超前深度加大至不少于6m,有效地避免了承压水造成的涌砂问题。

    3. 技术的创造性与先进性: 3.1 履带型自行走一体式全回转钻机 传统的全回转钻机主机工作装置和液压动力站为独立式,设备无法自主移动,移动位置主要依靠履带吊吊运转移。对于基坑底支撑梁下低净空环境下,传统的全回转设备移位困难,无法正常工作。通过对全回转设备进行改造,增加履带装置,实现自由行走,很好地解决了低净空环境下机械设备自由移动的难题。同时设备还可以携带液压动力站组成一体机,转场时不需要接拆胶管,效率更高。 3.2 液压平衡系统 全回转钻机主机工作装置虽然改为履带式,但是不同于履带式设备的工作方式,主机工作装置下面还有一套液压平衡系统,由四个液压支腿直接连接工作支撑板组成,可撑起和调平主机工作装置。全回转设备移到工作位置后,开启液压平衡系统,通过调节工作下盘四个液压支腿撑起工作支撑板。支撑板可增大设备受力面积,不需要额外再垫其他东西,四个液压支腿可同步或单独调节,控制主机工作装置处于垂直姿态 3.3 管超压结合水压平衡施工工艺 常规的全回转施工为干作业成孔灌注桩工艺,套管一般超前钻进2~3米。但是本项目砂层较厚,且存在承压水,常规做法无法平衡水土压力。经研究分析后,采用增大套管超压深度至少6米,同时在套管内注水,通过管底超压结合水压力平衡桩底的水土压力,达到很好地控制成孔质量的效果。

    4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 项目组于2021年5月开始对前期的科研成果进行总结,将施工中的试验过程、施工情况、数据资料情况、操作规程、安全标准等等进行收集、整理、分析、总结,进入编制本科研技术报告和工法阶段,并于2022年6月中旬完成。该项目经过多个项目验证,安全性良好。 适用范围: 适用于基坑梁支撑下底净空不小于5m的灌注桩施工。

批准登记号:
登记日期: 2023-03-22
研究起止时间: 2019-07-02至2022-08-01
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省建筑业协会
评价日期: 2022-08-10