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项目年度编号
2400121533
中图分类号
TU473.13
成果公布年份
2024
成果简介
1.课题来源与背景：在实际支护设计与施工中，旋挖硬咬合施工工艺被广泛采用。旋挖硬咬合施工是在先完成两根间隔的混凝土桩后，采用旋挖钻筒切割咬合处混凝土成孔，再在孔内吊放钢筋笼、灌注混凝土形成有筋桩。采用此种施工方法，常由于两侧混凝土强度不均匀导致咬合钻进时发生偏斜，影响咬合效果，严重时导致咬合开叉、支护桩渗漏；同时硬切割混凝土对钻头磨损大，且影响工效；被切割的咬合处混凝土成为钻渣排放，造成了材料浪费，并且增加了废渣的排运费用。
针对传统硬咬合灌注桩施工过程中存在的切割咬合钻孔时易偏斜、钻头磨损工效低、混凝土材料浪费等问题，急需在现行施工方法中进行改进创新，从施工工艺、技术措施等方面寻找突破口。
近年来，该公司承接完成了"国速世纪大厦基坑支护、桩基工程及土方工程"、"微众银行大厦项目土石方、基坑支护、桩基础工程"、"红土创新广场桩基础工程"等项目，针对如何解决传统硬咬合灌注桩施工过程中存在的切割咬合钻孔时易偏斜、钻头磨损工效低、混凝土材料浪费等技术难题，结合设计施工要求，通过现场摸索探究实践，该公司项目课题组开展了"基坑支护接头箱旋挖‘软咬合’成桩施工技术"研究，经过广泛的资料收集、对比分析，创新地提出"接头箱软咬合"的施工方法，经过一系列现场试验、工艺完善及研究总结、参数优化，最终形成了系统的基坑支撑梁混凝土垫层与沥青组合脱模处理施工技术。
2.技术原理及性能指标：
2.1技术原理：该技术具体而言涉及一种接头箱旋挖咬合桩技术，通过在灌注素混凝土桩时在咬合空间内插入接头箱以避免在有筋桩钻孔时切割混凝土，从而使"硬咬合"施工变为"软咬合"，且可以利用两侧混凝土桩对钻进施工进行导向与护壁作用，防止了因两侧混凝土强度差引起切割时受力不均导致的成孔偏斜，保证了咬合效果，并节省了混凝土材料，减少了因切割混凝土所造成的废渣外运，质量可靠、经济高效。
2.2技术指标：接头箱主体采用两片20mm厚弧形钢板焊接制作，中间设有一块20mm厚的腹板支撑。接头箱横截面外轮廓与桩的咬合部分相一致，以桩径1.2m，咬合厚度0.2m的咬合桩为例，接头箱厚度为200mm，弧形钢板半径与桩径相同。接头箱主节两端分别做有公接头和母接头用于节与节之间连接，其外壁相应位置处设有凹槽用于接头箱下放时临时固定。接头箱底节端部设有楔形底靴，加工时在主节结构基础上，将底端加工成30°菱角倒顺弧面，便于伸入地层。
接头箱公接头的做法为在接头箱一端中央焊接一块座板，两侧焊有肋板以增加强度，座板上开有两个直径82mm的圆孔；接头箱母接头的做法为在接头箱一端焊接两块座板，其间距刚好容纳公接头座板插入，两块座板分别开有两对82mm和62mm的圆孔，圆心位置与公接头座板上的圆孔对应；公母接头通过一组连接件穿过上述圆孔，连接件包括焊接套、焊接牙套和对拉螺栓，焊接套与焊接牙套相对穿过公母接头上的圆孔，螺栓穿过中间螺孔将其对接固定。
3.技术的创造性与先进性：
3.1接头箱旋挖咬合技术：该技术在基坑支护咬合桩施工中，将与桩径、咬合深度适应的接头箱放入相邻咬合桩的咬合部分，混凝土桩灌注完成后该咬合部分形成空腔，在有筋桩旋挖施工中避免切割混凝土可能导致的钻孔偏斜，有效提升了咬合桩施工效率和质量，并节省了混凝土材料成本以及废渣的外运成本。
3.2预制装配式组件：接头箱为工厂预制装配式组件，内部设有腹板支撑以提高刚度，采用特制公母接头现场拼接，采用人工配合紧固；底节采用楔形底靴，放置时伸入地层以保持箱身稳定。
3.3定位平台与浇筑平台一体化：设计了专用的定位平台，定位平台上开有使接头箱穿过的孔，保证接头箱放置位置准确；同时定位平台也起到混凝土浇筑平台的作用，中间设有活门可用于安放和固定灌注导管。
4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：该技术已经形成了系统的基坑支撑梁混凝土垫层与沥青组合脱模处理施工技术，制定了标准的工艺流程、操作要点和系统的质量、安全标准控制方法，取得了显著成效，实现了方便快捷、高效经济、质量可靠的目标，达到预期效果。适用于旋挖硬咬合、基坑支护开挖深度超过15m的咬合桩施工，安全性良好。
5.应用情况及存在的问题：
5.1应用情况：该技术已应用在"国速世纪大厦基坑支护、桩基工程及土方工程"、"微众银行大厦项目土石方、基坑支护、桩基础工程"、"红土创新广场桩基础工程"等项目的咬合桩施工中，无论在施工效率还是在成本控制上，都突显出优越性。采用该工艺灌注混凝土桩时采用接头箱结构填满咬合空间，待混凝土达到一定强度后再将其拔出，最后进行有筋桩旋挖钻孔，钻进无需切割混凝土，且两侧的混凝土桩对钻孔起到良好的导向作用，提高咬合效果、成孔工效的的同时节省了混凝土材料，提供了一种咬合桩一荤二素接头箱填充灌注成桩施工技术，大大提升了施工效率，节省了成本，得到了设计单位、监理单位和业主的一致好评，取得了显著的社会效益。
5.2存在的问题：对接头箱加工尺寸和垂直度要求较高，偏差过大容易导致灌注时漏浆，需严格把控接头箱的制作过程，做好质量检查。
6.历年获奖情况：无。
完成人
李凯 雷斌 孔德健 王振威 唐荣役 童心 黄晓凯 董世昌
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