CN104563148B - 建筑桩基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑桩基施工方法，包括以下步骤：P1：钻孔前准备；P2：埋设护筒；P3：灌浆：P4：钻孔；P5：清孔；P6：成桩；本发明的建筑桩基施工方法，在钻孔时采用旋挖钻机和冲击钻机进行联合钻孔，克服现有单一桩基施工技术中的不足，能够根据不同的地质条件选用适合的钻机，不受地质条件限制，避免了塌孔、埋钻等事故的发生，确保桩基础质量；同时，使用作业台架为钻机提供稳定的支撑，桩基施工可不受土质场地泥凝、雨天等影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率；本发明操作方便、施工速度快、节约材料，经济效益明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工方法，特别涉及一种建筑桩基施工方法。
背景技术
随着土木建筑工程技术的发展，桩基础越来越多的被采用，且发展趋势向超长、大直径桩基础发展；目前，桩基础钻孔施工一般采用单一施工方法，具体施工方法有：冲击钻机钻孔、旋挖钻机钻孔等。冲击钻机桩基施工方法采取泥浆护钻孔，适用于粘土、砂土、软弱土层、卵石层及软、硬质岩层等多种不同地层，但其施工工效低，一般地层每天可完成5-8m，对于特殊地层如软弱地层、硬岩地层，其工效很低，有的甚至每天仅能完成20-50cm；但其在桩基质量方面，因清底采用掏碴清孔，孔底沉碴厚度易控制，可确保端承桩质量沉碴厚度满足要求。旋挖钻机桩基础施工方法，可干法或泥浆护壁钻孔，适用粘土层、砂土层及软质岩层等软塑状土层，其工效高，一般每天可达到50-100m；但其适用地层受限，易产生塌孔、卡钻、埋钻等事故；其在桩基质量方面，清底采用双开钻头清孔，如施工工艺控制不严时，尤其是在泥浆护壁成孔施工中，易造成孔底沉碴厚度超标等问题。此外，无论是何种机械成孔方法，泥浆护壁施工都会造成场地泥凝，钻机移位不便；若地面表层为平场新近回填土层时，加之雨水影响，在泥水等作用下，场地泥凝较厚，钻机移动时对土层造成扰动，搅拌成了泥浆，钻机移动极不方便，甚至无法移动，只得停工或采取铺垫钢板等措施，既增加了施工成本，又无法顺利施工。
因此，为解决上述问题，就需要对现有的建筑桩基施工方法进行，以克服现有单一桩基施工技术中的不足，使其能够不受地质条件限制，确保桩基础质量，能够在进行桩基施工时避免场地泥凝影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑桩基施工方法，克服现有单一桩基施工技术中的不足，使其能够不受地质条件限制，确保桩基础质量，能够在进行桩基施工时避免场地泥凝影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率。
本发明的建筑桩基施工方法，包括以下步骤：
P1：钻孔前准备：平整场地，测放桩孔位置，设置泥浆池、泥浆循环沟槽，根据建筑桩基平面位置及钻孔顺序在施工场地上铺设用于支撑钻机的钻孔作业台架；
P2：埋设护筒：使用旋挖钻机钻孔至埋设深度后，旋挖钻机安装护筒驱动器，提升护筒，对准孔位，旋转臂杆下放安装护筒；
P3：灌浆：护筒安装好后，向护筒内灌入护壁泥浆；
P4：钻孔：采用冲击钻机和旋挖钻机联合钻孔；根据孔位地质情况，选择冲击钻机、旋挖钻机的钻孔顺序；
P5：清孔：采取换浆清碴及旋挖钻机双开门钻头或冲击钻机掏碴筒掏碴清孔联合清孔工艺，钻孔至设计深度后，向孔内灌入密度较小的泥浆，换浆清碴；
P6：成桩：清孔合格后，采取冲击钻机或者吊车起吊下放安装钢筋笼，采用导管法灌注水下混凝土，拔除护筒。
进一步，所述钻孔作业台架包括承重架体和连接组件，所述承重架体由若干个横向排列的桁架单体组成，相邻所述桁架单体之间通过所述连接组件以可拆卸方式进行连接；该作业台架还包括设于所述承重架体下方的用于支撑承重架体的下支撑组件和设于所述承重架体上方的用于支撑钻机的上支撑组件。
进一步，所述桁架单体包括采用槽钢制成的上弦杆、下弦杆、立杆及斜杆，所述上弦杆、下弦杆和立杆围合成方形框架，所述斜杆设于该方形框架内部并连接其对角；所述连接组件包括连接板和连接杆，所述连接板固设在立杆上，所述连接杆的两端分别连接两相邻立杆上的连接板；所述立杆的上侧和下侧均设有用于与连接板可拆式连接的连接部，所述连接杆的两端分别连接位于上侧的连接板和位于下侧的连接板。
