液壓振動錘設(shè)備目前在樁基礎(chǔ)的施工當(dāng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用,尤其在打拔鋼板樁當(dāng)中更為常見,實際上液壓振動錘的另外一個廣泛應(yīng)用就是做管樁,尤其適合打各種鋼管樁,液壓振動錘設(shè)備配合旋挖鉆機(jī)完成全護(hù)筒施工以及咬合樁施工,在國外發(fā)達(dá)國家以及中東一些國家的鉆孔灌注樁是不允許泥漿護(hù)壁的,因此大部分旋挖鉆機(jī)打孔時需要下全護(hù)筒。隨著中國對于環(huán)保以及成樁質(zhì)量的控制,全護(hù)筒工法正越來越多的得到推廣,當(dāng)然液壓振動錘設(shè)備也被更多地和旋挖鉆機(jī)一起應(yīng)用在樁基礎(chǔ)施工當(dāng)中。 在樁基礎(chǔ)當(dāng)中的樁一般分為鉆孔灌注樁和預(yù)制樁兩種,目前在中國鉆孔灌注樁所占的比重約為70%-80%,其中一部分由旋挖鉆機(jī)完成,一部分由正反循環(huán)鉆機(jī)施工,旋挖鉆機(jī)成孔在中國一般采用泥漿護(hù)壁的方法,但在發(fā)達(dá)國家這種工法是被禁止的,發(fā)達(dá)國家或者中東一般采用全護(hù)筒(又稱貝諾特,BENOTO)工法施工。 旋挖鉆機(jī)施工一般需要下護(hù)筒,根據(jù)地質(zhì)情況的不同,下護(hù)筒的長度也不同,其中如果遇到特助地層時,需下全護(hù)筒來做護(hù)壁。 旋挖機(jī)施工時一般采用泥漿護(hù)壁,但在打孔的前幾米一般需要下設(shè)鋼護(hù)筒來保證孔的導(dǎo)向和垂直度。施工時護(hù)筒的主要作用是:一般旋挖機(jī)在打孔時,需要埋設(shè)護(hù)筒,埋設(shè)護(hù)筒可以準(zhǔn)確定位、鉆孔導(dǎo)向、保護(hù)孔口、以及防止地面石塊掉入孔內(nèi),隔離孔內(nèi)孔外表層水,保持泥漿水位(壓力),防止坍孔;樁頂標(biāo)高控制依據(jù)之一;防止鉆孔過程中的沉渣回流;保持孔內(nèi)水位高出施工水位以穩(wěn)定孔壁。根據(jù)護(hù)筒的長度和地質(zhì)情況,打拔護(hù)筒有一下方法: (一)、旋挖機(jī)動力頭自壓法 (二)、護(hù)筒驅(qū)動器法 一般超過10m的鋼護(hù)筒,對垂直度又有嚴(yán)格要求時,一般采用需要旋挖鉆機(jī)連接護(hù)筒驅(qū)動器輔助下護(hù)筒,一般國產(chǎn)旋挖鉆機(jī)很少配備護(hù)筒驅(qū)動器,護(hù)筒驅(qū)動器一般國外的寶峨、土力、卡薩閣藍(lán)地等品牌旋挖機(jī)根據(jù)需要可以選配護(hù)筒驅(qū)動器;國內(nèi)的目前山河智能、金泰等廠家的旋挖機(jī)也可以配備護(hù)筒啟動器。但如果地質(zhì)過硬,或者護(hù)筒的直徑超過2米,一般護(hù)筒驅(qū)動器就很難發(fā)揮其作用了,另外由于護(hù)筒驅(qū)動器自身能承載的扭矩和加壓力有限,(孔直徑每增加10cm,需要旋挖機(jī)增加100噸米的扭矩)所以護(hù)筒驅(qū)動器在地質(zhì)過硬的地層很難發(fā)揮作用,同時也很難拔出護(hù)筒。 設(shè)備圖片:
