标题 | 螺杆桩机结构及施工技术分析 |
范文 | 牛宏伟 摘 要:螺杆桩作为一种具有独特性的变截面桩,其不仅具有十分广泛的适用范围,而且具有较好的环保性,桩身具有较高的承载力,质量十分可靠,而且成桩速度较快,在施工过程中无噪音和污染,且具有较好的经济性,因此自螺杆桩投入使用以来,受到岩土工程行业的广泛青睐。文中从螺杆桩机结构和特征入手,分析了螺杆桩机螺杆钻具工作原理,并对螺杆桩施工工艺和质量控制进行了具体的阐述。 关键词:螺杆桩机;螺杆桩;施工工艺;质量控制 中图分类号:TU473 文献标志码:A 0 前言 螺杆桩属于组合式桩,其上部为圆柱型,下部为螺丝型,作为一种具有较高性能、短周期及低造价的新型桩,相较于其他桩,螺杆桩在实用性、经济性和环保性方面具有较强的优势。而且在一些软弱或是塌陷区回填的施工项目中,更能充分的体现出螺杆的效应,有效的增加了桩土接触面,提高了基桩的承载能力,具有非常好的效果和较高的经济适用价值。 1 螺杆桩机的分析 1.1 螺杆桩机的结构 螺杆桩机结构简单,采用三点支撑方式,主体结构大致包括:顶部滑轮组,动力头,斜撑与调整机构,螺杆钻具部分,桩机主机的平台5个部分。 1.2 螺杆桩机的特征 螺杆桩机移动形式采用的是履带,移动更具灵活性,就位也更为便捷,相较于步履式移动形式,履带式移动无论是效果还是作用更为显著。运用集中控制的电气液压系统,更易于操作,有效的降低了操作人员的劳动强度。同时以刚性整体台车结构作为桩机的履带行走系统,采用三支点结构作为上部作业机构,螺杆桩机能够快速就位、移位,而且稳定性和安全性都十分显著,具有较高的施工效率。能够在多种工作装置中应用,应用范围较广。 2 螺杆桩机螺杆钻具工作原理的分析 在实际应用螺杆桩时,需要先将螺杆桩机就位,成孔要达到相应的垂直度,然后才能进行钻孔作业。利用钻头破开土层,钻头上的螺旋叶片对土体进行挤压与反出,同时部分叶片还能够进一步对周围土体进行挤压加密。在具体钻进时,钻杆下钻速度要保持均匀性,即当螺杆钻具旋转一圈时,则要下降一个螺距,以此来保证土体形成均匀的螺纹。钻到设计深度时,则要停止旋转。同时,利用高压泵来将混凝土输入到螺杆钻具中间的泥浆管中,将其压到钻头位置处,螺杆钻具采用反方向旋转提升,这个过程中旋转速度与提升速度要达到较好的匹配度,控制好提升速度的均匀性,在钻具旋转提升过程中将混凝土填充到所产生的螺纹空间内,当钻杆与螺纹部分顶面的设计高度齐平时,螺杆钻具会直接提升圆柱的空间,将高压混凝土浇灌直至设计高度,以此来形成一个螺纹形桩。最后则要将其压入钢筋笼,在混凝土完全凝固后,螺杆桩得以形成,并具有较高的强度。相较于预制桩,螺杆桩施工是没有噪音和振动产生的,不会对桩带来不良影响,而且在螺杆桩施工过程中还不存在弃土和泥浆污染等问题,具有较好的环保性。 3 螺杆桩施工工艺 由于螺杆桩是利用钻机和钻具旋转来对土体进行挤压成孔,并利用管内泵将细石与混凝土压入孔内成桩。其采用的是变截面的构造形状,与附加应力的分布规律十分符合,同时也能够满足应力分担比和刚度变化的要求,在土体与桩之间起到了有效的调节作用。可以说螺杆桩对桩侧土体的应力分担比和应力扩散度的提高起到了极为重要的意义,而且桩端荷载大幅度减少,确保了桩身与土体受力的协调性和一致性。 3.1 桩机就位 桩机就位时以测量放线位置为依据,控制好桩位的偏差,确保其在允许范围内,从中间开始进行桩施工,然后再向四周扩展,在具体施工过程中,可以根据桩的规格,先对长桩进行施工,然后再进行短桩施工。施工时宜采用间隔跳打的施工方式,有效的防范桩孔间出现窜浆问题。