兩段式旋挖擴(kuò)底樁施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑物工程領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)混凝土灌注粧的施工方法，尤其是一種采用兩段式旋挖擴(kuò)底粧的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)于常規(guī)的等截面粧，擴(kuò)底粧可以通過端部擴(kuò)孔僅增加少量混凝土便可獲得承壓或抗拔承載力的大幅提高，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。從擴(kuò)底粧的施工工藝來說，主要分為人工挖孔、爆孔、夯擴(kuò)、和機(jī)械擴(kuò)孔等。人工擴(kuò)孔主要適用于地下水位低、孔壁穩(wěn)定性好的巖石地層，且以短粧居多。爆炸擴(kuò)孔通過爆炸作用產(chǎn)生的沖擊力，在粧端形成擴(kuò)大頭，然而其成孔質(zhì)量往往不易控制，在城市密集區(qū)中安全風(fēng)險(xiǎn)較高。以上擴(kuò)孔工藝皆具有相應(yīng)的局限性，機(jī)械擴(kuò)孔則采用擴(kuò)孔機(jī)具進(jìn)行擴(kuò)孔，充分體現(xiàn)機(jī)械化施工在施工速度、成孔質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)，適用范圍廣，已成為擴(kuò)底施工的主要發(fā)展和應(yīng)用方式。機(jī)械式擴(kuò)孔機(jī)具根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的不同可分為液壓傳動(dòng)式和機(jī)械傳動(dòng)式，其中液壓傳動(dòng)式的施工動(dòng)力大、對(duì)機(jī)具的控制性強(qiáng)，質(zhì)量更為穩(wěn)定可靠。根據(jù)擴(kuò)孔機(jī)具與土體的作用方式可分為切削擴(kuò)孔、旋挖擴(kuò)孔、擠壓擴(kuò)孔等方式，旋挖擴(kuò)孔可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔和收渣，擴(kuò)孔精度高，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)卸渣，自動(dòng)化程度高，可顯著提高擴(kuò)底作業(yè)的效率和質(zhì)量。因此，采用旋挖擴(kuò)底施工工法是擴(kuò)底粧施工工藝的發(fā)展方向，而國內(nèi)采用旋挖擴(kuò)孔的施工工法較少，且僅有的施工工法受施工機(jī)具與工藝的限制，普遍采用擴(kuò)大頭一次整體形成的工藝，因此在擴(kuò)底過程中受力較大，擴(kuò)底的能力與效率受到局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，其等截面與擴(kuò)底段皆采用旋挖施工，為了減少擴(kuò)底過程中的結(jié)構(gòu)受力與動(dòng)力消耗，擴(kuò)底孔施工采用了兩段式旋挖擴(kuò)孔機(jī)具，將擴(kuò)孔分為上、下兩部分采用兩次旋挖施工形成，大大降低了擴(kuò)底過程中鉆具結(jié)構(gòu)的受力及所需的動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)更大直徑的擴(kuò)底。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一個(gè)兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，包括以下具體步驟:
(1)粧心定位，安裝護(hù)筒；
(2)采用常規(guī)旋挖鉆機(jī)設(shè)備與工藝通過等直徑鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁成孔，將等直徑部分施工至預(yù)定標(biāo)高；
(3)提升鉆桿至地面，卸下等直徑取土鉆斗，更換專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭；(4)將兩段式擴(kuò)底鉆頭下放至擴(kuò)底標(biāo)高，開展擴(kuò)底上部擴(kuò)幅旋挖施工，過程中提升卸土 ；
(5)上部擴(kuò)幅旋挖施工完成后，開展下部擴(kuò)幅的旋挖施工，過程中提升卸土，直至整個(gè)擴(kuò)底完成；
(6)清孔、下放鋼筋籠和灌注混凝土。
[0005]在采用專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底時(shí)，先逐步張開上部擴(kuò)展刀頭，形成擴(kuò)大頭的上部錐臺(tái)部分；然后再逐步張開下部擴(kuò)展刀斗，形成擴(kuò)大頭的下部擴(kuò)展及立起部分。
