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28米长螺旋钻机包括液压步履桩架和钻进系统两部分。桩架采用液压步履式底盘,自动化程度高,可自行行走及360度回转,设有四条液压支腿及一条行走油缸以辅助行走及回转同时增加施工时的整机稳定性,可整机进行转运。立柱为可折叠式箱型立柱,法兰连接方式,立柱采用两块高厚度锰板并且用大型折弯机折弯技术,经两道焊缝焊接而成同时立柱内部每隔60cm加焊四根加强筋固定,增加立柱抗扭抗弯性。立柱由两条变幅液压油缸控制其起降。钻进系统包括动力头与钻具,动力头的输出轴与螺旋钻具为中空式,桩机采用长螺旋成孔,可通过钻杆中心管将混凝土(泥浆)进行泵送混凝土CFG桩施工,长螺旋钻机即能钻孔成孔一机一次完成,也可用于干法成孔、注浆置换改变钻具后还可采取深层搅拌等多种工法进行施工。CFG桩机管内泵压混合料成桩法以及桩端不饱满
(一)、长螺旋钻管内泵压混合料成桩法
1)施工过程中的堵管。它是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺现场较常发生的的状况。它直接影响CFG桩机的施工效率、增加工人劳动强度、造成材料浪费。尤其是在故障排除时间较久时,造成场边搅拌完成的混合料失水或结硬影响大。对堵管的预防措施如下:
①科学设置混合料的配合比,现场控制塌落度。应当科学设置混合料的配合比,确保和易性容易,控制坍落度应在160~200mm范围之间。坍落度太大,容易泌水、离析增加阻力,导致堵管;坍落度太小,混合料流动性差,也容易造成堵管。
②设备操作不利导致堵管。螺杆钻进至设计高程后开始泵送混合料,螺杆内部气体从顶部排气阀排出,需泵送几次待螺杆与泵送管内混合料均充满后,方可开始提钻。若拔管时间配合较晚,混合料对钻头阀门降低,导致阀门无法打开形成堵管。
③局部漏浆、混凝土或砂浆的离析、输送管道接头密封不严、管道未清洗干净等原因造成的堵管。日常维护中应经常检查钻机的钻头阀门密封情况、施工完毕注意管道的清洗和维护。
2)灌注产生邻近桩间的窜孔:在松散地层或可液化地层中施工时容易发生邻近施工桩间混合料窜流现象,应采取间隔跳打的施工顺序,避免互相影响导致在土体内部形成窜孔,并适当提高钻进速度。
3)钻孔到位后先提钻后泵料。实际施工过程中有些施工单位在桩端达到设计标高后为了便于打开阀门,先将钻杆提高20~30cm,再泵送混合料。容易使钻头上的土掉进桩孔;若地下水较多可能存在浆液与骨料分开现象,从而影响CFG桩机的桩端完整及整桩承载力。应按照要求在确认混合料灌入管内,并继续泵送2~3下后开始拔管。
4)拔管速度与泵送混合料不一致导致缩径、断桩。若螺杆的拔管速度过快,泵送的混合料充填不及时,将会造成缩径或断桩,过程中应及时观察排气阀的排浆情况,人工控制机械的泵料与拔管速度的保持一致。
5)适当设置保0.5m桩长的混合料量,在螺杆拔出后,人工配合使用插入式振捣棒对完成的桩顶混合料加振3~5s。这样做不但能确保设计桩长保护桩顶,还能保证桩顶施工质量,提高桩顶混凝土的密实度。
(二)、钻杆钻头桩端不饱满
桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响钻杆钻头的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。
CFC桩施工过程中,成桩过程中拔管速度太快,在桩内容易形成空洞或桩内掉泥,使桩身存在缺陷或桩身夹泥,造成颈缩等质量问题或缺陷。混合料现场灌注过程一定要确保其密实性确保混合料供应及时,钻头提升应保持匀速,提升速度不得大于混凝土灌注速度,拔管时保证管的埋深,防止发生颈缩现象。
CFC桩为未配筋桩,抗弯、抗剪能力较差,如果成品保护不到位,成桩后外力破坏容易造成断桩缺陷。
施工时需在桩间土方开挖、破桩头、褥垫层压实等工序操作上严格控制,防止断桩发生。
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