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关于大直径桩群孔施工导向装置的应用

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：陈锐廖燕马程伦谭智杰文宇

[导读] 摘要：城市建设用地日趋紧张，在有限的施工场地建筑纵向发展，超深、超高建筑逐渐增多。

        中建四局第一建筑工程有限公司广东广州 510800
        摘要：城市建设用地日趋紧张，在有限的施工场地建筑纵向发展，超深、超高建筑逐渐增多。超高建筑势必引起基础承载力的大幅度提高，为减少桩基数量，提高单桩承载力，桩基向大直径逐渐发展，受限于现有机械设备和施工方法的影响，如何通过改进机械装置，整合多种施工工艺，从而大幅度提升大直径工程桩的施工进度。本文基于深圳恒大中心项目，争对以上重难点创新研发了大直径桩群孔施工导向装置，其不因施工偏差引起偏孔废孔，从而提升和保证大直径桩成孔质量和进度。
        关键词：改进机械装置；大直径工程桩；大直径桩群孔施工导向装置
        Application of Guiding Device for Large Diameter Pile Group Hole Construction
        Ma Chenglun，Liao Yan，Chen Rui，Tan Zhijie，Wen Yu
        （No.1 Construction Engineering Co.，Ltd.of China Construction Fourth Engineering Bureau，Guangzhou，Guangdong，510800）
        Abstract：Urban construction land is becoming increasingly scarce.Buildings in limited construction sites develop vertically，and ultra-deep and ultra-high buildings are gradually increasing.Ultra-high buildings will inevitably lead to a substantial increase in the bearing capacity of the foundation.In order to reduce the number of pile foundations and increase the bearing capacity of single piles，the pile foundations are gradually developing towards larger diameters，which are limited by the influence of existing mechanical equipment and construction methods.How to improve machinery Installation，integrating multiple construction techniques，thereby greatly improving the construction progress of large-diameter engineering piles.Based on the Shenzhen Evergrande Center project，this paper strives to innovate and develop a large-diameter pile group hole construction guide device，which does not cause partial holes due to construction deviations，so as to improve and ensure the quality and progress of large-diam        eter pile holes.
        Key words：Improve mechanical devices，large-diameter engineering piles，and large-diameter pile group hole construction guide devices
        1引言
        随着城市建设用地日趋紧张，在有限的施工场地建筑纵向发展，超深、超高建筑逐渐增多。如何保证基础承载力的大幅度提高的同时能够减少桩基数量，提高单桩承载力成为深基坑工程中重难点之一，又因为桩基在向大直径逐渐发展，受限于现有机械设备和施工方法的影响，容易在施工过程中出现偏差引起偏孔废孔等情况。

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        2工程实例
        某项目位于深圳湾超级总部基地，白石四道与深湾三路交汇处东南侧，用地红线占地面积约10370m²。拟建1栋超高层建筑（71F），高度约393m，拟设置6层地下室，基坑开挖深度39.05m-42.35m，为现阶段民用建筑最深的基坑工程；形状呈矩形，基坑支护长约370m，开挖面积约8451m2。基坑北侧紧靠地铁11号线和9号线，北侧地下室外墙距地铁11号线右线隧道结构外边线最近约4.4m。
        3工程难题
        本工程在桩基础施工阶段，共有35根大直径工程桩，其直径均为3m，桩长7~40m，桩间距1m～1.45m。并且项目地处沿海回填区域，地表下存在约10m左右厚直径大2m的填石层及1.5～5.5m厚的淤泥，场地地下存在一条贯穿整个场地碎裂带，工程桩在穿越地层中需要穿过20余米微风化花岗岩层其硬度达136MPa。
        4大直径桩群孔施工导向装置关键技术
        争对大直径工程桩施工垂直度及准确性的有效控制，避免群孔施工过程中发生偏位、废孔，以达到超前破碎岩层完整性，加快大直径桩成孔进度，本文创新研发出相应的解决措施，为今后类似项目提供可靠的技术支持及理论依据，具体方法如下：
        （1）大直径桩群孔施工导向装置，该装置主要由固定架和垂直导向装置组成。固定架由旋挖机钻杆、法兰盘、工字钢通过机械连接及焊接组成，垂直导向装置主要由6根￠108x6的无缝钢管通过上下端垂直固定在工字钢和法兰盘外侧组成。
        （2）固定架由旋挖机钻杆、法兰盘、工字钢通过机械连接及焊接方式组成。施工前将旋挖机钻头卸除，更换为与钻头等直径的法兰盘，法兰盘上部的连接口径与旋挖机钻头一致，通过插销与旋挖机钻杆固定。间距法兰盘向上4米位置，以钻杆为中心均匀布置6条I22工字钢，其形成长度与法兰盘等直径。施工前根据钻杆直径定型设置2个半环形的钢板环箍，环箍高350mm，厚度20mm。每个环箍两侧预留耳板并开设螺栓预留孔，固定前在环箍与钻杆接触面设置一道塑料垫片以增大摩阻力，通过螺栓将两个环箍固定拧紧不得滑移。将6条工字钢均匀分布焊接在环箍上，焊接过程中，需保证焊缝质量，并保证工字钢等高等长，安装平直，焊接完成后复核工字钢长度，与法兰盘保持等长。
        （3）垂直导向装置由6根￠108x6的无缝钢管通过上下端垂直固定在工字钢和法兰盘外侧组成。钢管上下两端不做封口处理，焊接时下端与法兰盘底口持平，上端超出工字钢上口200mm，焊接时可通过吊线或测量进行垂直度控制，并保证焊接完成后，钢管外壁在钢护筒内。
        大直径工程桩群孔施工的钻机钻头通过钢管导向进入桩内，形成定向的钻孔作业，确保了钻孔位置及垂直度控制，同时在工作面允许的条件下，可多台钻机同时进行作业，加快群孔施工进度。完成第一组群孔施工后，转动旋挖钻杆至第二组孔位进行施钻，如此重复直至完成，该发明在于可以提前进行群孔施钻，超前破坏桩基岩石完整性，为后续大直径桩岩层钻进创造有利条件，缩短成孔关键工期，提高施工功效的同时也让项目得到极大的经济效益。
        5结论
        本文所提到的技术为大直径工程桩群孔施工的垂直度及准确性提供了一种可行性装置，该装置主要由固定架和垂直导向装置组成。固定架由旋挖机钻杆、法兰盘、工字钢通过机械连接及焊接组成，垂直导向装置主要由6根￠108x6的无缝钢管通过上下端垂直固定在工字钢和法兰盘外侧组成。钻机钻杆通过无缝钢管的导向作用进入岩层进行钻进，确保了群孔的垂直度，避免因引孔偏差出现废孔或重复施钻，由于群孔破坏了岩层的整体完整性，为后期大直径桩成孔创造了有利条件，从而可以加快岩层成孔进度。对施工质量、工期、经济效益都起到较大的优化性，使本项技术更具推广性和使用。
        参考文献：
        [1]关于土木工程中灌注桩施工技术的探讨[J].曾令枢.科学之友.2013（04）
        [2]复杂地质条件下钻孔灌注桩试桩效果分析及关键措施[J].吴晔晖，章邦超，陈伟强，杨文显，李上雄.广东土木与建筑.2020（09）
        [3]钻孔灌注桩嵌岩施工质量控制及思考[J].黄德忠.西部探矿工程.2006（06）
        [4]嵌岩钻孔灌注桩施工技术研究[J].章磊.建筑施工.2013（02）
        [5]密集深嵌岩基础钻孔灌注桩施工技术[J].童耀，罗会东.大众科技.2015（10）