浅谈全回转全套管施工工艺郑昌明

浅谈全回转全套管施工工艺郑昌明

郑昌明

成兰铁路有限公司610000

摘要：目前，全回转全套管工艺几乎适用于大部分桩基工程，且成孔快，但受制于其成本较高，施工周期长等，全回转全套管工艺在推广过程中受阻。随着人们环保意识的提升和对环保要求的提高，泥浆静压工艺污染环境或其他施工工艺对周边环境干扰大的缺点日益突显，随着科学的进步，轻质高强低廉的套管替代材料肯定会突破，成本降低，全回转全套管工艺必然会逐步推广。

关键词：全回转；全套管

一、前言

随着中国铁路建设的高速发展截止2016年底全国铁路累计通车里程达到12.4万公里，越来越多的铁路修向地质条件复杂地区，工程建设遇到前所未有的考验，本文着重介绍全回转全套管工艺，本工法对解决高承压水、深桩基施工有较好效果。

二、工艺原理

该工艺利用360度回转式套管转机将底部配有进口特制刀头的钢套管回转压入土层，按照“先挖先护，随挖随护”的顺序，同时利用冲抓斗在套管内取挖土（石），直至套管下到桩端持力层阻隔承压水为止。该工法运用全回转钻机拨桩清障原理，利用垂直下压顶推机理将底端配有刀座、刀头的钢套管回旋压入地层，在钢套管内取土成孔；灌注混凝土时，若不存在高承压水或岩溶等复杂地质环境影响，可采用一边灌注混凝土一边拔出钢套管的方法，拨出的钢套管循环利用。为减小钢套管侧摩阻力，减小套管壁厚和优化套管材质，从而减轻钢套管重量及减少投资。

三、工法特点

两级全回转全套管长大深桩施工工法，采用回转式套管钻机先将底部配有刀盘、刀头的钢套管分段回旋压入土层、岩层或多层混合复杂地层，然后在钢套管内分段取土（石）成孔，能够有效减小振动和噪音污染。成孔施工按照“先护后挖、随护随挖”的顺序，直至套管下到桩端为止。桩基施工全程在钢套管的保护下成孔、成桩，能够有效防止坍孔，减小缩径、断桩施工风险；无需泥浆护壁，能效降低环境污染和减小桩底沉碴，确保混凝土浇筑质量。

该工工艺成功突破了普通护筒下沉受复杂地层或入岩及振动下沉设备动力限制的局限性，采用大套小的分级方法可以明显提高钢套管回旋压入地层深度，成功突破和有效提高了工法设备适用深度范围。与传统施工方法相比，该工法受地层影响较小，成桩工效指标快速、稳定，在工期上有着明显的优势；该工艺无需泥浆护壁，能够降低环境污染和大大提高桩身混凝土质量并确保施工安全；同时，工艺适用范围广，尤其是遇岩溶、高承压水及不允许沉降或较强振动等复杂环境。

四、施工工艺流程及质量要求

1、施工工艺流程

两级全回转全套管长大深桩施工工艺流程框图

2、质量要求

超长桩基分级钢套管跟进工艺钻孔、成桩允许偏差纳入验收一般项目；其钻孔、成桩允许偏差和检验方法如表所示：

五、适用范围

本工法适用于桩长在60-150m间的桩基工程施工，尤其是工程周围存在对振动、噪音、沉降、环保等有特殊要求的环境或桩基穿越岩溶、高承压水、深厚软基等难以成孔的复杂地层环境的桩基施工。全回转全套管在钢套保护下成孔，不需要采用泥浆静压工艺，能够有效避免环境污染事故；全套管采用的是先护后挖，在市区，对施工振动要求严格或周边环境、地质情况复杂地段，不允许采用常规工艺施工的项目可采用该工艺；类似深厚古堰塞湖淤积体松软土地基，尤其是通过流塑地层时，易出现缩径现象，甚至塌孔地段，可采用该工艺；地层中存在大粒径孤石，由于地质软硬不均容易偏孔，可采用全套管工艺确保成孔质量；当桩基通过埋深较大的无填充溶洞地层或通过单层或多层高承压水地层时，无法成孔、成桩时，优先选用全回转全套管工艺。

六、工程应用实例

新建铁路成都至兰州线太平站四线大桥（D9K180+276）位于茂县太平乡，全长323.07m，桥位设置车站，按左、右两座桥梁分修。全桥按柱桩设计，桩基穿越古堰塞湖淤积体松软土地基进入弱风化（W2）持力层（<14-3>砂岩夹千枚岩T3zh），部分桩基穿越高承压水，基岩面以下存有大量承压水；根据现场单桩竖向抗压静载破坏试验阶段性成果，不能优化桩基类型和长度；施工揭示基岩承压水压力高达1.2Mpa，承压水补给来源丰富，采用局部井点降水未能有效降低承压水水位。采用普通工艺钻孔成桩最长七十多米，而现场实测入岩深度最长桩长145米，现场采用全回转全套管法施工桩基114根，桩长均在九十米以上。

参考文献：

[1]《基础工程施工手册》

[2]《建筑桩基技术规范》（JBJ94-2008）

[3]汇正荣主编《建筑地基与基础施工手册》p3952005年6月