鋼套管成孔灌注樁施工方法

井海濱

(國網黑龍江省送變電工程有限公司，哈爾濱 150001)

鋼套管成孔灌注樁施工方法

井海濱

(國網黑龍江省送變電工程有限公司，哈爾濱 150001)

套管成孔施工法是利用液壓搖管裝置，將大直徑厚壁鋼管左右搖動加壓壓入土層中，同時用抓斗不斷抓取管內土塊，使鋼管下沉達到設計深度的成孔方法。

鋼套管；成孔；灌注樁；施工

1 工程概述

對于孔徑大、樁孔深、地質情況復雜的承臺式群樁基礎，采用鋼套管成孔施工法進行成孔施工。鋼套管成孔施工方法的優點是：適用于各種土層、卵礫石層、漂石層，沒有孔壁坍塌問題，無噪音，無振動，施工速度快，效率高，可清楚地判定持力層土質情況，無泥漿作業，現場干凈。

2 施工準備

人力配備情況見施工人員配備表：

表1 施工人員配備表Tab.1 Construction staff allocationTable

3 主要施工方法

搖動式—自行式全套管鉆機機械性能指標具體如下：鉆孔直徑(m)：1.0～1.5；鉆孔深度(m)：40～60；作業時外型尺寸(m)：長度10.57，寬度3.18，高度16.06；重量(t)：5.1；搖動扭距(kN·m)：1 480；搖動角度(°)：12；發動機額定功率(kW)：125；卷揚機起重力(kN)：50；卷揚機提升速度(m/min)：85；單根套管長度(m)：2、3、4、6、第一節1.8；套管直徑(外徑)(mm)：980～1 280；GS13沖抓斗容量(m3)：0.08～0.14。

3.1 施工工藝流程

第一步，準備工作：設備檢修購置、復測分坑、場地平整、現場臨建。培訓、材料調查、材料檢驗、設備與材料進場。第二步，埋設第一節短套管—搖管轉機就位、對中—加緊第一節套管試搖管—根據孔內情況送入沖洗液，抓斗入管內挖掘并搖管壓入套管—套管壓入預定深入抓斗挖掘停止，連接套管抓斗挖掘搖管壓入套管—測量孔深確定持久層、清底—泵吸反循環二次清孔—放入鋼筋籠校正標高、居中—清除樁頭浮漿、養護—隱蔽項目三級檢查，隱蔽項目報監理驗收—上報監理驗收轉序。

3.2 定位

A.確認樁位，埋設第一節短套管，并使套管中心、鉆機搖管裝置的通孔中心與樁位點保持在同一軸線上。B.經常檢查套管及樁孔的垂直度，防止孔斜超標。

3.3 成孔

A.根據孔徑大小選用適當套筒與沖抓斗進行成孔施工。B.在遇硬層套管壓入較困難時，應用抓斗超前挖掘，不可強行壓入套管，以免損壞刃角使套管彎曲。C.在砂層中搖管，宜在套管外涂抹潤滑油膏，并超前挖掘，使套管能順利跟進。D.卵石層鉆進應投入黏土，以穩定卵石層及上部土層。E.進入持力層時，應謹慎操作抓斗挖掘，不得超挖，以免造成持力層松動，影響承載力。F.到達設計深度后，停止搖管及放入抓斗，等待15～20 min，使鉆渣沉落孔底后，再輕放抓斗，慢慢抓取。G.經常檢查抓斗的磨損情況，及時修復。H.套管鉆機成孔作業過程見圖1。

套管鉆機挖掘過程示意圖描述了全套管施工的挖掘過程。先用抓斗進行抓土后將其提出(圖a)，抓斗將土提出套管后(圖b)，排土板液壓缸將其頂向外側將土排出，此時抓斗的抓瓣張開(圖c)，排土板液壓缸收回，抓斗回到套管上方(圖d)，開始重新挖掘(圖e)。

3.4 清孔

A.干孔作業。可采用投入素混凝土或碎石搗實的方法，清理孔底虛土，并可搗實孔底持力層可能出現的松動。B.濕孔作業。可采用泵吸反循環清孔。

套管鉆機挖掘過程示意圖 a提土過程 b抓斗將土提出套筒 c排土液壓缸將抓斗頂向外測排土 d抓斗回到套管上方 e放松鋼絲繩，重新開始挖掘 圖1 套管鉆機成孔作業過程圖Fig.1 Casing drilling hole-forming operating process map

