成果名称: 深厚填石层灌注桩预制导槽潜孔锤跟管阵列咬合引孔钻进施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司
主要人员: 尚增弟,李凯,雷斌,程玉平,黄天河,林卓楠,谢晓昇,邹杰,郑科杰
介绍:

    ①课题来源与背景。 任务来源: 近年来,我司承接完成了“珠海高栏终端生产区建造工程球罐桩基础工程”、“鑫荣懋滨海大厦桩基工程”、“阳江新增循环水监测与预过滤系统项目建安工程”等项目,针对如何解决填石地层成孔易塌孔等技术难题,结合地层条件及灌注桩设计要求,通过现场摸索探究实践,我司项目课题组开展了“深厚填石层灌注桩预制导槽潜孔锤跟管阵列咬合引孔钻进施工技术”研究,经过广泛的资料收集、对比分析,创新地提出利用小直径潜孔锤阵列引孔的施工方法,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,取得了显著成效,实现了方便快捷、高效经济、质量可靠的目标,达到预期效果。 研究背景: “阳江新增循环水监测与预过滤系统项目建安工程”位于阳江核电厂旁边沿海填筑的防波堤,其第二道拦截设施(机械化网兜)设计采用直径φ1800mm、φ1500mm的灌注桩基础。场地地层由上至下分别为填石、淤泥、砂质黏土,下伏基岩为不同风化程度的花岗岩。上部填石主要由大量中等风化花岗岩碎块组成,填石粒径达400~1200mm,填石层平均厚度23m,平均桩长约60m,持力层为中风化桩径,设计要求桩底嵌入持力层1倍桩径。施工时,开始针对深厚填石层采用冲击成孔,外加泥浆护壁工艺。由于填石间孔隙大,泥浆流失严重,反复回填粘土造浆始终无法成孔,大大影响了施工进度。为解决灌注桩成孔过程中泥浆漏失、塌孔的施工难题,急需在现有施工方法中进行改进创新,从施工工艺、技术措施等方面寻找突破口,并利用新型工艺的推广,使施工决策更科学有效,进一步推动技术进步。

    ②技术原理及性能指标。 本技术主要涉及深厚填石层灌注桩引孔钻进施工,其关键技术主要包括四部分,一是深厚填石层潜孔锤钻进技术,二是阵列咬合式钻进技术,三是潜孔锤全套管跟管钻进、引孔置换技术,四是预制钢导槽辅助引孔技术。提供一种高效填石地层灌注桩成孔方法,该工艺可以大大提高大直径灌注桩的成孔效率,确保成孔质量。该施工技术应具备效率高、质量好等优点,具有广阔的市场前景,并确定施工的相关技术标准,用于检验和评价新工艺的成效,规范技术操作的实施细则,统一工艺标准。

    ③技术的创造性与先进性。 1.小直径潜孔锤阵列咬合成孔 本技术沿设计桩径边线及其内部布置多个小直径潜孔锤阵列钻孔,考虑引孔速度及为破石钻进提供动力的空压机组需求等效率经济指标,通过综合优化比选,采用φ800mm的小直径潜孔锤进行阵列咬合布孔。按照上述布孔原则,对φ1500mm的灌注桩采用“6+1”引孔,即沿桩孔边线布置6孔+中心1孔;对φ1800mm的灌注桩采用“7+1”引孔,即沿桩孔边线布置7孔+中心1孔。 2.预制导槽辅助引孔定位 本技术采用相应的预制咬合式钢导槽辅助阵列引孔定位。导槽为钢板和槽钢组成的高200mm的预制箱式结构,具有两块长3000mm、宽3000mm、厚20mm的钢制面板,中间开孔大小和位置根据阵列布孔确定,阵列引孔时根据桩孔位置预埋导槽,利用导槽开孔确定潜孔锤阵列钻进位置,预制导槽可重复利用。 3.填石地层全套管跟管钻进引孔置换 本技术对填石地层采用潜孔锤全套管跟管钻进引孔,并在每个阵列孔成孔后及时在套管内填入粒料,拔管后该孔的填石层被置换;继续下一阵列孔的钻进、回填,直至整个桩孔松散填石被完全置换,有效保证了引孔质量及后续灌注桩施工效果。

    ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 。本技术技术成熟已成功运用于“珠海高栏终端生产区建造工程球罐桩基础工程”、“鑫荣懋滨海大厦桩基工程”、“阳江新增循环水监测与预过滤系统项目建安工程”等项目,本技术适用于不超过30m的深厚填石地层中直径不超过1.8m的灌注桩引孔施工。该工艺施工过程中有确定了施工的相关技术标准,用于检验和评价新工艺的成效,有规范的技术操作的实施细则,和统一工艺标准。

    ⑤应用情况及存在的问题。 本技术已成功运用于“珠海高栏终端生产区建造工程球罐桩基础工程”、“鑫荣懋滨海大厦桩基工程”、“阳江新增循环水监测与预过滤系统项目建安工程”等项目。在传统大直径灌注桩施工工艺的基础上进行创新完善,以减少问题解决成本、降低问题处理难度、提高生产效率。拟通过现场试验研究、分析对比、总结经验,确定该施工技术的成套操作流程,并针对性地制订相关质量控制及技术、安全保证措施。 深厚填石层灌注桩预制导槽潜孔锤跟管阵列咬合引孔钻进施工技术重点解决以下4个问题: 1、选择高效的钻进方法; 2、利用小直径钻头钻出大直径桩孔; 3、防止钻进时填石地层塌孔; 4、确保成孔精度满足设计要求。

    ⑥历年获奖情况: 无。

批准登记号:
登记日期: 2023-11-28
研究起止时间: 2020-04-23至2023-03-28
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: 广东省土木建筑学会
评价日期: 2023-04-13