CN101525881A - 岩溶地层桩孔护壁构造及桩孔施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩溶地层挖孔桩护壁构造及施工方法，旨在有效地增强孔壁稳固性，并提高挖孔桩的施工效率。该构造是由分段开挖的桩孔节段形成桩孔，桩孔节段的孔壁上安装固定有分块钢模板形成封闭层，分块钢模板板面上周向间隔、纵向间隔分布有预留孔，由预留孔向不稳定岩溶松散地层内钻设压浆孔并在其内安装有注浆管，由注浆管加压注入的水泥浆液在扩散和凝固后将不稳定岩溶松散地层固结为一体。施工方法包括如下步骤：分段开挖的桩孔节段，当出现不稳定岩溶松散地层时，在孔壁上安装固定分块钢模板；向不稳定岩溶松散地层内钻凿压浆孔，并向各压浆孔内固定安放入注浆管；通过注浆管向不稳定岩溶松散地层内加压注入水泥浆液。
Description
技术领域
本发明涉及桩基础施工的桩孔护壁构造，特别涉及一种应用于岩溶地层桩基础施工的挖孔桩桩孔护壁构造，以及采用该桩孔护壁构造的桩孔施工方法。
背景技术
岩溶(喀斯特)地层，主要由石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等可溶性岩组成，因常年受水的侵蚀、溶蚀作用，逐渐形成溶沟、溶槽、溶洞、构造带、断层、漏斗、溶蚀洼地、漏水洞，甚至有地下暗河通道等。岩溶地层桩基础施工难度大，常见的施工问题有坍孔、漏浆、卡钻、埋钻、漏混凝土等，严重影响桩基础施工质量及安全。施工之前必须充分了解场地的地质和水文条件，全面分析复杂地质条件对工程施工的影响，并在施工方案及施工组织中作好各种处理预案，才能确保施工顺利进行。
岩溶地层挖孔桩大都采取分段开挖、分段护壁的方法施工，以保证操作安全。其具体流程为：平整场地→桩位放样→井口开挖→浇筑井口混凝土护圈→开挖第一节桩孔→支模、浇筑第一节护壁混凝土→检查桩(中心)轴线、标高→安装提升设备→开挖第二节桩孔→拆第一节护壁模板、支第二节模板→浇筑第二节护壁混凝土→检查桩(中心)轴线、标高→逐层往下循环作业至设计桩底标高。桩孔护壁构造为分段浇筑的混凝土护壁，桩孔孔壁的稳固性差，易发生坍塌，存在严重的施工安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种岩溶地层桩孔护壁构造，可有效地增强孔壁稳固性，确保挖孔桩施工的安全性。
本发明解决以上技术问题所采用的技术方案是：本发明的岩溶地层挖孔桩护壁构造，由分段开挖的桩孔节段形成桩孔，其特征是：所述桩孔节段的孔壁上安装固定有分块钢模板形成封闭层，分块钢模板板面上周向间隔、纵向间隔分布有预留孔，由预留孔向不稳定岩溶松散地层内钻设压浆孔并在其内安装有注浆管，由注浆管加压注入的水泥浆液在扩散和凝固后将不稳定岩溶松散地层固结为一体。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述岩溶地层桩孔护壁构造的桩孔施工方法，能有效地提高挖孔桩的施工效率，并确保孔壁不垮塌。该施工方法包括如下步骤：①在桩孔的顶端浇筑混凝土护圈；②分段开挖的桩孔节段，当出现不稳定岩溶松散地层时，在孔壁上安装固定分块钢模板；③向不稳定岩溶松散地层内钻凿压浆孔，并向各压浆孔内固定安放入注浆管；④通过注浆管向不稳定岩溶松散地层内加压注入水泥浆液；⑤待水泥浆液与不稳定岩层固结后，拆除分块钢模板，进行下一桩孔节段的开挖。
本发明的有益效果是，压入的水泥浆液将流砂、砂黏土、砂土、粉细砂、流塑状黏土、淤泥等构成的不稳定松散地层固结为一体，可有效地增强孔壁稳固性，解决岩溶地层桩基础施工孔壁易坍塌的施工难题；能有效地提高挖孔桩的施工效率，并确保安全，可广泛用于岩溶地区铁路、公路、房屋建筑、港口等桩基础施工。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图：
