CN103031839A - 人工挖孔桩施工方法 - Google Patents

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本发明公开了一种人工挖孔桩施工方法，首先进行施工准备，制作注浆管并改造风镐头；风镐配合风镐头，沿孔口护圈底脚环向向下放射状打入一环注浆管，将水泥浆输送软管套于注浆管后端固定；注浆液采用水泥：水=1：0.75的水泥浆，注浆液中掺入速凝剂，减少等强时间；每根注浆管达到设计注浆量后停止注浆，再次利用风镐将注浆管外露部分打入土体；在下一段开挖后，将砼护壁与注浆管顶端连接；注浆段开挖护壁施工；每个注浆加固段开挖完成后重复上面步骤，直至通过松散碎石地层段。本发明优点为：施工简单、投入小，分段、循环加固，注浆量小，可以有效减少浆液损失，桩体周边碎石地层固结，提高了桩体与地层的摩擦力，提高了摩擦桩的承载能力。

Description

人工挖孔桩施工方法
技术领域
本发明涉及公路工程、铁路工程、市政工程及建筑工程中灌注桩基础施工方法，尤其是涉及人工挖孔桩施工方法。
背景技术
人工挖孔桩基础施工中，尤其是在直径为1m-2.5m、深度小于30m灌注桩基础施工中，常常遇到散碎石地层或桩体范围内分段夹有松散碎石地层。如含有粒径200mm-2mm碎石地层、砂类地层，夹有较大块石地层，磨圆度差地层，多呈棱角状地层，分选性差地层，较干燥地层，自稳性差地层等。为了防止塌孔，目前施工中通常采用全钢护筒钻孔桩、沉管（预制砼管）挖孔桩、一次性土体注浆加固等施工方法，虽然上述施工方法可以解决塌孔问题，但均存在设备、物料投入大、施工组织较慢、施工技术较复杂等弊端。
发明内容
本发明目的在于提供一种施工成本低、进度快、安全便捷的人工挖孔桩施工方法。
本发明所述的人工挖孔桩施工方法，按照下述步骤进行；
第一步：施工准备
1、场地平整，测量放线，孔口护圈施工；
2、布置单活塞式注浆机，双层水泥浆搅拌机，水泥浆输送软管，3m3空压机，风镐；
3、制作注浆管：注浆管采用内径28-34mm、壁厚3mm的钢管，钢管长度0.6-1.5m，钢管下端加工成尖头，自钢管下端向上端在管壁上每隔15cm相对打两个孔径为6-10mm的注浆孔，相邻两个注浆孔在管壁上交错布置，钢管上端留50cm止浆段；
4、改造风镐头：在风镐头中部对称焊接两截钢筋作为卡头；以使风镐头端部插入所述注浆管内时，所述卡头能够顶住注浆管后端管口、启动风镐将注浆管打入地层为准；
第二步：打入注浆管
采用风镐配合改造的风镐头，沿所述孔口护圈底脚环向向下放射状打入一环注浆管，各注浆管环向间距40cm；注浆管注浆单管扩散半径为0.6-1m，注浆管前端在1m深度时与孔壁距离为40cm，注浆管与垂直面外倾角为20°-25°；
第三步：注浆
1、将所述水泥浆输送软管套于注浆管后端10cm，用铁箍圈固定；
2、注浆液采用水泥：水=1：0.75的水泥浆，注浆液中掺入适量的速凝剂，以减少等强时间，加快施工进度；注浆压力控制在0.4-0.6MPa范围内；
3、每根注浆管达到设计注浆量后停止注浆，全部注浆完成后，再次利用风镐将注浆管外露部分打入土体，以防止注浆管侵入桩基开挖净空内；在下一段开挖后，将砼护壁与注浆管顶端连接；
第四步：注浆段开挖护壁施工
每段注浆加固完成后等强12小时，待水泥浆液将土体固结后按照常规挖孔桩施工方法进行该加固段的开挖；
第五步：每个注浆加固段开挖完成后重复第二步至第四步，直至通过松散碎石地层段。
为进一步提高施工安全性，在1m的有效注浆加固深度范围内分两次开挖，即每开挖50cm深度施做一次护壁，砼护壁采用C25砼，作成锯齿状，内径为上小下大，上口护壁厚20cm，下口护壁厚10cm；同时在护壁内配以直径8mm钢筋，纵横间距为15cm，砼保护层厚度距护壁内壁3.5cm。
本发明优点主要体现为：
1、分段、循环加固，注浆量小，可以有效减少浆液损失，同时注浆效果可及时得到验证，灵活调整注浆量，保证了注浆加固效果。
2、可根据地层实际情况灵活控制，仅在自稳性差的某一段地层注浆加固，自稳性较好的地层可以不加固，避免了桩基全范围内加固造成的浪费，具有较好的经济性。
3、施工机具、材料均为桥梁常用小型机具，施工投入小；施工工艺简单，无需特殊作业人员培训，可在较短时间内组织施工，施工管理较为简单，施工进度有保证。
4、因桩体周边碎石地层固结，提高了桩体与地层的摩擦力，提高了摩擦桩的承载能力。
