CN103882858A - 直径300mm微型桩施工方法 - Google Patents

Abstract

一种直径300mm微型桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：a钢筋笼和注浆管制作，b钻孔放样、定位，c钻机就位钻孔、成孔，d清孔、埋设钢筋笼及注浆管，e填灌碎石骨料，f水泥浆制备，g初次注水泥浆，h二次注水泥浆和i成桩。本发明的直径300mm微型桩施工方法具有有效解决施工场地狭小、无法使用大型机械的问题，保证项目顺利实施和施工费用低廉，经济效益好的优点。

Description

直径300mm微型桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种土建工程中的基桩施工方法，具体地说，是一种直径300mm微型桩施工方法。

背景技术

微型桩施工技术是一种应用压浆成桩的灌注技术，微型桩最早的应用可以追溯到上世纪50年代的意大利，而国内直到80年代中期才开始从国外引进相关的技术和结构，目前国内微型桩的应用及研究多应用于边坡工程,在隔音屏、行人天桥、运输带、小型别墅、小型商场等基础工程中，也可以当支护桩使用。微型桩适用于陡峭的山坡、狭窄的楼群之间、高速公路、闹市区、火车站台甚至建筑物内部进行施工，小型的施工设备只需要2m×5m作业区域，施工时噪音和振动小，是特殊工况基础工程可选的优秀施工方法。

平潭综合试验区第一期中小学标准化项目——北门小学边坡支护工程，该学校周围被居民房屋环绕，进入该区域仅有一个不足3米的临时便道，所需做支护边坡两侧高差约3m，该场地地下水位较浅，地下土质为渗透性较高的砂质土，坡顶3～4米位置为无地梁浅基础四层石砌民房，最近住户房屋离坡顶边线仅2.95m。在这样的周围环境下进行普通微型桩成孔施工有较大安全隐患：基础施工时附近民房地下土受扰动，以及地下水变化造成附近民房基础不均匀沉降，从而引起周边建筑的变形与破坏。

因此已知的普通微型桩成孔施工方法存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种“梅花布置——跳点成桩”的直径300mm微型桩施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种直径300mm微型桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢筋笼和注浆管制作

（1）钢筋笼采用劲型骨架按图纸加工制作，在钢筋笼的加强箍上等间距标出主筋位置，先将3-4根主筋依次焊接在加劲箍上，形成钢筋骨架，随后将其他主筋均匀焊接到加劲箍上，形成整个钢筋骨架，最后将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上；

（2）初次注浆管采用Φ48×3.6mm钢管，对于桩长过长的，钢管需要对焊焊接，外侧采用3根钢筋网型号A16，长度为160mm的钢筋双面焊以作加强，必要时采用橡皮套封闭接口；

（3）二次注浆管选用Φ48×3.6mm钢管，注浆管1/3长度的下部范围内每隔30cm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径8mm，用电焊机直接点孔，注浆孔以橡胶套封闭，二次注浆管下口砸扁封死；二次注浆管绑扎在钢筋笼内，与钢筋笼一起沉放到钻孔内；

b、钻孔放样、定位

根据设计要求的钻孔间距、排距及设计提供的标高进行测量放线，根据设计的钻孔孔洞直径、间距、排距使用短钢筋打入地下进行定位，定位后应重新进行复核； 

c、钻机就位钻孔、成孔

钻机在工作平台上搭就后，移动钻机使转盘中心对准定位中心钻孔；采用正循环方法，用水作为循环冷却钻头和除渣方法；钻孔成桩施工工艺顺序采用“梅花布置—跳点成桩”法，成桩按桩编号跳点跳排施工，将原有钻机小移位成桩a→o字母顺序：改为稍大移位的跳点跳排顺序：a、d、g、j、m→b、e、h、k、n→c、f、i、l、o；

d、清孔、埋设钢筋笼及注浆管

（1）采用泥浆护壁成孔，成孔后进行水冲清孔排渣，尽量使沉渣厚度小于200mm，清孔后泥浆比重控制在1.12；

（2）埋设钢筋笼时，要对准孔位吊直扶稳钢筋笼，顺其缓缓下沉，钢筋笼下到设计位置后，立即在上面焊一提钩提起钢筋笼固定在机架或搁置在地面的钢管上，钢筋笼吊放完毕，向孔内下初次注浆管；

