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1、全回轉(zhuǎn)全套管設(shè)備在特殊環(huán)境復(fù)雜全回轉(zhuǎn)全套管設(shè)備在特殊環(huán)境復(fù)雜地層中的應(yīng)用地層中的應(yīng)用2018年年4 月月 上海上海.目錄目錄一、引言一、引言二、機(jī)械設(shè)備二、機(jī)械設(shè)備三、工藝原理三、工藝原理四、工藝流程四、工藝流程五、工程應(yīng)用五、工程應(yīng)用六、總結(jié)六、總結(jié).第一部分第一部分引引 言言.1引引 言言樁基工程施工時(shí)，當(dāng)遇到緊臨地下建筑物周邊，對(duì)位移敏感的特殊構(gòu)筑物，或者遇到堅(jiān)硬深厚卵石層、礫石層，樁位下方存在高承壓水，或設(shè)計(jì)樁位下方存在廢樁、垃圾土等障礙物時(shí)，會(huì)對(duì)樁基施工的順利成孔、進(jìn)度與質(zhì)量造成較大影響。針對(duì)上述問(wèn)題，采用常規(guī)的泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔、旋挖鉆進(jìn)成孔、沖擊成孔的施工方法受到限制，同時(shí)也存

2、在護(hù)壁用的泥漿污染環(huán)境、成孔質(zhì)量差及垂直度不易控制等缺點(diǎn)，尤其是成孔產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)敏感建筑物造成的影響不容忽視（如地鐵周邊）。近年來(lái)出現(xiàn)的全回轉(zhuǎn)全套管配合旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)或配合履帶吊沖抓鉆進(jìn)技術(shù)，可以有效進(jìn)行地下清障或成樁施工，尤其套管超前工況下更適用于地鐵周邊或周邊環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜的場(chǎng)合，近年來(lái)已被工程界廣泛采用。.第二部分第二部分機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備.2機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備全回轉(zhuǎn)全套管技術(shù)的設(shè)備包括全回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、液壓動(dòng)力裝置、鋼套管、沖抓斗等。此外，為實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積鋼筋混凝土塊體、老樁等進(jìn)行破碎，還配有液壓重錘和鉛錘。.2機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備全回轉(zhuǎn)主機(jī)和液壓動(dòng)力站全回轉(zhuǎn)主機(jī)和液壓動(dòng)力站.2機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)

3、備鋼套管鋼套管沖抓斗沖抓斗刀筒節(jié)刀筒節(jié)機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備2沖錘沖錘刀頭刀頭.第三部分第三部分工藝原理工藝原理.3工藝原理工藝原理原理：原理：全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)動(dòng)力設(shè)備夾緊套管進(jìn)行360回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在壓入力和扭矩的共同作用下將套管壓入土層深部，首節(jié)套管帶合金刀頭，在鉆進(jìn)同時(shí)切割硬質(zhì)土層或障礙物。楔形塊通過(guò)上部回轉(zhuǎn)支承安裝在夾緊裝置平臺(tái)上，并均布在套管的周?chē)?。?dāng)安裝在套管夾緊裝置上的夾緊油缸收縮時(shí)楔形塊被擠進(jìn)套管與大齒圈之間，夾緊套管。驅(qū)動(dòng)裝置中帶行星減速機(jī)的液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)工作時(shí)，回轉(zhuǎn)扭矩通過(guò)大齒圈和楔形塊傳遞給套管，進(jìn)行鉆孔掘削作業(yè)。當(dāng)夾緊油缸伸長(zhǎng)時(shí)，楔形塊被抬起，松開(kāi)套管。通過(guò)壓拔裝置中液壓油缸的伸縮將套管

4、壓入或拔出土中。套管中的巖土可用沖抓斗或旋挖鉆機(jī)取出。遇到大的漂石或孤石可先用十字沖錘砸碎再取出。套管鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置后，即可進(jìn)行后續(xù)成樁或回填作業(yè)。全回轉(zhuǎn)全套管工藝原理全回轉(zhuǎn)全套管工藝原理.3工藝原理工藝原理裝置示意圖裝置示意圖裝置俯視圖裝置俯視圖.第四部分第四部分工藝流程工藝流程.工藝流程工藝流程.1、施工準(zhǔn)備、施工準(zhǔn)備 施工準(zhǔn)備的主要工作為平整場(chǎng)地，由于該鉆機(jī)設(shè)備較大且相關(guān)輔助較多，對(duì)進(jìn)出通道及作業(yè)平臺(tái)有一定的要求，故施工準(zhǔn)備需考慮如樁基鋼筋籠加工制作、渣土轉(zhuǎn)運(yùn)、鋼筋籠起吊安裝、樁基混凝土灌注等作業(yè)所必須的施工通道和作業(yè)平面。2、測(cè)量放線、測(cè)量放線 首先對(duì)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)、高程等有關(guān)數(shù)