附图说明
图1是本发明所述的风镐头结构示意图。
图2是图1的I-I向剖视放大图。
图3是本发明所述注浆管的结构示意图。
图4是按照本发明实施的人工挖孔桩位于碎石地层段的立面结构示意图。
图5是按照本发明实施的人工挖孔桩位于碎石地层段的平面结构示意图。
图6是本发明的施工流程图。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明所述人工挖孔桩施工方法，按照下述步骤进行；
第一步：施工准备
1、平整、清除挖孔场地杂物、夯打压实。场地内开挖排水沟。清理地表水。全站仪精确放样孔桩桩位，设置护桩，随时检查校核桩位及挖孔垂直度等；安装人工挖孔桩提升设备，设置周围围挡，并布置好出渣道路；
2、安放水箱准备足够的施工用水，合理布设电路，满足施工需要；
3、准备注浆设备，包括YSH-3单活塞式注浆机一台，双200L层水泥浆搅拌机一台，2吋水泥浆输送软管一根，3m3空压机一台、G10风镐一台；
4、正确连接注浆设备，并作连接检测，保证设备运转正常；
5、按照设计尺寸人工开挖孔口位置土体，施做孔口护圈。孔口护圈采用混凝土，锁口宽30cm，高度应高出地面50cm，以防止土块、石渣等杂物滚入孔内伤人；
6、注浆施工前根据设计文件，观察地质情况，若桩基顶部为松散碎石地层，则在孔口护圈施做完成后即开始注浆加固施工；若松散碎石地层不在地表而在位于桩体中部，则可以先按正常挖孔桩工艺开挖，施做护壁至松散碎石地层顶面后再开始注浆加固施工；
7、制作注浆管：如图3所示，注浆管采用内径32mm、壁厚3mm的钢管1，钢管1长度1.5m，钢管1下端加工成6mm的尖头2；自钢管1下端向上端在管壁上每隔15cm相对打两个孔径为8mm的注浆孔3、4，相邻两个注浆孔3、4在管壁上交错布置，钢管1上端留50cm止浆段5；
8、改造风镐头：如图1、2所示，在风镐头6中部对称焊接两截钢筋作为卡头7，以使风镐头6端部插入所述注浆管内时，所述卡头7能够顶住注浆管后端管口、启动风镐将注浆管打入地层为准。
第二步：打入注浆管
采用风镐配合改造的风镐头，沿所述孔口护圈底脚环向向下放射状打入一环注浆管，各注浆管上端环向间距40cm；注浆管注浆单管扩散半径为0.6-1m，注浆管前端在1m深度时与孔壁距离为40cm，注浆管与垂直面外倾角为20°-25°；打入注浆管时预留注浆管管口外露20cm。
第三步：注浆
1、按照计算好的单孔注浆量注入。注浆时，应随时观察注浆压力表及桩孔地质变化。若地表有浆液涌出， 表明注浆压力过大，应暂时关闭注浆机，待压力下降后继续注浆。注浆用水泥浆应严格按照施工配合比进行，不宜过稠或过稀。水泥浆过稠，注浆扩散效果较差，过稀则无法保证加固强度。注浆液中掺入速凝剂可以减少等强时间，加快施工进度。根据实际注浆效果，可适当调整设计注浆量，以达到最佳注浆效果。
单管注浆量按照下述公式计算
                V=πR2Hηαβ
V——单管注浆量
R——注浆单管浆液扩散半径，因注浆管上端环向间距为40cm，下端1m处环向间距增大至60cm，综合考虑注浆范围相互重叠，故取平均值R=0.6m；
H——注浆管长度，取1.5m；
η—— 地层天然空隙率，需经现场试验确定；
α——注浆饱满系数0.7～0.9，因考虑注浆过于饱满会增加开挖难度，故取α为0.7；
β——浆液损耗系数1.1～1.4；
2、将所述水泥浆输送软管套于注浆管后端10cm，用铁箍圈固定；
3、注浆液采用水泥：水=1：0.75的水泥浆，注浆液中掺入适量的速凝剂，以减少等强时间，加快施工进度；注浆压力控制在0.4-0.6MPa范围内；
4、每根注浆管达到设计注浆量后停止注浆，全部注浆完成后，再次利用风镐将注浆管外露部分打入土体，以防止注浆管侵入桩基开挖净空内；在下一段开挖后，将砼护壁与注浆管顶端连接，以起到支撑加固护壁的效果。
第四步：注浆段开挖护壁施工
每段注浆加固完成后等强12小时，待水泥浆液将土体固结后按照常规挖孔桩施工方法进行该加固段的开挖；为保证施工安全，在1m的有效注浆加固深度范围内分两次开挖，每次开挖50cm深度施做一次护壁，砼护壁采用C25钢筋砼；护壁内配以直径8mm钢筋，纵横间距15cm，砼保护层厚度距护壁内壁3.5cm；护壁作成锯齿状，内径上小下大，上口护壁厚20cm，下口护壁厚10cm。
第五步：每个注浆加固段开挖完成后重复第二步至第四步，直至通过松散碎石地层段到达设计桩深。

