螺杆桩施工的若干方面阐述
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螺杆桩施工的若干方面阐述
概述
螺杆桩是上部位圆柱型、下部为螺丝型的变截面异形桩。
适用于淤泥质粘土、粉质粘土、粉土、砂性土层等软地层。
螺杆桩作为建筑桩基础中一种节能减排桩型,在建筑施工中得到广泛应用。
1、螺杆桩的成桩原理
成桩时,动力头在直流电机控制下带动螺杆钻具旋转运动,同时在主卷扬绳的拉力下沿主塔轨道做竖直上下移动。
下钻时,动力头正钻,主卷扬加压,采用非同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压非同步控制,挤压土体形成螺杆桩圆柱段至设计标高。
随后采用正向同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压同步控制,使土体形成螺纹段孔至设计深度。
提钻时,动力头反转,主卷扬提升,采用同步技术,通过电气控制系统实现动力头转速与主卷扬加压、提升过程完全同步化,连续提升钻杆至地面,在提钻同时管内泵压混凝土灌注成桩,最后放钢筋笼。
2、螺杆桩成桩设备
目前市场常用的螺杆桩设备有步履式螺杆桩机和履带式螺杆桩机,都采用机、电、液压一体化,动力头扭矩额定值一般在250 KN.m~450KN.m之间,同步控制性稳定。
2.1主要结构如图1:主要由机架、动力头和螺杆钻具三部分组成。
2.2主要技术参数如下表:
3、螺杆桩成桩工法及特点
螺杆桩成桩工法是在施工过程中采用动力头带动钻具旋转挤压土体成孔,管内泵压混凝土连续成桩。
特点:(1)施工无噪音、无振动。
(2)与长螺旋灌注桩、普通泥浆护壁成孔灌注桩相比,有着承载力高的明显优势及无泥浆污染和弃土问题。
(3)与其他类型桩相比工期短、施工效率高、沉降小、造价低。
(4)螺杆桩技术解决了预应力管桩无法在砂卵石、卵石密度大于30%及强风化岩层施工及挤土负效应、长螺旋灌注桩桩端虚土、现浇混凝土全螺纹桩体桩身承载力不足的难题。
(5)
螺杆桩独特的施工工法是任何桩型成桩工法都无法比拟的,体现了环保和节能的优势。
4、螺杆桩施工要点
(1)桩机就位,对中。
(2)调整钻杆垂直度。
(3)钻进成孔:A.下钻:螺杆桩机采用正向非同步技术控制(即动力头输出轴转多转,钻杆竖直方向移动一个螺距。
),挤压土体形成螺杆桩圆柱段至设计标高。
随后采用正向同步技术控制(即动力头输出轴每转一转,钻杆竖直方向移动一个螺距。
),使土体形成螺纹段孔至设计深度。
B.提钻:螺杆桩机采用反向同步技术控制提升钻杆至出地表面。
C.泵送混凝土成桩:在提钻同时泵送混凝土直至桩顶设计标高,后置钢筋笼,利用振动器把钢筋插入混凝土桩体中至标高,完成螺杆桩。
5、螺杆桩施工时注意事项
(1)钻机就位后,应进行桩位预检,钻头与桩位点偏差不得大于20mm。
(2)钻机开孔时下钻速度应缓慢些,防止钻杆的倾斜、移位造成桩位的偏移。
(3)下钻过程中,桩机自控系统应严格控制钻杆下降速度和旋转速度,使二者匹配。
钻头钻至设计标高后,桩机反向旋转提升钻杆,提钻过程中自控系统应严格控制钻杆下降速度和旋转速度,与下降时一致,保持同步和匹配。
(4)提钻速度应与混凝土泵送量相匹配,保证钻杆内具有足够高度的混凝土,实现有压灌注。
提拔速度宜控制在2~3m/min,成桩过程应连续进行。
施工前必须保证原料和能源供应充足,避免因后台供料慢而出现停机待料。
(5)提钻时钻头到达一定位置可停止泵压混凝土,由钻杆内的混凝土充填至桩顶标高,严禁先提钻后泵料,确保成桩质量。
(6)严禁直提钻杆。
6、螺杆桩施工质量控制
螺杆桩质量检测标准,除了按《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202——2002,《混凝土结构工程施工质量验收规范》JGJ18——2003执行外,还要求补充:(1)桩体倾斜偏差不超过1%。
(2)桩径偏差不超过50mm,且不允许出现负偏差。
(3)螺杆桩的混凝土灌注充盈系数宜为1.0~1.2,且不得小于1.0,桩顶混凝土超灌高度不宜小于300~500mm。
(4)单桩承载力以设计桩长和施工电流作为控制指标。
(5)螺杆桩施工要求进行混凝土连续泵送,钻杆提升50cm 时开始进行泵送,泵机采用60B泵,12~14泵/分钟,泵送管内混凝土额定流速:4~5s,压力以流速为准。
结束语
实践证明:螺杆桩的技术、经济和环境效益较为显著。
螺杆桩的施工方法在成孔过程中噪音低、振动小,成孔和浇筑混凝土的过程一次完成,避免了泥浆处理和渣土外运工作,是一种环保型的绿色施工方法。
参考文献
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