图1是岩溶地层桩孔护壁构造的纵断面示意图；
图2是沿图1中A-A线的剖视图；
图3是沿图1中B-B线的剖视图；
图4是岩溶地层桩孔护壁构造中注浆管的设置方式示意图；
图5是岩溶地层桩孔护壁构造中注浆管的结构示意图。
图中示出零部件、部位名称及所对应有标记：桩孔节段10、不稳定岩溶松散地层11、压浆孔12、混凝土护圈20、注浆管21、溢浆孔21a、凸肩21b、螺纹段21c、分块钢模板22。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，本发明的岩溶地层桩孔护壁构造，由分段开挖的桩孔节段10形成桩孔，所述桩孔节段10的孔壁上安装固定有分块钢模板22形成封闭层，分块钢模板22板面上周向间隔、纵向间隔分布有预留孔，由预留孔向不稳定岩溶松散地层11内钻设压浆孔12并在其内安装有注浆管21，由注浆管21加压注入的水泥浆液在扩散和凝固后，将流砂、砂黏土、砂土、粉细砂、流塑状黏土、淤泥等构成的不稳定松散地层11固结为一体，可有效地增强孔壁稳固性，解决岩溶地层桩基础施工孔壁易坍塌的施工难题。相对于现有纵贯整个桩孔的混凝土护壁构造，可有效地提高挖孔桩的施工效率，有利于降低桩基的建造成本，并确保安全。本实用新型可广泛用于岩溶地区铁路、公路、房屋建筑、港口等桩基础施工。
参照图2和图3，作为一种优选的实施方式，所述压浆孔1 2由桩孔节段10的孔壁沿桩孔径向不稳定岩溶松散地层11内延伸。所述压浆孔12沿桩孔节段10孔壁的纵向间隔成排设置，相邻两排的压浆孔12位置相错呈梅花状。参照图1，安装在桩孔节段10的孔壁上的分块钢模板22形成封闭层，可确保压浆不往外泄漏。参照图1，为确保施工的安全，所述桩孔的顶端设置有混凝土护圈20。
图5示出的是注浆管21的具体结构。注浆管21的前端呈尖锥状，后部设置有凸肩21b，以利套管顶进，凸肩21b可由周向环绕注浆管21且与之焊接的φ8mm钢筋形成。其前部纵向间隔、周向相错开设有溢浆孔21a，后端则具有可与注浆系统输出端球阀连接的螺纹段21c。
本发明岩溶地层桩孔施工方法包括如下步骤：
1、在桩孔的顶端浇筑混凝土护圈20。
2、分段开挖的桩孔节段10，当出现不稳定岩溶松散地层11时，在孔壁上安装固定分块钢模板22。如淤泥质土等软弱土层及流砂情况较严重时，首先缩短每节开挖的深度，采用0.5m一节，边挖边安装分块钢模板22。如果溶洞为空洞，可用砂或砂夹碎石填充后，再安装分块钢模板22。
3、向不稳定岩溶松散地层11内钻凿压浆孔12，并向各压浆孔12内固定安放入注浆管21。
4、通过注浆管21向不稳定岩溶松散地层11内加压注入水泥浆液；
5、待水泥浆液与不稳定岩溶松散地层11固结后，拆除分块钢模板22，进行下一桩孔节段10的开挖。
开挖过程中若出现孔底流砂上涌，可采取立即用混凝土封闭孔底。待混凝土凝结后，在孔底向孔壁斜向打入压浆导管，压力浇注水泥浆液，方法同孔壁处理措施相同，使下部土壤固结，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决孔底流砂现象。
水泥浆液配制∶水泥浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定。水泥浆液搅拌在拌合机内进行，按拌合机容量大小，严格按要求投料。水泥浆液的成份为水泥浆∶水玻璃1∶0.5，水泥浆水灰比为1∶1。在注浆前进行试验，合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量。
