CN103603340B - 柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，步骤为：挖掘桩孔；在尺寸小于桩孔的钢筋笼外侧设置积土止落装置；在钢筋笼的外侧，设置薄膜状围护层；将钢筋笼放置入桩孔内，并打开积土止落装置；清除孔底和孔壁沉渣；通过钢筋笼内腔向桩孔底端浇筑混凝土，混凝土与钢筋笼内的钢筋形成钢筋混凝土结构，得到充满整个桩孔的灌注桩。本发明的施工方法，采用积土止落装置和围护层，能够有效防止松土层落土掉入桩孔底部以及成型桩中，提高了成桩质量；在浇筑混凝土时，围护层将桩孔内壁在振捣时产生的松土等隔离在外侧，保证桩基成型后的质量；在桩基孔现场浇筑成桩，能适应多种地质条件，能降低施工成本，提高施工效率，节省人力，施工安全。

Description

柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑物桩基的施工方法，尤其是柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法。

背景技术

建筑物桩基的桩孔，传统方法是采用人工挖掘，存在如下不足：挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差，容易出现塌方等险情，当土层中可能有腐殖质物产生的气体逸散到孔中时，桩孔底部还会沉积大量有毒气体，给施工安全带来安全隐患。

为了克服施工周期长、人力成本快速上涨等不足，施工单位普遍采用旋挖桩技术，以采用旋挖钻机等机械设备来加快施工进度；所谓旋挖桩，即由旋挖钻机施工的桩型，全称旋挖钻孔灌注桩，工程上简称旋挖桩，由于使用机械作业，对工人人数要求不高，可节省很大的人工费用，故广泛应用于我国的公路、铁路、桥梁和大型建筑的基础桩施工。但是，现有旋挖桩技术，不能适应如重庆等丘陵、山地等存在大量回填土层地面的施工，即施工地面的上部为松土层（回填土层），下部为岩石层：其原因主要是如下两点：1、当桩孔上层具有回填土等松土层时，在旋挖桩孔中下放钢筋笼和混凝土浇筑过程中，随着下放钢筋笼不断剐蹭松土层或混凝土浇筑过程中的震动，松土层中的部分泥土会掉入桩孔底部或混凝土中并在凝固后的混凝土桩体存在，降低混凝土桩体的质量，使桩基的承载能力降低、甚至显著降低，带来较大或严重的安全隐患；其二，无法清除旋挖桩底部的沉渣（松土层或旋挖桩头与岩石摩擦形成的石粉），使之无法满足工程标准（桩孔底部软层厚度小于5cm）。第三，在挖孔时，如果旋挖桩孔出现偏差，浇筑的混凝土桩也随之出现偏差，无法纠正，导致混凝土桩的位置不符合设计要求，也存在较大的安全隐患。

针对现有技术中旋挖钻机进行旋挖桩施工存在的上述不足，本专利申请人，于2013-03-13申请了名称为“建筑物桩基的旋挖成孔施工方法”的发明专利，其申请号为201310079641.6；但经一段时间的试用，本申请人提出了采用围护层、现场浇筑成桩的施工方法，更适用于多种地质条件，而且能降低施工难度和降低成本。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种能够有效防止松土层落入旋挖桩孔中、方便清理底部的沉渣、降低工人劳动强度、采用围护层围护并现场浇筑的柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）采用旋挖机械设备，按照工艺设计要求进行桩孔的挖掘；

（2）按照工艺设计要求，制作钢筋笼；钢筋笼的尺寸小于桩孔，能放置入桩孔内；

（3）在钢筋笼下端的外侧面，设置一个积土止落装置，该装置随同钢筋笼进入桩孔并打开后，能封堵钢筋笼外侧壁与桩孔内壁之间的空隙，承接从钢筋笼外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质；