(四)、振動錘、搓管機(jī)方法: 當(dāng)旋挖機(jī)遇到淤泥質(zhì)、含砂層、地下水含量高、喀斯特地貌時則可能會采用全護(hù)筒的方法來施工,鉆孔灌注樁當(dāng)中下全護(hù)筒的方法就成為全護(hù)筒工法,又成為貝諾特工法。 貝諾特(Benoto)灌注樁施工法也稱為全套管施工法。此種工法是利用搖動裝置的搖動(或回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn))使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少,邊搖動(或邊回轉(zhuǎn))邊壓入,同時利用沖抓斗挖掘取土,直至套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進(jìn)行挖掘深度的測定,并確認(rèn)樁端持力層,然后清除虛土。成孔后將鋼筋籠放入,接著將導(dǎo)管豎立在鉆孔中心,最后灌注混凝土成樁。貝諾特法實質(zhì)上是沖抓斗跟管鉆進(jìn)法。做這種工法的設(shè)備叫做全套管鉆機(jī)。 貝特諾灌注樁由于環(huán)保效果好(噪聲低、振動小、無泥漿污染與排放)、施工現(xiàn)場文明,在海內(nèi)外廣泛采用,我國香港地區(qū)此類樁型的市場份額約占45%,昆明、溫州及北京地區(qū)十余個工地已成功地采用此類樁型。1999年上半年,北京某工地因雜填土層(含舊磚窯場地、塊石及混凝土塊等)過厚,深度8~23m,其他樁型無法施工,結(jié)果采用國產(chǎn)品牌搖動式全套鉆機(jī)施工,歷時四個月,順利地完成976根樁,樁徑為0.8、1.0和1.2m,樁長為20~24m穿越雜填土進(jìn)入老土一定深度。從2001年起,在深圳、南京、杭州及天津等地13個地鐵車站中采國產(chǎn)品牌牌全套管鉆機(jī)施工咬合樁成功地取代地下連續(xù)墻,為業(yè)主節(jié)省大量造價。 全套管施工法與采用泥漿護(hù)壁的鉆、沖擊成孔及其他干作業(yè)法的大直徑灌注樁的施工法相比,成孔成樁工藝方面有以下優(yōu)點(diǎn): A、環(huán)保效果好: 噪聲低,振動小; 不使用泥漿,無泥漿污染,施工現(xiàn)場整潔文明,很適合于在市區(qū)內(nèi)施工。 B、成孔和成樁質(zhì)量高: 取土?xí)r因套管插入整個孔內(nèi),孔壁不會坍落; 易于控制樁斷面尺寸與形狀; 含水比例小,較容易處理孔底虛土,清底效果好; 充盈系數(shù)小,節(jié)約混凝土。 C、可在各種雜填土(含有磚渣、石渣及混凝土塊等)中施工,適合于舊城改造的基礎(chǔ)工程。 D、由于鋼套管護(hù)壁的作用,可避免鉆、沖擊成孔灌注樁可能發(fā)生的縮頸、斷樁及混凝土離析等質(zhì)量問題。 做全護(hù)筒的樁,一般可以采用搓管機(jī)、振動錘配合旋挖鉆機(jī)來完成,下面就著重介紹下搓管機(jī)和振動錘設(shè)備。 此種設(shè)備是由法國貝諾特公司于20世紀(jì)50年代初開發(fā)和研制而成。隨后日、德、英、意等國引進(jìn)和研制,截止到1997年12月,日本已生產(chǎn)搖動式全套管鉆機(jī)770臺,全回轉(zhuǎn)式全套管鉆機(jī)433臺。據(jù)日本基礎(chǔ)建設(shè)協(xié)會1993年對31家施工單位的10.1萬根灌注樁的調(diào)查,全套管工法占26%。目前在香港,各基礎(chǔ)施工公司已擁有全套管鉆機(jī)不少于300臺,成樁數(shù)的市場份額約占45%。我國于二十世紀(jì)七十年代開始引進(jìn),九十年代中期昆明一家樁工公司首先在我國開始研制MZ系列搖動式全套管鉆機(jī),簡稱磨樁機(jī)。后來中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所、北京三一等公司開始研制搓管機(jī)。