CN102677658A

CN102677658A - 孔桩施工方法及护筒

Info

Publication number: CN102677658A
Application number: CN2012101241646A
Authority: CN
Inventors: 史文君
Original assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: CN102677658B

Abstract

本发明涉及桩工技术领域，公开了一种孔桩施工方法及护筒。该孔桩施工方法包括如下成孔步骤：a、向地层钻进至第一深度，下放第一层护筒；b、在第一层护筒内向地层继续钻进至第二深度，下放第二层护筒；c、若第二深度未达到所需桩深，则参照步骤b继续钻进和下放动作，直至钻进至第N深度和下放第N层护筒，第N深度达到所需桩深。本发明实施例的孔桩施工方法在用于杂填土等地层时，每钻进一段距离，下放一层护筒，直至达到所需桩深，逐级钻进的孔径依次减小，与孔径配合的护筒的直径也依次减小，与现有技术相比，护筒容易下放到位，也避免了孔壁上的易坍塌颗粒掉入孔内，另外，无需二次钻进并且避免了孔内发生掉渣、砂浆快速流失的现象。

Description

孔桩施工方法及护筒

技术领域

本发明涉及桩工技术领域，特别是涉及一种孔桩施工方法及护筒。

背景技术

目前，在杂填土地层地区施工的旋挖钻机数量越来越多，尽管旋挖钻机在钻进杂填土地层、易塌方碎石地层或者漂石地层等时具有较高的成孔效率，但由于孔壁的易坍塌以及大颗粒的特殊特点，在钢筋笼下放、混凝土灌注等后续操作时，由于掉渣、下部护壁泥浆快速流失等原因，往往造成基桩夹渣等质量事故。因此，旋挖钻机是否适合该类地层施工备受争议。

目前，为了规避上述质量事故，一般采取以下两种方式处理：一种是每钻进1m左右，向孔内灌注砂浆护壁，在砂浆凝固后，再继续钻进成孔，如此循环直至钻透杂填土地层，这种方法的不足之处一是造成二次钻进，二是造成了砂浆的大量浪费，导致成本大大超出工程正常预算；另一种是随钻用护筒护壁，但钻进一定深度后，侧壁的摩擦力大大增加，加之护筒底部大块石的存在，往往难以下放到位。

因此，如何针对现有的杂填土等地层孔桩施工方法进行改进，以适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种孔桩施工方法及护筒，以解决现有的杂填土等地层孔桩施工过程中需要二次钻进和大量砂浆以及钻进效率低下的问题。

一方面，本发明提供了一种孔桩施工方法，包括成孔步骤，其中，所述成孔步骤包括：

a、向地层钻进至第一深度，下放第一层护筒，所述第一深度与所述第一层护筒的长度相匹配；

b、在所述第一层护筒内向地层继续钻进至第二深度，下放第二层护筒，所述第二深度与所述第二层护筒的长度相匹配；

c、若第二深度未达到所需桩深，则参照步骤b的方式继续钻进和下放动作，直至钻进至第N深度和下放第N护筒，其中，N为大于2的自然数，所述第N深度和第N护筒的长度相匹配，第N深度达到所需桩深。

进一步地，所述孔桩施工方法还包括成桩步骤，所述成桩步骤包括：d、从内到外逐层提拉各个护筒，并且在提拉相应护筒的同时向该护筒的底部注入填料。

进一步地，所述步骤d之前还包括：d1、将钢筋笼下放至各护筒围绕的空间内。

进一步地，向地层钻进通过旋挖钻机实现，所述旋挖钻机上配备有多个用于逐级钻进的钻斗，各钻斗的尺寸与相应的护筒的尺寸相匹配。

进一步地，所述地层为杂填土地层、碎石地层或者漂石地层。

另一方面，本发明还提供了一种护筒，所述护筒用于上述任一项所述的孔桩施工方法，所述护筒的底部设有多个钻齿。

进一步地，所述护筒上设有从护筒顶部延伸至护筒底部的至少一个注料管。

进一步地，所述注料管的底部开口设于相邻的两个钻齿之间。

进一步地，所述护筒上设置有多个所述注料管，所述多个注料管沿所述护筒轴向延伸，并均布于所述护筒的周壁上。

进一步地，所述钻齿的尖端朝下设置，并且位于护筒底部靠近护筒外侧的位置。

本发明提供的一种孔桩施工方法在用于杂填土等地层时，每钻进一段深度，下放一层护筒，直至钻透地层或者达到设计桩深，逐级钻进的孔径依次减小，与孔径配合的护筒的直径也依次减小，与现有技术相比，护筒容易下放到位，也避免了孔壁上的易坍塌颗粒掉入孔内，另外，无需二次钻进并且避免了在成孔后注入填料时发生掉渣、下部空间砂浆快速流失的现象，提高了钻进效率，进一步地，在从内到外逐层提拉各个护筒的同时向相应护筒的底部注入填料，注入的填料充填相应护筒的外侧和底部的空间，进一步提高了成桩效果。