待桩机就位后,需要对其进行调平和稳固处理,有效的保证成孔的垂直度。 3.2 钻孔深度 对于钻孔深度,宜以地面标高和设计标底标高为依据来计算,在钻进过程中,可以采用监控测量,防止出现超钻的问题发生。同时钻进时还要对钻孔速度进行严格控制,以此来保证成桩时螺纹段与圆柱段都能够与标准要求相符。待钻至设计孔深时要停止钻进,并准备好灌注用混凝土。连接管道混凝土罐车与钻机灌注孔,通过提升钻头将混凝土注入孔内,保证孔内混凝土具有较好的密实度,并对混凝土泵送速度进行控制,避免破坏到混凝土泵机或是孔壁。 3.3 停泵 对于泵送混凝土灌注过程中,待钻机钻头提升到桩体柱头位置处时,则泵送混凝土要停止,同时准备提升钻头,以缓慢速度提出钻头,避免对孔壁造成破坏。在实际施工时,还要按照设计桩位间隔进行施工,以免孔位之间相隔过近施工时带来的扰动而影响到混凝土的初凝强度。 3.4 混合料的搅拌和运输 混合料攪拌采用砼集中拌和,各种原材料按施工单位抽样数量的20%进行检验或10%进行平行试验。按照配合比进行配料,将每盘料的搅拌时间控制在120s左右,并将混合料的塌落度控制在180mm~220mm 。 4 螺杆桩施工的质量控制 4.1根据工艺试验时已经确定的各项参数来指导现场施工,在施工时要对螺杆桩施工工艺变化进行随时检查,并关注机械设备的性能。通过提取钻渣样品,并与设计图纸的地质情况进行比对,一旦发现不相符情况时,则要立即停止施工,并进行汇报,从而采取有效的应对措施。试桩要严格按照设计要求和规范要求进行。 4.2在螺杆桩施工过程中,需要以设计图纸上对于桩位布置、桩体数量和桩间距的要求作为重要依据,这些数据不允许随意进行调整,同时还要针对设计要求来确定螺杆桩桩体的长度、桩头顶标高和桩径,确保其能够与相关的验标要求相符。 4.3在进行螺杆桩桩体的施工时,需要进行混凝土试件的制作,并对后期强度进行具体检测。并针对具体的要求来对试件数量进行确定,待其达到龄期时,则对单桩和复合地基承载力进行实际试验,确保试验结果要与设计要求和相关规范要求相符。 4.4在对混凝土拌和过程中,需要利用强制式拌和机,并针对工艺试验参数来适时调整桩体施工配合比,以此来保证粉料掺和量和出机塌落度能够与设计要求和验标要求相符。 4.5小心谨慎对待桩头周围土的清除工作,避免对桩身和土体带来扰动,从而影响到桩体的质量。在实际施工时,钻渣要及时清除,注意对环境的保护。 4.6在螺杆桩施工的整个过程中,需要由专职质检人员进行监督和记录,而且每一道工序施工结束后,都需要进行自检,合格后才由现场监理工程师进行检验,完全符合标准要求后,再进入到下一道工序的施工,以此来有效的保证桩体的质量。 结语 相较于当前建筑基础施工中应用较为广泛的几种桩型,螺杆桩在技术、环保和造价方面具有显著的优势,而且在当前一些塌陷区内采用螺杆桩施工工艺,能够有效的解决工程的实际问题,在确保工程质量的同时,还能够有效的降低工程造价,具有较好的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]郭秦渭.新型灌注桩-螺杆桩及在云南某工程中的应用[J]. 昆明冶金高等专科学校学报,2011(5):43-48,65. [2]万鹏洲.螺杆桩在盐渍土地区铁路地基处理中的施工关键技术与承载特性分析[J].铁道建筑技术,2016(5):82-86,91. [3]娄燕敏.螺杆桩施工机具的钻进理论研究[J].建筑机械化,2015(3):80-81,88. |
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