5、據(jù)進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后采用全站儀進(jìn)行樁位放樣，樁中心放樣完畢后，沿樁中心拉十字線至1.8m以外并作好護(hù)樁標(biāo)記。測(cè)量定位全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位.3、全回轉(zhuǎn)主機(jī)就位、全回轉(zhuǎn)主機(jī)就位 點(diǎn)位放出后，吊放全回轉(zhuǎn)底盤(pán)，底盤(pán)中心要和樁中心點(diǎn)重合。再吊放主機(jī)，安裝在底盤(pán)上，最后安裝反力叉。4、吊裝安放鋼套管、吊裝安放鋼套管 主機(jī)就位后，吊放安裝鋼套管。吊裝套管與接管.5、測(cè)量調(diào)整垂直度、測(cè)量調(diào)整垂直度 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位后，進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)套管的同時(shí)下壓套管，實(shí)現(xiàn)套管快速鉆入地層，鋼套管鉆進(jìn)時(shí)，在XY兩個(gè)方向使用線錘調(diào)整套管垂直度。成孔中監(jiān)控調(diào)整垂直度.6、套管鉆進(jìn)取土、套管鉆進(jìn)取土 套管鉆入地層的同時(shí)，利用吊

6、機(jī)沿套管內(nèi)壁釋放沖抓斗至孔底實(shí)現(xiàn)沖抓取土或利用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行取土。四川茂縣太平大橋沖抓斗取出巖石南京大光路K6盾構(gòu)接收井沖抓斗取土.7、鋼筋籠制作安裝、鋼筋籠制作安裝 成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，清孔。經(jīng)地勘、監(jiān)理、甲方驗(yàn)收合格后。進(jìn)行鋼筋籠安裝。大勝關(guān)5號(hào)井制作吊裝安放孔口焊接鋼筋籠.8、混凝土澆筑、拔套管、澆筑成樁、混凝土澆筑、拔套管、澆筑成樁 鋼筋籠安裝完畢后，澆筑混凝土，混凝土澆筑到一定高度后，起拔套管。澆筑砼拔除套管.第五部分第五部分工程應(yīng)用工程應(yīng)用.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用一、四川茂縣新建成蘭鐵路太平站四一、四川茂縣新建成蘭鐵路太平站四線大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工線大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工5.1、高承

7、壓水松軟土地區(qū)超長(zhǎng)大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、高承壓水松軟土地區(qū)超長(zhǎng)大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 四川茂縣成蘭鐵路太平站四線大橋樁基，樁徑1.5米，成樁孔深最大達(dá)143.8米，是國(guó)內(nèi)目前全回轉(zhuǎn)全套管施工最深的灌注樁，也是全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)工法在世界上最深的鋼套管灌注樁，下覆埋深超過(guò)90米的1MPa高承壓水水位；施工采用盾安重工DTR2605HDTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)套管跟進(jìn)工藝隔斷承壓水，套管分級(jí)設(shè)置全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)套管跟進(jìn)工藝隔斷承壓水，套管分級(jí)設(shè)置，外套管采用直徑2m鋼套管（60余m)，內(nèi)套管采用直徑1.5m的鋼套管施工（不拔除），施工樁基七十余根，成功率100%。.本工

8、程地下水主要為溝床碎石土內(nèi)的孔隙水潛水，其次為埋藏于土層中的承壓水，根據(jù)19-09鉆探情況，鉆探至約94.7m時(shí)，孔內(nèi)涌水，水樁噴出地表約68m，水量約25m3/d，承壓水壓力約1MPa。工程應(yīng)用工程應(yīng)用5.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用143.8深孔施工深孔施工沖抓取土沖抓取土.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用高承壓水自然噴涌高承壓水自然噴涌樁基合格檢測(cè)報(bào)告樁基合格檢測(cè)報(bào)告.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用二、滬昆鐵路桂林段甘塘江大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工二、滬昆鐵路桂林段甘塘江大橋全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工 該工程加固采用1.5m直徑鋼套管樁，樁深40-80m；地層分布有砂層、卵礫石層和呈串珠狀發(fā)育溶洞等，且地下水位較高。施工過(guò)程嚴(yán)禁對(duì)