本发明提供的一种护筒在用于上述孔桩施工方法时，由于护筒的底部设有多个钻齿，降低了护筒下放时的阻力，降低了起拔护筒用的振动锤和起重机械的量级，也提高了钻进效率；进一步地，在护筒的顶部和底部之间设有注料管，方便注料泵与相应护筒的顶部相连，当成孔后提拉相应护筒时，可通过注料管向相应护筒的底部注入填料，提高了成桩效果；进一步地，钻齿的延伸方向朝护筒外部倾斜，可避免旋挖钻机的钻斗在继续钻进时与其磕碰刮伤。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种孔桩施工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种孔桩施工方法的工作场景示意图；

图3为图2中第三层护筒的结构示意图；

图4为图2中第三层护筒的展开结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1并结合图2，本发明实施例的孔桩施工方法包括成孔步骤和成桩步骤，所述成孔步骤包括进一步包括：

S1：向地层4钻进至第一深度，下放第一层护筒1；

S2：在所述第一层护筒1内向地层4继续钻进至第二深度，下放第二层护筒2；及

S3：若第二深度未达到所需桩深，则参照步骤S2的方式从外到内继续钻进和下放动作，直至钻进至第N深度和下放第N层护筒。

具体而言，刚向地层4钻进(优选旋挖钻机)时，首先用较大的钻斗钻进，钻进至第一深度时，在侧壁尚未出现大的坍塌前，及时用振动锤配合下放最外层护筒(如图2所示的第一层护筒1)，所述第一深度与第一层护筒1的长度相匹配，优选地，所述第一深度略小于第一层护筒1的长度，以便第一层护筒1的底部插入地层4一段距离；第一层护筒1下沉到位后，换用较小直径的钻斗在第一层护筒1内向地层4继续钻进，当钻进至第二深度时，在侧壁尚未出现大的坍塌前，用振动锤配合下放第二层护筒2，所述第二深度与第二层护筒2的长度相匹配，优选地，所述第二深度略小于第二层护筒2的长度，以便第二层护筒2的底部插入地层4一段距离；若第二深度未达到所需桩深，则参照上述方式由外到内继续钻进和下放动作，直至钻进至第N深度和下放第N层护筒(如图2所示的第三层护筒3)，其中，N为大于2的自然数，优选地，所述第N深度略小于第N层护筒的长度，以便第N层护筒的底部插入地层4以下(如地层4以下为沉积土层)一段距离；第N深度为所需桩深，即钻透地层4的深度或者为设计桩深。若第N深度以下为沉积地层，则可以根据需要通过钻斗进一步钻进一段距离而无需护筒护壁，最后将钻斗移出完成成孔步骤。

在具体实施过程中，用于上述成孔步骤的旋挖钻机上配备有多个用于逐级钻进的钻斗，各钻斗的尺寸与相应的护筒的尺寸相匹配，优选地，各钻斗的直径略大于相应的护筒的尺寸。

需要说明的是，在钻进地层4前，可以根据地层4的性质、厚度以及所需的桩深等因素考虑所需护筒的层数和/或长度。

所述成桩步骤进一步包括：

S4：下放钢筋笼等；及

S5：从内到外逐层提拉各个护筒，在提拉相应护筒的同时向该护筒的底部注料。

具体而言，在成孔步骤完成后，将钢筋笼、导管等下放至各护筒围绕的空间内，然后由内到外，边拔出护筒边向该护筒的底部注入砂浆、泥浆或者其他合适填充的填料，由这些填料充填护筒外侧和底部的空间，这样可避免夹渣、扩径、超灌等质量事故。关于该步骤的成桩过程还可以参见下列有关护筒实施例的相关描述。

需要说明的是，地层4包括杂填土地层、易塌方碎石地层以及漂石地层等，上述孔桩施工方法优选适用于于杂填土地层地区，在钻透地层后，如果该地层以下为沉积地层，则还可以进一步向下钻进而无需护筒护壁，由此形成的桩结构较为稳固。

需要说明的是，图2所示的护筒层数为三个(即N＝3)，当然根据地层厚度还可以采用大于三个的护筒层数(即N＞3)，但如果两次钻进后足以钻透相应地层或者达到设计桩深，则可以仅使用两层护筒。

本发明实施例提供的一种孔桩施工方法在用于杂填土等地层时，每钻进一段距离，下放一层护筒，直至钻透地层或者达到设计桩深，逐级钻进的孔径依次减小，与孔径配合的护筒的直径也依次减小，与现有技术相比，护筒容易下放到位，也避免了孔壁上的易坍塌颗粒掉入孔内，另外，无需二次钻进并且避免了在成孔后注入填料时容易发生掉渣、下部空间砂浆快速流失的现象，提高了钻进效率；此外，在从内到外逐层提拉各个护筒的同时向相应护筒的底部注入填料，注入的填料充填相应护筒的外侧和底部的空间，进一步提高了成桩效果。

