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安全环保高效的大口径全套管桩工设备和施工技术

发布时间:2018年04月19日
来源:探矿工程在线

我国城市化建设中的城市大口径钻孔灌注桩施工普遍面临着地层复杂影响成孔和成桩质量、成桩影响周边建筑物地基安全、泥浆排放污染、振动和噪声扰民、施工设备和工艺落后等环保安全和施工技术问题。为促进我国大口径岩土钻掘设备和工艺的技术进步、支撑城市地下空间建设和桩基工程的新一代安全环保全套管钻孔成桩技术的应用发展,中国地质调查局勘探技术研究所2011年开展了全回转套管钻机、钻具和施工技术的研究,2014年成功研发出QHZ-2000型全回转套管钻机和大口径全回转套管钻具,填补了国内自主研发全回转套管钻机的空白。结合北京市海淀区临近地铁6号线的基桩工程实际进行了项目样机的生产试验,成功完成了三根直径Φ1200mm长度61.7m的全套管灌注桩,应用先进的全回转套管旋挖成孔灌注桩施工新工艺,创下国内卵砾石地层全回转套管钻进的深度记录。生产试验全面验证了项目研制的设备和工艺符合国内大口径大深度复杂地层钻孔灌注桩的施工要求,钻机工作稳定、性能可靠,标志着我国大口径全套管钻孔施工设备和工艺的推广应用迈出了坚实的一大步,项目成果的应用示范取得显著成效。

全回转套管成孔设备和施工工艺既是城市建设中广谱高效、绿色环保的新型钻孔灌注桩施工方法,又是城市改造和复杂地层条件下大口径全孔套管护壁清障和成孔的“万能工法”。城市改造地下空间开发利用是我国现今蓬勃兴起的朝阳产业,这一领域的基础施工经常遇到地下灌注桩、预制桩和地下障碍物,清除这些障碍是一个长期制约城市发展的棘手的问题,采用目前其他工法都无法解决。本项目成果可以在城市建筑物集中的中心地带施工成孔,不用担心钻孔会影响周边建筑物和扰民的问题。可以在钻进套管拔除旧桩的同时在原位直接灌注一个更大口径的新桩,同时无泥浆排放、不对周边地基产生负面影响,但传统方法是避开旧桩的位置在附近寻找合适的地点重新成桩或者采用大量人力物力泥浆钻孔来清除旧桩。总之,利用项目成果节省了土地资源、设备人力资源、避免了对地基的扰动风险,保护了环境,节约了大量能源,同时钻孔灌注桩的质量有了根本保证。

全回转套管旋挖成孔灌注桩是将安全广谱和绿色环保的特点集于一身的有广阔发展前景的先进大口径桩基施工技术。该工法将全回转套管钻进和旋挖取土的二种高效钻掘技术整合在一起,下管和灌注拔管两个阶段都是全孔套管护壁。和搓管机施工相比,全回转钻机下套管的深度提高了100%,钻拔套管的施工效率提高了50-70%。以往国内卵砾石层中全套管冲抓成孔灌注桩施工的深度不超过35米,采用此工艺的施工深度提高了70%以上,全套管成孔的施工效率同步提高了100%以上。

全回转套管成孔成桩工艺技术虽然施工成本相对较高,但由于其具有无循环干式成孔、无噪声和振动、对邻近建筑地基基础无扰动等其他工法无法替代的优点,特别是我国城镇化建设和城市化发展都面临着二次开发,对原有建筑基础的处理和节水环保型地下空间桩基围护施工的巨大需求,为全回转套管工法在我国的推广应用提供了广阔的前景。

1  QHZ-2000型全回转套管钻机


图2  全回转套管钻机在北京生产试验创国内全套管桩深纪录










[责任编辑:dc]

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