9、高鐵運(yùn)行產(chǎn)生干擾、中鐵十二局局指揮部采用了全回轉(zhuǎn)全套管全回轉(zhuǎn)全套管施工工藝，我公司盾安重工DTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)參與了搶險(xiǎn)施工，搶險(xiǎn)前高鐵運(yùn)行經(jīng)過(guò)此里程段下沉3mm，實(shí)際施工過(guò)程中，高鐵運(yùn)行下沉降監(jiān)測(cè)仍為3mm，經(jīng)十二局局指揮部確認(rèn)全回轉(zhuǎn)套管施工對(duì)運(yùn)行的高鐵未產(chǎn)生任何干擾，成功的完成了中鐵十二局分配的施工任務(wù)。5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工中.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用三、三、杭州鳳凰公園地鐵站全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工杭州鳳凰公園地鐵站全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工 杭州鳳凰公園地鐵站鉆孔灌注樁直徑1.0m，

10、樁長(zhǎng)約80m，總數(shù)24根。由于本工程地下發(fā)育有大型溶洞，采用盾安重工DTR2005H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔施工方案，套管采用1000mm鋼管，壁厚30mm，穿過(guò)溶洞，進(jìn)入樁基持力層中風(fēng)化石英砂巖或硅質(zhì)灰?guī)r，套管不拔除，采用沖抓作業(yè)成孔工藝。5.1、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、喀斯特地區(qū)的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 從地下從地下80m抓出來(lái)的硅質(zhì)灰?guī)r抓出來(lái)的硅質(zhì)灰?guī)r和石英砂巖和石英砂巖鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用四、杭州備塘路改建工程全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工四、杭州備塘路改建工程全回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁

11、施工 備塘路（艮山西路-德勝路）改建工程，實(shí)施里程長(zhǎng)約1.9公里，其中橋梁長(zhǎng)度1235.6米，最大跨徑120米。本樁基施工地點(diǎn)位置為23號(hào)和24號(hào)橋墩，共計(jì)24根。樁基孔深78米，樁長(zhǎng)70米。樁身上部采用直徑2.0m壁厚32mm的鋼套管進(jìn)行護(hù)壁，套管長(zhǎng)度44m，下部34m采用旋挖泥漿護(hù)壁成孔。橋墩之間為杭州地鐵一號(hào)線，離地鐵最近的樁為5m,為了保證地鐵在樁基施工期間的運(yùn)行安全，采用盾安重工DTR2005H全回轉(zhuǎn)全套管鉆機(jī)+BG38旋挖鉆機(jī)成孔工藝，最大程度減小施工過(guò)程對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)，樁基施工結(jié)束后地鐵沉降10mm。5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、臨近地鐵施工的的大口

12、徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 鋼套管焊接鋼套管焊接沖抓取土沖抓取土BG38旋挖鉆機(jī)旋挖鉆機(jī).5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 兩臺(tái)全回轉(zhuǎn)同時(shí)在一個(gè)承臺(tái)上施工兩臺(tái)全回轉(zhuǎn)同時(shí)在一個(gè)承臺(tái)上施工混凝土灌注混凝土灌注.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用五、南京五、南京龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工本工程臨近地鐵隧道的樁基共110根，樁徑1.5米，樁長(zhǎng)80米。隧道外皮15m保護(hù)范圍內(nèi)橋梁樁基工程采用鋼套簡(jiǎn)施工，避免施工期間對(duì)地層擾動(dòng)過(guò)大，且施工完成后禁止拔除鋼套筒。鋼套簡(jiǎn)長(zhǎng)度33m，鋼套筒規(guī)格為直徑1.6m壁厚16mm，交叉范圍內(nèi)地鐵寧和城際隧道中間6根樁，鋼套簡(jiǎn)長(zhǎng)度6

13、0m，鋼套簡(jiǎn)規(guī)格為直徑1.6m壁厚26mm。施工工藝采用盾安重工DTR2605H全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)+BG38旋挖鉆機(jī)取土。下鋼套筒時(shí)采用全回轉(zhuǎn)式旋挖鉆，不允許采用有震動(dòng)性的器械。在施工過(guò)程中嚴(yán)格保證每次沉管的管底低于抓土面不小于5m，且樁基成孔過(guò)程中采取注水或泥漿反壓措施，嚴(yán)格控制成孔造成的地層影響。5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用五、南京五、南京龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工龍王大街南延道路建設(shè)工程跨線橋橋樁施工5.1、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例、臨近地鐵施工的的大口徑全套管鉆