请参考图2、图3和图4，本发明实施例还提供了一种护筒，第一层护筒1、第二层护筒2和第三层护筒3的结构与该护筒相同，仅在尺寸有所区别，由图2中可以看出，第一层护筒1的内径略大于第二层护筒2的外径，第二层护筒2的内径略大于第三层护筒3的外径，第一层护筒1的长度小于第二层护筒2的长度，第二层护筒2的长度小于第三层护筒3的长度。不同层的护筒尺寸可以根据需要予以设置。

下面以第三层护筒3为例，对该护筒的结构进行详细说明，如图3和图4所示，该护筒的底部设有多个钻齿30，各个钻齿30均布于护筒的底部，锯齿30的数量可以根据需要进行设置，优选地，钻齿30的尖端位于护筒底部靠近护筒外壁的位置；该护筒上设有从护筒顶部延伸至护筒底部的至少一个注料管40，各个注料管40均布于护筒的外壁20或者内壁10或者内外壁之间，注料管40的数量也可以根据需要进行设置，优选地，注料管40的底部开口设在相邻的两个锯齿30之间。

下面以该护筒应用于上述实施例的孔桩施工方法时说明一下护筒的用途：在使用过程中，由于护筒的底部设有锯齿30，当下放护筒时，可以采用较小量级的振动锤配合实现，当成孔完成后，需要注入填料(如砂浆)时，可将注料泵5的输出端与各护筒顶部的注料管40入口相通(例如可以在该注料管40入口上设置快速连接接头，以便在需要相通时快速相连)，首先为最内层的护筒(如图2所示的第三层护筒3)输送填料，该填料通过其底部开口向孔内注入，此时，边注料边向上提拉最内层护筒，使最内层的护筒向上移动的速度与填料高度相适应，当填料高度到达外一层护筒底部(如图2所示的第二层护筒2)时，通过注料泵5停止对最内层护筒的注料管40输送填料，将最内层护筒移出孔外，再通过注料泵5为外一层护筒的注料管40入口输送填料，该填料通过位于外一层护筒的底部开口注入，此时边注料边向上提拉外一层护筒，外一层护筒向上移动的速度与填料高度相适应，按照上述方式由内到外，边注料边提拉相应护筒，最终实现整个注料过程。

需要说明的是，本发明实施例的护筒以应用于上述孔桩施工方法作举例说明，但在其他实施例中，该护筒的应用场合不作限制。

本发明实施例提供的一种护筒在用于孔桩施工方法时，由于护筒的底部设有多个钻齿，降低了护筒下放时的阻力，降低了起拔护筒用的振动锤和起重机械的量级，也提高了钻进效率；另外，在护筒的顶部和底部之间设有注料管，方便注料泵与相应护筒的顶部上的注料管入口相连，当成孔后提拉相应护筒时，可通过注料管向相应护筒的底部注入填料，提高了成桩效果；另外，钻齿的延伸方向朝护筒外部，可避免旋挖钻机的钻斗在继续钻进时与其磕碰刮伤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种孔桩施工方法，包括成孔步骤，其特征在于，所述成孔步骤包括：

a、向地层(4)钻进至第一深度，下放第一层护筒(1)，所述第一深度与所述第一层护筒(1)的长度相匹配；

b、在所述第一层护筒(1)内向地层(4)继续钻进至第二深度，下放第二层护筒(2)，所述第二深度与所述第二层护筒(2)的长度相匹配；

c、若第二深度未达到所需桩深，则参照步骤b的方式从外到内继续钻进和下放动作，直至钻进至第N深度和下放第N层护筒，其中，N为大于2的自然数，所述第N深度和第N层护筒的长度相匹配，所述第N深度达到所需桩深。

2.如权利要求1所述的孔桩施工方法，其特征在于，所述孔桩施工方法还包括成桩步骤，所述成桩步骤包括：

d、从内到外逐层提拉各个护筒，并且在提拉相应护筒的同时向该护筒的底部注入填料。

3.权利要求2所述的孔桩施工方法，其特征在于，所述步骤d之前还包括：

d1、将钢筋笼下放至各护筒围绕的空间内。

4.如权利要求1至3任一项所述的孔桩施工方法，其特征在于，向地层(4)钻进通过旋挖钻机实现，所述旋挖钻机上配备有多个用于逐级钻进的钻斗，各钻斗的尺寸与相应的护筒的尺寸相匹配。

5.如权利要求1至3任一项所述的孔桩施工方法，其特征在于，所述地层(4)为杂填土地层、碎石地层或者漂石地层。

6.一种护筒，用于孔桩施工，其特征在于，所述护筒的底部设有多个钻齿(30)。

7.如权利要求6所述的护筒，其特征在于，所述护筒上设有从护筒顶部延伸至护筒底部的至少一个注料管(40)。

8.如权利要求7所述的护筒，其特征在于，所述注料管(40)的底部开口设于相邻的两个钻齿(30)之间。

9.如权利要求8所述的护筒，其特征在于，所述护筒上设置有多个所述注料管(40)，所述多个注料管(40)沿所述护筒轴向延伸，并均布于所述护筒的周壁上。

10.如权利要求6至9任一项所述的护筒，其特征在于，所述钻齿(30)的尖端朝下设置，并且位于护筒底部靠近护筒外壁的位置。