CN102888839A

CN102888839A - 静压套管旋挖灌注桩施工方法

Info

Publication number: CN102888839A
Application number: CN2012103924854A
Authority: CN
Inventors: 张炳信; 陈铿帆
Original assignee: SHENZHEN HONGRONGXUAN CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd; SHENZHEN JINTAI CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN HONGRONGXUAN CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd; SHENZHEN JINTAI CONSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-01-23

Abstract

本发明涉及一种静压套管旋挖灌注桩施工方法，包括：压套管步骤：利用静压桩机将套管压入预定桩位处的土体内达到设计深度；旋挖成孔步骤：利用旋挖钻机进行套管内取土，成型出设计深度的孔；安装钢筋笼步骤：利用吊机将预制好的钢筋笼吊运至套管桩孔内进行安装；灌注步骤：往装有钢筋笼的桩孔灌注混凝土，同时利用静压桩机夹持机构进行逐步拔管，最终完成混凝土灌注并拆除套管。本发明有效结合静压管桩、套管护壁法沉管灌注桩和旋挖桩三种桩型的施工工艺，充分发挥三种工艺的施工性能，有效保证和提高了工程灌注桩的施工工效及质量，施工过程低噪音、无振动、无泥浆污染、绿色环保，对周边环境影响小，施工成本降低20%以上，具有显著社会经济效益。

Description

静压套管旋挖灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工灌注桩技术领域，尤其涉及一种静压套管旋挖灌注桩施工方法。

背景技术

在建筑工程施工中，静压管桩技术由于施工速度快、无振动、低噪音等优点而被广泛应用于工程施工中，但是，因静压管桩技术不宜在地下障碍物或孤石较多的场地施工，且具有挤土效应，在深厚淤泥及其它软弱土层中桩施工易出现斜桩等质量问题。套管护壁法沉管灌注桩由于成本及施工机械等原因一直无法广泛应用。而近几年来出现的旋挖桩技术具有快速施工性能，使得旋挖桩技术广泛应用于各类工程中，但是，旋挖桩技术需使用泥浆护壁工艺，从而一定程度上会造成对周边环境的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种静压套管旋挖灌注桩施工方法，能快速、绿色环保地完成灌注桩施工。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种静压套管旋挖灌注桩施工方法，包括如下步骤：

压套管步骤：利用静压桩机将套管压入预定桩位处的土体内达到设计深度；

旋挖成孔步骤：利用旋挖钻机进行套管内取土，成型出设计深度及桩径的桩孔；

安装钢筋笼步骤：利用吊机将预制好的钢筋笼吊运至桩孔内进行安装；

灌注步骤：往装有钢筋笼的桩孔灌注混凝土，同时利用静压桩机的夹持机构逐步拔管，最终完成混凝土灌注并拆除套管。

进一步地，压套管步骤中，利用静压桩机的吊桩机构或吊机将套管吊装就位，并由静压桩机的夹持机构将套管对中校正，然后通过静压桩机主机的压桩油缸伸程并利用桩机自重及配重作为反作用力，克服压管过程中的管侧摩阻力和桩端阻力，从而将套管压入土体。

进一步地，所述套管由多节套管依次对接而成，压套管步骤中，在当前被压入的一节短套管的顶端高出地面1.2~1.5m时，即在当前压入的该节短套管的顶端再对接一节短套管，每节短套管对接好并校验垂直度合格后继续压套管操作。

进一步地，相邻的两根短套管之间采用螺栓进行对接。

进一步地，压桩油缸的最大行程为1.80m，每一次下压入土深度为1.80m，且每次下压后再依次进行松夹、上升、再夹、再压的动作，并如此反复循环动作，直到将套管压入土体达到设计深度。

进一步地，在压套管步骤之间先进行如下施工准备步骤：平整场地以满足静压桩机荷载要求，确定桩位，静压桩机就位。

进一步地，所述钢筋笼侧面还设置有滚轮式高强度细石砼保护块。

进一步地，灌注步骤中，桩孔内有水时采用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，安放混凝土浇灌导管时，应使混凝土浇灌导管离桩孔孔底的距离≤0.4m，混凝土初灌量为1.5～2.0m³，确保混凝土能埋住导管深度约为1.0～1.3m；桩孔内无水时采用干孔灌注法施工，混凝土浇灌导管离孔底的距离≤1.0m。

进一步地，灌注步骤中，第一次灌注应灌至桩底部标高以上2~3m，然后振动套管1~3min，使底部混凝土密实，在灌注混凝土至桩顶标高时，应先振动5~10秒再开始拔管，边振边拔，每拔0.5~1m停拔振动5~10秒，并向下反插深度为300mm~500mm，如此反复直至套管全部拔出。拔管速度控制为1.2~1.5m/min。

