CN102758430A - 超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，通过在旋挖桩施工过程中的塌孔段回灌低标号混凝土反压，阻止桩孔周边土体坍塌，待混凝土终凝后并达到一定强度，固结周边土体后，再在原位旋挖取土，使回灌混凝土形成护壁，如此循环往复，直至成孔。本发明是一种能对未固结土体进行大直径旋挖桩施工的施工工艺。

Description

超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺

技术领域

本发明涉及一种旋挖桩施工工艺，特别是涉及一种超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺。

背景技术

桩深大于16m的为超深桩孔。对于回填区的地质结构,回填中有大量的砂岩、泥岩及素质粘土、粉质粘土组成，基底为泥岩和砂岩，高回填区的回填效果较差，主要表现在：回填密实度低；回填大块孤石多；回填时间短，土体未固结，在钻进施工时有较大难度。在旋挖桩施工的过程中出现了大量的塌孔现象，导致旋挖桩的施工出现了困难，无法正常进行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能对未固结土体进行大直径旋挖桩施工的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，步骤如下：

（1）桩位及桩径校核：按施工图定位测量的桩位，并进行核对桩号及实地位置，然后用钉子或木桩作好桩位标记，测量工作要做好复核记录，确保准确无误。

（2）钻孔

①确认桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，螺旋钻头的尖端对正桩位标注点。钻机回转中心距孔位4～4.2m。在允许的情况下，变幅油缸尽可能推动桅杆前伸，这样可以减小钻机自重和提升、下降交变拉力对孔的影响。检查回转在半径内是否有障碍物。

a）钻机开至桩位附近位置时，尽量使车体保持水平。如斜坡过大，可在履带下垫砂石调整，位置确定后锁紧履带。

b）回转上车和操作变幅油缸精确对位，点动触摸屏的回转转置零按钮；打开桅杆铅直状态自动调节，如钻头离孔中心点过高，可浮动下降钻杆，使施工时钻具更容易对位。

②开钻：扳动主卷扬提升手柄，提起钻头离开孔口一段高度后停止。扳动上车回转开关使上车回转，转到倒土位置停止。扳动手柄，动力头反转把渣甩出。卸去短螺旋钻头，换上普通钻斗加扩孔器继续钻进。

③钻进：本工程成孔采用干孔施工工艺，采用干作业成孔。钻进过程中及时做好地质情况记录，并及时形成渝建竣档案资料施工记录。地质情况记录由专人负责。

在操纵动力头作钻孔旋转的同时，将钻杆放至孔底，按下主卷扬浮动按钮，即可进行加压钻进工作。由于施工桩径较大，钻进时根据不同的地层和不同的岩层进行钻进，钻进土层段及强风化泥岩段可一次性成孔，钻进坚硬的中风化泥岩及砂岩时，则分级钻进、首先使用截止筒钻钻进，然后换螺旋钻头破碎岩芯、破碎完毕后在用截止捞砂斗钻出岩渣。在钻渣达到一定装斗容量时（装斗容量的多少根据不同地质情况确定），即可提钻。

④旋挖钻机在施工中的垂直度控制措施：旋挖钻机有较宽的步履机构，在安装定位前，首先是整机安放平整，然后定点定位都是驾驶室内的系统显示屏进行调整，钻桅竖直，系统自带水平仪及垂直度校核等。在钻进中如出现不垂直现象，立即可用区桅杆汕缸支撑保持平衡，以桅杆调垂系统为准，因此，旋挖钻机的垂直度保证措施是调垂系统所能保证的。

⑤提钻时将钻杆反转1～2圈，使钻斗门关闭。在将动力头抬高的同时，操纵主卷扬将钻杆、钻具提出孔口，操纵上车转至卸土位置，操作动力头下行顶开斗门，倒出渣土。操纵上车回转至桩位，然后通过触摸屏将回转角度清零，继续下一轮钻进作业。

⑥在开挖抛填未固结土体的过程中，很容易发生塌孔现象，如发生塌孔现象，采用低标号混凝土灌注回填反压，至混凝土凝固后再钻进的方式处理；

回灌混凝土反压概念：如旋挖桩干作业掘进后土壁垮塌，则在孔内浇筑低标号混凝土：C15或C20，以阻止桩孔周边土体坍塌，待混凝土终凝后，再用旋挖机在先前浇筑的砼中掘进，掘进后孔壁形成混凝土护壁，防止护壁继续垮塌，才能继续往下旋挖；

