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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:8644
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-04-05 18:33:14
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

冲击钻成孔纠偏技术探究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 李京帝,杨财俊,程兰
资料简介

[摘要 ] 以冲击钻成孔施工中斜孔问题为背景,发明了辅助冲击钻的冲直器,并介绍相应的施工工艺。使用冲直器辅助冲击钻施工,可避免斜孔问题;有效提高复杂地层中桩基成孔速率,大大缩短施工时间,节约施工成本。

冲击钻成孔纠偏技术探究

李京帝 杨财俊 程兰

中国建筑第八工程局西南公司,成都 610041

[摘要] 以冲击钻成孔施工中斜孔问题为背景,发明了辅助冲击钻的冲直器,并介绍相应的施工工艺。使用冲直器辅助冲击钻施工,可避免斜孔问题;有效提高复杂地层中桩基成孔速率,大大缩短施工时间,节约施工成本。

[关键词]冲击钻 辅助冲直器 辅助成孔

Research on deviation correction technology of percussion drilling

li jingdi Yang caijun Wang yujing Liu xiang

(Southwest Corporation of China Construction Eighth Engineering Bureau,chengdu,610218)

ABSTRACT: Based on the oblique hole problem in the construction of percussion drilling, a straightener for auxiliary percussion drilling is invented, and the corresponding construction technology is introduced. It can avoid the problem of slant hole, improve the hole forming rate of pile foundation in complex stratum, shorten the construction time and save the construction cost.

Key words: impact drill; auxiliary straightener; auxiliary hole

0引言

目前冲击钻成孔是钻孔灌注桩常用的施工方法之一,冲击钻成孔施工中会遇到塌孔、缩孔、斜孔等问题。这些问题都有一定的方法解决,其中,斜孔斜的常用解决方法有反复扫孔、回填混凝土后人工凿孔、反复回填片石并冲孔等。但这几种方法都存在一些不足,本文提出了更高效、更经济的方法,采用辅助冲直器辅助施工。

1现有斜孔修正技术

斜孔是冲击钻打桩的常见问题之一,导致斜孔的原因主要有突遇探头石、存在大量倾斜岩层两个方面。第一个方面,在施工过程中突遇探头石,探头石引起钻头发生横向位移,最终导致桩孔倾斜。第二个方面,在有大量倾斜岩层面的地质条件下,左右地质强度差异较大,因这种差异存在导致在冲击过程中冲击钻钻头产生横向位移,从而导致斜孔。

针对斜孔,现有解决方法主要有以下四种:①反复扫孔,直到将孔冲直,但这种方法耗时很长,且不易达到目标;②回填混凝土后人工凿孔,但这种方法危险性很大,因冲击钻在施工中是采用泥浆护壁保持桩孔稳定,若将水抽干易发生塌孔;③水下爆破,派遣潜水员对探头石或倾斜面进行水下爆破,但这种方法危险性很大且成本较高;④反复回填片石并冲孔,该方法为常用方法,但成本还是较高,耗时较长。

2新的斜孔修正技术

2.1辅助冲直器

现有的解决方法存在工期长、成本高或危险性大的缺点,不能高效的处理斜孔问题。而我国地质情况多种多样,很多地区存在大量的倾斜岩层或孤石,因此需要研究新的施工方法解决这类问题,达到提升工作效率、节约施工成本、提高桩基施工质量的效果。我们通过分析斜孔形成原因,提出一种限制钻头横向位移的方法,发明了一种冲击钻的辅助设备——冲击钻辅助冲直器。

冲击钻辅助冲直器的作用是限制横向位移,使之始终保持竖向位移,此辅助器可广泛适用于探头石、倾斜岩层面造成的斜孔,从根本上解决斜孔问题。冲直器的基本原理是两点一线原理,靠限位装置使钻头始终保持竖向移动,使冲击轨迹呈直线,不再产生斜孔。将冲直器与钻头和钢丝绳固定到一起,保证在整个冲击过程中辅助冲直器、钻头、钢丝绳三者沿竖向进行垂直运动。原理图如下图。

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冲击钻辅助冲直器为六棱柱形的钢结构,使用材料有钢管、工字钢、滚轮、销钉等。辅助冲直器的尺寸根据灌注桩孔径的大小决定,截面尺寸略小于孔径大小,高度为直径的4-6倍为宜。为了最大限度限制横向位移又减少摩擦阻力,六棱柱结构周边与孔壁接触部分采用滚轮。

辅助冲直器结构如下图。图中1为钢管,焊接成中间和顶层正六边形框架及中间支撑;2为滚轮,固定在竖向双排钢管中间;3为竖向双排钢管,连接上中下三个六边形框架;4为工字钢,焊接成底层六边形框架,与冲击锤进行焊接或用钢丝绳进行捆绑;5为钢管,焊接成六棱台形框架包住冲击锤的顶部;在架体其中一边设置开口,将钢丝绳套入中间钢管后,将各部分开口用销钉封闭。

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图3 大样图

2.2冲击钻辅助冲直器的使用

现有的施工工艺对冲击钻施工中的斜孔处理效果不佳,采用冲击钻辅助冲直器可以更好的解决该问题。在整个钻进过程中采用该辅助冲直器配合冲击钻施工,可从根本上避免斜孔。在其他没有采用该技术的施工中出现斜孔时,也可采用该技术进行纠偏。具体施工工艺如下。

首先,在施工前按图制作冲击钻辅助冲直器,冲直器的直径略小于孔径,结构需焊接牢固,注意轮滑方向为竖向,以便减小摩擦力。然后,平整场地,加固软弱地质,避免不均匀沉降。接着,安装冲击钻机架,将辅助冲直器安装到冲击锤上。

使用时将架体从预留的空隙中套入钢丝绳,钢丝绳在冲直器中心钢管的中间,并将冲直器的底端与锤焊接,顶端在钢丝绳上设置卡扣固定。然后将钻头和辅助冲直器一起放入孔中进行冲击,施工过程中辅助器和钻头同时升降。冲击的过程中可采用正循环或反循环方法置换出泥浆,最终成孔。

在纠正其他没采用该技术施工而产生的斜孔时,需先在孔中放入片石,然后将锤连同架体放入孔中进行冲击。由于辅助冲直器限制了锤的横向位移,使锤只能沿竖直方向运动,从而将倾斜的岩层面逐步冲碎,并沿垂直方向继续冲击成孔,从而纠正了斜孔。施工示意图如下图所示。

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3结语

综上所述,本文针对在复杂地层下容易产生斜孔的情况,提出了解决的新方法,配合发明的辅助冲直器达到了良好的效果。相比于其他方法,首先,在经济效益方面,由于辅助冲直器可以重复利用,从而节约了大量成本;其次,在工期上,相比于其方法节省了重复作业的时间,缩短了工期;最后,在工程质量方面,采用辅助冲直器成桩效果更好,孔的垂直度更有保证。

参考文献

郎绿原.复杂地质下超大直径钻孔桩二次成孔施工技术[J].桥梁建设.2018,3期,100-104.

GB50017-2017.钢结构设计标准规范.[S]

JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范.[S]

ZJQ08-SGJB 018-2018.中国建筑第八工程局有限公司.桥梁工程技术标准.[S].北京:中国建筑工业出版社.2018

作者简介:李京帝 男1988.9 本科 工程师 四川省成都市天府大道北段1480号拉德方斯大厦西楼9层 610041