全套管钻孔咬合桩施工工艺

5 工程应用
钻孔柱状图
从地下80m抓出来的硅质灰 岩和石英砂岩
5 工程应用
全回转灌注桩施工中
5 工程应用
• 5.1、临近地铁施工的的大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例 四、杭州备塘路改建工程全回转钻孔灌注桩施工
备塘路（艮山西路-德胜路）改建工程，实施里程长约1.9公里， 其中桥梁长度1235.6米，最大跨径120米。本桩基施工地点位置为23号 和24号桥墩，共计24根。桩基孔深78米，桩长70米。桩身上部采用直径 φ2.0m壁厚32mm的钢套管进行护壁，套管长度44m，下部34m采用旋挖泥 浆护壁成孔。桥墩之间为杭州地铁一号线，离地铁最近的桩为5m,为了 保证地铁在桩基施工期间的运行安全，采用盾安重工DTR2005H全回转 全套管钻机+BG38旋挖钻机成孔工艺，最大程度减小施工过程对周围土 体的扰动，桩基施工结束后地铁沉降＜10mm。
施工准备、破除路面 桩位测量放线
咬合桩混凝土导墙施工 套管机就位 吊装安放套管
测量调整垂直度 套管钻进抓斗取土 清除孔底、检查孔底 吊放钢筋笼（B桩） 安放导管、浇注混凝土 测量混凝土、拔除导管及套管
套管机移位
验孔签认 隐蔽验收 制作混凝土试块
5 工程应用
5.2.2咬合桩施工顺序 咬合桩分A桩和B桩，A桩为无钢筋笼的素桩，B桩为有钢
施工顺序：1-3-5-7-2-9-4-11．．．．．
7:A型素砼桩
8:B型钢砼桩
施工顺序可根据实际施工进度进行调整，采用全回转套管机 施工，不管素桩强度高低，都可进行咬合切割施工。
5.2.3 A桩（素桩）成孔施工
A桩为素桩无需咬合，根据工程的实际情况，如上部有不 同程度的混凝土、抛石、木桩等障碍物的，在施工时全回转 钻机结合清障一次性成孔，如上部土层情况较差，都为淤泥 质黏土或粉土，在咬合桩施工时必须使钢套管的深度比套管 内的土面深3～5m，防止出现土体管涌现象，施工中边旋转钢 套管边抓土至孔底标高后浇筑混凝土。
筋笼的桩，先施工A桩。采用软切割的咬合桩B桩施工，在 两A桩初凝前施工，采用硬切割的咬合桩B桩施工，等A桩强 度达到30%后再施工两A桩之间的B桩。施工顺序见下图：
咬合桩施工顺序图
直Φ径1有50Φ01-0108000
1:A型素砼桩
2:B型钢砼桩
3:A型素砼桩
4:B型钢砼桩
5:A型素砼桩
6:B型钢砼桩
套管中的岩土可用冲抓斗或旋挖钻机取出。遇到大的漂石或孤石可先用十字冲锤 砸碎再取出。套管钻至设计标高位置后，即可进行后续成桩或回填作业。
3 工艺原理
装置示意图
套管
楔形夹抱装置
回转切削
装置俯视图
第四部分 工艺流程
工艺流程
1、施工准备
施工准备的主要工作为平整场地，由于该钻机设备较大且相关辅助较多，对 进出通道及作业平台有一定的要求，故施工准备需考虑如桩基钢筋笼加工制作、 渣土转运、钢筋笼起吊安装、桩基混凝土灌注等作业所必须的施工通道和作业 平面。
针对上述问题，采用常规的泥浆护壁回转钻进成孔、旋挖钻进成孔 、冲击成孔的施工方法受到限制，同时也存在护壁用的泥浆污染环境、 成孔质量差及垂直度不易控制等缺点，尤其是成孔产生的振动，对敏感 建筑物造成的影响不容忽视（如地铁周边）。近年来出现的全回转全套 管配合旋挖钻机钻进或配合履带吊冲抓钻进技术，可以有效进行地下清 障或成桩施工，尤其套管超前工况下更适用于地铁周边或周边环境及地 质条件复杂的场合，近年来已被工程界广泛采用。
2193.36
50.70 1.00 W2
5 工程应用
143.8深孔施工
冲抓取土
5 工程应用
高承压水自然喷涌
桩基合格检测报告
5 工程应用
• 5.1、喀斯特地区的大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例 二、沪昆铁路桂林段甘塘江大桥全回转钻孔灌注桩施工
该工程加固采用1.5m直径钢套管桩，桩深40-80m；地层分布有砂 层、卵砾石层和呈串珠状发育溶洞等，且地下水位较高。施工过程严禁 对高铁运行产生干扰、中铁十二局局指挥部采用了全回转全套管施工工 艺，我公司盾安重工DTR2605H全回转钻机参与了抢险施工，抢险前高 铁运行经过此里程段下沉3mm，实际施工过程中，高铁运行下沉降监测 仍为3mm，经十二局局指挥部确认全回转套管施工对运行的高铁未产生 任何干扰，成功的完成了中铁十二局分配的施工任务。