混凝土反压施工工艺：桩孔开孔→孔口护壁：浇注砼后再钻进形成孔口护壁→钻进→塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→钻进，不塌孔继续钻进，如再次塌孔，塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→重复钻进，直至到底。

⑦嵌岩：参考地质勘察报告入岩深度，钻进至中风化岩，截齿钻头钻出的岩渣也可进行确认，也可用直筒钻取出岩芯确认，岩石强度达到设计要求时，再用直筒截齿钻取出完整的岩芯，满足设计的嵌岩深度为止。按照岩芯取样方案要求对岩芯进行取样，对做了超前钻勘察的桩基，根据监理单位组织的专题会议纪要的要求，岩芯强度依据超前钻报告进行。

⑧依据不同的钻斗及斗齿、地质情况，确立钻机钻进过程所用钻进速度、钻进是否加压，加压力多大合适等，确立具体的钻孔作业的标准。

⑨成孔过程检验：钻孔过程必须始终自检桩身垂直直度、桩径等，有问题及进纠正，避免钻成不合格桩孔。

⑩清孔及终孔检验

清孔：钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、孔壁泥垢符合桩孔质量要求；

端承桩钻入设计崁岩深度后及为终孔，请业主、监理验收。

终孔检验：钻孔终孔，端承桩钻入设计崁岩深度，当钻至此地层时需向监理汇报，由监理确定终孔钻深。当钻孔接近终孔时要报告，终孔要报检。报检前进行自检，如自检达不到质量要求，则修正桩孔不合格部份。

终孔的判定：

1）分析超前钻报告，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求。

2）、根据初入崁岩段所取岩芯报告，以及崁岩段长度，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求。

（3）安装桩钢筋

钢筋笼主筋要校直，主筋间距要排列均匀，点焊要牢固，加劲箍处要用十字钢筋点焊加固，加劲箍是保证钢筋笼吊装稳定的重要措施，必须高度重视，焊接牢固。

桩钢筋笼主筋采用机械连接，接头按照50%错开。

（4）桩身混凝土的灌注

检查成孔质量合格后应尽快浇注混凝土，浇注时间应控制在1小时之内，以免孔壁垮塌，泥石掉入孔内，影响孔底质量，混凝土采用商品混凝土。灌注管是用法兰盘连接螺丝固定和丝牙连接两种，浇筑时应有足够的混凝土储备量，使导管埋入混凝土1m以下。

采用上述技术方案的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，通过在旋挖桩施工过程中的塌孔段回灌低标号混凝土反压，阻止桩孔周边土体坍塌，待混凝土终凝后并达到一定强度，固结周边土体后，再在原位旋挖取土，使回灌混凝土形成护壁，如此循环往复，直至成孔。其实施效果如下：

（1）保证了进度

通过使用超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工技术，有效的解决了超深抛填未固结土体大直径桩的成桩问题，在预定的60天内完成了桩基的混凝土浇筑，为后续基础及结构施工提供了良好的条件。

（2）保证了质量

通过在塌孔段回灌低标号混凝土反压，形成了混凝土护壁，有效的解决了桩孔的塌孔状况，提高了桩成型质量。同时，桩孔成桩方式为干作业成孔，成桩质量较之泥浆护壁更有保证。

（3）保障了安全

施工过程中采用旋挖桩工作也成孔，人员不需下孔作业，安全度高。同时，采用超前钻，解决了验收的问题，验收时，也不需人员下桩验收，保障了作业人员和验收人员的安全。该工程桩基施工阶段未发生安全事故。

（4）绿色环保

采用旋挖桩干成孔工艺，无需泥浆护壁，现场施工形象好，同时保护了水、土资源。

综上所述，本发明是一种能对未固结土体进行大直径旋挖桩施工的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结构附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1，超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，其操作要点是：1、旋挖桩尽可能不设扩大头，因为施工十分困难，检测与验收更难；2、超前勘探：对每根旋挖桩均进行提前勘察地质的方式探明地质情况，然后计算出开挖深度再实施旋挖桩；3、根据现场地质情况及桩径选择合适功率的钻机，本工程抛填孤单石较多，为避免产生钻头卡钻的现象，采用SR420R、SR360R、SR280R旋挖钻机，步骤如下：