e、填灌碎石骨料

钢筋笼及注浆管吊放完毕后，填灌碎石骨料至钻孔顶部，碎石骨料填入的同时，通过初次注浆管继续向钻孔内注入高压清水进行清孔，防止泥土随石子的填入而混入钻孔内；

f、水泥浆制备

注水泥浆的水泥采用P.O 42.5号普通硅酸盐水泥，在注水泥浆前30min开始制备水泥浆，水泥浆液进入泥浆泵，再泵送入注浆管；

g、初次注水泥浆

清孔至孔口冒出的泥砂达到符合要求的泥浆比重时注水泥浆，初次注水泥浆时注水泥浆泵正常压力控制在0.3Mpa左右；注水泥浆时注水泥浆液应均匀上冒，直至灌满，孔口冒出浓浆，初次注水泥浆才告结束； 

h、二次注水泥浆

待初次注水泥浆液达到初凝，在5～7小时后开始二次注水泥浆，二次注水泥浆的注浆压力为2～4Mpa，从底部往上层注浆，注浆时边注边上拔注浆管，应保持一定的上拔速度，拔注浆管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆；

i、成桩

微型桩口径较小，只能内置小直径的注浆管，填筑碎石通过注浆凝固而成，成桩后端面呈不规则分部，孔底为突出状；采用“梅花—跳点”工艺施工的微型排桩，在两边边桩泥浆壁达到一定强度，对中间桩成桩灌浆时产生一定导向压力，达成质量灌浆和成桩。

本发明的直径300mm微型桩施工方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述步骤c钻机就位钻孔中，启动钻机开始钻进时防止钻头撞击护筒造成偏位。

前述的方法，其中所述步骤c钻机就位钻孔中，钻入过程中严格控制钻速，首先慢速，进入4-5m左右中档进钻；在砂粘土钻进时，用二、三档转速，自由进钻；在砂土中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进钻，以免陷没钻头或速度跟不上；当进入粉砂层时，宜用低档慢速钻进，减少钻进对粉砂土的搅动；钻进达到设计标高后，再钻进10-20cm。

前述的方法，其中所述步骤c钻机就位钻孔中，钻孔时，泥浆比重控制在1.18。

前述的方法，其中所述步骤e填灌碎石骨料中，采用的碎石骨料粒径不超过l／10桩径。

前述的方法，其中所述步骤f水泥浆制备中，水泥浆的水灰比控制在0.4:1-0.6:1。

采用上述技术方案后，本发明的直径300mm微型桩施工方法具有以下优点：

1、有效解决施工场地狭小、无法使用大型机械的问题，保证项目顺利实施；

2、施工费用低廉，经济效益好。

附图说明

图1为微型桩施工顺序平面布置示意图；

图2为已知的工艺微型桩成桩示意图；

图3为本发明实施的“梅花——跳点”工艺微型桩成桩示意图。

图中：1微型桩桩位，2钢筋笼，3水泥注浆凝块。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

实施例1

本发明的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢筋笼和注浆管制作

（1）钢筋笼采用劲型骨架按图纸加工制作，在钢筋笼的加强箍上等间距标出主筋位置，先将4根主筋依次焊接在加劲箍上，形成钢筋骨架，随后将其他主筋均匀焊接到加劲箍上，形成整个钢筋骨架，最后将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上；

（2）初次注浆管采用Φ48×3.6mm钢管，对于桩长过长的，钢管需要对焊焊接，外侧采用3根钢筋网型号A16，长度为160mm的钢筋双面焊以作加强，必要时采用橡皮套封闭接口；