但由于此種設(shè)備價格較貴,在中國內(nèi)陸還沒有很好的應(yīng)用。 我國于20世紀(jì)70年代開始引進(jìn)搖動式全套管鉆機(jī),但此種設(shè)備價格昂貴,施工單位較少采用,但對于我國西南喀斯特地貌特殊地質(zhì),以及南方廣大沿海城市的樁基礎(chǔ)施工當(dāng)中確實需要此種工法完成高質(zhì)量鉆孔樁;另外隨著樁基礎(chǔ)設(shè)備和工法的進(jìn)一步發(fā)展,我國對于施工的安全、環(huán)保、質(zhì)量要求越來越高,全護(hù)筒工法會有很好的發(fā)展勢頭。 地層適應(yīng)性: 對于易縮徑的淤泥質(zhì)粘土、易垮孔的松散雜填土地層、和沙層以及嚴(yán)重透水地層必須使用長護(hù)筒或全護(hù)筒護(hù)壁,一般采用振動錘下護(hù)筒。 振動錘下護(hù)筒施工步驟:用汽車吊或履帶吊吊掛電動或液壓振動錘夾持護(hù)筒,通過高頻振動使護(hù)筒周邊沙土液化,在護(hù)筒重力作用下使護(hù)筒插入土層。 振動錘設(shè)備:振動錘設(shè)備已經(jīng)在中國普及開來,在香港和臺灣,因液壓振動錘具有重量輕、噪音低、激振力大、振動小無需用電等特點(diǎn)在當(dāng)?shù)氐玫搅藦V泛應(yīng)用;在內(nèi)陸由于設(shè)計單位沒有強(qiáng)行的施工標(biāo)準(zhǔn)以及施工企業(yè)考慮成本等因素,使得液壓振動錘沒有得到很好推廣,相反電錘應(yīng)用較多;對于較短護(hù)筒可以用挖機(jī)錘直接打拔(護(hù)筒一般不能超過10米),對于超過10米以上或者地質(zhì)硬的地層則需要履帶吊懸吊振動錘施工。 A、設(shè)備本身:另外液壓振動錘設(shè)備應(yīng)用起來較為靈活,除了可以用履帶吊機(jī)或者汽車吊機(jī)懸吊施工外,還可以安裝在旋挖鉆機(jī)、三支點(diǎn)打樁機(jī)等設(shè)備的滑軌上施工,保證施工時的垂直度。 B、是下放和起拔護(hù)筒速度快,在成孔時可用干式成孔法或天然水降低造漿成本。但在埋設(shè)開始時需注意調(diào)整護(hù)筒的垂直度 C、施工成本低:液壓振動錘設(shè)備重量較輕,可以匹配較小履帶吊機(jī)即可,如果匹配履帶吊機(jī)施工,則無需對旋挖機(jī)改裝,無需借助旋挖機(jī)液壓動力(搓管機(jī)需要安裝在旋挖機(jī)上,另外需要借助旋挖機(jī)的液壓動力) D、施工速度非??欤刭|(zhì)適應(yīng)性極強(qiáng)。 E、拔樁能力強(qiáng) 一般通過旋挖機(jī)護(hù)筒驅(qū)動器或者搓管機(jī)下的護(hù)筒,拔樁都成為較大難題,一般來說對于6米長度的護(hù)筒,即使旋挖鉆機(jī)主卷揚(yáng)和吊車合力都無法完成。但液壓振動錘設(shè)備是打拔一體化的設(shè)備,一般只要能夠打下就能拔出,原理仍然是靠振動使土壤液化來較少樁身對護(hù)筒的摩擦力;另外荷蘭ICE的液壓振動錘設(shè)備有原廠經(jīng)過反復(fù)拉力和耐耗實驗檢驗過的橡膠塊,保證設(shè)備本身的最大靜拔樁力;對于打入地下時間很長,地質(zhì)特殊的地層荷蘭ICE還可以提供兩錘并聯(lián)使用的方案,使拔樁力增加兩倍。(來源:荷蘭ICE液壓振動錘公司) 機(jī)土渣的沉降速度。(來源:網(wǎng)上整理) |
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