（1）桩位及桩径校核：按施工图定位测量的桩位，并进行核对桩号及实地位置，然后用钉子或木桩作好桩位标记，测量工作要做好复核记录，确保准确无误。

（2）钻孔

①确认桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，螺旋钻头的尖端对正桩位标注点。钻机回转中心距孔位4～4.2m。在允许的情况下，变幅油缸尽可能推动桅杆前伸，这样可以减小钻机自重和提升、下降交变拉力对孔的影响。检查回转在半径内是否有障碍物。

a）钻机开至桩位附近位置时，尽量使车体保持水平。如斜坡过大，可在履带下垫砂石调整，位置确定后锁紧履带。

b）回转上车和操作变幅油缸精确对位，点动触摸屏的回转转置零按钮；打开桅杆铅直状态自动调节，如钻头离孔中心点过高，可浮动下降钻杆，使施工时钻具更容易对位。

②开钻：扳动主卷扬提升手柄，提起钻头离开孔口一段高度后停止。扳动上车回转开关使上车回转，转到倒土位置停止。扳动手柄，动力头反转把渣甩出。卸去短螺旋钻头，换上普通钻斗加扩孔器继续钻进。

③钻进：本工程成孔采用干孔施工工艺，采用干作业成孔。钻进过程中及时做好地质情况记录，并及时形成渝建竣档案资料施工记录。地质情况记录由专人负责。

在操纵动力头作钻孔旋转的同时，将钻杆放至孔底，按下主卷扬浮动按钮，即可进行加压钻进工作。由于施工桩径较大，钻进时根据不同的地层和不同的岩层进行钻进，钻进土层段及强风化泥岩段可一次性成孔，钻进坚硬的中风化泥岩及砂岩时，则分级钻进、首先使用截止筒钻钻进，然后换螺旋钻头破碎岩芯、破碎完毕后在用截止捞砂斗钻出岩渣。在钻渣达到一定装斗容量时（装斗容量的多少根据不同地质情况确定），即可提钻。

④旋挖钻机在施工中的垂直度控制措施：旋挖钻机有较宽的步履机构，在安装定位前，首先是整机安放平整，然后定点定位都是驾驶室内的系统显示屏进行调整，钻桅竖直，系统自带水平仪及垂直度校核等。在钻进中如出现不垂直现象，立即可用区桅杆汕缸支撑保持平衡，以桅杆调垂系统为准，因此，旋挖钻机的垂直度保证措施是调垂系统所能保证的。

⑤提钻时将钻杆反转1～2圈，使钻斗门关闭。在将动力头抬高的同时，操纵主卷扬将钻杆、钻具提出孔口，操纵上车转至卸土位置，操作动力头下行顶开斗门，倒出渣土。操纵上车回转至桩位，然后通过触摸屏将回转角度清零，继续下一轮钻进作业。

⑥在开挖抛填未固结土体的过程中，很容易发生塌孔现象，如发生塌孔现象，采用低标号混凝土灌注回填反压，至混凝土凝固后再钻进的方式处理；

回灌混凝土反压概念：如旋挖桩干作业掘进后土壁垮塌，则在孔内浇筑低标号混凝土：C15或C20，以阻止桩孔周边土体坍塌，待混凝土终凝后，再用旋挖机在先前浇筑的砼中掘进，掘进后孔壁形成混凝土护壁，防止护壁继续垮塌，才能继续往下旋挖；

混凝土反压施工工艺：桩孔开孔→孔口护壁：浇注砼后再钻进形成孔口护壁→钻进→塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→钻进，不塌孔继续钻进，如再次塌孔，塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→重复钻进，直至到底。

⑦嵌岩：参考地质勘察报告入岩深度，钻进至中风化岩，截齿钻头钻出的岩渣也可进行确认，也可用直筒钻取出岩芯确认，岩石强度达到设计要求时，再用直筒截齿钻取出完整的岩芯，满足设计的嵌岩深度为止。按照岩芯取样方案要求对岩芯进行取样，对做了超前钻勘察的桩基，根据监理单位组织的专题会议纪要的要求，岩芯强度依据超前钻报告进行。