（3）二次注浆管选用Φ48×3.6mm钢管，注浆管下部1/3长度范围内每隔30cm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径8mm，用电焊机直接点孔，注浆孔以橡胶套封闭，二次注浆管下口砸扁封死；二次注浆管绑扎在钢筋笼内，与钢筋笼一起沉放到钻孔内；

b、钻孔放样、定位

根据设计要求的钻孔间距、排距及设计提供的标高进行测量放线，根据设计的钻孔孔洞直径、间距、排距使用短钢筋打入地下进行定位，定位后应重新进行复核； 

c、钻机就位钻孔、成孔

钻机在工作平台上搭就后，移动钻机使转盘中心大致对准定位中心，起吊钻头，微移钻机，使钻头中心正对桩位，并保持钻机底盘水平后，开始钻孔；钻孔时，泥浆比重控制在1.18。

采用正循环方法，用水作为循环冷却钻头和除渣方法，同时在钻进过程中水和泥土搅拌混合在一起变成泥浆状，起到临时护孔壁的作用。启动钻机开始钻进时杜绝由于操作原因使钻头撞击护筒造成偏位。钻入过程中严格控制钻速，首先慢速，进入4-5m左右中档进钻。在砂粘土钻进时，可用二、三档转速，自由进钻。在砂土中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进钻，以免陷没钻头或速度跟不上。当进入粉砂层时，宜用低档慢速钻进，减少钻进对粉砂土的搅动。钻进达到设计标高后，再钻进20cm；

图1为微型桩施工顺序平面布置示意图。

本发明的直径300mm微型桩施工方法，钻孔成桩施工工艺顺序采用“梅花布置—跳点成桩”法，成桩按桩编号跳点跳排施工，将原来已知的钻机小移位成桩顺序(按照字母a→o)改为稍大移位的跳点跳排顺序（按照字母a、d、g、j、m→b、e、h、k、n→c、f、i、l、o），即先施工两排外侧桩，最后施工中间一排桩，钻机基本仅水平移位，操作变化后不复杂；

d、清孔、埋设钢筋笼及注浆管

（1）采用泥浆护壁成孔，成孔后进行水冲清孔排渣，尽量使沉渣厚度小于200mm，清孔后泥浆比重控制在1.12；

（1）埋设钢筋笼时，要对准孔位吊直扶稳钢筋笼，顺其缓缓下沉，注意钢筋笼及二次注浆管位置，避免碰撞孔壁，若发生钢筋笼沉不下去时，必须将钢筋笼吊出孔位，进行扫孔，严禁用桩机吊起钢筋笼重落或人力扭动等方法将钢筋笼强制下沉，钢筋下到设计位置后，立即在上面焊一提钩提起钢筋笼固定在机架或搁置在地面的钢管上，防止由于不断清孔而使钢筋笼刺入更深。钢筋笼吊放完毕，向孔内下初次注浆管；

e、填灌碎石骨料

钢筋笼及注浆管吊放完毕后，填灌碎石骨料至钻孔顶部，碎石骨料填入的同时，通过初次注浆管继续向钻孔内注入高压清水进行清孔，防止泥土随石子的填入而混入钻孔内。

微型桩采用的碎石骨料粒径不宜过大，以防卡在钢筋笼上，通常以不超过l／10桩径为宜。本工程选用30mm以内级配碎石。在成孔之后至回填碎石期间，最可能产生缩径和塌孔现象，因此应尽可能缩短吊放加筋材料和注浆管的时间；

f、水泥浆制备

注浆水泥采用P.O 42.5号普通硅酸盐水泥，使用前先对其进行质量检查，其强度和体积安定性必须符合要求。水泥浆用水必须清洁、无污染。在注浆前30min左右开始制备水泥浆。在搅拌器中充分搅拌，搅拌均匀后从出浆口流出，经过滤网过滤，除去浆液中没有水化的颗粒和杂质。滤过的浆液进入泥浆泵，再泵送入注浆管。水泥浆的水灰比控制在0.4:1-0.6:1之间。水灰比过小则水泥浆流动性小，注浆困难；水灰比过大则水泥浆粘聚性和保水性不良，会产生流浆和离析现象，从而使水泥浆固结体强度降低，无法满足设计要求。

