地铁车辆不良地质cfg桩地基处理施工方法

文档序号:150111 发布日期:2021-10-26 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 地铁车辆不良地质cfg桩地基处理施工方法 (Subway vehicle unfavorable geology CFG pile foundation treatment construction method ) 是由 徐强 李文生 罗玉伟 程宗明 刘小滔 汤雄峰 何健宇 刘旭阳 于 2021-07-24 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法,其包括以下步骤,S1、钻机钻进成孔至设计标高;S2、钻孔至设计标高后,停止钻进,边向桩孔内压灌砼边提升钻杆,直至砼达到设计桩顶标高;S3、桩间土开挖,完成桩间土清理后确定桩头的截桩位置,于桩顶开设与CFG桩同轴的切孔后,安装桩头切除装置,安装完成后,启动桩头切除装置,使桩头切除装置沿桩头的径向从切孔内向桩头外壁的方向以及从桩头外壁向切孔内的方向进行切除,当两个切割方向的切割深度之和大于桩头半径与切孔半径的差值后,停止沿桩头径向的切除,使桩头切割装置绕桩头的周向进行360度圆周式切除。本申请具有提升了工作效率,缩短了施工工期的效果。(The application discloses a subway vehicle unfavorable geology CFG pile foundation treatment construction method, which comprises the following steps that S1, a drilling machine drills a hole to reach a design elevation; s2, after drilling to the designed elevation, stopping drilling, and lifting the drill rod while pouring concrete into the pile hole until the concrete reaches the designed elevation of the pile top; s3, excavating soil among piles, determining the pile cutting position of a pile head after cleaning the soil among the piles, installing a pile head cutting device after a hole coaxial with the CFG pile is formed in the pile top, starting the pile head cutting device after the installation is finished, cutting the pile head cutting device in the direction from the inside of the hole to the outer wall of the pile head along the radial direction of the pile head and in the direction from the outer wall of the pile head to the inside of the hole, stopping cutting along the radial direction of the pile head when the sum of the cutting depths of the two cutting directions is greater than the difference value between the radius of the pile head and the radius of the hole, and cutting the pile head cutting device in the 360-degree circumferential mode around the circumferential direction of the pile head. This application has promoted work efficiency, has shortened construction period&#39;s effect.)

地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法

技术领域

本发明涉及地基处理领域,尤其是涉及一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法。

背景技术

地基处理施工过程中,需要根据各功能分区的地基承载力要求以及沉降控制控制标准不同,将地基处理分为不同的区域,再选用适合该区域的地基处理方式,如CFG桩复合地基处理。CFG桩是一种低强度混凝土桩,可充分利用桩间土的承载力共同作用,并可传递荷载到深层地基中去。

相关技术中,在桩间土挖掘清除完成后,切除桩头时,通常通过人工推动截桩机横切桩头,切完后在桩头切缝处同一水平面插入三根钢钉,用锤子等工具击打将桩头截断,再人工将桩顶修平,实现桩头的切割。

针对上述中的相关技术,发明人认为存在以下缺陷:同一区域中通常有若干间隔排布的CFG桩基,而相关技术中的桩头的切除过程较为繁琐,导致施工工期较长,存在一定的改进空间。

发明内容

为了提升工作效率,缩短施工工期,本申请提供一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法。

本申请提供的一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法采用如下的技术方案:

一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法,包括以下步骤:

S1、钻机钻进成孔至设计标高;

S2、钻孔至设计标高后,停止钻进,边向桩孔内压灌砼边提升钻杆,直至砼达到设计桩顶标高,按照设定顺序对CFG桩逐一施工;

S3、桩间土开挖,完成桩间土清理后确定桩头的截桩位置,于桩顶开设与CFG桩同轴的切孔后,安装桩头切除装置,安装完成后,启动桩头切除装置,使桩头切除装置沿桩头的径向从切孔内向桩头外壁的方向以及从桩头外壁向切孔内的方向进行切除,当两个切割方向的切割深度之和大于桩头半径与切孔半径的差值后,停止沿桩头径向的切除,使桩头切割装置绕桩头的周向进行360度圆周式切除;

S4、桩帽施工;

S5、桩间土回填;

S6、褥垫层施工。

通过采用上述技术方案,切除桩头时,通过沿桩头径向由内向外和由外向内的切除,切除至预定深度后,再通过对桩头进行环切的方式,将截桩位置以上的桩头截除,无需切除装置和桩钉的配合,即能实现截桩,整个截除过程较为简单,进而提升了截除桩头这一过程的施工效率,缩短了整体的施工工期,另外,这种桩头截除方式操作简单,为后续的类似工程提供了良好的借鉴作用。