（4）在钢筋笼的外侧，设置一个薄膜状围护层，围护层捆扎在钢筋笼上；

（5）将带有积土止落装置和围护层的钢筋笼放置入桩孔内，并打开积土止落装置；

（6）清除孔底和一定高度范围的孔壁沉渣，以达到工艺要求；

（7）按照工艺设计要求，通过钢筋笼内腔向桩孔底端浇筑混凝土；经干燥、养护后，混凝土与钢筋笼内的钢筋形成钢筋混凝土结构，得到充满整个桩孔的灌注桩。

进一步的特征是，围护层在钢筋笼的外侧面上部分重叠，形成皱褶，使围护层展开后其形成的外径不小于桩孔的外径；

围护层用匝丝、钢丝、铁丝环绕钢筋笼的外侧面捆扎，形成多个绑扎点。

在浇筑时，混制好的水泥作用在薄膜状围护层上，使捆扎围护层的匝丝、钢丝、铁丝断裂或者松开，使围护层脱离钢筋笼向外展开，贴在桩孔内壁上。

相比现有技术，本发明有益效果如下：

（1）采用积土止落装置和围护层，能够有效防止松土层落土掉入桩孔底部以及成型桩中，提高了成桩质量。

（2）有围护层保护，人工下底进行沉渣清有较高的安全保障。或者，采用灌排装置清除桩孔底部和侧壁的沉渣，操作方便，而且几乎能将全部沉渣清理干净，远超工程标准要求。

（3）在浇筑混凝土时，必然要配用振捣装置，围护层将桩孔内壁在振捣时可能产生的松土等杂质隔离在外侧，使其不进入混凝土内，保证桩基成型后的质量。

（4）在施工现场浇筑，将混凝土注入桩孔内，混凝土与钢筋笼凝固成一体形成建筑物受力的桩基，而不需要先期预制钢筋混凝土笼，降低了施工难度，减少了材料的运输量。

（5）在桩基孔现场浇筑成桩，更能适应多种地质条件，能降低施工成本；在整个桩孔内形成混凝土层，不需要回填，形成的桩基能承受更大的作用力。

（6）采用旋挖机械设备挖桩孔，施工效率很高，节省了大量的人力，而且施工安全。

附图说明

图1是旋挖建筑物桩基孔现场浇筑成桩的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1所示，一种柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，适应如重庆等丘陵、山地存在大量回填土层地面的施工，即施工地面的上部为松土层（回填土层），下部为岩石层；当然也适合其他地质条件下的施工；其包括如下步骤：

1、采用旋挖机械设备，如现有技术中的旋挖机、旋挖钻机等，按照工艺设计要求进行桩孔的挖掘；每个桩孔的深度、宽度（直径）、相邻桩孔之间的距离等参数，按照设计要求决定，满足工艺设计要求；

2、按照工艺设计要求，制作钢筋笼；钢筋笼的尺寸小于桩孔，能放置入桩孔内；对于通常的圆形的钢筋笼，就是指钢筋笼的直径小于桩孔的直径；钢筋笼通常采用钢筋做出一个圆筒状，形成筒状的钢筋笼，必要时设置横向、竖向的箍筋；

3、在钢筋笼的下端的外侧面，设置一个能承接从钢筋笼外侧落入桩孔内的泥土的积土止落装置，该装置随同钢筋笼进入桩孔并打开后，能封堵钢筋笼外侧壁与桩孔内壁之间的空隙，承接钢筋笼外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质；该装置自动（弹簧作用）或人工（手动或外力触发）张开，张开后封堵钢筋笼外侧与桩孔内壁之间的空隙，承接从钢筋笼外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质，并保持钢筋笼稳定；该积土止落装置的一种具体结构，呈环状结构，其下端设置在钢筋笼上（与钢筋笼的钢筋牢固连接），上端可在一定范围内收折，在弹簧作用或人工作用下打开后形成一个上大下小的锥形台结构（锥台状结构）；该积土止落装置能承接从钢筋笼的外侧往下（往桩孔底部）掉落的松散泥土、渣滓等，使其堆积在积土止落装置上，防止泥土、渣滓等落入桩孔底部；

具体的积土止落装置，参见本申请人前述的专利，以及本申请人已经申请并公开的积土止落装置的具体结构，在此不作进一步说明。

4、在钢筋笼的外侧，设置一个薄膜状围护层，围护层具体可以采用现有技术的农用薄膜、彩条布等；围护层用匝丝、钢丝（细小钢丝）、铁丝（细小铁丝）等绑扎，形成多个绑扎点，捆扎在钢筋笼上（钢筋笼的钢筋上），或者用匝丝、钢丝（细小钢丝）、铁丝（细小铁丝）等环绕钢筋笼的外侧面捆扎围护层；

另外，围护层是折叠状，在钢筋笼的外侧面上部分重叠，形成皱褶，使围护层展开后其形成的外径不小于（大于或等于）桩孔的外径，围护层展开后贴在桩孔内壁上；围护层展开后的外径按照工艺设计要求，一般略大于桩孔的外径，或者与其相当。

5、将带有积土止落装置和围护层的钢筋笼放置入桩孔内，并打开积土止落装置；钢筋笼的位置严格按照工艺设计要求准确放置，可以通过调整钢筋笼的具体位置来对挖掘桩孔时产生的位置偏差（如桩孔轴线的偏差）进行一定范围的微调。