14、孔灌注樁的應(yīng)用實(shí)例樁基與地鐵位置樁基與地鐵位置關(guān)系，最近距離關(guān)系，最近距離2.9m。.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中全回轉(zhuǎn)灌注樁施工中旋挖鉆機(jī)配合全回轉(zhuǎn)施工旋挖鉆機(jī)配合全回轉(zhuǎn)施工.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用 5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工5.2.1施工工藝流程圖施工工藝流程圖套 管 機(jī) 移 位施工準(zhǔn)備、破除路面樁位測(cè)量放線咬合樁混凝土導(dǎo)墻施工套管機(jī)就位吊裝安放套管測(cè)量調(diào)整垂直度套管鉆進(jìn)抓斗取土清除孔底、檢查孔底吊放鋼筋籠（B樁）安放導(dǎo)管、澆注混凝土測(cè)量混凝土、拔除導(dǎo)管及套管制作鋼筋籠混凝土運(yùn)輸驗(yàn)孔簽認(rèn)隱蔽驗(yàn)收制作混凝土試塊.5.2.2咬合樁施工順序咬合樁分A樁和B樁，A樁為無(wú)鋼筋籠

15、的素樁，B樁為有鋼筋籠的樁，先施工A樁。采用軟切割的咬合樁B樁施工，在兩A樁初凝前施工，采用硬切割的咬合樁B樁施工，等A樁強(qiáng)度達(dá)到30%后再施工兩A樁之間的B樁。施工順序見(jiàn)下圖：5 5 工程應(yīng)用工程應(yīng)用.咬合樁施工順序圖施工順序可根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，采用全回轉(zhuǎn)套管機(jī)施工，不管素樁強(qiáng)度高低，都可進(jìn)行咬合切割施工。1500-1800.5.2.3A樁（素樁）成孔施工A樁為素樁無(wú)需咬合，根據(jù)工程的實(shí)際情況，如上部有不同程度的混凝土、拋石、木樁等障礙物的，在施工時(shí)全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)結(jié)合清障一次性成孔，如上部土層情況較差，都為淤泥質(zhì)黏土或粉土，在咬合樁施工時(shí)必須使鋼套管的深度比套管內(nèi)的土面深35m，防止出現(xiàn)

16、土體管涌現(xiàn)象，施工中邊旋轉(zhuǎn)鋼套管邊抓土至孔底標(biāo)高后澆筑混凝土。.5.2.4B樁（葷樁或鋼砼樁）成孔施工 B樁成孔，因A樁為素樁混凝土，可在A樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后或在混凝土初凝前進(jìn)行B樁咬合施工，同樣考慮土質(zhì)情況，在咬合樁施工時(shí)必須使鋼套管的深度比套管內(nèi)的土面深35m，切割咬合時(shí)，當(dāng)相臨兩根素樁強(qiáng)度相差較大時(shí)，要控制好垂直度，放慢鉆進(jìn)速度，同時(shí)防止鉆進(jìn)時(shí)鈦合金磨損太快而無(wú)法切割至樁底部。.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用一、南京一、南京揚(yáng)子江大道大勝關(guān)橋揚(yáng)子江大道大勝關(guān)橋220kv秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁施工施工 5.2、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工、全回轉(zhuǎn)咬合樁施工.5工程應(yīng)用工程應(yīng)用一、南京城市地下管廊一、南京城市地下管廊大勝關(guān)橋大勝關(guān)橋220kv秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁秦淮濱南盾構(gòu)井咬合樁施工施工 基坑開(kāi)挖深度28.0m，采用1.2m，間距0.8m咬合樁(軟咬合)支護(hù)，樁長(zhǎng)44m，共設(shè)8道支撐。咬合樁經(jīng)河海大學(xué)超聲波垂直度檢測(cè)，垂直度達(dá)到0.8。大勝關(guān)k5井周邊鄰近大勝關(guān)大橋、長(zhǎng)江，近有地下管網(wǎng)、河道。設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)全回轉(zhuǎn)套管護(hù)壁灌注樁，以避免傳統(tǒng)施工工藝灌注樁在高水位條件下施工，使周邊地下