优选的,所述桩头切除装置包括用于从切孔内向桩头外壁的方向切除的内切割片和用于从桩头外壁向切孔内的方向切除的外切割片,所述步骤S3中,桩头切割装置沿桩头径向切除时,所述内切割片和外切割片沿桩头的径向同时同向运动。

通过采用上述技术方案,同向运动的内切割片和外切割片避免了内切割片和外切割片的碰撞,实现了内切割片和外切割片的同时移动,提升了沿桩头径向切除的施工效率,进一步缩短了整体的施工工期。

优选的,所述步骤S3中,确定桩头的截桩位置后,先在桩头外侧的地面上铺设钢板,使钢板套设于桩头外侧,再将桩头切除装置安装于钢板。

通过采用上述技术方案,钢板的设置提升了桩头外侧的地面的强度以及平整度,进而增加了桩头切除装置切除过程中的水平度以及稳定性。

优选的,所述桩头切除装置还包括固设于桩头外侧的架体,所述架体上转动连接有连接件和用于驱动连接件绕切孔的轴线方向转动的动力机构,所述连接件上沿内切割片和外切割片的分布方向滑移连接有横梁,所述横梁上设置有用于将其锁紧于连接件的锁紧组件,所述内切割片通过内连接杆转动连接于横梁,所述外切割片通过外连接杆转动连接于横梁,所述横梁上设置有用于驱动内连接杆和外连接杆转动的驱动机构,所述架体上设置有用于驱动横梁移动的驱动件,所述驱动件的输出端通过连接组件可拆卸连接于横梁。

通过采用上述技术方案,截除桩头时,解除锁紧组件对横梁的限制,使横梁能相对于连接件移动,通过连接组件将驱动件的输出端可拆卸连接于横梁,启动驱动件驱动横梁带动内连接杆和外连接杆移动,同时启动驱动机构驱动内连接杆和外连接杆分别带动内切割片和外切割片转动,从而使高速转动中的内切割片和外切割片沿桩头的径向移动,沿桩头的径向切除;当切入至预定深度后,解除驱动件与横梁之间的连接,通过锁紧组件将横梁锁紧,限制横梁相对于连接件的移动,再启动动力机构和驱动机构,使高速转动的内切割片和外切割片绕桩头的周向转动,对桩头进行360度圆周式切除。

优选的,所述连接件设置为套管,所述套管底端伸入于切孔中与切孔同轴,所述套管顶端固定有盖板,所述盖板通过限位杆转动连接于架体,所述内连接杆顶端滑移穿设于盖板。

通过采用上述技术方案,实现了连接件与架体之间的连接,结构简单,便于连接件的加工及安装。

优选的,所述套管的外壁上转动连接有竖向设置的辊轴,所述辊轴的外壁与切孔的内壁接触。

通过采用上述技术方案,提升了套管的垂直度,同时减小了辊轴与切孔之间的摩擦力,便于套管转动。

优选的,所述动力机构包括固设于桩顶的第一电机和设置于第一电机与套管之间的第一皮带传动组件。

通过采用上述技术方案,实现了对套管的驱动,结构简单,便于安装。

优选的,所述驱动机构包括固设于横梁的第二电机,所述第二电机用于驱动内连接杆转动,所述内连接杆与外连接杆之间设置有第二皮带传动组件。

通过采用上述技术方案,启动第二电机,内连接杆在第二电机的作用下带动内切割片转动,从而带动第二皮带传动组件动作,外连接杆在第二皮带传动组件的作用下带动外切割片转动,实现了对内切割片和外切割片的驱动。

优先的,所述驱动件设置为液压缸。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1. 整个桩头截除过程较为简单,进而提升了截除桩头这一过程的施工效率,缩短了整体的施工工期,另外,这种桩头截除方式操作简单,为后续的类似工程提供了良好的借鉴作用;

2. 同向运动的内切割片和外切割片避免了内切割片和外切割片的碰撞,实现了内切割片和外切割片的同时移动,提升了沿桩头径向切除的施工效率,进一步缩短了整体的施工工期。

附图说明

图1是本申请中显示CFG桩桩基的俯面示意图。

图2是本申请中显示桩头切除装置的整体结构示意图。

图3是本申请中显示桩头切除装置的局部剖面示意图。

图4是图3中A部分的局部放大示意图。

图5是本申请中显示锁紧组件结构的局部剖面示意图。

图6是图3中B部分的局部放大示意图。

附图标记说明:

