一项开创性的工法专利:双管振沉灌注桩新技术

2015-01-12 271 0

  随着基础工程的发展日新月异,在桩工机械不断推陈出新的同时,各种相应的工法也不断应运而生。桩机与工法之间的关系,自然密不可分,如果将两者比做鱼和水,桩机为鱼,工法如水,那么没有工法的桩机就如同没有水的鱼一样,无法独自生存。两者的关系也形同软件与计算机,没有软件的计算机只是一堆电路板,一台死机,唯有借助于软件,计算机才能发挥其各种功能,大显身手。两者的关系尽管如此密切,但它们发展并不是同步的。由于桩机作业基本上都是在地下进行,而地下的条件和情况又不是工程技术人员和施工人员所能全部了解和掌握的,因此各种桩机的使用工法都需要在施工实践中进行不断地摸索和不断地总结。理论指导实践,实践升华理论。
  在这一方面,上海振中公司进行了大胆而卓有成效的探索。上海振中作为生产振动桩锤的主导企业,除注重新设备的研发外,还长期致力于新工法的应用研究,相继申报并获得了多项振动锤工法专利,在现有的四项工法专利中,有一项被专家誉为“原创性、革命性”的工法,就是下面要介绍的双管振沉灌注桩新技术( 亦称振动式全套管工法技术) )。
  这项专利技术主要表现在它克服了传统灌注桩工法上的诸多缺点,开创性地运用了双套管沉桩排土灌注的全新方法,这在国内外尚属首创。现有的灌注桩工法,大多采用锤击和普通振动方式沉管,在产生噪音的同时,还会出现挤土、损桩、桩径不均等质量问题。钻孔灌注桩成孔过程中,还需要进行泥浆护壁、排渣清孔等复杂工序,一旦施工不当,极易造成塌孔和泥浆污染,不利于质量控制。
  双管振沉灌注桩技术,完全避免了上述工法的缺陷,集优异的工法原理和便捷的施工工艺于一身。其工法原理是现代物理学和土力学等学科知识的综合运用,它主要表现在:
  1 、精密的设备结构:
  ⑴ 偏心力矩无级可调电振动锤;
  ⑵ 钢管夹具;
  ⑶ 内、外套钢管;
  ⑷ 打桩架或吊机;
  2 、严谨的科学原理:
  ⑴ 开口沉管 阻力小、易沉管;
  ⑵ 同沉内外管,内、外管间无土阻力;
  ⑶ 内管的作用:取土、排土;
  ⑷ 外管的作用: 隔土、护壁。
  工法的工艺流程:
  1、以钢管夹具夹住双管;
  2 、振沉双管:开启振动锤, 将内外管下沉入土层里,至离标高约50cm 时,减小偏心力矩(一般减少一半 ),同时降低钢管下沉速度,保证下端土层充分密实,振动1—2分钟后关停振动锤振动( 振动收锤 );
  3 、静拔内管:下沉到标高深度后,停止振动。变化夹桩方法使夹桩器仅夹住内管,然后开动卷扬机,使振动锤在无振动状态下上拔内管,直到完全拔出。由于内管里的土与内管内壁间的静摩擦力作用,使内管里的土在静拔内管时不会被倒出;
  4 、内管排土:移动桩架或吊车使内管移开外管口,并开动振动锤振动,将内管里的土在振动状态下不断从内管里倒出, , 直到全部土被倒出;
  5 、插放钢筋笼,灌注混凝土:将钢筋笼落入土中的外管里,灌注混凝土,直到灌满。也可将已排空泥土的内管重新放在外管里,将钢管笼插入内管里,灌注混凝土,直到灌满;
  6 、振动上拔内外管:灌注完成后,用夹柱器夹住钢管,开动振动锤振动,振动状态下将钢管拔出,即完成制桩过程。
  双管振沉灌注桩工法在一些特殊条件下,与其他工法相比,仍具有独到的工效和优势,例如在老粘土层、流砂层以及砾石层的施工中,依照工法设计的针对性方案,均可起到事半功倍的效果。另外该工法可以在更多方面得到扩展应用,如旧桩清除以及在埋入式桩、定向挤扩桩、沉管嵌岩桩和地下连续墙施工中,都取得了良好的应用效果,得到了施工用户的广泛肯定与好评。
  其技术优势主要有:
  1 、由于开口沉管端阻力小,使桩管更容易下沉到位。
  2 、成桩直径大,可达1米以上。
  3 、只有少量被挤动土壤,挤土效应不明显,不会对土层造成破坏。
  4 、钢管下端属直开口,振动拔管时,灌入的混凝土既可被振密又不易出现异型,成桩质量好。
  5 、土壤适应范围广,在粗细砂土、淤泥软土,甚至鹅卵石层均可施工。
  6 、施工效率高。仅一两次上提内管,便能将外管内土完全排空,无虚土、不需要清孔。
  7 、下沉在土里的外管,起到了全面的护壁作用,不会出现塌孔或缩孔现象。
  8 、整个振沉过程中,底端土层被振密实,提高了桩端的承载力。
  9 、内管取出的干土,还能重新加以利用,减少了浪费。
  10 、施工全过程没有泥浆污染,符合环保要求。
  双管振沉灌注桩新技术是上海振中公司在灌注桩施工领域的一项突破,是振中的专利桩机及配套管件与先进工艺的完美结合。相信随着我国基础工程行业的不断发展,随着现代工法研究的不断深入,会有更多更好的工法技术进入到我们的工程施工中来。

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