5 工程应用
全回转钻机施工中
5 工程应用
• 5.1、喀斯特地区的大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例
三、杭州凤凰公园地铁站全回转钻孔灌注桩施工
杭州凤凰公园地铁站钻孔灌注桩直径1.0m，桩长约 80m，总数24根。由于本工程地下发育有大型溶洞，采用 盾安重工DTR2005H全回转钻机成孔施工方案，套管采 用φ1000mm钢管，壁厚30mm，穿过溶洞，进入桩基持力 层中风化石英砂岩或硅质灰岩，套管不拔除，采用冲抓 作业成孔工艺。
全回转全套管设备在特殊环境复杂 地层中的应用
2018年4 月 上海
目录
• 一、引言 • 二、机械设备 • 三、工艺原理 • 四、工艺流程 • 五、工程应用 • 六、总结
第一部分 引言
1 引言
桩基工程施工时，当遇到紧临地下建筑物周边，对位移敏感的特殊 构筑物，或者遇到坚硬深厚卵石层、砾石层，桩位下方存在高承压水， 或设计桩位下方存在废桩、垃圾土等障碍物时，会对桩基施工的顺利成 孔、进度与质量造成较大影响。
2、测量放线
首先对设计图纸提供的坐标、高程等有关数据进行认真复核，确认无误后采 用全站仪进行桩位放样，桩中心放样完毕后，沿桩中心拉十字线至1.8m以外并 作好护桩标记。
测量定位
全回转钻机就位
3、全回转主机就位
点位放出后，吊放全回转 底盘，底盘中心要和桩中心点 重合。再吊放主机，安装在底 盘上，最后安装反力叉。
4、吊装安放钢套管
主机就位后，吊放安装钢 套管。
吊装套管与接管
5、测量调整垂直度 全回转钻机就位后，进行回转
钻进，回转驱动套管的同时下压 套管，实现套管快速钻入地层， 钢套管钻进时，在XY两个方向使 用线锤调整套管垂直度。
成孔中监控调整垂直度
6、套管钻进取土
套管钻入地层的同 时，利用吊机沿套 管内壁释放冲抓斗 至孔底实现冲抓取 土或利用旋挖钻机 进行取土。
第二部分 机械设备
2 机械设备
全回转全套管技术的设备包括全回转驱动装置、液压动力装置、钢 套管、冲抓斗等。此外，为实现对大体积钢筋混凝土块体、老桩等进行 破碎，还配有液压重锤和铅锤。
2 机械设备
全回转主机和液压动力站
2 机机械械设设备备
冲抓斗
钢套管 刀筒节
冲锤 刀头
第三部分 工艺原理
3 工艺原理全回转全套管工艺原理
浇筑砼
拔除套管
第五部分 工程应用
5 工程应用
• 5.1、高承压水松软土地区超长大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例
一、四川茂县新建成兰铁路太平站四 线大桥全回转钻孔灌注桩施工
5 工程应用
四川茂县成兰铁路太平站四线大桥桩基，桩径1.5米，成桩孔深最大达143.8 米，是国内目前全回转全套管施工最深的灌注桩，也是全回转钻机工法在世界上 最深的钢套管灌注桩，下覆埋深超过90米的1MPa高承压水水位；施工采用盾安重 工DTR2605H全回转钻机套管跟进工艺隔断承压水，套管分级设置，外套管采用直 径2m钢套管（60余m)，内套管采用直径1.5m的钢套管施工（不拔除），施工桩基 七十余根，成功率100%。
岩层说明及钻进情况
初见
稳定 水位
标贯
Leabharlann Baidu
水位
稳定 时间
试验
<1> 2.00 2286.06
<2> 3.60 2284.46
2.00 <1>粗角砾土：灰褐色，密实，稍湿，以 1.60 砂岩、千枚岩为主，一般粒径20~60mm，
占50~55%，呈尖棱状，以15%的粘性土和 砂充填，采取率84%。
<2>块石土：青灰色，密实，潮湿，以石 英砂岩、千枚岩为主，一般粒径200~220 mm，占50~55%，呈尖棱状，次尖棱状， 以10%的粘性土充填，采取率91%。
5 工程应用
• 5.1、临近地铁施工的的大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例 五、南京龙王大街南延道路建设工程跨线桥桥桩施工
桩基与地铁位置 关系，最近距离 2.9m。
5 工程应用
全回转灌注桩施工中
旋挖钻机配合全回转施工
5 工程应用
• 5.2、全回转咬合桩施工 5.2.1施工工艺流程图
制作钢筋笼 混凝土运输
<6>粉质粘土:青灰色,软塑,土质较纯,砂
感较重,底部呈流塑状.钻探过程中该层
13.50
位底部出现承压水,初始水头高3m,流量 较大.