⑧依据不同的钻斗及斗齿、地质情况，确立钻机钻进过程所用钻进速度、钻进是否加压，加压力多大合适等，确立具体的钻孔作业的标准。

⑨成孔过程检验：钻孔过程必须始终自检桩身垂直直度、桩径等，有问题及进纠正，避免钻成不合格桩孔。

⑩清孔及终孔检验

清孔：钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、孔壁泥垢符合桩孔质量要求；

端承桩钻入设计崁岩深度后及为终孔，请业主、监理验收。

终孔检验：钻孔终孔，端承桩钻入设计崁岩深度，当钻至此地层时需向监理汇报，由监理确定终孔钻深。当钻孔接近终孔时要报告，终孔要报检。报检前进行自检，如自检达不到质量要求，则修正桩孔不合格部份。

终孔的判定：

1）分析超前钻报告，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求。

2）、根据初入崁岩段所取岩芯报告，以及崁岩段长度，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求。

（3）安装桩钢筋

钢筋笼主筋要校直，主筋间距要排列均匀，点焊要牢固，加劲箍处要用十字钢筋点焊加固，加劲箍是保证钢筋笼吊装稳定的重要措施，必须高度重视，焊接牢固。

桩钢筋笼主筋采用机械连接，接头按照50%错开。

（4）桩身混凝土的灌注

检查成孔质量合格后应尽快浇注混凝土，浇注时间应控制在1小时之内，以免孔壁垮塌，泥石掉入孔内，影响孔底质量，混凝土采用商品混凝土。灌注管是用法兰盘连接螺丝固定和丝牙连接两种，浇筑时应有足够的混凝土储备量，使导管埋入混凝土1m以下。

本发明的技术水平及创新点：

（1）创新点：

1)针对本工程地质特点，选用可施工的旋挖桩成孔方式。

2）针对目前国内旋挖钻机和钻头情况，经设计复核，通过采取增加桩径与加长嵌岩段等措施来取消扩大头，便于实施旋挖桩。

3）针对本工程实际情况和设计施工图要求，通过多种施工工艺的试验对比，根据旋挖钻机成孔工艺特点，采用砼反压防塌孔施工措施进行施工，达到安全有效，便于施工，保证成孔质量等技术要求，满足桩基施工进度。

（2）技术水平：

针对超深抛填未固结土体，创新地采用旋挖桩干作业成孔、回灌低标号混凝土反压技术，同时通过增加崁岩长度，取消了桩基扩大头，保障了桩基的顺利开挖和检测，保证了进度和成桩质量，取得了良好的社会和经济效益。通过对相关文献的查阅，国内外发表的中文文献中未见与该技术特点完全相同的文献报道。经专家鉴定达到国内领先水平。

Claims (4)

1.一种超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，其特征是：步骤如下：

步骤（1）：桩位及桩径校核：

按施工图定位测量的桩位，并进行核对桩号及实地位置，然后用钉子或木桩作好桩位标记，测量工作要做好复核记录，确保准确无误；

步骤（2）：钻孔：

①确认桩位附近平整，把钻机开到桩位旁，螺旋钻头的尖端对正桩位标注点；钻机回转中心距孔位4～4.2m；

②开钻，扳动主卷扬提升手柄，提起钻头离开孔口一段高度后停止，扳动上车回转开关使上车回转，转到倒土位置停止，扳动手柄，动力头反转把渣甩出，卸去短螺旋钻头，换上普通钻斗加扩孔器继续钻进；

③钻进，成孔采用作业成孔施工工艺；

④旋挖钻机在施工中的垂直度控制措施：旋挖钻机有较宽的步履机构，在安装定位前，首先是整机安放平整，然后定点定位都是驾驶室内的系统显示屏进行调整，钻桅竖直，系统自带水平仪及垂直度校核；在钻进中如出现不垂直现象，立即用区桅杆汕缸支撑保持平衡，以桅杆调垂系统为准；

