捷程MZ全套管嵌岩桩基本原理、工艺特点、优越性及适用范围
基本原理
岩溶区的基本特点和核心是上部多有松散或松软的土层,易塌孔给嵌岩桩的成孔带来较大的困难;再者岩溶区岩面起伏大对桩孔垂直度的控制是一大挑战;岩溶区大量不同形态的溶洞分布,在嵌岩桩成孔中的处理也是一大难点;溶洞发育区桩端持力层存在裂隙等缺陷。针对上述特点和难点,岩溶区嵌岩桩施工工法主要是以全套管成孔为主,采用多上艺的综合施工方法可有效地克服施工中易塌孔、偏孔、溶洞处理难、入岩难等问题。同时,在对岩溶区灰岩持力层存在的裂隙、软弱夹层采用桩底后压浆对其进行修复、补强的也是该工法的特点之一。
捷程MZ全套管施工法利用摇动装置的摇动使钢套管与土层间的摩阻力大大减少,边摇动边压入,同时利用冲抓斗挖掘取土,直至套管下到桩端持力层为止。挖掘完毕后立即进行挖掘深度的测定,并确认桩端持力层,然后清除虚土。成孔后将钢筋笼放入,接着将导管树立在钻孔中心,最后灌注混凝土成桩。
捷程MZ全套管嵌岩灌注桩施工是采用摇动式全套管钻机结合凿岩旋挖钻机完成工程桩施工的一种机械孔桩施工技术。即在捷程MZ全套管钻机遇到较硬的中风化岩层时使用凿岩旋挖钻机在套管内开挖,然后套管跟进成孔;最后放置钢筋笼,灌注混凝土成桩。可有效地解决捷程MZ全套管钻机在较硬的中风化岩层钻孔困难的问题。
工艺特点
采用捷程MZ摇动式全套管钻机配合冲抓锥、旋挖钻机或潜孔锤等进行嵌岩桩的成孔;利用钢套管进行护壁,可有效控制上部软弱或松散地层塌孔问题及溶洞内跑水、漏浆的问题;在岩面倾斜面较大,形成半岩半土时,采用套打法将桩位内硬的部分先剔除至设计深度,或者剔除至硬度在同一个平面的基岩面后回填渣土,再在原桩位处施工至设计深度,在钢套管的有效导正下,能较好控制钻孔的垂直度;捷程MZ全套管钻孔桩在穿越大型溶洞、串状溶洞或溶沟、裂隙时,采用反复抛填法,直至穿过溶洞并控制好垂直度为止;当岩层上部有较厚的流塑地层或高填方地层时,为防止管涌或塌孔可采用套管先行法,以有效的控制嵌岩桩的成孔质量;孔底沉渣处理采用气举法进行清渣,可有效地控制孔底沉渣的厚度;桩身混凝土灌注时为防止混凝土超灌量过大,可在溶洞部分的钢筋笼外侧采用包裹法,以有效地控制桩身混凝土的流失;利用后压浆技术可有效地充填和加固桩端持力层存在的裂隙,提高持力层的完整性及承载力。
优越性
环保效果好。噪声低,振动小;由于应用全套管护壁,不使用泥浆,无泥浆污染环境的忧虑,施工现场整洁文明,很适合于在市区内施工。
孔内所取泥土,含水量较低,方便外运。
由于钢套管的护壁作用,可避免成孔过程中出现塌孔等安全隐患;可避免钻、冲击成孔灌注桩可能发生缩颈、断桩及混凝土离析等质量问题,可靠近既有建筑物施工。
挖掘时可直接判别土层和岩层特性,便于确定桩长。
应用全套管护壁成孔可避免其他泥浆护壁法难以解决的流砂问题。
成孔和成桩质量高。垂直度偏差小;使用套管成孔,孔壁不会坍落,避免泥浆污染钢筋和混入混凝土的可能性,同时避免桩身混凝土与土体间形成残存泥浆隔离膜(泥皮)的弊病;清孔彻底,孔底残渣少,桩的承载力高。
成孔直径和挖掘深度大,钻进速度快。
成孔直径可以控制,充盈系数小,与其他成孔方法相比,可节约大量的混凝土用量。