<7>砂岩：灰白色，灰褐色，细粒结构， 中厚层构造，节理裂隙较发育，岩芯呈 块状，局部短柱状，采取率83%。
7.50
93.70 <6> 2194.36 <7> 94.70
5 工程应用
本工程地下水主要为沟床 碎石土内的孔隙水潜水，其次 为埋藏于土层中的承压水，根 据19-09钻探情况，钻探至约 94.7m时，孔内涌水，水桩喷 出地表约6～8m，水量约 25m3/d，承压水压力约1MPa。
试桩柱状图(借PDZ-19-09)
层 层深 次 高程
地层剖面 层厚 1:300 (m)
5 工程应用
钢套管焊接
冲抓取土
BG38旋挖钻机
5 工程应用
两台全回转同时在一个承台上施工
混凝土灌注
5 工程应用
• 5.1、临近地铁施工的的大口径全套管钻孔灌注桩的应用实例 五、南京龙王大街南延道路建设工程跨线桥桥桩施工
本工程临近地铁隧道的桩基共110根，桩径1.5米，桩长80米。隧道外 皮15m 保护范围内桥梁桩基工程采用钢套简施工，避免施工期间对地层扰 动过大，且施工完成后禁止拔除钢套筒。钢套简长度33m，钢套筒规格为 直径1.6m壁厚16mm，交叉范围内地铁宁和城际隧道中间6 根桩，钢套简 长度60m，钢套简规格为直径1.6m壁厚26mm。施工工艺采用盾安重工 DTR2605H全回转钻机+BG38旋挖钻机取土。下钢套筒时采用全回转式旋 挖钻，不允许采用有震动性的器械。在施工过程中严格保证每次沉管的管 底低于抓土面不小于5m，且桩基成孔过程中采取注水或泥浆反压措施， 严格控制成孔造成的地层影响。
原理：全回转钻机动力设备夹紧套管进行360°回转钻进，在压入力和扭矩的共
同作用下将套管压入土层深部，首节套管带合金刀头，在钻进同时切割硬质土层或障 碍物。
楔形块通过上部回转支承安装在夹紧装置平台上，并均布在套管的周围。当安 装在套管夹紧装置上的夹紧油缸收缩时楔形块被挤进套管与大齿圈之间，夹紧套管。 驱动装置中带行星减速机的液压马达回转工作时，回转扭矩通过大齿圈和楔形块传递 给套管，进行钻孔掘削作业。当夹紧油缸伸长时，楔形块被抬起，松开套管。通过压 拔装置中液压油缸的伸缩将套管压入或拔出土中。
5.2.4 B桩（荤桩或钢砼桩）成孔施工
B桩成孔，因A桩为素桩混凝土，可在A桩混凝土强度达到 一定强度后或在混凝土初凝前进行B桩咬合施工，同样考虑土 质情况，在咬合桩施工时必须使钢套管的深度比套管内的土 面深3～5m，切割咬合时，当相临两根素桩强度相差较大时， 要控制好垂直度，放慢钻进速度，同时防止钻进时钛合金磨 损太快而无法切割至桩底部。
<3> 22.00 2266.06
<4> 35.50 2252.56
<5> 43.00 2245.06
<3>粉质黏土：灰褐色，硬塑，土质不均 匀，以黏粒为主，局部砂感较重，采取 率95%。
18.40 <4>粉质粘土:青灰色,软塑,土质较纯,砂 感较重.
<5>粉质粘土:青灰色,硬塑,土质较纯,砂 感较重.
5 工程应用
• 5.2、全回转咬合桩施工
一、南京扬子江大道大胜关桥220kv秦淮～滨南盾构井咬合桩施工
5 工程应用
• 5.2、全回转咬合桩施工
一、南京城市地下管廊大胜关桥220kv秦淮～滨南盾构井咬合桩施工
基坑开挖深度28.0m，采用Φ1.2m，间距0.8m咬合桩(软咬合)支护， 桩长44m，共设8道支撑。咬合桩经河海大学超声波垂直度检测，垂直度 达到0.8‰。大胜关k5井周边邻近大胜关大桥、长江，近有地下管网、河 道。设计单位设计全回转套管护壁灌注桩，以避免传统施工工艺灌注桩在 高水位条件下施工，使周边地下管网产生变形，出现意外事故，在施工过 程中加强对周边管网监测，施工采用冲抓取土及旋挖配合取土的成孔施工 工艺，钢套管超前护壁，有利减小周边土体的变形，工程完工后地下管网 几乎无任何变形。
四川茂县太平大桥冲抓斗 取出岩石
南京大光路K6盾构接收井冲抓斗 取土
7、钢筋笼制作安装 成孔至设计标高后，清孔。
经地勘、监理、甲方验收合 格后。进行钢筋笼安装。
大胜关5号井制作吊装安放孔口 焊接钢筋笼
8、混凝土浇筑、拔套管、浇筑成桩 钢筋笼安装完毕后，浇筑混凝土，混凝
土浇筑到一定高度后，起拔套管。