[0006]在上、下部擴(kuò)幅旋挖施工中，采用設(shè)置在擴(kuò)底機(jī)具的位置傳感器，來感應(yīng)擴(kuò)展刀頭深度與旋轉(zhuǎn)角度，并通過數(shù)據(jù)線傳送到地面的監(jiān)控系統(tǒng)上成像，可視、可控?cái)U(kuò)底深度與形狀。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明在擴(kuò)底的等截面部分和擴(kuò)底部分皆采用旋挖成孔的工藝，關(guān)鍵是擴(kuò)底過程采用了一種兩段式擴(kuò)底機(jī)具和相應(yīng)的施工工藝，將擴(kuò)大頭的形成分成了上、下兩個(gè)部分，減小了機(jī)具的負(fù)荷，擴(kuò)底效率更高。解決了常規(guī)一次性擴(kuò)展成型的擴(kuò)底鉆頭所面臨的機(jī)具受力大、負(fù)荷高、效率低的問題。同時(shí)配置了擴(kuò)底傳感與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)底全過程的可視可控，配備了專用清渣系統(tǒng)保障了清孔質(zhì)量與沉渣的控制。
[0008]本發(fā)明由于全部采用旋挖工藝，通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔，成孔速度是常規(guī)回轉(zhuǎn)成孔的4~5倍，尤其在砂質(zhì)土內(nèi)，斗筒取土及棄土都比較容易，每一斗都是實(shí)土，卸渣效率高，而回轉(zhuǎn)成孔排出的都是泥漿，效率低。采用的兩段式擴(kuò)底機(jī)具和工藝，使得機(jī)具結(jié)構(gòu)受力合理、負(fù)荷小，可以采用小型的施工設(shè)備，施工效率更高，最大擴(kuò)底直徑為等截面直徑的2.2倍，最大擴(kuò)底直徑值可達(dá)4.7m，擴(kuò)底面積為等截面面積的4.9倍；采用的擴(kuò)底傳感與監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)孔過程的可視化管理與監(jiān)控；采用專用潛水泥砂泵清渣系統(tǒng)保證了清孔的質(zhì)量和擴(kuò)孔孔壁的穩(wěn)定性，成粧質(zhì)量更為可靠。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的施工工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例及應(yīng)用施工方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0011]如圖1所示，一個(gè)兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，包括以下步驟:
(1)粧心定位，安裝護(hù)筒(圖中①):主機(jī)安裝后進(jìn)行先行掘削，護(hù)筒安放；
(2)采用常規(guī)旋挖鉆機(jī)設(shè)備與工藝通過等直徑鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁成孔，將等直徑部分施工至預(yù)定標(biāo)高(圖中②);
(3)提升鉆桿至地面(圖中③)，卸下等直徑取土鉆斗，更換專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭;
(4)將兩段式擴(kuò)底鉆頭下放至擴(kuò)底標(biāo)高(圖中④)，開展擴(kuò)底上部擴(kuò)幅旋挖施工，過程中提升卸土 ；
(5)上部擴(kuò)幅完成后，開展下部擴(kuò)幅的旋挖施工(圖中⑤)，過程中提升卸土，直至整個(gè)擴(kuò)底完成；
(6)之后就是常規(guī)的清孔(圖中⑥)、孔壁測(cè)量(圖中⑦)、下放鋼筋籠(圖中⑧)、二次清孔(圖中⑨)、灌注混凝土(圖中⑩)等工作。
[0012]本發(fā)明采用常規(guī)等截面旋挖鉆機(jī)施工設(shè)備、能與旋挖鉆機(jī)快速連接的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭、擴(kuò)底傳感與監(jiān)控系統(tǒng)、專用清渣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)等直徑部分與擴(kuò)底部分的全旋挖施工及擴(kuò)底施工的可視化監(jiān)控。首先采用旋挖工藝通過等直徑的取土鉆斗將等直徑段粧成孔至設(shè)計(jì)深度，該部分采用常規(guī)的旋挖鉆機(jī)、取土鉆斗和施工工藝皆可完成。然后更換兩段式擴(kuò)底鉆頭，該專用鉆頭設(shè)置上部擴(kuò)展刀頭和下部擴(kuò)展刀頭兩個(gè)主要擴(kuò)孔部件。在擴(kuò)底時(shí)，先逐步張開上部擴(kuò)展刀頭，形成擴(kuò)大頭的上部錐臺(tái)部分；然后再逐步張開下部擴(kuò)展刀斗，形成擴(kuò)大頭的下部擴(kuò)展及立起部分。