成果名称: 基于智能控制技术的全套管跟管树根桩施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司
主要人员: 尚增弟,吴宝莹,雷斌,黄天河,郭威,张成武,张欣然,吴昱东,蔡伊木
介绍:

    ①课题来源与背景。 任务来源: 近年来,我司承接完成了“云浮港都骑通用码头二期工程项目微型钢管树根桩工程”、“深业进智现代物流分拨中心(清水河片区)配送中心及储运中心更新单元13-15地块基坑支护及土石方工程”、“深圳机场飞行区扩建工程-T4航站区(含卫星厅及站坪设施)软基处理工程5标”等项目,针对软土地基树根桩施工过程中存在的钻孔易倾斜、注浆效果差、施工操作繁杂等问题,综合项目实际条件及施工特点,我司对软土地基树根桩施工方法展开研究,经过现场试验、优化改进,形成了“基于智能控制技术的全套管跟管树根桩施工技术”。 研究背景: 钢管树根桩广泛应用于软土地基加固处理,施工时通常先钻孔至设计孔底标高,清孔后放入注浆管,在孔内填入砾料,然后分别进行孔内常压一次注浆、二次高压注浆成桩,起到对地层加固的作用。但在松散易塌、地下水丰富的软弱土层施作树根桩时,采用普通地质钻机成孔,因地层松软、含水量大,钻孔发生塌孔、缩颈、偏斜,导致注浆管下入困难,孔内无法填入砾料,注浆效果差,现场施工操作繁杂且施工效果无法满足设计要求。因此亟需研发一种树根桩施工技术,达到防止钻孔倾斜、注浆效果好、智能化施工的目标。

    ②技术原理及性能指标。 本技术是针对钢管树根桩采用智能控制技术全套管跟管钻进成孔、水压膨胀式封孔高压注浆的施工工艺,其关键技术主要包括四部分:一是顶驱动力智能回转跟管钻进技术,二是智能双控对中技术,三是智能液压机械手辅助钻进技术,四是电动稳压水压膨胀式封孔注浆技术。 针对软土地基树根桩施工过程中存在的钻孔易倾斜、注浆效果差、施工操作繁杂等问题,综合项目实际条件及施工特点,我司对软土地基树根桩施工方法展开研究,经过现场试验、优化改进,形成了“基于智能控制技术的全套管跟管树根桩施工技术”注浆效果好、智能化施工。

    ③技术的创造性与先进性: 1、顶驱动力智能回转跟管钻进 本技术采用顶驱动力回转全套管跟管钻进,顶驱动力钻机的动力头能够实现高频往复振动,带动套管及钻头对土体进行冲击回转切削钻进。采用的顶驱动力钻机振动频率可达每分钟2800次,对地基土体产生高频冲击力,提高钻进效率。钻进过程全套管护壁,套管由液压机械手及抱箍夹具辅助装接,提高效率同时确保了孔壁稳定。 2、智能双控对中 钻进时对成孔跟管套管的垂直度采取双控对中,包括在钻机机架上部设置智能测斜仪,下部设置增强抱箍夹具,智能测斜仪对钻杆的垂直度进行实时监测,确保套管接驳器钻进过程中垂直度满足要求;增强抱箍夹具三个一组,在钻进中控制顶、底夹具处套管的水平位置偏差不超过6mm,超限则夹具抱死,以此起到严格控制钻孔垂直度的作用。 3、水压膨胀式稳压封孔 注浆时采用水压膨胀式稳压封孔技术在注浆钢管顶部进行封孔。水压膨胀式封孔器主要由孔口橡胶密封管、电动压力泵及阀门(单向阀及卸水阀)组成。通过电动压力泵自动加压及稳压控制橡胶密封管的膨胀,在封孔器与钢管之间产生稳定摩阻力,使封孔器抵抗浆液高压反作用力固定在钢管内,以此达到封孔效果。

     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“云浮港都骑通用码头二期工程项目微型钢管树根桩工程”、“深业进智现代物流分拨中心(清水河片区)配送中心及储运中心更新单元13-15地块基坑支护及土石方工程”、“深圳机场飞行区扩建工程-T4航站区(含卫星厅及站坪设施)软基处理工程5标”等项目,采用智能化施工设备及技术,克服了传统施工操作的繁杂性,为松散易塌、地下水丰富的软弱土地基中树根桩的施工提供了一种新型、智能化的方法安全性高。 本技术适用于直径不超过200mm、长度不超过20m的钢管树根桩跟管施工和适用于松散易塌、地下水丰富的软土、粘性土、砂性土的地基处理。

    ⑤应用情况及存在的问题: 已成功运用于“云浮港都骑通用码头二期工程项目微型钢管树根桩工程”、“深业进智现代物流分拨中心(清水河片区)配送中心及储运中心更新单元13-15地块基坑支护及土石方工程”、“深圳机场飞行区扩建工程-T4航站区(含卫星厅及站坪设施)软基处理工程5标”等项目。 存在的问题和改进意见:对树根桩间距较密集的软弱土地基处理工程,在距离已注浆但尚未初凝的桩较近的位置施做下一根桩易发生串孔现象,为此,需严格把控水泥浆的初凝时间以及桩的施工顺序。

    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: 2020-04-26至2023-03-29
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