套管施工法施工程序示意圖 a插入套管 b開始挖掘 c連接套管 d插入鋼筋籠 e插入導管 f灌注混凝土 g拔出套管與導管 h完成混凝土灌注 圖2 全套管施工法主要工序Fig.2 Main process of full casing construction method

3.5 混凝土灌注

A.全套管施工法的主要工序見圖2。圖c為套管的連接，連接好的套管繼續由夾卡、搖動、引拔液壓缸使其下沉。當套管達到標高且內部泥土被挖掘干凈時，則可在套管內插入鋼筋籠見圖d。注意，采用套管施工，鋼筋籠應插到孔底。圖e為插入導管。圖f為邊灌注混凝土邊用夾卡引拔裝置提升套管。拔出一節套管與導管后，將其拆除見圖g，最后完成混凝土灌注。B.在鋼筋籠與導管就位后，應進行首次壓漿。混凝土首次壓漿的砼量應保證導管的初埋深。C.混凝土灌注應保持連續進行，不能間隔時間過長。D.為防止鋼筋籠上拔，在混凝土灌注過程中，根據不同剛度的鋼筋籠采用不同的措施進行防范。E.邊灌注混凝土邊起拔套管時，應保持搖管均勻，慢速起拔，防止帶動鋼筋籠上竄及影響混凝土灌注質量。F.上拔套管需左右搖動，以便混凝土流入套管所占空間。G.采用雙鉤起重機進行拆除套管和導管的作業，用大鉤吊住套管，小鉤吊住導管，確認鋼筋籠未上拱后，拆除第一節的套管。套管分開后，下節套管管頭用卡環保險以防套管下滑。根據測量混凝土面高度決定拆除導管長度。拆完導管后吊機一并將套管移開，繼續灌注混凝土，進行下一個工作循環。

3.6 搖管成孔施工常見事故及處理

A.造成樁孔偏斜的主要原因。第一節套管埋設后挖掘不當造成偏斜。在軟土地基上安裝鉆機，即使已呈水平，但在吊起套管豎立埋設時，由于重心位置向樁位方向前移，使鉆機前方下傾。可采取以下處理方法：挖掘適當，確保第一節和第二節套管豎直埋設。挖掘開始后，應隨挖掘測定套管是否豎直，一旦套管傾斜就要拔出套管，并重新將鉆機調平。

B.造成鉆機滑動的主要原因。當搖動套管的反力比鉆機自重和鉆機與地面之間的摩擦力還大時，將使鉆機向后部產生滑動，特別是雨雪天，黏性土地面比較泥濘時，這種滑動傾向尤甚。可采取以下處理方法避免套管卷曲。反復上下轉動套管、向套管內外注水、在套管外周灌注膨潤土泥漿、在鉆機后部打設防滑樁、在鉆機液壓支架上安裝凸狀防滑體、加配重、事先對安裝鉆機的地基采取加固措施。

C.造成孔徑擴大過多的主要原因。由于地下水壓力的作用，套管外部的土砂呈流動狀，流砂將沿套管外的縫隙下降，經由鉆頭與套管接合部位侵入管內，導致土層松動，并留有孔隙，造成孔徑過大。可采取以下處理方法：在孔內注水，將孔內水位抬高，使其比地下水位高一些。

D.造成遇后砂層時進尺緩慢的主要原因。套管在含有地下水的土層中各向搖動時，周圍的細砂被振實，進尺緩慢。當地下水位以下有5 m以上的后砂層時，套管不能壓進。可采取以下處理方法：避免在有厚砂層的土層中使用貝諾特法，此時用反循環法施工最合適。

E.造成在漂石層中鉆進困難的主要原因。漂石粒徑大(200～300 mm)不易挖掘。可采取以下處理方法：采用先行挖掘施工法，既先超挖400 mm左右，把漂石抓出來。挖掘時要比孔徑擴大一些，再在孔內放入黏土或膨潤土，以阻止地下水的上涌，如此反復操作，就能突破大漂石層。

Constructionmethodofcast-in-placepilewithsteelsleeve

JING Hai-bin

(State Grid Heilongjiang Transmission and Distribution Engineering Co., Ltd., Harbin 150001, China)

The construction method of casing is made by pressing the large-diameter thick-walled steel pipe into the soil layer by means of a hydraulic shroud device. At the same time, it grabs the soil in the pipe with a grab bucket, so that the steel pipe can reach the design depth.

Steel casing; Hole; Pouring pile; Construction

TU753.3

B

1674-8646(2017)19-0072-02

2017-07-12