图2－17喷浆搅拌提升2.4.3.3刚性桩施工技术本工程劲性复合桩的刚性桩采用的是T－PHC－D500－460预应力混凝土异性桩。......
2023-11-21
劲性复合桩施工关键设备
【摘要】：刚性桩须在柔性桩施工后6h内完成植桩。因此，需要将原三轴搅拌桩机改造成劲性复合桩单轴搅拌桩机。图2－7常规搅拌桩机构造三轴搅拌桩施工设备由三轴搅拌桩机和配套设备组成。图2－11后台控制室显示屏2.4.2.3静压桩机系统本工程中的静压桩机采用市场上已有的YZY600型植桩钻机并加装水平仪和倾角仪等传感设备。
劲性复合桩的柔性桩需要采用搅拌桩机施工，而刚性桩则需要采用植桩机施工。这两种机械设备体型均较大，对场地面积的要求较高。本工程单个柔性搅拌桩施工时长约为1.5h，而单根刚性桩压桩时长约为0.5h。刚性桩须在柔性桩施工后6h内完成植桩。此外，考虑到施工过程中桩机尺寸和桩机移位等因素，采用1台JNB800型（YZY600静压桩机改进型）静压桩机和2台JB280 型（JB160A 型钻机改进型）搅拌桩组合作为一套机械设备的形式。
2.4.2.1 原有搅拌桩机改进
本工程采用的水泥土搅拌桩为φ700水泥搅拌桩，水泥掺量15%、钻孔深度约42.5m 或39.5m。现有常规单轴搅拌桩机的高度不足，无法满足施工要求。因此，需要将原三轴搅拌桩机改造成劲性复合桩单轴搅拌桩机。
图2－7 常规搅拌桩机构造
三轴搅拌桩施工设备由三轴搅拌桩机和配套设备组成。其中，三轴搅拌桩机主要由钻孔机和打桩架两部分组成，如图2－7 所示。钻孔机主要包括动力头、钻杆、桩架和支撑架四部分。动力头用于提升导向机构，内含电机。钻杆主要有螺旋式和螺旋叶片式两种。打桩架主要有履带式和液压步履式两种。支撑架用于保证桩体满足垂直度要求。此外，设有制浆站、空压机和泵送机等配套设备。
针对三轴搅拌桩的构造并基于工程需求，对市场上采购的JB160A 型搅拌桩机进行如下改造：
（1）动力头、钻杆保持不变，对钻头及钻头喷浆口进行改进，如图2－8 所示。由原来的下喷浆口改为上、下喷浆口，并通过钻杆的正转、反转来控制上、下喷浆口的开闭。从而通过钻杆上、下一次动作实现“二喷二搅”要求。
图2－8 钻头喷浆口改进
（2）双通道上、下喷浆钻具，动力头部位增设改进过的双通道回转接头（图2－9）；钻杆由原来的单通道钻杆，改为双通道钻杆（图2－10）；带搅拌叶片的钻杆及钻头由原来的下喷浆口改为上、下喷浆口，通过两台压浆泵控制上、下喷浆口的开闭。从而通过钻杆上、下一次动作实现“二喷二搅”要求。
此外，还对配套设备进行了如下改造：
（1）对压浆泵的缸体和柱塞等结构进行改造，将原来的缸径由80mm 改为65mm，下调泵送流量（改为35L／min）使其能够泵送高稠度水泥浆。
（2）对自动拌浆系统进行改造，将原来二道过滤升级为四道过滤，保证高浓度浆液的泵送。(www.chuimin.cn)
图2－9 双通道回转接头示意
图2－10 双通道钻杆示意
通过改造以后，新型搅拌钻机命名为JB280型（JB160A 改进型）。
2.4.2.2 全自动后台设备
本工程通过在后台引入传感设备，实现了对浆液泥浆比重的自动化控制，如图2－11所示。在驾驶室内部可全程实时监控后台浆液自动配比、浆液流量自动控制、空压机启停和上、下喷浆口切换。
图2－11 后台控制室显示屏
2.4.2.3 静压桩机系统
本工程中的静压桩机采用市场上已有的YZY600型植桩钻机并加装水平仪和倾角仪等传感设备。通过连接操作台上的PLC控制系统（图2－12），基本实现了桩机定位及深度控制的自动化操作。加装的GPS定位模块可以有效提高桩位的定位精度和施工工效，为成桩质量的提高创造了良好的前提条件。
图2－12 植桩钻机控制系统
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