成果名称: | 抗拔桩嵌岩段孔壁泥皮旋挖伸缩钻头清刷施工技术 |
完成单位: | 深圳市工勘岩土集团有限公司 |
主要人员: | 许建瑞,童心,尚增弟,刘彪,林桂森,雷斌,黄凯,洪雨娇,邹杰 |
介绍: | 1.课题来源与背景: 当建筑物上部结构荷重不能平衡地下水浮力时,结构的整体或局部会受到向上浮力的作用,如建筑物的地下室结构、地下大型水池、污水处理厂的地下生化池等,为确保建(构)筑物的使用安全,须设置抗拔桩。抗拔桩依靠桩身与土层或岩层的摩擦力来抵抗竖向抗拔力,当桩端嵌入岩层时,摩擦力主要由岩层段提供。目前,灌注桩通常采用旋挖钻机成孔,钻进过程中采用泥浆护壁,为确保孔壁稳定,泥浆比重维持在1.10~1.20左右。护壁泥浆一般由膨润土、纯碱、水及添加剂按比例配制,通常情况下,泥浆在孔壁上会形成一定厚度的泥皮,泥皮吸附在孔壁上可提高孔壁稳定性,但对于抗拔桩而言,泥皮的存在相当于在桩身与孔壁间添加了一层润滑剂,一定程度上使抗拔桩承载力降低。为了改善泥皮对嵌岩段孔壁的附着影响,一些项目在旋挖钻头筒身上安置钢刷,对孔壁进行刷壁操作,但由于钢刷为固定式安装,其从孔口深入至孔底的过程中会对全长孔壁进行不同程度的刷壁操作,对土层段的刷壁操作会产生较多的泥渣掉落堆积在孔底,从而影响对岩层段的刷壁效果;同时,由于安装位置较高的影响,其对孔底段的部分岩层无法实施有效刷壁。 2.技术原理及性能指标: 2.1 技术原理 本技术涉及抗拔桩施工技术领域,具体而言涉及一种桩孔内岩壁泥皮的清刷钻头,通过安装在旋挖钻头底部的刷头的伸出、收缩,实现刷壁器对嵌岩段孔壁泥皮的有效清除,且避免了刷壁钻头对土层段孔壁的清刷扰动影响,为解决常规旋挖钻进施工桩基础出现承载力检测值未达到设计要求的情况提供了一种创新、实用的方法,很好地保证了成桩质量,避免了常规采用加大抗拔桩直径或增加入岩深度来保证桩身抗拔力的做法,有利于提升工程效益。 2.2 性能指标 伸缩刷壁器安装在旋挖钻头的底部,刷壁器由底板、限位挡板和刷头三部分组成。 1、旋挖钻头筒身:圆柱状,直径与刷壁钻孔的直径一致或略小,长度与通常采用的旋挖钻头的长度一致,一般为1.2m。 2、底板:①由3cm厚钢板制成,直径Φ800mm;底板上刻印有3道限位挡板安装凹槽,凹槽深3mm,宽度30mm,3道凹槽相交形成的等边三角形中心点与底板圆心重合;②底板正中间开直径Φ150mm泄压孔;③距离底板圆心250mm处按照限位挡板安装凹槽位置均布3个直径Φ100mm刷头安装孔。 3、限位挡板:为形状规则的扁平状长方体钢块,由28mm厚钢板制成,长560mm、高140mm,置入底板凹槽并焊接牢固。 4、刷头:由刷柄和钢丝绳刷毛组成;①刷柄由长300mm、宽120mm、高150mm厚钢块制成,其与底板通过螺栓轴销连接,螺栓中加设安全卡销拧紧固定;刷柄可绕固定螺栓轴销360°转动;②刷柄短边侧面上开2个直径Φ30mm钢丝绳安装孔,两孔中心间距70mm,刷柄长边侧面上开2个直径Φ30mm的紧固钢丝绳螺栓插入孔,刷柄短边侧面需纵向进深切割200mm,以便后续将钢丝绳顺利插入安装孔;③钢丝绳刷毛为刷壁时接触孔内岩层壁的部分,各刷柄2个安装孔内各插入1股Φ26mm钢丝绳,钢丝绳由两颗膨胀螺栓从侧面螺栓插入孔拧入固定。 3.技术的创造性与先进性: 通过招商银行金融创新大厦、前海嘉里、鑫荣懋滨海大厦等项目桩基础工程施工的实践应用证明,抗拔桩嵌岩段孔壁泥皮旋挖伸缩钻头清刷施工技术通过采用一种制作简易、操作方便的旋挖伸缩刷壁钻头,有效清除了抗拔桩嵌岩段孔壁上附着的泥皮,提高桩基承载力,保证成桩质量,对提升建筑结构安全性能起到积极作用。本技术在装置制作、现场操作、施工质量控制、安全性能保障等方面都突显出了独特的优越性,为提升建筑结构安全性能提供了一种创新、实用的工艺方法。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性: 经过一系列现场试验、工艺完善及研究总结、参数优化,最终形成了系统的“抗拔桩嵌岩段孔壁泥皮旋挖伸缩钻头清刷施工技术”,制定了标准的工艺流程、操作要点和系统的质量、安全标准控制方法,取得了显着成效,实现了方便快捷、高效经济、质量保证的目标,达到预期效果。适用于采用旋挖钻机钻进的直径Φ800mm~Φ1200mm的抗拔桩施工,施工安全性良好。 5.应用情况及存在的问题: 本技术适用于采用旋挖钻机钻进的直径Φ800mm~Φ1200mm的抗拔桩施工,通过清除抗拔桩嵌岩段孔壁上附着的泥皮,有效解决了常规旋挖钻进施工桩基础出现承载力检测值未达到设计要求,实现有效提升桩基嵌岩段抗拔力的目的,保证成桩质量,避免了常规采用加大抗拔桩直径或增加入岩深度来保证桩身抗拔力的做法,既加快了施工进度,又能提高基桩承载力,在一定程度上控制了建设投资成本。 6.历年获奖情况: 无。 |
批准登记号: | |
登记日期: | 2023-06-08 |
研究起止时间: | 2019-07-25至2022-08-09 |
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 |