搅拌投料顺序：在放水的同时，将外加剂如水玻璃一并加入搅拌，待水量加足后，继续搅拌1min，再将水泥投入，搅拌时间不小于3min，并在注浆过程中不停搅拌。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前对浆液进行过滤，未经过滤网过滤的浆液不允许进入泵内。配制好的浆液在规定时间内注完，随配随用，用多少配多少，以免造成浪费。
注浆系统试运转：注浆管安装完成后，旋上孔口阀，连接注浆管路。注浆前要试运转“热身”注浆系统，一般为20分钟。利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，然后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞的密实性，核实岩石的渗透性。
压浆作业：采用专用注浆泵注浆，清孔后，按由下至上的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小。注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节。
压浆异常现象处理：发生串浆现象，即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔、隔孔注浆；注水泥浆压力突然升高时，即可能发生了堵管，立即停机检查；水泥浆液进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。
Claims (9)
1.岩溶地层挖孔桩护壁构造，由分段开挖的桩孔节段(10)形成桩孔，其特征是：所述桩孔节段(10)的孔壁上安装固定有分块钢模板(22)形成封闭层，分块钢模板(22)板面上周向间隔、纵向间隔分布有预留孔，由预留孔向不稳定岩溶松散地层(11)内钻设压浆孔(12)并在其内安装有注浆管(21)，由注浆管(21)加压注入的水泥浆液在扩散和凝固后将不稳定岩溶松散地层(11)固结为一体。
2.如权利要求1所述的岩溶地层挖孔桩护壁构造，其特征是：所述压浆孔(12)由桩孔节段(10)的孔壁沿桩孔径向向不稳定岩溶松散地层(11)内延伸。
3.如权利要求2所述的岩溶地层挖孔桩护壁构造，其特征是：所述压浆孔(12)沿桩孔节段(10)孔壁的纵向间隔成排设置。
4.如权利要求3所述的岩溶地层挖孔桩护壁构造，其特征是：所述成排设置的压浆孔(12)中，相邻两排的压浆孔(12)位置相错。
5.如权利要求1所述的岩溶地层挖孔桩护壁构造，其特征是：所述桩孔的顶端设置有混凝土护圈(20)。
6.如权利要求1所述的岩溶地层挖孔桩护壁构造，其特征是：所述注浆管(21)的前端呈尖锥状，其前部纵向间隔、周向相错开设有溢浆孔(21a)，后部设置有凸肩(21b)，后端则具有螺纹段(21c)。
7.采用如权利要求1～6中任意一项所述岩溶地层护壁构造的桩孔施工方法，包括如下步骤：①在桩孔的顶端浇筑混凝土护圈(20)；②分段开挖的桩孔节段(10)，当出现不稳定岩溶松散地层(11)时，在孔壁上安装固定分块钢模板(22)；③向不稳定岩溶松散地层(11)内钻凿压浆孔(12)，并向各压浆孔(12)内固定安放入注浆管(21)；④通过注浆管(21)向不稳定岩溶松散地层(11)内加压注入水泥浆液；⑤待水泥浆液与不稳定岩层(11)固结后，拆除分块钢模板(22)，进行下一桩孔节段(10)的开挖。
8.如权利要求7所述的桩孔施工方法，其特征是：所述水泥浆液的组份为水泥浆∶水玻璃1∶0.5，水泥浆水灰比为1∶1。
9.如权利要求7所述的桩孔施工方法，其特征是：所述步骤④中，注浆压力0.4～1.0MPa。
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