全液压步履式打桩架检验技术研究与应用

引言

地下连续墙是在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为截水、防渗、承重、挡水结构。地下连续墙有工效高、强度可靠,承压力大、防渗性能好,不会引起水位降低而造成周围地基沉降,保证施工质量等众多优点,所以现在地铁施工中连续墙施工工艺(sMw工法)被广泛采用。与之配套的最常见的施工装备就是多轴工法钻机,有抗渗止水、对周边土体扰动较小、成桩深度大、搭接咬合紧密等优点。全液压步履式打桩架是该钻机的基础和平台,但全液压步履式打桩架在使用过程中存在设备倾覆、钢丝绳断裂、液压系统故障等一系列安全隐患,与特种设备安全隐患较为类似。图1是一台在地铁工地上使用的全液压步履式打桩架。

图1上海工程机械厂有限公司全液压步履式打桩架

1全液压步履式打桩架结构组成及常见型号

目前在福州地铁施工现场常见的全液压步履式打桩架厂家有上海工程机械厂有限公司、上海金泰工程机械有限公司、长沙天为工程机械制造有限公司、宜兴市茂昌机械设备有限公司等,其相关型号有JB160A(结构如图2所示)、BZ70、MC-920、SMW160等,其中又以上海工程机械厂有限公司、上海金泰工程机械有限公司生产的全液压步履式打桩架占据主导地位。

图2JB160A全液压步履式打桩架结构总成

2检验技术

2.1检验需求

全液压步履式打桩架的底盘就像是四脚爬虫,前进时四个支腿液压缸支地,离地通过液压系统驱动行走油缸实现机械履靴前行,然后收起支腿,通过液压缸收缩拉动底盘前行,经过如此反复操作实现钻机前行,立柱、主平台、行走机构等都是专为重型桩基础作业而设计的,在施工过程中通常较为安全。但由于存在施工现场地基基础不牢固、不平整,液压系统泄漏以及不规范操作与拆装等问题,全液压步履式打桩架施工过程中也不乏事故案例,仅在福州地铁施工现场2016一2017年就发生过两起桩架倾覆事故,而因液压系统故障、移位转向卡阻等缺陷导致工程延误和经济损失的更是数不胜数。此外,建筑工地特别是地铁施工工地对设备安全的重视程度高,而全液压步履式打桩架进入每个施工工地时均需拆卸和安装,必然导致每台设备每次拼装完毕不能百分之百保障安全,施工业主和监理单位均要求设备需检验合格后才能投入使用,从而催生了全液压步履式打桩架的检验市场。但全液压步履式打桩架不在国家法定的特种设备目录内,对于这类非法定特种设备的检验只能开展委托检验。

2.2检验依据

全液压步履式打桩架由于不属于国家法定特种设备,目前与该设备相关的标准有JB/T12315—2015《建筑施工机械与设备桩架》、GB22361一2008《打桩设备安全规范》、JGJ160一2016《施工现场机械设备检查技术规范》、JGJ33一2012《建筑机械使用安全技术规程》,上述标准规定了建筑施工机械与全液压步履式打桩架分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。我们的检验主要就是根据上述标准来编制委托检验方案的,此外,该检验方案需经使用单位确认,双方同意后再开展检验。

2.3检验方案

根据检验依据,编制委托检验方案,将全液压步履式打桩架检验分成9个部分,分别如下:1资料、2标牌、3金属结构、4司机室、5主要零部件、6液压系统、7电气系统、8安全防护装置和9运行试验。每个检验部分根据检验需求细分为多个小的检验条款,每个检验条款给出检验方法和要求。表1截取展示了部分检验方案。

2.4检验流程

为了规范检验,避免漏检错检,同时提高检验效率,编制检验流程图,规范检验步骤。全液压步履式打桩架现场检验流程图如图3所示。

2.5检验关键技术及发现问题

我院2017年开始对福州地铁施工使用的全液压步履式打桩架开展委托检验,目前已经检验该类设备100多台,通过总结可知,该类设备总体上状况较好,但检验过程中发现还是存在如下常见问题:(1)制造厂家大多未能完全按照相关标准制造桩架,如:卷扬机不具有限位功能、底盘上未装有显示水平面在两个方向倾斜度的指示器,存在一定的安全隐患:(2)液压系统渗漏油现象较为严重:(3)排绳器缺失或损坏:(4)钢丝绳断丝严重:(5)电缆外皮层破损比较严重:(6)经过几个工地使用后的设备大都存在显示立柱在两个方向上倾斜度的装置损坏、低压电气设备对地绝缘电阻小于0.5MQ等问题:(7)未设接地保护。

以上发现的问题,特别是液压系统渗漏油、显示立柱在两个方向上倾斜度的装置损坏及底盘上未装有显示水平面在两个方向倾斜度的指示器,是导致桩架倾覆主要的设备本体原因,检验人员一定要重点关注这三点。据统计,所检全部设备均存在卷扬机不具有限位功能缺陷,这是制造厂家未能按照相关标准制造的结果:另外,11台全液压步履式打桩架低压电气设备对地绝缘电阻小于0.5MQ,28台未设接地保护,59台设备显示立柱在两个方向上倾斜度的装置损坏,接地保护是对作业人员的防触电保护,检验人员在检验中应引起重视。

3结语

全液压步履式打桩架适应各种桩基施工需求,尤其能满足深基础施工中广泛采用的地下连续墙施工工艺(即sMw工法),是高架道路、高速公路、桥梁、港口、码头、地铁车站和高层建筑中桩基础施工的多功能、高稳定性设备。随着使用范围越来越广,该类设备的检验市场必将更大。通过设备检验和与使用单位沟通交流,得到该类设备的结构特点和检验关键点,通过委托检验,发现设备存在的风险,才能保障设备的使用安全。