⑤提钻时将钻杆反转1～2圈，使钻斗门关闭，在将动力头抬高的同时，操纵主卷扬将钻杆、钻具提出孔口，操纵上车转至卸土位置，操作动力头下行顶开斗门，倒出渣土，操纵上车回转至桩位，然后通过触摸屏将回转角度清零，继续下一轮钻进作业；

⑥在开挖抛填未固结土体的过程中，很容易发生塌孔现象，如发生塌孔现象，采用低标号混凝土灌注回填反压，至混凝土凝固后再钻进的方式处理；

回灌混凝土反压概念：如旋挖桩干作业掘进后土壁垮塌，则在孔内浇筑低标号混凝土：C15或C20，以阻止桩孔周边土体坍塌，待混凝土终凝后，再用旋挖机在先前浇筑的砼中掘进，掘进后孔壁形成混凝土护壁，防止护壁继续垮塌，才能继续往下旋挖；

混凝土反压施工工艺：桩孔开孔→孔口护壁：浇注砼后再钻进形成孔口护壁→钻进→塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→钻进，不塌孔继续钻进，如再次塌孔，塌孔部位浇筑低标号混凝土反压→砼终凝后钻孔，塌孔部位形成护壁→重复钻进，直至到底；

⑦嵌岩：参考地质勘察报告入岩深度，钻进至中风化岩，截齿钻头钻出的岩渣进行确认，或用直筒钻取出岩芯确认，岩石强度达到设计要求时，再用直筒截齿钻取出完整的岩芯，满足设计的嵌岩深度为止；按照岩芯取样方案要求对岩芯进行取样，对做了超前钻勘察的桩基，根据监理单位组织的要求，岩芯强度依据超前钻报告进行；

⑧依据不同的钻斗及斗齿、地质情况，确立钻机钻进过程所用钻进速度、钻进是否加压，加压力多大合适，确立具体的钻孔作业的标准；

⑨成孔过程检验：钻孔过程必须始终自检桩身垂直直度和桩径，有问题及进纠正，避免钻成不合格桩孔；

⑩清孔及终孔检验

清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、孔壁泥垢符合桩孔质量要求；

端承桩钻入设计崁岩深度后及为终孔，请业主、监理验收。

步骤（3）：安装桩钢筋

钢筋笼主筋要校直，主筋间距要排列均匀，点焊要牢固，加劲箍处要用十字钢筋点焊加固，加劲箍是保证钢筋笼吊装稳定的重要措施，必须高度重视，焊接牢固；桩钢筋笼主筋采用机械连接，接头按照50%错开；

步骤（4）：桩身混凝土的灌注

检查成孔质量合格后应尽快浇注混凝土，浇注时间控制在1小时之内，以免孔壁垮塌，泥石掉入孔内，影响孔底质量，浇筑时使导管埋入混凝土1m以下。

2.根据权利要求1所述的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，其特征是：上述步骤(2)钻孔①中：在允许的情况下，变幅油缸尽可能推动桅杆前伸，减小钻机自重和提升、下降交变拉力对孔的影响；检查回转在半径内是否有障碍物；

a）钻机开至桩位附近位置时，尽量使车体保持水平；如斜坡过大，在履带下垫砂石调整，位置确定后锁紧履带；

b）回转上车和操作变幅油缸精确对位，点动触摸屏的回转转置零按钮；打开桅杆铅直状态自动调节，如钻头离孔中心点过高，可浮动下降钻杆，使施工时钻具更容易对位。

3.根据权利要求1或2所述的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，其特征是：上述步骤(2)钻孔④中：在操纵动力头作钻孔旋转的同时，将钻杆放至孔底，按下主卷扬浮动按钮，即进行加压钻进工作，由于施工桩径较大，钻进时根据不同的地层和不同的岩层进行钻进，钻进土层段及强风化泥岩段可一次性成孔，钻进坚硬的中风化泥岩及砂岩时，则分级钻进、首先使用截止筒钻钻进，然后换螺旋钻头破碎岩芯、破碎完毕后在用截止捞砂斗钻出岩渣，在钻渣达到装斗容量时，即可提钻。

4.根据权利要求1或2所述的超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺，其特征是：上述步骤(2)钻孔中：终孔的判定：

1）分析超前钻报告，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求；

2）根据初入崁岩段所取岩芯报告，以及崁岩段长度，确定桩深及崁岩深度符合设计及规范要求。