g、初次注浆

清孔至孔口冒出的泥砂达到符合要求的泥浆比重时（注浆前不能终止清孔），才能开始注浆。初次注浆时注浆泵正常压力控制在0.3Mpa左右。注浆工作时，注浆液应均匀上冒，直至灌满，孔口冒出浓浆，压浆才告结束；注浆过程应连续，如因其他原因间断，立即处理。注浆管的提升应根据注浆压力变化进行，每次提升高度不超过50cm，直至水泥浆完全置换孔内泥浆从孔口溢出为止。注浆完毕，立即拔初次注浆管，每拔2m补注一次，直至拔出为止。在整个注浆过程中，严格控制注浆顶面标高（设计桩顶标高以上加灌长度应大于50cm）。

h、二次注浆

待初次注浆液达到初凝，一般是在5～7小时后开始二次注浆。二次注浆管绑扎在钢筋笼上与钢筋笼一同放入钻孔中，由注浆泵通过注浆管压入注浆液，并从注浆管的开口处溢出，在注浆压力的作用下顶开橡皮套，冲破初凝的水泥浆，挤压填充桩体与土壁之间的空隙，以提高桩的承载能力。二次注浆的挤压效果受注浆压力、初凝时间、水灰比、土层特征等因素影响。二次注浆的注浆压力为4Mpa。一般从底部往上层注浆，注浆时边注边上拔。应保持一定的上拔速度，上拔速度太快则水泥浆不能充分溢出，达不到注浆效果；速度太慢则大量的水泥浆沿桩体向上溢出，造成材料浪费。拔管后应立即在桩顶填充碎石，并在2m范围内补充注浆。

注浆压力当注浆压力超过桩周土的上覆土自重压力和强度时，将有可能导致上覆土层的破坏，桩身上抬。因此，注浆压力一般以不使地层结构破坏或发生局部和少量破坏为前提。注浆压力与桩长、桩端土层的性质有关，桩身越长，桩端土强度越高，则所需的注浆压力越大；桩身越短，桩端土层强度越低，则所需的注浆压力越小。此外，在不同的阶段，所需要的注浆压力也不同，注浆开始阶段由于要克服很大的初始阻力，所需的压力较大；平稳注浆过程中，所需的压力较小；注浆结束时，由于浆液已经充满地层，此时所需要的压力较大。一般情况下，可通过注浆试验结果确定注浆压力。

i、成桩

因微型桩口径较小，只能内置小直径的注浆管，所以微型桩一般不能采用混凝土直接浇筑，而是填筑碎石通过注浆凝固而成，所以从成桩形状来看，成桩后端面呈不规则分部，孔底为突出状。

图2为已知的工艺微型桩成桩示意图，图3为本发明实施的“梅花——跳点”工艺微型桩成桩示意图。采用“梅花—跳点”工艺施工的微型排桩，由于边桩泥浆壁达到一定强度，对中间桩成桩灌浆时产生一定导向压力，从而改进灌浆及成桩质量。

本发明具有实质性特点和显著的技术进步，本发明的直径300mm微型桩施工方法在北门小学边坡支护工程采用φ300微型桩作为挡土墙基础，该工程于2012年7月14日开工，2012年7月25日竣工，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，效果显著，有效化解了建设单位及周边居民对该方案担忧，无安全生产事故发生，得到了各方的一致好评。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种直径300mm微型桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢筋笼和注浆管制作

（1）钢筋笼采用劲型骨架按图纸加工制作，在钢筋笼的加强箍上等间距标出主筋位置，先将3-4根主筋依次焊接在加劲箍上，形成钢筋骨架，随后将其他主筋均匀焊接到加劲箍上，形成整个钢筋骨架，最后将箍筋按设计图纸间距点焊在钢筋骨架上；

（2）初次注浆管采用Φ48×3.6mm钢管，对于桩长过长的，钢管需要对焊焊接，外侧采用3根钢筋网型号A16，长度为160mm的钢筋双面焊以作加强，必要时采用橡皮套封闭接口；