6、清除孔底和一定高度范围的孔壁沉渣（距离孔底一定高度范围的孔壁），以达到工艺要求；

清除孔底和孔壁沉渣的方法很多，可采用人工进入孔底进行清除，或采用机械设备进行清除，或采用向桩孔底部加入清水，人工搅拌或充气搅拌以形成泥浆再将泥浆排出，或在桩孔底部本身具有一定出水的情况下，人工搅拌或充气搅拌以形成泥浆再将泥浆排出，或者人工搅拌或充气搅拌形成泥浆后，不用直接将泥浆排出，而是在浇筑混凝土时通过混凝土将密度低于混凝土的泥浆排挤上升，最后排出桩孔，或在桩孔底部的泥浆中加入防止泥浆沉淀的化学物质，最后在浇筑混凝土时通过混凝土将密度低于混凝土的泥浆排挤上升，最后排出桩孔；前述清理方法，都能清理干净孔底和孔壁沉渣，达到甚至远超工艺要求。

如，采用人工进入孔底进行清除，可以直接将沉渣清理出去，或者用水与沉渣中的细小粉尘混合形成泥，再将泥清理出去，达到要求的清洁度即可。

7、按照工艺设计要求，通过钢筋笼内腔向桩孔底端浇筑混凝土；在浇筑时需要配以必要的搅拌、振捣等措施，以保证混凝土的浇筑质量；经干燥、养护后，混凝土与钢筋笼内的钢筋形成一个强度符合要求的钢筋混凝土结构，得到符合工艺设计要求的、充满整个桩孔的、作为建筑物桩基的灌注桩。在浇筑时，由于混制好的水泥等是流体状，具有较大的压力，会作用在薄膜状围护层上，使捆扎围护层的匝丝、钢丝、铁丝等断裂或者松开，使围护层脱离钢筋笼向外展开，贴在桩孔内壁上，这样浇筑的混凝土就充满了整个桩孔，在整个桩孔内形成了一个强度符合要求的钢筋混凝土结构，得到符合工艺设计要求的作为建筑物桩基的灌注桩。

如图1中，在桩孔1内设置了钢筋笼2，钢筋笼2从桩孔1的底端到顶端，其长度与桩孔1的深度相配；积土止落装置3设置在钢筋笼的下端或中下端的外侧面，其展开（打开）后形成一个上大下小的锥形台结构，封堵钢筋笼外侧与桩孔内壁之间的空隙，承接从钢筋笼外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质，并保持钢筋笼稳定；围护层4套在钢筋笼2外侧，其下端放置在打开后的积土止落装置3上，与积土止落装置3平齐；围护层4采用现有的彩条布、农用薄膜等；钻设桩孔1时，桩孔1最上面的是回填土层13，接着是强风化基岩层14，最下端是中风化基岩层15，一般桩孔钻设到中风化基岩层基本就能满足相关要求了。最后，在钢筋笼2内浇筑混凝土后，形成混凝土层11，浇筑混凝土时，因压力作用使围护层4的捆绑（绑扎）失效而向外展开直至贴在桩孔1内壁上，混凝土层11充满整个桩孔1内；混凝土与钢筋笼2的钢筋牢固结合、凝固成一个整体，形成建筑物受力的桩基。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）采用旋挖机械设备，按照工艺设计要求进行桩孔的挖掘；

（2）按照工艺设计要求，制作钢筋笼；钢筋笼的尺寸小于桩孔，能放置入桩孔内；

（3）在钢筋笼下端的外侧面，设置一个积土止落装置，该装置随同钢筋笼进入桩孔并打开后，能封堵钢筋笼外侧壁与桩孔内壁之间的空隙，承接从钢筋笼外侧往下落入桩孔内的松散土体和杂质；

（4）在钢筋笼的外侧，设置一个薄膜状围护层，薄膜状围护层捆扎在钢筋笼上；

（5）将带有积土止落装置和薄膜状围护层的钢筋笼放置入桩孔内，并打开积土止落装置；

（6）清除孔底和一定高度范围的孔壁沉渣，以达到工艺要求；

（7）按照工艺设计要求，通过钢筋笼内腔向桩孔底端浇筑混凝土；经干燥、养护后，混凝土与钢筋笼内的钢筋形成钢筋混凝土结构，得到充满整个桩孔的灌注桩；

在浇筑时，由于混制好的水泥作用在薄膜状围护层上，使捆扎薄膜状围护层的匝丝、钢丝、铁丝断裂或者松开，使薄膜状围护层脱离钢筋笼向外展开，贴在桩孔内壁上。

2.根据权利要求1所述的柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，所述薄膜状围护层在钢筋笼的外侧面上部分重叠，形成皱褶，使薄膜状围护层展开后其形成的外径不小于桩孔的外径。

3.根据权利要求1所述的柔性防护防止塌孔的旋挖成孔灌注桩施工方法，其特征在于，薄膜状围护层用匝丝、钢丝、铁丝环绕钢筋笼的外侧面捆扎。