进一步地，成型的灌注桩直径为500~1200mm。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明有效结合静压管桩、套管护壁法沉管灌注桩以及旋挖桩三种桩型的施工工艺特点进行综合优化，采用静压桩机将敞口式厚壁钢套管压入土体，再利用旋挖机进行套筒内取土成孔，有效地保证和提高了工程灌注桩的施工工效及质量，施工过程低噪音、无振动、无泥浆污染、绿色环保，减少施工过程对周边环境的影响，是一种具有推广价值的新施工技术。本发明充分发挥了静压桩与旋挖桩的施工性能，有效提高灌注桩的施工质量及施工进度，施工成本降低20%以上；解决了在地下水丰富及存在深厚软弱土层等地质条件复杂地区的桩成孔的难题。具有显著的社会经济效益。

本发明适用于一般粘性土、淤泥、淤泥质土、粉土、湿陷性黄土、砂土及填土以及强风化岩层中桩基础桩径1.2m以下工程桩施工；对地下水高、填海地区、冲积三角洲地区、深厚淤泥层及流砂层等地质条件复杂地区的基础施工综合效益尤其突出。

附图说明

图1是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的流程图。

图2是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的压套管步骤的示意图。

图3是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的旋挖成孔步骤的示意图。

图4是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的最终成型的桩孔示意图。

图5是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的安装钢筋笼的示意图。

图6是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的灌注混凝土的示意图。

图7是本发明静压套管旋挖灌注桩施工方法的港湾混凝土及拔管的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种静压套管旋挖灌注桩施工方法，步骤如下：

压套管步骤：利用静压桩机将套管1压入预定桩位处的土体内达到设计深度，如图2所示；

旋挖成孔步骤：利用旋挖钻机2进行套管1内取土，成型出设计深度及桩径的桩孔，如图3及图4所示；

安装钢筋笼步骤：利用吊机将预制好完成的钢筋笼4吊运至桩孔3内进行安装，如图5所示；

灌注步骤：往装有钢筋笼4的桩孔3灌注混凝土，同时利用静压桩机的夹持机构逐步拔管，最终完成混凝土灌注并拆除套管1，获得灌注桩6，如图6及图7所示。

具体实施时，在压套管步骤之前先进行如下施工准备步骤：平整场地以满足静压桩机荷载要求，确定桩位，静压桩机就位，所述静压桩机可选择800T、900T或者1000T等吨位的静压桩机。

在压套管步骤中，利用静压桩机的吊桩机构或吊机将套管1吊装就位，并由静压桩机的夹持机构将套管1对中校正，然后通过静压桩机主机的压桩油缸伸程并利用桩机自重及配重作为反作用力，克服压管过程中的管侧摩阻力和桩端阻力，从而将套管1压入土体，如图2所示。压桩油缸的最大行程为1.80m，每一次下压入土深度为1.80m，且每次下压后再依次进行松夹、上升、再夹、再压的动作，并如此反复循环动作，直到将套管1压入土体达到设计深度。在压进套管1过程中，应经常观察静压桩机的压力表，控制压进过程阻力，调节桩机静力同步平衡，避免发生偏心。同时，套管1压进应连续进行，避免压进间歇后增加套管1压进阻力。

在一个实施例中，所述套管1可由多节套管依次对接而成，压套管步骤中，在当前被压入的一节短套管的顶端高出地面1.2~1.5m时，即在当前压入的该节套管的顶端再对接一节短套管，每节套管对接好并校验垂直度合格后继续压套管操作。相邻的两根套管之间采用螺栓进行对接，两根套管接驳时应使接口平整对接。而且，在施工过程中，每节套管压入的精度直接影响排桩的施工质量，每节并用垂球和经纬仪等，从两个垂直方向复核套管1的垂直度。

本发明的方法可灌注成型直径500~1200mm的灌注桩。

如图3所示，在旋挖成孔步骤中，旋挖钻机2套管内取土时，始终保持套管1底口超前于取土面深度不小于2.50m。而最终成型好桩孔3时应保持套管1底口孔底超前于桩孔标高不小于1.0m，但若在压套管步骤中，套管1在未达到预定深度时即已经抵达岩层时，套管1可停止压进，而桩孔3与套管1底口之间的标高差距可小于1.0m的限制。在旋挖成孔时，当挖进岩层时，需换用专用钻岩钻头进行取岩成孔。

由于旋挖钻机2液压系统采用负荷传感、负载敏感技术进行比例控制，使钻机操作更加精准、高效、节能；通过集成式真彩显示屏，实现对钻机的精确控制和实时监视；多工况动力头控制系统，机动调整钻进模式和档位，从而适应更多复杂工况。

当挖土达到桩孔3设计深度或达到设计持力层后，清除孔底虚土，测量孔深和成孔垂直度，满足设计要求后进行验收，获得最终成型的桩孔3，如图4所示。

在安装钢筋笼步骤中，在吊装钢筋笼4前应对钢筋笼4进行检查，检查内容包括长度、直径、间距、接头焊点是否变形等，完成检查后可开始吊装，吊装采用履带吊双钩多点缓慢起吊，严防钢筋笼产生扭转、弯曲等变形，钢筋笼4下放时，对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放，避免碰钢套管壁，放至设计标高后立即固定，如图5所示。钢筋笼3吊放的长度，须根据套管桩桩顶标高来计算。吊放时必须保证桩顶设计标高的准确性，允许误差为±100mm。钢筋笼4的保护块采用滚轮式的高强度细石砼保护块，防止起拔钢套管将钢筋笼带4上，同时可在底部设置预埋钢板，在起拔套管1时钢筋笼4顶部绑上测绳在拔钢套管1时实时监控钢筋笼4的情况。