（3）二次注浆管选用Φ48×3.6mm钢管，注浆管1/3长度的下部范围内每隔30cm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径8mm，用电焊机直接点孔，注浆孔以橡胶套封闭，二次注浆管下口砸扁封死；二次注浆管绑扎在钢筋笼内，与钢筋笼一起沉放到钻孔内；

b、钻孔放样、定位

根据设计要求的钻孔间距、排距及设计提供的标高进行测量放线，根据设计的钻孔孔洞直径、间距、排距使用短钢筋打入地下进行定位，定位后应重新进行复核； 

c、钻机就位钻孔、成孔

钻机在工作平台上搭就后，移动钻机使转盘中心对准定位中心钻孔；采用正循环方法，用水作为循环冷却钻头和除渣方法；钻孔成桩施工工艺顺序采用“梅花布置—跳点成桩”法，成桩按桩编号跳点跳排施工，将原有钻机小移位成桩a→o字母顺序：改为稍大移位的跳点跳排顺序：a、d、g、j、m→b、e、h、k、n→c、f、i、l、o；

d、清孔、埋设钢筋笼及注浆管

（1）采用泥浆护壁成孔，成孔后进行水冲清孔排渣，尽量使沉渣厚度小于200mm，清孔后泥浆比重控制在1.12；

（2）埋设钢筋笼时，要对准孔位吊直扶稳钢筋笼，顺其缓缓下沉，钢筋笼下到设计位置后，立即在上面焊一提钩提起钢筋笼固定在机架或搁置在地面的钢管上，钢筋笼吊放完毕，向孔内下初次注浆管；

e、填灌碎石骨料

钢筋笼及注浆管吊放完毕后，填灌碎石骨料至钻孔顶部，碎石骨料填入的同时，通过初次注浆管继续向钻孔内注入高压清水进行清孔，防止泥土随石子的填入而混入钻孔内；

f、水泥浆制备

注水泥浆的水泥采用P.O 42.5号普通硅酸盐水泥，在注水泥浆前30min开始制备水泥浆，水泥浆液进入泥浆泵，再泵送入注浆管；

g、初次注水泥浆

清孔至孔口冒出的泥砂达到符合要求的泥浆比重时注水泥浆，初次注水泥浆时注水泥浆泵正常压力控制在0.3Mpa左右；注水泥浆时注水泥浆液应均匀上冒，直至灌满，孔口冒出浓浆，初次注水泥浆才告结束； 

h、二次注水泥浆

待初次注水泥浆液达到初凝，在5～7小时后开始二次注水泥浆，二次注水泥浆的注浆压力为2～4Mpa，从底部往上层注浆，注浆时边注边上拔注浆管，应保持一定的上拔速度，拔注浆管后应立即在桩顶填充碎石，并在1～2m范围内补充注浆；

i、成桩

微型桩口径较小，只能内置小直径的注浆管，填筑碎石通过注浆凝固而成，成桩后端面呈不规则分部，孔底为突出状；采用“梅花—跳点”工艺施工的微型排桩，在两边边桩泥浆壁达到一定强度，对中间桩成桩灌浆时产生一定导向压力，达成质量灌浆和成桩。

2.如权利要求1所述的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于，所述步骤c钻机就位钻孔中，启动钻机开始钻进时防止钻头撞击护筒造成偏位。

3.如权利要求1所述的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于，所述步骤c钻机就位钻孔中，钻入过程中严格控制钻速，首先慢速，进入4-5m左右中档进钻；在砂粘土钻进时，用二、三档转速，自由进钻；在砂土中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进钻，以免陷没钻头或速度跟不上；当进入粉砂层时，宜用低档慢速钻进，减少钻进对粉砂土的搅动；钻进达到设计标高后，再钻进10-20cm。

4.如权利要求1所述的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于，所述步骤c钻机就位钻孔中，钻孔时，泥浆比重控制在1.18。

5.如权利要求1所述的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于，所述步骤e填灌碎石骨料中，采用的碎石骨料粒径不超过l／10桩径。

6.如权利要求1所述的直径300mm微型桩施工方法，其特征在于，所述步骤f水泥浆制备中，水泥浆的水灰比控制在0.4:1-0.6:1。

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