全套管全回转钻机成孔与高精度无偏差钢立柱植入工法(

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1、盾安DTR全套管全回转钻机成孔与高精度无偏差钢立柱植入施工工法陈卫1、魏垂勇1、陈小青1、刘金1、沈秉南2（1、徐州盾安重工机械制造有限公司，徐州；2210002、中国建筑股份有限公司，北京，100125）1、前言由于我国土地资源日益紧张，城市高层建筑及轨道交通建设的高速发展，地下空间开发工程也在不断增长，规模逐渐扩大。目前，国内已开挖的工业建筑基坑最深达37.4m。在国外，地下室基坑已达13层，深度超过50m。深基坑支护施工方法很多，近几年在我国新型基坑支护技术普遍采用的是盖挖法中的逆作法，尤其是高层建筑、多层地下室和轨道交

2、通地下车站等多层地下结构的施工。近年来我国客运专线与城市轨道交通共用的交通枢纽工程，地下空间多为负3至4层，深度一般为-25m至-32m，基本都采用逆作法施工。逆作法施工是在基坑内施作中间基础桩，基础桩一般采用钻孔灌注桩。灌注桩浇筑至基坑底标高后，在基础桩顶安装一根逆作施工的支承，上部施工荷载的永久性钢立柱。钢立柱垂直插入施工工艺是在逆作法施工中基础桩基与钢立柱连接的施工方法。常规的钢立柱安装是在基础桩混凝土灌注前安装一个与基础桩直径相同的钢套管，等浇筑的基础桩混凝土达到70%强度后，抽除钢套管内泥浆，采用人工下孔破除桩顶混凝

3、土至永久性钢立柱底标高，定位器安装完毕再安装钢立柱。该施工方法施工周期长、工序复杂，且施工过程中工人要下到孔底进行混凝土的凿除及定位器安装，存在诸多不安全因素，单根钢立柱施工周期长达10～20天，施工成本也较高，存在一定的局限性。针对本工程特点和关键问题,我公司在工程实践中，不断积累、总结经验，成功研制开发出采用全套管全回转钻机垂直插入钢立柱的工法，较好地解决了上述难题。2、工法特点2.1、施工特点1）全套管全回转钻机是集全液压动力和传动、机电液联合控制于一体的新型钻机。2）具有全回转套管装置，压入套管和挖掘同时进行。3）冲抓

4、斗依靠吊机的大小与11吊钩配合来完成对土层的冲挖作业。作业时，冲抓斗沿套管内壁自由下落，下落速度快，冲击力强，硬质地层可直接冲挖，且作业效率高；斗刃呈圆弧形，且斗体重，可实现水下冲挖；内置滑轮组，抓紧力随起吊力的增加而成倍增加。4）在岩层用冲击锤反复冲击，破碎后用冲抓斗挖掘。由于该钻机具有强大的扭矩、压入力及刀头，可完成硬岩层中的施工作业，其可在单轴抗压强度为150~200MPa的硬岩层中顺利的施工。5）可以避免泥浆护壁法成孔工艺所造成的泥膜和沉渣，对灌注桩承载力消弱的影响。6）全套管全回转钻机通过压拔装置和主、副夹紧装置配合

5、，把钢立柱快速植入桩孔混凝土中，效率高、质量好。2.2与传统施工方法比较全套管全回转钻机是一种机械性能好、成孔深度大、成孔直径大的新型桩工机械，集取土、进岩、成孔、护壁、吊放钢筋笼、灌注混凝土、植入钢立柱等作业工序于一体，效率高、工序辅助费用低的特点。在盖挖逆做法施工中全套管全回转钻机成孔与植入钢立柱一体化作业，与其它工法相比，成孔精度高，效率高，安全性高等优点。3、适用范围全套管全回转钻机成孔与钢立柱植入施工工法用于基础盖挖逆作施工，此工法适用于城市繁华地区、地层软弱、地基承载力较低条件下的大型地下工程施工。4、工作原理该施

6、工方法先用全套管全回转钻机成孔，钻机动力由液压动力站提供，动力站提供动力带动回转马达转动，回转马达通过减速箱带动主夹紧装置，再带动套管回转完成切削的目的，压拔装置带动套管向下掘进，压拔装置重复压拔，完成套管持续下压的过程。钻孔完成后，植入钢立柱采用二点定位的原理，通过全套管全回转钻机上的主夹紧装置、压拔装置和副夹紧装置和定位板上套管固定装置，在基础桩混凝土浇筑后、混凝土出凝前将底端封闭的永久性钢立柱垂直插入基础桩混凝土中，直到插入至设计标高。（如图4.1，4.2）11图4.1图4.2115、工艺流程及操作要点5.1、工艺流程图

7、布置施工现场桩孔定位全套管全回转钻机就位对中，做好施工准备工作全套管全回转钻机钻孔冲抓斗取土、套管钻进，直至孔底并吊装钢筋笼清孔并吊装钢筋笼安放、对接钢筋笼并吊装钢筋笼浇筑基础桩混凝土，逐次拔导管和套管全套管全回转钻机植入钢立柱利用定位板抱紧钢立柱保证垂直度全套管全回转钻机移位钢立柱内浇筑混凝土，桩孔回填拆除工具柱、定位板115.2、操作要点1）、合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，保证机器有足够的操作空间；2）、钻孔前使用全站仪采用逐桩坐标法施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内，待甲方或监理验收

8、合格后方可进行成孔施工；3）、桩孔定位后，把定位板放在桩孔指定位置，定位板中心要和桩孔中心重合。再把全套管全回转钻机吊放到定位板上，同样钻机中心要与定过位的桩孔中心重合。然后安装全回转钻机一套辅件，钻机两侧各安装一件反力架和反力叉，反力架上放置配重块，反力叉在施工时，用履带吊