由于擴(kuò)底分兩次進(jìn)行，大大降低了擴(kuò)底過程中刀片結(jié)構(gòu)的受力及所需的動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)更大直徑的擴(kuò)底，最大擴(kuò)底直徑達(dá)4.7m，可進(jìn)一步提升成粧效率和節(jié)省工程造價(jià)。且結(jié)構(gòu)受力合理、負(fù)荷小，機(jī)具的使用可靠性強(qiáng)。擴(kuò)底過程仍采用旋挖工藝，鏟下的土可以直接進(jìn)入土斗內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)卸渣。設(shè)置于擴(kuò)底機(jī)具的位置傳感器能夠感應(yīng)擴(kuò)展刀頭深度與旋轉(zhuǎn)角度，并通過數(shù)據(jù)線傳送到地面的監(jiān)控系統(tǒng)上成像，使得擴(kuò)底深度與形狀可視、可控。擴(kuò)孔完成后，進(jìn)行清孔、下方鋼筋籠和灌注混凝土等工作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一個(gè)兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，其特征在于，包括以下具體步驟: (1)粧心定位，安裝護(hù)筒； (2)采用常規(guī)旋挖鉆機(jī)設(shè)備與工藝通過等直徑鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁成孔，將等直徑部分施工至預(yù)定標(biāo)高； (3)提升鉆桿至地面，卸下等直徑取土鉆斗，更換專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭；(4)將兩段式擴(kuò)底鉆頭下放至擴(kuò)底標(biāo)高，開展擴(kuò)底上部擴(kuò)幅旋挖施工，過程中提升卸土 ； (5)上部擴(kuò)幅旋挖施工完成后，開展下部擴(kuò)幅的旋挖施工，過程中提升卸土，直至整個(gè)擴(kuò)底完成； (6)清孔、下放鋼筋籠和灌注混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，其特征在于:在采用專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底時(shí)，先逐步張開上部擴(kuò)展刀頭，形成擴(kuò)大頭的上部錐臺(tái)部分；然后再逐步張開下部擴(kuò)展刀斗，形成擴(kuò)大頭的下部擴(kuò)展及立起部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式旋挖擴(kuò)底粧施工方法，其特征在于:在上、下部擴(kuò)幅旋挖施工中，采用設(shè)置在擴(kuò)底機(jī)具的位置傳感器，來感應(yīng)擴(kuò)展刀頭深度與旋轉(zhuǎn)角度，并通過數(shù)據(jù)線傳送到地面的監(jiān)控系統(tǒng)上成像，可視、可控?cái)U(kuò)底深度與形狀。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一個(gè)兩段式旋挖擴(kuò)底樁施工方法，其步驟為：1.樁心定位，安裝護(hù)筒；2.采用常規(guī)旋挖鉆機(jī)設(shè)備與工藝通過等直徑鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護(hù)壁成孔，將等直徑部分施工至預(yù)定標(biāo)高；3.提升鉆桿至地面，卸下等直徑取土鉆斗，更換專用的兩段式旋挖擴(kuò)底鉆頭；4.將兩段式擴(kuò)底鉆頭下放至擴(kuò)底標(biāo)高，開展擴(kuò)底上部擴(kuò)幅旋挖施工，過程中提升卸土；5.上部擴(kuò)幅旋挖施工完成后，開展下部擴(kuò)幅的旋挖施工，過程中提升卸土，直至整個(gè)擴(kuò)底完成；6.清孔、下放鋼筋籠和灌注混凝土。本發(fā)明將擴(kuò)大頭的形成分成了上、下兩個(gè)部分，減小了機(jī)具的負(fù)荷，擴(kuò)底效率更高。解決了常規(guī)一次性擴(kuò)展成型的擴(kuò)底鉆頭所面臨的機(jī)具受力大、負(fù)荷高、效率低的問題。
【IPC分類】E02D5-44, E02D5-48
【公開號(hào)】CN104631441
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410791921
【發(fā)明人】胡曉虎, 吳國明, 王衛(wèi)東, 李耀良
【申請(qǐng)人】五廣（上海）基礎(chǔ)工程有限公司, 上海廣大基礎(chǔ)工程有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日