1、CFG桩;11、切孔;2、钢板;3、桩头切除装置;31、架体;311、限位圆环;4、切片支撑机构;41、内连接杆;42、外连接杆;43、横梁;431、内连接套;432、外连接套;4321、延伸杆;433、连接梁;44、锁紧组件;441、支耳;442、锁紧块;443、锁紧螺栓;51、内切割片;52、外切割片;6、套管;61、盖板;611、滑移孔;612、锁紧槽;62、限位杆;621、限位卡块;63、辊轴;7、动力机构;71、支架;72、第一电机;73、第一皮带传动组件;731、第一主动轮;732、第一从动轮;733、第一皮带;8、驱动机构;81、支座;82、第二电机;83、第二皮带传动组件;831、第二主动轮;832、第二从动轮;833、第二皮带;9、液压缸;10、连接组件;101、套环;102、压紧螺栓。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种地铁车辆不良地质CFG桩地基处理施工方法,结合图1至图3,包括以下步骤:

S1、测量放线:

依据图纸,由控制点和轴线定位放线,测放出每个CFG桩1的具体位置,用钢管打入地下一定深度,拔出后,投入白灰,并以白灰孔的中心作为桩位中心。

S2、钻机就位及钻进成孔:

CFG桩钻机就位后,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,并且在桩旁的机架侧面用红油漆作好钻孔深度的水准标高标志。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。当钻头到达设计桩长设计标高时,在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记记录,实际施工中应以桩底到达中微风化灰岩顶及桩长进行双控,并以桩底到灰岩顶为主,桩长为辅。

S3、混凝土灌注及拔管:

桩身混凝土强度等级为C20水下混凝土,管内泵压混合料成桩施工的塌落度宜为180~220mm。CFG桩1钻孔至设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料。施工时边向孔内压灌砼,边提升钻杆,直至砼达到设计桩顶标高。当钻杆芯管充满混合料后开始拔管。为保证桩头质量,在设计桩顶标高以上,超灌50cm高。

S4、移机:

当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。

S5、桩头截除:

S51、桩间土开挖,小型挖机配合人工在桩头混凝土初凝前挖除桩顶0.2m以上混凝土及周边土后及时清理出场地,小型机械挖土时应离开桩边20cm,余土用人工清除。

S52、确定截桩位置,由现场技术员测量实际桩顶标高,在桩顶以上10cm位置处用红油漆标识截桩线。

S53、桩头截除,人工整平CFG桩1的桩头外侧的地面,并在地面上铺设钢板2,钢板2于工厂内预制完成,钢板2上开设有用于使CFG桩1穿过的让位孔,调整钢板2至处于水平状态,且钢板2的上表面位于CFG桩1的截桩位置下方。

通过开孔设备在桩头的顶壁竖直向下开设切孔11,至切孔11的深度达到CFG桩1的截桩位置,切孔11为圆孔且与CFG桩1同轴设置。

于钢板2的上表面安装桩头切除装置3,并通过桩头切除装置3将桩头截除,使上部桩体断开,上部桩体断开后,CFG桩1顶端浮渣应清除干净,直至露出新鲜混凝土面,清除浮渣后桩的有效长度应满足设计要求;

S6、桩帽施工:

现浇桩帽砼强度等级为C30,采用商品混凝土浇筑。在混凝土浇筑完成后,整体覆盖土工布并洒水养护。混凝土初凝后拆除顶帽圆模,继续采用土工布覆盖养护,洒水养护时间不小于7天。

S7、桩间土回填:

分两层进行桩间土料的回填,每层采用打夯机夯实。

S8、褥垫层施工:

待桩帽强度达到设计强度的70%后,桩帽顶部填筑300mm中粗砂,垫层中部夹一层双向钢塑复合土工格栅,垫层应采用分层铺设水夯法夯实。

结合图2和图3,桩头切除装置3包括切片支撑机构4、用于自切孔11的内壁向外切除的内切割片51和用于自桩头的外壁向内切除的外切割片52,内切割片51和外切割片52均位于CFG桩1的截桩位置,内切割片51沿桩头径向的最大切割深度与外切割片52沿桩头径向的最大切割深度之和大于桩头的半径与切孔11的半径的差值。切除桩头时,通过驱动切片支撑机构4使高速转动的内切割片51和外切割片52同时同向动作,先沿桩头的径向切入至最大切割深度后,再绕桩头的周向进行360度圆周式切割,将桩头截除。

实际施工过程中,为避免切孔11与内切割片51摩擦,切孔11的底壁通常低于桩头的截桩位置。

桩头切除装置3还包括固定于钢板2上的架体31,架体31上转动连接有套管6,套管6与切孔11同轴设置,套管6底端伸入于切孔11中。

架体31上固定有限位圆环311,限位圆环311与套管6同轴设置且位于套管6上方。套管6顶端同轴固定有盖板61,盖板61上表面的外缘处固定有限位杆62,限位杆62竖向设置。限位杆62顶端固定有用于与限位圆环311配合的限位卡块621,限位卡块621滑动套设于限位圆环311内侧,限制套管6的竖向移动,实现套管6与架体31的转动连接。