进一步，所述下支撑组件包括从上往下依次设置的下支撑梁和下垫板，所述下垫板包括若干块横向拼接的垫板单体，所述下支撑梁沿桁架单体的排列方向延伸，各所述垫板单体与下支撑梁之间以可拆卸方式连接；所述垫板单体的纵向两端向上延伸形成弯曲部。
进一步，所述作业台架还包括U型螺栓、压板和螺母，所述垫板单体和压板上均设有连接孔，所述U型螺栓以开口朝上的方式穿过垫板单体和压板的相应连接孔并与螺母配合固定。
进一步，所述上支撑组件包括从下往上依次设置的上支撑梁和上支板，所述上支板包括若干块横向拼接的支板单体；所述上支板设有用于供冲击钻机和/或旋挖钻机定向行走移动的钻机轨道。
进一步，所述护筒采用厚0.6-1.2mm的钢板制作，护筒内径大于桩孔径；所述护筒的顶部设有溢浆孔或溢浆槽。
进一步，在步骤P4中，若地层为软塑状粘土，则首先采用旋挖钻机钻孔，钻至卵石地层后改用冲击钻机成孔；在冲击钻机钻孔过程中向桩孔内投放粘土造浆，同时挤密孔壁。
进一步，在步骤P4中，钻孔过程中向钻孔内补充泥浆以保持钻进及提钻后孔内泥浆液面高于护筒底部2.0m以上，且孔内泥浆液面高于地下水位标高1.0m以上。
进一步，在步骤P5中，灌注水下混凝土前护壁泥浆的密度控制在1.0-1.2kg/cm3，同时采取掏碴法清理桩底沉碴，确保端承桩孔底沉碴厚不大于50mm，摩擦桩孔底沉碴厚度不大于150mm。
本发明的有益效果：本发明的建筑桩基施工方法，在钻孔时采用旋挖钻机和冲击钻机进行联合钻孔，克服现有单一桩基施工技术中的不足，能够根据不同的地质条件选用适合的钻机，不受地质条件限制，避免了塌孔、埋钻等事故的发生，确保桩基础质量；同时，使用作业台架为钻机提供稳定的支撑，桩基施工可不受土质场地泥凝、雨天等影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率；本发明操作方便、施工速度快、节约材料，经济效益明显。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的钻孔作业台架的整体结构简化图；
图3为本发明的桁架单体的结构示意图；
图4为发明的下支撑梁和下垫板的连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对详细说明本发明。
实施例：
本实施例应用于楼层工程中，该工程设计为桩基础，直径为1.0m、1.2m、1.4m、1.6m，最大桩深30m；地质条件由上至下分别为：3-6m人工杂填土层，5-6m粘土层，6-8m卵石层、3-5m淤泥层，之下为泥岩、砂泥岩层；桩基深度设计要求进入基岩3m。
本实施例的建筑桩基施工方法，包括以下步骤：
P1：钻孔前准备：施工前先对场地进行平整、夯实，满足安放钻机场地承载力要求；测放桩孔位置，设置泥浆池、泥浆循环沟槽；根据建筑桩基平面位置及钻孔顺序在施工场地上铺设用于支撑钻机的钻孔作业台架；使用作业台架为钻机提供稳定的支撑，桩基施工可不受土质场地泥凝、雨天等影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率；
P2：埋设护筒：使用旋挖钻机钻孔至埋设深度后，旋挖钻机安装护筒驱动器，提升护筒，对准孔位，旋转臂杆下放安装护筒；埋设后护筒顶面比地面高出300mm，周边采用粘土回填夯实；所述护筒采用厚0.9mm的钢板制作，护筒内径比桩孔径长200mm，护筒的长度不小于3.0m；所述护筒的顶部设有溢浆孔或溢浆槽，以便泥浆循环；
P3：灌浆：护筒安装好后，向护筒内灌入护壁泥浆；护壁泥浆可采用现场冲击钻机自造浆与外购造浆两种方式相结合，保证钻孔过程护壁泥浆的数量和质量；
