4.1 盘成形设备
图4-1中所表示的支盘成形设备是现有的较为通用的挤扩支盘机,该设备主要由五个部分组成,即起重设备、液压站(包括液压胶管)、接长杆、支盘成形机主机和固定装置。各个部分的作用如下:
(1)支盘成形机主机(简称主机) 主机是实现支、盘成形的主要部件,其结构组成如图4-1a所示,主要有机架1、工臂工作机构 (四连杆机构)2和液压驱动缸3等,图中b为其工作原理图。当活塞杆推出时,位于机身内的工臂向外支出,挤压孔壁实现支盘成形。挤扩完成后,工臂随活塞杆回缩恢复到机身内的原始位置。
图4-1 支盘成形机结构原理
a)结构组成示意图 b)机构工作原理图
1-机架 2-工臂工作机构 3-液压驱动缸
(2)接长杆 是一个连接部件,上端与起重设备的吊钩连接,下端与主机连接。主机的出入孔、在孔内的上下移动、旋转以及定位都要通过接长杆来完成。
(3)液压站 是提供设备工作动力并完成对设备工作状态实施控制的部件。包括为主机液压缸提供液压动力,控制二臂的伸出与回缩,同时还可在挤扩过程中实时检测挤扩状况,为操作者提供挤扩过程中的动态信息等。
(4)起重设备 主要用于支盘成形设备主机的出入孔起重,对主机在钻孔中的位置实施控制和调整。还兼有施工场地设备组装拆卸的作用。目前的施工作业中,起重设备多选用汽车式起重机或履带式起重机。
(5)孔口定位装置 现场上常称固定装置,也叫转位器,用于通过接长杆使主机绕其中心线旋转并定位,从而确定主机的工作位置和挤扩方向,实现准确施工。但目前由于该装置在孔口的定位难度较大,故实际施工中还没有有效地利用其转位功能。
4.2支盘成形过程.
如图4-2所示,支盘成形机挤扩施工的基本过程是:
图4-2 挤扩支盘过程及成孔形状图示
a)成形设备布置图 b)分支形式 c)整体断面及挤扩转位图
1-支盘成形机主机 2-桩孔 3-液压站 4-液压胶管
5-接长杆 6-旋转定位装置 7-起重设备 8-工臂
(1)钻孔结束后,支盘成形设备组装并到位,由起重设备将支盘成形机主机及接长杆起吊入孔,对中下放,至接长杆上端接近孔口时,再用固定装置将入孔部分固定好,抽拉出第二根接长杆,一边下放一边把液压胶管固定于接长杆上,依次重复操作,直到主机位于设计的某一支、盘位深度时为止。
(2)主机到位后,开动液压站,使液压缸作伸缩运动,推动工臂工作机构向外运动,挤压钻孔内壁;将主机绕吊挂中心线旋转规定的角度,控制液压缸作第二次伸缩运动,对钻孔内壁进行第二次挤压。重复上述动作若干次(约8~9次),即可挤扩出一个上下呈锥体状的盘形空间。
(3)改变深度位置,可以在同一钻孔中挤扩出若干个盘形空间 (整体支盘)、十字异形空间(十字分支)或一字异形空间(一字分支),形状如图4-2b所示。
(4)挤扩可由上向下进行,也可由下向上进行,但为了保证挤扩出底盘,一般要选择由下向上的顺序,在下一个位置挤扩完毕后,起重设备将主机起吊到上一个支、盘位置,依次实现所有支、盘的挤扩施工。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工序
大直径挤扩支盘桩技术由钻进、清孔,挤扩支盘施工,二次清孔,下钢筋笼及灌注混凝土成桩几道工序完成。施工工艺简单,仅在普通灌注桩施工的基础上多了挤扩支盘以及二次清孔的过程。具体的工艺流程见后附工艺流程详图。
泥浆护壁大直径挤扩支盘桩(钻孔灌注桩)施工工艺框图
主流程 主要检测内容 子流程
大直径挤扩支盘桩施工包括有正循环支盘技术、反循环支盘技术、旋挖支盘技术、冲击成孔支盘技术、管桩支盘技术。
5.2 施工要点
5.2.1施工准备
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