参照图3,套管6的外周面上通过竖向设置的转动轴转动连接有辊轴63,辊轴63的外壁与切孔11的内壁接触,辊轴63沿套管6的周向间隔均布有多个,本实施例中,辊轴63的数量设置为三个。辊轴63的设置对套管6有一定的对中作用,保证了套管6的垂直度,同时减小了辊轴63与切孔11内壁之间的摩擦力。

桩头顶端固设有用于驱动套管6转动的动力机构7,动力机构7包括固定于桩头顶壁的支架71,支架71上固定有竖向设置的第一电机72,第一电机72与套管6之间设置有第一皮带传动组件73。第一皮带传动组件73包括同轴固定于第一电机72的输出轴外侧的第一主动轮731、同轴固定于套管6的外壁的第一从动轮732和套设于第一从动轮732与第一主动轮731外侧的第一皮带733。

切片支撑机构4包括同轴固定于内切割片51上的内连接杆41、同轴固定于外切割片52上的外连接杆42和用于连接内连接杆41和外连接杆42的横梁43。盖板61上开设有滑移孔611,滑移孔611沿套管6的径向延伸,内连接杆41顶端滑移穿设于滑移孔611,内连接杆41的外壁与滑移孔611的内壁接触。横梁43包括内连接套431、外连接套432和固定于二者之间的连接梁433,内连接套431转动连接于内连接杆41外侧且二者始终保持竖直方向的相对静止,内连接套431的底壁与盖板61的上表面接触,外连接套432转动连接于外连接杆42外侧且二者始终保持竖直方向的相对静止。

结合图4和图5,横梁43上设置有锁紧组件44,锁紧组件44包括于内连接套431的外壁上向外延伸的支耳441,支耳441于滑移孔611的两侧对称设置有两个。支耳441的下表面一体成型有锁紧块442,锁紧块442设置为梯形块。盖板61的上表面开设有用于容纳锁紧块442的锁紧槽612,锁紧槽612沿滑移孔611的长度方向设置。支耳441和锁紧块442上共同螺纹连接有同一锁紧螺栓443,锁紧螺栓443竖向设置,锁紧螺栓443底端抵接于锁紧槽612的底壁,拧紧锁紧螺栓443,限制横梁43与套管6之间的相对移动。

结合图2和图3,架体31上设置有用于驱动内连接杆41和外连接杆42转动的驱动机构8。驱动机构8包括固定于两个支耳441的支座81,支座81上固定有用于驱动内连接杆41绕自身轴向转动的第二电机82。驱动机构8还包括第二皮带传动组件83,第二皮带传动组件83包括同轴固定于内连接杆41外侧的第二主动轮831、同轴固定于外连接杆42外侧的第二从动轮832和套设于第二从动轮832与第二主动轮831外侧的第二皮带833。

结合图3和图6,架体31上固定有用于驱动切片支撑机构4移动的液压缸9,液压缸9沿桩头的径向设置。外连接套432外侧沿连接梁433的长度方向向外延伸有延伸杆4321。延伸杆4321与液压缸9的杆端之间设置有连接组件10,连接组件10包括固定于延伸杆4321远离套管6的一端的套环101,套环101用于与液压缸9的杆端配合,套环101上螺纹连接有用于将液压缸9的杆端压紧的压紧螺栓102。

结合图1至图6,步骤S6中,切孔11切除完成后,安装桩头切除装置3,使架体31固定于钢板2的上表面,内切割片51伸入于切孔11底端且与切孔11的内壁接触,外切割片52抵接于桩头外壁。

桩头切除装置3截除桩头时,解除锁紧螺栓443对横梁43的限制,使横梁43能相对于套管6移动,将液压缸9的杆端与套环101配合,并拧紧压紧螺栓102,启动液压缸9使杆部向外伸出,切片支撑机构4在液压缸9的作用下沿液压缸9杆部的轴向远离液压缸9移动,启动液压缸9的同时,启动第二电机82,内连接杆41在第二电机82的作用下带动内切割片51转动,第二皮带传动组件83在第二电机82的作用下带动外连接杆42转动,进而带动外切割片52转动,从而使切片支撑机构4沿桩头的径向移动的过程中,内切割片51和外切割片52分别绕自身轴向高速转动,沿桩头的径向进行切除。

沿桩头的径向切入至最大切割深度后,拧松压紧螺栓102,控制液压缸9的杆部回缩,使液压缸9的杆端与套环101分离,通过锁紧螺栓443将横梁43锁紧固定于套管6,限制横梁43与套管6之间的相对移动,启动第一电机72,第一皮带传动组件73在第一电机72的作用下带动套管6转动,启动第一电机72的同时,启动第二电机82,使得内切割片51和外切割片52绕桩头的周向转动的同时,内切割片51和外切割片52分别绕自身轴向高速转动,对桩头进行360度圆周式切除,将桩头截除。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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