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静钻根植工法及设备介绍

2024-03-22 08:37作者:静钻根植工法
文章附图

静钻根植工法即利用静钻根植桩工法钻机进行钻孔、深层搅拌和扩底注浆搅拌,最后植入预制桩,即指将先张法预应力混凝土竹节桩(PHDC)、先张发预应力混凝土管桩(PHC)、复合配筋预应力混凝土管桩(PRHC)的不同规格、型号为满足设计要求进行各种组合,并按钻孔、扩底、注浆、植入等工艺进行施工的桩基工法。静钻根植桩由于其工法特点,桩体可穿过各种地质夹层,适应桩径500~1200mm,目前最大施工深度可至地下85米左右,单机单日沉桩可达300m以上,经济效益高于其他桩型。

一、工法特点

①无挤土、无振动、低噪声;解决传统泥浆护壁灌注桩孔壁坍塌,沉渣控制、泥浆排放施工难题;

②特有的扩底技术,扩底直径为孔径的1~1.6倍,扩底高度为钻孔直径的3倍,成桩质量好,桩顶标高完全可控,施工质量易把控;

③将预制桩植入钻孔内,水泥土固化后形成水泥土包裹刚性桩体的植入桩,外部水泥浆对桩身保护作用明显;

极强的竖向抗压、抗拔及抗水平载荷能力;
通过采用竹节桩,复合配筋桩等多种桩型组合及扩底、注浆技术,大幅度提高桩基抗压、抗拔、抗水平承载力;
节能环保;
在同等条件下与钻孔灌注桩相比:施工用水节约90%,耗能节省40%,泥浆排放减少70%,施工效率提升50%,造价节约10%~20%;

设计多样化;
根据桩的受力特点,可以将不同的桩型进行组合,如下:

二、工艺原理

施工工艺图

采用搅拌钻杆与螺旋钻杆干作业成孔的成孔工艺,按照设计深度进行钻孔,桩端部按照设计尺寸(直径与高度)进行扩孔,扩孔完成后,注入桩端水泥浆和桩周水泥浆,边注浆边提钻,钻孔完成后依靠桩的自重将桩植入设计标高,通过桩端及桩周水泥浆液固化,使桩与桩端及桩周水泥浆固化土体形成一体,共同进行承载受力。

三、施工流程

静钻根植桩工法是采用专用的SDP钻机,按照设计要求进行钻孔,孔底按照设计直径、高度进行扩孔,扩孔完成后,注入桩端水泥浆和桩周水泥浆,边注浆边提钻,注浆完成后依靠桩的自重将桩植入设计标高,通过桩端及桩周水泥浆固化,使桩与固化土体形成一体。桩的承载力主要是依靠桩侧摩擦力和桩端阻力获得。静钻根植桩工法通过桩端扩底提高了桩端承载力,并通过桩侧注入水泥浆提高桩侧摩阻力,可充分发挥预制桩桩身强度高的优点,提高基桩承载力。

静钻根植桩施工流程
施工步骤:
钻孔:钻机定位,根据地质情况选择合适的钻孔速度,钻孔过程中,根据地质情况注水或膨润土混合液,对孔体进行修整及护壁;

扩底:修整完成后,通过专业的可控液压技术打开桩底部位钻孔扩大翼,按照设定的扩大翼直径分数次进行扩底。并通过管理装置对扩底情况作实时监测;

桩端水泥浆注入:扩底完成后注入桩端水泥浆,注入时上下反复升降钻机,确保全部注入扩底部分,并保证桩端水泥浆的均匀;

桩周水泥浆注入与拔钻:桩端水泥浆注入完成后,开始拔出钻杆,注入桩周水泥浆并进行反复搅拌;

植桩、送桩:钻机将钻杆全部拔出后,开始植桩。在植桩过程中,随时监测,确保桩的垂直度,确保植桩植入设定深度;

移位:移至下一桩位,重复上述步骤;

四、工法适用范围

①适用于承受竖向抗压、抗拔及水平荷载;

②粘性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层;

③当建筑场地临近有建筑物(构筑物)或地下管线等工程设施,需控制挤土效应时;

④钻孔桩成孔难度大的土质,如有较厚的砂、卵石夹层或含水率很高的淤泥质土(围海造地);

⑤持力层深度变化大,较难判断的地层;软土地基,无合适持力层的地基;

⑥地下有老桩基础和表面回填3米以上的矿渣层。

五、静钻根植工法设备

静钻根植工法设备主要为工法钻机搭配桩架,最初搭配单轨桩架施工,需要多次加接钻杆,施工效率较低,现在多搭配双轨桩架,同时悬挂两台工法钻机,交替接钻杆一次,深度可达85m,极大的提高了施工效率。

静钻根植工法设备采用智能化施工管理软件,对施工过程实时监控,确保施工质量,各项施工数据清晰反映在显示器上并自动存储。

钻头采用先进的油压扩底技术,扩底直径为钻孔直径的1~1.6倍,扩底高度为钻孔直径的3倍;根据不同的地质情况,施工可选通用型钻头或专用钻头;

通用型钻头:适用于沙质土层

专用钻头:

近年来静钻根植工法在上海、宁波、杭州及其周边城市得到了广泛的应用,为桩基施工提供了更多的选择,相关的施工规范及技术标准也相继制定,静钻根植工法做为一种绿色环保且施工效率高、成桩效果好的新型桩基施工工法,值得进一步推广。