Claims (2)

1.一种人工挖孔桩施工方法，其特征在于：按照下述步骤进行；
第一步：施工准备
1、场地平整，测量放线，孔口护圈施工；
2、布置单活塞式注浆机，双层水泥浆搅拌机，水泥浆输送软管，空压机，风镐；
3、制作注浆管：注浆管采用内径28-34mm、壁厚3mm的钢管（1），钢管（1）长度0.6-1.5m，钢管（1）下端加工成尖头（2），自钢管（1）下端向上端在管壁上每隔15cm相对打两个孔径为6-10mm的注浆孔（3、4），相邻两个注浆孔（3、4）在管壁上交错布置，钢管（1）上端留50cm止浆段（5）；
4、改造风镐头：在风镐头（6）中部对称焊接两截钢筋作为卡头（7）；以使风镐头（6）端部插入所述注浆管内时，所述卡头（7）能够顶住注浆管后端管口、启动风镐将注浆管打入地层为准；
第二步：打入注浆管
采用风镐配合改造的风镐头，沿所述孔口护圈底脚环向向下放射状打入一环注浆管，各注浆管环向间距40cm；注浆管注浆单管扩散半径为0.6-1m，注浆管前端在1m深度时与孔壁距离为40cm，注浆管与垂直面外倾角为20°-25°；
第三步：注浆
1、将所述水泥浆输送软管套于注浆管后端10cm，用铁箍圈固定；
2、注浆液采用水泥：水=1：0.75的水泥浆，注浆压力控制在0.4-0.6MPa范围内；
3、每根注浆管达到设计注浆量后停止注浆，全部注浆完成后，再次利用风镐将注浆管外露部分打入土体，以防止注浆管侵入桩基开挖净空内；在下一段开挖后，将砼护壁与注浆管顶端连接；
第四步：注浆段开挖护壁施工
每段注浆加固完成后等强12小时，待水泥浆液将土体固结后按照常规挖孔桩施工方法进行该加固段的开挖；
第五步：每个注浆加固段开挖完成后重复第二步至第四步，直至通过松散碎石地层段。
2.根据权利要求1所述的人工挖孔桩施工方法，其特征在于：在1m的有效注浆加固深度范围内分两次开挖，即每开挖50cm深度施做一次护壁，砼护壁采用C25砼，作成锯齿状，内径为上小下大，上口护壁厚20cm，下口护壁厚10cm；同时在护壁内配以直径8mm钢筋，纵横间距为15cm，砼保护层厚度距护壁内壁3.5cm。
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