成果名称: 旋挖灌注桩钻进成孔降噪绿色施工技术
完成单位: 深圳市工勘岩土集团有限公司,深圳市工勘基础工程有限公司
主要人员: 雷斌,童心,邓乃匀,林志豪,黄晓凯,谢晓昇,莫森升,秦满辉,高世泉,黄东凯
介绍:

    1.课题来源与背景: 旋挖钻机与其他传统桩机设备相比,具有自动化程度高、劳动强度低、施工工效高等优点,在桩基工程中得到了广泛的应用。在上部土层钻进过程中,渣土通过旋挖钻斗取出,但在出渣时,土层由于其较强的粘性,经常出现钻渣粘附在钻头内壁而难以顺利排出的问题。钻遇碎裂岩、强风化岩层时,半岩半土的碎块状岩渣密实堆积在钻筒内,亦造成排渣困难。此时,旋挖机手通常操作钻头正反转交替旋转将钻渣抖出,在整个出渣过程中,机械间接触、碰撞产生较大的噪声影响。当采用旋挖钻筒钻进硬岩时,其截齿钻入过程和岩芯取出后甩筒出芯,也会造成周边环境噪声超标,尤其在城市中心区、学校、医院等周边敏感环境区域附近施工,给正常工作和生活带来极大的困扰。噪音扰民问题已然成为了旋挖钻进施工被投诉的主要原因,严重时甚至被环保部门勒令停工整顿,极大地影响了正常施工,造成社会的不和谐。

    2.技术原理及性能指标: 2.1 技术原理 本技术涉及一种采用顶推式旋挖钻斗、三角锥辅助出渣装置、旋挖全断面滚刀钻头的综合施工技术。在常规旋挖钻进成孔基础上增加降噪出渣功能,在易粘土地层使用顶推式旋挖钻斗钻进出渣,在半岩半土、碎石土、强风化地层采用三角锥装置辅助钻筒出渣。同时,创新地采用旋挖钻机与滚刀钻头相结合,在硬质岩层采用旋挖全断面滚刀钻头代替钻筒磨岩钻进,进而实现旋挖灌注桩从土层至入岩全孔免噪施工,达到施工高效、操作便捷、环境友好的目的,为解决旋挖灌注桩钻进和卸渣产生噪音扰民的问题提供了一种创新、实用的方法。 2.2 性能指标 (1)以高1200mm、外径1000mm的旋挖钻斗为例,顶推结构排渣板由20mm 厚钢板制作,外径比旋挖钻斗内径略小,排渣板上方由四根长1200mm的传力杆连接;四根传力杆分别套于固定在钻斗顶面的四根长350mm的限位杆内,限位杆用来限制承压盘的下移距离;连接承压盘一端的传力杆外部弹簧长度为500mm,弹簧可以使顶推结构下压后回弹。 (2)底部支座为450mm×450mm正方形底板,由厚度20mm钢板制成,主要对三角锥起稳固作用。三角锥体整体高度为600mm,采用10mm钢板焊制,为镂空结构,主要用于产生锥力破坏钻筒内岩渣的密实性,便于顺利排渣。锥体顶部连接板垂直高度为333mm,其作用是加大锥体的贯入破坏面积。

    3. 技术的创造性与先进性: 通过“南山区沙河街道、鹤塘小区沙河商城更新单元项目土石方、基坑支护工程”、“香山道公馆地基与基础工程”、“前海T102-0306宗地项目土石方、基坑支护和桩基础工程”实践应用证明,针对不同地层特性,在易粘土地层使用顶推式旋挖钻斗代替普通钻斗钻进出渣,在半岩半土、碎石土、强风化地层采用三角锥装置辅助钻筒出渣,在硬质岩层采用旋挖全断面滚刀钻头代替钻筒磨岩钻进,克服了旋挖钻机传统钻进和出渣产生噪音扰民的问题,实现了灌注桩从土层至入岩全孔钻进绿色降噪施工,具有较好的环保效益和可操作性,易于推广,提高综合施工效率,并对现场施工操作流程提供具体指导建议,是一种施工工艺上的突破和创新。

    4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 该技术已经形成了完善的施工操作流程,制定了配套的安全、质量技术标准,并且形成了工法。实践证明,该技术有效解决投诉停工的问题,为旋挖灌注桩钻进和卸渣产生噪音扰民的问题提供了一种创新、实用的解决方法,具有现实的指导意义和推广价值,市场前景广阔。 适用范围: (1)适用于对噪声控制严格环境下的旋挖灌注桩施工。 (2)顶推式出渣装置适用于淤泥、黏土等易糊钻地层,钻进直径不大于1200mm;三角锥辅助出渣装置适用于碎裂岩、半岩半土地层,钻进直径不大于1200mm。 (3)旋挖全断面滚刀钻头适用于桩径不大于2500mm的硬岩钻进,使用的旋挖钻机扭矩不小于360kN·m。

     5. 应用情况及存在的问题: 通过“南山区沙河街道、鹤塘小区沙河商城更新单元项目土石方、基坑支护工程”、“香山道公馆地基与基础工程”等多项旋挖灌注桩施工实践应用证明,顶推式旋挖钻斗出渣和三角锥装置辅助出渣降噪施工工艺在实现灌注桩降噪出渣,提升现场绿色文明施工水平等方面都突显出了独特的优越性,达到提高工效、操作便利、降低噪音的效果,同时提供了一种新型的旋挖全断面滚刀钻头硬岩研磨钻进施工工艺,钻进平稳、噪音低、扰动少,为灌注桩硬质岩层免噪钻进成孔提供了一种创新、实用的新工艺。” 存在的问题:顶推式钻斗、三角锥装置和旋挖滚刀钻头均有钻进直径等适用范围限制,考虑后期对各装置结构构件、尺寸等参数进行持续优化。

     6.历年获奖情况: 无。

批准登记号:
登记日期: 2023-12-07
研究起止时间: 2020-06-01至2023-05-09
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: 2023-05-18