P4：钻孔：采用冲击钻机和旋挖钻机联合钻孔；根据孔位地质情况，选择冲击钻机、旋挖钻机的钻孔顺序；一般采取5-8台冲击钻机配合1台旋挖钻机作业；首先采用旋挖钻机钻孔，钻孔穿过人工杂填土层及粘土层，深度至地下10m，钻孔过程中向钻孔内补充泥浆以保持钻进及提钻后孔内泥浆液面高于护筒底部2.0m以上，且孔内泥浆液面高于地下水位标高1.0m以上，避免提钻过程中泥浆冲刷护筒底部土层或泥浆面底于地下水位形成负压造成钻孔塌孔；钻至卵石地层后，移动旋挖钻机至下一孔位，安放冲击钻机接续钻孔，冲击钻孔开始采取低冲程，稳定后正常钻进，钻孔过程中向桩孔内投放粘土造浆，同时挤密孔壁，确保卵石地层孔壁安全；冲击钻孔出碴采取循环泥浆及掏碴筒掏碴联合方式；冲击钻孔穿过卵石层后，进入淤泥层，继续采取冲击钻孔，钻孔时根据地质情况，可投入部分石块，稳定淤泥地层孔壁，钻孔穿过淤泥层，进入基岩层，达到设计深度后终孔；
P5：清孔：采取换浆清碴及旋挖钻机双开门钻头或冲击钻机掏碴筒掏碴清孔联合清孔工艺，钻孔至设计深度后，向孔内灌入密度较小的泥浆，换浆清碴；灌注水下混凝土前护壁泥浆的密度控制在1.1kg/cm3，同时采取掏碴法清理桩底沉碴，确保端承桩孔底沉碴厚不大于50mm，摩擦桩孔底沉碴厚度不大于150mm；
P6：成桩：清孔合格后，采取冲击钻机或者吊车起吊下放安装钢筋笼，采用导管法灌注水下混凝土，拔除护筒，即可成桩。
本实施例中，所述钻孔作业台架包括承重架体和连接组件，所述承重架体由若干个横向排列的桁架单体1组成，相邻所述桁架单体1之间通过所述连接组件以可拆卸方式进行连接；该作业台架还包括设于所述承重架体下方的用于支撑承重架体的下支撑组件和设于所述承重架体上方的用于支撑钻机的上支撑组件；桁架单体1的数量可根据具体需要而定；下支撑组件直接与施工场地接触，将本作业台架上的重力传递至地面；施工时可根据建筑桩基平面位置及钻孔顺序，在钻孔施工前设计桁架单体1的组合方式，以方便施工过程中的组装、调整台架的位置、移动钻机；采用本作业台架时，台架能为钻机提供稳定的支撑，桩基施工可不受土质场地泥凝、雨天等影响，保证桩基连续施工，降低施工成本，提高施工效率。
本实施例中，所述桁架单体1包括采用槽钢制成的上弦杆11、下弦杆12、立杆13及斜杆14，所述上弦杆11、下弦杆12和立杆13围合成方形框架，所述斜杆14设于该方形框架内部并连接其对角；在建筑行业中，槽钢的取材方便、来源广泛，而且结构强度较高，适于作为实现本发明目的的承重；各杆件之间可通过螺接、焊接等现有的连接方式实现固定；该结构的桁架单体1具有较强的支撑性能；所述连接组件包括连接板21和连接杆22，所述连接板21固设在立杆13上，所述连接杆22的两端分别连接两相邻立杆13上的连接板21；连接板21固定连接在立杆13上，连接杆22则连接两连接板21；本实施例中，所述立杆13的上侧和下侧均设有用于与连接板21可拆式连接的连接部13a，所述连接杆22的两端分别连接位于上侧的连接板21和位于下侧的连接板21；连接杆22倾斜设置，其固定效果更理想，并具有一定的抗弯性。
本实施例中，所述下支撑组件包括从上往下依次设置的下支撑梁3和下垫板4，所述下垫板4包括若干块横向拼接的垫板单体4a，所述下支撑梁3沿桁架单体1的排列方向延伸，各所述垫板单体4a与下支撑梁3之间以可拆卸方式连接；垫板单体4a的数量可根据具体需要而定；所述垫板单体4a的纵向两端向上延伸形成弯曲部4b，弯曲部4b的作用与手柄相似，便于进行拆卸；所述垫板单体4a优选为方形金属板，所述下支撑梁3优选为方木；方形金属板的规格优选为长100cm、宽50cm；本实施例中，该作业台架还包括U型螺栓91、压板92和螺母93，所述垫板单体4a和压板92上均设有连接孔(图中未示出)，所述U型螺栓91以开口朝上的方式穿过垫板单体4a和压板92的相应连接孔并与螺母93配合固定；该结构能够保持本作业台架的使用稳定性，同时增强其结构强度，降低制造成本。
本实施例中，所述上支撑组件包括从下往上依次设置的上支撑梁5和上支板6，所述上支板6包括若干块横向拼接的支板单体6a；所述上支板设有用于供冲击钻机、旋挖钻机定向行走移动的钻机轨道(图中未示出)；支板单体6a的数量可根据具体需要而定；所述支板单体6a优选为脚手板，所述上支撑梁5优选为方木；脚手板可采用钢、木、竹材料制作，其规格优选为长100cm、宽50cm，能够承受钻机重量；该结构有利于降低生产成本；钻机轨道可另外铺设在上支板上，或者在支板单体6a拼接时成型，其与冲击钻机、旋挖钻机的行走机构相对应，有利于冲击钻机、旋挖钻机的现场移动，便与进行钻孔操作，提高钻孔效率。
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 (9)