如图6所示，在灌注步骤中，钢筋笼4吊放完成后，便开始安装混凝土浇灌导管50，其直径通常为250mm。导管接头须装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。混凝土浇筑操作平台须保证导管能灵活升降以及操作人员安全操作空间。

桩孔3内有水时采用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，安放混凝土浇灌导管50时，应使混凝土浇灌导管50离桩孔3孔底的距离≤0.4m，混凝土初灌量为1.5～2.0m³，确保混凝土能埋住导管深度约为1.0～1.3m；桩孔3内无水时采用干孔灌注法施工，混凝土浇灌导管50离桩孔3孔底的距离应≤1.0m。

灌注混凝土过程中，混凝土浇灌导管50埋入混凝土深度保持在4m～6m之间，最小埋入深度不得小于2m。浇灌混凝土时，混凝土浇灌导管50应随浇随提，严禁将混凝土浇灌导管50提出混凝土面或埋入混凝土过深，一次提拔长度不宜超过6m。

混凝土浇灌过程中应防止钢筋笼4上浮，在混凝土面接近钢筋笼4顶端时，浇灌速度应适当放慢。当混凝土面离钢筋笼顶端为1.0～2.0m时，暂停灌注混凝土，适当提升导管，导管提升要缓慢、平稳，避免导管内混凝土出料冲击力过大，使钢筋笼4上浮，或导管接头钩带钢筋笼4上浮。

在浇筑套管灌注桩混凝土时，一边浇注混凝土一边拔管，直至最后完成套管桩混凝土浇灌，获得灌注桩6，如图7所示。而在拔管时，始终保持套管1底低于混凝土面的深度≥2.5m，桩顶标高误差控制在50cm内，钢筋笼4标高误差控制在±10cm内。

吊装钢筋笼4及灌注桩芯混凝土应及时进行，避免停顿时间过长使套管内外阻力增大而导致拔管困难。一般地，第一次应灌至桩底部标高以上2~3m，然后振动套管1约2min，使底部混凝土密实。灌注混凝土至桩顶标高时，应先振动5~10秒才能开始拔管，边振边拔，每拔0.5~1m停拔振动5~10秒，并向下反插深度为300mm~500mm，如此反复直至套管1全部拔出，拔管速度要均匀，一般限以1.2~1.5m/min为宜。拔管过程中应及时检查核对混凝土顶标高，如达不到规定标高时就及时补灌混凝土以确保拔管完成后满足桩顶标高要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims

1. 一种静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，压套管步骤中，利用静压桩机的吊桩机构或吊机将套管吊装就位，并由静压桩机的夹持机构将套管对中校正，然后通过静压桩机主机的压桩油缸伸程并利用桩机自重及配重作为反作用力，克服压管过程中的管侧摩阻力和桩端阻力，从而将套管压入土体。

3. 如权利要求1或2所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，所述套管由多节套管依次对接而成，压套管步骤中，在当前被压入的一节短套管的顶端高出地面1.2~1.5m时，即在当前压入的该节短套管的顶端再对接一节短套管，每节短套管对接好并校验垂直度合格后继续压套管操作。

4. 如权利要求3所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，相邻的两根短套管之间采用螺栓进行对接。

5. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，压桩油缸的最大行程为1.80m，每一次下压入土深度为1.80m，且每次下压后再依次进行松夹、上升、再夹、再压的动作，并如此反复循环动作，直到将套管压入土体达到设计深度。

6. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，在压套管步骤之前先进行如下施工准备步骤：平整场地以满足静压桩机荷载要求，确定桩位，静压桩机就位并校正调平。

7. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，所述钢筋笼侧面还设置有滚轮式高强度细石砼保护块。

8. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，灌注步骤中，桩孔内有水时采用水下混凝土灌注法施工，安放好混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，安放混凝土浇灌导管时，应使混凝土浇灌导管离桩孔孔底的距离≤0.4m，混凝土初灌量为1.5～2.0m³，确保混凝土能埋住导管深度约为1.0～1.3m；桩孔内无水时采用干孔灌注法施工，混凝土浇灌导管离孔底的距离≤1.0m。

9.如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，灌注步骤中，第一次灌注应灌至桩底部标高以上2~3m，然后振动套管1~3min，使底部混凝土密实，在灌注混凝土至桩顶标高时，应先振动5~10秒再开始拔管，边振边拔，每拔0.5~1m停拔振动5~10秒，并向下反插深度为300mm~500mm，如此反复直至套管全部拔出，拔管速度控制为1.2~1.5m/min。

10. 如权利要求1所述的静压套管旋挖灌注桩施工方法，其特征在于，成型的灌注桩直径为500~1200mm。