1.一种建筑桩基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
P1：钻孔前准备：平整场地，测放桩孔位置，设置泥浆池、泥浆循环沟槽，根据建筑桩基平面位置及钻孔顺序在施工场地上铺设用于支撑钻机的钻孔作业台架；所述钻孔作业台架包括承重架体和连接组件，所述承重架体由若干个横向排列的桁架单体组成，相邻所述桁架单体之间通过所述连接组件以可拆卸方式进行连接；该作业台架还包括设于所述承重架体下方的用于支撑承重架体的下支撑组件和设于所述承重架体上方的用于支撑钻机的上支撑组件；
P2：埋设护筒：使用旋挖钻机钻孔至埋设深度后，旋挖钻机安装护筒驱动器，提升护筒，对准孔位，旋转臂杆下放安装护筒；
P3：灌浆：护筒安装好后，向护筒内灌入护壁泥浆；
P4：钻孔：采用冲击钻机和旋挖钻机联合钻孔；根据孔位地质情况，选择冲击钻机、旋挖钻机的钻孔顺序；
P5：清孔：采取换浆清碴及旋挖钻机双开门钻头或冲击钻机掏碴筒掏碴清孔联合清孔工艺，钻孔至设计深度后，向孔内灌入密度较小的泥浆，换浆清碴；
P6：成桩：清孔合格后，采取冲击钻机或者吊车起吊下放安装钢筋笼，采用导管法灌注水下混凝土，拔除护筒。
2.根据权利要求1所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：所述桁架单体包括采用槽钢制成的上弦杆、下弦杆、立杆及斜杆，所述上弦杆、下弦杆和立杆围合成方形框架，所述斜杆设于该方形框架内部并连接其对角；所述连接组件包括连接板和连接杆，所述连接板固设在立杆上，所述连接杆的两端分别连接两相邻立杆上的连接板；所述立杆的上侧和下侧均设有用于与连接板可拆式连接的连接部，所述连接杆的两端分别连接位于上侧的连接板和位于下侧的连接板。
3.根据权利要求2所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：所述下支撑组件包括从上往下依次设置的下支撑梁和下垫板，所述下垫板包括若干块横向拼接的垫板单体，所述下支撑梁沿桁架单体的排列方向延伸，各所述垫板单体与下支撑梁之间以可拆卸方式连接；所述垫板单体的纵向两端向上延伸形成弯曲部。
4.根据权利要求3所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：所述作业台架还包括U型螺栓、压板和螺母，所述垫板单体和压板上均设有连接孔，所述U型螺栓以开口朝上的方式穿过垫板单体和压板的相应连接孔并与螺母配合固定。
5.根据权利要求3所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：所述上支撑组件包括从下往上依次设置的上支撑梁和上支板，所述上支板包括若干块横向拼接的支板单体；所述上支板设有用于供冲击钻机和/或旋挖钻机定向行走移动的钻机轨道。
6.根据权利要求1所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：所述护筒采用厚0.6-1.2mm的钢板制作，护筒内径大于桩孔径；所述护筒的顶部设有溢浆孔或溢浆槽。
7.根据权利要求1所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：在步骤P4中，若地层为软塑状粘土，则首先采用旋挖钻机钻孔，钻至卵石地层后改用冲击钻机成孔；在冲击钻机钻孔过程中向桩孔内投放粘土造浆，同时挤密孔壁。
8.根据权利要求1所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：在步骤P4中，钻孔过程中向钻孔内补充泥浆以保持钻进及提钻后孔内泥浆液面高于护筒底部2.0m以上，且孔内泥浆液面高于地下水位标高1.0m以上。
9.根据权利要求1所述的建筑桩基施工方法，其特征在于：在步骤P5中，灌注水下混凝土前护壁泥浆的密度控制在1.0-1.2kg/cm3，同时采取掏碴法清理桩底沉碴，确保端承桩孔底沉碴厚不大于50mm，摩擦桩孔底沉碴厚度不大于150mm。
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